一种硅电极的再生加工方法技术

本发明专利技术公开了一种硅电极的再生加工方法，包括以下步骤：S1:外观检验；S2:尺寸测量；S3：双面LAPPING，在弱碱性环境下用双面研磨机对硅电极表面损伤进行去除再生；S4：煮沸清洗，将硅电极放入加热槽中煮沸，导入化学洗净剂，进行洗涤，然后在纯水槽中浸泡冲洗，并通入超声波去除硅电极表面杂质；S5：化学刻蚀，在酸液中对硅电极整体刻蚀，去除表面损伤缺陷；S6：抛光处理，在碱性抛光液条件下用抛光机对硅电极非装配表面进行抛光；S7：洗净处理，用酸液对硅电极进行清洗；S8：最终检测；S9：烘干包装。采用了双面研磨技术，能够有效去除硅表面的使用痕迹和损伤缺陷，并对表面离子沾污进行清洗，达到表面再生，可持续使用的目的。可持续使用的目的。可持续使用的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种硅电极的再生加工方法


[0001]本专利技术涉及半导体硅材料表面再生
，尤其是涉及硅电极即等离子分流盘的表面再生、蚀刻与清洗的一种加工方法，特别是一种硅电极的再生加工方法。

技术介绍

[0002]现代超大规模集成电路的主要制作工艺包括薄膜制备(CVD、PVD)、扩散掺杂、离子注入、高温工艺(氧化、退火)、光刻、刻蚀等。其中刻蚀工艺是晶圆加工过程中一个重要的工序，主要是通过化学或者物理的方法有选择的从硅片表面去除不需要的材料。其中干法刻蚀是通过等离子体气体中轰击硅片表面。
[0003]硅电极，又叫等离子分流盘，为结构上有大量微孔，且具有一定厚度的硅质圆饼材料，是用来分散等离子体气体，从而使等离子体气体均匀的轰击到晶圆表面。随着超大规模集成电路版图设计越来越精细，现在的晶圆制程工艺普遍已经步入纳米时代，因此对整个制程中的洁净度提出了非常高的要求。由于硅电极和晶圆在干法刻蚀机腔体中是直接接触的，因此为了避免在干法刻蚀过程中给晶圆带来污染，硅电极也需要有较高的洁净度。硅电极的洁净度也主要表现在表面及其微孔内不能存在较多的颗粒、金属和有机物等污染。
[0004]然而随着硅电极的使用程度不同，久而久之硅电极的表面会产生诸如划伤、凹坑、印迹等不同程度的损伤和表面缺陷，同时会有不同程度的离子沾污和金属污染，导致硅电极的性能降低，使用寿命变短。而目前市场主要通过购买新的硅电极来替换使用过的硅电极，暂无成熟的再生清洗方法用来处理已使用过的硅电极，给社会造成了极大的资源浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种硅电极的再生加工方法，能够去除硅表面的使用痕迹和损伤缺陷，并对表面离子沾污进行清洗，达到表面再生，可持续使用的目的，能够很好地解决目前硅电极使用寿命较短的问题。
[0006]本专利技术实现其专利技术目的所采用的技术方案是：一种硅电极的再生加工方法，包括以下步骤：S1:外观检验，标记表面损伤缺陷点；S2:尺寸测量，通过三坐标测量仪对硅电极表面进行精准测量；S3：双面LAPPING，在弱碱性环境下用双面研磨机对硅电极表面损伤进行去除再生；S4：煮沸清洗，将硅电极放入加热槽中煮沸，导入化学洗净剂，进行洗涤，然后在纯水槽中浸泡冲洗，并通入超声波去除硅电极表面杂质；S5：化学刻蚀，在酸液中对硅电极整体刻蚀，去除表面损伤缺陷；S6：抛光处理，在碱性抛光液条件下用抛光机对硅电极非装配表面进行抛光；S7：洗净处理，用酸液对硅电极进行清洗；S8：最终检测，对硅电极外观和尺寸进行检测；
S9：烘干包装，在洁净室内烘干并进行真空包装。
[0007]该硅电极的再生加工方法，在表面损伤缺陷点去除方面采取了研磨的方式，首先将硅电极放在双面研磨机上，并通过施加压力和转速，通过导入研磨液，使1000目的研磨粉在硅电极表面摩擦滑动，保证研磨的有效充分性，并通过控制硅电极在研磨机内进行离心旋转保证研磨的充分和表面一致性。研磨后，经过煮沸清洗、化学刻蚀，然后再进行抛光处理，抛光是在碱性抛光液条件进行，碱性抛光液具有一定程度的腐蚀作用，能够有效加快研磨的效率。为了实现硅电极表面再生的质量，在对硅电极进行双面LAPPING后，通过自制的特殊的化学洗净剂，进行洗涤，实现了对硅电极表面杂质的有效去除，去除表面杂质后的硅电极通过化学刻蚀的方式对表面损伤缺陷进行刻蚀，化学刻蚀时，通过治具保证硅电极在酸液中均匀浸润，并保证硅电极在酸液中进行一定程度的旋转，防止刻蚀后硅电极表面出现色差和不均匀性。该硅电极的再生加工方法，能够有效去除硅表面的使用痕迹和损伤缺陷，并对表面离子沾污进行清洗，达到表面再生，可持续使用的目的，能够很好地解决目前硅电极使用寿命较短的问题。
[0008]作为优选，步骤1中外观检验是在黑色背景的日光灯下对硅电极表面的损伤程度和表面缺陷点进行检测，并且用可擦拭的标记进行标记。首先对硅电极进行外观检验，以准确标记硅电极表面损伤程度及表面缺陷点，为其后续再生质量提供保证，该步骤需要在黑色背景的日光灯下观察硅电极表面的损伤程度和表面缺陷点，并用记号笔进行标记，标记为可擦拭标记。
[0009]作为优选，步骤2中尺寸测量包括基本尺寸、粗糙度、平面度和平行度数值的检测。尺寸测量，通过三坐标测量仪对硅电极表面进行精准测量，包括基本尺寸，粗糙度，平面度，平行度等数值，测量误差保证在0.01mm以内。
[0010]作为优选，步骤3中弱碱性环境为PH=9
‑
10的KOH溶液环境；KOH溶液各组份的体积比为KOH：纯水=1:50；研磨过程中加研磨粉，使研磨粉在硅电极表面摩擦滑动，在室温下研磨；所述的研磨粉为用水混合的1000目
‑
1500目氧化铝粉末，并且研磨粉与水的体积比为1:10。双面LAPPING，用双面研磨机对硅电极表面损伤进行去除再生，该步骤是在弱碱性环境下，加1000目以上的研磨粉(1:10用水混合后)，室温下进行研磨，将损伤层面均匀去除。双面研磨机包括机身、电机、球墨铸铁下碇盘、球墨铸铁上碇盘，球墨铸铁下碇盘、球墨铸铁上碇盘作相反方向转动，并通过一定的治具控制硅电极在研磨机内进行离心旋转，硅电极在研磨过程中作既公转又自转的游星运动，同时配合带有一定程度的腐蚀作用的研磨粉，既加快了研磨的效率，又能够保证研磨的充分和表面一致性，而且磨削阻力小不损伤工件，两面均匀磨削生产效率高，而且研磨机有光栅厚度控制系统，加工后的产品厚度公差可控制。
[0011]作为优选，步骤4中，将硅电极放入80℃
‑
100℃的加热槽中，导入化学洗净剂，进行洗涤30
‑
90分钟，然后在纯水槽中浸泡冲洗，并通入1000W
‑
1200W功率的超声波除去硅电极表面颗粒物杂质。煮沸洗净，对硅电极煮沸清洗，将硅电极放入80
‑
100℃的加热槽中，导入化学洗净剂，进行洗涤30
‑
90分钟左右，后在纯水槽中浸泡冲洗，并通入一定功率的超声波去除硅电极表面较大的颗粒物等杂质。这样的操作是为了确保对研磨后的硅电极表面杂质的有效去除。
[0012]作为优选，步骤4中采用的化学洗净剂为：脱脂粉与纯水混合后制成溶液浓度：1.5
‑
2.0ppt脱脂粉溶液，然后加入NaOH，Na2CO3，Na2SiO3·
5H2O，Na3PO4·
12H2O混合的碱溶
液，调节脱脂粉溶液的碱性PH10～13，游离碱度10～15pt。化学洗净剂包括碱性脱脂粉溶液，能够有效去除硅电极表面的杂质，使后继硅电极的再生操作更加精确。
[0013]作为优选，步骤5中，采用的酸液为氢氟酸、硝酸、醋酸的混合液，混合液中各组份的体积比为：氢氟酸：硝酸：醋酸=2:7:1；在常温下，对硅电极进行整体刻蚀30s
±
5s，去除硅电极表面机械加工留下的破碎层和细微缺陷。化学刻蚀，用酸液进行一定浓度的配比后，调节温度和控制时间对硅电极进行整体刻蚀，去除表面机械加工留下的破碎层和细微缺陷。化学刻蚀时，通过治具保证硅电极在酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅电极的再生加工方法，其特征在于包括以下步骤：S1:外观检验，标记表面损伤缺陷点；S2:尺寸测量，通过三坐标测量仪对硅电极表面进行精准测量；S3：双面LAPPING，在弱碱性环境下用双面研磨机对硅电极表面损伤进行去除再生；S4：煮沸清洗，将硅电极放入加热槽中煮沸，导入化学洗净剂，进行洗涤，然后在纯水槽中浸泡冲洗，并通入超声波去除硅电极表面杂质；S5：化学刻蚀，在酸液中对硅电极整体刻蚀，去除表面损伤缺陷；S6：抛光处理，在碱性抛光液条件下用抛光机对硅电极非装配表面进行抛光；S7：洗净处理，用酸液对硅电极进行清洗；S8：最终检测，对硅电极外观和尺寸进行检测；S9：烘干包装，在洁净室内烘干并进行真空包装。2.根据权利要求1所述的一种硅电极的再生加工方法，其特征在于：步骤1中外观检验是在黑色背景的日光灯下对硅电极表面的损伤程度和表面缺陷点进行检测，并且用可擦拭的标记进行标记。3.根据权利要求1所述的一种硅电极的再生加工方法，其特征在于：步骤2中尺寸测量包括基本尺寸、粗糙度、平面度和平行度数值的检测。4.根据权利要求1所述的一种硅电极的再生加工方法，其特征在于：步骤3中弱碱性环境为PH=9
‑
10的KOH溶液环境；KOH溶液各组份的体积比为KOH：纯水=1:50；研磨过程中加研磨粉，使研磨粉在硅电极表面摩擦滑动，在室温下研磨；所述的研磨粉为用水混合的1000目
‑
1500目氧化铝粉末，并且研磨粉与水的体积比为1:10。5.根据权利要求1所述的一种硅电极的再生加工方法，其特征在于：步骤4中，将硅电极放入80℃
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100℃的加热槽中，导入化学洗净剂，进行洗涤30
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90分钟，然后在纯水槽中浸泡冲洗，并通入1000W
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1200W功率的超声波除去硅电极表面颗粒物杂质。6.根据权利要求5所述的一种硅电极的...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴翔鹰，叶天爱，李长苏，
申请(专利权)人：杭州盾源聚芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：