CN112454017A - 硅片抛光方法和硅片抛光设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硅片抛光方法，包括：步骤1：在第一预设抛光条件下，通过研磨液对硅片的边缘进行抛光；步骤2：在第二预设抛光条件下，通过具有预设含量的高分子聚合物的表面活化剂对硅片的边缘进行抛光，以减小硅片的边缘的粗糙度。本发明还涉及一种硅片抛光设备。通过包含有高分子聚合物的表面活化剂的使用，减小硅片边缘的粗糙度，提升硅片边缘部分的平坦度并防止颗粒物粘附在硅片边缘表面上，且还可防止硅片边缘被金属污染。
Description
技术领域
本发明涉及硅片产品制作技术领域，尤其涉及一种硅片抛光方法和硅片抛光设备。
背景技术
硅片在完成边缘抛光后，进行下一加工工序以及检测工序前，因加工顺序或其他因素导致产品在等待区等待时，因产品是放置在开放式片盒(Open Cassette)中保存等待，硅片边缘容易粘附颗粒物。且在放置保存状态下，硅片在开放式片盒中竖向放置，因此更易受到环境影响，导致边缘部分容易粘附颗粒物并且容易受到金属污染。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种硅片抛光方法和硅片抛光设备，解决硅片抛光后，硅片边缘粗糙度仍然较大而导致的容易粘附颗粒物的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种硅片抛光方法，包括：
步骤1：在第一预设抛光条件下，通过研磨液对硅片的边缘进行抛光；
步骤2：在第二预设抛光条件下，通过研磨组合物对硅片的边缘进行抛光，以减小硅片的边缘的粗糙度；
其中，所述研磨组合物包括非离子型表面活化剂，所述非离子型表面活化剂包括高分子聚合物，且所述研磨组合物的PH值位于4～5之间。
可选的，所述研磨组合物包括盐酸或氢氟酸。
可选的，所述第一预设抛光条件包括：研磨液的供给速度为：1～5L/min，对硅片进行边缘抛光的抛光头的转速为100～500rpm，抛光时间为小于1min。
可选的，所述第二抛光条件与所述第一抛光条件相同。
可选的，在步骤1之前还包括：
步骤01：在第三预设抛光条件下对硅片进行凹槽抛光加工。
可选的，所述第三预设抛光条件包括：研磨液的供给速度为：1～5L/min，对硅片进行凹槽抛光的抛光头的转速为500～800rpm，抛光时间为20～60sec，抛光角度为30～60度。
可选的，所述高分子聚合物的分子量大于200k，所述高分子聚合物的含量为0.1～1％。
本发明实施例还提供一种抛光设备，应用于上述的硅片抛光方法，包括凹槽抛光单元和边缘抛光单元；
所述凹槽抛光单元包括能够承载硅片的第一抛光盘和设置于所述第一抛光盘一侧的第一抛光头；
所述边缘抛光单元包括：能够承载硅片的第二抛光盘和设置于所述第二抛光盘周向的第二抛光头。
本发明的有益效果是：通过包含有高分子聚合物的表面活化剂的使用，减小硅片边缘的粗糙度，提升硅片边缘部分的平坦度并防止颗粒物粘附在硅片边缘表面上，且还可防止硅片边缘被金属污染。
附图说明
图1表示本发明实施例中硅片抛光方法流程示意图；
图2表示本发明实施例中硅片设备部分结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
硅片在进行边缘抛光后，其边缘的粗糙度虽然优于Grinding(研磨)前的表面状态且为镜面状态，但这种边缘表面的粗糙度要比于硅片面中心区域的粗糙度更大，因此仍然容易粘附颗粒物。
如图1所示，本实施例提供一种硅片抛光方法，包括：
步骤1：在第一预设抛光条件下，通过研磨液对硅片的边缘进行抛光；
步骤2：在第二预设抛光条件下，通过研磨组合物对硅片的边缘进行抛光，以减小硅片的边缘的粗糙度；
其中，所述研磨组合物包括非离子型表面活化剂，所述非离子型表面活化剂包括高分子聚合物，且所述研磨组合物的PH值位于4～5之间。
相关技术中，在使用研磨液对硅片进行边缘抛光后，即通过本实施例中的步骤1后，就会进入下一加工工序(例如检测工序)，因抛光时采用的研磨液的主要成分为二氧化硅粒子，使用研磨液抛光后，硅片的表面依然较为粗糙，尤其是硅片的边缘，容易粘附颗粒物，本实施例中，在使用研磨液对硅片的边缘进行加工后，再使用包含有预设含量的高分子聚合物的表面活性剂进行收尾，即在常规的边缘抛光工序的基础上增加所述步骤2，通过使用Polymer(高分子聚合物)含量较高的表面活性剂对硅片再次进行加工，可使硅片边缘表面上形成Polymer镀层，减小硅片边缘的粗糙度，从而达到提升硅片边缘部分的平坦度，并防止颗粒物粘附在硅片边缘表面上，且还可防止硅片边缘受到金属污染。
本实施例中，在步骤1中对硅片的边缘进行抛光采用的研磨液是碱性(一般PH值在10～11.5之间)，而在步骤2中采用的所述研磨组合物的PH值位于4～5之间，即所述研磨组合物呈酸性，这样可以中和经过步骤1抛光之后残留于硅片上的碱性研磨液，防止研磨液残留导致硅片边缘部分被过度刻蚀，且通过研磨组合物对硅片的边缘进行抛光，将硅片残留的碱性研磨液中和的同时，在硅片表面形成保护膜(即Polymer镀层)，提升硅片边缘粗糙度并防止颗粒及金属污染。
需要说明的是，本实施例中的非离子型表面活性剂，其中包含的高分子聚合物主要为PVA(Polyvinyl alcohol，聚乙烯醇)，其分子量为200k以上，所述高分子聚合物的含量为0.1～1％，在通过研磨液对硅片进行边缘抛光加工后，采用具有预设含量的高分子聚合物的表面活化剂对硅片的边缘再次进行抛光，可使硅片边缘表面上形成Polymer镀层，减小硅片边缘的粗糙度，防止并改善经研磨液抛光后残留的二氧化硅和颗粒物、导致的颗粒问题以及金属问题，并且非离子型表面活性剂是中性的，相对于酸性的或碱性的物质，不会刺激到硅片表面。
本实施例中示例性的，所述第一预设抛光条件包括：研磨液的供给速度为：1～5L/min，对硅片进行边缘抛光的的转速为100～500rpm，抛光时间小于1min。
本实施例中示例性的，所述第二抛光条件与所述第一抛光条件相同。
本实施例中示例性的，在步骤1之前还包括：
步骤01：在第三预设抛光条件下对硅片进行凹槽抛光加工。
硅片边缘抛光工艺分为凹槽抛光单元(Notch Polishing Unit)(即进行本实施例中的步骤01的抛光)和圆边抛光单元(Round Polishing Unit)(即进行本实施例中步骤1中的抛光)，加工时使用研磨垫(Pad)以及研磨液(Slurry)进行抛光加工。加工顺序如下：将装载有硅片的产品片盒(Cassette)上料(Loading)到上料区(Loader)后，每一片硅片会通过机械手臂传送至对位单元，依次进行对位后，再将其传送至凹槽抛光单元，凹槽抛光单元分为2个Stage，依次对硅片进行加工，凹槽抛光单元的工序完成后通过传送机械手臂将硅片传送至圆边抛光单元，圆边抛光单元也分为2个Stage，硅片在2个Stage上依次进行加工，圆边抛光单元工序完成后，硅片按照Loading顺序卸载至下料(Unloader)片盒中，上述凹槽抛光和圆边抛光均属常规抛光工艺，在此不再赘述。
本实施例中示例性的，所述第三预设抛光条件包括：研磨液的供给速度为：1～5L/min，对硅片进行凹槽抛光的抛光头的转速为500～800rpm，抛光时间为20～60sec(秒)，抛光角度为30～60度。
本发明实施例还提供一种抛光设备，应用于上述的硅片抛光方法，包括凹槽抛光单元和边缘抛光单元；
所述凹槽抛光单元包括能够承载硅片的第一抛光盘和设置于所述第一抛光盘一侧的第一抛光头；
所述边缘抛光单元包括：能够承载硅片的第二抛光盘和设置于所述第二抛光盘周向的第二抛光头1。
所述凹槽抛光单元可以复用为所述边缘抛光单元，在对硅片进行凹槽抛光或进行边缘抛光时，调整相应的抛光头的抛光参数(例如抛光角度)即可。
参考图2，所述第二抛光头包括第一子抛光头1、第二子抛光头2和第三子抛光头3，所述第一子抛光头1和所述第二子抛光头2位于所述第三子抛光头3相对的两侧，所述第一子抛光头1对硅片的上边缘进行抛光，所述第二子抛光头2对硅片的下边缘进行抛光，所述第三子抛光头3对硅片的正边缘进行抛光，在抛光时，硅片10承载于抛光盘4上，研磨液以大约1～5L/min的速度进行供给，抛光盘4以5～30rpm的转速逆时针转动,对硅片进行边缘抛光的抛光头(即第二抛光头)以100～500rpm速度沿所述抛光盘4的周向逆时针旋转，研磨持续时间约小于一分钟。研磨液以自由落体的方式滴在旋转的硅片10表面中央进行供给，随着硅片10旋转会导致研磨液飞散并流向硅片10的边缘，使其使用在研磨中。并且，所述抛光头(即所述第二抛光头)的抛光面上粘贴的研磨垫与承载于抛光盘4上旋转的硅片10的边缘会产生摩擦，从而进行硅片10的边缘研磨。
所述第一子抛光头1的数量可以设置为多个，所述第二子抛光头2的数量可以设置为多个，所述第三子抛光头3的数量可以设置为多个，第一子抛光头1、第二子抛光头2和第三子抛光头3的设置数量均可以根据实际需要设定。
所述抛光设备还包括研磨液提供单元和研磨组合物提供单元，所述研磨液提供单元包括研磨液储存结构和研磨液下料结构，所述研磨液下料结构包括第一锥形部，所述第一锥形部的出口设置有阀门，用于使得研磨液按照预设速度滴落于硅片表面，所述研磨组合物提供单元包括研磨组合物储存结构和研磨组合物下料结构，所述研磨组合物下料结构包括第二锥形部，所述第二锥形部的出口设置有阀门，用于使得研磨组合物滴落于硅片表面。
以上所述为本发明较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。
Claims (8)
1.一种硅片抛光方法，其特征在于，包括：
步骤1：在第一预设抛光条件下，通过研磨液对硅片的边缘进行抛光；
步骤2：在第二预设抛光条件下，通过研磨组合物对硅片的边缘进行抛光，以减小硅片的边缘的粗糙度；
其中，所述研磨组合物包括非离子型表面活化剂，所述非离子型表面活性剂包括高分子聚合物，且所述研磨组合物的PH值位于4～5之间。
2.根据权利要求1所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述研磨组合物包括盐酸或氢氟酸。
3.根据权利要求1所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述第一预设抛光条件包括：研磨液的供给速度为：1～5L/min，对硅片的边缘进行抛光的抛光头的转速为100～500rpm，抛光时间为小于1min。
4.根据权利要求3所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述第二抛光条件与所述第一抛光条件相同。
5.根据权利要求1所述的硅片抛光方法，其特征在于，在步骤1之前还包括：
步骤01：在第三预设抛光条件下对硅片进行凹槽抛光加工。
6.根据权利要求5所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述第三预设抛光条件包括：研磨液的供给速度为：1～5L/min，对硅片进行凹槽抛光的抛光头的转速为500～800rpm，抛光时间为20～60sec，抛光角度为30～60度。
7.根据权利要求1所述的硅片抛光方法，其特征在于，所述高分子聚合物的分子量大于200k，所述高分子聚合物的含量为0.1～1％。
8.一种抛光设备，应用于权利要求1-7任一项所述的硅片抛光方法，其特征在于，包括凹槽抛光单元和边缘抛光单元；
所述凹槽抛光单元包括能够承载硅片的第一抛光盘和设置于所述第一抛光盘一侧的第一抛光头；
所述边缘抛光单元包括：能够承载硅片的第二抛光盘和设置于所述第二抛光盘周向的第二抛光头。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210309 |
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