一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺的制作方法

专利2024-04-20  3



1.本发明属于桂皮抛光技术领域,尤其是涉及一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺。


背景技术:

2.目前化学-机械抛光中,最大的问题是在抛光过程中,硅片表面存在很多颗粒,导致硅片表面的洁净度较差。若硅片表面颗粒较多会影响后期器件的制备,导致出现漏电隐患,严重影响产品质量。


技术实现要素:

3.本发明提供一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,尤其是用于提高硅片表面洁净度,解决了现有抛光工艺不合理导致硅片表面颗粒较多的技术问题。
4.为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
5.一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,至少对抛光后的硅片进行一次粗抛和一次精抛;在粗抛所用的粗抛液中加入活性剂,且加入活性剂的时间小于粗抛的时间。
6.进一步的,粗抛时加入活性剂的时间不小于5s。
7.进一步的,粗抛的时间为200-300s;
8.粗抛液温度不超过25
°

9.优选地,粗抛液温度为20
°

10.进一步的,粗抛液中含有二氧化硅磨粒的浓度为18-22%,且二氧化硅的平均粒径为40-50nm;且粗抛液与水的体积比为1:25。
11.进一步的,精抛在粗抛之后,且包括两次精抛,每次精抛时都加入活性剂,且加入活性剂的时间都小于每个精抛的时间。
12.进一步的,两次精抛中加入活性剂的时间相同,且均不小于5s。
13.进一步的,每次精抛的时间为200-300s,且两次精抛时间相同;
14.精抛液温度不超过25
°

15.优选地,精抛液温度为22
°

16.进一步的,精抛液中含有二氧化硅磨粒的浓度为8.7-10%,且二氧化硅的平均粒径为30-38nm;精抛液与水的体积比为1:30。
17.进一步的,精抛中加入活性剂的时间不大于粗抛中加入活性剂的时间;
18.且粗抛和所有精抛中所用的活性剂均相同且均为酸性。
19.进一步的,在每次粗抛和精抛之后,都要进行纯水冲洗。
20.采用本发明设计的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,在每一抛光工序中都添加活性剂,且添加活性剂的时间至少持续5s,即可完全抛光掉硅片表面上的颗粒,抛光效果好且抛光效率高;可有效提升硅片表面颗粒的洁净度,对后期器件质量有较大改善,且硅片利用率高,节约成本。
附图说明
21.图1是本发明一实施例的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺的流程图。10、粗抛20、一次精抛30、二次精抛
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
23.本实施例提出一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,如图1所示,至少对硅片进行一次粗抛10和一次精抛20;且在粗抛10所用的粗抛液中加入活性剂,且加入活性剂的时间小于粗抛的时间。由于硅片抛光时会产生需多硅粉颗粒及其它杂质,都粘附在硅片表面,故需要对这些硅粉颗粒和杂质进行抛光。在抛光过程中,仅用水冲洗是无法将抛光液抛光干净,更无法将硅粉颗粒抛光掉,需要先用粗颗粒的粗抛液进行喷洒,先把这些表面颗粒及杂质中和掉,仅仅通过粗抛液无法完全将硅粉颗粒及杂质抛光掉,必须添加一些活性剂,增加粗抛液的抛光效果,再通过纯水进行冲洗,即可有效地将硅片表面颗粒抛光掉。
24.进一步的,粗抛10时加入活性剂的时间不小于5s,也就是在粗抛10的过程中,添加活性剂进行冲洗的时间至少为5s,甚至大于5s;但小于粗抛的总的时间。5s是添加活性剂的最小时间,这一时间才能够中和硅片表面上的碱性抛光液。
25.进一步的,粗抛10的时间为200-300s,才能把硅片表面上的碱性抛光液完全抛光掉,在粗抛中,刚开始仅仅是采用粗抛液进行抛光,抛光10-50s后,先通过粗抛液将硅片表面上的碱性抛光液软化。之后再通入活性剂,与粗抛液一起对硅片表面上的颗粒和杂质进行抛光,活性剂可加速硅片表面上颗粒与硅片表面的脱离。通入活性剂一段时间后,再继续在粗抛液中进行抛光,优选地,活性剂添加的时间为5s,为了经济效益的考虑,而且还能使活性剂最大化地被利用。
26.进一步的,粗抛10的温度不超过25
°
,这一温度下粗抛液对硅片表面的碱液中和效果较好,优选地,在温度为20
°
时,粗抛液和活性剂抛光的效果最好,不仅可快速抛光掉硅片表面的颗粒和杂质,而且还能快速地将硅片表面上的碱性抛光液抛光掉;尤其是可加快对硅片表面上的硅粉颗粒的抛光。在本实施例中,所有硅片表面上的碱性抛光液就是在抛光硅片时添加的抛光液,由于在抛光时硅片表面会粘附很多硅粉颗粒,故需要在后续对硅片进行纯水冲洗。
27.粗抛液中含有二氧化硅磨粒的浓度为18-22%,且二氧化硅的平均粒径为40-50nm,且粗抛液与水的体积比为1:25。
28.在粗抛10之后还需要对硅片进行纯水冲洗,以对硅片表面上的粗抛液进行清洗。
29.进一步的,在粗抛10之后还设有精抛,且包括两次精抛,分别为一次精抛20和二次精抛30,且每次精抛时都加入活性剂,且加入活性剂的时间都小于每个精抛的时间。精抛目的是采用颗粒更细的精抛液对硅片表面上的颗粒及杂质,以保存硅片表面的纯净度。
30.进一步的,在一次精抛20和二次精抛30中都加入活性剂,且两次精抛中加入活性剂的时间相同,且均不小于5s;也就是在一次精抛20和二次精抛30的抛光过程中,至少添加5s的活性剂,以保证硅片表面所有的硅粉颗粒完全被清除掉。在两次精抛过程,添加活性剂的时间段和时间都相同,优选地,添加活性剂的时间为5s。
31.进一步的,每次精抛的时间为200-300s,且两次精抛时间相同。具体地,在一次精
抛20和二次精抛30中,刚开始仅仅是采用精抛液进行抛光,抛光10-50s后,先通过精抛液将硅片表面上的残留的比较少的抛光液软化。之后再通入活性剂,与精抛液一起对硅片表面上的颗粒和杂质进行抛光,活性剂可加速硅片表面上颗粒与硅片表面的脱离,而精抛液可将硅片表面上的杂质进一步抛光掉。通入活性剂一段时间后,再继续在精抛液中进行抛光。
32.进一步的,精抛液温度不超过25
°
,对于精抛中所用的温度只要是常温温度即可;优选地,精抛液温度为22
°
,也就是一次精抛20和二次精抛30中精抛温度相同,且均为22
°
,这一过程中,对精抛液的化学效果最好。
33.一次精抛20和二次精抛30所用的精抛液的成分和配置相同,其中,所用的精抛液中含有二氧化硅磨粒的浓度为8.7-10%,且二氧化硅的平均粒径为30-38nm。所有精抛液与水的体积比均为1:30。
34.进一步的,一次精抛20和二次精抛30中加入活性剂的时间不大于在粗抛10中加入活性剂的时间,在本实施例中,粗抛10、一次精抛20和二次精抛30中添加活性剂的时间都相同,均为5s。且粗抛10和所有精抛中所用的活性剂均相同,均为酸性,如drynon-c等酸性活性剂。
35.进一步的,在一次精抛20和二次精抛30之后,都要进行纯水冲洗,也就是在一次精抛20之后,即刻将硅片送入纯水清洗槽中进行快排冲洗;在二次精抛30之后,也即刻将硅片送入纯水清洗槽中进行快排冲洗;冲洗可使硅片表面残留的清洗液清洗掉,保证硅片表面的纯净度。
36.采用本发明设计的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,在每一抛光工序中都添加活性剂,且添加活性剂的时间至少持续5s,即可完全抛光掉硅片表面上的颗粒,抛光效果好且抛光效率高;可有效提升硅片表面颗粒的洁净度,对后期器件质量有较大改善,且硅片利用率高,节约成本。
37.以上对本发明的实施例进行了详细说明,所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征:
1.一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,步骤包括:至少对硅片进行一次粗抛和一次精抛;在粗抛所用的粗抛液中加入活性剂,且加入活性剂的时间小于粗抛的时间。2.根据权利要求1所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,粗抛时加入活性剂的时间不小于5s。3.根据权利要求1或2所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,粗抛的时间为200-300s;粗抛液温度不超过25
°
;优选地,粗抛液温度为20
°
。4.根据权利要求3所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,粗抛液中含有二氧化硅磨粒的浓度为18-22%,且二氧化硅的平均粒径为40-50nm;且粗抛液与水的体积比为1:25。5.根据权利要求1-2、4任一项所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,精抛在粗抛之后,且包括两次精抛,每次精抛时都加入活性剂,且加入活性剂的时间都小于每个精抛的时间。6.根据权利要求5所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,两次精抛中加入活性剂的时间相同,且均不小于5s。7.根据权利要求6所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,每次精抛的时间为200-300s,且两次精抛时间相同;精抛液温度不超过25
°
;优选地,精抛液温度为22
°
。8.根据权利要求7所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,精抛液中含有二氧化硅磨粒的浓度为8.7-10%,且二氧化硅的平均粒径为30-38nm;精抛液与水的体积比为1:30。9.根据权利要求7或8所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,精抛中加入活性剂的时间不大于粗抛中加入活性剂的时间;且粗抛和所有精抛中所用的活性剂均相同且均为酸性。10.根据权利要求9所述的一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,其特征在于,在每次粗抛和精抛之后,都要进行纯水冲洗。

技术总结
本发明提供一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,至少对抛光后的硅片进行一次粗抛和一次精抛;在粗抛所用的粗抛液中加入活性剂,且加入活性剂的时间小于粗抛的时间。本发明一种去除硅片表面颗粒的抛光工艺,在每一抛光工序中都添加活性剂,且添加活性剂的时间至少持续5s,即可完全抛光掉硅片表面上的颗粒,抛光效果好且抛光效率高;可有效提升硅片表面颗粒的洁净度,对后期器件质量有较大改善,且硅片利用率高,节约成本。节约成本。节约成本。


技术研发人员:袁祥龙 刘园 武卫 刘建伟 祝斌 刘姣龙 裴坤羽 孙晨光 王彦君 张宏杰 由佰玲 常雪岩 杨春雪 谢艳 刘秒 吕莹 徐荣清
受保护的技术使用者:中环领先半导体材料有限公司
技术研发日:2022.10.12
技术公布日:2022/12/16
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