一种硅片研磨方法以及硅片技术

本发明专利技术涉及一种硅片研磨方法以及硅片，研磨方法包括如下步骤：S1：配制研磨液。S2：将待研磨的硅片放置在研磨机的上磨盘与下磨盘之间。S3：将研磨液加入研磨机。S4：调整研磨机的研磨压力、旋转速度，以及研磨液的流量，启动研磨机对硅片进行研磨，研磨完成后，得到研磨初成品。S5：对研磨初成品进行后处理以及品质检测，选出合格的硅片。步骤S1中，研磨液的比重为1.20g/cc

【技术实现步骤摘要】
一种硅片研磨方法以及硅片


[0001]本专利技术属于硅片加工制造
，具体涉及一种硅片研磨方法以及硅片。

技术介绍

[0002]硅片是制造半导体硅器件的原料，用于制作大功率整流器、二极管、开关器件、大功率晶体管等，其后续产品，例如集成电路，半导体分立器件已广泛应用于各个领域。作为一种重要的半导体材料，单晶硅在光电转换、传统半导体器件中的应用已十分普遍，目前全世界95％以上的半导体器件企业均使用硅片作为基底功能材料来生产半导体芯片和器件。
[0003]硅片的加工需要对经过生长得到的硅晶棒进行一系列处理，主要包括切割、外径滚磨、平边或V型槽处理、切片、研磨、抛光以及清洗等。
[0004]研磨是通过对硅片上下两个平面的磨削，去除硅片表面的刀痕或线痕，改善硅片的表面平整度，制造均匀一致的表面损伤层，同时使每批硅片的厚度偏差尽量接近，为后续的抛光等工序制备无损伤的硅片表面创造条件。研磨是硅片制备的重要工序，对硅片进行研磨的目的主要包括以下几点：第二，去除切割工序的残留痕迹等视觉可见的凹凸不平的缺陷。第二，消除切片工序的残余加工应力。第三，提高研磨成品的表面均匀性、表面平整度以及边缘部分的局部平整度。第四，提高硅片面型精度。第五，减小硅片表面粗糙度。因此研磨能够为最终的硅片各项检测指标合格打下基础，以保证成品的整体质量以及合格率。
[0005]随着IC(integrated circuit，集成电路)制造技术的突飞猛进，硅片的几何参数对IC制造过程中的经济效益的发挥影响愈专利技术显，对硅片的参数要求也就越发严格。现有技术认为，设备是影响硅片质量的主要因素，然而，出于时间以及成本限制，研磨加工设备的改进耗时较长，耗资巨大，很难在短时间内对硅片的研磨效果进行进一步的提升。
[0006]因此，需要进一步优化研磨效果，增强硅片质量。

技术实现思路

[0007](一)要解决的技术问题
[0008]现有技术认为，设备是影响硅片质量的主要因素，然而，因为时间和成本限制，研磨加工设备的改进耗时较长，耗资巨大，很难在短时间内对硅片的研磨效果进行进一步的提升。
[0009]本申请的研究人员认为，工艺和设备同样能够对成品硅片的质量产生重要影响，为进一步快速优化成品硅片的表面质量并节省成本，本申请的相关研究人员转而从研磨工艺角度进行研究。经过长时间的研究和实践，本申请的研究人员发现，研磨液的流量以及研磨液中磨料的比重对成品硅片的平面研磨效果具有重要影响，可以通过同时调控研磨液的流量以及研磨液的比重提升研磨效果，获得更多良品硅片。
[0010](二)技术方案
[0011]为了达到上述目的，第一方面，本专利技术提供一种硅片研磨方法，包括如下步骤：
[0012]S1：配制研磨液；
[0013]S2：将待研磨的硅片放置在研磨机的上磨盘与下磨盘之间；
[0014]S3：将步骤S1配制得到的研磨液加入研磨机；
[0015]S4：调整研磨机的研磨压力、旋转速度，以及研磨液的流量，启动研磨机对硅片进行研磨，研磨完成后，得到研磨初成品；
[0016]S5：对研磨初成品进行后处理以及品质检测，选出合格的硅片；
[0017]步骤S1中，研磨液的比重为1.20g/cc
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1.28g/cc，步骤S4中，所述研磨液的流量为0.7L/min
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2L/min。
[0018]本专利技术中，步骤S1与步骤S2的顺序可以任意调换，不影响硅片的研磨效果。步骤S1中，研磨液的比重指的是磨料的质量与研磨液的体积比。
[0019]在进行步骤S2之前，还可以对研磨机的上磨盘和下磨盘进行修盘，使磨盘的温度保持较低并得以稳定。
[0020]上述步骤S2中，硅片具体放置在游星轮片的卡槽上，在太阳轮、齿圈的带动下，游星轮会作为被动件进行自转和绕太阳轮中心公转，因此，放置于行星轮上的硅片在做自转运动的同时也做绕太阳轮的公转运动。
[0021]上述步骤S3中，制备得到的研磨液装在研磨液罐中，研磨液罐将研磨液导入研磨机。
[0022]本专利技术中，研磨液的流量以及比重对硅片的自转速度具有直接影响，并且对最终的研磨效果具有较为重要的影响。除研磨液的流量以及比重外，综合调节研磨液温度、研磨旋转速度，研磨机的研磨压力等因素，将多方面的条件调整到最佳，研磨出理想的硅片。
[0023]一般来说，硅片的研磨自转速度越快，研磨的效果就越好。
[0024]本专利技术通过长时间的研究和试验，发现同时将研磨液的流量调节为0.7L/min
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2L/min，将研磨液的比重调节为1.20g/cc
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1.28g/cc，上述范围内的研磨液流量能够提升硅片的自转速度，同样地，上述范围内的研磨液比重也能够提升硅片的自转速度，所以本专利技术提升了研磨效果，获得了表面无崩边、无缺口、无裂纹与划痕，表面光洁度良好，研磨前后总厚度变化≤1.5μm的良品硅片。
[0025]当研磨液的比重小于为1.20g/cc，例如1.15g/cc时，制备得到的硅片表面会出现划痕，这可能是因为研磨液比重过小，使得研磨液中磨料的分不变的不均匀，因此硅片的研磨效果也变得不均匀，产生了划痕。而当研磨液的比重大于1.28g/cc，例如1.35g/cc时，由于磨料含量过高，研磨液粘度也会过高，进而降低硅片的自转速度；此外，研磨液的比重过高也会影响磨料的分布均匀程度，使得磨料的分布均匀程度降低，造成磨料沉降现象。另外，研磨液的比重越大，所用磨料越多，对应的成本也就越高，本专利技术将研磨液的比重控制在较小范围内，在保证较好的研磨效果的基础上还降低了生产升本。
[0026]当研磨液的流量小于0.7L/min，例如为0.7L/min时，由于流量过小，所以硅片研磨过程中的自转速度也就越小，研磨效果不佳。此外，当研磨液的流量不足0.7L/min时，还会降低对上磨盘以及下磨盘的冷却效果，上磨盘以及下磨盘很可能发生形变，进而降低研磨效果。当研磨液的流量大于2L/min，例如为5L/min时，研磨效果也较差，所得的硅片厚度不均匀，外观也较差，可能是因为较大的研磨液流量影响了上磨盘以及下磨盘对硅片的压力，导致压力发生改变，因此使研磨效果变差。
[0027]如上所述的硅片研磨方法，优选地，步骤S1中，研磨液的比重为1.25g/cc
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1.28g/
cc，步骤S4中，所述研磨液的流量为1.3L/min
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2L/min。
[0028]如上所述的硅片研磨方法，优选地，步骤S1中，研磨液的比重为1.27g/cc，步骤S4中，所述研磨液的流量为2L/min。
[0029]如上所述的硅片研磨方法，优选地，步骤S1中，所述研磨液包括去离子水、磨料以及悬浮剂；
[0030]所述磨料为Al2O3，或者B4C，纯度大于99.9％，粒度可以是5
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10μm；
[0031]所述悬浮剂为分散剂、表面活性剂、整合剂或者增稠剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片研磨方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：配制研磨液；S2：将待研磨的硅片放置在研磨机的上磨盘与下磨盘之间；S3：将步骤S1配制得到的研磨液加入研磨机；S4：调整研磨机的研磨压力、旋转速度，以及研磨液的流量，启动研磨机对硅片进行研磨，研磨完成后，得到研磨初成品；S5：对研磨初成品进行后处理以及品质检测，选出合格的硅片；步骤S1中，研磨液的比重为1.20g/cc
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1.28g/cc，步骤S4中，所述研磨液的流量为0.7L/min
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2L/min。2.根据权利要求1所述的硅片研磨方法，其特征在于，步骤S1中，研磨液的比重为1.25g/cc
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1.28g/cc，步骤S4中，所述研磨液的流量为1.3L/min
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2L/min。3.根据权利要求1所述的硅片研磨方法，其特征在于，步骤S1中，研磨液的比重为1.27g/cc，步骤S4中，所述研磨液的流量为2L/min。4.根据权利要求1所述的硅片研磨方法，其特征在于，步骤S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：季军，李猛，
申请(专利权)人：锦州神工半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：