专利名称：一种液体抛光单晶硅片的方法
技术领域：
本发明涉及单晶硅片的生产方法，尤其涉及一种通过液体抛光获得高洁净表面的单晶硅片的方法。
背景技术：
目前，单晶硅片的表面抛光主要采用化学机械抛光法，基本原理是将待抛光工件在一定的压力下及有抛光液(由超细SiO2磨粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液)存在的情况下，相对于一个抛光垫作旋转运动，借助于磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用，完成对工件表面的材料去除，获得光洁表面。使用该加工方法，要获得品质好的抛光片，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用，则会在抛光片表面产生腐蚀坑，桔皮状波纹；反之，机械抛光作用大于化学 腐蚀作用则表面产生高损伤层，对晶片表面有一定的污染作用，需要增加清洁工艺，磨削液对环境也有一定的污染。
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种液体抛光单晶硅片的方法，使用无机溶胶作为抛光液，降低产品表面的粗糙度，提高产品表面的平整度。技术方案为解决上述技术问题，本发明采样的技术方案为
一种液体抛光单晶硅片的方法，包括如下步骤
(1)将粒径为5μ m-15 μ m的金刚石磨料浸泡于无水乙醇溶液中，通过超声波清洗该金刚石磨料I. O h -I. 5 h ;
(2)将清洗后的金刚石磨料滤出，并置于70°C_90°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(3)将干燥后的金刚石磨料浸溃于KH550硅烷偶联剂与无水乙醇的体积比为I:
4.5-1:5. 5的混合液中，密闭加热至55°C _65°C，保温I. O h -I. 5 h ;
(4)使用滤纸滤出金刚石磨料，置于140°C_160°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(5)将金刚石磨料与固相含量为4.5%-5. 5%的硅溶胶按质量比为1:98-1:100的比例混合，在转速为100r/min-110r/min的条件下,搅拌混合I. O h -I. 5h,获得磨削液；
(6)将干燥后的单晶硅片水平置于磨削液内，单晶硅片的上方和下方设有涡轮，调节单晶硅片的高度及磨削液量，使单晶硅片的上表面与位于其上方的涡轮底部距离为3cm-3. 5cm,单晶娃片的下表面与位于其下方的润轮顶部距离也为3cm_3· 5cm,且单晶娃片的上表面与磨削液的液面距离为2. 5cm-3cm ；
(7)同时启动两个涡轮电机，设定其工作时间为lh-1.5h，转速为20000r/min-22000r/min,两个润轮的旋转方向相同；
(8)取出单晶硅片，置于无水乙醇中，使用超声波清洗lh-1.5h ；
(9)将单晶硅片置于室温下干燥5h-8h，完成抛光。上述方法尤其适合尺寸为8英寸的单晶硅片。
上述方法中，采用混合了细粒度金刚石磨料的硅溶胶作为液体磨削介质，在高速转动的涡轮带动下，磨削液相对于单晶硅片加工表面做高速运动，磨削液中的金刚石液力推动下对单晶硅片产生一定碰撞和刮擦作用，实现对单晶硅片得低应力磨削。有益效果本发明提供的液体抛光单晶硅片的方法，能够获得高洁净表面的单晶硅片，使单晶硅片的表面仅存在细小的磨料划痕，不会像化学机械抛光法加工的硅片那样留下腐蚀坑，同时液体抛光后单晶硅片应力层厚度可控制在5nm以下，尤其适合8英寸单晶娃片的抛光。
具体实施例方式下面结合实例对本发明作更进一步的说明。一种液体抛光8英寸单晶硅片的方法，包括如下步骤 (1)将粒径为5μ m-15 μ m的金刚石磨料浸泡于无水乙醇溶液中，通过超声波清洗该金刚石磨料I. O h -I. 5 h ;
(2)将清洗后的金刚石磨料滤出，并置于70°C_90°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(3)将干燥后的金刚石磨料浸溃于KH550硅烷偶联剂与无水乙醇的体积比为I:4. 5-1:5. 5的混合液中，密闭加热至55°C _65°C，保温I. O h -I. 5 h ;
(4)使用滤纸滤出金刚石磨料，置于140°C_160°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(5)将金刚石磨料与固相含量为4.5%-5. 5%的硅溶胶按质量比为1:98-1:100的比例混合，在转速为100r/min-110r/min的条件下,搅拌混合I. O h -I. 5h,获得磨削液；
(6)将干燥后的单晶硅片水平置于磨削液内，单晶硅片的上方和下方设有涡轮，调节单晶硅片的高度及磨削液量，使单晶硅片的上表面与位于其上方的涡轮底部距离为3cm-3. 5cm,单晶娃片的下表面与位于其下方的润轮顶部距离也为3cm_3· 5cm,且单晶娃片的上表面与磨削液的液面距离为2. 5cm-3cm ；
(7)同时启动两个涡轮电机，设定其工作时间为lh-1.5h，转速为20000r/min-22000r/min,两个润轮的旋转方向相同；
(8)取出单晶硅片，置于无水乙醇中，使用超声波清洗lh-1.5h ；
(9)将单晶硅片置于室温下干燥5h-8h，完成抛光；
(10)真空封装获得的单晶硅片。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种液体抛光单晶硅片的方法，其特征在于该方法包括如下步骤 (1)将粒径为5μ m-15 μ m的金刚石磨料浸泡于无水乙醇溶液中，通过超声波清洗该金刚石磨料I. O h -I. 5 h ; (2)将清洗后的金刚石磨料滤出，并置于70°C_90°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ; (3)将干燥后的金刚石磨料浸溃于KH550硅烷偶联剂与无水乙醇的体积比为I:.4. 5-1:5. 5的混合液中，密闭加热至55°C _65°C，保温I. O h -I. 5 h ; (4)使用滤纸滤出金刚石磨料，置于140°C_160°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ; (5)将金刚石磨料与固相含量为4.5%-5. 5%的硅溶胶按质量比为1:98-1:100的比例混合，在转速为100r/min-110r/min的条件下,搅拌混合I. O h -I. 5h,获得磨削液； (6)将干燥后的单晶硅片水平置于磨削液内，单晶硅片的上方和下方设有涡轮，调节单晶硅片的高度及磨削液量，使单晶硅片的上表面与位于其上方的涡轮底部距离为.3cm-3. 5cm,单晶娃片的下表面与位于其下方的润轮顶部距离也为3cm_3· 5cm,且单晶娃片的上表面与磨削液的液面距离为2. 5cm-3cm ； (7)同时启动两个涡轮电机，设定其工作时间为lh-1.5h，转速为20000r/min-22000r/min,两个润轮的旋转方向相同； (8)取出单晶硅片，置于无水乙醇中，使用超声波清洗lh-1.5h ； (9)将单晶硅片置于室温下干燥5h-8h，完成抛光。
2.根据权利要求I所述的液体抛光单晶硅片的方法，其特征在于所抛光的单晶硅片为8英寸单晶娃片。
全文摘要
本发明公开了一种液体抛光单晶硅片的方法，采用混合了细粒度金刚石磨料的硅溶胶作为液体磨削介质，在高速转动的涡轮带动下，磨削液相对于单晶硅片加工表面做高速运动，磨削液中的金刚石液力推动下对单晶硅片产生一定碰撞和刮擦作用，实现对单晶硅片得低应力磨削。本发明提供的液体抛光单晶硅片的方法，使单晶硅片的表面仅存在细小的磨料划痕，不会像化学机械抛光法加工的硅片那样留下腐蚀坑，同时液体抛光后单晶硅片应力层厚度可控制在5nm以下。
文档编号C09G1/02GK102837227SQ20111017338
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月26日 优先权日2011年6月26日
发明者倪云达, 葛正芳, 胡宏珊 申请人:江苏顺大半导体发展有限公司