矽片的拋光方法
2023-05-03 04:09:06 1
專利名稱：矽片的拋光方法
矽片的拋光方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造領域，尤其涉及一種矽片的拋光方法。背景技術：
傳統的矽片拋光工藝主要是進行化學機械拋光(Chemical Mechanical Planarization, CMP)，就是在磨片減薄後對矽片進行一個減應力腐蝕，然後就進行化學機械拋光。減應力腐蝕採用鹼性或酸性的化學試劑對矽片進行雙面腐蝕，腐蝕去除量只有3-5 微米。也就是說，待拋光面通過化學腐蝕只去除1. 5-2. 5微米(雙面腐蝕去除量的一半)。 磨片減薄後剩餘20-30微米的拋光去除量大部分靠拋光機的化學機械拋光完成。然而，使用這種傳統的拋光工藝拋光後的矽片厚度均勻性較差。
發明內容基於此，有必要提供一種厚度均勻性較好的矽片的拋光方法。一種矽片的拋光方法，包括下列步驟提供經過磨片處理後的矽片；在所述矽片的一面貼上保護膜；將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕；將保護膜去除，進行化學機械拋光；其中，化學腐蝕去除的矽片厚度佔化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度的45% 55%。優選的，所述化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度為25微米，所述化學腐蝕去除的矽片厚度為12 13微米。優選的，所述將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕的步驟是將所述貼有保護膜的矽片裝入花籃後，將花籃置於腐蝕液中進行化學腐蝕，腐蝕液為酸性腐蝕液。優選的，所述腐蝕液為硝酸、氫氟酸和冰乙酸的混合溶液，腐蝕溫度為18 22攝
氏度ο優選的，所述腐蝕液的體積配比為濃度69% 71%的硝酸濃度40%的氫氟酸濃度99. 8%的冰乙酸=5 1 2，腐蝕溫度為20攝氏度。優選的，還包括用廢片試腐蝕以計算將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕的步驟中的腐蝕時間的步驟。優選的，還包括取一片矽片測量化學腐蝕去除的矽片厚度，以修正下一批矽片的腐蝕時間的步驟。上述矽片的拋光方法，因為化學腐蝕去除的矽片厚度佔化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度的45% 55%，化學機械拋光只佔總去除厚度的一半，且化學腐蝕後有了一個較為光滑的表面，所以由拋光機進行的化學機械拋光時間相對於傳統技術大大縮短。矽片厚度均勻性受拋光機拋光過程中各種因素的影響就小，均勻性就好，且提高了拋光機的生產效率。
圖1是一實施例中矽片的拋光方法的流程圖。具體實施方式
為使本發明的目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。拋光機的拋光過程受機器狀態、拋光溫度、壓力、拋光液流量、拋光液質量、拋盤平整度、拋光布質量等諸多因素的影響，矽片在拋光機上呆的時間越長，厚度均勻性受上述因素的影響就越大，均勻性就越差。圖1是一實施例中矽片的拋光方法的流程圖，包括下列步驟S11，提供經過磨片處理後的矽片。在本實施例中，矽片經過磨片後給拋光預留25 微米的總去除厚度。磨片後無需進行傳統技術中的減應力腐蝕(一種雙面腐蝕)。S13，在矽片的一面貼上保護膜。保護膜貼於矽片無需拋光的一面。在本實施例中， 保護膜採用藍膜(一種有粘性的特種塑料膜)。S15，將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕。在本實施例中，在可控溫的石英缸中配好腐蝕液。本實施例採用酸性腐蝕液，成分及配比為硝酸(濃度 69% -71% )氫氟酸(濃度40% )冰乙酸(濃度99. 8% )=5:1:2或6: 1:2 或5 2 2(體積比)，設置腐蝕溫度18-22°C，優選為20°C。將貼有藍膜的矽片裝入腐蝕用的花籃(cassette)中，並置於腐蝕液內，啟動計時器，進行化學腐蝕(化學拋光)。整個腐蝕過程中來回晃動花籃，讓矽片的待拋光面均勻接觸腐蝕液，使待拋光面腐蝕均勻，腐蝕時間到即取出衝水並甩幹。在此過程中，磨片後給拋光留的25微米的去除厚度由腐蝕去掉45% 55%，即只剩下12-13微米給拋光機進行化學機械拋光。為了解決提出的技術問題，需要儘量縮短拋光機的拋光時間，以提高矽片厚度的均勻性和產能，所以腐蝕後給拋光機留的去除厚度要儘量少。但實驗證明拋光機去除厚度太少，又會出現磨片工序時留下的磨紋拋不乾淨，影響矽片表面質量的情況。經過反覆實驗，腐蝕後給拋光機留12-13微米的去除厚度最為合適。S17，將保護膜去除，進行化學機械拋光。將甩幹後矽片的藍膜撕去，然後在拋光機上進行化學機械拋光。上述矽片的拋光方法，拋光工藝包括化學腐蝕+化學機械拋光(CMP)。因為化學腐蝕去除的矽片厚度佔化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度的45% 55%，化學機械拋光只佔總去除厚度的一半。且由於化學腐蝕的厚度均勻性只受腐蝕液混合是否充分和反應時腐蝕液的溫度變化是否均勻的影響，化學腐蝕後會有一個較為光滑的表面。因此，由拋光機進行的化學機械拋光時間相對於傳統技術大大縮短。矽片厚度均勻性受拋光機拋光過程中各種因素的影響就小，均勻性就好，且提高了拋光機的生產效率。在優選的實施例中，步驟S15中的腐蝕時間可以通過採用廢片進行試腐蝕來估算。試腐蝕時先用測量工具(例如千分表)測量出腐蝕前矽片帶膜的厚度，腐蝕後再重測一次厚度，用厚度差除以時間就可簡單得出腐蝕液這次的腐蝕速率，通過計算就可以知道要腐蝕目標厚度(12-13微米)所需要的時間。再用廢片按計算出的時間來試腐蝕驗證一下就能得到一個較準確的時間了。需要指出的是，一缸腐蝕液會用於多批矽片的腐蝕，腐蝕液濃度會隨使用次數而下降，因此需要多次試腐蝕得出不同使用次數下的腐蝕時間(可以根據曲線來推算未進行試腐蝕驗證的腐蝕液使用次數對應的腐蝕時間)。步驟S15後還可以於腐蝕好的這批矽片中取一片測量出實際腐蝕厚度，根據實際腐蝕厚度修正下一批矽片的腐蝕時間。上述矽片的拋光方法相對於背景技術中的傳統工藝，厚度均勻性能夠改善1 2 微米(即同片厚度極差能縮小1 2微米)。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種矽片的拋光方法，包括下列步驟提供經過磨片處理後的矽片；在所述矽片的一面貼上保護膜；將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕；將保護膜去除，進行化學機械拋光；其中，化學腐蝕去除的矽片厚度佔化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度的45% 55%。
2.根據權利要求1所述的矽片的拋光方法，其特徵在於，所述化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度為25微米，所述化學腐蝕去除的矽片厚度為12 13微米。
3.根據權利要求1所述的矽片的拋光方法，其特徵在於，所述將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕的步驟是將所述貼有保護膜的矽片裝入花籃後，將花籃置於腐蝕液中進行化學腐蝕，腐蝕液為酸性腐蝕液。
4.根據權利要求3所述的矽片的拋光方法，其特徵在於，所述腐蝕液為硝酸、氫氟酸和冰乙酸的混合溶液，腐蝕溫度為18 22攝氏度。
5.根據權利要求4所述的矽片的拋光方法，其特徵在於，所述腐蝕液的體積配比為濃度69% 71%的硝酸濃度40%的氫氟酸濃度99. 8%的冰乙酸=5 1 2，腐蝕溫度為20攝氏度。
6.根據權利要求1所述的矽片的拋光方法，其特徵在於，還包括用廢片試腐蝕以計算將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕的步驟中的腐蝕時間的步驟。
7.根據權利要求6所述的矽片的拋光方法，其特徵在於，還包括取一片矽片測量化學腐蝕去除的矽片厚度，以修正下一批矽片的腐蝕時間的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種矽片的拋光方法，包括下列步驟提供經過磨片處理後的矽片；在所述矽片的一面貼上保護膜；將貼有保護膜的矽片置於腐蝕液中，進行化學腐蝕；將保護膜去除，進行化學機械拋光；其中，化學腐蝕去除的矽片厚度佔化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度的45％～55％。本發明化學腐蝕去除的矽片厚度佔化學腐蝕和化學機械拋光去除的矽片總厚度的45％～55％，化學機械拋光只佔總去除厚度的一半，且化學腐蝕後有了一個較為光滑的表面，所以由拋光機進行的化學機械拋光時間相對於傳統技術大大縮短。矽片厚度均勻性受拋光機拋光過程中各種因素的影響就小，均勻性就好，且提高了拋光機的生產效率。
文檔編號B24B37/04GK102423872SQ201110403658
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者胡新東 申請人:深圳深愛半導體股份有限公司