单晶硅片液体抛光方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102092002A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102092002A(43)申请公布日2011.06.15(21)申请号201010579591.4(22)申请日2010.12.09(71)申请人郭兵健地址313000浙江省湖州市长兴县经济开发区县前街1299号长兴众电子有限公司(72)发明人郭兵健(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113代理人马强(51)Int.Cl.B24B37/04(2006.01)H01L21/304(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称单晶硅片液体抛光方法(57)摘要一种单晶硅片液体抛光方法，包括改性金刚石磨料的制备和磨削液的制备；抛光方法是，将干燥后的硅片平置吸附在真空吸盘上，调节吸盘高度，使吸盘上硅片距离涡轮顶端的距离为3-4厘米，使硅片处于磨削液液面以下2-3厘米；开启涡轮电机和吸盘电机，进行液体抛光，磨削加工1小时后，卸掉吸盘中的真空取下硅片，将单晶硅片清洗干燥后真空封装，完成单晶硅片抛光加工。该方法利用高速运动的磨削液中的金刚石磨料对单晶硅片进行磨削抛光。单晶硅片的表面仅存在细小的磨料划痕，单晶硅片应力层厚度可控制在5nm以下。CN1029ACCNN110209200202092008A权利要求书1/1页1.一种单晶硅片液体抛光方法，其特征是，该方法包括：a.制备改性金刚石磨料：将粒径为5μm-20μm的金刚石磨料浸泡于无水乙醇溶液中，用超声波清洗0.8小时-1.2小时，再将磨料滤出后在70℃-90℃烘箱中干燥1.8小时-2.2小时；干燥后的金刚石磨料浸渍于体积比为1∶4.5-5.5的KH550硅烷偶联剂与无水乙醇混合液中，密闭加热至55℃-65℃，保温0.8小时-1.2小时；然后用滤纸滤出金刚石磨料，在140℃-160℃烘箱中干燥1.8小时-2.2小时，获得改性金刚石磨料；b.制备磨削液：将所述改性金刚石磨料与固相含量为4.5％-5.5％的硅溶胶按质量比1∶98-102的比例混合，在转速为900r/分-1100r/分的条件下，搅拌混合0.8小时-1.2小时，获得磨削液；c.单晶硅液体抛光方法：将干燥后的硅片平置吸附在真空吸盘上，真空吸盘下方设有涡轮；调节吸盘高度，使吸盘上硅片距离涡轮顶端的距离为3厘米-4厘米，并使硅片处于磨削液液面以下2厘米-3厘米；开启涡轮电机和吸盘电机，涡轮转速为1.8万转/分钟-2.2万转/分钟，吸盘转速为1800转/分钟-2000转/分钟，吸盘旋转方向与涡轮旋转方向相反，对硅片进行液体磨削抛光；该抛光进行0.8小时-1.2小时；然后，卸掉吸盘中的真空，取下单晶硅片，将该单晶硅片浸泡于无水乙醇溶液中用超声波清洗0.8小时-1.2小时，再将硅片在室温下干燥5小时-7小时，即完成抛光加工。2CCNN110209200202092008A说明书1/3页单晶硅片液体抛光方法技术领域[0001]本发明涉及一种单晶硅片两端面低应力液体抛光技术，采用该工艺对精磨后的单晶硅片进行液体抛光，可以获得高光洁度低残余应力的单晶硅加工面。背景技术[0002]目前，单晶硅片的表面抛光主要采用化学机械抛光法，基本原理是将待抛光工件在一定的压力下及有抛光液(由超细SiO2磨粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液)存在的情况下，相对于一个抛光垫作旋转运动，借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用，完成对工件表面的材料去除，获得光洁表面。使用该加工方法，要获得品质好的抛光片，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡。如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用，则会在抛光片表面产生腐蚀坑、桔皮状波纹；反之，机械抛光作用大于化学腐蚀作用则表面产生高损伤层，磨削加工工艺复杂。同时，由于磨削液中含有大量的强氧化物和电解质，对晶片表面有一定的污染作用，需要增加清洁工艺，磨削液对环境也有一定的污染。发明内容[0003]本发明解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出一种单晶硅片液体抛光方法，所使用的抛光液为无机溶胶，无毒无害对环境无任何污染；该方法加工的单晶硅表面的粗糙度Ra≤1nm～2nm；单晶硅表面平整度≤0.1μm/(300～400)mm；变质层厚度≤10nm，可实现对单晶硅片的低应力磨削加工。[0004]该工艺以加入了一定量的金刚石微粉的硅溶胶为磨削液，将待加工硅片浸入磨削液中，在高速涡轮的带动下磨削液相对硅片做高速运动，磨削液中的金刚石磨料在液力带动下对单晶硅片表面进行低应力磨削(参见图1)。[0005]本发明的技术方案是，所述单晶硅片液体抛光方法包括：[0006]a.制备改性金刚石磨料：将金刚石磨料(粒径5-20μm)浸泡于无水乙醇溶液中，用超声波清洗0.8小时-1.2小时，再将磨料滤出