[发明专利]硅片表面机械抛光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械抛光技术领域，特别是一种硅片表面机械抛光的方法。

背景技术

金属硅又称结晶硅或工业硅，是很好的半导体，大量应用于电子工业生产中，硅片是大规模集成电路的基础，一般集成电路的基底都是用硅半导体，由于半导体的特性，在硅片中掺入不同的物质可以呈现不同的导电性能。

在中国，目前各半导体生产厂商在制备硅片过程中通常使用的是硅片双面研磨法，但是通过研磨法制备的硅片具有硅片表面粗糙度高、硅片表面有较大残余应力、加工效率等特点。而为了获得表面平坦，加工变形层小且没擦痕的硅体表面，需要对硅体表面进行表面抛光处理，而硅片的抛光处理主要有机械抛光、电解抛光和化学抛光等方法，现有技术中的常用的电解抛光和化学抛光技术具有所需时间较长，成本较高，硅片表面的抛光效果不佳等缺陷。故如何获取一种简易方便，效果良好，具有高效率的硅片表面抛光技术一直是硅片生产制备领域的一个难题。

发明内容

为了解决上述技术中存在的缺陷，本发明提出一种简易方便，高效，抛光效果良好的硅片表面的机械抛光的方法。

本发明的技术方案如下：硅片表面机械抛光的方法，步骤如下：

（1）将硅片试样先用酸性清洗液进行清洗，然后碱性清洗液进行清洗，然后再用酸性清洗液进行清洗，晾干；

（2）将步骤（1）所获得的硅片进行电火花削磨加工，时间为30-60分钟，然后将所获得的硅片表面用超声波研磨机进行抛光处理，超声波研磨机的转速为35000-40000转/分钟；

（3）将步骤（2）所获得的硅片用型号为400目，600目，800目，1000目，1200目的砂纸中的一种进行抛光处理，时间为20-40分钟；

（4）将步骤（3）所获得硅片先用抛光布轮进行抛光处理，然后用金刚石研磨膏进行抛光处理，步骤（4）的时间为30分钟。

优选的，步骤（1）中的酸性清洗液为盐酸和过氧化氢按质量比5:1或4:1配比而成。由于过氧化氢只能在酸性清洗液中使用，故将它和盐酸混合，上述的质量比可以配置出最佳的酸性清洗液，酸性清洗液的强氧化性可以使得硅片表面的有机物污垢分解而去除。

优选的，步骤（1）中的碱性清洗液为水、过氧化氢、氢氧化氨的质量比以5:2:1或7：2：1配比而成。过氧化氢和氢氧化铵的的络合作用，使得许多金属离子形成稳定的可溶性络合物而溶于水，可以清除硅片表面的很多微量金属元素。

优选的，所述的步骤（2）中的超声波研磨机的转速为40000转/分钟。超声波研磨机的抛光处理为粗抛，粗抛工艺中的转速对于获取平滑的硅片表面会有很大的影响，优选的转速可以使得粗抛效果达到最佳。

优选的，步骤（3）中的砂纸的型号为800目，1000目，1200目中的一种。砂纸抛光为半精抛，半精抛所需要的技术精细度要求更高，选择合适的砂纸的信号对于精抛效果至关重要。砂纸型号越大，砂纸越细，砂纸型号越小。砂纸越粗。目前国内砂纸的信号为几百到几千不等，本优选的砂纸型号可以使得半精抛的效果达到更好。更优选的，步骤（3）中的砂纸的型号为1200目。

优选的，所述的步骤（4）中的抛光布轮为3英寸，50层的抛光布轮。步骤（4）的抛光为精抛，也是机械抛光中最重要的步骤。以抛光布轮和金刚石研磨膏来组合抛光将会使得抛光处理达到最佳。抛光布轮可以去除步骤（3）中的砂纸留下的磨痕，而研磨膏可以使得硅片表面更加光滑。

优选的，步骤（4）中的金刚石研磨膏为油溶性金刚石研磨膏。

本发明所提供的技术方案的有效效果在于：

第一、本技术方案所需的原材料和工艺成本较低，工艺流程精简，方法简单、工艺独特，工艺性好，可以满足对硅片抛光质量的需求，也有利于提高生产效率，降低生产和实现生产过程的自动化。

第二、本技术方案有效解决了长期以来现有技术中的硅片表面问题，可以有效解决硅片双面研磨后硅体表面的残留和缺陷，可以大大提高硅片的硅片质量。

第三、本技术方案用途广泛，可以满足大部分的现有技术生产中所应用的硅片的抛光处理。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

以ZP5A硅片作为硅片试样，首先用以盐酸和过氧化氢按质量比为5:1配比而成的酸性清洗液进行清洗5分钟，然后用以水、过氧化氢、氢氧化氨按质量比为5:2:1配比的碱性清洗液清洗10分钟，晾干。