[發明專利]一種改善表面顆粒的重摻砷單晶硅晶圓拋光片的拋光工藝

無效

• 申請號: 201210534693.3
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103009234A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 孫晨光;曲濤;垢建秋;韓貴祥;張俊生
• 申請（專利權）人: 天津中環領先材料技術有限公司
• 主分類號: B24B37/02
• 分類號: B24B37/02;B24B55/02
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 王鳳英

技術領域

本發明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摻砷單晶硅晶圓拋光片的拋光工藝，單晶硅晶圓拋光片主要應用于功率器件和集成電路外延片用襯底材料。

背景技術

隨著集成電路工藝技術的高速發展，各種新型器件和集成電路不斷涌現，現代超大規模集成電路主要是采用直拉重摻雜單晶硅拋光片經外延后制備的外延片。其中選擇砷作為重摻單晶硅的施主雜質，主要優點有：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，在晶體中的分布均勻性也較好；在硅中擴散系數小，可以避免或減少雜質由硅襯底反擴散，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量直接關系到外延片的表面質量和良率，因此對其要求越來越高。由于重摻雜硅片其摻雜含量較高，所含的間隙雜質和摻雜引起的晶格畸變相對較多，導致表面懸掛鍵、界面態相應也較多，易產生表面化學或物理吸附外界的沾污，因此重摻拋光制備過程中，對顆粒的控制一直是困擾著生產廠家的技術瓶頸難題。

發明內容

本發明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摻砷單晶硅晶圓拋光片的拋光工藝，通過該工藝制造的重摻砷單晶硅晶圓拋光片可獲得粗糙度低和顆粒數少的高表面質量。

本發明為實現上述目的采取的技術方案是：一種改善表面顆粒的重摻砷單晶硅晶圓拋光片的拋光工藝，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行，每個階段的每個步驟設定的拋光參數如下：

粗拋光階段：

步驟一、設定拋光時間：10~20s；壓力40~60kpa；大盤轉速25rpm；中心導輪轉速50rpm；使用去離子水進行拋光；流量為2~4L/min；冷卻水溫度設定18℃；

步驟二、設定拋光時間：8~12min；壓力100~200kpa；大盤轉速35rpm；中心導輪轉速70rpm；使用粗拋光液進行拋光；流量為4~8L/min；冷卻水溫度設定18℃；

步驟三、設定拋光時間：20~40s；壓力40~60kpa；大盤轉速25rpm；中心導輪轉速50rpm；使用去離子水進行拋光；流量為2~4L/min；冷卻水溫度設定18℃；

步驟四、設定拋光時間：10~20s；壓力40~60kpa；大盤轉速25rpm；中心導輪轉速50rpm；使用去離子水進行拋光；流量為2~4L/min；冷卻水溫度設定18℃；

中拋光階段：

步驟一、設定拋光時間：10~20s；壓力470~560kpa；大盤轉速200rpm；中心導輪轉速350rpm；使用去離子水進行拋光；流量為12~14L/min；冷卻水溫度設定28℃；

步驟二、設定拋光時間：5~8min；壓力800~1200kpa；大盤轉速300rpm；中心導輪轉速470rpm；使用中拋光液進行拋光；流量為24~28L/min；冷卻水溫度設定28℃；

步驟三、設定拋光時間：20~40s；壓力470~560kpa；大盤轉速200rpm；中心導輪轉速350rpm；使用去離子水進行拋光；流量為12~14L/min；冷卻水溫度設定28℃；

步驟四、設定拋光時間：10~20s；壓力470~560kpa；大盤轉速200rpm；中心導輪轉速350rpm；使用去離子水進行拋光；流量為12~14L/min；冷卻水溫度設定28℃；

精拋光階段：

步驟一、設定拋光時間：10~20s；壓力8~12kpa；大盤轉速13rpm；中心導輪轉速27rpm；使用去離子水進行拋光；流量為0.8~1.4L/min；冷卻水溫度設定6℃；

步驟二、設定拋光時間：3~5min；壓力22~47kpa；大盤轉速18rpm；中心導輪轉速32rpm；使用精拋光液進行拋光；流量為1~2L/min；冷卻水溫度設定6℃；

步驟三、設定拋光時間：20~40s；；壓力8~12kpa；大盤轉速13rpm；中心導輪轉速27rpm；使用去離子水進行拋光；流量為0.8~1.4L/min；冷卻水溫度設定6℃；

步驟四、設定拋光時間：10~20s；；壓力8~12kpa；大盤轉速13rpm；中心導輪轉速27rpm；使用去離子水進行拋光；流量為0.8~1.4L/min；冷卻水溫度設定6℃。