[发明专利]一种确定晶棒的三维空间关系的晶棒加工方法

说明书

本发明提供一种确定晶棒的三维空间关系的晶棒加工方法，属于单晶硅硅片加工技术领域，将100晶向的晶棒制作成籽晶时偏离预定的角度，将籽晶进行晶棒拉制，晶棒拉制完成后，在晶棒上标记出籽晶的偏离角度，将已拉制完成的晶棒进行滚磨加工，在滚磨加工的过程中，自动滚磨机识别晶棒上的标记，晶棒外圆滚磨完成后，以标记位置作为X光机测量NOTCH晶向的基准面，开NOTCH槽；通过在制作籽晶时预先偏离预定角度，再将已偏离预定方向的籽晶的偏离方向标记到晶棒上，再对晶棒进行滚磨，在标记位置开NOTCH槽，以在晶棒的端面晶向和NOTCH基准面建立固定的空间关系，再对晶棒进行切片，切片时warp值能够稳定在一个范围。

技术领域

本发明涉及单晶硅硅片加工技术领域，具体涉及一种确定晶棒的三维空间关系的晶棒加工方法。

背景技术

半导体晶圆加工时，需要将晶棒加工成硅片，硅片加工过程中需要控制硅片的翘曲度(warp)、硅片的总厚度变化(TTV)、硅片的几何参数(BOW)、局部平坦度等重要参数。现在使用的多线切割方法直接影响着硅片的warp和BOW值，但是warp是不能通过后面工序改善。所以降低切片过程对warp的影响，是保证高品质晶圆不可或缺的过程。

目前在改善warp的过程中，线网和晶锭NOTCH的角度值，是影响warp的重要因素；对于面心立方结构(110)，面心立方结构(110)中含有次解理面，次解理面的面间距较大，面密度大，键密度小，切割时受原子间作用力小，不会造成机加工过程中的位错，通常选取次解理面为参考面，在参考面开NOTCH，因此对于100晶向的晶棒，在100晶向的晶棒的柱面上有四个等效的110晶向的参考面，如图1所示，晶棒多线切割过程中在旋转角不同的情况下warp均值上下浮动，但是当NOTCH和钢线网的角度关系为-90°、0°、90°时，warp值较好，位于10以下，这是因为在0°、90°、-90°对应晶体结构中的晶向是110晶向(即入刀口的晶向是110)，故warp值较好。

但是在现实生产过程中影响NOTCH槽和钢线网之间的角度因素为：晶棒的端面晶向和以NOTCH为基准建立的坐标系的关系，以图2所为例，如X、Y、Z处于一个三维坐标系中，OZ轴为理论晶棒端面晶向指向，XOY平面为晶棒的晶面，理论上OZ轴和晶棒晶向重合，OZ垂直于XOY，即100晶棒的端面晶向和110参考面晶向在空间中是垂直的。但是实际生产中，晶棒晶向是和OZ有一定的角度关系，110参考面为NOTCH所在的平面，开NOTCH为晶向，OX、OY属于两个晶向，需要寻找OX、OY两个晶向和端面晶向的关系；在切片过程，需要将晶棒晶向的偏离程度进行校准，通过参考面建立相应的坐标系，通过旋转和摆动的方法校准晶棒晶向，但由于晶棒晶向的偏离与110参考面开NOTCH的OX、OY晶向的关系是任意的，因此在X光机中晶棒的端面晶向OZ’在XOY平面中往哪个方向偏移是不确定的，故这个因素会影响后面晶棒切片是旋转0°、90°、-90°的值。因此，现有技术中，晶棒的NOTCH槽方向的晶向与该晶棒的端面晶向在空间中会形成一定的角度，在硅片的切割时，会影响硅片的切割状态。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种确定晶棒的三维空间关系的晶棒加工方法，以解决现有技术中晶棒的NOTCH槽方向的晶向与该晶棒的端面晶向在空间中会形成一定的角度，导致硅片的切割状态不稳定的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种确定晶棒的三维空间关系的晶棒加工方法，包括以下步骤：