[发明专利]一种改善大直径硅圆片表面纳米形貌的切割工艺

说明书

本发明提供一种改善大直径硅圆片表面纳米形貌的切割工艺，步骤包括：在恒定温度下，采用直径不小于0.5mm的金刚线，在低粘度的砂浆中对一定长度的硅圆棒进行切割，所述砂浆粘度不大于35mPa.s。本发明提出的切割工艺，尤其是适用于大尺寸硅片的切割，降低线切割引起的表面平整度，提高硅片表面纳米形貌，使硅圆片表面平整度的平均值＜10μm；同时，获得的硅圆片表面微观纳米形貌中nano尺寸均值＜15nm，保证产品质量，提高良品率。

技术领域

本发明属于半导体硅片制造技术领域，尤其是涉及一种改善大直径硅圆片表面纳米形貌的切割工艺。

背景技术

纳米形貌的提出是针对线宽＜0.25μm器件生产工艺要求提出的。2001年3月发表的SEMI标准M43《关于编制硅片纳米形貌报告的指南》给出纳米形貌的定义：在空间波长近似0.2-20mm范围内,在FQA合格质量区内整个硅片前表面的一种不平整的偏差。例如片表面上的凹陷、凸起或波纹,它们从峰到谷的高度变化在几个到几百个纳米之间。纳米形貌特征不包括微粗糙度,它的空间波长范围介于平整度和微粗糙度之间。纳米形貌所表现的不平整的偏差即从峰到谷的高度变化也介于二者之间。纳米形貌特征尺寸填补了平整度与微粗糙度间的空间空白,使我们对整个硅片表面状态有更完整的认识。

切片工艺过程影响半导体硅片表面纳米形貌主要原因之一，切片过程中砂浆粘度以及金刚线速度的控制是影响硅片表面微观形貌的主因。本发明就是旨在通过改善线切割切片工艺，降低线切割引起的表面起伏(wave)，以提高硅片表面纳米形貌，保证产品质量，提高良品率。

发明内容

本发明提供一种改善大直径硅圆片表面纳米形貌的切割工艺，尤其是适用于大尺寸硅圆片的切割，使切割后的硅圆片表面具有良好的表面纳米形貌，可有效提高硅圆片质量，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种改善大直径硅圆片表面纳米形貌的切割工艺，步骤包括：在恒定温度下，采用直径不小于0.5mm的金刚线，在低粘度的砂浆中对一定长度的硅圆棒进行切割，所述砂浆粘度不大于35mPa.s。

在本技术方案中，优选的，所述砂浆粘度为25-30mPa.s。

在本技术方案中，优选的，所述砂浆为切削液及绿碳化硅的混合物，配置密度为1.0-2.0g/ml。

在本技术方案中，优选的，所述砂浆温度为20-22℃。

在本技术方案中，优选的，所述金刚线直径为0.12-0.18mm。

在本技术方案中，优选的，所述金刚线线速度为800-950m/min。

在本技术方案中，优选的，所述金刚线单片供线量为0.3-1.2km/pcs。

在本技术方案中，优选的，所述金刚线送回线的切割周期为120-170s。

在本技术方案中，优选的，在切割过程中，固定所述金刚线的工作台下降速度基数为0.2-1mm/min。

在本技术方案中，优选的，所述硅圆棒直径为280-310mm，所述硅圆棒长度为360-400mm。

与现有技术相比，采用本技术方案提出的切割工艺，尤其是适用于大尺寸硅片的切割，可获得良好的表面平整度，使硅圆片表面的warp平均值＜10μm；同时，切割后的硅圆片表面微观纳米形貌中，nano尺寸均值＜15nm。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种大直径硅圆片切割的结构示意图；

图2是本发明一实施例的WS2+硅片测试仪nano；

图3是本发明一实施例的nano尺寸的箱线图。

图中：