一种降低8英寸硅抛光片表面粗糙度的抛光工艺的制作方法

文档序号:17193836发布日期:2019-03-22 23:06阅读:1305来源:国知局

本发明属于硅抛光片生产领域,尤其是涉及一种8英寸硅抛光片表面抛光工艺。



背景技术:

近年来,随着半导体行业的高速发展和激烈的市场竞争,半导体器件的集成度不断提高,线宽尺寸不断缩小,对原始硅材料和工艺质量的控制的要求也越来越苛刻;随着硅材料直径变大而硅片表面平整度、微粗糙度等控制的范围将越来越小,这就要求半导体器件所用衬底材料的硅抛光片在该技术指标上具有较高的水平,而目前国内在硅抛光片表面粗糙度的控制上与国际先进水平还有一定差距,亟待提高。

表面粗糙度主要产生于硅片抛光和抛光片清洗过程中,因此抛光及清洗工艺就是制备低粗糙度硅抛光片的关键。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种降低8英寸硅抛光片表面粗糙度的抛光工艺及其应用,克服现有技术的不足,降低抛光片表面粗糙度,粗糙度可降低到0.0001um以下。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种降低8英寸硅抛光片表面粗糙度的抛光工艺,包括如下步骤:

步骤1:对硅化腐片进行涂蜡操作,得到涂蜡硅片;

步骤2:对涂蜡硅片按照粗抛光、第一次精抛光、第二次精抛光的顺序进行抛光,得到抛光硅片;

步骤3:对抛光硅片进行去蜡清洗,得到硅抛光片。

优选的,粗抛光步骤中,采用粗抛布,稀释的粗抛液,流量为8-12l/min,抛光压力为250-400g/cm2,抛光机定盘转速为20-40rpm,抛光时间为10-14min;优选的,粗抛光步骤中,采用粗抛布,稀释的粗抛液,流量为9.5-10.5l/min,抛光压力为300g/cm2,抛光机定盘转速为35rpm,抛光时间为12min。

优选的,稀释的粗抛液为通过纯水稀释粗抛液,稀释比例为1:20-1:40;优选的,稀释的粗抛液为通过纯水稀释粗抛液,稀释比例为1:30。

优选的,第一次精抛光步骤中,采用精抛布,稀释的精抛液,流量为1-4l/min,抛光压力为100-300g/cm2,抛光机定盘转速为20-40rpm,抛光时间为7-10min;优选的,第一次精抛光步骤中,采用精抛布,稀释的精抛液,流量为2.5-3.5l/min,抛光压力为200g/cm2,抛光机定盘转速为25rpm,抛光时间为8min。

优选的,第二次精抛光步骤中,采用精抛布,稀释的精抛液,流量为1-4l/min,抛光压力为50-200g/cm2,抛光机定盘转速为20-40rpm,抛光时间为7-10min;优选的,第二次精抛光步骤中,采用精抛布,稀释的精抛液,流量为2.5-3.5l/min,抛光压力为100g/cm2,抛光机定盘转速为25rpm,抛光时间为8min。

优选的,稀释的精抛液为通过纯水稀释精抛液,稀释比例为1:20-1:40;优选的,稀释的精抛液为通过纯水稀释精抛液,稀释比例为1:30。

优选的,去蜡清洗步骤依次顺序包括:sc-1清洗、纯水清洗、sc-1清洗、纯水清洗、纯水清洗、sc-2清洗、纯水清洗、纯水清洗、ir烘干。

优选的,其中sc-1清洗,清洗温度为50℃,清洗时间为5min,sc-1药液包括如下体积比例的组分:氨水:双氧水:纯水=1:1:30,其中氨水浓度为28-30%,双氧水浓度为30-32%,纯水电阻率>18mω.cm;优选的,其中sc-2清洗,清洗温度为常温,清洗时间为5min,sc-2药液包括如下体积比例的组分:盐酸:双氧水:纯水=1:1:25,其中盐酸浓度为36-38%,双氧水浓度为30-32%,纯水电阻率>18mω.cm。

优选的,得到的硅抛光片,表面粗糙度小于0.0001um;优选的,抛光去除量为18-20um。

一种降低8英寸硅抛光片表面粗糙度的抛光工艺应用,应用于功率器件、集成电路器件、分立器件、igbt器件的单晶硅抛光片的抛光加工中。

相对于现有技术,本发明所述的一种降低8英寸硅抛光片表面粗糙度的抛光工艺及其应用具有以下优势:

(1)本发明采用粗抛光和两步精抛的抛光方法,粗抛光可有效的去除表面损伤层,减少表面缺陷;两步精抛的修复作用可有效去除粗抛之后硅片表面的微损伤,降低表面粗糙度;

(2)所使用的抛光液稀释比例高,ph值相对较低,可减少抛光液对硅片抛光表面的腐蚀;

(3)抛光后采用低浓度、低温度的清洗工艺,可减少清洗液对硅片抛光表面的腐蚀,降低硅片表面粗糙度变差的风险;

(4)本发明加工得到的硅片表面光滑平整,粗糙度可降低到0.0001um以下;

(5)本发明将硅片抛光去除量控制在18-20um,可以批量生产,且质量稳定。

具体实施方式

除有定义外,以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂,如无特殊说明,均为常规生化试剂;所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。

下面结合实施例来详细说明本发明。

实施例

对8英寸725um厚度的直拉轻掺硅抛光片的有蜡抛光过程的实例进行详细描述:

硅片:8英寸直拉轻掺硅化腐片,晶向<100>,电阻率8-18ω.cm,抛光前厚度744-746um,数量300片;

加工设备:单面有蜡抛光系统,去蜡清洗机;

辅助材料:粗抛光液:np6504;精抛光液:glanzox3105;稀释的粗抛光液(稀释体积比例1:30),稀释的精抛光液(稀释体积比例1:30),粗抛光布,精抛光布,氨水(浓度29wt%),双氧水(浓度32wt%),盐酸(浓度36wt%),纯水:纯水电阻率>18mω.cm等;

抛光工艺为:

步骤1:对硅化腐片进行涂蜡操作,得到涂蜡硅片;将干净硅化腐片通过贴片机自动对硅化腐片进行涂蜡贴片操作,陶瓷盘贴片结束自动传送到抛光机上准备抛光;

步骤2:对涂蜡硅片按照粗抛光、第一次精抛光、第二次精抛光的顺序进行抛光,得到抛光硅片;抛光后,在卸片台上对抛光硅片进行铲片,将硅片从陶瓷盘剥离

步骤3:对抛光硅片进行去蜡清洗,得到硅抛光片。

步骤4:对清洗后的硅抛光片进行检测;在强光灯下目检表面有无划道、崩边等不良。

粗抛光步骤中,采用粗抛布,稀释的粗抛液,流量为10l/min,抛光压力为300g/cm2,抛光机定盘转速为35rpm,抛光时间为12min。

第一次精抛光步骤中,采用精抛布,稀释的精抛液,流量为3l/min,抛光压力为200g/cm2,抛光机定盘转速为25rpm,抛光时间为8min。

第二次精抛光步骤中,采用精抛布,稀释的精抛液,流量为3l/min,抛光压力为100g/cm2,抛光机定盘转速为25rpm,抛光时间为8min。

去蜡清洗步骤依次顺序包括:sc-1清洗、纯水清洗、sc-1清洗、纯水清洗、纯水清洗、sc-2清洗、纯水清洗、纯水清洗、ir烘干。

其中sc-1清洗,清洗温度为50℃,清洗时间为5min,sc-1药液包括如下体积比例的组分:氨水:双氧水:纯水=1:1:30;其中sc-2清洗,清洗温度为常温,清洗时间为5min,sc-2药液包括如下体积比例的组分:盐酸:双氧水:纯水=1:1:25。

用ade9600测试几何参数(厚度、ttv、tir、stir等);用颗粒检测仪sp1检验表面洁净度;使用查普曼显微镜测试抛光面表面粗糙度;

技术效果检测:采用上述工艺加工的单晶硅抛光片,经显微镜检测,表面粗糙度均小于0.0001um,达到世界先进水平;抛光后的硅片,测试其它参数指标,均要高于原始工艺水平,综合良率达到96%以上;该检测结果表明,本工艺能实现低表面粗糙度硅抛光片的量产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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