CN108972919A - 单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺，主要包括以下流程：单晶生长→切断→外径滚磨→端面磨削、抛光→切片→倒角→研磨→腐蚀→抛光→清洗→包装。本发明单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺简单，所需设备要求低，成本低，可提高加工效率。

Description

单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺
技术领域
本发明涉及单晶硅技术领域，具体涉及一种单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺。
背景技术
单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。单晶硅可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年***将把"绿色奥运"作为重要展示面向全世界展现，单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用阶段过渡，太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。现有技术中单晶硅加工工艺，对加工设备要求高，成本高，工艺复杂。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺，所述的工艺包括以下步骤：
切断
切除单晶硅棒的头部、尾部，将单晶硅棒切成的长度；
外径磨削
采用外圆磨床对切断后的单晶硅进行外径滚磨；
端面磨削
采用数控单晶硅端面磨床对所述单晶硅进行端面磨削；
切片
将所述磨削后的单晶硅棒切成预设几何尺寸的薄晶片；
倒角
采用倒角机将切割成的晶片税利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度；
研磨
采用双面研磨机对倒角后的单晶硅晶片进行研磨；所述研磨采用的原料包括：研磨浆料和滑浮液；
腐蚀
采用化学腐蚀去除晶片表面受加工应力而形成的损伤层；
抛光
采用抛光机对腐蚀处理后的所述单晶硅片表面进行抛光；
清洗
采用RCA湿式化学洗净方法对所述抛光后的单晶硅片进行清洗。
更进一步的技术方案是所述的切断步骤中是采用四方切割机进行切断。
更进一步的技术方案是所述的切片步骤中是采用内园切割机或线切割机进行切片。
更进一步的技术方案是所述的研磨浆料的成份包括：氧化铝、铬砂和水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺简单，所需设备要求低，成本低，可提高加工效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺，主要包括以下流程：单晶生长→切断→外径滚磨→端面磨削、抛光→切片→倒角→研磨→腐蚀→抛光→清洗→包装。
具体的，本实施例单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺具体流程如下：
切断：目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分，将单晶硅棒切成的长度。切断的设备：四方切割机。
外径磨削：由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。外径滚磨的设备：外圆磨床。
端面磨削：单晶硅捧四方切割后的端面粗糙，需要端面的磨削和抛光。处理的设备：数控单晶硅端面磨床。
切片：指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。切片的设备：内园切割机或线切割机。
倒角：指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。倒角的主要设备：倒角机
研磨：指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。研磨的设备：双面研磨机。
主要原料：研磨浆料(主要成份为氧化铝，铬砂，水)，滑浮液。
腐蚀：指经切片及研磨等机械加工后，晶片表面受加工应力而形成的损伤层，通常采用化学腐蚀去除。腐蚀的方式：(A)酸性腐蚀，是最普遍被采用的。酸性腐蚀液由硝酸(HNO3)，氢氟酸(HF)，及一些缓冲酸(CH3COCH，H3PO4)组成。(B)碱性腐蚀，碱性腐蚀液由KOH或NaOH加纯水组成。
抛光：指单晶硅片表面需要改善微缺陷，从而获得高平坦度晶片的抛光。抛光的设备：多片式抛光机，单片式抛光机。抛光的方式：粗抛：主要作用去除损伤层，一般去除量约在10-20um；精抛：主要作用改善晶片表面的微粗糙程度，一般去除量1um以下。主要原料：抛光液由具有SiO2的微细悬硅酸胶及NaOH(或KOH或NH4OH)组成，分为粗抛浆和精抛浆。
清洗：在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，这里的清洗主要是抛光后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。清洗的方式：主要是传统的RCA湿式化学洗净技术。主要原料：H2SO4，H2O2，HF，NH4HOH，Hcl。

Claims (4)

1.一种单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺，其特征在于：所述的工艺包括以下步骤：
切断
切除单晶硅棒的头部、尾部，将单晶硅棒切成的长度；
外径磨削
采用外圆磨床对切断后的单晶硅进行外径滚磨；
端面磨削
采用数控单晶硅端面磨床对所述单晶硅进行端面磨削；
切片
将所述磨削后的单晶硅棒切成预设几何尺寸的薄晶片；
倒角
采用倒角机将切割成的晶片税利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度；
研磨
采用双面研磨机对倒角后的单晶硅晶片进行研磨；所述研磨采用的原料包括：研磨浆料和滑浮液；
腐蚀
采用化学腐蚀去除晶片表面受加工应力而形成的损伤层；
抛光
采用抛光机对腐蚀处理后的所述单晶硅片表面进行抛光；
清洗
采用RCA湿式化学洗净方法对所述抛光后的单晶硅片进行清洗。
2.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺，其特征在于所述的切断步骤中是采用四方切割机进行切断。
3.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺，其特征在于所述的切片步骤中是采用内园切割机或线切割机进行切片。
4.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的工艺，其特征在于所述的研磨浆料的成份包括：氧化铝、铬砂和水。
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