硅返抛片多晶膜层的剥离方法技术

本发明专利技术提供一种硅返抛片多层多晶膜层的剥离方法，其特征在于：首先将沉积有多层多晶膜层的晶圆放入温度大于50℃且小于70℃、质量分数大于35%且小于45%的KOH溶液中浸泡15‑30min，缓慢腐蚀剥离晶圆表面沉积的多晶膜层；随后将晶圆片放入温度大于90℃且质量分数大于45%的KOH的溶液中浸泡8‑12min，将多晶膜层彻底腐蚀剥离，从而得到待抛光的硅返抛片。本发明专利技术可以减小多晶膜层剥离后所产生的表面应力，使腐蚀所得的待抛片的硅返抛片表面深度与宽度大于70μm的滑移线的数量小于50条；因而本发明专利技术对于提高晶圆反抛成品率具有显著效果。

Stripping method for polycrystalline film of silicon back throwing sheet

The invention provides a method for stripping silicon multilayer polycrystalline film back polishing sheet, characterized in that: the first solution of KOH multilayer film deposited polycrystalline wafer into a temperature higher than 50 DEG and less than 70 DEG C, the mass fraction of more than 35% and less than 45% in 15 30min, slow corrosion stripping polycrystalline film the deposition on the surface of the wafer; then the soaking solution into the wafer temperature greater than 90 DEG C and the mass fraction of greater than 45% KOH in 8 12min polycrystalline film completely corrosion peeling, to get back to be polished silicon polishing sheet. The invention can reduce the surface generated by the polycrystalline film after the peeling stress, the number of the polishing sheet to corrosion of silicon wafer surface cast back the depth and width of more than 70 mu m slip line is less than 50; the invention is to improve the anti wafer has significant effect rate of finished polishing.

【技术实现步骤摘要】

该专利涉及集成电路用返抛硅片加工技术，尤其涉及返抛光加工技术过程的晶圆膜层腐蚀剥离工艺技术。
技术介绍
随着半导体、LED、太阳能等产业蓬勃发展，产品应用越来越广泛；在全球不断扩大的需求推动下，各大半导体企业不断扩建新厂区，提升产能以满足市场需求。但生产晶圆时，各个制程都必须监控，确认制程的稳定、良率的确保，才能生产出客户所需要的产品。因此在满足市场需求前提下，就必须实际考虑生产晶圆时所需投入测试晶圆的成本。在晶圆制造过程中，不但需要正片，而且还需要大量起陪衬作用的假陪片，用以保证正片的质量。其假陪片的需求量不亚于正片的需求量。用于在晶圆制造过程中，对假陪片的品质要求高，因而许多晶圆制造商将各个生产工序中检测到的不合格晶圆通过返抛光工艺，将其返工成厚度稍薄的硅片用于假陪片，甚至返工成正片，从而降低生产成本。而这一类硅片又叫着返抛片。返抛片除了厚度因研磨抛光而变薄之外与原始晶圆并无太大的质量差异，使用返抛光片作为假陪片可以减少对正片的消耗，同时如果返抛光片的厚度与各项性质指标满足正片要求，也可再次应用于IC晶圆制造，因而可直接降低IC晶圆的制造成本。不良的晶圆表面膜层主要有SiO2、Si3N4、多晶硅等；其中SiO2、Si3N4沉积薄膜使用氢氟酸可以剥离，多晶硅沉积薄膜一般使用90℃以上温度的浓度大于45%KOH溶液腐蚀剥离。沉积膜层剥离即薄膜应力消除后可投入后道硅片返抛光工艺：研磨-抛光-清洗。但是，这种采用高温高浓度的碱性溶液的腐蚀剥离方法，虽然可以快速腐蚀剥离表面的多晶膜层，但是对于表面沉积有多层多晶膜层的晶圆来说使用此工艺多晶膜层快速被腐蚀剥离，多层多晶膜层应力集中快速释放最终导致表面产生超过100条以上纵横交错贯穿整个晶面且深度与宽度都达到70μm以上的密集晶格滑移线；增大了腐蚀和抛光工艺返抛片表面的去除量，导致硅片可用厚度严重减薄。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提供一种硅返抛片多层多晶膜层的剥离方法，其特征在于：将含多层多晶膜层的晶圆浸泡于温度大于50℃且小于70℃、质量分数大于35%小于45%的KOH溶液中初步腐蚀处理15~30min。再将初步腐蚀处理的晶圆浸泡于温度大于90℃且质量分数大于45%的KOH溶液中进行深度腐蚀8~12min。经清洗，得到待抛光的硅返抛片。进一步，所述的含多层多晶膜层可以是外延的多晶膜层、多晶氧化硅膜层。进一步，所述硅返抛片表面的深度与宽度大于5μm的滑移线的条数小于50条。本专利技术的有益效果在于，首先在低温低浓度的KOH溶液下缓慢腐蚀剥离晶圆表面附着的多晶膜层，晶圆表面应力得以缓慢释放，有效抑制表面滑移线的新增与延伸，大幅降低了返抛片的研磨去除量，提高了返抛片的有效可用厚度，提高了晶圆返抛再生利用成品率。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1是本专利技术工艺方法的基本工艺流程。图2是与本专利技术工艺方法对比的以前老的工艺流程。具体实施方式为了使本专利技术的工艺技术方案及工艺流程优点更易于理解，下面结合附图作进一步的详细说明。应当声明，此处所描述的具体实施工艺方法仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。操作工艺如图1所示，首先将含有多层多晶膜层的晶圆片放入温度大于50℃且小于70℃、质量分数大于35%小于45%KOH溶液中腐蚀15-30min，缓慢剥离晶圆表面的多晶膜层，以达到缓慢释放部分表面应力。而后将经过表面应力缓释的晶圆片放入温度质量分数45%以上KOH溶液中腐蚀8-12min，彻底将多晶膜层剥离干净并且改善晶圆表观。使用显微镜可以看到，通过此创新改进的工艺方法所得到的晶圆片表面的晶格滑移线宽度控制在40μm以内；通过对已经产生晶格滑移线的晶圆片进行双面研磨工艺处理，经测试要达到去除本创新改进的工艺方法所得到晶圆片表面晶格滑移线所需要的双面去除量在70μm以内也就是单面去除量35μm以内，因此也可以得出通过此创新改进的工艺方法所得到的晶圆片表面的晶格滑移线深度控制在35μm以内。并且通过数据对比也可以确定通过此创新改进的工艺方法所得到的晶圆片表面的晶格滑移线宽度大于深度。实施例1本专利技术是一种创新改进的工艺方法，如图1所示通过对化学液温度与浓度的控制实现阶梯式的化学反应速率（先低速率后高速率）来腐蚀剥离晶圆片的多晶膜层。首先是低速率的腐蚀过程，将沉积有多晶膜层的晶圆片放入温度为70℃、质量分数为45%的KOH溶液中腐蚀15min缓慢剥离晶圆表面的多晶膜层；而后将晶圆片放入温度为90℃、质量分数为45%的KOH溶液中腐蚀8min彻底将多晶膜层剥离干净。通过显微镜观察75%晶圆片没有产生宽度大于5μm的晶格滑移线；25%的晶圆片产生宽度大于5um的晶格滑移线且数量在50条以内，且晶格滑移线的宽度均小于40um。实施例2将沉积有多晶膜层的晶圆片放入温度为70℃、质量分数为40%的KOH溶液中腐蚀20min缓慢剥离晶圆表面的多晶膜层；而后将晶圆片放入温度为90℃、质量分数为48%的KOH溶液中腐蚀8min彻底将多晶膜层剥离干净。通过显微镜观察80%晶圆片没有产生宽度大于5μm的晶格滑移线；20%的晶圆片产生宽度大于5um的晶格滑移线且数量在40条以内，而且晶格滑移线的宽度均小于30μm。实施例3将沉积有多晶膜层的晶圆片放入温度为65℃、质量分数为45%的KOH溶液中腐蚀20min缓慢剥离晶圆表面的多晶膜层；而后将晶圆片放入温度为95℃、质量分数为45%KOH溶液中腐蚀10min彻底将多晶膜层剥离干净。通过显微镜观察73%晶圆片没有产生宽度大于5μm的晶格滑移线；27%的晶圆片产生宽度大于5μm的晶格滑移线且数量在50条以内，而且晶格滑移线的宽度均小于45μm。实施例4将沉积有多晶膜层的晶圆片放入温度为60℃、质量分数为40%的KOH溶液中腐蚀30min缓慢剥离晶圆表面的多晶膜层；而后将晶圆片放入温度为90℃、质量分数为48%的KOH溶液中腐蚀8min彻底将多晶膜层剥离干净。通过显微镜观察85%晶圆片没有产生宽度大于5μm的晶格滑移线，15%的晶圆片产生宽度大于5μm的晶格滑移线且数量在40条以内，而且晶格滑移线的宽度均小于25μm。实施例5将沉积有多晶膜层的晶圆片放入温度为70℃、质量分数为35%的KOH溶液中腐蚀30min缓慢剥离晶圆表面的多晶膜层；而后将晶圆片放入温度95℃、质量分数为48%KOH溶液中腐蚀5min彻底将多晶膜层剥离干净。通过显微镜观察80%晶圆片没有产生宽度大于5μm的晶格滑移线；20%的晶圆片产生宽度5-25μm晶格滑移线且数量在50条以内，而且晶格滑移线的宽度均小于25μm。实施例6将沉积有多晶膜层的晶圆片放入温度为50℃、质量分数为45%的KOH溶液中腐蚀60min缓慢剥离晶圆表面的多晶膜层；而后将晶圆片放入温度为90℃、质量分数为48%的KOH溶液中腐蚀15min彻底将多晶膜层剥离干净。通过显微镜观察65%晶圆片没有产生宽度大于5μm的晶格滑移线；35%的晶圆片产生宽度5-40μm晶格滑移线且数量在60条以内，而且晶格滑移线的宽度均小于25μm。实施例7将沉积有多晶膜层的晶圆片放入温度为50℃、质量分数为45%的KOH溶液中腐蚀60min缓慢剥离晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅返抛片多层多晶膜层的剥离方法，其特征在于：（1）将含多层多晶膜层的晶圆浸泡于温度大于50℃且小于70℃、质量分数大于35%小于45%的KOH溶液中初步腐蚀处理15~30min；（2）再将初步腐蚀处理的晶圆浸泡于温度大于90℃且质量分数大于45%的KOH溶液中进行深度腐蚀8~12min；（3）经清洗，得到待抛光的硅返抛片。

【技术特征摘要】
1.一种硅返抛片多层多晶膜层的剥离方法，其特征在于：（1）将含多层多晶膜层的晶圆浸泡于温度大于50℃且小于70℃、质量分数大于35%小于45%的KOH溶液中初步腐蚀处理15~30min；（2）再将初步腐蚀处理的晶圆浸泡于温度大于90℃且质量分数大于45%的KOH溶液中进...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强，李秦霖，刘浦锋，宋洪伟，陈猛，
申请(专利权)人：上海超硅半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31