專利名稱：一種硅片拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明利用改進(jìn)后的硅片單面拋光工藝來加工硅拋光片，降低單面拋光過程中硅
片幾何參數(shù)的變化量的一種工藝方法。具體地說是拋光時在硅片背面持續(xù)通入壓縮空氣。 通過該加工工藝后的硅片，能有效地降低硅片特別是大直徑的硅片單面拋光的幾何參數(shù)惡 化程度，提高產(chǎn)品的成品率。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體硅片是現(xiàn)代超大規(guī)模集成電路的主要襯底材料，一般通過拉晶、切片、倒 角、磨片(包括磨削和研磨)、腐蝕、拋光、清洗等工藝過程制造而成的集成電路級半導(dǎo)體硅 片。其中拋光工藝是后道加工工序中非常重要的工序，其加工的精度直接影響到產(chǎn)品的幾 何參數(shù)。 硅片的精拋一般為單面拋光，而單面拋光會破壞幾何參數(shù)。為了克服這一問題，一 般采用減少去除量的辦法減小破壞程度，同時，很多設(shè)備廠家對固定硅片的壓力頭進(jìn)行大 量的研究，通過各種辦法來降低幾何參數(shù)惡化的程度，例如分段分區(qū)來控制壓力頭陶瓷板 的溫度，從而來達(dá)到控制陶瓷板的形狀，改變硅片受力分布，使硅片表面的幾何參數(shù)向負(fù)的 變化趨向于零。但控制壓力頭陶瓷板的溫度來達(dá)到阻止硅片幾何參數(shù)的惡化要求控制精度 非常難，受到諸多因素的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硅片拋光工藝，通過該工藝方法制造硅片，可以獲得高 平整度的硅片。 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案
這種硅片拋光工藝包括以下的步驟
(1)、將硅片放入貼在陶瓷板上的夾持墊內(nèi)；
(2)、將硅片拋光； (3)、在硅片背面和硅片夾持墊之間持續(xù)通入壓縮空氣，氣壓為0. 1 50kpa，持 續(xù)吹入氣壓的拋光時間為0. 1 600秒； (4)、恢復(fù)步驟(2)進(jìn)行拋光，拋光時間為0. 1 600秒。 所述的硅片拋光是硅片隨著貼有拋光墊的旋轉(zhuǎn)大盤旋轉(zhuǎn)、拋光。 所述的壓縮空氣通過夾持墊中間均勻分布的小孔到達(dá)硅片背面。 在本發(fā)明的工藝方法步驟(1)中，夾持墊起到夾持硅片的作用。 在本發(fā)明的工藝方法步驟(2)中，拋光過程中硅片可以在夾持墊中自由運(yùn)動。 在本發(fā)明的工藝方法步驟(3)中，利用壓縮空氣對硅片背面形成一定的氣壓層，
使硅片自由懸浮在夾持墊和大盤之間，受力均勻，這樣加工后的硅片表面有較高的精度； 在本發(fā)明的工藝方法步驟(3)中，使用的夾持墊中間分布有小孔，壓縮空氣可以
通過小孔到達(dá)硅片背；
在本發(fā)明中，工藝步驟(2) (4)可以交替重復(fù)進(jìn)行。該發(fā)明利用硅片背面的氣
體，使氣體在硅片與拋光頭陶瓷盤之間的夾持墊縫隙內(nèi)，形成一個壓力分布均勻的氣墊。這
樣在拋光過程中，當(dāng)陶瓷板對硅片產(chǎn)生的壓強(qiáng)低于氣體壓強(qiáng)的時候，氣體會對硅片產(chǎn)生作
用力，使硅片所受的壓強(qiáng)達(dá)到氣體壓強(qiáng)。高壓氣體的存在，會削弱甚至消除硅片的環(huán)形壓力
分布狀態(tài)，使之背面受力均勻，從而有力的保證了產(chǎn)品的加工精度。 氣體的開、關(guān)可用氣動閥控制。測量表面幾何參數(shù)使用ADE公司生產(chǎn)的ADE AFS6330。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過改進(jìn)后的制造方法，可以降低單面拋光過程中硅片表面幾 何參數(shù)變差的程度，提高最終產(chǎn)品的成品率，從而可以制造出高平整度的大直徑硅片。通過 該加工工藝后的硅片，能有效地降低硅片特別是大直徑的硅片單面拋光的幾何參數(shù)惡化程 度，提高產(chǎn)品的成品率。 本發(fā)明在硅片加工，特別是大直徑的硅片的加工非常實(shí)用。本發(fā)明可以使用于商 業(yè)上的任何大直徑硅片加工工藝。


圖1拋光過程中硅片背面加入壓縮空氣示意圖。 圖1中，1為壓縮空氣進(jìn)口 ， 2為壓力頭，3為中間有小孔的陶瓷板，4為夾持墊，5為 硅片。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 使用直拉法生產(chǎn)的P (100)，電阻率為1-3 Q cm的12英寸硅拋光片15片，在常規(guī)雙 面拋光機(jī)上進(jìn)雙面拋光后，使用單面拋光機(jī)進(jìn)行拋光，拋光時首先使硅片處于自由狀態(tài)拋 90秒，去除量大約0. 9微米，拋光后用清洗機(jī)進(jìn)行清洗，取一片用ADE6330測出硅片中心和 邊緣上四點(diǎn)的厚度前后變化，厚度變化分別為1. l咖，O. 91咖，0. 78咖，0. 85咖，0. 96咖，五點(diǎn) 之間的去除量變化差為0. 32um。再用本發(fā)明的拋光工藝進(jìn)行拋光，拋光時先使硅片處于自 由狀態(tài)拋30秒，再通過壓力頭持續(xù)通入5kpa的壓縮空氣，拋光時間為30秒，再在自由狀態(tài) 拋光30秒，去除量大約為0. 9微米。拋光后用清洗機(jī)進(jìn)行清洗，取一片用ADE6330測出硅片 中心和邊緣上四點(diǎn)的厚度前后變化，厚度變化分別為0. 75um、0. 9um、89um、0. 9um、0. 87um， 硅片表面的各點(diǎn)在單面拋光過程中去除量變化較小(在0. 15um以內(nèi))，因此對前道工序加 工完的表面破壞較小。這表明了用加背面氣壓的拋光方法可以滿足大直徑硅片制造的精度 要求。 實(shí)施例2 取以上規(guī)格的15片硅片，在拋光機(jī)上進(jìn)行雙面拋光，然后做用本發(fā)明的方法進(jìn)行 單面拋光，為了放大表面幾何參數(shù)的惡化程度，兩步自由拋光時間為180秒，然后通入壓縮 空氣，中心及邊緣五個點(diǎn)的厚度變化分別為3. 24urn、3. 5um、3. 46urn、3. 5um、3. 5um，單面拋光 的時間加長去除量加大，幾何參數(shù)的變壞程度會加大但不是非常明顯，幾點(diǎn)去除量變化為 0. 26um，加工精度較高。
權(quán)利要求
一種硅片拋光方法，其特征在于它包括以下步驟(1)、將硅片放入貼在陶瓷板上的夾持墊內(nèi)；(2)、將硅片拋光；(3)、在硅片背面和硅片夾持墊之間持續(xù)通入壓縮空氣，氣壓為0.1～50kpa，持續(xù)吹入氣壓的拋光時間為0.1～600秒；(4)、恢復(fù)步驟(2)進(jìn)行拋光，拋光時間為0.1～600秒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種硅片拋光方法，其特征在于 所述的硅片拋光是硅片隨著貼有拋光墊的旋轉(zhuǎn)大盤旋轉(zhuǎn)、拋光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種硅片拋光方法，其特征在于壓縮空氣通過夾持 墊中間均勻分布的小孔到達(dá)硅片背面。
全文摘要
一種硅片拋光方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將硅片放入貼在陶瓷板上的夾持墊內(nèi)；(2)將硅片拋光；(3)在硅片背面和硅片夾持墊之間持續(xù)通入壓縮空氣，氣壓為0.1～50kpa，持續(xù)吹入氣壓的拋光時間為0.1～600秒；(4)恢復(fù)步驟(2)進(jìn)行拋光，拋光時間為0.1～600秒。通過該工藝方法制造硅片，可以獲得高平整度的硅片。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提出一種簡易提高硅片產(chǎn)品表面幾何參數(shù)的硅片制造方法。
文檔編號B24B29/00GK101733697SQ20091024223
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者庫黎明, 盛方毓, 索思卓, 葛鐘, 閆志瑞, 陳海濱 申請人:北京有色金屬研究總院;有研半導(dǎo)體材料股份有限公司