专利名称：超薄区熔硅抛光片的抛光工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及区熔硅抛光片的有蜡抛光工艺，特别涉及超薄区熔硅抛光片的抛光工 艺，主要用于生产节能型功率电子器件所用超薄区熔硅抛光片的加工过程。
背景技术：
硅片的化学机械抛光是一个复杂的多项反应过程，存在两个动力学过程(a)抛 光首先进行的是，使吸附在抛光布上的抛光液中的氧化剂、催化剂等与单晶片(硅片)表面 的硅原子在硅片表面进行氧化还原的动力学过程。这是化学反应的主体。(b)其次进行的 是，抛光表面反应物脱离硅单晶表面的解吸过程，即使未反应的硅单晶重新裸露出来的动 力学过程。它是控制抛光速率的另一个重要过程。影响抛光速率及抛光片表面质量的因素 众多，如抛光液的氧化剂、PH调节剂、催化剂、温度、流量、磨料浓度与粒度等。另外硅片的 晶向、电阻率等本身对抛光质量也有一定程度的影响。碱性表面与碱性抛光液接触反应生成可溶性硅酸盐，例如碱性抛光液中含NaOH 的反应式为Si+2Na0H+H20— Na2Si03+2H2 丨Si+2Na2Si03+2H20 — Na2Si205+2H2 个Si+2Na2Si205+2H20 —Na2Si307+2H2 丨 Si+2Na2Si307+2H20 —Na2Si409+2H2 Si02+2Na0H — Na2Si03+H20Si02+Na2Si03 — Na2Si205Si02+Na2Si205 — Na2Si307抛光液中二氧化硅胶体与快速转动的软性抛光布间的机械摩擦作用，将硅片表面 已形成的可溶性硅酸盐层擦去，进入流动的抛光液而被排走，从而硅片露出新的表面层，继 续与NaOH反应生成硅酸盐。在抛光过程中，化学腐蚀与机械摩擦两种作用就这样交替、循 环地进行，当化学腐蚀和机械摩擦两种作用趋于动态平衡时、达到去除硅片表面因前工序 残余的应力损伤，从而获得一个平整、光亮、无损伤，几何尺寸精度高的镜面。采用有蜡贴片的单面抛光技术，硅片是依靠蜡膜作为介质将硅片紧紧地与陶瓷盘 粘贴在一起进行抛光加工。有蜡贴片抛光虽能提高加工精度，但其涂蜡工艺比较复杂，所使 用的蜡的形式较多，其抛光加工精度直接与所使用的蜡的种类及蜡膜厚度和其均勻程度、 硅片涂蜡的工艺环境的洁净程度等因素相关。故在使用有蜡贴片单面抛光中，硅片涂蜡的 工艺均应在洁净室内进行(至少不低于100级)，要求蜡膜的厚度合适( 1.5μπι)、均勻。 在有蜡贴片抛光工艺中如何提高加工精度，其关键在于涂蜡的工艺水平及对陶瓷盘表面精 度的控制和清洁处理。由于超薄片加工难度很大，目前国内硅抛光片加工厚度水平300μπι-700μπι之 间，极少厂家可以稳定的批量生产厚度240 μ m-290 μ m的超薄硅抛光片，更没有厂家生产 此厚度的区熔硅抛光片。超薄区熔硅抛光片可以稳定生产并且一次合格率可以稳定达到90%以上；能解 决在抛光薄硅片的过程中使化学反应作用与机械磨削作用达到平衡的问题，并能保证在抛 光过程和铲片过程中无碎片发生。
发明内容
本发明的目的就是针对现有工艺的情况，采用不同的技术对超薄区熔硅片抛光， 使超薄区熔硅抛光片的几何参数水平高于现有技术的水平；本发明是通过这样的技术方案实现的，超薄区熔硅抛光片的抛光工艺，适用于生 产4英寸、5英寸、6英寸的超薄区熔硅抛光片，其特征在于，所述工艺包括以下次序的工艺 步骤(1)超薄区熔硅片贴蜡，贴蜡部的滴蜡量控制在每片2_3ml范围；(2)将贴蜡后的超薄区熔硅片放到已预热的陶瓷板上进行贴片，陶瓷板温度控制 范围为 120-150°C ；(3)使用硅片压头对带有蜡膜的超薄区熔硅片进行加压，硅片压头的压力在 10-15psi之间进行调整；(4)粗抛光工艺，使用有蜡抛光系统进行两次粗抛光，粗抛光的压力为2-4bar，每 次粗抛光的时间控制在12-15min，抛光过程中抛光垫温度控制在38°C以内；(5)中抛光工艺使用中抛机，中抛光压力在2_3bar，时间8-lOmin ；(6)最终抛光工艺使用精抛机，精抛光的压力为l_2bar，时间控制在8-lOmin ；(7)超薄区熔硅片抛光后，手动对硅抛光片进行剥离；根据上述工艺，4英寸、5英寸、6英寸240 μ m厚的超薄区熔硅抛光片经有蜡抛光工 艺获得的超薄区熔硅抛光片达到厚度公差士3μπι;TTV 彡5 μ m，TTV为总厚度偏差；TIR 彡 3 μ m，TIR 为平整度；STIR15*15 1. 5 μ m，STIR 为局部平整度；洁净度> 0. 3 μ m颗粒数彡5个。本发明有益效果是采用本技术超薄区熔硅片经有蜡抛光工艺获得的抛光片，一 次合格率可以稳定达到90%以上；能解决在抛光超薄区熔硅片的过程中使化学反应作用 与机械磨削作用达到平衡的问题，并能保证在抛光过程和铲片过程中无碎片发生，使加工 超薄硅片的难度降低，也符合国际抛光片向着厚度薄、尺寸大的方向发展，提高了基底硅区 熔硅片抛光质量，对器件与集成电路的电学性能和成品率有着极其重要的影响，其工艺对 满足和适应大规模集成电路集成度提高的要求具有重大意义和实用价值。
具体实施例方式下面对6英寸240 μ m厚的超薄区熔硅抛光片的有蜡抛光工艺过程的实施例进行 详细描述实验硅片6英寸区熔硅化腐片，电阻率1000-3000 Ω. cm，厚度260μπι，数量 200 片。加工设备有蜡单面抛光系统，倒片机，理片机；辅助材料陶瓷盘，粗抛光液，精抛光液，去离子水，酒精，无尘纸等；工艺参数滴蜡量2ml，抛光液温度30-35°C。陶瓷盘贴片温度120°C ；
加工过程①将干净的硅化腐片装入贴片机内，贴片机自动为硅化腐片贴蜡，陶瓷盘贴片结 束进入待抛状态；②抛光机-1进行陶瓷盘的上载，进行抛光；③硅化腐片抛光后，需要手动对硅抛光片进行剥离，硅抛光片从陶瓷盘铲下后进 行去蜡清洗，再送入检验。6英寸区熔超薄抛光片需要达到的各种参数指标
权利要求
超薄区熔硅抛光片的抛光工艺，适用于生产4英寸、5英寸、6英寸的超薄区熔硅抛光片，其特征在于，所述工艺包括以下次序的工艺步骤(1)超薄区熔硅片贴蜡，贴蜡部的滴蜡量控制在每片2 3ml范围；(2)将贴蜡后的超薄区熔硅片放到已预热的陶瓷板上进行贴片，陶瓷板温度控制范围为120 150℃；(3)使用硅片压头对带有蜡膜的超薄区熔硅片进行加压，硅片压头的压力在10 15psi之间进行调整；(4)粗抛光工艺，使用有蜡抛光系统进行两次粗抛光，粗抛光的压力为2 4bar，每次粗抛光的时间控制在12 15min，抛光过程中抛光垫温度控制在38℃以内；(5)中抛光工艺使用中抛机，中抛光压力在2 3bar，时间8 10min；(6)最终抛光工艺使用精抛机，精抛光的压力为1 2bar，时间控制在8 10min；(7)超薄区熔硅片抛光后，手动对硅抛光片进行剥离；根据上述方法，4英寸、5英寸、6英寸240μm厚的超薄区熔硅抛光片经有蜡抛光工艺获得的超薄区熔硅抛光片达到厚度公差±3μm；TTV≤5μm，TTV为总厚度偏差；TIR≤3μm，TIR为平整度；STIR 15*15≤1.5μm，STIR为局部平整度；洁净度＞0.3μm颗粒数≤5个。
全文摘要
本发明涉及超薄区熔硅抛光片的抛光工艺，主要用于生产4英寸、5英寸、6英寸240μm厚的超薄区熔硅片经有蜡抛光工艺获得的超薄区熔硅抛光片达到厚度公差±3μm，TTV≤5μm，TIR≤3μm，STIR(15*15)≤1.5μm，洁净度＞0.3μm颗粒数≤5个，采用本工艺获得的抛光片，一次合格率可以稳定达到90％以上；能解决在抛光超薄区熔硅片的过程中使化学反应作用与机械磨削作用达到平衡的问题，并能保证在抛光过程和铲片过程中无碎片发生，使加工超薄硅抛光片的难度降低，也符合国际抛光片向着厚度薄、尺寸大的方向发展，提高了基底硅区熔硅片抛光质量，对器件与集成电路的电学性能和成品率有着极其重要的影响，其技术对满足和适应大规模集成电路集成度提高的要求具有重大意义和实用价值。
文档编号B24B29/02GK101934493SQ201010249548
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者时金侠, 曲涛, 武卫 申请人:天津中环领先材料技术有限公司