[發明專利]硅片表面機械拋光的方法

在審

• 申請號: 201310648860.1
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104690607A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 劉官柱
• 申請（專利權）人: 大連飛馬文儀家俱有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 賈漢生

技術領域

本發明涉及機械拋光技術領域，特別是一種硅片表面機械拋光的方法。

背景技術

金屬硅又稱結晶硅或工業硅，是很好的半導體，大量應用于電子工業生產中，硅片是大規模集成電路的基礎，一般集成電路的基底都是用硅半導體，由于半導體的特性，在硅片中摻入不同的物質可以呈現不同的導電性能。

在中國，目前各半導體生產廠商在制備硅片過程中通常使用的是硅片雙面研磨法，但是通過研磨法制備的硅片具有硅片表面粗糙度高、硅片表面有較大殘余應力、加工效率等特點。而為了獲得表面平坦，加工變形層小且沒擦痕的硅體表面，需要對硅體表面進行表面拋光處理，而硅片的拋光處理主要有機械拋光、電解拋光和化學拋光等方法，現有技術中的常用的電解拋光和化學拋光技術具有所需時間較長，成本較高，硅片表面的拋光效果不佳等缺陷。故如何獲取一種簡易方便，效果良好，具有高效率的硅片表面拋光技術一直是硅片生產制備領域的一個難題。

發明內容

為了解決上述技術中存在的缺陷，本發明提出一種簡易方便，高效，拋光效果良好的硅片表面的機械拋光的方法。

本發明的技術方案如下：硅片表面機械拋光的方法，步驟如下：

（1）將硅片試樣先用酸性清洗液進行清洗，然后堿性清洗液進行清洗，然后再用酸性清洗液進行清洗，晾干；

（2）將步驟（1）所獲得的硅片進行電火花削磨加工，時間為30-60分鐘，然后將所獲得的硅片表面用超聲波研磨機進行拋光處理，超聲波研磨機的轉速為35000-40000轉/分鐘；

（3）將步驟（2）所獲得的硅片用型號為400目，600目，800目，1000目，1200目的砂紙中的一種進行拋光處理，時間為20-40分鐘；

（4）將步驟（3）所獲得硅片先用拋光布輪進行拋光處理，然后用金剛石研磨膏進行拋光處理，步驟（4）的時間為30分鐘。

優選的，步驟（1）中的酸性清洗液為鹽酸和過氧化氫按質量比5:1或4:1配比而成。由于過氧化氫只能在酸性清洗液中使用，故將它和鹽酸混合，上述的質量比可以配置出最佳的酸性清洗液，酸性清洗液的強氧化性可以使得硅片表面的有機物污垢分解而去除。

優選的，步驟（1）中的堿性清洗液為水、過氧化氫、氫氧化氨的質量比以5:2:1或7：2：1配比而成。過氧化氫和氫氧化銨的的絡合作用，使得許多金屬離子形成穩定的可溶性絡合物而溶于水，可以清除硅片表面的很多微量金屬元素。

優選的，所述的步驟（2）中的超聲波研磨機的轉速為40000轉/分鐘。超聲波研磨機的拋光處理為粗拋，粗拋工藝中的轉速對于獲取平滑的硅片表面會有很大的影響，優選的轉速可以使得粗拋效果達到最佳。

優選的，步驟（3）中的砂紙的型號為800目，1000目，1200目中的一種。砂紙拋光為半精拋，半精拋所需要的技術精細度要求更高，選擇合適的砂紙的信號對于精拋效果至關重要。砂紙型號越大，砂紙越細，砂紙型號越小。砂紙越粗。目前國內砂紙的信號為幾百到幾千不等，本優選的砂紙型號可以使得半精拋的效果達到更好。更優選的，步驟（3）中的砂紙的型號為1200目。

優選的，所述的步驟（4）中的拋光布輪為3英寸，50層的拋光布輪。步驟（4）的拋光為精拋，也是機械拋光中最重要的步驟。以拋光布輪和金剛石研磨膏來組合拋光將會使得拋光處理達到最佳。拋光布輪可以去除步驟（3）中的砂紙留下的磨痕，而研磨膏可以使得硅片表面更加光滑。

優選的，步驟（4）中的金剛石研磨膏為油溶性金剛石研磨膏。

本發明所提供的技術方案的有效效果在于：

第一、本技術方案所需的原材料和工藝成本較低，工藝流程精簡，方法簡單、工藝獨特，工藝性好，可以滿足對硅片拋光質量的需求，也有利于提高生產效率，降低生產和實現生產過程的自動化。

第二、本技術方案有效解決了長期以來現有技術中的硅片表面問題，可以有效解決硅片雙面研磨后硅體表面的殘留和缺陷，可以大大提高硅片的硅片質量。

第三、本技術方案用途廣泛，可以滿足大部分的現有技術生產中所應用的硅片的拋光處理。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例1

以ZP5A硅片作為硅片試樣，首先用以鹽酸和過氧化氫按質量比為5:1配比而成的酸性清洗液進行清洗5分鐘，然后用以水、過氧化氫、氫氧化氨按質量比為5:2:1配比的堿性清洗液清洗10分鐘，晾干。