本发明涉及一种降低硅抛光片表面粗糙度的加工方法，属于半导体材料技术领域。
背景技术：
半导体硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料，一般通过单晶生长、滚磨、切片、倒角、研磨、腐蚀、背面处理(喷砂、多晶或二氧化硅的一种或多种)、抛光、清洗、检测与包装等工艺过程制造而成的集成电路级半导体硅片。抛光是最后的机械加工过程，因此抛光工艺是制备高质量表面粗糙度抛光片的关键。
利用化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing，简称cmp)技术对硅片表面进行平坦化处理是目前最普遍的获得半导体材料表面的平整技术，已成为集成电路制造技术进入深亚微米以后技术时代必不可少的工艺步骤之一。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：首先使吸附在抛光布上的抛光液中的氧化剂、催化剂等与硅片表面的硅原子进行氧化还原的动力学过程，其次是抛光表面反应物脱离硅片表面的解析过程，即使未反应的硅单晶重新裸露出来的动力学过程。化学机械抛光是机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，兼顾了两者的优点，可以获得比较完美的晶体表面。
一般硅抛光片，往往都是对表面颗粒、表面金属、划伤等表面缺陷等提出要求，但是很少对其表面粗糙度提出更高的要求。随着ic的集成度不断提高，特征尺寸不断减小，硅片直径的增大，对硅片表面的完美性要求越来越高。例如对于epi等级要求较高的产品，抛光片的表面粗糙度会严重影响后续加工过程的图形良率，尤其是8英寸等直径较大的抛光片产品。所以为了满足客户的要求，改善抛光片的表面粗糙度非常重要。
通常硅片的抛光可分为粗抛、中抛、精抛三个步骤。影响抛光片表面粗糙度的因素诸多，如抛光液的配比、ph值、温度、流量、抛光液磨料的浓度与粒径、抛光压力、抛光机的大盘转速与抛光头转速、抛光垫种类等等。因此采用不同的工艺方法对于硅抛光片的表面粗糙度有着很大的影响，抛光工艺有着不断改进和完善的空间。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种降低硅抛光片表面粗糙度的加工方法，该方法简单、有效、且不影响生产效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种降低硅抛光片表面粗糙度的加工方法，该方法包括利用抛光布、抛光液对硅片进行化学机械抛光处理的过程，该过程包括粗抛过程、中抛过程和精抛过程；粗抛过程、中抛过程和精抛过程分别按四个阶段进行，其中，中抛过程的第一至第二阶段采用研磨剂为粒径在20-200纳米的sio2颗粒的碱性抛光液b，该抛光液中所含sio2胶体与去离子水的体积比为1∶(15-40)；中抛过程第三阶段采用研磨剂为粒径在3-50纳米的sio2颗粒的碱性抛光液c，该抛光液中所含sio2胶体与去离子水的体积比为1∶(30-100)；中抛过程的各阶段温度控制在20℃-40℃。
其中，所述中抛过程各阶段的抛光参数设置如下：
优选地，粗抛过程采用研磨剂为粒径在20-200纳米的sio2颗粒的碱性抛光液a，该抛光液中所含sio2胶体成品抛光液与去离子水的体积比为1∶10-35；抛光过程的温度控制在20-45℃，抛光液流量为2-10l/min。
优选地，精抛光过程采用粒径在3-50纳米的sio2颗粒的碱性抛光液c，该抛光液中所含sio2胶体与去离子水的体积比为1∶(30-100)；精抛过程的各阶段温度控制在17℃-35℃。
优选地，在中抛过程中，抛光机的大盘与抛光头转速均控制在20-50rpm。
粗抛过程和中抛过程中，采用研磨剂为粒径在20-200纳米的sio2颗粒的碱性抛光液a、b可以从市场购得，其牌号有：nalco2371、nalco2354、nalco2358、nalco2355、sp2000、mazinsr-310、mazinsr-330、fgl1301、fgl1100等。碱性抛光液a和碱性抛光液b可以是同一种抛光液，也可以是二种不同的抛光液。
中抛过程和精抛过程中，采用研磨剂为粒径在3-50纳米的sio2颗粒的碱性抛光液c可以从市场购得，其牌号有：glanzox3950、glanzox3900、np8040w、ls-10等。
本发明的优点在于：
采用本发明，可以有效降低硅抛光片表面的粗糙度，提高后序加工过程中的图形良率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：对8英寸725μm厚轻掺硼硅片的有蜡抛光工艺
实验硅片：8英寸直拉酸腐蚀片：型号与晶向p<111>；电阻率10-20ω·cm；厚度：740μm；数量：40片。
加工设备：单面抛光机、有蜡贴片机、倒片机、理片机、贴片前清洗机、抛光片兆声清洗机、原子力显微镜veecod3100afm等。
辅助材料：抛光液体蜡、陶瓷盘、抛光液a、b、c、粗抛布、中抛布、精抛布、双氧水、氨水、盐酸、ipa、pfa花篮、圆盘刷、去离子水(电阻率＞18mω·cm)等。
用贴片前清洗机对硅片进行贴片前清洗，将装有待抛光硅片的花篮放到贴片机上料台，贴片机自动对硅片进行喷蜡，并将其贴附在陶瓷盘上，贴片结束后，陶瓷板传送单元自动将陶瓷盘传送到抛光机上。
抛光工艺参数设定：
1、粗抛光：使用粗抛机，依次用粗抛机-1和粗抛机-2进行两次粗抛光，每次粗抛光分四个阶段设定工艺参数：
抛光液a采用nalco2358，nalco2358抛光液与去离子水的体积比为1∶10，抛光过程的温度控制在26-40℃。
2、中抛光：中抛光四个阶段设定工艺参数：
抛光液b采用nalco2355，nalco2355抛光液与去离子水的体积比为1∶15；
抛光液c采用ls-10，ls-10抛光液与去离子水的体积比为1∶30。中抛过程的各阶段温度控制在25℃-33℃。
3、精抛光：精抛光四个阶段设定工艺参数：
抛光液c采用ls-10，ls-10抛光液与去离子水的体积比为1∶30。精抛过程的各阶段温度控制在20℃-30℃。
抛光过程：依次进行粗抛光、中抛光、精抛光三个过程。
抛光完成后，抛光机卸片装置进行自动卸片，之后将硅片进行去蜡清洗与最终清洗。
随机取5个样品用原子力显微镜veecod3100afm进行测试，每个样品测试一个点，取样范围是2×2微米，抛光片表面的粗糙度ra测试结果为0.11-0.14nm。该检测结果表明，采取本工艺可获得高质量的大直径硅抛光片。
以上抛光工艺采用的抛光机均为本行业通用设备。