CN112652526A - 一种硅片抛光方法和硅片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硅片抛光方法和硅片。硅片抛光方法包括以下步骤：向待研磨硅片的表面供给聚合物，同时对所述待研磨硅片进行第一次研磨；在所述第一次研磨之后停止向所述待研磨硅片供给聚合物，并向所述待研磨硅片供给研磨液，同时对所述待研磨硅片进行第二次研磨。本发明实施例的硅片研磨方法包括第一次研磨和第二次研磨两个阶段，其中，在第一次研磨过程中，向待研磨硅片的表面供给聚合物，在第一次研磨过程中，通过研磨垫向待研磨硅片施压过程中，聚合物更多的分布在凸起之外的区域，并起到一定的支撑研磨垫和保护待研磨硅片的作用，从而能够使得第一次研磨过程中，主要针对凸起进行研磨，从而降低凸起的高度，有助于提高硅片的平坦程度。

Description

一种硅片抛光方法和硅片
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种硅片抛光方法和硅片。
背景技术
硅片加工过程中，需要对硅片进行抛光(或称研磨)，以提高硅片表面的平坦程度，减少硅片表面存在的损伤。本申请发明人在实现本申请提案的过程中发现，硅片在由硅棒切割形成硅片过程中，由于切削过程的不均匀，可能导致局部出现凸起，而这种凸起难以通过抛光工艺消除，因此，现有的硅片的平坦程度可能较低。
发明内容
本发明实施例提供一种硅片抛光方法和硅片，以解决现有的硅片的平坦程度可能较低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种硅片抛光方法，包括以下步骤：
向待研磨硅片的表面供给聚合物，同时对所述待研磨硅片进行第一次研磨；
在所述第一次研磨之后停止向所述待研磨硅片供给聚合物，并向所述待研磨硅片供给研磨液，同时对所述待研磨硅片进行第二次研磨。
在一些实施例中，所述对所述待研磨硅片进行第一次研磨，包括：
控制所述待研磨硅片和研磨垫之间的压力值为第一研磨压力，以第一研磨速度研磨所述待研磨硅片第一预设时长；
控制所述待研磨硅片和研磨垫之间的压力值为第二研磨压力，以第二研磨速度研磨所述待研磨硅片第二预设时长；
其中，所述第一研磨压力大于所述第二研磨压力，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。
在一些实施例中，所述第一研磨压力不小于所述第二研磨压力的1.3倍。
在一些实施例中，所述第一研磨压力不大于300千牛。
在一些实施例中，对所述待研磨硅片进行研磨的研磨设备包括上定盘、下定盘、外销环和内销环，所述上定盘和所述下定盘相对设置，所述待研磨硅片设置于载盘上，所述载盘在所述外销环和所述内销环的驱动下转动；
在以所述第一研磨压力对所述待研磨硅片研磨过程中，所述上定盘的自转速度为8至8.5转每分钟，所述下定盘的自转速度为5.8至6.3转每分钟，所述内销环的自转速度为7至7.5转每分钟，所述外销环的自转速度为3至3.5转每分钟。
在一些实施例中，在以所述第一研磨压力对所述待研磨硅片研磨过程中，所述上定盘的自转速度为8.3转每分钟，所述下定盘的自转速度为6转每分钟，所述内销环的自转速度为7.3转每分钟，所述外销环的自转速度为3.3转每分钟。
在一些实施例中，所述聚合物的供给量为5至10升每分钟。
在一些实施例中，所述第一次研磨过程中，研磨垫与所述待研磨硅片之间的第一压力值，大于所述第二次研磨过程中，研磨垫与所述待研磨硅片之间的第二压力值。
在一些实施例中，所述聚合物包括聚乙烯醇，且所述聚合物的平均分子量不小于20万。
第二方面，本发明实施例提供了一种硅片，通过第一方面中任一项所述的硅片抛光方法抛光得到。
本发明实施例的硅片研磨方法包括第一次研磨和第二次研磨两个阶段，其中，在第一次研磨过程中，向待研磨硅片的表面供给聚合物，在第一次研磨过程中，通过研磨垫向待研磨硅片施压过程中，聚合物更多的分布在凸起之外的区域，并起到一定的支撑研磨垫和保护待研磨硅片的作用，从而能够使得第一次研磨过程中，主要针对凸起进行研磨，从而降低凸起的高度，有助于提高硅片的平坦程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的硅片抛光方法的流程图；
图2是本发明一实施例中待研磨硅片的结构示意图；
图3是本发明一实施例中待研磨硅片上的聚合物分布示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种硅片抛光方法。
如图1所示，在一个实施例中，该硅片抛光方法包括以下步骤：
步骤101：向待研磨硅片的表面供给聚合物，同时对所述待研磨硅片进行第一次研磨；
步骤102：在所述第一次研磨之后停止向所述待研磨硅片供给聚合物，并向所述待研磨硅片供给研磨液，同时对所述待研磨硅片进行第二次研磨。
本实施例中，将对于待研磨硅片的研磨过程分为第一次研磨和第二次研磨两个步骤。
该研磨过程可以通过研磨设备实现，研磨设备具体可以是双面研磨设备。在一个实施例中，该双面研磨设备包括载盘、上定盘、下定盘、外销环和内销环。
载盘通常呈圆形，载盘的外圆周通常设置有传动结构，例如，可能是齿轮状结构，从而使得载盘能够在特定的驱动装置的驱动下转动。
驱动装置指的可以是研磨设备的外销环和内销环，在一个实施例中，外销环呈环形，且环形的内圈设置有内齿轮；内销环呈圆形，且内销环的外围设置有外齿轮，载盘的齿轮结构分别与外销环上的内齿轮和内销环上的外齿轮相啮合，这样，在外销环和内销环自转时，能够带动载盘转动。
载盘上通常开设有一个或多个通孔，每一通孔形成一容纳槽，待研磨硅片设置于该容纳槽内。
上定盘和下定盘相对设置，上定盘和下定盘上均设置有研磨垫。研磨过程中，将载盘设置于上定盘和下定盘之间，研磨过程中，上定盘和下定盘进行自转，载盘一方面绕内销环公转，载盘还进行自转，从而使得待研磨硅片与研磨垫发生相对转动，以实现对位于载盘的容纳槽中的待研磨硅片的上下表面同时进行研磨，或称双面研磨。
如图2所示，硅片在由硅棒切割形成硅片过程中，由于切削过程的不均匀，可能导致局部出现凸起201。
如图3所示，在第一次研磨过程中，向待研磨硅片的表面供给聚合物202，该聚合物202具体以聚合物202的溶液的形式供给至待研磨硅片的表面，例如可以是聚合物202的水溶液，也可以是聚合物202在其他溶剂中的溶液。
在一个可选的实施例中，所使用的聚合物202为聚乙烯醇，聚合物202的供给量为5至10升每分钟，聚合物202的平均分子量不小于20万。
应当理解的是，平均分子量不小于20万的聚乙烯醇水溶液具有相对较高的粘度，且在温度较高的情况下，流动性较好，在温度较低的情况下，流动性相对较差。
如图3所示，第一次研磨过程中，可以向待研磨硅片的表面供给温度较高、流动性相对较好的聚合物202。由于研磨垫和待研磨硅片之间存在一定的压力，在该压力的作用下，会导致聚合物202更多的流向并存在于待研磨硅片表面不存在凸起201的位置。
当聚合物202流动至待研磨硅片和研磨垫之间后，温度会逐渐降低，相应的，聚合物202的粘度会增加，流动性降低，从而使得聚合物202以相对较高的粘性和相对较低的流动性分布于凸起201之外的区域。
在第一次研磨过程中，主要对待研磨硅片的凸起201进行研磨，而凸起201之外的区域由于高粘性和低流动性的聚合物202的保护，受到的影响相对较低。
这样，通过该第一次研磨过程，能够有效的降低硅片表面的凸起201的高度，有助于提高硅片的平坦性。
在一个实施例中，对所述待研磨硅片进行第一次研磨，包括：
控制所述待研磨硅片和研磨垫之间的压力值为第一研磨压力，以第一研磨速度研磨所述待研磨硅片第一预设时长；
控制所述待研磨硅片和研磨垫之间的压力值为第二研磨压力，以第二研磨速度研磨所述待研磨硅片第二预设时长。
本实施例中，可以理解为，第一次研磨包括两个阶段，其中，第一个阶段的第一研磨压力大于第二个阶段的第二研磨压力，第一个研磨阶段的第一预设时长小于第二个阶段的第二预设时长。
在第一个阶段，通过施加更大的研磨压力，能够在短时间内快速降低凸起201的高度，为了避免较大的压力对待研磨硅片造成损害，在接下来的第二个阶段，降低研磨压力，并延长研磨时间，能够进一步提高对于凸起201的消除效果。在一些实施例中，第一研磨压力不小于第二研磨压力的1.3倍，进一步的，第一研磨压力不大于300千牛，这样，即能提高对于凸起201的研磨效果，也能够降低损坏待研磨晶圆的可能性。
在一些实施例中，在第一次研磨过程中，以第一研磨压力对待研磨硅片研磨过程中，上定盘的自转速度为8至8.5RPM(转每分钟)，例如可以是8.3RPM，下定盘的自转速度为5.8至6.3RPM，例如可以是6RPM，内销环的自转速度为7至7.5RPM，例如可以是7.3RPM，外销环的自转速度为3至3.5RPM，例如可以是3.3RPM。
通过控制第一次研磨过程中的研磨速度，能够确保对于待研磨硅片的研磨效果，同时降低损害待研磨硅片的可能性。
在第一次研磨过程中的第二阶段，研磨速度可以与第一阶段相同，也可以大于第一阶段的研磨速度，有利于提高对于凸起201的研磨效果。
在第一次研磨结束之后，停止向待研磨硅片的表面供给聚合物202，进一步的，可以通过向待研磨硅片的表面供给高温去离子水的方式，清洗和去除残余的聚合物202。
进一步的，对该待研磨硅片进行第二次研磨，第二次研磨过程中，向待研磨硅片供给研磨液，该第二次研磨的过程可以参考相关技术，此处不做进一步限定和描述。
在一些实施例中，第一次研磨过程中，研磨垫与待研磨硅片之间的第一压力值，大于第二次研磨过程中，研磨垫与待研磨硅片之间的第二压力值。
应当理解的是，第一次研磨主要针对待研磨硅片上的凸起201，且凸起201之外的区域由于存在聚合物202的保护，所以使用相对较大的压力提高对于凸起201的研磨效果。而第二次研磨为常规研磨过程，需要对待研磨硅片的各个区域进行研磨，因此，其研磨压力相对较小，以降低损坏待研磨硅片的可能性。
本发明实施例的硅片研磨方法包括第一次研磨和第二次研磨两个阶段，其中，在第一次研磨过程中，向待研磨硅片的表面供给聚合物202，在第一次研磨过程中，通过研磨垫向待研磨硅片施压过程中，聚合物202更多的分布在凸起201之外的区域，并起到一定的支撑研磨垫和保护待研磨硅片的作用，从而能够使得第一次研磨过程中，主要针对凸起201进行研磨，从而降低凸起201的高度，有助于提高硅片的平坦程度。
本发明实施例还提供了一种硅片，通过以上任一种硅片抛光方法抛光得到。
由于本实施例的硅片是通过上述任一种硅片抛光方法进行抛光获得的，因此，至少能够实现上述全部技术效果，此处不再赘述。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硅片抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：
向待研磨硅片的表面供给聚合物，同时对所述待研磨硅片进行第一次研磨；
在所述第一次研磨之后停止向所述待研磨硅片供给聚合物，并向所述待研磨硅片供给研磨液，同时对所述待研磨硅片进行第二次研磨。
2.根据权利要求1所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述对所述待研磨硅片进行第一次研磨，包括：
控制所述待研磨硅片和研磨垫之间的压力值为第一研磨压力，以第一研磨速度研磨所述待研磨硅片第一预设时长；
控制所述待研磨硅片和研磨垫之间的压力值为第二研磨压力，以第二研磨速度研磨所述待研磨硅片第二预设时长；
其中，所述第一研磨压力大于所述第二研磨压力，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。
3.根据权利要求2所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述第一研磨压力不小于所述第二研磨压力的1.3倍。
4.根据权利要求3所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述第一研磨压力不大于300千牛。
5.根据权利要求2所述的硅片抛光方法，其特征在于，对所述待研磨硅片进行研磨的研磨设备包括上定盘、下定盘、外销环和内销环，所述上定盘和所述下定盘相对设置，所述待研磨硅片设置于载盘上，所述载盘在所述外销环和所述内销环的驱动下转动；
在以所述第一研磨压力对所述待研磨硅片研磨过程中，所述上定盘的自转速度为8至8.5转每分钟，所述下定盘的自转速度为5.8至6.3转每分钟，所述内销环的自转速度为7至7.5转每分钟，所述外销环的自转速度为3至3.5转每分钟。
6.根据权利要求5所述的硅片抛光方法，其特征在于，在以所述第一研磨压力对所述待研磨硅片研磨过程中，所述上定盘的自转速度为8.3转每分钟，所述下定盘的自转速度为6转每分钟，所述内销环的自转速度为7.3转每分钟，所述外销环的自转速度为3.3转每分钟。
7.根据权利要求1所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述聚合物的供给量为5至10升每分钟。
8.根据权利要求1所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述第一次研磨过程中，研磨垫与所述待研磨硅片之间的第一压力值，大于所述第二次研磨过程中，研磨垫与所述待研磨硅片之间的第二压力值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述聚合物包括聚乙烯醇，且所述聚合物的平均分子量不小于20万。
10.一种硅片，其特征在于，通过权利要求1至9中任一项所述的硅片抛光方法抛光得到。
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