[发明专利]一种半导体硅片研磨液稳定性控制方法

说明书

本发明提供了一种半导体硅片研磨液稳定性控制方法，其特征在于，混合磨砂由ɑ‑Al₂O₃、ZrO₂和SiO₂三种磨粒组成，成分范围为：ɑ‑Al₂O₃：50‑90wt%，ZrO₂：5‑45wt%，SiO₂：余量，且小于10%，三种磨粒为球形和不规则形状，研磨液由磨砂、悬浮剂、防锈剂和工业用超纯水组成，研磨液比重为1.175 g/cm3。在研磨过程中，当研磨液的比重降低为1.05 g/cm3时，加入磨砂、悬浮剂、防锈剂和工业用超纯水，调整比重达到1.175 g/cm3再继续使用。本发明通过控制磨粒的材质、配比、制备方法、形状；研磨液配制方法和使用方法，达到研磨液性能稳定，加工出性能优异的高质量硅片。

技术领域

本发明涉及一种半导体单晶硅片加工制造技术领域，具体为硅片研磨工艺中所用研磨液的稳定性控制方法。

背景技术

在半导体单晶硅片制造工艺中，在晶锭切片之后进行表面研磨加工，其主要目的是为了去除在线切割工序中硅片表面产生的切痕、机械应力损伤层，使硅片厚度更加均匀一致，消除多线切割工序中硅片产生的BOW和WARP，获得厚度均匀一致，表面平坦度高的单晶硅片。硅片平坦度、BOW和WARP在研磨工序过后最好，因此研磨工序是保持硅片质量最关键的工序。而在这一工序中，研磨液的质量是保证研磨质量的核心技术之一。

一般地，研磨液由磨砂、表面活性剂和水等组成，其中起研磨作用的主要是磨砂（或称磨粒）。磨粒的种类、添加量、粒度、形状等各项参数将影响研磨的效率与硅片的品质。在现有技术中，研磨液中的粉体磨粒大多由普通物理破碎方法获得，磨粒为带棱角的多角形不规则形状，随着研磨的进行，磨粒的棱角将被逐渐磨损，其几何形状将随着磨损的发生虽然越来越趋近于等径形颗粒，但仍有非常大的不确定性。在这一过程中，初始时由于磨粒的棱角较多，磨粒的磨削力最大；但是随着研磨的进行，磨粒的棱角降低，磨粒的磨削力不规则降低，造成研磨液在研磨后期研磨性能逐渐弱化，甚至达不到研磨效果，使研磨难以控制，研磨出的硅片质量不稳定。且磨粒尖锐锋利的棱角可能造成硅片表面划伤，直接影响硅片良品率。在研磨过程中，不规则的磨粒被磨损后其形状也千差万别，对硅片产生不可预见的影响，而这些影响要在后续的加工中才能逐步体现出来，并且这些损伤难以补救。

发明内容

本发明针对现有技术中研磨液性能不稳定，随着研磨的进行而逐步改变，对硅片产生不可预见损伤的问题，提供一种半导体硅片研磨液稳定性控制方法。通过控制磨粒的材质、配比、制备方法、粒度、形状；研磨液配制方法和使用方法，达到研磨液性能稳定，加工出的硅片性能优异。本发明提供的一种半导体硅片研磨液稳定性控制方法，通过以下技术方案实现：

本发明的特征在于，混合磨砂由ɑ-Al₂O₃、ZrO₂和SiO₂三种磨粒组成，成分范围为：

ɑ-Al₂O₃：50-90 wt%，ZrO₂：5-45 wt%，SiO₂：余量，且小于10%，三种磨粒为球形和不规则形状。研磨液由磨砂、悬浮剂、防锈剂和工业用超纯水组成，研磨液比重为1.175 g/cm³。在研磨过程中，当研磨液的比重降低为1.05 g/cm³时，加入磨砂、悬浮剂、防锈剂和工业用超纯水，调整比重达到1.175 g/cm³再继续使用。

本发明专利ɑ-Al₂O₃、ZrO₂和SiO₂三种球形磨粒，其特征在于：磨粒的粒径D₅₀=7.5µm，并且大于10.0µm的磨粒和小于5.0µm的磨粒都滤除。