一种12英寸轻掺单晶硅片的酸腐蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种12英寸轻掺单晶硅片的酸腐蚀方法，需根据硅片的尺寸配置酸腐蚀液，并设定腐蚀液温度、腐蚀时间、酸腐蚀液循环量、排酸腐蚀液量和补酸腐蚀液量；所述酸腐蚀液为氢氟酸、硝酸、醋酸的混合物，且各组分所占的重量百分比为：氢氟酸占9%-26%，硝酸占39%-48%，醋占26%-52%；所述腐蚀温度为18-22℃；所述腐蚀时间为40-50s；所述酸腐蚀液循环量为260-420L/min；每腐蚀200-400片后，排酸腐蚀液量为3-6L，补酸腐蚀液量为2-4L。本发明专利技术提供的方法可以稳定量产TTV和TIR增加值均小于1.3μm，去除量散差小于1μm的12英寸酸腐蚀硅片，产品合格率达98.5%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单晶硅片的生产方法，尤其涉及。
技术介绍
总所周知，硅片的直径愈大，每片硅片所能集成的半导体器件就越多，其衬板就越低，所以作为大规模集成电路和半导体分立器件用外延片的原材料一硅抛光片，也有向大尺寸发展的趋势。目前国际抛光硅片市场上8英寸抛光硅片占主流地位，约为40-50%。目前为止，国内大多数企业生产的硅抛光片都是6英寸以下，虽然有个别企业能生产8英寸、12英寸以及以上尺寸的抛光片，但其产能和质量远远不能达到稳定量产的规模。 硅抛光片主要加工流程一般包括单晶硅生长-滚磨-切片-倒角-研磨-腐蚀-抛光-清洗-包装等。其中腐蚀是重要的生产工序，它的作用是出去单晶硅片经过切片、研磨等机械加工后，其表面因机械加工产生的应力而形成有一定深度的机械应力损伤层。通常的方法是采用一定浓度和一定温度下的酸腐蚀液或碱腐蚀液与硅晶片发生化学反应，从而达到去除损伤层得目的。目前国内抛光片生产厂商多选用碱腐蚀工艺。碱腐蚀工艺简单，但其腐蚀的速率较慢，产能不如酸腐蚀工艺；而且，其腐蚀后的硅片表面粗糙，容易吸附杂质；另外，更重要的是，碱液带来的金属离子在腐蚀后不可避免的会残留在硅晶片表面，并向其晶格内扩散，严重影响寿命等参数指标。而酸腐蚀工艺利用酸腐蚀液(HF、HNO3和CH3COOH的混合溶液)与硅片表层发生化学反应Si+4HN03+6HF=H2SiF6+4N02丨+4H20。由于腐蚀速率较快，腐蚀后的硅片晶片粗糙度和光泽度都较高，又含有较少的金属污染，因此，目前市场更青睐酸腐蚀工序生产的抛光片。由此可见，如果能采用酸腐蚀工艺制备12英寸硅抛光片，将在市场中占据有利位置。但遗憾的是，目前国内的酸腐蚀工艺存在着局限性，表现为腐蚀后的硅片表面几何参数如TTV (总厚度变化比)、TIR (平整度)等较难控制；而且不同回合腐蚀的硅片去除量往往不同，甚至同一回合腐蚀后的硅片厚度相差也很大，因此造成硅片腐蚀后厚度扩散差较大；采用现有的工艺腐蚀12英寸轻掺单晶硅片，腐蚀后的技术指标的局限性更加突出，不能满足客户要求。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种针对12英寸轻掺单晶硅片的酸腐蚀工艺。该方法利用12英寸酸腐蚀机及特定比例的酸腐蚀液进行生产，并优化了工艺参数和排补液方式，可以稳定生产出表面良好，TTV和TIR增加值均小于1.3 μ m的12英寸轻掺酸腐蚀硅片。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术采样的技术方案为，该方法需根据硅片的尺寸配置酸腐蚀液，并设定腐蚀液温度、腐蚀时间、酸腐蚀液循环量、排酸腐蚀液量和补酸腐蚀液量；所述酸腐蚀液为氢氟酸、硝酸、醋酸的混合物，且各组分所占的重量百分比为氢氟酸占9%-26%，硝酸占39%-48%，醋占26%-52% ;所述腐蚀温度为18°C -22°C ;所述腐蚀时间为40s_50s ;所述酸腐蚀液循环量为260L/min-420L/min ;每腐蚀200片-400片后，排酸腐蚀液量为3L-6L，补酸腐蚀液量为2L-4L。有益效果本专利技术提供的12英寸轻掺单晶硅片的酸腐蚀方法，可以稳定量产TTV和TIR增加值均小于I. 3 μ m的，表面良好，去除量散差小于I μ m的12英寸酸腐蚀硅片，产品合格率达98. 5%以上。具体实施方式 下面结合实例对本专利技术作更进一步的说明。一种12英寸轻掺单晶硅片，厚度为785 μ m，电阻率为100 Ω · cm-250 Ω · cm，腐蚀前硅片TTV〈3 μ m, TIR<3 μ m,去除量要求去除60 μ m/双面。具体酸腐蚀过程如下 (1)将待腐蚀娃片从片篮放入酸腐机中； (2)配置酸腐蚀液，其中氢氟酸占19%，硝酸占43%，醋占38%; (3)设计腐蚀液温度为20°C，腐蚀时间为45s； (4)设计酸腐蚀液循环量为380L/min,将产生的反应热迅速带走,维持反应温度的稳定，从而保证腐蚀速率的稳定； (5)每加工300片硅片后，排酸腐蚀液量为4L，补酸腐蚀液量为3L，以维持酸腐蚀液成分的动态平衡，从而保证酸腐蚀液浓度及比例相对稳定，从而有效缩小不同回合生产的酸腐蚀片去除量的散差。采用上述方法，酸腐蚀2000片，以酸腐蚀后硅片TTV〈4. 5 μ m, TIR<4. 5 μ m，表面良好的检验标准进行检验，合格1982片，合格率为99. 1%。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种12英寸轻掺单晶硅片的酸腐蚀方法，其特征在于：该方法根据硅片的尺寸配置酸腐蚀液，并设定腐蚀液温度、腐蚀时间、酸腐蚀液循环量、排酸腐蚀液量和补酸腐蚀液量；所述酸腐蚀液为氢氟酸、硝酸、醋酸的混合物，且各组分所占的重量百分比为：氢氟酸占9%？26%，硝酸占39%？48%，醋占26%？52%；所述腐蚀温度为18℃？22℃；所述腐蚀时间为40s？50s；所述酸腐蚀液循环量为260L/min？420L/min；每腐蚀200片？400片后，排酸腐蚀液量为3L？6L，补酸腐蚀液量为2L？4L。

【技术特征摘要】
1.一种12英寸轻掺单晶硅片的酸腐蚀方法，其特征在于该方法根据硅片的尺寸配置酸腐蚀液，并设定腐蚀液温度、腐蚀时间、酸腐蚀液循环量、排酸腐蚀液量和补酸腐蚀液量；所述酸腐蚀液为氢氟酸、硝酸、醋酸的混合物，且各组分所占的重量百分比为氢氟酸占9%-26%，硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪云达，葛正芳，钱大丰，
申请(专利权)人：江苏顺大半导体发展有限公司，
类型：发明
国别省市：