CN104191352A - 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法 - Google Patents

一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104191352A
CN104191352A CN201410434688.4A CN201410434688A CN104191352A CN 104191352 A CN104191352 A CN 104191352A CN 201410434688 A CN201410434688 A CN 201410434688A CN 104191352 A CN104191352 A CN 104191352A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
service life
silicon wafer
polishing pad
pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410434688.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙晨光
曲涛
魏艳军
王力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Zhonghuan Semiconductor Joint Stock Co Ltd
Tianjin Zhonghuan Advanced Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Zhonghuan Semiconductor Joint Stock Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Zhonghuan Semiconductor Joint Stock Co Ltd filed Critical Tianjin Zhonghuan Semiconductor Joint Stock Co Ltd
Priority to CN201410434688.4A priority Critical patent/CN104191352A/zh
Publication of CN104191352A publication Critical patent/CN104191352A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法。使用有蜡贴片机将硅片贴在陶瓷盘上进行抛光；抛光过程包括粗抛光、中抛光和精抛光；抛光机所使用的粗抛光液、中抛光液和精抛光液温度控制在20-30℃范围内，整个抛光过程中的大盘温度控制在40-60℃范围内；抛光液每使用6-8h更换一次；每抛光40min后，使用圆盘刷对抛光机大盘进行刷洗5min；定期检测和修整抛光机大盘表面平整度，最终保证大盘表面平整度≤1.5μm。采取本抛光方法，抛光垫的使用寿命从50h延长到70h左右。从而解决了抛光垫使用寿命短的问题，降低了硅片抛光的加工成本，提高了劳动生产率，一次合格率仍然可以稳定达到90％以上。

Description

一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法
技术领域
本发明涉及的单晶硅晶圆抛光片的抛光方法，特别涉及一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法。 
背景技术
目前，IC技术已进入线宽小于0.1μm的纳米电子时代，对硅单晶抛光片的各项缺陷要求更高。半导体硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料，一般通过拉晶、切片、倒角、磨片、腐蚀、抛光、清洗等工艺过程制造而成。随着集成电路工艺技术的高速发展，各种新型器件和集成电路不断涌现，对抛光硅片表面质量要求越来越高。
常规的选择有蜡抛光机进行抛光。抛光过程包括粗抛、中抛和精抛，抛光液的温度一般控制在15-20 ℃ 范围内，抛光过程中的抛光大盘温度一般控制35℃以下。抛光液一般每使用10h左右更换一次，抛光过程中每个批次运转完成后，使用高压水刀对抛光垫进行一次刷洗，对抛光机大盘表面平整度要求只通过目测无明显凹凸就行。
采取上述工艺，当抛光液和抛光大盘温度较低时，抛光过程中的化学反应弱于物理摩擦作用，会使加工后硅片表面粗糙度增加，而抛光液的使用时间过长，会使抛光垫表面抛光液结晶更多，虽然每个批次运转完成后，使用高压水刀对抛光垫进行一次刷洗，但高压水刀对抛光垫上的抛光液结晶去除能力有限，抛光液结晶直接影响到抛光垫的使用寿命。抛光机大盘表面平整度直接影响到抛光后硅片表面几何参数。当抛光机大盘表面平整度过大时，对抛光垫表面的磨损增加，这样更会降低抛光垫的使用寿命。而抛光垫的成本很高，每张抛光垫折合人民币2700多元，每次更换新抛光垫时，都要把新抛光垫紧紧的粘贴在抛光机大盘上，这样抛光机大盘表面平整度直接影响到抛光垫表面平整度，在更换完新抛光垫以后，都要对新抛光垫进行工艺前处理，直至满足工艺生产要求才能进行生产使用。每次换抛光垫要占用生产工时40分钟左右。从而可以看出抛光垫的使用寿命会极大地影响生产成本。
要想提高抛光垫使用寿命，不仅需要对单晶硅晶圆片抛光工艺进行调整，而且由于抛光工艺要求抛光垫应具有高度平面性和平滑性，必须具有均匀厚度，抛光垫的表面一般应当没有显著的缺陷和不平整。因此，抛光方法的选择直接影响到了抛光垫的使用寿命。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的是利用现有的有蜡单面抛光机，提供一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法。通过大量的试验研究分析得出，抛光液的残留结晶是影响抛光垫寿命的关键，尤其是在粗抛光液需要循环使用的情况下更极易结晶。因此，在保证抛光硅片表面质量达到要求的前提下，采用该抛光方法加工硅片，能提高抛光垫的使用寿命，从而大大降低了生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法，其特征在于：使用有蜡贴片机将硅片贴在陶瓷盘上进行抛光；抛光过程包括粗抛光、中抛光和精抛光；抛光机所使用的粗抛光液、中抛光液和精抛光液的温度控制在20-30 ℃ 范围内，整个抛光过程中的大盘温度控制 在40-60℃范围内；粗抛光液、中抛光液和精抛光液每使用6-8h更换一次；抛光过程中，每抛光40min后，使用圆盘刷对抛光机大盘进行刷洗5min；定期检测和修整抛光机大盘表面平整度，最终保证大盘表面平整度≤1.5μm。
本发明产生的有益效果是：采取本抛光方法，抛光垫的使用寿命从原来的50h左右已经延长到70h左右。从而解决了抛光垫使用寿命短的问题，降低了硅片抛光的加工成本，提高了劳动生产率。采取本抛光方法，一次合格率仍然可以稳定达到90％以上。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明： 
实施例：实验硅片：6 英寸重掺砷硅化腐片，电阻率：0.002-0.004Ω.cm，厚度：625μm，数量：2000 片。
加工设备：有蜡贴片机，单面抛光机，去蜡清洗机。
辅助材料：蜡、陶瓷盘、粗抛光液、中抛光液、精抛光液、粗抛光布、中抛光布、精抛光布、去蜡剂、氨水、双氧水、盐酸、纯水等。
工艺参数：抛光液的温度为25℃，抛光机大盘温度在45℃，冷却水温度18℃。
抛光液每使用8h左右更换一次，抛光过程中，每抛光4个批次（大约45min左右）运转完成后，对抛光机使用专用圆盘刷（圆形PVC板、尼龙材质毛刷，圆形PVC板直径与厚度同设备使用的陶瓷盘一致）进行刷洗5min，刷洗时，将专用圆盘刷放置在抛光机的抛光头下，降下抛光头运行刷洗程序，抛光机设备会自动进行刷洗。每次换抛光垫前，对大盘的表面平整度进行检测，并使用磨石修整大盘的表面平整度，最终保证大盘表面平整度≤1.5μm。
具体加工过程如下：将干净的重掺砷硅化腐片装入贴片机内，贴片机自动为重掺砷硅化腐片贴蜡，陶瓷盘贴片结束进入待抛状态；抛光机通过上载机械手进行陶瓷盘的上载，然后进行抛光过程（粗抛光、中抛光和精抛光）。
重掺砷硅化腐片抛光后，需要手动对重掺砷硅抛光片进行剥离，硅抛光片从陶瓷盘铲下后，进行去蜡清洗。
对清洗后硅片进行检验：在强光灯下目检表面有无划道、崩边等不良；用ADE7200检测几何参数；用颗粒度检测仪检验表面洁净度；使用显微镜测量硅片。6英寸（150mm）重掺砷硅抛光片技术指标见表1：
表1
本实施例根据表1中的第二列的标准对抛光片进行检验，2000片中合格1879片，合格率为93.95%，大于90%的合格率标准。同时当抛光垫使用到71个小时时，因无法满足生产需要，进行了更换，提高使用寿命约20小时。
应用本发明，没有影响现场大于90%的合格率标准；能解决抛光垫在使用50h左右满足不了生产需要的问题，使生产成本大大的降低。
单晶硅抛光片不限于4英寸（直径100mm）、5英寸（直径125mm）或6英寸（直径150mm）的单晶硅片，厚度从300μm至1000μm，掺杂剂为As，P，Sb或B，晶向为<100>或<111>，电阻率从10-4至104Ω。
    根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (1)

1.一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法，其特征在于：使用有蜡贴片机将硅片贴在陶瓷盘上进行抛光；抛光过程包括粗抛光、中抛光和精抛光；抛光机所使用的粗抛光液、中抛光液和精抛光液温度控制在20-30 ℃ 范围内，整个抛光过程中的大盘温度控制 在40-60℃范围内；粗抛光液、中抛光液和精抛光液每使用6-8h更换一次；抛光过程中，每抛光40min后，使用圆盘刷对抛光机大盘进行刷洗5min；定期检测和修整抛光机大盘表面平整度，最终保证大盘表面平整度≤1.5μm。
CN201410434688.4A 2014-08-29 2014-08-29 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法 Pending CN104191352A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410434688.4A CN104191352A (zh) 2014-08-29 2014-08-29 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410434688.4A CN104191352A (zh) 2014-08-29 2014-08-29 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104191352A true CN104191352A (zh) 2014-12-10

Family

ID=52076799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410434688.4A Pending CN104191352A (zh) 2014-08-29 2014-08-29 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104191352A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105382678A (zh) * 2015-10-29 2016-03-09 江苏吉星新材料有限公司 一种蓝宝石晶片的抛光装置及其抛光方法
CN107344304A (zh) * 2017-06-30 2017-11-14 天津中环领先材料技术有限公司 一种延长粗抛光液使用寿命的硅片抛光方法
CN108242396A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 有研半导体材料有限公司 一种降低硅抛光片表面粗糙度的加工方法
CN110328606A (zh) * 2019-06-27 2019-10-15 浙江晶盛机电股份有限公司 一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备
CN110340801A (zh) * 2019-07-15 2019-10-18 浙江光特科技有限公司 一种高台阶基底晶圆贴蜡方法
CN110449081A (zh) * 2019-09-04 2019-11-15 天津中环领先材料技术有限公司 一种抛光液配置装置及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6566267B1 (en) * 1999-11-23 2003-05-20 WACKER SILTRONIC GESELLSCHAFT FüR HALBLEITERMATERIALIEN AG Inexpensive process for producing a multiplicity of semiconductor wafers
JP2008068338A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Fujitsu Ltd 研磨装置、研磨方法、および半導体装置の製造方法
CN101752239A (zh) * 2008-12-10 2010-06-23 北京有色金属研究总院 一种减少硅衬底材料化学机械抛光表面液蚀坑产生的抛光方法
CN101934490A (zh) * 2010-08-10 2011-01-05 天津中环领先材料技术有限公司 超高电阻率硅抛光片的抛光工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6566267B1 (en) * 1999-11-23 2003-05-20 WACKER SILTRONIC GESELLSCHAFT FüR HALBLEITERMATERIALIEN AG Inexpensive process for producing a multiplicity of semiconductor wafers
JP2008068338A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Fujitsu Ltd 研磨装置、研磨方法、および半導体装置の製造方法
CN101752239A (zh) * 2008-12-10 2010-06-23 北京有色金属研究总院 一种减少硅衬底材料化学机械抛光表面液蚀坑产生的抛光方法
CN101934490A (zh) * 2010-08-10 2011-01-05 天津中环领先材料技术有限公司 超高电阻率硅抛光片的抛光工艺

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105382678A (zh) * 2015-10-29 2016-03-09 江苏吉星新材料有限公司 一种蓝宝石晶片的抛光装置及其抛光方法
CN108242396A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 有研半导体材料有限公司 一种降低硅抛光片表面粗糙度的加工方法
CN108242396B (zh) * 2016-12-23 2020-07-10 有研半导体材料有限公司 一种降低硅抛光片表面粗糙度的加工方法
CN107344304A (zh) * 2017-06-30 2017-11-14 天津中环领先材料技术有限公司 一种延长粗抛光液使用寿命的硅片抛光方法
CN110328606A (zh) * 2019-06-27 2019-10-15 浙江晶盛机电股份有限公司 一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备
CN110340801A (zh) * 2019-07-15 2019-10-18 浙江光特科技有限公司 一种高台阶基底晶圆贴蜡方法
CN110449081A (zh) * 2019-09-04 2019-11-15 天津中环领先材料技术有限公司 一种抛光液配置装置及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104191352A (zh) 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法
CN103072073B (zh) 一种保持硅晶圆抛光片少数载流子高寿命的抛光工艺
CN101934490B (zh) 超高电阻率硅抛光片的抛光工艺
WO2013187441A1 (ja) 半導体ウェーハの製造方法
CN109500663A (zh) 一种降低8英寸硅抛光片表面粗糙度的抛光工艺
JP6635088B2 (ja) シリコンウエーハの研磨方法
CN103029026B (zh) 一种超高清洗能力的单晶硅晶圆片清洗方法
TW200849365A (en) Silicon single-crystal wafer and method finish-polishing the same
CN106057647A (zh) 一种蓝宝石加工方法
CN103009234A (zh) 一种改善表面颗粒的重掺砷单晶硅晶圆抛光片的抛光工艺
CN107398779A (zh) 一种晶圆的精抛光方法
CN102019582A (zh) 8英寸轻掺硅抛光片的抛光工艺
WO2023116555A1 (zh) 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法
CN109352502A (zh) 一种蓝宝石单面抛光片厚度不良返工流程与方法
CN103681298A (zh) 一种igbt用高产能单晶硅晶圆片加工方法
CN107855922A (zh) 一种提升8英寸硅晶圆片几何参数的工艺
CN104842225A (zh) 大尺寸蓝宝石衬底片表面的湿法处理方法
CN101733697B (zh) 一种硅片抛光方法
CN105655240A (zh) 一种蓝宝石晶片的加工方法
CN107384218A (zh) 一种碲锌镉材料的抛光液及抛光方法
CN103817600B (zh) 一种双面抛光用抛光布的修整工艺
CN103646851A (zh) 一种减少单晶硅晶圆片划道的抛光工艺
CN102962756B (zh) 一种可获得高抛光速率的单晶硅晶圆片抛光工艺
JP5585269B2 (ja) 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法
CN104493685A (zh) 一种蓝宝石晶片加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141210