[发明专利]IGBT用区熔单晶硅双面抛光片的有蜡贴片工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及硅双面抛光片的有蜡贴片工艺，特别涉及一种IGBT用区熔单晶硅双面抛光片的有蜡贴片工艺，主要应用于功率器件和集成电路、特别是IGBT器件所用硅双面抛光片的加工过程。

背景技术

    随着集成电路工艺技术的高速发展，各种新型器件和集成电路不断涌现，如MEMS、空间太阳电池、特殊保护电路等。这些器件、电路在制作时需要进行双面光刻，传统的单面硅抛光片已经不能满足这一要求，普遍采用的是双面硅抛光片，并且对双面抛光硅片表面质量要求越来越高。

    常见双面抛光工艺有两种，一种是采用专门的双面抛光机一次性完成抛光，一种是采用单面抛光机，先抛光其中一面，再抛光另外一面。前者需要投资采购专用设备，前期成本很高，而后者可在现有的单面抛光设备基础上进行加工，有利于降低成本。贴片是利用单面抛光设备价格硅双面抛光片的关键步骤。根据贴片方式不同可分为无蜡贴片和有蜡贴片，无蜡贴片依靠Template（模具）上的Insert（吸附垫）通过水膜的张力来固定硅片，有蜡贴片使用专用的蜡将硅片粘接在陶瓷板上，最后完成抛光过程。无蜡贴片不仅成本高，而且由于抛光片几何参数（TTV、TIR、STIR）较差、背面易被腐蚀等原因只能加工一些低端产品；相反，有蜡贴片生产成本较低、几何参数加工精度高、背面不会被腐蚀而成为当前国际领先的抛光片生产厂商广泛应用的工艺。 

采用有蜡贴片的单面抛光技术，硅片依靠蜡膜作为介质将硅片紧紧地与陶瓷盘粘贴在一起进行抛光加工。有蜡贴片抛光虽能提高加工精度，但其贴片工艺比较复杂，尤其是加工第二面时在抛光面涂蜡，如果处理不好抛光后的硅片几何参数反而会变差，清洗过程会出现表面蜡残留而导致颗粒超标，在抛光和铲片过程中也易出现碎片现象。有蜡贴片抛光加工精度直接和蜡膜厚度、蜡膜均匀程度和蜡膜粘性等因素相关，如何在有蜡贴片过程中提高加工精度，其关键在于对供蜡量、涂蜡转速、烘烤温度、陶瓷板温度、贴片压力等关键工艺的控制。另外硅片贴片的工艺操作均应在洁净室内进行（车间至少不低于1000级，涂蜡机内部环境不低于10级）。由于自动有蜡贴片工艺难度较大，目前国内硅双面抛光片加工多采用无蜡片，极少厂家可以采用手动或半自动有蜡贴片，更少有厂家生产区熔硅双面抛光片。

对于5英寸（直径125mm）的双面硅抛光片，目前国标规定指标（SEMI标准）为“TTV<10μm，TIR<5μm，STIR<3μm，表面0.3μm以上颗粒小于15个”，而国际上领先的抛光片厂商如日本信越Shinetu公司和德国瓦克Siltronic公司提供的抛光片的指标为“TTV<5μm，TIR<3μm，STIR<1.5μm，表面0.3μm以上颗粒小于5个”。

发明内容

本发明的目的是利用有蜡单面抛光机，优化双面抛光片的有蜡贴片技术，提供一种新的有蜡贴片工艺方法，从而制备具有国际领先水平的IGBT用区熔抛光片，填补国内抛光厂商在该领域的技术空白。

本发明是通过这样的技术方案实现的：IGBT用区熔单晶硅双面抛光片的有蜡贴片工艺，其特征在于：所述工艺包括如下次序的步骤： 

a)      设定供蜡量：贴蜡部的滴蜡量控制在1～1.5ml/次范围，贴第一面和贴第二面设定供蜡 

量相同；

b)      设定涂蜡转速：涂蜡后硅片高速旋转，将蜡在硅片表面涂抹均匀，涂蜡转速范围设定，对于第一面既腐蚀面涂蜡转速：3000-4000rpm，对于第二面既抛光面涂蜡转速：

2000-3000rpm；

c) 烘烤温度：涂蜡结束后硅片被送进烘箱进行烘烤，以挥发掉蜡中的IPA等有机成分，温度下限为70℃，上限为280℃，贴第一面和贴第二面时所设定的烘烤温度相同；

d)  陶瓷板温度：将贴蜡后的超薄区熔硅片放到已预热的陶瓷板上进行贴片，陶瓷板温度控制范围为85～120℃，贴第一面和贴第二面时所设定的陶瓷板温度相同；

e)  贴片压力：使用气囊对带有蜡膜的硅片进行加压，气囊的压力在15-25psi 之间进行调

    整，贴第一面和贴第二面时所设定的贴片压力相同；

    根据上述方法，区熔硅片经有蜡贴片抛光工艺获得的区熔硅双面抛光片达到：

    厚度公差：±5μm；

    TTV：≤3μm，TTV为总厚度偏差；

    TIR：≤1.5 μm，TIR为平整度；