專利名稱：一種硅片拋光方法
技術領域：
本發明利用改進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惡 化程度，提高產品的成品率。
背景技術：
半導體硅片是現代超大規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品的幾 何參數。 硅片的精拋一般為單面拋光，而單面拋光會破壞幾何參數。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，很多設備廠家對固定硅片的壓力頭進行大 量的研究，通過各種辦法來降低幾何參數惡化的程度，例如分段分區來控制壓力頭陶瓷板 的溫度，從而來達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向負的 變化趨向于零。但控制壓力頭陶瓷板的溫度來達到阻止硅片幾何參數的惡化要求控制精度 非常難，受到諸多因素的影響。
發明內容
本發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。 為了實現上述的目的，本發明采用以下的技術方案
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；
(2)、將硅片拋光； (3)、在硅片背面和硅片夾持墊之間持續通入壓縮空氣，氣壓為0. 1 50kpa，持 續吹入氣壓的拋光時間為0. 1 600秒； (4)、恢復步驟(2)進行拋光，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大盤旋轉、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硅片背面。 在本發明的工藝方法步驟(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動。 在本發明的工藝方法步驟(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
通過小孔到達硅片背；
在本發明中，工藝步驟(2) (4)可以交替重復進行。該發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，形成一個壓力分布均勻的氣墊。這
樣在拋光過程中，當陶瓷板對硅片產生的壓強低于氣體壓強的時候，氣體會對硅片產生作
用力，使硅片所受的壓強達到氣體壓強。高壓氣體的存在，會削弱甚至消除硅片的環形壓力
分布狀態，使之背面受力均勻，從而有力的保證了產品的加工精度。 氣體的開、關可用氣動閥控制。測量表面幾何參數使用ADE公司生產的ADE AFS6330。 本發明的優點是通過改進后的制造方法，可以降低單面拋光過程中硅片表面幾 何參數變差的程度，提高最終產品的成品率，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惡化程 度，提高產品的成品率。 本發明在硅片加工，特別是大直徑的硅片的加工非常實用。本發明可以使用于商 業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。
具體實施方式
實施例1 使用直拉法生產的P (100)，電阻率為1-3 Q cm的12英寸硅拋光片15片，在常規雙 面拋光機上進雙面拋光后，使用單面拋光機進行拋光，拋光時首先使硅片處于自由狀態拋 90秒，去除量大約0. 9微米，拋光后用清洗機進行清洗，取一片用ADE6330測出硅片中心和 邊緣上四點的厚度前后變化，厚度變化分別為1. l咖，O. 91咖，0. 78咖，0. 85咖，0. 96咖，五點 之間的去除量變化差為0. 32um。再用本發明的拋光工藝進行拋光，拋光時先使硅片處于自 由狀態拋30秒，再通過壓力頭持續通入5kpa的壓縮空氣，拋光時間為30秒，再在自由狀態 拋光30秒，去除量大約為0. 9微米。拋光后用清洗機進行清洗，取一片用ADE6330測出硅片 中心和邊緣上四點的厚度前后變化，厚度變化分別為0. 75um、0. 9um、89um、0. 9um、0. 87um， 硅片表面的各點在單面拋光過程中去除量變化較小(在0. 15um以內)，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。 實施例2 取以上規格的15片硅片，在拋光機上進行雙面拋光，然后做用本發明的方法進行 單面拋光，為了放大表面幾何參數的惡化程度，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，幾何參數的變壞程度會加大但不是非常明顯，幾點去除量變化為 0. 26um，加工精度較高。
權利要求
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；(2)、將硅片拋光；(3)、在硅片背面和硅片夾持墊之間持續通入壓縮空氣，氣壓為0.1～50kpa，持續吹入氣壓的拋光時間為0.1～600秒；(4)、恢復步驟(2)進行拋光，拋光時間為0.1～600秒。
2. 根據權利要求書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大盤旋轉、拋光。
3. 根據權利要求書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；(2)將硅片拋光；(3)在硅片背面和硅片夾持墊之間持續通入壓縮空氣，氣壓為0.1～50kpa，持續吹入氣壓的拋光時間為0.1～600秒；(4)恢復步驟(2)進行拋光，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。本發明的優點在于提出一種簡易提高硅片產品表面幾何參數的硅片制造方法。
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 優先權日2009年12月4日
發明者庫黎明, 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;有研半導體材料股份有限公司