CN114714526A - 二维调整单晶硅棒晶向的接着方法 - Google Patents

二维调整单晶硅棒晶向的接着方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，用X光机测量晶棒在X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度，根据Y方向的晶向偏离度加工树脂板，再将树脂板接着在晶棒的下端完成Y方向的晶向偏离度调整，再根据X方向的晶向偏离度使接着设备的工件板在X方向相应摆动，再将工件板上端面和树脂板下端面进行接着，该接着方法是在不需用旋转晶棒的前提下完成，在提升硅片的面方位精度的同时，还能够确保warp值的可控。

Description

二维调整单晶硅棒晶向的接着方法
技术领域
本发明涉及单晶硅硅片加工技术领域，尤其涉及一种二维调整单晶硅棒晶向的接着方法。
背景技术
半导体晶圆加工时，需要将晶棒加工成硅片，硅片加工过程中需要控制硅片的翘曲度（warp）、硅片的总厚度变化（TTV）、硅片的几何参数 (BOW)、局部平坦度等重要参数。现在使用的多线切割方法直接影响着硅片的warp和BOW值，但是warp是不能通过后面工序改善。所以降低切片过程对warp的影响，是保证高品质晶圆不可或缺的过程。
目前在改善warp的过程中，线网和晶锭NOTCH的角度值，是影响warp的重要因素；对于单晶硅的密排结构为面心立方结构，单晶硅的密排面为(111)，密排方向为<110>晶向。在晶棒游离切割过程中，砂浆中的碳化硅会有一个“嵌入——滚动”的过程，此时会存在位错移动的过程，位错的移动在<110>运动时，运动距离最小，产生的应力也最小，此时warp翘曲也最小。因此对于<100>晶向的晶棒，在<100>晶向的晶棒的柱面上有四个等效的<110>晶向的参考面，如图1所示，晶棒多线切割过程中在旋转角不同的情况下warp均值上下浮动，但是当NOTCH和钢线网的角度关系为-90°、90°时，warp值较好，位于10以下，这是因为在90°、-90°对应晶体结构中的晶向是<110>晶向（即入刀口的晶向是<110>），故warp值较好。
于是现有技术常采用将晶棒在工件板上旋转及摆动后接着，此方法存在牺牲硅片面方位，来确保warp值的可控，但是对于硅片面方位要求低的产品，例如0.1°的产品就不能正常加工，此时就会存在面方位和warp的取舍问题。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，以解决现有技术中因由晶棒在工件板上旋转及摆动后接着而导致面方位和warp值相互制约，导致从面方位和warp值择其一的取舍技术问题。
一种二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，包括以下步骤：
a、将晶棒放置在X光机上，根据该晶棒的晶向确定NOTCH槽，NOTCH槽位于晶面XOY坐标系的第一象限和第二象限内任意位置；
b、用X光机分别测量X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度；
c、根据上述Y方向的晶向偏离度的值对树脂板的下端面进行机加工，加工后树脂板的下端面和加工前树脂板的下端面形成倾斜角度，该倾斜角度和晶向偏离度相等；
d、采用接着设备将加工后的树脂板接着在晶棒的底部，完成晶棒Y方向的偏离调整；
e、根据X方向的晶向偏离度调整接着设备的工件板在X方向进行摆动，其摆动的角度和X方向的晶向偏离度相等，其摆动的方向和X方向的晶向偏离方向一致，再将接着有树脂板的晶棒移动至接着设备的加工台上方，然后接着设备的加工台上升，将工件板的上端和树脂板的下端面进行接着，完成晶棒X方向的偏离调整，完成在二维维度中单晶硅棒晶向的接着。
优选的，在a步骤中，<111>晶棒的NOTCH槽的方向和晶面XOY坐标系的Y轴方向相同； 或者<100>晶棒的NOTCH槽的方向和晶面XOY坐标系的X轴方向相同。
优选的，在b步骤中，确保X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度测量均不能大于2°。
优选的，在c步骤中，确保晶棒接着用树脂板的厚度为25mm-29mm。
优选的，在c步骤中，树脂板倾斜角度加工设备的加工精度需要控制在0.05°。
优选的，在d步骤中，接着设备对树脂板和晶棒之间施加300~400N的压力，该接着过程中的温度控制在22°-28°之间，接着时长为15分钟。
优选的，在e步骤中，上述工件板和树脂板的接触压力为190至210N，该接着过程中的温度控制在22°-28°之间，接着时长为15分钟。
优选的，将上述接着完成后的晶棒再次移动至X光机，用X光机对接着后的晶棒进行面方位复测，判断面方位是否纠正合格，不合格时，将工件板、树脂板、晶棒依次相分离后，再次按照由a到e的步骤依次完成接着。
由上述技术方案可知，本发明提供了一种二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，用X光机测量晶棒在X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度，根据Y方向的晶向偏离度加工树脂板，再将树脂板接着在晶棒的下端完成Y方向的晶向偏离度调整，再根据X方向的晶向偏离度使接着设备的工件板在X方向相应摆动，再将工件板上端面和树脂板下端面进行接着，该接着方法是在不需用旋转晶棒的前提下完成，在提升硅片的面方位精度的同时，还能够确保warp值的可控。
附图说明
图1是现有技术中warp均值变化状态图。
图2是<111>晶棒放置在X光机上NOTCH槽所处的位置。
图3是<100>晶棒放置在X光机上NOTCH槽所处的位置。
图4是晶棒晶向偏离度测量过程中X轴和Y轴对应图。
图5是树脂板加工前的前视图。
图6是树脂板加工后的前视图。
图7是树脂板和晶棒接着后的示意图。
图8是接着有树脂板的晶棒位于工件板上方的示意图。
图9是工件板在X方向上转动后和接着有树脂板的晶棒接着示意图。
具体实施方式
以下结合本发明的附图，对发明实施例的技术方案及技术效果做进一步的详细阐述。
二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，包括以下步骤：
a、将晶棒放置在X光机上，根据该晶棒的晶向确定NOTCH槽，NOTCH槽位于晶面XOY坐标系的第一象限和第二象限内任意位置，进一步的，请参阅图2，<111>晶棒的NOTCH槽在竖直方向，请参阅图3，<100>的晶棒的NOTCH槽在90°方向。
b、请参阅图4，用X光机测量晶棒晶向偏离度，分别测量X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度。进一步的，确保X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度测量均不能大于2°。
c、请参阅图5和图6，根据上述Y方向的晶向偏离度的值对树脂板的下端面进行机加工，加工后树脂板的下端面和加工前树脂板的下端面形成倾斜角度，该倾斜角度和晶向偏离度相等。进一步的，确保晶棒接着用树脂板的厚度为25mm-29mm。进一步的，树脂板倾斜角度加工设备的加工精度需要控制在0.05°。
d、请参阅图7，采用接着设备将加工后的树脂板接着在晶棒的底部，完成晶棒Y方向的偏离调整，在加工后的树脂板上端面上涂胶，接着将树脂板的上端面接着在晶棒的底部，树脂板和晶棒接触后，接着设备对树脂板和晶棒之间施加300-400N的压力，该接着过程中的温度控制在22°-28°之间，接着时长为15分钟，此时完成晶棒Y方向的偏离调整。
e、请参阅图8和图9，根据X方向的晶向偏离度调整接着设备的工件板在X方向进行摆动，其摆动的角度和X方向的晶向偏离度相等，其摆动的方向和X方向的晶向偏离方向一致，将接着有树脂板的晶棒移动至接着设备的加工台上方，然后接着设备的加工台上升，将工件板的上端和树脂板的下端面进行接着，工件板和树脂板的接触压力为200±20N，该接着过程中的温度控制在22°-28°之间，接着时长为15分钟，此时，完成完成晶棒X方向的偏离调整。
f、将上述接着完成后的晶棒再次移动至X光机，用X光机对接着后的晶棒进行面方位复测，判断面方位是否纠正合格，不合格时，检测X光机的精准度是否偏差，或加工后树脂板下端面的倾斜角度是否达标，或接着时树脂板的摆放角度是否正确，或拱杠中心是否偏离，还有人为安装晶棒的方式是否规范，将工件板、树脂板、晶棒依次相分离后，再次按照由a到e的步骤依次完成接着。
由上述技术方案可知，本发明提供了一种二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，用X光机测量晶棒在X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度，根据Y方向的晶向偏离度加工树脂板，再将树脂板接着在晶棒的下端完成Y方向的晶向偏离度调整，再根据X方向的晶向偏离度使接着设备的工件板在X方向相应摆动，再将工件板上端面和树脂板下端面进行接着，该接着方法是在不需用旋转晶棒的前提下完成，在提升硅片的面方位精度的同时，还能够确保warp值的可控。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将晶棒放置在X光机上，根据该晶棒的晶向确定NOTCH槽，NOTCH槽位于晶面XOY坐标系的第一象限和第二象限内任意位置；
b、用X光机分别测量X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度；
c、根据上述Y方向的晶向偏离度的值对树脂板的下端面进行机加工，加工后树脂板的下端面和加工前树脂板的下端面形成倾斜角度，该倾斜角度和晶向偏离度相等；
d、采用接着设备将加工后的树脂板接着在晶棒的底部，完成晶棒Y方向的偏离调整；
e、根据X方向的晶向偏离度调整接着设备的工件板在X方向进行摆动，其摆动的角度和X方向的晶向偏离度相等，其摆动的方向和X方向的晶向偏离方向一致，再将接着有树脂板的晶棒移动至接着设备的加工台上方，然后接着设备的加工台上升，将工件板的上端和树脂板的下端面进行接着，完成晶棒X方向的偏离调整，完成在二维维度中单晶硅棒晶向的接着。
2.如权利要求1所述的二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于：在a步骤中，<111>晶棒的NOTCH槽的方向和晶面XOY坐标系的Y轴方向相同；或者<100>晶棒的NOTCH槽的方向和晶面XOY坐标系的X轴方向相同。
3.如权利要求1所述的二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于：在b步骤中，确保X方向的晶向偏离度和Y方向的晶向偏离度测量均不能大于2°。
4.如权利要求1所述的二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于：在c步骤中，确保晶棒接着用树脂板的厚度为25mm-29mm。
5.如权利要求1所述的二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于在c步骤中，树脂板倾斜角度加工设备的加工精度需要控制在0.05°。
6.如权利要求1所述的二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于：在d步骤中，接着设备对树脂板和晶棒之间施加300-400N的压力，该接着过程中的温度控制在22°-28°之间，接着时长为15分钟。
7.如权利要求1所述的二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于：在e步骤中，上述工件板和树脂板的接触压力为190至210N，该接着过程中的温度控制在22°-28°之间，接着时长为15分钟。
8.如权利要求1至7任意一项所述的二维调整单晶硅棒晶向的接着方法，其特征在于：将上述接着完成后的晶棒再次移动至X光机，用X光机对接着后的晶棒进行面方位复测，判断面方位是否纠正合格，不合格时，将工件板、树脂板、晶棒依次相分离后，再次按照权利要求1中由a到e的步骤依次完成接着。
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