一种改善硅抛光片边缘机械损伤的方法

技术领域

本公开涉及半导体材料加工技术领域，尤其涉及一种改善硅抛光片边缘机械损伤的方法。

背景技术

目前集成电路主流工艺线宽已经从90/65纳米时代进入28/14纳米时代。12英寸抛光片作为集成电路制造的主要材料，对硅片边缘的表面质量提出了更高的要求。硅单晶棒通过线切割成硅片后，为了避免在后续加工中出现崩边，需要进行倒角。目前的倒角工艺一般使用金刚石砂轮，采用粗倒+精倒工艺，倒角完成后进行双面研磨（lapping）、单面磨削、腐蚀、双面抛光，边缘抛光，精抛光。硅片采用目前的工艺加工后边缘表面会留下机械损伤，这种损伤在后续的边缘抛光也很难去除。如果硅片边缘表面残留机械损伤，一方面机械损伤区域存在凹凸的表面，里面藏的颗粒非常难清洗干净，这些颗粒会在后续的工艺里转移到硅片表面，影响电路的加工。另一方面，这种抛光片在外延工艺中容易产生位错等缺陷。因此，需要把硅片边缘表面残留机械损伤去除掉。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种改善硅抛光片边缘机械损伤的方法。

本公开提供了一种改善硅抛光片边缘机械损伤的方法，包括以下步骤：

S1、将硅片切片进行双面磨削；

S2、将双面磨削好的硅片用砂轮进行粗倒角；

S3、将粗倒角后的硅片进行精倒角；

S4、将精倒角后的硅片抛边；

S5、将抛边后的硅片依次进行单面磨削、碱腐蚀、双面抛光；

S6、用抛光布对硅片进行边缘抛光。

可选地，步骤S1中，硅片垂直放置，两个砂轮对称位于硅片两侧，硅片与砂轮沿相反方向旋转，并且砂轮沿轴向进给。

可选地，在步骤S1中，砂轮的转速范围是2000rpm-6000rpm，硅片的转速范围是0rpm-30rpm，砂轮的进给速度在减薄过程中逐渐降低。

可选地，在步骤S2中，粗倒角的去除量为700μm。

可选地，在步骤S2中进行粗倒角，在砂轮粗倒角沟槽中镀有800-1000目的金刚石砂粒。

可选地，在步骤S3中，精倒角的去除量为300μm。

可选地，在步骤S3中进行精倒角，在砂轮精倒角沟槽中镀有1500-3000目的金刚石砂粒。

可选地，在步骤S4中，抛边去除量为5-20μm。

可选地，在步骤S6中进行边缘抛光，抛光布的材料为聚氨酯。

可选地，抛光布和硅片的旋转方向相反，抛光布的转速范围为100rpm-300rpm。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

在本公开中，硅片切割后首先进行双面磨削，在双面磨削过程中硅片边缘跟保持环接触较少，对硅片边缘损伤较小。然后依次对边缘进行粗倒角和精倒角后用树脂砂轮进行抛边，将大部分倒角损伤消除，经过后续用抛光布进行边缘抛光，边缘损伤全部去除，实现制造边缘无机械损伤的抛光片。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述一种改善硅抛光片边缘机械损伤的方法工艺流程；

图2为本公开实施例所述硅片边缘形状示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本公开提供了一种改善硅抛光片边缘机械损伤的方法，包括以下步骤：

S1、将硅片切片进行双面磨削。

在步骤S1中，硅片垂直放置，并且硅片被放置在保持环之中，通过定位片带动硅片旋转，两个砂轮对称位于硅片两侧，硅片与砂轮沿相反方向旋转，并且砂轮沿轴向进给。

此外，在步骤S1中，砂轮的转速范围是2000rpm-6000rpm，硅片的转速范围是0rpm-30rpm，砂轮的进给速度在减薄过程中逐渐降低，并且呈阶梯式递减方式。

S2、将双面磨削好的硅片用砂轮进行粗倒角。

在步骤S2中进行粗倒角，砂轮外周上设有8个沟槽，其中3个是粗倒角沟槽，另外5个是精倒角沟槽。砂轮粗倒角沟槽中镀有800-1000目的金刚石砂粒，使用粗倒角沟槽进行粗倒。

进一步地，粗倒角的去除量为700μm。

S3、将粗倒角后的硅片进行精倒角。

在步骤S3中进行精倒角，在砂轮精倒角沟槽中镀有1500-3000目的金刚石砂粒，使用精倒角沟槽进行精倒。

进一步地，精倒角的去除量为300μm。粗倒角和精倒角的去除量之和为1000μm。

S4、将精倒角后的硅片抛边。

在步骤S4中，使用树脂砂轮，并使用造形轮在树脂砂轮上开设用于抛边的沟槽，然后使用抛边沟槽对硅片边缘进行抛边，抛边去除量为5-20μm。

S5、将抛边后的硅片依次进行单面磨削、碱腐蚀、双面抛光。

S6、用抛光布对硅片进行边缘抛光。

具体的，进行边缘抛光时，抛光布的材料为聚氨酯。

抛光布和硅片的旋转方向相反，抛光布的转速范围为100rpm-300rpm。在本实施例中，可以选择150rpm。

在本公开中，硅片切割后首先进行双面磨削，在双面磨削过程中硅片边缘跟保持环接触较少，对硅片边缘损伤较小。然后依次对边缘进行粗倒角和精倒角后用树脂砂轮进行抛边，将大部分倒角损伤消除，经过后续用抛光布进行边缘抛光，边缘损伤全部去除。

实施例1

通过本公开的实施方式，将60片切片在KOYO磨削机进行双面磨削对硅片表面减薄，其中硅片转速在10rpm，左右两个砂轮的转速在3000rpm，砂轮给进速度在减薄过程中呈阶梯递减的方式。硅片双面磨削完成后，在倒角机上进行倒角加工磨削硅片边缘，先用800目金刚石沟槽粗倒，去除量700微米，再用1500目金刚石沟槽精倒，去除量300微米。然后用树脂砂轮对硅片边缘进行抛边，去除量10微米。然后将硅片进行单面磨削、碱腐蚀、双面抛光等表面加工。并将硅片在边缘抛光机上进行边缘抛光，加工参数设置为：硅片转速12rpm，抛光布转速150rpm。硅片边缘抛光完成后，进行精抛加工，并进行清洗，清洗完成后用OPTIMA检查硅片边缘表面状况，检查结果显示，采用本公开工艺加工的60片抛光片边缘表面完好，没有损伤。

对比例1

将60片同一批次硅片切片在倒角机上进行倒角加工磨削硅片边缘，先用800目金刚石沟槽粗倒，去除量700微米，然后用1500目金刚石沟槽精倒，去除量300微米。倒角完成后，将硅片用双面研磨机对硅片表面进行减薄，加工参数设置为：上下盘15rpm，内齿圈18rpm，外齿圈9rpm。然后将硅片进行单面磨削、碱腐蚀、双面抛光等表面加工。并将硅片在边缘抛光机上进行边缘抛光，加工参数设置为：硅片转速12rpm，抛光布转速150rpm。硅片边缘抛光完成后，进行精抛加工，并进行清洗，清洗完成后用OPTIMA检查硅片边缘表面状况，检查结果显示，采用传统工艺加工的60片抛光片边缘表面都有损伤。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。