专利名称：超薄区熔硅抛光片的无蜡抛光工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及区熔硅片生产方法，特别涉及一种超薄区熔硅抛光片的无蜡抛光工 艺。超薄区熔硅片主要用于生产节能型功率电子器件。
背景技术：
硅片抛光使用的是机械化学抛光，其抛光制造过程是一个机械作用和化学作用 相平衡的过程。化学作用的作用方式为，碱性的抛光液与硅片表面接触发生腐蚀反应， 硅片表面会被碱液腐蚀，这个过程的主要影响因素包括抛光液的流量及抛光过程的温度 等；机械作用的作用方式为，在抛光头的压力下，由陶瓷盘的旋转、抛光盘的旋转造成 了硅片与抛光垫的摩擦，将化学作用造成的腐蚀层通过摩擦去除，这个过程的主要影响 因素包括抛光头的压力、抛光液中二氧化硅颗粒的直径及含量等。以上仅是通过直观分析得到的影响因素，而实际情况时要复杂很多，尤其是在 抛光超薄硅片的情况下，传统的无蜡抛光本身面临着很多难点
(1)加工参数难于设定，与普通硅片抛光不同，超薄硅片抛光过程中加压过大会发 生碎片、抛光过程中抛光液流动不如普通硅片顺畅，反之加压过小会使抛光机械作用不 够，因而薄片的抛光参数设定比普通规格硅片要困难很多。(2)产品质量难于控制，由于加工参数的设定理念与普通硅片不同，因而超薄 硅片的产品质量如厚度、厚度变化量(TTV)等难于控制，尤其是区熔硅片，硅片本身 硬度高，性质与直拉硅片存在较大的区别，抛光片质量更加难于控制。以上因素导致传统的无蜡抛光技术只应用于380um以上厚度的硅片抛光，对于 抛光300um左右的硅片，行业内普遍采用有蜡抛光的方法。采用有蜡抛光虽然可以避免 碎片的发生，其加工精度也较无蜡抛光要好，但是贴蜡机及配套设备的投资是很高的； 随着半导体行业加工精度的不断提高，材料的节约、器件的精密化都对抛光片提出了更 高的要求，而其中重要的一点便是抛光片的厚度不断向更薄的方向发展；随着薄片需求 量的不断增加，新建抛光生产线普遍采用贴蜡设备来应对，而对于较老的抛光设备，能 够不进行新的大规模投资，又可以进行薄片的抛光就成为广大抛光厂面临的新课题。
发明内容
本发明的目的是针对目前使用的无蜡抛光系统，研发一种超薄区熔硅抛光片的 无蜡抛光工艺。通过调整无蜡抛光的原始工艺，使无蜡抛光系统具备加工超薄(抛光前 厚度UOOum)区熔抛光片的能力。本发明是通过这样的技术方案实现的超薄区熔硅抛光片的无蜡抛光工艺，其 特征在于，无蜡抛光工艺进行粗抛光和精抛光两次抛光过程；每次抛光过程分为三个阶 段，其工艺步骤如下
(1)、粗抛光加工三个阶段中每个阶段的抛光压力在1.5 2.7bar范围内进行调 整设定；三个阶段中每个阶段的抛光液流量在0.8 1.5L/min范围内进行调整设定；三
3个阶段的总抛光时间在20 25min范围内进行调整设定；
(2)、精抛光加工三个阶段中每个阶段的抛光压力在0.75 1.25bar范围内进行 调整设定；三个阶段中每个阶段的抛光液流量在0.8 1.5L/min范围内进行调整设定； 三个阶段的总抛光时间在8 12min范围内进行调整设定；
(3)、抛光后卸载、清洗硅片手动卸载到片篮后清洗。
本发明所产生的有益效果是本工艺解决了在无蜡抛光机上采用传统工艺不能抛光 薄片的问题，并能保证在抛光过程中无碎片发生；采用本工艺获得的超薄区熔硅片，一 次合格率可以稳定达到93%以上；从而达到客户对超薄硅片抛光后的质量参数要求。同 时不需要增加抛光加工成本，为企业节省了设备投资。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步说明
超薄区熔硅抛光片的无蜡抛光工艺适用于生产4英寸、5英寸的超薄区熔硅抛光片。实施例下面对5英寸300μιη厚的超薄区熔硅抛光片的无蜡抛光工艺过程进行 详细描述
(1)实验硅片5英寸区熔硅化腐片，电阻率1000-3000Ω .cm，厚度317 μ m， 数量200片；
(2)加工设备无蜡单面抛光系统；
(3)辅助材料陶瓷盘、粗抛光液、精抛光液、模板、旋转薄片、垫片、去离子
水；
(4)工艺参数设定
①粗抛光粗抛光分三个阶段设定工艺参数第一阶段设定的抛光压力为1.5bar， 设定的抛光液流量为0.8L/min;设定的抛光时间为5min ；第二阶段设定的抛光压力为 2.5bar ；设定的抛光液流量为1.2 L/min ；设定的抛光时间为15min ；第三阶段设定的抛 光压力为2.7bar ；设定的抛光液流量为1 L/min ；设定的抛光时间为5min ；
②精抛光精抛光分三个阶段设定工艺参数第一阶段设定的抛光压力为0.75bar; 设定的抛光液流量为0.8 L/min;设定的抛光时间为3min ；第二阶段设定的抛光压力为 l.Obar ；设定的抛光液流量为1.2 L/min;设定的抛光时间为7min ；第三阶段设定的抛光 压力为1.25bar ；设定的抛光液流量为1 L/min ；设定的抛光时间为2min ；
(5)具体工艺步骤
①耗材准备粘贴模板(Template)，将旋转薄片和垫片泡入去离子水中；
②硅片上载将用纯水浸泡过的旋转薄片、垫片依次放入模板上的凹槽中，将硅片 放在垫片上，确保硅片表面与垫片完美贴合；
③粗抛光加工按照上述设定的粗抛光工艺参数进行粗抛光加工；粗抛光的目的是 去除硅片表面的损伤层，获得镜面的表面；
④精抛光加工按照上述设定的精抛光工艺参数进行精抛光加工；精抛光的目的是 改善抛光片表面的粗糙度，对硅片表面进行精修复，去除微小的划痕等缺陷；
⑤抛光完成后手动卸载硅片，陶瓷盘从抛光机卸载后，要立刻手动卸载抛光片到片 篮中，之后进行清洗。
通过上述无蜡抛光工艺，经检验，5英寸300μιη厚的超薄区熔硅抛光片达到的 质量参数见表1。客户要求的质量参数见表权利要求
1. 一种超薄区熔硅抛光片的无蜡抛光工艺，其特征在于，无蜡抛光工艺进行粗抛光 和精抛光两次抛光过程；每次抛光过程分为三个阶段，其工艺步骤如下(1)、粗抛光加工三个阶段中每个阶段的抛光压力在1.5 2.7bar范围内进行调 整设定；三个阶段中每个阶段的抛光液流量在0.8 1.5L/min范围内进行调整设定；三 个阶段的总抛光时间在20 25min范围内进行调整设定；(2)、精抛光加工三个阶段中每个阶段的抛光压力在0.75 1.25bar范围内进行 调整设定；三个阶段中每个阶段的抛光液流量在0.8 1.5L/min范围内进行调整设定； 三个阶段的总抛光时间在8 12min范围内进行调整设定；(3)、抛光后卸载、清洗硅片手动卸载到片篮后清洗。
全文摘要
本发明涉及超薄区熔硅抛光片的无蜡抛光工艺。本工艺进行两次抛光过程；每次抛光分为三个阶段，其步骤如下1、粗抛光每个阶段的抛光压力设定在1.5～2.7bar范围内；每个阶段的抛光液流量设定在0.8～1.5L/min范围内；三个阶段的总抛光时间设定在20～25min范围内；2、精抛光每个阶段的抛光压力设定在0.75～1.25bar范围内；每个阶段的抛光液流量设定在0.8～1.5L/min范围内；三个阶段的总抛光时间设定在在8～12min范围内；3、抛光后卸载、清洗硅片手动卸载到片篮后清洗。本工艺解决了在无蜡抛光机上采用传统工艺不能抛光薄片的问题，并能保证在抛光过程中无碎片发生；一次合格率可以稳定达到93％以上；从而达到客户对超薄硅片抛光后的质量参数要求。同时不需要增加抛光加工成本，为企业节省了设备投资。
文档编号B24B29/02GK102019574SQ201010581248
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
发明者吉敏, 孙晨光, 时金侠, 董建斌, 谭启龙 申请人:天津中环领先材料技术有限公司