CN110634776B - 一种硅片样品的制备装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅片样品的制备装置及制备方法，所述硅片样品用于测试电阻率，所述制备装置包括：研磨片，包括一研磨面，所述研磨面具有均匀分布的研磨孔；旋转装置，所述旋转装置包括旋转轴和旋转盘，所述研磨片固定于所述旋转盘上，所述旋转盘可绕所述旋转轴做自转运动；工装夹具，所述工装夹具位于所述研磨片上方，用于夹持所述硅片样品。根据本发明实施例的制备装置及制备方法，利用具有研磨片的具有研磨孔的研磨面对硅片样品进行倒角加工，从而在硅片样品在的边缘加工出用于测量电阻率的倒角截面，并且该倒角截面粗糙，分层明显，有利于提高电阻率测量的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种硅片样品的制备装置及制备方法。
背景技术
一般来说，外延片的外延层电阻率测定和半导体制造工序中硅片表面向内部掺杂的掺杂层电阻率变化测定在外延片和半导体制造过程中是非常有必要的。为了能够测量硅片内部的电阻率，通常需要对硅片样品进行加工，使其主体部分露出来，继而在该裸露部分进行电阻率测量。然而，目前采用的抛光垫或抛光浆等方式进行加工时，加工出来的断面过于光滑，以至于测量设备的探针与硅片样品的断面接触不充分，从而导致测量精度下降，而且硅片的断面处表层和内部的分界不明显，测量电阻率时很难准确选取表面基准点，也导致了测量精度的下降。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种硅片样品的制备装置及制备方法，以解决硅片样品电阻率测量不准确的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面实施例提供了一种硅片样品的制备装置，所述硅片样品用于测试电阻率，所述制备装置包括：
研磨片，包括一研磨面，所述研磨面具有均匀分布的研磨孔；
旋转装置，所述旋转装置包括旋转轴和旋转盘，所述研磨片固定于所述旋转盘上，所述旋转盘可绕所述旋转轴做自转运动；
工装夹具，所述工装夹具位于所述研磨片上方，用于夹持所述硅片样品。
进一步地，所述研磨孔的直径为0.05～0.4mm，所述研磨孔的深度为0.03～0.4mm。
进一步地，所述研磨片为经喷砂处理后的钢化玻璃。
本发明另一方面实施例还提供了一种硅片样品的制备方法，应用于如上所述的制备装置，所述制备方法包括：
控制研磨片做自转运动，所述研磨片的研磨面具有均匀分布的研磨孔；
夹持所述硅片样品，并使所述硅片样品的边缘与研磨片的研磨面相接触，利用所述研磨片在所述硅片样品的边缘加工出用于测量电阻率的倒角截面。
进一步地，所述研磨片为经喷砂处理后的钢化玻璃，所述控制研磨片做自转运动之前，还包括：
对钢化玻璃的一面进行喷砂处理，使所述钢化玻璃具有均匀分布研磨孔的研磨面。
进一步地，所述喷砂处理的喷射压力为2～7kg/cm2。
进一步地，所述控制研磨片做自转运动之前，还包括：
在所述研磨片的研磨面上均匀涂抹金刚石研磨膏和润滑剂。
进一步地，所述润滑剂为聚乙二醇。
进一步地，所述润滑剂的剂量为5ml～100ml。
进一步地，所述制备方法还包括：
采用酒精清洗经加工后的所述硅片样品。
本发明上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明实施例的制备装置，利用具有研磨片的具有研磨孔的研磨面对硅片样品进行倒角加工，从而在硅片样品在的边缘加工出用于测量电阻率的倒角截面，并且该倒角截面粗糙，分层明显，有利于提高电阻率测量的准确度。
附图说明
图1为本发明实施例中硅片样品的制备装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中研磨片的结构示意图；
图3为本发明实施例中硅片样品的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图介绍本发明实施例。
目前，外延片的外延层电阻率测定和半导体制造工序中硅片表面向内部掺杂的掺杂层电阻率变化测定在外延片和半导体制造过程中是非常有必要的。为了能够测量硅片内部的电阻率，通常需要对硅片样品进行加工，使其主体部分露出来，继而在该裸露部分按一定的间隔持续进行电阻率测量。目前通常采用抛光垫或抛光浆等方式进行加工，然而，由于抛光垫的弹性，利用抛光垫加工硅片样品时加工出来的断面位置的表层和内部分界不明显，测量电阻率时很难对表面的基准点做出正确的定位，而且，抛光浆需要持续供应到硅片样品加工停止，加工的成本较高。若采用丙烯酸板和抛光浆加工硅片样品，加工出来的端面又会过于光滑，以至于在测量电阻率时，测量设备的探针与硅片样品的断面接触不充分，继而导致测量精度的下降。
由此，本发明实施例提供一种硅片样品的制备装置，该制备装置包括：研磨片12、旋转装置13以及工装夹具15，其中，旋转装置13可绕其中心轴做自转运动，研磨片12放置于旋转装置13上，可随旋转装置13同步做自转运动，而工装夹具15则设置于研磨片12的上方，用于夹持硅片样品11，使硅片样品11与研磨片12进行接触，以在硅片样品11的边缘加工出用于测量电阻率的倒角截面。
如图2所示，具体来说，研磨片12具有一研磨面，该研磨面上具有均匀分布的研磨孔121，研磨孔121可以对硅片样品11的边缘进行研磨，使得硅片样品11的边缘快速露出其内部本体，形成用于测量电阻率的倒角截面，并且，由于研磨孔121的作用，使得加工出的倒角截面更加粗糙，有效解决了测量电阻率时测量设备的探针与硅片样品11的端面接触不充分的问题，提高了测量的精度，而且利用该研磨片12加工出来的硅片样品11的倒角截面的表面和内部的分界明显，从而在测量电阻率时可以对硅片样品11的表面基准点进行准确的定位，进一步提高了测量的精度。本发明实施例对研磨片12的形状不做具体限定，示例性的，研磨片12可以呈正方形、圆形等。
进一步地，研磨片12的研磨面上均匀分布的研磨孔121的直径为0.05～0.4mm，而研磨孔121的深度为0.03～0.4mm，采用上述形状的研磨孔121可以确保加工出来的倒角截面粗糙度满足测量电阻率的要求，并且分层明显，有助于提高电阻率测量精度。
进一步地，研磨片12采用经喷砂处理后的钢化玻璃，普通的钢化玻璃表面光滑，而对钢化玻璃表面进行喷砂处理后，将在钢化玻璃的表面形成均匀分布的一定大小的研磨孔，研磨孔的大小与喷砂处理时的喷射压力相关，通过控制喷射压力的大小，可以得到不同大小的研磨孔。在本发明一些具体实施例中，可以采用2～7kg/cm2的喷射压力进行处理，以得到上述要求的研磨孔，较优的，可以采用5kg/cm2的喷射压力进行喷砂处理。而用于喷砂处理的钢化玻璃通常使用冲击强度为5.5kgf/m以上的玻璃，以确保其强度满足要求。采用经喷砂处理后的钢化玻璃作为研磨片12，容易加工，加工成本低，且便于控制研磨孔的大小。
如图1所示，旋转装置13包括旋转轴131和旋转盘132，并且，旋转轴131与驱动装置14相连接，驱动装置14用于为旋转轴131提供自转的动力，而旋转盘132可以在旋转轴131的带动下做自转运动。研磨片12则固定在旋转盘132上，也就是说研磨片12的非研磨面与旋转盘132的上表面接触固定，而研磨片12的研磨面朝上，用于对与之接触的硅片样品11进行研磨加工。
在本发明实施例中，工装夹具15设置于研磨片12的上方，用于夹持固定硅片样品11，工装夹具15的具体结构不做限定，在夹持硅片样品11使其边缘与旋转中的研磨片12的研磨面接触时，硅片样品11呈倾斜状，也即硅片样品11与水平放置的研磨片12存在夹角，以便硅片样品11的边缘首先接触到研磨片12的研磨面，类似于倒角加工，在硅片样品11的边缘加工出用于测量电阻率的倒角截面，当然，该倒角截面的面积大小可以根据实际测量要求进行调整。
根据本发明实施例的硅片样品的制备装置，利用研磨面具有均匀分布的研磨孔的研磨片对硅片样品的边缘进行加工，得到用于测量电阻率的倒角截面，并且该倒角截面粗糙度高，分层明显，可有效提高电阻率的测量精度。
如图3所示，本发明另一方面实施例还提供了一种硅片样品的制备方法，应用于如上所述的硅片样品的制备装置，该制备方法可以包括：
步骤S1，控制研磨片12做自转运动，所述研磨片的研磨面具有均匀分布的研磨孔；
步骤S2，夹持硅片样品11，并使硅片样品11的边缘与研磨片12的研磨面相接触，利用研磨片12在硅片样品11的边缘加工出用于测量电阻率的倒角截面。
也就是说，步骤S1中，研磨片12放置于旋转盘132上，在旋转轴131的带动下，旋转盘132及其上的研磨片12做匀速的自转运动。
步骤S2中，硅片样品11由位于研磨片12上方的工装夹具15进行夹持固定，在工装夹具15的夹持下，使硅片样品11呈倾斜设置，加工时硅片样品11的边缘先与研磨片12相接触，利用研磨片12上的研磨孔121对硅片样品11的边缘进行有效研磨，得到倒角截面，并且该倒角截面粗糙度高，分层明显，有利于电阻率的测量。
步骤S1中采用的研磨片12可以是经喷砂处理后的钢化玻璃，由此，在步骤S1之前，还可以包括：
取冲击强度在5.5kgf/m以上的钢化玻璃，采用2～7kg/cm2的喷射压力对钢化玻璃进行喷砂处理，使钢化玻璃上形成均匀分布的直径为0.05～0.4mm，深度为0.03～0.4mm的研磨孔121；较优的，可以采用5kg/cm2的喷射压力进行喷砂处理。
为了提高加工效率，提高加工的质量，在步骤S1之前，还可以包括：
在研磨片12的研磨面上均匀涂抹金刚石研磨膏和润滑剂，金刚石研磨膏可以加快研磨效率，并且使倒角截面更粗糙，而润滑剂则可以使金刚石研磨膏容易分散开来，加工过程中分布得更加均匀。在本发明的一些具体实施例中，润滑剂可以采用聚乙二醇，也即PEG-200；润滑剂的添加量如果过多，则会导致金刚石研磨膏和润滑剂搭配太稀而附着在研磨孔121中，而如果金刚石研磨膏的添加量太少，会影响研磨效果，或导致研磨时间过长，因此，更具体的，本发明实施例中的润滑剂的剂量可以为5～100ml，较优的，润滑剂的剂量可以为15～50ml，这样可以提高加工效率，确保加工质量。
在根据要求加工出硅片样品11的倒角截面后，由于加入了金刚石研磨膏和润滑剂等，并且自身研磨时也产生了一定的粉末，因此，在加工完成后，还可以包括：
采用酒精和无尘布清洗加工时硅片样品11沾上的金刚石研磨膏和润滑剂，以确保电阻率测量的准确性。
根据本发明实施例的硅片样品的制备方法，利用经喷砂处理后的钢化玻璃作为研磨片，可对硅片样品的边缘进行快速加工，并且加工前在研磨片的表面添加了金刚石研磨膏和润滑剂，有效提高了加工效率，确保了加工质量，使得制备的硅片样品满足电阻率测量的要求，提高了其测量精度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种硅片样品的制备装置，所述硅片样品用于测试电阻率，其特征在于，所述制备装置包括：
研磨片，包括一研磨面，所述研磨面具有均匀分布的研磨孔；
旋转装置，所述旋转装置包括旋转轴和旋转盘，所述研磨片固定于所述旋转盘上，所述旋转盘可绕所述旋转轴做自转运动；
工装夹具，所述工装夹具位于所述研磨片上方，用于夹持所述硅片样品；
所述研磨孔的直径为0.05~0.4mm，所述研磨孔的深度为0.03~0.4mm；
所述研磨片为经喷砂处理后的钢化玻璃。
2.一种硅片样品的制备方法，应用于如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述制备方法包括：
控制研磨片做自转运动，所述研磨片的研磨面具有均匀分布的研磨孔；
夹持所述硅片样品，并使所述硅片样品的边缘与研磨片的研磨面相接触，利用所述研磨片在所述硅片样品的边缘加工出用于测量电阻率的倒角截面。
3.根据权利要求2所述的硅片样品的制备方法，其特征在于，所述研磨片为经喷砂处理后的钢化玻璃，所述控制研磨片做自转运动之前，还包括：
对钢化玻璃的一面进行喷砂处理，使所述钢化玻璃具有均匀分布研磨孔的研磨面。
4.根据权利要求3所述的硅片样品的制备方法，其特征在于，所述喷砂处理的喷射压力为2~7kg/cm2。
5.根据权利要求2所述的硅片样品的制备方法，其特征在于，所述控制研磨片做自转运动之前，还包括：
在所述研磨片的研磨面上均匀涂抹金刚石研磨膏和润滑剂。
6.根据权利要求5所述的硅片样品的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为聚乙二醇。
7.根据权利要求6所述的硅片样品的制备方法，其特征在于，所述润滑剂的剂量为5ml~100ml。
8.根据权利要求2所述的硅片样品的制备方法，其特征在于，还包括：
采用酒精清洗经加工后的所述硅片样品。
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Effective date of registration: 20211026 Address after: 710000 room 1-3-029, No. 1888, Xifeng South Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi Province Applicant after: Xi'an yisiwei Material Technology Co.,Ltd. Applicant after: XI'AN ESWIN SILICON WAFER TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Room 1323, block a, city gate, No.1 Jinye Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi 710065 Applicant before: XI'AN ESWIN SILICON WAFER TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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