CN103014878A - 一种低光泽度酸腐片的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低光泽度酸腐片的加工方法。其工艺是：1.将酸腐片双面去除量控制在32±2μm；酸腐蚀液寿命为30000～50000标片；2.配制酸腐蚀液：氢氟酸7.06～8.07%，硝酸40.5～42.2%，醋酸22.67～27.96%，加去离子水混合；3.酸腐蚀液的温度保持在30-40℃；4.每腐蚀50片，酸腐蚀液排出量和补充量为酸腐蚀液总量的0.75%～1.25%；5.采用机械手摇动，以降低局部腐蚀温度。在保证腐蚀酸腐片去除量的前提下，通过控制酸腐蚀液的浓度和寿命以及降低局部腐蚀温度等工艺来降低酸腐片的表面光泽度，所获得酸腐片的表面光泽度达到10-25GS，从而满足客户对低光泽度腐蚀片的需求。同时通过采用该工艺，硅片外观看起来不“刺眼”，有利于产品良率的提高，从而实现了低光泽度酸腐片的量产。

Description

一种低光泽度酸腐片的加工方法

技术领域

本发明涉及单晶硅片表面加工工艺，特别涉及一种低光泽度酸腐片的加工方法。

背景技术

单晶硅片的表面加工流程主要包括单晶生长→滚磨→切片→倒角→研磨→腐蚀→背损伤→背封→去边→抛光→清洗→包装等。近年来，随着半导体行业的高速发展和激烈的市场竞争，为了降低半导体原材料成本，越来越多的半导体器件厂商采用经过腐蚀加工后的腐蚀片替代抛光后的晶圆片，从而省去了对加工设备环境、清洗方式、化学辅料纯度等要求较高的抛光过程等。其中，有些客户需求对硅片表面光泽度要求较低的产品，主要应用硅片表面的低光泽度效果，在涂胶时便于涂刷。另外低光泽度的腐蚀片外观看起来不“刺眼”，沾污、水渍、药液渍变得不明显，有利于良率的提高。

目前，国内抛光片在腐蚀工序一般分为碱腐蚀工艺及酸腐蚀工艺两种。采用碱腐蚀的腐蚀片光泽度通常高达340Gs，难以实现低光泽度腐蚀；而采用常规配比（HF，HNO3，CH3COOH）的酸腐蚀液进行常规酸腐蚀工艺加工的腐蚀片光泽度通常达到50-70GS，也同样难以实现低光泽度腐蚀。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种低光泽度酸腐片的加工方法，通过控制硅片双面去除量、控制酸腐蚀液的浓度以及酸腐蚀液寿命，来降低酸腐片的表面光泽度，实现批量的稳定加工，既达到客户使用标准，又降低了产品加工成本。

腐蚀片的光泽度与酸腐蚀双面去除量成正比，因此腐蚀去除量较少的腐蚀片光泽度通常较低。但是如果去除量不足，可能造成磨片等前道机械加工产生的应力而形成有一定深度的机械应力损伤层不能完全去除干净，从而可能造成后道器件加工良率的下降。因此不能通过简单的减少去除量来实现低光泽度酸腐片。

本发明是通过这样的技术方案实现的：一种低光泽度酸腐片的加工方法，其特征在于：包括如下工艺： 

（一）.将酸腐片双面去除量控制在32±2μm；酸腐蚀液寿命为30000～50000标片；

（二）.酸腐蚀液的配制：各化学成分所占浓度百分比为：氢氟酸：7.06～8.07%，硝酸：40.5～42.2%，醋酸：22.67～27.96%，加去离子水混合而成；

（三）.在加工酸腐片过程中，酸腐蚀液的温度保持在30-40℃范围内；

（四）.每腐蚀50片酸腐片之后，排出一部分酸腐蚀液，每次排出量为酸腐蚀液总量的0.75%～1.25%，然后，再补充同等数量酸腐蚀液来维持酸腐蚀液的浓度动态平衡；

（五）.在腐蚀过程中，采用机械手摇动，使腐蚀时聚集在酸腐片表面的热量及时排出，以降低局部腐蚀温度，进而降低酸腐片的光泽度。

本发明的有益效果是：在保证腐蚀酸腐片去除量的前提下，通过控制酸腐蚀液的浓度和酸腐蚀液寿命以及降低局部腐蚀温度等工艺来降低酸腐片的表面光泽度，所获得酸腐片的表面光泽度达到10-25GS，从而满足客户对低光泽度腐蚀片的需求。同时通过采用该工艺，硅片外观看起来不“刺眼”，有利于产品良率的提高，从而实现了低光泽度酸腐片的量产。

附图说明

图1是光泽度随酸腐蚀液寿命的变化趋势曲线图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：5英寸掺N<111>晶向硅片，电阻率60~90Ω.㎝，其工艺步骤如下：

1）利用倒片机将清洗过的待腐蚀硅片从片篮中倒入滚筒中。

2）根据硅片的产品规格，酸腐蚀液由以下组分按照重量进行配制：HF：7.52%；HNO₃：41.2%；CH₃COOH：24.5%，加去离子水混合而成。

3)在加工酸腐片过程中，酸腐蚀液的温度保持为34℃；自转速率为50rpm；公转速率为10rpm；酸腐蚀液循环量为400L；氮气位置为100mm；氮气流量为300L/min；氮气压力为300Pa；氮气时间为全程。

4）保持硅片双面去除量即总去除量：32±2μm。

5）换新酸时先腐蚀一片，留样；之后在腐蚀片数为5000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000、50000时各抽取一片，共10片留样。一共取样11片。

6）加工时，每腐蚀50片排出酸腐蚀液量为4L，补腐蚀液量为4L。

7）进行检验测量。采用MN-60型光泽度检测硅片表面光泽度，并检查硅片表面外观状况。

不同寿命的酸腐蚀液腐蚀的硅片光泽度变化趋势如图1所示。从图1中可以看出酸腐蚀片的光泽度随寿命上升而下降，当酸腐蚀液寿命为30000标片时，光泽度低于25Gs，符合低光泽度酸腐片产品的加工要求。

实施例2：5英寸掺N<111>晶向硅片，电阻率60~90Ω.㎝，共2500片进行批量加工。其工艺步骤如下：

1）利用倒片机将清洗过的待腐蚀硅片从片篮中倒入滚筒中，以上2500片硅片以滚筒为单位进行加工，每个滚筒50片。

2）根据硅片的产品规格，酸腐蚀液由以下组分按照浓度百分比进行配制：HF：7.38%；HNO₃：41.6%；CH₃COOH：25.32%，加去离子水混合而成。

3)在加工酸腐片过程中，酸腐蚀液的温度保持在腐蚀温度为30℃；自转速率为50rpm，公转速率为10rpm；酸腐蚀液循环量为400L；氮气位置为100mm；氮气流量为300L/min；氮气压力为300Pa；氮气时间为全程。

4）保持硅片去除量：32μm，酸腐蚀液寿命为32000标片。

5）将放置硅片的滚筒放入酸腐蚀机中，开始腐蚀。

6）加工时，每腐蚀50片排出酸腐蚀液量为4L，补腐蚀液量为4L。

7）进行检验测量。采用MN-60型光泽度检测硅片表面光泽度，并检查硅片表面外观状况。

技术效果检测：加工2500片，光泽度在12-16GS，均在10-25GS范围内，良率为99.48%，高于常规98%的酸腐良率平均水平。

从实施例2的技术效果可验证：本发明能够实现低光泽度酸腐蚀片的量产，且良率高于正常水平。

Claims (1)

1.一种低光泽度酸腐片的加工方法，其特征在于：包括如下工艺： 

（一）.将酸腐片双面去除量控制在32±2μm；酸腐蚀液寿命为30000～50000标片；

（二）.酸腐蚀液的配制：各化学成分所占浓度百分比为：氢氟酸：7.06～8.07%，硝酸：40.5～42.2%，醋酸：22.67～27.96%，加去离子水混合而成；

（三）.在加工酸腐片过程中，酸腐蚀液的温度保持在30-40℃范围内；

（四）.每腐蚀50片酸腐片之后，排出一部分酸腐蚀液，每次排出量为酸腐蚀液总量的0.75%～1.25%，然后，再补充同等数量酸腐蚀液来维持酸腐蚀液浓度的动态平衡；

（五）.在腐蚀过程中，采用机械手摇动，使腐蚀时聚集在酸腐片表面的热量及时排出，以降低局部腐蚀温度，进而降低酸腐片的光泽度。