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专利名称：一种确定111晶向单晶硅晶线的方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210525353.8

专利申请（专利权）人：宁夏中晶半导体材料有限公司
权利人地址：宁夏回族自治区中卫市中宁县新堡镇团结南路

专利发明（设计）人：发明人:沙彦文,董长海,苏波,孟成,温洋,麦长彪,周小渊,贺俊杰

专利摘要：本发明公开了一种确定111晶向单晶硅晶线的方法，包括以下步骤：事先配置化学腐蚀试剂，在将晶棒尾段放置在化学腐蚀试剂进行腐蚀，使得单晶表面出现凹坑，化学腐蚀试剂的配比方法，将氢氧化钠和纯水倒入反应釜内部，进行混合搅拌，使氢氧化钠和纯水混合生成碱溶液；把制备的碱溶液倒入到容器的内部，在容器的底部放置镂空圆环，把容器放置在电炉的顶部，控制电炉通电，电炉对容器进行加热，容器对内部的碱溶液进行加热。本发明具备高效便捷的优点，解决了目前的确定单晶硅晶线的方法，不便于对单晶硅的晶线进行快速确定，确定流程复杂，增加了单晶硅的加工成本的问题。

主权利要求：
1.一种确定111晶向单晶硅晶线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)事先配置化学腐蚀试剂，在将晶棒尾段放置在化学腐蚀试剂进行腐蚀，使得单晶表面出现凹坑，化学腐蚀试剂的配比方法，将氢氧化钠和纯水倒入反应釜内部，进行混合搅拌，使氢氧化钠和纯水混合生成碱溶液；
2)把制备的碱溶液倒入到容器的内部，在容器的底部放置镂空圆环，把容器放置在电炉的顶部，控制电炉通电，电炉对容器进行加热，容器对内部的碱溶液进行加热；
3)加热完成后，将晶棒的尾部放置在镂空圆环上，使晶棒的底部浸入碱溶液2mm，晶棒的底部在碱液中发生化学反应，晶棒底部有气泡产生时开始测温，使用测温枪分别测量碱液温度和晶棒头部温度，当碱液温度为105?115度，晶棒头部温度为60?70度时，开始计时加热；
4)达到加热时间后取出容器内部的晶棒，观察晶棒底部断面腐蚀程度，当断面成微镜面时清洗晶棒底部的碱液，当断面不是微镜面时放回容器内部继续腐蚀；
5)清洗完成后，光图测试表面晶棒的结晶方向及晶向偏离准确找出晶线位置，晶棒晶线的观测要求是室内无光亮和墙面光亮成反射，将晶棒固定在支撑架上，将晶棒尾部对准红外线发射器，使用红外线发射器发射红外线进行晶线探测；
6)当墙面出现红光时，对红光进行观测，根据红外投影来观察三角形，红外投影三角形的三个顶点分别对应晶棒三条晶线，将晶线画在晶棒上，将晶棒尾部晶线按照标识对应到晶棒头部相应位置，在头部上画出晶线的位置；
所述步骤1)中的混合时间为10?30min；
所述步骤1)中氢氧化钠和纯水的比例为1:2；
所述步骤2)中容器和镂空圆环的材料均为不锈钢；
所述步骤2)中碱溶液的加热温度为400?500℃；
所述步骤3)中计时加热的时间为5?6分钟。 说明书 : 一种确定111晶向单晶硅晶线的方法技术领域[0001] 本发明涉及单晶硅加工技术领域，具体为一种确定111晶向单晶硅晶线的方法。背景技术[0002] 单晶硅，硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料，单晶硅具有优良的物理、化学、机械及半导体性能，因此被作为基础材料广泛用于大规模集成电路、半导体器件以及光伏太阳能电池制造过程中。单晶硅是用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。[0003] 单晶硅棒的加工工件：高纯度的多晶硅放在石英坩埚中，并用外面围绕着的石墨加热器不断加热，坩埚带着多晶硅熔化物在旋转，把一颗籽晶浸入其中，并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转，同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端，按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。在其被拉出和冷却后就生长成了与籽晶内部晶格方向相同的单晶硅棒。当需要把单晶硅棒加工成圆晶片时，单晶棒将按适当的尺寸进行切割，然后进行研磨，将凹凸的切痕磨掉，再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜，晶圆片制造就完成了，在对单晶棒进行切割时需要事先标识出晶线选择一定的方向切片，会减少切片碎片率、降低硅片翘曲度、减少硅片表面应力、提升后道器件划片良率，提高成品率，目前的标线方法是，事先使用腐蚀液体对晶棒的标线面进行腐蚀，在通过显微镜对腐蚀面进行观察，根据观察出的缺陷来进行标线。[0004] 本发明通过一种化学腐蚀试剂，对晶体的表面择优腐蚀，使得单晶表面出现凹坑，采用激光光束镜面反射来确定晶体晶线位置的方法，工艺流程简单，时间短，成本低，特别对于滚磨完晶棒能够准确找出晶线，从而满足大规模生产的需求。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种确定111晶向单晶硅晶线的方法，具备高效便捷的优点，解决了目前的确定单晶硅晶线的方法，不便于对单晶硅的晶线进行快速确定，确定流程复杂，增加了单晶硅的加工成本的问题。[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种确定111晶向单晶硅晶线的方法，包括以下步骤：[0007] 1)事先配置化学腐蚀试剂，在将晶棒尾段放置在化学腐蚀试剂进行腐蚀，使得单晶表面出现凹坑，化学腐蚀试剂的配比方法，将氢氧化钠和纯水倒入反应釜内部，进行混合搅拌，使氢氧化钠和纯水混合生成碱溶液；[0008] 2)把制备的碱溶液倒入到容器的内部，在容器的底部放置镂空圆环，把容器放置在电炉的顶部，控制电炉通电，电炉对容器进行加热，容器对内部的碱溶液进行加热；[0009] 3)加热完成后，将晶棒的尾部放置在镂空圆环上，使晶棒的底部浸入碱溶液2mm，晶棒的底部在碱液中发生化学反应，晶棒底部有气泡产生时开始测温，使用测温枪分别测量碱液温度和晶棒头部温度，当碱液温度为105?115度，晶棒头部温度为60?70度时，开始计时加热；[0010] 4)达到加热时间后取出容器内部的晶棒，观察晶棒底部断面腐蚀程度，当断面成微镜面时清洗晶棒底部的碱液，当断面不是微镜面时放回容器内部继续腐蚀；[0011] 5)清洗完成后，光图测试表面晶棒的结晶方向及晶向偏离准确找出晶线位置，晶棒晶线的观测要求是室内无光亮和墙面光亮成反射，将晶棒固定在支撑架上，将晶棒尾部对准红外线发射器，使用红外线发射器发射红外线进行晶线探测；[0012] 6)当墙面出现红光时，对红光进行观测，根据红外投影来观察三角形，红外投影三角形的三个顶点分别对应晶棒三条晶线，将晶线画在晶棒上，将晶棒尾部晶线按照标识对应到晶棒头部相应位置，在头部上画出晶线的位置。[0013] 为了便于对氢氧化钠和纯水进行均匀混合，作为本发明的一种确定111晶向单晶硅晶线的方法优选的，所述步骤1)中的混合时间为10?30min。[0014] 为了便于控制碱溶液的pH值，作为本发明的一种确定111晶向单晶硅晶线的方法优选的，所述步骤1)中氢氧化钠和纯水的比例为1:2。[0015] 为了便于防止容器和和镂空圆环被碱溶液腐蚀，作为本发明的一种确定111晶向单晶硅晶线的方法优选的，所述步骤2)中容器和镂空圆环的材料均为不锈钢。[0016] 为了便于碱溶液对晶棒进行腐蚀，作为本发明的一种确定111晶向单晶硅晶线的方法优选的，所述步骤2)中碱溶液的加热温度为400?500℃。[0017] 为了便于时晶棒的底部腐蚀成微镜面，作为本发明的一种确定111晶向单晶硅晶线的方法优选的，所述步骤3)中计时加热的时间为5?6分钟。[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：[0019] 本发明通过红外线对单晶硅的晶线进行确定，具备高效便捷的优点，解决了目前的确定单晶硅晶线的方法，不便于对单晶硅的晶线进行快速确定，确定流程复杂，增加了单晶硅的加工成本的问题。附图说明[0020] 图1为本发明红外线显示晶棒三条晶线的示意图；[0021] 图2为本发明晶棒尾部晶线标线示意图。具体实施方式[0022] 实施例：[0023] 一种确定111晶向单晶硅晶线的方法，包括以下步骤：[0024] 1)事先配置化学腐蚀试剂，在将晶棒尾段放置在化学腐蚀试剂进行腐蚀，使得单晶表面出现凹坑，化学腐蚀试剂的配比方法，将氢氧化钠和纯水倒入反应釜内部，进行混合搅拌，使氢氧化钠和纯水混合生成碱溶液；[0025] 2)把制备的碱溶液倒入到容器的内部，在容器的底部放置镂空圆环，把容器放置在电炉的顶部，控制电炉通电，电炉对容器进行加热，容器对内部的碱溶液进行加热；[0026] 3)加热完成后，将晶棒的尾部放置在镂空圆环上，使晶棒的底部浸入碱溶液2mm，晶棒的底部在碱液中发生化学反应，晶棒底部有气泡产生时开始测温，使用测温枪分别测量碱液温度和晶棒头部温度，当碱液温度为105?115度，晶棒头部温度为60?70度时，开始计时加热；[0027] 4)达到加热时间后取出容器内部的晶棒，观察晶棒底部断面腐蚀程度，当断面成微镜面时清洗晶棒底部的碱液，当断面不是微镜面时放回容器内部继续腐蚀；[0028] 5)清洗完成后，光图测试表面晶棒的结晶方向及晶向偏离准确找出晶线位置，晶棒晶线的观测要求是室内无光亮和墙面光亮成反射，将晶棒固定在支撑架上，将晶棒尾部对准红外线发射器，使用红外线发射器发射红外线进行晶线探测；[0029] 6)当墙面出现红光时，对红光进行观测，根据红外投影来观察三角形，红外投影三角形的三个顶点分别对应晶棒三条晶线，将晶线画在晶棒上，将晶棒尾部晶线按照标识对应到晶棒头部相应位置，在头部上画出晶线的位置。[0030] 本实施例中：通过配比的化学腐蚀溶液对单晶棒进行腐蚀，通过加热单晶棒的底部，来使单晶棒的底部腐蚀层微镜面，便于后续的光图测试，腐蚀完成后，对单晶棒进行固定，把红外线发生器对准单晶棒尾部进行发射红外线，能够使红外线穿过单晶棒并投射在墙上，通过投射的三角形画面，标出单晶棒的三条晶线。[0031] 作为本发明的一种技术优化方案，步骤1)中的混合时间为10?30min。[0032] 本实施例中：氢氧化钠和纯水的混合时间为10?30min，能够使氢氧化钠和纯水混合均匀。[0033] 作为本发明的一种技术优化方案，步骤1)中氢氧化钠和纯水的比例为1:2。[0034] 本实施例中：氢氧化钠和纯水的比例为1:2，能够便于控制碱溶液的pH值。[0035] 作为本发明的一种技术优化方案，步骤2)中容器和镂空圆环的材料均为不锈钢。[0036] 本实施例中：容器和镂空圆环的材料均为不锈钢，能够便于防止碱溶液损坏容器和镂空圆环。[0037] 作为本发明的一种技术优化方案，步骤2)中碱溶液的加热温度为400?500℃。[0038] 本实施例中：碱溶液的加热温度为400?500℃，能够使碱溶液活跃度增加，快速对单晶棒的底部进行腐蚀。[0039] 作为本发明的一种技术优化方案，步骤3)中计时加热的时间为5?6分钟。[0040] 本实施例中：计时加热的时间为5?6分钟，能够使单晶棒的底部被腐蚀成微晶面。[0041] 综上所述：该确定111晶向单晶硅晶线的方法，通过红外线对单晶硅的晶线进行确定，具备高效便捷的优点，解决了目前的确定单晶硅晶线的方法，不便于对单晶硅的晶线进行快速确定，确定流程复杂，增加了单晶硅的加工成本的问题。

专利地区：宁夏

专利申请日期：2022-05-18

专利公开日期：2024-10-15

专利公告号：CN114875495B