专利名称：半导体硅片制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体硅片制造工艺，尤其是一种改进后的大直径硅片制造工艺
来加工硅抛光片，提高加工后硅抛光片表面的几何参数水平的一种工艺方法。
背景技术：
以300mm硅片为基材的芯片线宽已经由90nm发展到65nm及32nm，线宽的不断变 小给硅片厂家提出了越来越高的要求，如在几何参数、颗粒、金属以及纳米形貌。这要求硅 片厂家不断地优化加工工艺，从更微观的方面进行思考硅片加工过程中的各个方面。
尽管90nm与65nm或更小的线宽技术对硅片加工工艺的要求主要都是体 现在硅片表面的几何参数、颗粒参数及纳米形貌上，如GBIR、 SFQR、颗粒和纳米形貌 (Nanotopogr即hy)，但线宽的减小对硅片加工工艺的要求更加严格。为了达到这些要求， 300mm硅片的加工方法将会在很大程度上有别于90nm及以上线宽的加工方法，如引入单片 磨削、提高双面抛光和精抛的设备精度等方法来提高其几何参数。 300mm硅片抛光均采用双面抛光，双面抛光过程中上下两大盘、太阳轮及边缘齿轮 可以独立地运动，硅片自由地悬浮在大盘中间，这样可以大大地改善表面的几何参数。双面 抛光后进行边缘抛光和最后的精密抛光，硅片的最终抛光一般为两步单面抛光，中抛和精 抛。中抛的作用是去除双面抛光未去除的机械损伤，而中抛去除量大的话会破坏几何参数。 为了克服这一问题，一般采用减少去除量的办法减小破坏程度，同时，很多设备厂家对固定 硅片的压力头进行大量的研究，通过各种办法来降低几何参数恶化的程度，例如分段分区 来控制压力头陶瓷板的温度，从而来达到控制陶瓷板的形状，改变硅片受力分布，使硅片表 面的几何参数向负的变化趋向于零。但控制压力头陶瓷板的温度来达到阻止硅片几何参数 的恶化要求控制精度非常度，受到诸多因素的影响。 因此，为了解决双面抛光后大尺寸硅片的单面抛光所带来的几何参数变差的问 题，必需提供一种改进的半导体硅片制造工艺
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体硅片制造工艺。该工艺去除磨消和腐蚀后的表面 机械损作层，避免了单面抛光去除量过大引起的几何参数变差的问题。有力的保证了产品 的加工精度。 为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案
这种半导体硅片制造工艺，该工艺包括以下的步骤
(1)将磨削或腐蚀后的硅片用双面抛光机进行粗抛；
(2)将硅片进行双面抛光中抛；
(3)将硅片进行单面最终抛光； 在本发明的工艺方法步骤(1)中，对磨削或腐蚀后的硅片用双面抛光机进行粗 抛，抛光过程中去除速率较高和去除量较大，目的是初步降低磨削机械加工带来的机械损
3伤层厚度； 在本发明的工艺方法步骤(1)中，抛光去除量为去除量为5 100微米； 在本发明的工艺方法步骤(2)中，双面中抛使用的抛光布硬度或抛光液粒径小于
双面粗抛，抛光去除量为1 100微米； 总之，在本发明的工艺方法步骤(1)和(2)中，通过两步双面抛光工艺，得到高平 整度的硅片表面，有利于下一步的最终单面抛光； 在本发明的工艺方法步骤(3)中，单面最终抛光的加工去除量小于O. 5微米，目的 是使硅片表面的微粗糙度达到要求； 在本发明的工艺方法中，边缘抛光可以放在双面中抛之前，也可以放在中抛之后， 保护抛好的边缘不被双面抛光过程的游轮片内圆破坏； 在本发明的工艺方法中，每步加工工艺后插入的清洗及干燥工艺目的是去除抛光 后残留在硅片表面的抛光液。 本发明优点是，可以提高硅片表面的几何参数水平，制造出高平整度的大直径硅 片。测量表面几何参数使用ADE公司生产的AFS3220。 本发明在大直径硅片加工，特别是避免单面抛光对几何参数的破坏方面非常实 用。本发明可以使用于商业上的任何大直径硅片加工工艺。
图1目前硅片制造工艺中的抛光工序流程图。
图2本发明提供的半导体硅片制造工艺图。 图3使用一步双面抛光后硅片表面的几何参数(表面厚度变化)。 图4使用本发明工艺后硅片表面的几何参数(表面厚度变化)。 图2中，1为磨削腐蚀，2为双面粗抛，3为双面中抛，4为边缘抛光，5为最后抛光
(第一步精抛)，6为最后抛光(第二步精抛)7、为清洗干燥，8为检测。
具体实施方式
实施例1 使用直拉法生产的P(IOO)的12英寸硅抛光片30片，在常规碱腐蚀机上进行腐 蚀，去除20微米，腐蚀后在SPEEDFAM 20B双面抛光机进行抛光，抛光布为SUBA800，硬度为 82 (Asker)，抛光去除量20微米，然后把抛光布换成SUBA600，硬度为61，取双面粗抛后的15 片进行抛光，抛光去除量为10微米。最后进行精抛，两步的大盘使用的抛光布为CHIYODA公 司生产的7355，去除量为0. 3微米。每步抛光后清洗干燥，厚度测试设备为ADE AFS3220。 最终的15片硅片每片的GBIR如图3所示。从图上可以看出GBIR(总厚度变化)均小于 0. 45微米，
实施例2 取剩下的15片进行最终抛光。最终抛光分两步，一步为单面中抛，中抛使用的抛 光布为SUBA400，最后一步是精抛，总去除量为0. 8微米。这15片硅片每片的GBIR在O. 35 0. 5um之间，如图4所示。 这两组试验表明了用两步双面抛光克服了单面中抛所带来的几何参数恶化的问题，可以满足大直径硅片制造的精度要求。
权利要求
一种半导体硅片制造工艺，它包括切片、倒角、磨削、抛光，其特征在于所述的抛光工序包括以下的步骤(1)将磨削或腐蚀后的硅片用双面抛光机进行粗抛；(2)将硅片进行双面抛光中抛；(3)将硅片进行单面最终抛光，最终抛光为一步精抛，或分两步精抛。
2. 根据权利要求书1所述的半导体硅片制造工艺，其特征在于所述的双面粗抛的去 除量为去除量为5 100微米；
3. 根据权利要求书1所述的半导体硅片制造工艺，其特征在于所述的中抛的抛光布 硬度或抛光液颗粒粒径小于双面粗抛。
4. 根据权利要求书3所述的半导体硅片制造工艺，其特征在于双面中抛的抛光去除 量为去除量为1 100微米；
5. 根据权利要求书1所述的半导体硅片制造工艺，其特征在于所述的对硅片进行单 面最终抛光的去除量小于0. 5微米。
6. 根据权利要求书1所述的半导体硅片制造工艺，其特征在于在双面中抛之前进行 边缘抛光或在中抛之后边缘抛光。
7. 根据权利要求书1所述的半导体硅片制造工艺，其特征在于每步加工工艺后可以 插入清洗及干燥工艺。
全文摘要
本发明公开了一种半导体硅片制造工艺，该工艺包括(1)在磨削和腐蚀后，将硅片进行双面抛光粗抛，去除量为5～100微米；(2)在双面粗抛后，进行双面中抛，抛光布的硬度或抛光液颗粒的粒径比粗抛小，抛光去除量为1～100微米；(3)对双面抛光后的硅片直接进行单面最终抛光，此步的抛光去除量为小于0.5微米。通过该工艺方法制造硅片，可以获得高平整度的硅片，提高产品的一次收率。本发明的优点在于提出一种提高硅片表面的几何参数水平的大尺寸硅片制造方法。
文档编号B24B29/02GK101791779SQ20091024146
公开日2010年8月4日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者库黎明, 盛方毓, 索思卓, 闫志瑞, 陈海滨 申请人:北京有色金属研究总院;有研半导体材料股份有限公司