[发明专利]硅片研磨表面粗糙度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅片加工方法，尤其涉及一种对集成电路衬底用单晶硅片进行研磨，减小其表面粗糙度的硅片研磨表面粗糙度控制方法。

背景技术

硅是具有金刚石晶体结构，原子间以共价键结合的硬脆材料，是一种很好的半导体材料，目前构成集成电路半导体芯片的90％以上都是硅晶片(硅片)。为了在硅片上印刷集成电路，以及与其它元件结合紧密，硅片的表面必须平直，特别是随着集成电路的集成程度不断提高，对硅片表面平直度及粗糙度的要求提出更严格的要求。

研磨是硅片切片后对其表面的第一次机械加工，也是硅片加工技术中最基本的工序。研磨的目的是为了去除硅片表面的切片刀痕和凹凸不平，使表面加工损伤达到一致，使其在化学腐蚀过程中，表面腐蚀速率达到均匀一致。通常研磨工序包括在研磨机研磨盘其间设置的承载载具上放置硅片，向研磨盘和硅片间加注研磨液，启动研磨机，调整适当研磨速率，通过研磨液和磨盘的共同作用，对硅片进行磨削，达到去除硅片表面的破损层和部分损伤层的目的。

在甚大规模集成电路的制备过程中，硅片表面粗糙度是影响电子元器件质量与可靠性的最重要因素之一，硅片表面粗糙度过大将导致严重的后果。分析研究表明：在集成电路制备工艺和研磨工艺操作过程中，如果硅片粗糙度过大的区域，pn结的二极管噪声将增加，这对于器件来说是及其不利的；并且在表面粗糙度大的区域，会增强pn结的扩散，形成pn结击穿。另外在表面粗糙度大的区域，表面应力会比其他区域大的多，造成吸附金属离子、颗粒等污染物，导致电子元器件漏电流增加，形成软击穿，从而使半导体器件性能劣化。

目前，在硅片加工工业中，是通过提高磨削速率的方法，有效地去除硅片表面的破损层和部分损伤层，而提高磨削速率的方法多数是采用选用硬度和力度大的材料作为研磨机磨盘和研磨液的材料，比如选择金刚石作为磨料。但是，仅仅考虑磨具和磨料还是远远不够的，因为单独选择硬度和力度大的材料作为磨具和磨料会产生许多问题，如：由于磨具和磨料材料硬度和力度加大，导致的研磨中温度升高以致烧伤硅片表面、表面张力过大而产生裂纹等问题，都会进一步造成硅片表面粗糙度变坏、表面划伤、产生裂痕、损伤磨具等。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种硅片研磨表面粗糙度控制方法，其通过改变研磨工艺条件及改进研磨液性能，达到减小硅片表面粗糙度，使硅片具有较好研磨表面的功效，加工工艺简单，操作方便，满足环保要求，生产成本较低。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明硅片研磨表面粗糙度控制方法，包括在研磨机研磨盘其间设置的承载载具上放置硅片，向研磨盘和硅片间加注研磨液，启动研磨机，通过研磨液和磨盘的共同作用，对硅片进行磨削；其特征在于，所述研磨液中添加活性剂；所述研磨工序前增加使用活性剂浸润研磨盘步骤，研磨工序完成后增加水磨步骤。

前述的硅片研磨表面粗糙度控制方法，其中研磨液中添加的活性剂是非离子表面活性剂，该非离子表面活性剂的添加比例是研磨液重量的0.5％至10％。

前述的硅片研磨表面粗糙度控制方法，其中非离子表面活性剂是聚氧乙烯系非离子表面活性剂、多元醇酯类非离子表面活性剂和高分子及元素有机系非离子表面活性剂中的一种或几种组合。

前述的硅片研磨表面粗糙度控制方法，其中研磨工序前增加使用活性剂浸润研磨盘步骤是将活性剂喷淋在研磨盘上，浸润数分钟。

前述的硅片研磨表面粗糙度控制方法，其中研磨工序完成后增加水磨步骤是用去离子水代替研磨液研磨数分钟，再停机。

本发明硅片研磨表面粗糙度控制方法的有益效果，其通过改变研磨工艺条件及改进研磨液性能，达到减小硅片表面粗糙度，使硅片具有较好研磨表面的功效，该方法加工工艺简单，操作方便，满足环保要求，生产成本较低。

具体实施方式

本发明硅片研磨表面粗糙度控制方法，包括在研磨机研磨盘其间设置的承载载具上放置硅片，向研磨盘和硅片间加注研磨液，启动研磨机，通过研磨液和磨盘的共同作用，对硅片进行磨削；其中，所述研磨液中添加活性剂；所述研磨工序前增加使用活性剂浸润研磨盘步骤，研磨工序完成后增加水磨步骤。