本发明创造属于单晶硅抛光片的有蜡抛光领域,尤其是涉及一种改善硅抛光片平整度的方法。
背景技术:
近年来,随着半导体行业的高速发展和激烈的市场竞争,硅片大直径化是集成电路技术线宽变细、元件数量增多、管芯面积增大和降低成本的需要,是硅材料的发展趋势,对原始硅材料和工艺质量的控制的要求也越来越严苛;硅片表面平整度是影响电子元器件质量的重要因素之一,随着硅材料直径变大,对硅片表面有效使用面积的要求越来越严格,通常测试要求去除边缘3mm,发展到去除边缘2mm,所以边缘平整度不好将直接影响到整个硅片的表面平整度,这就要求半导体器件所用衬底材料的硅抛光片具有良好的边缘形貌。
化学机械抛光(cmp)是目前最为普遍的半导体材料表面平整技术,因此要获得良好的平整度对抛光的技术水平提出了更高的要求。
发明创造内容
有鉴于此,本发明创造旨在提出一种改善硅抛光片平整度的方法,来提高产品质量。
为达到上述目的,本发明创造的技术方案是这样实现的:
一种改善硅抛光片平整度的方法,通过磨削改变硅片形貌,再通过低转速低压力高流量对硅片抛光,包括以下步骤:
s1、待硅片腐蚀后对抛光面进行磨削,使硅片中部形成“碗状”凹陷;
s2、采用抛光机对单晶硅晶片进行抛光;
s3、对抛光后的单晶硅抛光片进行去蜡清洗。
进一步的,s1中所述的中部“碗状”凹陷深度为1.5-2um。
进一步的,在s2中所述抛光机使用有蜡抛光机;
所述抛光操作包括粗抛步骤、中抛步骤以及精抛步骤。
进一步的,所述粗抛步骤使用粗抛液以及粗抛布,粗抛时间设定为8min,抛光机定盘转速设定为20rpm,抛光机定盘中心轮转速为40rpm。
进一步的,所述粗抛液稀释比例为1:20(体积比),流量为13.0±0.5l/min。
进一步的,所述中抛步骤使用中抛液和中抛布,中抛时间设定为6min,抛光机定盘转速设定为20rpm,抛光机定盘中心轮转速为40rpm。
进一步的,所述中抛液稀释比例为1:40(体积比),流量为13.0±0.5l/min。
进一步的,所述精抛步骤使用精抛液以及精抛布,精抛时抛光时间设定为8min,抛光机定盘转速设定为25rpm,抛光机定盘中心轮转速为25rpm。
进一步的,将粗抛操作过程中的抛光机单位面积压力调整为260g/cm2;
将中抛操作过程中的抛光机单位面积压力调整为150g/cm2。
进一步的,在s2中所述抛光操作的抛光去除量在9-11um。
相对于现有技术,本发明创造所述的一种改善硅抛光片平整度的方法具有以下优势:
本发明创造所述的一种改善硅抛光片平整度的方法加工抛光后的硅片,测试其它参数指标,均要高于原始工艺水平,该检测结果表明,本工艺能实现高平整度硅抛光片的量产。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明创造的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将结合实施例来详细说明本发明创造。
一种改善硅抛光片平整度的方法,通过磨削改变硅片形貌,再通过低转速低压力高流量对硅片抛光,包括以下步骤:
s1、待硅片腐蚀后对抛光面进行磨削,使硅片中部形成“碗状”凹陷;
s2、采用抛光机对单晶硅晶片进行抛光;
s3、对抛光后的单晶硅抛光片进行去蜡清洗。
s1中所述的中部“碗状”凹陷深度为1.5-2um。
在s2中所述抛光机使用打蜡抛光机;
所述抛光操作包括粗抛步骤、中抛步骤以及精抛步骤。
所述粗抛步骤使用粗抛液以及粗抛布,粗抛时间设定为8min,抛光机定盘转速设定为20rpm,抛光机定盘中心轮转速为40rpm。
所述粗抛液稀释比例为1:20(体积比),流量为13.0±0.5l/min。
所述中抛步骤使用中抛液和中抛布,中抛时间设定为6min,抛光机定盘转速设定为20rpm,抛光机定盘中心轮转速为40rpm。
所述中抛液稀释比例为1:40(体积比),流量为13.0±0.5l/min。
所述精抛步骤使用精抛液以及精抛布,精抛时抛光时间设定为8min,抛光机定盘转速设定为25rpm,抛光机定盘中心轮转速为25rpm。
将粗抛操作过程中的抛光机单位面积压力调整为260g/cm2;
将中抛操作过程中的抛光机单位面积压力调整为150g/cm2。
在s2中所述抛光操作的抛光去除量在9-11um。
对8英寸725um厚度的直拉轻掺硅抛光片的有蜡抛光过程的实例进行详细描述:
硅片:8英寸直拉轻掺硅化腐片,晶向<100>,电阻率5-20ω.cm,腐蚀片厚度745-746um,数量500片;
加工设备:单面减薄机,单面有蜡抛光系统,去蜡清洗机,所述有蜡抛光机使用但不限于日本不二越spm-23,单面减薄机以及去蜡清洗机使用现有技术产品,本申请仅应有其现有功能,不对产品的结构以及内部构造作出改进,因此本身请不做赘述;
辅助材料:粗抛光液(稀释比例1:30),中抛光液(稀释比例1:40),精抛光液(稀释比例1:30),粗抛光布,中抛布,精抛光布,抛光蜡等;
磨削工艺为:磨削形貌设定成“碗状”中凹1.5μm的加工参数
抛光工艺为:
抛光液流量分别为:粗抛13l/min,中抛13l/min,精抛2l/min
抛光压力分别为:粗抛260g/cm2,中抛150g/cm2,精抛100g/cm2
抛光机定盘转速:粗抛20rpm,中抛20rpm,精抛25rpm
抛光时间:粗抛8min*2台,中抛6min,精抛8min
抛光后清洗为常规去蜡清洗方式
加工过程:
1.磨削
①将准备好的化腐片进行磨削加工,厚度去除10μm,形貌做成“碗状”中凹1.5um
②将磨削好的硅片进行清洗,厚度按照1μm分选,送至抛光
2.抛光
①将磨削片通过贴片机自动进行涂蜡贴片操作,贴片结束后传送到抛光机上准备抛光;
②抛光机按照粗抛、中抛、精抛设定好的工艺依次进行抛光;
③抛光后,在卸片台上对硅抛光片进行铲片,将硅片从陶瓷盘剥离;
④硅抛光片从陶瓷盘铲下后进行去蜡清洗;
⑤对清洗后的硅片进行检测:用ade9600测试平整度参数(ttv、sbir等);
技术效果检测:采用上述工艺加工的单晶硅抛光片,经检测ttv<0.6μm,sbir<0.25μm,良率在90%以上,达到设计要求。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。
1.一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:通过磨削改变硅片形貌,再通过低转速低压力高流量对硅片抛光,包括以下步骤:
s1、待硅片腐蚀后对抛光面进行磨削,使硅片中部形成凹陷;
s2、采用抛光机对单晶硅晶片进行抛光;
s3、对抛光后的单晶硅抛光片进行去蜡清洗。
2.根据权利要求1所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:s1中所述的中部凹陷深度为1.5-2um。
3.根据权利要求1所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:在s2中所述抛光机使用有蜡抛光机;
所述抛光操作包括粗抛步骤、中抛步骤以及精抛步骤。
4.根据权利要求3所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:所述粗抛步骤使用粗抛液以及粗抛布,粗抛时间设定为8min,抛光机定盘转速设定为20rpm,抛光机定盘中心轮转速为40rpm。
5.根据权利要求4所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:所述粗抛液稀释比例为1:20(体积比),流量为13.0±0.5l/min。
6.根据权利要求3所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:所述中抛步骤使用中抛液和中抛布,中抛时间设定为6min,抛光机定盘转速设定为20rpm,抛光机定盘中心轮转速为40rpm。
7.根据权利要求6所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:所述中抛液稀释比例为1:40(体积比),流量为13.0±0.5l/min。
8.根据权利要求3所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:所述精抛步骤使用精抛液以及精抛布,精抛时抛光时间设定为8min,抛光机定盘转速设定为25rpm,抛光机定盘中心轮转速为25rpm。
9.根据权利要求3所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:将粗抛操作过程中的抛光机单位面积压力调整为260g/cm2;
将中抛操作过程中的抛光机单位面积压力调整为150g/cm2。
10.根据权利要求1所述的一种改善硅抛光片平整度的方法,其特征在于:在s2中所述抛光操作的抛光去除量在9-11um。
技术总结