提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺，所属硅片加工技术领域，包括如下操作步骤：第一步：进行线切割。第二步：一次倒角。第三步：研磨去除量65μm。第四步：二次倒角，二次倒角将硅片加工成目标形状（T

【技术实现步骤摘要】
提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺


[0001]本专利技术涉及硅片加工
，具体涉及一种提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺。

技术介绍

[0002]随着IC集成度不断增大，线宽不断减小，对单晶硅表面质量要求越来越高。硅片平整度是硅片衡量硅片质量的一个重要参数，硅片经过拉晶、线切、磨片、倒角、腐蚀、抛光、洗净等多道加工工艺。其中对硅片平坦度影响最大的是工艺过程是抛光工艺，由于抛光受来料影响较大，所以抛光之前的工艺（磨片、腐蚀） 均对平坦度产生影响。对磨片、腐蚀及抛光工艺的综合改善，可以提高硅片平坦度。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要解决现有技术中存在硅片加工过程中平坦度差的不足，提供了一种提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺，其具有操作便捷和效果明显的特点。提高硅片平坦度，并且降低切片厚度，节省硅材料。
[0004]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺，包括如下操作步骤：第一步：进行线切割，切片厚度830μm，比改善前减少5μm，采用TOYO450E线切割机进行切割。
[0005]第二步：一次倒角，通过一次倒角将硅片边缘加工成圆弧形（R
‑
Type）。
[0006]第三步：研磨去除量65μm，研磨后目标厚度765μm，研磨设备24BNS，研磨辅材由研磨粉F0
‑
1000#，悬浮液、防锈剂、消泡剂组成，研磨通过下定盘旋转和载体的旋转对硅片进行双面研磨。
[0007]第四步：二次倒角，一次倒角将硅片边缘加工成R
‑
type，目的是增强硅片边缘机械强度，避免裂片，二次倒角将硅片加工成目标形状（T
‑
type）。
[0008]第五步：酸腐蚀采用的药液为HF、HNO3、HAC（醋酸），化学反应：Si+2HNO3
→
SiO2+2HNO2，2HNO2
→
NO+NO2+H2O，SiO2+6HF
→
H2SiF6+2H2O酸腐蚀腐蚀速率较快，腐蚀去除量大，平坦度不容易控制，通过减小酸腐蚀去除量，从30μm变成20μm，提高腐蚀后平坦度。
[0009]第六步：碱腐蚀去除量5μm，碱腐蚀药液（48%KOH），化学反应：Si+2KOH+H2O
→
K2SiO3+2H2，碱腐蚀速率比酸腐蚀慢，碱腐蚀速率各向异性，对平坦度恶化较少。
[0010]第七步：Grinding（单面研削）去除量9μm，采用DISCO 设备加工，为了稳定机器的磨削精度，机器开机之后需要暖机至少30Min。
[0011]第八步：边缘抛光采用BBS边抛机加工，对notch和边缘外周进行抛光加工。
[0012]第九步：抛光去除量6μm，采用不二越全自动抛光线加工，且采用背面贴蜡单面抛光，通过5连抛进行加工：粗抛
→
粗抛
→
粗抛
→
中抛
→
精抛。
[0013]第十步：进行去蜡洗净，去除硅片背面蜡残，最终洗净采用SC1药液浸泡进行清洗，
达到去除硅片表面沾污的目的。
[0014]作为优选，线切割前先进行晶向测定，调整晶向角度，按X方向偏离要求
±
0.7，Y方向偏离要求
±
0.7，晶向调整好以后将晶棒粘接到接着板上，晶棒粘接固化时间≥8h后进行切割，采用φ0.12钢线、砂浆进行切割，研磨液流量130
±
10% kg/Min；钢线平均速度595～1000 m/min。
[0015]作为优选，研磨时，下定盘转速30
±
5rpm，下定盘进行自转，硅片研磨公转转速比20:3:10，研磨后TTV 1.0～1.1μm。
[0016]作为优选，二次倒角的加工设备为W
‑
GM
‑
4200E，二次倒角加工砂轮有树脂砂轮和金属砂轮；加工时先对外周进行粗研，再对外周进行精研，然后对notch进行粗研，加工后用SEP2000轮廓仪检测边缘轮廓，确认轮廓是否满足要求。
[0017]作为优选，Grinding设备可以根据TTV的形貌调整，一般测得图形为：中凹，中凸，双凹，双凸这四种，根据测得的TTV数据与图形，选择相应四种调试方法调整TTV，Grinding为机械研削加工，平坦度高，grinding后TTV 均值0.2～0.3μm。
[0018]作为优选，抛光原理是化学机械研磨，硅片表面与抛光液中的KOH接触反应，生成可溶解性的硅酸盐，同时抛光液中的二氧化硅胶体与快速转动的软性抛光布的摩擦作用，将硅片表面已形成的硅酸盐擦去进入抛光液从而被排走，露出新的表面层，继续与KOH反应生成硅酸盐。
[0019]本专利技术能够达到如下效果：本专利技术提供了一种提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺，与现有技术相比较，具有操作便捷和效果明显的特点。提高硅片平坦度，并且降低切片厚度，节省硅材料。
具体实施方式
[0020]下面通过实施例，对专利技术的技术方案作进一步具体的说明。
[0021]实施例：一种提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺，包括如下操作步骤：第一步：进行线切割，切片厚度830μm，比改善前减少5μm，采用TOYO450E线切割机进行切割。线切割前先进行晶向测定，调整晶向角度，按X方向偏离要求
±
0.7，Y方向偏离要求
±
0.7，晶向调整好以后将晶棒粘接到接着板上，晶棒粘接固化时间≥8h后进行切割，采用φ0.12钢线、砂浆进行切割，研磨液流量130
±
10% kg/Min；钢线平均速度595～1000 m/min。
[0022]第二步：一次倒角，通过一次倒角将硅片边缘加工成圆弧形（R
‑
Type）。增加硅片边缘表面机械强度，一次倒角设备WBM
‑
2200A， 采用树脂砂轮对外周进行加工，砂轮转速3500
±
500m/min。
[0023]第三步：研磨去除量65μm，研磨后目标厚度765μm，研磨设备24BNS，研磨辅材由研磨粉F0
‑
1000#，悬浮液、防锈剂、消泡剂组成，研磨通过下定盘旋转和载体的旋转对硅片进行双面研磨。研磨时，下定盘转速30
±
5rpm，下定盘进行自转，硅片研磨公转转速比20:3:10，研磨后TTV 1.0～1.1μm。
[0024]第四步：二次倒角，一次倒角将硅片边缘加工成R
‑
type，目的是增强硅片边缘机械强度，避免裂片，二次倒角将硅片加工成目标形状（T
‑
type）。二次倒角的加工设备为W
‑
GM
‑
4200E，二次倒角加工砂轮有树脂砂轮和金属砂轮；加工时先对外周进行粗研，再对外周进
行精研，然后对notch进行粗研，加工后用SEP2000轮廓仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高硅片平坦度降低硅材料消耗的工艺，其特征在于包括如下操作步骤：第一步：进行线切割，切片厚度830μm，比改善前减少5μm，采用TOYO450E线切割机进行切割；第二步：一次倒角，通过一次倒角将硅片边缘加工成圆弧形（R
‑
Type）；第三步：研磨去除量65μm，研磨后目标厚度765μm，研磨设备24BNS，研磨辅材由研磨粉F0
‑
1000#，悬浮液、防锈剂、消泡剂组成，研磨通过下定盘旋转和载体的旋转对硅片进行双面研磨；第四步：二次倒角，一次倒角将硅片边缘加工成R
‑
type，目的是增强硅片边缘机械强度，避免裂片，二次倒角将硅片加工成目标形状（T
‑
type）；第五步：酸腐蚀采用的药液为HF、HNO3、HAC（醋酸），化学反应：Si+2HNO3
→
SiO2+2HNO2，2HNO2
→
NO+NO2+H2O，SiO2+6HF
→
H2SiF6+2H2O酸腐蚀腐蚀速率较快，腐蚀去除量大，平坦度不容易控制，通过减小酸腐蚀去除量，从30μm变成20μm，提高腐蚀后平坦度；第六步：碱腐蚀去除量5μm，碱腐蚀药液（48%KOH），化学反应：Si+2KOH+H2O
→
K2SiO3+2H2，碱腐蚀速率比酸腐蚀慢，碱腐蚀速率各向异性，对平坦度恶化较少；第七步：rinding（单面研削）去除量9μm，采用DISCO 设备加工，为了稳定机器的磨削精度，机器开机之后需要暖机至少30Min；第八步：边缘抛光采用BBS边抛机加工，对notch和边缘外周进行抛光加工；第九步：抛光去除量6μm，采用不二越全自动抛光线加工，且采用背面贴蜡单面抛光，通过5连抛进行加工：粗抛
→
粗抛
→
粗抛
→
中抛
→
精抛；第十步：进行去蜡洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：何荣，
申请(专利权)人：杭州中欣晶圆半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：