專利名稱：一種液體拋光單晶硅片的方法
技術領域：
本發明涉及單晶硅片的生產方法，尤其涉及一種通過液體拋光獲得高潔凈表面的單晶硅片的方法。
背景技術：
目前，單晶硅片的表面拋光主要采用化學機械拋光法，基本原理是將待拋光工件在一定的壓力下及有拋光液(由超細SiO2磨粒、化學氧化劑和液體介質組成的混合液)存在的情況下，相對于一個拋光墊作旋轉運動，借助于磨粒的機械磨削及化學氧化劑的腐蝕作用，完成對工件表面的材料去除，獲得光潔表面。使用該加工方法，要獲得品質好的拋光片，必須使拋光過程中的化學腐蝕作用與機械磨削作用達到一種平衡如果化學腐蝕作用大于機械拋光作用，則會在拋光片表面產生腐蝕坑，桔皮狀波紋；反之，機械拋光作用大于化學 腐蝕作用則表面產生高損傷層，對晶片表面有一定的污染作用，需要增加清潔工藝，磨削液對環境也有一定的污染。
發明內容
發明目的為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種液體拋光單晶硅片的方法，使用無機溶膠作為拋光液，降低產品表面的粗糙度，提高產品表面的平整度。技術方案為解決上述技術問題，本發明采樣的技術方案為
一種液體拋光單晶硅片的方法，包括如下步驟
(1)將粒徑為5μ m-15 μ m的金剛石磨料浸泡于無水乙醇溶液中，通過超聲波清洗該金剛石磨料I. O h -I. 5 h ;
(2)將清洗后的金剛石磨料濾出，并置于70°C_90°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(3)將干燥后的金剛石磨料浸潰于KH550硅烷偶聯劑與無水乙醇的體積比為I:
4.5-1:5. 5的混合液中，密閉加熱至55°C _65°C，保溫I. O h -I. 5 h ;
(4)使用濾紙濾出金剛石磨料，置于140°C_160°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(5)將金剛石磨料與固相含量為4.5%-5. 5%的硅溶膠按質量比為1:98-1:100的比例混合，在轉速為100r/min-110r/min的條件下,攪拌混合I. O h -I. 5h,獲得磨削液；
(6)將干燥后的單晶硅片水平置于磨削液內，單晶硅片的上方和下方設有渦輪，調節單晶硅片的高度及磨削液量，使單晶硅片的上表面與位于其上方的渦輪底部距離為3cm-3. 5cm,單晶娃片的下表面與位于其下方的潤輪頂部距離也為3cm_3· 5cm,且單晶娃片的上表面與磨削液的液面距離為2. 5cm-3cm ；
(7)同時啟動兩個渦輪電機，設定其工作時間為lh-1.5h，轉速為20000r/min-22000r/min,兩個潤輪的旋轉方向相同；
(8)取出單晶硅片，置于無水乙醇中，使用超聲波清洗lh-1.5h ；
(9)將單晶硅片置于室溫下干燥5h-8h，完成拋光。上述方法尤其適合尺寸為8英寸的單晶硅片。
上述方法中，采用混合了細粒度金剛石磨料的硅溶膠作為液體磨削介質，在高速轉動的渦輪帶動下，磨削液相對于單晶硅片加工表面做高速運動，磨削液中的金剛石液力推動下對單晶硅片產生一定碰撞和刮擦作用，實現對單晶硅片得低應力磨削。有益效果本發明提供的液體拋光單晶硅片的方法，能夠獲得高潔凈表面的單晶硅片，使單晶硅片的表面僅存在細小的磨料劃痕，不會像化學機械拋光法加工的硅片那樣留下腐蝕坑，同時液體拋光后單晶硅片應力層厚度可控制在5nm以下，尤其適合8英寸單晶娃片的拋光。
具體實施例方式下面結合實例對本發明作更進一步的說明。一種液體拋光8英寸單晶硅片的方法，包括如下步驟 (1)將粒徑為5μ m-15 μ m的金剛石磨料浸泡于無水乙醇溶液中，通過超聲波清洗該金剛石磨料I. O h -I. 5 h ;
(2)將清洗后的金剛石磨料濾出，并置于70°C_90°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(3)將干燥后的金剛石磨料浸潰于KH550硅烷偶聯劑與無水乙醇的體積比為I:4. 5-1:5. 5的混合液中，密閉加熱至55°C _65°C，保溫I. O h -I. 5 h ;
(4)使用濾紙濾出金剛石磨料，置于140°C_160°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ;
(5)將金剛石磨料與固相含量為4.5%-5. 5%的硅溶膠按質量比為1:98-1:100的比例混合，在轉速為100r/min-110r/min的條件下,攪拌混合I. O h -I. 5h,獲得磨削液；
(6)將干燥后的單晶硅片水平置于磨削液內，單晶硅片的上方和下方設有渦輪，調節單晶硅片的高度及磨削液量，使單晶硅片的上表面與位于其上方的渦輪底部距離為3cm-3. 5cm,單晶娃片的下表面與位于其下方的潤輪頂部距離也為3cm_3· 5cm,且單晶娃片的上表面與磨削液的液面距離為2. 5cm-3cm ；
(7)同時啟動兩個渦輪電機，設定其工作時間為lh-1.5h，轉速為20000r/min-22000r/min,兩個潤輪的旋轉方向相同；
(8)取出單晶硅片，置于無水乙醇中，使用超聲波清洗lh-1.5h ；
(9)將單晶硅片置于室溫下干燥5h-8h，完成拋光；
(10)真空封裝獲得的單晶硅片。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種液體拋光單晶硅片的方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (1)將粒徑為5μ m-15 μ m的金剛石磨料浸泡于無水乙醇溶液中，通過超聲波清洗該金剛石磨料I. O h -I. 5 h ; (2)將清洗后的金剛石磨料濾出，并置于70°C_90°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ; (3)將干燥后的金剛石磨料浸潰于KH550硅烷偶聯劑與無水乙醇的體積比為I:.4. 5-1:5. 5的混合液中，密閉加熱至55°C _65°C，保溫I. O h -I. 5 h ; (4)使用濾紙濾出金剛石磨料，置于140°C_160°C的烘箱中干燥2 h -2. 2 h ; (5)將金剛石磨料與固相含量為4.5%-5. 5%的硅溶膠按質量比為1:98-1:100的比例混合，在轉速為100r/min-110r/min的條件下,攪拌混合I. O h -I. 5h,獲得磨削液； (6)將干燥后的單晶硅片水平置于磨削液內，單晶硅片的上方和下方設有渦輪，調節單晶硅片的高度及磨削液量，使單晶硅片的上表面與位于其上方的渦輪底部距離為.3cm-3. 5cm,單晶娃片的下表面與位于其下方的潤輪頂部距離也為3cm_3· 5cm,且單晶娃片的上表面與磨削液的液面距離為2. 5cm-3cm ； (7)同時啟動兩個渦輪電機，設定其工作時間為lh-1.5h，轉速為20000r/min-22000r/min,兩個潤輪的旋轉方向相同； (8)取出單晶硅片，置于無水乙醇中，使用超聲波清洗lh-1.5h ； (9)將單晶硅片置于室溫下干燥5h-8h，完成拋光。
2.根據權利要求I所述的液體拋光單晶硅片的方法，其特征在于所拋光的單晶硅片為8英寸單晶娃片。
全文摘要
本發明公開了一種液體拋光單晶硅片的方法，采用混合了細粒度金剛石磨料的硅溶膠作為液體磨削介質，在高速轉動的渦輪帶動下，磨削液相對于單晶硅片加工表面做高速運動，磨削液中的金剛石液力推動下對單晶硅片產生一定碰撞和刮擦作用，實現對單晶硅片得低應力磨削。本發明提供的液體拋光單晶硅片的方法，使單晶硅片的表面僅存在細小的磨料劃痕，不會像化學機械拋光法加工的硅片那樣留下腐蝕坑，同時液體拋光后單晶硅片應力層厚度可控制在5nm以下。
文檔編號C09G1/02GK102837227SQ20111017338
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月26日 優先權日2011年6月26日
發明者倪云達, 葛正芳, 胡宏珊 申請人:江蘇順大半導體發展有限公司