专利名称：8英寸轻掺硅抛光片的抛光工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于半导体功率器件的硅片制造工艺，尤其涉及一种8英寸轻掺硅 抛光片的抛光工艺。
背景技术：
硅片抛光是利用化学和机械作用，最后消除硅片表面的损伤与变形层的操作。 化学机械抛光综合了化学抛光无损伤和机械抛光易获平整、光亮表面的特点。在抛光过 程中，化学腐蚀和机械摩擦两种作用就这样交替、循环地进行，达到去除硅片表面因前 工序残余的机械损伤，从而获得一个平整、光亮、无损伤、几何精度高的镜面。碱性二氧化硅抛光技术采用化学抛光和机械抛光，两者作用在抛光过程中，硅 片表面与碱性抛光液的化学腐蚀反应生成可溶性的硅酸盐，通过细而柔软、带有负电荷 的SiO2胶粒的吸附作用、硅片的表面与抛光布间的机械摩擦作用，使其反应物硅酸盐及 时被除去。在抛光过程中，连续地对硅片表面进行化学、机械抛光，同时靠SiO2的吸 附和碱性化学清洗作用，达到去除硅片表面应力损伤层及杂质沾污的抛光目的。硅片 的化学机械抛光是一个复杂的多项反应过程，影响抛光速率及抛光片表面质量的因素诸 多，如抛光液配比、PH值、温度、流量、磨料浓度与粒度，硅片晶向、电阻率(杂质浓 度)，转盘的旋转速度，抛光压力、抛光垫种类等等。在研发大直径硅抛光片的抛光工艺中，遇到了几何参数难于控制的难题，如何 有效地平衡机械作用与化学反应间的关系，既要摸索出适宜大直径轻掺硅片的抛光压 力、时间，又要保证硅抛光片的表面质量。这给8英寸轻掺硅抛光片的研发带来了较大 的难度。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的是研发一种8英寸轻掺硅抛光片 的抛光工艺。本工艺采用有蜡单面抛光系统，有蜡单面抛光是将涂有蜡的硅片紧紧地与 陶瓷盘结合在一起进行抛光加工。由于大直径轻掺硅片广泛应用于功率器件、IC制造等 领域，该产品具有技术含量高、附加值高的特点，因此，其中抛光压力、时间等工艺参 数的设定是满足工艺要求的关键。通过数次试验，终于摸索出适宜8英寸轻掺硅抛光片 的抛光压力和抛光时间工艺参数。本发明为实现上述目的所采取的技术方案是一种8英寸轻掺硅抛光片的抛光 工艺，其特征在于对8英寸轻掺硅抛光片进行两次粗抛光、一次中抛光、一次精抛 光，共四次抛光过程；每次抛光过程分为四个阶段，其工艺步骤如下
(1)、粗抛光加工采用粗抛机进行两次粗抛光，每次粗抛光四个阶段中每个阶段 的抛光压力在1.5 2.2bar范围内进行调整设定，每次粗抛光四个阶段的总抛光时间在 8 Ilmin范围内进行调整设定；
(2)、中抛光加工采用中抛机进行一次中抛光，中抛光四个阶段中每个阶段的抛光压力在1.2 2.0bar范围内进行调整设定，中抛光四个阶段的总抛光时间在7 IOmin 范围内进行调整设定；
(3)、精抛光加工采用精抛机进行一次精抛光，精抛光四个阶段中每个阶段的抛 光压力在0.5 Ibar范围内进行调整设定，精抛光四个阶段的总抛光时间在7 IOmin范 围内进行调整设定。本发明所产生的有益效果是采取本工艺，提高了轻掺硅抛光片表面几何参数 等质量指标，其指标均达到和超过行业标准，从而解决了采用传统工艺不适宜对8英寸 轻掺硅抛光片进行抛光的技术难题。本工艺的研发成功，为确保功率器件的性能和提高 功率器件的高品质要求奠定了良好的基础。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步说明
8英寸轻掺硅片进行两次粗抛光、一次中抛光、一次精抛光加工。粗抛光加工由粗抛 光机程序控制，中抛光加工由中抛机程序控制，精抛光加工由精抛光机程序控制。粗抛光的去除量大于15 μ m，粗抛光其目的是去除残留在硅片表面的机械损伤 层；中抛光的去除量大于5 μ m，中抛光可保证硅片表面有极低的局部平整度及表面粗糙 度；精抛光的去除量小于1 μ m，精抛光可确保硅片表面有极高的表面纳米形貌特性。在本工艺中，为了提高抛光加工精度，关键是要正确选择抛光工艺条件中的抛 光压力和抛光时间。实施例
8英寸725 μ m厚的轻掺硅片有蜡抛光工艺过程如下
实验硅片8英寸化腐片；电阻率1-100Ω · cm；厚度为748ym，数量48
片；
加工设备有蜡单面抛光系统、倒片机、理片机； 辅助材料粗抛光液、中抛光液、精抛光液、去离子水； 工艺参数设定
1、粗抛光使用粗抛机，依次用粗抛光机-1和粗抛光机_2进行两次粗抛光，每 次粗抛光分四个阶段设定工艺参数第一阶段设定的抛光压力为1.5bar，抛光时间为 15s；第二阶段设定的抛光压力为2.2bar，抛光时间为9min ；第三阶段设定的抛光压力为 1.75bar，抛光时间为30s ；第四阶段设定的抛光压力为1.75bar，抛光时间为15s。经检 验，每次粗抛光加工后的轻掺硅片平均去除量为8 μ m。2、中抛光中抛光分四个阶段设定工艺参数第一阶段设定的抛光压力为 1.25bar，抛光时间为1.5min ；第二阶段设定的抛光压力为1.45bar，抛光时间为5min ； 第三阶段设定的抛光压力为1.25bar，抛光时间为15s ；第四阶段设定的抛光压力为 1.25bar，抛光时间为15s。经检验，中抛光加工后的轻掺硅片平均去除量为6um。3、精抛光精抛光分四个阶段设定工艺参数第一阶段设定的抛光压力为 0.5bar,抛光时间为30s;第二阶段设定的抛光压力为0.75bar，抛光时间为6min;第三阶 段设定的抛光压力为0.6 bar，抛光时间为15s;第四阶段设定的抛光压力为0.5bar，抛光 时间为15s;经检验，精抛光加工后的轻掺硅片去除量为小于1 μ m。
抛光过程将8英寸轻掺硅化腐片贴蜡粘在陶瓷盘上，再用机械手将陶瓷盘装 载到抛光机上，装载完毕后按照以上设定的抛光参数进行单面有蜡自动抛光。抛光完毕 后，卸片进行RCA清洗。8英寸轻掺硅片需要达到的各种参数指标见表1，经检测后， 8英寸轻掺硅抛光片实际参数指标见表2。
表1 S.荚寸轻摻硅片客户要求参数指标
权利要求
1. 一种8英寸轻掺硅抛光片的抛光工艺，其特征在于对8英寸轻掺硅抛光片进行两 次粗抛光、一次中抛光、一次精抛光，共四次抛光过程；每次抛光过程分为四个阶段， 其工艺步骤如下(1)、粗抛光加工采用粗抛机进行两次粗抛光，每次粗抛光四个阶段中每个阶段 的抛光压力在1.5 2.2bar范围内进行调整设定，每次粗抛光四个阶段的总抛光时间在 8 Ilmin范围内进行调整设定；(2)、中抛光加工采用中抛机进行一次中抛光，中抛光四个阶段中每个阶段的抛 光压力在1.2 2.0bar范围内进行调整设定，中抛光四个阶段的总抛光时间在7 IOmin 范围内进行调整设定；(3)、精抛光加工采用精抛机进行一次精抛光，精抛光四个阶段中每个阶段的抛 光压力在0.5 Ibar范围内进行调整设定，精抛光四个阶段的总抛光时间在7 IOmin范 围内进行调整设定。
全文摘要
本发明涉及8英寸轻掺硅抛光片的抛光工艺。本工艺采用有蜡单面抛光系统，包括两次粗抛光、一次中抛光和一次精抛光；每次抛光分为四个阶段，粗抛光每个阶段的抛光压力设定在1.5～2.2bar范围内；粗抛光四个阶段的总抛光时间设定在8～11min范围内；中抛光每个阶段的抛光压力设定在1.2～2.0bar范围内；中抛光四个阶段的总抛光时间设定在7～10min范围内；精抛光每个阶段的抛光压力设定在0.5～1bar范围内，精抛光四个阶段的总抛光时间设定在7～10min范围内。采取本工艺，提高了轻掺硅抛光片表面几何参数等质量指标，其指标均达到和超过行业标准，从而解决了采用传统工艺不适宜对8英寸轻掺硅抛光片进行抛光的技术难题。
文档编号H01L21/304GK102019582SQ20101058124
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者刘振福, 张宇, 李科技, 李翔, 武卫 申请人:天津中环领先材料技术有限公司