專利名稱：高反射率酸腐片的腐蝕工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單晶硅片酸刻蝕工藝，特別是涉及高反射率酸腐片的腐蝕工藝。
背景技術(shù)：
硅單晶片的化學(xué)蝕刻試劑有很多，包括酸、堿和各種鹽類等，但由于高純試劑和金 屬離子沾污這個兩個因素的限制，現(xiàn)在廣泛采用HNO3-HF蝕刻液和堿蝕刻液。堿蝕刻硅片的 工藝簡單、易于操作，目前國內(nèi)使用堿刻蝕的工藝較多。堿蝕刻過程是各向異性腐蝕、腐蝕 的速率慢、表面粗糙度相對較大，由于試劑純度等原因，表面金屬離子殘存較多，表面復(fù)合 效應(yīng)較大，因此目前多數(shù)廠家更傾向于使用酸蝕刻硅片。酸蝕刻過程是各向同性腐蝕、反應(yīng) 速率較快、表面金屬離子含量相對較小，表面復(fù)合效應(yīng)對壽命的影響較堿蝕刻片要小得多， 同時表面有較好的光潔度和粗糙度。采取以往硅片的酸蝕刻工藝用于高反射率酸腐片的腐蝕加工，通過多次試驗很 難達到所要求的技術(shù)指標，高反射率酸腐片的腐蝕一般要求硅片腐蝕后的光澤度要達到 350Gs以上。要提高硅片腐蝕后的光澤度，在高反射率酸腐片腐蝕過程中，單純控制硅片的 腐蝕時間和提高硅片厚度的去除量，無法使批量生產(chǎn)的高反射率酸腐片光澤度達到要求。 問題在于還要平衡混合酸液的濃度，因此，隨著加工硅片數(shù)量的不斷增加，如何維持一定的 混合酸濃度是批量生產(chǎn)高反射率酸腐片的腐蝕加工能達到所需技術(shù)指標的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研發(fā)適于高反射率酸腐片腐蝕工藝。本方法是在原有硅片的酸 蝕刻工藝基礎(chǔ)上進行開發(fā)，關(guān)鍵解決如何保證高反射率酸腐片腐蝕后的光澤度符合技術(shù)指 標的問題。通過多次試驗，制定出如下關(guān)鍵工藝一是采用溢流循環(huán)和補排液的方式維持 混合酸濃度的動態(tài)平衡，同時保持和混和酸濃液的相對穩(wěn)定；二是控制酸腐片腐蝕的時間； 三是利用溢流循環(huán)將產(chǎn)生的反應(yīng)熱迅速帶走來維持反應(yīng)溫度的穩(wěn)定。采取以上工藝滿足了 高反射率酸腐片的技術(shù)指標要求。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種高反射率酸腐片的腐蝕工藝，其特征在于在 腐蝕加工過程中，根據(jù)酸腐片的加工量，對酸蝕刻設(shè)備采取排出一定量的混合酸液、補充一 定量的混合酸液以及在設(shè)備內(nèi)進行溢流循環(huán)的方式來控制混合酸液濃度，混合酸液溢流循 環(huán)量為400-700L/min，其具體控制方法是采用混合酸液進行腐蝕加工500-800片硅片后， 要排出150-250L混合酸液，然后補入150-250L混合酸液。本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是采取本工藝生產(chǎn)的高反射率酸腐片保證了品質(zhì)參數(shù) 的穩(wěn)定，尤其摸索出適于批量生產(chǎn)的混合酸液補排液的控制方法，從而減少了混合酸液的 更換頻次，降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
本工藝所采用的混合酸液由以下各組分按重量百分比混合而成，其中氫氟酸 14-20% ；硝酸 20-30% ；醋酸 28-35% ；純水 20-30%。三種化學(xué)品純度均為分析純，以上混和酸液對于N型、P型、重摻、不同電阻率、不 同晶向硅片均適用。三種酸按一定比例混合，混合順序為醋酸、硝酸、氫氟酸，混合酸液利用 PVC棒(或PVDF棒)輕輕攪拌，使藥液混合均勻。配制完新的混合酸液后，連續(xù)加工500-800片硅片，然后排出150-250L混合酸，再 補入150-250L混合酸，在這個工藝范圍內(nèi)，可滿足加工的硅片光澤度大于350Gs ；此工藝適 合于3、4、5、6英寸的硅片。將酸蝕刻設(shè)備內(nèi)的混和酸液加溫至50°C，同時使混合酸液在設(shè)備內(nèi)進行溢流過濾 循環(huán)，從而保持混和酸濃度和溫度的均勻性?；旌纤嵋阂缌餮h(huán)量為400-700L/min。將潔 凈的硅片放入酸蝕刻設(shè)備內(nèi)，設(shè)備狀態(tài)等工藝參數(shù)達要求后，開始加工酸腐片，腐蝕時間范 圍為150-200s，最佳腐蝕時間為160s。對酸蝕刻設(shè)備采取加熱、循環(huán)過濾的方式控制混合酸液反應(yīng)溫度的穩(wěn)定，加熱器 對熱水槽進行加熱，熱水槽內(nèi)的熱水將酸循環(huán)槽內(nèi)的混和酸液加熱，在酸蝕刻設(shè)備內(nèi)進行 溢流、循環(huán)、過濾，保持混合酸濃度和溫度的均一性，當(dāng)酸循環(huán)槽內(nèi)的混和酸液溫度加熱至 50°C時，熱水槽停止對酸循環(huán)槽的加熱，同時使用循環(huán)泵和過濾器進行循環(huán)過濾。這時就可 以按照工藝要求加工硅片，硅片與混合酸液發(fā)生如下的化學(xué)反應(yīng)Si+4HN03+6HF = H2SiF6+4N02 丨 +6H20，該化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。腐蝕的工藝流程如下先將酸腐片放在片架內(nèi)，然后放在清洗槽內(nèi)進行腐蝕前的 清洗，通過清洗將酸腐片表面的殘留大顆粒及臟物清洗干凈。清洗潔凈后，將酸腐片裝入到 酸蝕刻設(shè)備內(nèi)，開始腐蝕加工。加工完成后，然后再用RCA清洗工藝對腐蝕的硅片進行清 洗、干燥、最后送檢驗，測試相關(guān)參數(shù)。實驗發(fā)現(xiàn)，光澤度大于350Gs的酸蝕刻硅片，隨著硅片雙面去除量增加，硅片的光 澤度也逐漸增加，當(dāng)去除量增加到100-120um/雙面時，光澤度可達到350Gs。經(jīng)本工藝加工的酸腐片，可制備出反射率大于90% (光澤度> 350Gs)，色澤均勻， 表面潔凈的酸蝕刻硅片。實施例反射率大于90% (光澤度> 350Gs)的硅片制備實驗硅片4英寸區(qū)熔硅研磨片；電阻率50-70Q.cm;厚度430um ；數(shù)量125片。測試設(shè)備光澤度儀；千分表；熒光燈。蝕刻劑氫氟酸、硝酸、醋酸、純水所占的重量百分比分別為氫氟酸16% ；硝酸 25% ；醋酸31% ；純水28%。蝕刻溫度50°C。工藝參數(shù)混合酸循環(huán)量500L/min。加工過程將以上硅片分成5組，每組25片。先將各組硅片進行標記，依次將第1 5組硅片分別蝕刻81S，96S，125S，150S， 173S，然后清洗、干燥；用千分表測量蝕刻后的厚度，換算得雙面去除量分別為70Um，80Um， 90um, IOOum, IlOum ；將以上5組硅片在熒光燈下檢驗，表面均勻、潔凈、光亮、無劃傷等宏觀缺陷。將以上5組硅片用光澤度儀進行測量，1 5組硅片的光澤度分別為，202. 62Gs,281. 33Gs，328. 17Gs，353. 00Gs，359. 67Gs。 結(jié)論當(dāng)硅片雙面去除IOOum以上時，也就是腐蝕時間控制在150-180s范圍內(nèi)時， 可以制備出光澤度大于350Gs的蝕刻硅片，即滿足了高反射率酸腐片所要求達到的技術(shù)指 標。但是，當(dāng)形成批量生產(chǎn)加工時，還必須按照混合酸液進行補排液的控制方法，如采用混 合酸液進行腐蝕連續(xù)加工600片硅片后，要排出180L混合酸液，然后補入180L混合酸液。 維持混合酸液在加工過程中濃度的動態(tài)平衡，才能滿足批量生產(chǎn)高反射率酸腐片所要達到 的技術(shù)指標。
權(quán)利要求
一種高反射率酸腐片的腐蝕工藝，其特征在于在腐蝕加工過程中，根據(jù)酸腐片的加工量，對酸蝕刻設(shè)備采取排出一定量的混合酸液、補充一定量的混合酸液以及在設(shè)備內(nèi)進行溢流循環(huán)的方式來控制混合酸液濃度，混合酸液溢流循環(huán)量為400 700L/min，其具體控制方法是采用混合酸液進行腐蝕加工500 800片硅片后，要排出150 250L混合酸液，然后補入150 250L混合酸液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高反射率酸腐片的腐蝕工藝，其特征在于所述的混合酸液 由以下各組分按重量百分比混合而成，其中氫氟酸14-20% ；硝酸20-30% ；醋酸28-35% ； 純水 20-30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高反射率酸腐片的腐蝕工藝，其特征在于酸腐片腐蝕時間 范圍為:150-180so
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高反射率酸腐片的腐蝕工藝，其特征在于對酸蝕刻設(shè)備采 取加熱、循環(huán)過濾的方式控制混合酸液反應(yīng)溫度的穩(wěn)定，當(dāng)酸蝕刻設(shè)備內(nèi)的混和酸液溫度 加熱至50°C時，停止加熱，同時使用循環(huán)泵和過濾器進行循環(huán)過濾。
全文摘要
本發(fā)明涉及高反射率酸腐片的腐蝕工藝。本方法是在腐蝕加工過程中，根據(jù)酸腐片的加工量，對酸蝕刻槽采取排出和補充一定量的混合酸液、以及在酸蝕刻設(shè)備內(nèi)進行溢流循環(huán)的方式來控制混合酸液濃度，混合酸溢流循環(huán)量為400-700L/min，其具體控制方法是采用混合酸液進行腐蝕加工，當(dāng)使用新配制的混合酸液連續(xù)加工500-800片硅片后，要排出150-250L混合酸液，然后補入150-250L混合酸液。采取本工藝生產(chǎn)的高反射率酸腐片保證了品質(zhì)參數(shù)的穩(wěn)定，尤其摸索出適于批量生產(chǎn)的混合酸液補排液的控制方法，從而減少了混合酸液的更換頻次，降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號C30B33/10GK101914770SQ20101024953
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者呂瑩, 吳凱方, 由佰玲 申請人:天津中環(huán)領(lǐng)先材料技術(shù)有限公司