本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種改善表面顆粒的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片的拋光工藝。本工藝使用有蠟貼片機將硅片貼在陶瓷盤上進(jìn)行拋光；拋光過程分成三個階段：粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段，粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段又分別按四個步驟進(jìn)行。本工藝通過對每個步驟的拋光壓力、轉(zhuǎn)速、時間及流量等參數(shù)的控制，獲得的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片一次合格率可以穩(wěn)定達(dá)到90％以上，從而解決了以往生產(chǎn)中存在顆粒超標(biāo)的難題，使大規(guī)模生產(chǎn)重?fù)缴楣杈A拋光片成為現(xiàn)實，降低了成本，提高了勞動生產(chǎn)率。同時對器件與集成電路的電學(xué)性能和成品率有著重要的影響，本工藝對滿足器件和大規(guī)模集成電路對襯底硅片越來越高的要求具有重大意義和實用價值。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及單晶硅晶圓拋光片的加工方法，特別涉及一種改善表面顆粒的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片的拋光工藝，單晶硅晶圓拋光片主要應(yīng)用于功率器件和集成電路外延片用襯底材料。
技術(shù)介紹
隨著集成電路工藝技術(shù)的高速發(fā)展，各種新型器件和集成電路不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)代超大規(guī)模集成電路主要是采用直拉重?fù)诫s單晶硅拋光片經(jīng)外延后制備的外延片。其中選擇砷作為重?fù)絾尉Ч璧氖┲麟s質(zhì)，主要優(yōu)點有砷在硅中的溶解度大，易獲得更低電阻率的單晶；具有較大的分凝系數(shù)，在晶體中的分布均勻性也較好；在硅中擴散系數(shù)小，可以避免或減少雜質(zhì)由硅襯底反擴散，以保證獲得過渡層很窄和電阻率比較高的外延層；錯配度較小，可提高晶體的完整性和成晶率等。因此砷作為理想的摻雜材料，其外延片越來越受到器件廠家的青睞。而作為外延的襯底材料，單晶硅拋光片的表面質(zhì)量直接關(guān)系到外延片的表面質(zhì)量和良率，因此對其要求越來越高。由于重?fù)诫s硅片其摻雜含量較高，所含的間隙雜質(zhì)和摻雜引起的晶格畸變相對較多，導(dǎo)致表面懸掛鍵、界面態(tài)相應(yīng)也較多，易產(chǎn)生表面化學(xué)或物理吸附外界的沾污，因此重?fù)綊伖庵苽溥^程中，對顆粒的控制一直是困擾著生產(chǎn)廠家的技術(shù)瓶頸難題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是利用有蠟單面拋光機，提供一種改善表面顆粒的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片的拋光工藝，通過該工藝制造的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片可獲得粗糙度低和顆粒數(shù)少的高表面質(zhì)量。本專利技術(shù)為實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是一種改善表面顆粒的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片的拋光工藝，其特征在于，本工藝采用有蠟貼片機將硅片貼在陶瓷盤上進(jìn)行拋光；拋光過程分成三個階段粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段，粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段又分別按四個步驟進(jìn)行，每個階段的每個步驟設(shè)定的拋光參數(shù)如下 粗拋光階段 步驟一、設(shè)定拋光時間l(T20s ;壓力4(T60kpa;大盤轉(zhuǎn)速25rpm;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ； 步驟二、設(shè)定拋光時間8 12min;壓力10(T200kpa ;大盤轉(zhuǎn)速35rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速70rpm ;使用粗拋光液進(jìn)行拋光；流量為r8L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ； 步驟三、設(shè)定拋光時間2(T40s ;壓力4(T60kpa;大盤轉(zhuǎn)速25rpm;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ； 步驟四、設(shè)定拋光時間l(T20s ;壓力4(T60kpa;大盤轉(zhuǎn)速25rpm;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ；中拋光階段 步驟一、設(shè)定拋光時間l(T20s ;壓力47(T560kpa ;大盤轉(zhuǎn)速200rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12 14L/min ;冷卻水溫度設(shè)定28°C ； 步驟二、設(shè)定拋光時間5 8min ;壓力80(Tl200kpa ;大盤轉(zhuǎn)速300rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速470rpm ;使用中拋光液進(jìn)行拋光；流量為24 28L/min ;冷卻水溫度設(shè)定28°C ； 步驟三、設(shè)定拋光時間2(T40s ;壓力47(T560kpa ;大盤轉(zhuǎn)速200rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12 14L/min ;冷卻水溫度設(shè)定28°C ； 步驟四、設(shè)定拋光時間l(T20s ;壓力47(T560kpa ;大盤轉(zhuǎn)速200rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12 14L/min ;冷卻水溫度設(shè)定28°C ； 精拋光階段 步驟一、設(shè)定拋光時間l(T20s ;壓力8 12kpa ;大盤轉(zhuǎn)速13rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速27rpm ；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為O. 8^1. 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定6°C ； 步驟二、設(shè)定拋光時間3 5min ;壓力22 47kpa ;大盤轉(zhuǎn)速18rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速32rpm ;使用精拋光液進(jìn)行拋光；流量為f 2L/min ;冷卻水溫度設(shè)定6°C ； 步驟三、設(shè)定拋光時間2(T40s ；;壓力8 12kpa ;大盤轉(zhuǎn)速13rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速27rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為O. 8^1. 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定6°C ； 步驟四、設(shè)定拋光時間l(T20s ；;壓力8 12kpa ;大盤轉(zhuǎn)速13rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速27rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為O. 8^1. 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定6°C。通過大量的試驗研究分析得出上述工藝，通過加壓、加轉(zhuǎn)速、升溫加強中拋拋光過程的物理作用和通過加流量加強化學(xué)作用，實現(xiàn)其拋光過程物理化學(xué)平衡達(dá)到加強中拋光修復(fù)表面作用，有助于改善表面粗糙度；同時通過降壓、降轉(zhuǎn)速、降溫減弱中拋拋光過程的物理作用和通過減流量降低化學(xué)作用，實現(xiàn)其拋光過程物理化學(xué)平衡，達(dá)到減弱精拋光修復(fù)表面刻蝕作用，使硅片在拋光后能形成鈍化層，使后道易于清洗，有助于顆粒控制。本專利技術(shù)有益效果是本工藝通過對每個步驟的拋光壓力、轉(zhuǎn)速、時間及流量等參數(shù)的控制，獲得的重慘神單晶娃晶圓拋光片一次合格率可以穩(wěn)定達(dá)到90%以上，從而解決了以往生產(chǎn)中存在顆粒超標(biāo)的難題，使大規(guī)模生產(chǎn)重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片成為現(xiàn)實，降低了成本，提高了勞動生產(chǎn)率。同時對器件與集成電路的電學(xué)性能和成品率有著重要的影響，本工藝技術(shù)對滿足器件和大規(guī)模集成電路對襯底硅片越來越高的要求具有重大意義和實用價值。具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明 實驗硅片6英寸重?fù)缴楣杌娮杪?· 002-0. 003 Ω . cm,厚度625 μ m,數(shù)量200 片。加工設(shè)備有蠟貼片機，單面拋光機，去蠟清洗機。輔助材料蠟、陶瓷盤、粗拋光液、中拋光液、精拋光液、粗拋光布、中拋光布、精拋光布、去蠟劑、氨水、雙氧水、鹽酸、純水等。工藝參數(shù)拋光液的溫度為25°C，拋光機大盤溫度在45°C。粗拋光階段的每個步驟設(shè)定的拋光參數(shù)如下 步驟一、壓力50kpa ;大盤轉(zhuǎn)速25rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;拋光時間IOs ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量2. 3L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C (升壓過渡過程)。步驟二、壓力130kpa ;大盤轉(zhuǎn)速35rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速70rpm ;拋光時間IOmin ;使用粗拋光液進(jìn)行拋光；流量4. 5L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C (拋光過程)。步驟三、壓力50kpa ;大盤轉(zhuǎn)速25rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;拋光時間30s ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量2. 3L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C (降壓過渡過程)。步驟四、壓力50kpa、大盤轉(zhuǎn)速25rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;拋光時間IOs ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量2. 3L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C (開啟噴淋水沖洗拋光頭)。中拋光階段的每個步驟設(shè)定的拋光參數(shù)如下 步驟一、壓力510kpa ;大盤轉(zhuǎn)速200rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm ;拋光時間IOs ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12. 7L/min ;冷卻水溫度設(shè)定28°C (升壓過渡過程)。步驟二、壓力1130kpa ;大盤轉(zhuǎn)速300rpm本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種改善表面顆粒的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片的拋光工藝，其特征在于，本工藝使用有蠟貼片機將硅片貼在陶瓷盤上進(jìn)行拋光；拋光過程分成三個階段：粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段，粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段又分別按四個步驟進(jìn)行，每個階段的每個步驟設(shè)定的拋光參數(shù)如下：粗拋光階段：步驟一、設(shè)定拋光時間：10~20s；壓力40~60kpa；大盤轉(zhuǎn)速25rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2~4L/min；冷卻水溫度設(shè)定18℃；步驟二、設(shè)定拋光時間：8~12min；壓力100~200kpa；大盤轉(zhuǎn)速35rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速70rpm；使用粗拋光液進(jìn)行拋光；流量為4~8L/min；冷卻水溫度設(shè)定18℃；步驟三、設(shè)定拋光時間：20~40s；壓力40~60kpa；大盤轉(zhuǎn)速25rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2~4L/min；冷卻水溫度設(shè)定18℃；步驟四、設(shè)定拋光時間：10~20s；壓力40~60kpa；大盤轉(zhuǎn)速25rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2~4L/min；冷卻水溫度設(shè)定18℃；中拋光階段：步驟一、設(shè)定拋光時間：10~20s；壓力470~560kpa；大盤轉(zhuǎn)速200rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12~14L/min；冷卻水溫度設(shè)定28℃；步驟二、設(shè)定拋光時間：5~8min；壓力800~1200kpa；大盤轉(zhuǎn)速300rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速470rpm；使用中拋光液進(jìn)行拋光；流量為24~28L/min；冷卻水溫度設(shè)定28℃；步驟三、設(shè)定拋光時間：20~40s；壓力470~560kpa；大盤轉(zhuǎn)速200rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12~14L/min；冷卻水溫度設(shè)定28℃；步驟四、設(shè)定拋光時間：10~20s；壓力470~560kpa；大盤轉(zhuǎn)速200rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12~14L/min；冷卻水溫度設(shè)定28℃；精拋光階段：步驟一、設(shè)定拋光時間：10~20s；壓力8~12kpa；大盤轉(zhuǎn)速13rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速27rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為0.8~1.4L/min；冷卻水溫度設(shè)定6℃；步驟二、設(shè)定拋光時間：3~5min；壓力22~47kpa；大盤轉(zhuǎn)速18rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速32rpm；使用精拋光液進(jìn)行拋光；流量為1~2L/min；冷卻水溫度設(shè)定6℃；步驟三、設(shè)定拋光時間：20~40s；；壓力8~12kpa；大盤轉(zhuǎn)速13rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速27rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為0.8~1.4L/min；冷卻水溫度設(shè)定6℃；步驟四、設(shè)定拋光時間：10~20s；；壓力8~12kpa；大盤轉(zhuǎn)速13rpm；中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速27rpm；使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為0.8~1.4L/min；冷卻水溫度設(shè)定6℃。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種改善表面顆粒的重?fù)缴閱尉Ч杈A拋光片的拋光工藝，其特征在于，本工藝使用有蠟貼片機將硅片貼在陶瓷盤上進(jìn)行拋光；拋光過程分成三個階段粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段，粗拋光階段、中拋光階段和精拋光階段又分別按四個步驟進(jìn)行，每個階段的每個步驟設(shè)定的拋光參數(shù)如下 粗拋光階段 步驟一、設(shè)定拋光時間l(T20s ;壓力4(T60kpa;大盤轉(zhuǎn)速25rpm;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ； 步驟二、設(shè)定拋光時間8 12min;壓力10(T200kpa ;大盤轉(zhuǎn)速35rpm ;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速70rpm ;使用粗拋光液進(jìn)行拋光；流量為r8L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ； 步驟三、設(shè)定拋光時間2(T40s ;壓力4(T60kpa;大盤轉(zhuǎn)速25rpm;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ； 步驟四、設(shè)定拋光時間l(T20s ;壓力4(T60kpa;大盤轉(zhuǎn)速25rpm;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速50rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為2 4L/min ;冷卻水溫度設(shè)定18°C ； 中拋光階段 步驟一、設(shè)定拋光時間1(T20s ;壓力47(T560kpa;大盤轉(zhuǎn)速200rpm;中心導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速350rpm ;使用去離子水進(jìn)行拋光；流量為12 14L/min ;冷卻水溫度設(shè)定28°C ； 步驟二、設(shè)定拋光時間5 8min ;壓力80(Tl200kpa ;大盤轉(zhuǎn)速...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫晨光，曲濤，垢建秋，韓貴祥，張俊生，
申請(專利權(quán))人：天津中環(huán)領(lǐng)先材料技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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