专利名称：一种保持硅晶圆抛光片少数载流子高寿命的抛光工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及单晶硅抛光片的有蜡抛光工艺，特别涉及一种保持硅晶圆抛光片少数载流子高寿命的抛光工艺，主要应用于功率器件和集成电路、特别是IGBT器件所用单晶硅抛光片的加工过程。
背景技术：
近年来，随着半导体行业的高速发展和激烈的市场竞争，无论是制备依靠少数载流子输运来工作的双极型半导体器件还是场效应器件，少数载流子寿命是一个直接影响到器件性能及良率的重要参量，这就要求半导体器件所用衬底材料的单晶硅晶圆抛光片在该技术指标上具备较高的水平。在单晶硅晶圆抛光片的主要加工流程中:单晶生长一滚磨一切片一倒角一研磨一腐蚀一背损伤一背封一去边一抛光一清洗一包装等，抛光及清洗是最后的机械加工过程，因此抛光及清洗工艺是制备高寿命少数载流子晶圆抛光片的关键。
发明内容
本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供保持硅晶圆抛光片少数载流子高寿命的抛光工艺，制备达到国际领先水平的单晶硅晶圆抛光片，使单晶硅晶圆抛光片少数载流子寿命较高。本发明是通过这样的技术方案实现的:一种保持硅晶圆抛光片少数载流子高寿命的抛光工艺，其特征在于，所述的抛光工艺包括如下次序步骤:
1)将硅片去除量控制在21—25μ m ；
2)采用粗抛液稀释比例为1:26，流量为9.0±0.5L/Min ;中抛液稀释比例为1:32，流量为6.0±0.5L/Min ;精抛液稀释比例为1:18，流量为4.0±0.5L/Min ；
3)采用抛光机对单晶硅晶圆片进行有蜡抛光；包括粗抛、中抛和精抛；
选定有腊抛光工艺的参数，包括抛光液、抛光时间、抛光压力和抛光机转速；每一步选择的参数不同:
第一步(step-Ι):选择粗抛液,抛光时间为IOs,抛光压力为20±5 BAR,抛光机大盘转速为15rpm,抛光机导轮转速为20 rpm ；
第二步(st印-2):选择粗抛液，抛光时间为lOmin，抛光压力为70±10BAR，抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm ；
第三步(st印-3):选择纯水，抛光时间为40s，抛光压力为20±5BAR，抛光机大盘转速为15rpm,抛光机导轮转速为20 rpm ；
中抛阶段:
第一步(step-Ι):选择中抛液,抛光时间为IOs,抛光压力为20±5 BAR,抛光机大盘转速为15rpm,抛光机导轮转速为20 rpm ；
第二步(step-2):选择中抛液,抛光时间为6min,抛光压力为160±40BAR,抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm ；
第三步(st印-3):选择纯水，抛光时间为lmin40s，抛光压力为20±5BAR，抛光机大盘转速为15rpm,抛光机导轮转速为20 rpm ；
精抛阶段:
第一步(step-Ι):选择精抛液,抛光时间为IOs,抛光压力为20±5 BAR,抛光机大盘转速为17rpm,抛光机导轮转速为17 rpm ；
第二步(st印-2):选择精抛液，抛光时间为6min，抛光压力为110±20BAR，抛光机大盘转速为23rpm,抛光机导轮转速为23rpm ；
第三步(st印-3):选择HC1，抛光时间为10s，抛光压力为20±5BAR，抛光机大盘转速为17rpm,抛光机导轮转速为17 rpm ；
4)对经过有蜡抛光的单晶硅晶圆片进行去蜡清洗，清洗方式为:SC-1 (I号清洗液)清洗一纯水清洗一SC-2 (2号清洗液)清洗一纯水清洗一甩干；其中SC-1工艺的清洗温度为60°C，时间为5min，SC-1化学药液配比为NH40H/H202 /H2O =5:2:20 ;其中氨水浓度为28-29%、双氧水浓度为30-32% ； SC-2工艺的清洗温度为室温，时间为5min，SC-2化学药液配比为HC1/H202/H20=1:1:5 ;其中HCl浓度为36_38%、双氧水浓度为30_32%、纯水电阻率>18ΜΩ.CM。本发明所产生的有益效果:单晶硅腐蚀片经有蜡抛光工艺进行加工，较大的去除量可有效去除其损伤层，可以有效的去除因前道机械加工造成的损伤层，减少表面缺陷；所使用的抛光液成分中，所含金属杂质含量很低，并在精抛step-3中用HCl (36-38%)冲洗抛光片，可以较大程度地减少硅片经抛光后的表面金属残留；使用浓度较高的SC-1而非去蜡剂清洗抛光蜡可以有效避免引入金属沾污；使用浓度较高的SC-2可以加强对金属沾污的控制，从而将其降至IO9 atom/cm2数量级。本方法可以实现高寿命少数载流子抛光片的批量生产，而且质量稳定，是一种适宜大批量生产的高寿命少数载流子抛光片单晶硅抛光片的抛光工艺。
具体实施方式
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为了更清楚的理解本发明，结合实施例进一步详细描述本发明:
实施例1，对5英寸300 μ m厚的区熔硅抛光片的有蜡抛光过程的实例进行详细描述:硅片:5英寸(直径125mm)区熔硅化腐片，体寿命>1500 us,晶向〈111〉，电阻率:1000-3000 Ω.cm，抛前厚度:314-316 μ m，数量:360 片。加工设备:单面有蜡抛光系统，去蜡清洗机。辅助材料:粗抛光液(稀释比例为1:26)、中抛光液(稀释比例为1:32)、精抛光液(稀释比例为1:18)、粗抛光布、精抛光布、氨(浓度29%)水、双氧水(浓度32%)；、盐酸(浓度31%)、纯水(电阻率> 18ΜΩ.CM)等。抛光工艺为:抛光液流量分别为粗抛:9.0L/Min,中抛6.5L/Min ;精抛4.0L/Min。
权利要求
1.一种保持硅晶圆抛光片少数载流子高寿命的抛光工艺，其特征在于，所述的抛光工艺包括如下次序步骤: 1)将硅片去除量控制在21—25μ m ； 2)采用粗抛液稀释比例为1:26，流量为9.0±0.5L/Min ;中抛液稀释比例为1:32，流量为6.0±0.5L/Min ;精抛液稀释比例为1:18，流量为4.0±0.5L/Min ； 3)采用抛光机对单晶硅晶圆片进行有蜡抛光，包括粗抛、中抛和精抛； 选定有腊抛光工艺的参数，包括抛光液、抛光时间、抛光压力和抛光机转速；每一步选择的参数不同: 粗抛阶段: 第一步:选择粗抛液，抛光时间为IOs,抛光压力为20±5 BAR,抛光机大盘转速为15rpm,抛光机导轮转速为20 rpm ； 第二步:选择粗抛液，抛光时间为lOmin，抛光压力为70±10BAR，抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm ； 第三步:选择纯水，抛光时间为40s，抛光压力为20±5BAR，抛光机大盘转速为15rpm，抛光机导轮转速为20 rpm ； 中抛阶段: 第一步:选择中抛液，抛光时间为IOs,抛光压力为20±5 BAR,抛光机大盘转速为15rpm,抛光机导轮转速为20 rpm ； 第二步:选择中抛液，抛光时间为6min,抛光压力为160±40BAR,抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm ； 第三步:选择纯水，抛光时间为lmin40s，抛光压力为20±5BAR，抛光机大盘转速为15rpm,抛光机导轮转速为20 rpm ； 精抛阶段: 第一步:选择精抛液，抛光时间为IOs,抛光压力为20±5 BAR,抛光机大盘转速为17rpm,抛光机导轮转速为17 rpm ； 第二步:选择精抛液，抛光时间为6min，抛光压力为110±20BAR，抛光机大盘转速为23rpm,抛光机导轮转速为23rpm ； 第三步:选择HC1，抛光时间为10s，抛光压力为20±5BAR，抛光机大盘转速为17rpm，抛光机导轮转速为17 rpm ； 4)对经过有蜡抛光的单晶硅晶圆片进行去蜡清洗，清洗方式为:SC-1清洗一纯水清洗—SC-2清洗一纯水清洗一甩干；其中SC-1工艺的清洗温度为60°C，时间为5min，SC-1化学药液配比为NH40H/H202 /H2O =5:2:20，其中氨水浓度为28-29%、双氧水浓度为30-32% ;其中SC-2工艺的清洗温度为室温，时间为5min，SC-2化学药液配比为HC1/H202/H20=1:1:5 ；其中HCl浓度为36-38%、双氧水浓度为30-32%、纯水电阻率> 18ΜΩ.CM。
全文摘要
本发明涉及一种保持硅晶圆抛光片少数载流子高寿命的抛光工艺，所述的抛光工艺包括如下次序步骤1)将硅片去除量控制在21--25μm；2)选择粗抛液，3)采用抛光机对单晶硅晶圆片进行有蜡抛光；4)对经过有蜡抛光的单晶硅晶圆片进行去蜡清洗，有益效果单晶硅腐蚀片经有蜡抛光工艺进行加工，较大的去除量可有效去除其损伤层，可以有效的去除因前道机械加工造成的损伤层，减少表面缺陷；本方法可以实现高寿命少数载流子抛光片的批量生产，而且质量稳定。
文档编号H01L21/304GK103072073SQ20121053803
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者刘振福, 石明, 谭启龙, 冯硕, 严政先 申请人:天津中环领先材料技术有限公司