一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法与流程

本发明涉及半导体硅单晶衬底双面抛光片的抛光工艺，特别涉及一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法。主要应用于功率器件、集成电路等。

背景技术：

1、随着集成电路制造技术的不断发展，各器件公司对用作集成电路衬底的超薄双抛硅片的正反表面状态、平坦度的要求越来越高。

2、常规双抛片产品的背面存在的背面压伤、蜡残留、以及去除量不足等问题，均是由蜡抛光加工过程中产生的不良问题。此类异常的存在，导致后续器件厂家在对产品进行深加工时，容易出现长硅渣，电阻率异常等现象。对此，越来越多的器件公司对双抛硅片的正反表面状态、粗糙度卡控标准趋于一致。

3、常见双面抛光方法有两种，一种是采用专用的双面抛光机一次性完成抛光加工，一种是采用单面抛光机，先抛光其中一面，再抛光另外一面。现有双面抛光机台受加工产品厚度要求（厚度t≥400μm），导致超薄双面抛光产品只能使用单抛机台进行加工。单面抛光机台采用有蜡贴片的单面抛光技术，加工过程中产品依靠蜡膜作为介质将硅片背面紧紧地粘贴在陶瓷盘上，然后通过抛光机台的3个粗抛机台（粗一机台、粗二机台、粗三机台）、中抛机台、精抛机台进行抛光加工。单面抛光机台加工双抛片时存在背面压伤、蜡残留异常。常规双抛片背面客户要求不严格，背面去除量在3-5μm，因去除量不足导致背面强光灯下可见小亮点、背面压伤、以及蜡残留问题。随着客户对背面抛光面面状态要求的提高，双抛硅片正反面状态要求一致，导致单抛机加工双面抛光的良率直线下降。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的问题，本发明在于改善双面抛光产品背面压伤，解决蜡残留问题，同时又要确保加工的双面抛光硅片几何参数能力要求，特别提供一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法。本抛光方法主要应用于改善半导体抛光硅片中的超薄厚度双抛硅片正反两面同样粗糙度、面状态，解决双抛片背面压伤及蜡残留问题，同时提高双面抛光片的几何参数水平，以满足客户双抛硅片的几何能力需求。

2、本发明采取的技术方案是：一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法是：使用spm-23五联机系列有蜡抛光机对双抛硅片进行三次抛光，三次抛光包括如下步骤：

3、a、第一次抛光

4、a1、第一次抛光为双抛硅片正面抛光，首先对抛光前的双抛硅片进行厚度分选、分档，确保双抛硅片按厚度大小分档，便于抛光加工按厚度从大到小顺序上载。

5、a2、贴片机使用黄蜡，双抛硅片贴片滴蜡量为1±0.2ml/片，甩蜡转速为2500±50rpm，贴片机大气囊压力为15kpa。

6、a3、采用spm-23五联机系列有蜡抛光机依次进行粗一抛光加工、粗二抛光加工、粗三抛光加工、中抛抛光加工、精抛抛光加工，抛光机台转速：粗一、粗二、粗三的抛光机台大盘转速均为25±5rpm，中心导轮转速为55±5rpm；中抛、精抛的抛光机台大盘转速为20±5rpm，抛光头转速为20±5rpm；抛光头压力：粗一、粗二、粗三的抛光头压力根据设备状态和双抛硅片加工时的taper值在0-350kpa之间进行调节，中抛的抛光头压力为100kpa，精抛的抛光头压力为50kpa；粗一抛光、粗二抛光、粗三抛光的粗抛液流量为10±1l/min，中抛抛光液流量为10±1l/min，精抛抛光液流量为1.5±0.2l/min；抛光时间：粗一、粗二、粗三抛光加工时间均为8—10min，中抛为8min,精抛为8min。

7、b、第二次抛光

8、b1、第二次抛光为双抛硅片反面抛光，确保反面抛光去除量，得到同双抛硅片正面抛光一致的面状态及粗糙度。

9、b2、贴片机使用黄蜡，双抛硅片贴片滴蜡量为1±0.2ml/片，甩蜡转速为2500±50rpm，贴片机大气囊压力为15kpa。

10、b3、采用spm-23五联机系列有蜡抛光机依次进行粗一抛光加工、粗二抛光加工、粗三抛光加工、中抛抛光加工、精抛抛光加工，抛光机台转速：粗一、粗二、粗三的抛光机台大盘转速均为25±5rpm，中心导轮转速为55±5rpm；中抛、精抛的抛光机台大盘转速为20±5rpm，抛光头转速为20±5rpm；粗一、粗二、粗三的抛光头压力根据设备状态和双抛硅片加工时的taper值在0-350kpa之间进行调节，中抛的抛光头压力为100kpa，精抛的抛光头压力为50kpa；粗一、粗二、粗三的粗抛光液流量为10±1l/min，中抛抛光液流量为10±1l/min，精抛抛光液流量为1.5±0.2l/min；抛光时间：粗一、粗二、粗三抛光加工时间均为8—10min，中抛为8min,精抛为8min。

11、c、对第二次抛光后的双抛硅片进行清洗，然后使用napson几何测试机台对清洗后的双抛硅片进行ttv测试，根据测试数据进行分档。

12、d、第三次抛光

13、d1、第三次抛光为双抛硅片再一次正面抛光，对正面napson几何测试机器手印记进行去除修复。

14、d2、贴片机使用高粘度绿蜡，双抛硅片贴片滴蜡量为1.4±0.2ml/片，甩蜡转速为1500±50rpm，贴片机大气囊压力为12kpa。

15、d3、将贴完绿蜡的双抛硅片经过烤蜡膜烘箱，温度为240℃。

16、d4、采用spm-23五联机系列有蜡抛光机依次进行粗三抛光、中抛抛光、精抛抛光，抛光机台转速：粗三的抛光机台大盘转速为25±5rpm、中心导轮转速为55±5rpm，中抛、精抛的抛光机台大盘转速为20±5rpm、抛光头转速20±5rpm；粗三抛光液流量为10±1l/min，中抛抛光液流量为10±1l/min，精抛抛光液流量为1.5±0.2l/min；粗三抛机台抛光头压力为0kpa，中抛机台抛光头压力为50kpa，精抛机台抛光头压力为50kpa；抛光时间：粗三抛光加工时间为1.5min，中抛为8min,精抛为8min。

17、d5、最后隔片下载，防止双抛硅片蹭伤。

18、本发明有益效果是：本发明利用有蜡单面抛光机，通过优化抛光工艺，由两次抛光变为三次抛光，并优化有蜡抛光机的贴片技术，提供了一种新的有蜡贴片工艺、抛光工艺，从而制备出双抛硅片正反两面同样粗糙度、面状态一致的产品，从而解决了双抛片背面压伤及蜡残留问题，达到薄片产品ttv≤3μm的要求，同时满足加工产品几何能力达到国际、国内领先水平，得到有市场竞争力的超薄双抛硅片（t≤250μm），获得的双面硅片目检一次合格率可以稳定达到95％以上；同时解决了超薄双抛硅片几何能力差问题，使自动加工双抛硅片的难度降低，提高了双抛硅片的质量，提高了双抛硅片产品的良率。

1.一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法，其特征在于：所述抛光方法是：使用spm-23五联机系列有蜡抛光机对双抛硅片进行三次抛光，三次抛光包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法，其特征在于：所述a1步骤中，对抛光前双抛硅片进行分选厚度为280±5μm；并按照1μm进行分档。

3.根据权利要求1所述的一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法，其特征在于：在所述a2、b2步骤中，黄蜡在测试温度22℃时的粘度为5±2mpa·s。

4.根据权利要求1所述的一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法，其特征在于：在所述c步骤中，对清洗后的双抛硅片根据测试数据按照0-3μm、3-4μm、＞4μm进行分档。

5.根据权利要求1所述的一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法，其特征在于：在所述d2步骤中，绿蜡在测试温度22℃时的粘度为15±2 mpa·s。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种改善超薄双抛硅片背面压伤及平整度的抛光方法，其特征在于：所述双抛硅片的总厚度偏差 ttv：≤3μm；平整度 tir：≤1.5 μm；局部平整度stir(15*15mm)：≤1.2 μm。