硅片制造工艺.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010938546.7 (22)申请日 2020.09.08 (71)申请人 有研半导体材料有限公司 地址 101300 北京市顺义区林河工业开发 区双河路南侧 (72)发明人 库黎明闫志瑞陈海滨 (74)专利代理机构 北京北新智诚知识产权代理 有限公司 11100 代理人 刘秀青 (51)Int.Cl. B24B 1/00(2006.01) B08B 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种硅片制造工艺 (57)摘要 本发明公开了一种硅片制造工艺。 该工艺包 括。

2、以下步骤： (1)在研磨和腐蚀后， 对硅片进行抛 光； (2)在硅片抛光后对硅片进行预清洗， 去除硅 片表面的磨料残留； (3)对硅片进行低温退火； (4)对低温退火的硅片进行最终清洗， 去除步骤 (3)中的表面金属残留， 最后对金属水平进行检 测。 本发明的硅片制造工艺在最终清洗前用退火 炉对硅片进行低温退火， 使硅片体内金属扩散到 表面， 再经过最终清洗工艺进行去除。 通过该工 艺加工后的硅片， 可以有效地降低硅片表面的金 属沾污水平， 特别是随着时间延长， 表面金属水 平保持稳定， 提高硅单晶的合格率。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 112059736 A 2020.12.。

3、11 CN 112059736 A 1.一种硅片制造工艺， 其特征在于， 该工艺包括以下步骤： (1)在研磨和腐蚀后， 对硅片进行抛光； (2)在硅片抛光后对硅片进行预清洗， 去除硅片表面的磨料残留； (3)对硅片进行低温退火； (4)对低温退火的硅片进行最终清洗， 去除步骤(3)中的表面金属残留， 最后对金属水 平进行检测。 2.根据权利要求1所述的硅片制造工艺， 其特征在于， 在所述步骤(1)中， 采用单面抛光 的加工方式、 或者采用双面抛光加最终抛光的抛光方式对研磨后的硅片抛光。 3.根据权利要求1所述的硅片制造工艺， 其特征在于， 在所述步骤(1)中， 抛光去除量为 15100微米。 。

4、4.根据权利要求1所述的硅片制造工艺， 其特征在于， 在所述步骤(1)中， 在抛光之前或 者之后对硅片进行边缘抛光。 5.根据权利要求1所述的硅片制造工艺， 在所述步骤(3)中， 对硅片进行低温退火， 退火 温度为150-600， 退火时间为30分钟-12小时。 6.根据权利要求1所述的硅片制造工艺， 其特征在于， 在所述步骤(3)中， 使用立式退火 炉或卧式退火炉对硅片进行低温退火。 7.根据权利要求1所述的硅片制造工艺， 其特征在于， 在所述步骤(3)中， 对硅片进行低 温退火时， 退火腔体内根据工艺要求通入氮气、 氩气或氦气作为保护气体。 权利要求书 1/1 页 2 CN 1120597。

5、36 A 2 一种硅片制造工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种硅片制造工艺， 特别涉及一种获得低金属沾污水平的硅片制造工 艺。 背景技术 0002 半导体硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料， 一般通过拉晶、 切片、 倒 角、 研磨(包括磨削和研磨)、 腐蚀、 抛光、 清洗和检测等工艺过程制造而成的集成电路级半 导体硅片。 影响硅片质量的关键参数主要有几何参数、 表面颗粒和表面金属沾污水平， 其中 表面金属沾污水平影响因素很多， 例如清洗机水平、 化学液纯度、 清洗工艺、 人员操作和环 境状况等。 0003 在硅片加工的过程中， 每道工序均需要对硅片表面进行清洗， 去除前道加工工艺 留。

6、下的磨料残留和金属沾污。 目前的加工一般采用抛光、 预清洗、 几何参数测试、 最终清洗 和颗粒金属测试的流程， 在几何参数测试后进行最终清洗， 可以保证硅片在测试过程中颗 粒和金属沾污在出厂前被去除， 金属沾污一般控制在1E10atom/cm2的水平。 在实际生产过 程中， 出厂前金属测试在要求范围内， 但静置一段时间后， 表面金属会增加， 甚至会超出规 格要求， 主要原因是铜、 镍等金属比较活跃的金属在静置过程中会迁移到硅片表面上来， 导 致金属沾污水平上升。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种硅片制造工艺， 利用改进后的大直径硅片制造工艺来 加工硅抛光片， 能够降低硅片表面金属沾。

7、污， 获得低金属沾污水平的硅片。 0005 为实现上述目的， 采用以下技术方案： 0006 一种硅片制造工艺， 该工艺包括以下步骤： 0007 (1)在研磨和腐蚀后， 对硅片进行抛光； 0008 (2)在硅片抛光后对硅片进行预清洗， 去除硅片表面的磨料残留； 0009 (3)对硅片进行低温退火； 0010 (4)对低温退火的硅片进行最终清洗， 去除步骤(3)中的表面金属残留， 最后对金 属水平进行检测。 0011 其中， 在所述步骤(1)中， 对研磨后的硅片抛光， 小尺寸硅片(例如， 4-6英寸)可以 采用单面抛光的加工方式， 大尺寸硅片(例如， 8-18英寸)可以采用双面抛光加最终抛光的 抛。

8、光方式。 0012 在所述步骤(1)中， 抛光工艺使用常规抛光工艺； 去除量为15100微米。 0013 在所述步骤(1)中， 可以在抛光之前或者之后对硅片进行边缘抛光。 边缘抛光可以 根据工艺要求放在表面抛光之前或之后。 0014 在所述步骤(2)中， 预清洗采用一号清洗液和二号清洗液等传统清洗方式， 去除表 面磨料残留， 表面无腐蚀印、 无其它不均匀的情况。 说明书 1/3 页 3 CN 112059736 A 3 0015 在所述步骤(3)中， 对硅片进行低温退火， 退火温度为150-600， 退火时间为30分 钟-12小时。 退火温度低于150或退火时间少于30分钟时， 硅片体内金属不。

9、能扩散到表面， 退火温度高于600或退火时间超过12小时时， 表面金属会扩散到硅片体内， 沾污硅片。 0016 在所述步骤(3)中， 可以使用立式退火炉或卧式退火炉对硅片进行低温退火。 0017 在所述步骤(3)中， 对硅片进行低温退火时， 退火腔体内可以根据工艺要求通入氮 气、 氩气或氦气等保护气体。 0018 本发明的优点在于： 0019 本发明的硅片制造工艺在最终清洗前用退火炉对硅片进行低温退火， 使硅片体内 金属扩散到表面， 再经过最终清洗工艺进行去除。 通过该工艺加工后的硅片， 可以有效地降 低硅片表面的金属沾污水平， 特别是随着时间延长， 表面金属水平保持稳定， 提高硅单晶的 合格。

10、率。 0020 本发明在硅片加工， 特别是高水平硅片产品制造中非常实用。 本发明可以使用于 商业上的任何硅片加工工艺。 附图说明 0021 图1为目前采用的硅片加工工艺流程图。 0022 图2为本发明所使用的硅片加工工艺流程图。 0023 图3为实施例1中清洗后表面金属Cu水平随时间变化数据。 0024 图4为实施例2中清洗后表面金属Cu水平随时间变化数据。 具体实施方式 0025 如图1所示， 为目前采用的硅片加工工艺流程图， 依次包括抛光、 预清洗、 几何参数 检测、 最终清洗、 金属水平检测、 封装。 0026 如图2所示， 本发明所使用的硅片加工工艺流程图， 依次包括抛光、 预清洗、 。

11、几何参 数检测、 低温退火、 最终清洗、 金属水平检测、 封装等步骤。 本发明的硅片制造工艺在最终清 洗前用退火炉对硅片进行低温退火， 使硅片体内金属扩散到表面， 再经过最终清洗工艺进 行去除。 0027 测量硅片表面金属可以用安捷伦公司生产的ICP-MS 8800等系列设备。 0028 实施例1 0029 使用直拉法生产的P(100)， 电阻率为1-100cm、 厚度为800微米左右的12英寸硅 研磨片15片， 采用图1所示的工艺流程进行硅片加工。 先在双面抛光机和最终抛光机上进行 抛光， 抛光去除量为20微米。 抛光后直接用预清洗机和最终清洗机进行清洗， 清洗采用氢氟 酸(HF H2O1 。

12、100)、 一号液(NH4OH H2O2 H2O1 2 20)、 二号液(HCl H2O2 H2O1 2 20)和 IPA干燥工艺， 清洗后硅片抽出3片用安捷伦公司的ICP-MS 7900进行金属水平测试。 0030 表1清洗后表面金属水平数据 说明书 2/3 页 4 CN 112059736 A 4 0031 0032 从表1可以看出， 金属Cu的含量均小于5E9 atom/cm2的水平。 0033 取以上的余下的12片硅片， 在一级洁净间里装在6个清洗干净的FOSB内， 并进行内 外包装， 放置在洁净间内。 每隔24小时取出一盒中的一片对硅片进行金属Cu测试， Cu的测试 结果见图3。 从。

13、图3上可以看出， 硅片表面的金属Cu水平随着静置时间的延长， 金属水平增 加， 最后稳定在一个水平。 0034 实施例2 0035 取与实例1相同的12片硅片， 采用图2所示的本发明所使用的硅片加工工艺流程图 进行加工。 其中， 预清洗、 几何参数检测、 最终清洗、 金属水平检测等步骤操作与实施例1相 同， 不同之处在于： 在进行最终清洗前用退火炉对硅片进行低温退火， 退火温度为250， 退 火时间为2小时， 退火腔体通入氮气。 0036 经过本发明的低温处理后最终清洗， 在一级洁净间里装在6个清洗干净的FOSB内， 并进行内外包装， 放置在洁净间内。 每隔24小时取出一盒中的一片对硅片进行金属Cu测试， Cu的测试结果见图4。 从图上可以看出， 硅片表面的金属Cu水平随着静置时间的延长， 金属 水平基本不变。 0037 由此可见， 本发明通过改进后的制造方法， 可以降低因体内金属沾污带来的表面 金属水平升高， 从而可以制造出低金属沾污水平的硅片产品。 说明书 3/3 页 5 CN 112059736 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 112059736 A 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 112059736 A 7 。