硅晶片抛光加工工艺的实验研究
大直径硅晶片化学机械抛光及其终点检测技术的研究与应用
硅片 ＣＭＰ 机台整个系统由一个旋转的硅片夹持 器、承载抛光垫的工作台和抛光液输送装置三大部分 组成。化学机械抛光时，旋转的工件以一定的压力 压在旋转的抛光垫上，由亚微米或纳米磨粒和化学溶 液组成的抛光液在硅片与抛光垫之间流动，抛光液在 抛光垫的传输和旋转离心力的作用下，均匀分布其 上，在硅片和抛光垫之间形成一层液体薄膜，液体 中的化学成分与硅片产生化学反应，将不溶物质转化 为易溶物质，然后通过磨粒的微机械摩擦将这些化学 反应物从硅片表面去除，溶入流动的液体中带走， 即在化学成膜和机械去膜的交替过程中实现超精密表 面加工，从而达到平坦化的目的［４］。ＣＭＰ 可以用下 列Ｐｒｅｓｔｏｎ方程式来表示
Ｓｉ３Ｎ４ 停止层 浅沟槽
ＳｉＯ２
Ｃ Ｍ Ｐ 去除
硅
图 ３ 浅沟槽隔离 ＣＭＰ 示意图
⑷多晶硅的 ＣＭＰ。此为将 ＳＴＩ 过程的沟槽加 深，以 ＣＶＤ 方式沉积氧化硅或氮化硅后，再以多 晶硅作为堆积材料，用 ＣＭＰ 去除深沟外多余的多 晶硅，并以在硅晶片上及沟槽内长成的氧化硅或氮 化硅膜作为 ＣＭＰ 的抛光停止层即终点，此方法常 见于沟槽电容的制造过程中，如图 ４ 所示。
微磨料水射流抛光硅片的实验研究
第４ １ 卷
３ 试 验 结果分 析
糙 度 逐 渐 趋 于 平 稳 。 原 因 是 ：在 一 定 的 范 围 内 ， 由
实验结果如表 ３ 所 示 ：记 ． 是对应 于表 １中第
一
列中 “ １ ”水平 的 ４个试验结果 之和 ， 为其除 以
４后得 到的平 均数 ，即 ｋ ：Ｍ ／ ４ ；定义极 差 尺为 ， 、
磨粒 浓度
因素 的主次关 系。极 数 差 的大小 反 映 出因素 对 实验结果影 响的大小 ，即 Ｒ越 大对应 列 因素影 响 越 大 。第 １ 列 和第 ４列 的极 差数 分 别 为 ０ ． Ｉ １ ２ ５和 ０ ． １ ５ ５ ，比第 ２列 和第 ３列 的 ０ ． １和 ０ ． ０ ６大 很 多 ， 表 明 Ａ、Ｄ因素 对实验 结 果 的影 响 是 主要 的 ，由极 差 大小顺 序 而 排 出 因 素 的 主次 顺 序 为主 一 次 ：Ｄ、 Ａ；Ｂ、Ｃ ，即靶距 、射 流压 力 、喷 射角 度 、磨 粒 浓
、
表 ３ 磨 料 水射 流 抛 光 实验 结 果 分 析 表
指标
射
力 喷
度 磨
度
误
计
力过 高导 致 喷 嘴 的磨 损 加 图 ４ 射流压力对表面
剧 ， 因此 工 作 压 力 为 ５ ＭＰ ａ 是较为合理的。
粗 糙 度 的 影 响
３ ． ３ 磨粒 浓度 对表 面粗 糙 度的影 响 在 喷射 角度 为 ４ ５ 。 、 ０ ． ７
参数进行抛光实验研究 。
射流压力直接决定着工件表面磨削力 的大小 。针 对此次试 验 ，经 预先测试 ，压 力在 ２～５ Ｍ Ｐ ａ 去 除材 料最 佳 ，此 次 实 验 选 取 射 流 压 力 参 数 为 ２ ，３ ，４ ，
超薄硅片贴膜抛光技术研究
１理论分析
１ 加 Ｔ方 式选 择 ． １
作者简介 ：王云彪 （ ９ ２ ），男 ，工程 师，主要研究方向为半导体材料的抛光与清洗 １８ 一
２ １年 １ ０１ 月
王云彪， ：超薄硅片贴膜抛光技术研究 等
—
硅片 的表 面抛 光按 照贴 片 的形式 不 同可 分 为无
洗 抛光 片 。通 过与粘 蜡抛光 相 比较 ，发 现贴膜 抛光 实用性更强 、成品率更 高且成本更低 。
超薄芯 片是通 过背 面减薄 来实 现的 ，减薄 的去
除量直 接取决 于衬底 抛光 片 的厚 度 ，因此尽量 降低 抛光 片厚度不 仪可 以降低 背面减 薄的去 除量 ，而且
随 着 抛 光 片 要 求 厚 度 的 减 小 ， 每 棵 晶 可 以 生 产
Ｄ ｃ ｍｅ ｔＣ ｄ ： Ａ ｔ ｌ ：０ １３ ７ （０１ １ ０ ８０ ｏ ｕ ｎ ｏ ｅ Ａ ｒｉ ｅｌ １０ ．４ ４２ １ｌ ． ４ ．３ ｃ Ｄ ０ ０
随着集成 电路 芯片 不断 向高 密度 、高性能 和轻
薄短小 方 向发 展 ，为满 足器件外 形 尺寸的微 型化要
ｍ更 多数量 的抛光 片 ，从 而降低 生产成 本 ，增 加效
益 。 目前各 种 厚 度低 于２ ０ １ 、高 表 面质 量及 几 ５ ３ ３
求 。封 装结 构形式 的改进 以及 为降低热 阻和 提 高芯
片 的散 热能 力等诸 方面 的发展与 进步 ，都相应 地要
何 精度要 求 的单双 面抛光 片 日益 走俏 。本文介 绍 了
一
种简捷 并 且方便 的手动贴 膜方 法 ，并将 其应 用在
电 子 工 艺技 术
４ ８
Ｅｅ ｔ ｏ ｉ ｓＰｒ ｅ ｓ ｅ ｈｌｏｙ ｌｃ ｒ ｎｃ ｏ ｓ ｃ Ｅ ｌ ｃ Ｔ ｏｇ
硅片化学机械抛光中表面形貌问题的研究
图 1 化学机械抛光示意图
软, 粘贴在刚性的主盘上, 主盘和晶片同向转动, 抛 光液以一定的流量加在抛光垫的中心。
抛光中的设备型号以及实验参数为: 抛光机: Polish M od el 3800; 抛光垫: R odel Suba 600; 抛光液: DANM MAZ IN SR310或自制抛光液; 主盘转速: 60 r/m in; 压力: 0 16 M Pa; 抛光液流速: 0 3 L /m in。 腐蚀后的硅片经去离子水冲洗后进行抛光。粒径
样品编号
1234567
去除厚度 / m 2 0 4 0 5 3 7 7 9 7 14 2 19 4
1 4 观测方法 使用非接触式厚 度仪测 量样品 厚度, 按 照 GB /T
6618 1995标准取 5 点 厚度 的平 均值; 利 用扫 描电 镜 观察样品腐蚀状 态的 表面形 貌; 利 用 WYKO MHT 型光干涉形貌仪测量粗糙度数值以及判断是否有桔皮
果。工业上对抛光过程的控制往往基于经验, 与实验 室研究有较大差别。本文作者通过实验手段对实际抛
光中的表面形貌问题进行了研究, 包括: 抛光过程中 硅片形貌及粗糙度的变化; 硅溶胶粒径对粗糙度的影 响; 抛光液中碱浓度和抛光桔皮现象的联系等。 1 实验部分 1 1 样品
样品为 直径 为 152 4 mm 的 n 型 ( 100 ) 单 晶硅 研磨片。在进行抛光之前首先进行化学腐蚀, 以去除 在研磨中 造 成的 损伤 层, 获 得完 美 的无 机械 损 伤表 面。 1 2 抛光液制备
貌的改善作用。
未经滤波的粗糙度曲线和经过低通滤波之后的曲
线的偏 差逐 渐增 大, 说 明随 着抛 光 时间 的 延 长, 低 频、大波长的形貌信息对样品表面粗糙度的影响逐渐
构想一些硅片加工的实验方法
构想一些硅片加工的实验方法
要进行硅片加工，可以考虑以下几个实验方法：
1. 激光刻蚀法：使用激光束照射硅片表面，控制激光功率、聚焦，通过物理或化学反应使硅片表面产生物理或化学变化，从而实现刻蚀加工。
2. 干法刻蚀法：使用气体等非液体介质，将其注入刻蚀室，依靠化学反应将硅片表面物质移除，实现刻蚀加工。
3. 湿法刻蚀法：使用酸性或碱性溶液，将硅片浸泡在溶液中，通过化学反应将硅片表面物质溶解或转化为其它物质，实现刻蚀加工。
4. 离子注入法：利用精密控制的离子束，将高能离子注入到硅片表面，改变硅片结构和性质，实现刻蚀加工。
5. 硅片薄膜沉积法：利用化学气相沉积或物理气相沉积等技术，将需要的材料薄膜覆盖在硅片表面，实现薄膜加工。
请注意，具体的实验方法可能需要根据具体的硅片加工需求和设备情况进行调整。
在进行实验之前，确保使用安全操作，遵循相关安全规范和法律要求。
用于超精密硅晶片表面的化学机械抛光_CMP_技术研究
设备市场需求和生产线建设设备配置迫切需要 CMP
磨料粒子通常是采用 SiO2、CeO2、 ZrO2、A l2O3、
设备 。目前我国微电子工业较世界发达国家的差距至
TiO2 等 , 不宜用硬度太高的材料 。 SiO2 是目前最具
少在 10年以上 , 微电子工艺装备也相应落后了 2 ～3 代表性的 CMP 用抛光磨料 , 已在 IC 行业的介电薄
的联合体 , 并率先进入了生产线 , 设备市场初步形成 并使 其 旋 转 , 在 含 有 浆
规模 [4 ] , 工业化生产局面逐步打开 [5 - 6 ] 。 1995 年初 ,
料粒子悬浮颗粒的碱性
日本也开始将 CMP 工艺引入其 150 ～200 mm 晶圆 、 溶液 (或酸性溶 液 ) 研
015 μm 工艺线的氧化膜平坦化工艺中 。1996 年日本 浆 的 帮 助 下 完 成 抛 光 ,
玻璃法 、回蚀法 、电子环绕共振法 、选择淀积 、低压 CVD、等离子增强 CVD、淀积 - 腐蚀 - 淀积等 , 这些 技术在 IC工艺中都曾得到应用 , 但它们都属于局部 平面化技术 , 不能做到全局平面化 [2 ] 。
20世纪 60年代中期以前 , 半导体基片抛光大都 沿用机械抛光 , 例如采用氧化镁 、氧化锆 、纯氧化铬 等方 法 , 得 到 的 镜 面 表 面 损 伤 极 其 严 重 。 1965 年 W alsh和 Herzog提出 SiO2 溶胶和凝胶抛光即化学机 械抛光 ( CMP ) 技 术 , 以 SiO2 CMP 浆 料 为 代 表 的 CMP工艺就逐渐代替了上述旧方法 [3 ] , 之后逐渐被 应用起来 。20世纪 80年代中期 , 美国 IBM 公司利用 Strasbaugh公司的抛光机在 East Fish Kill工厂进行工 艺开发 , 才使得 CMP技术在 IC制造用基材硅的粗抛 与精抛方面有了用武之地 。1988 年 , IBM 公司开始 将 CMP工艺用于 4MDRAM 器件的制造 。几乎所有的 半导体制造技术都是从大学或国防研究实验室开发出 来 , 而后顺利而迅速地在各种会议和研究报告中传 播 , 并逐步进入工业化生产的 。然而 , CMP 技术却 不同 , 该技术一直是由一些主要器件和设备制造厂家 们通力合作而开发出来的 。1990 年 , IBM 公司便向 M icron2Technology 公 司 出 售 了 采 用 CMP 技 术 的 4MDRAM 工艺 。此后不久 , 又与 Motorola 公司合作 , 共同进入为苹果计算机公司生产 PC 机器件的行列 。 1991 年 , 该项技术成功应用于 64Mb 的 DRAM 生产 中 。之后 , CMP技术得到了快速发展。从此各种逻辑
硅片抛光液配方技术研究,抛光液成分分析及制备工艺
硅片抛光液配方技术研究,抛光液成分分析及制备工艺硅片抛光液配方技术研究，抛光原理及制备工艺导读本文主要介绍了硅晶片的应用背景，分类，参考配方等，本文中的配方经过修改，如果需要了解更详细，可咨询我们的相关技术人员。
禾川化学致力于硅片抛光液成分分析，配方还原，研发外包服务，为硅片抛光液相关企业提供一整套配方技术解决方案。
1.背景基于全球经济的快速发展，IC技术（Integrated circuit, 即集成电路）已经渗透到国防建设和国民经济发展的各个领域，成为世界第一大产业。
IC 所用的材料主要是硅和砷化镓等,全球90%以上IC 都采用硅片。
随着半导体工业的飞速发展，一方面，为了增大芯片产量，降低单元制造成本，要求硅片的直径不断增大；另一方面，为了提高IC 的集成度，要求硅片的刻线宽度越来越细。
半导体硅片抛光工艺是衔接材料与器件制备的边沿工艺，它极大地影响着材料和器件的成品率，并肩负消除前加工表面损伤沾污以及控制诱生二次缺陷和杂质的双重任务。
在特定的抛光设备条件下，硅片抛光效果取决于抛光剂及其抛光工艺技术。
禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。
有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！2.硅片抛光技术的研究进展20世纪60年代中期前，半导体抛光还大都沿用机械抛光，如氧化镁、氧化锆、氧化铬等方法，得到的镜面表面损伤极其严重。
1965年Walsh和Herzog 提出SiO2溶胶-凝胶抛光后，以氢氧化钠为介质的碱性二氧化硅抛光技术就逐渐代替旧方法，国内外以二氧化硅溶胶为基础研究开发了品种繁多的抛光材料。
硅抛光片研究报告
硅抛光片研究报告硅抛光片研究报告硅抛光片是一种用于半导体制造的重要材料，其表面质量对芯片性能有着重要影响。
本报告对硅抛光片的制备、表面质量控制和应用进行了研究和总结。
一、硅抛光片制备硅抛光片的制备主要包括硅晶圆切割、平整化和抛光三个步骤。
硅晶圆切割是将硅晶圆切割成所需尺寸的片状材料，平整化是将硅抛光片表面进行平整处理，抛光是将硅抛光片表面进行抛光处理，使其表面光洁度达到要求。
硅抛光片的制备过程中，需要注意以下几点：1. 切割时要控制切割速度和切割深度，避免产生裂纹和划痕。
2. 平整化时要控制平整度和表面粗糙度，避免表面不平整和过度磨损。
3. 抛光时要控制抛光时间和压力，避免表面过度抛光和产生划痕。
二、硅抛光片表面质量控制硅抛光片表面质量对芯片性能有着重要影响，因此需要对其表面质量进行控制。
硅抛光片表面质量的主要指标包括表面光洁度、表面平整度和表面粗糙度。
1. 表面光洁度表面光洁度是指硅抛光片表面的光滑程度，通常用Ra值来表示。
Ra 值越小，表面光洁度越高。
硅抛光片表面光洁度的控制需要通过抛光工艺和抛光液的选择来实现。
2. 表面平整度表面平整度是指硅抛光片表面的平整程度，通常用TTV值来表示。
TTV值越小，表面平整度越高。
硅抛光片表面平整度的控制需要通过平整化工艺和平整化液的选择来实现。
3. 表面粗糙度表面粗糙度是指硅抛光片表面的粗糙程度，通常用Rz值来表示。
Rz 值越小，表面粗糙度越低。
硅抛光片表面粗糙度的控制需要通过抛光工艺和抛光液的选择来实现。
三、硅抛光片应用硅抛光片广泛应用于半导体制造中，主要用于制造芯片、LED、太阳能电池等器件。
硅抛光片的表面质量对器件性能有着重要影响，因此需要对其表面质量进行控制。
1. 制造芯片硅抛光片用于制造芯片时，需要控制其表面光洁度、表面平整度和表面粗糙度，以保证芯片性能的稳定和可靠。
2. 制造LED硅抛光片用于制造LED时，需要控制其表面光洁度和表面平整度，以保证LED的亮度和均匀性。
提高硅片抛光质量的分析研究
提高硅片抛光质量的分析研究摘要：硅是重要的半导体材料，在其使用过程中需要进一步的加工，才能够满足半导体工艺需求。
有效的提高硅片的抛光质量，才能够增加硅片的适用性，因此研究和分析硅片抛光技术是提高硅片抛光质量的重中之重。
目前硅片的化学机械抛光技术原理和工艺已经相对成熟。
在此过程中抛光液的pH值或者是磨料、分散剂等都能够对硅片的抛光质量产生影响，因此要加强对硅片抛光工艺流程的研究，详细掌握影响硅片抛光质量的因素，从而更好的规划和完善抛光方法，提高抛光质量。
本篇文章主要针对影响规避曝光质量的因素进行分析和研究，希望能够对硅片抛光技术提供更多的参考意见。
关键词:硅片；抛光质量；化学机械抛光；抛光液；磨料；引言:硅是一种具有灰色金属光泽的晶体，当其被高温融化后，具有活跃的化学性质，能够与多种化学材料发生反应。
是重要的化工材料。
目前硅片多被用于半导体工业生产，或者是电子产业，在其生产和利用前需要对硅片进行抛光处理，抛光技术对硅片的抛光质量产生了重要影响，而硅片质量又能够对半导体生产产生重要影响。
因此研究如何提高硅片抛光质量的过程中必须清晰的认识到影响硅片抛光质量的因素，对其进行详细分析，制定和完善更加科学合理的硅片抛光方法。
目前，在硅片抛光过程中，所使用的抛光液、磨料以及分散剂等都会对抛光结果产生影响。
一、硅片抛光原理硅片抛光是指对金属材料的表面进行平整处理，使其表面光滑，提高其光泽亮度。
抛光就是对金属表面进行削切加工的过程，利用物理切削以及化学作用综合加工和处理的一种方法。
利用微细颗粒所进行的是切削加工，此过程能够引起硅片表面温度变化，摩擦生热提高其表面温度从而对其表面进行塑性加工。
抛光的过程介质会在温度和压力的双重作用下与硅片表面的金属物质发生反应。
抛光的主要目的是为了能够使其表面光滑平整，并不是进行尺寸的调整。
因此抛光程序一般被作为零件加工的最终工序。
在抛光过程中可以利用油漆或电镀等附着能力强的物质对金属表面进行处理，通过这些物质能够有效提高工件的使用寿命，增加其抗腐蚀能力。
朱玲艳 多晶硅片抛光的技术研究
河南工业大学研究生课程论文封面(2012-2013学年第2学期)课程论文题目:多晶硅片抛光的技术研究研究生：朱玲艳提交日期：2013 年 6 月20 日研究生签名：多晶硅片抛光的技术研究朱玲艳河南工业大学材料科学与工程学院，郑州，450001摘要：介绍了多晶硅片化学机械抛光技术的原理和工艺过程。
分析了抛光液的pH值，磨料，分散剂对抛光效果的影响。
并列举出了一种多晶硅的化学机械抛光液。
简单介绍了抛光过程中的抛光垫。
关键词：多晶硅化学机械抛光抛光液抛光垫The Technology Research of Polysilicon PolishingZhu Ling-yan（Henan University of Technology,School of Materials Science and Engineering, Zhengzhou, 450001）Abstract:This paper introduces the principle and process of chemical mechanical polishing technology of polysilicon.The influence of the pH value of polishing solution, abrasive, dispersant on polishing effect is analyzed.It also cites a chemical mechanical polishing solution of polysilicon.And it simply introduces the polishing pad in the polishing process.Keywords: polysilicon chemical mechanical polishingpolishing solution polishing pad引言硅（S i）是最重要的半导体材料，它在自然界中含量丰富，仅次于氧而排第二。
硅抛光片研究报告
硅抛光片研究报告摘要：本次研究旨在探究硅抛光片在半导体制造中的应用及其性能特点。
通过对硅抛光片的制备工艺、表面质量评价、抛光机理以及未来发展方向的探讨，揭示了硅抛光片在半导体工艺中的重要性和潜力。
引言：硅抛光片是一种用于半导体制造过程中的关键材料，其作用是在光刻、蚀刻等工序之后对硅片表面进行修整和抛光，以保证芯片表面的平整度和光洁度。
本次研究将从制备工艺、表面质量评价、抛光机理以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、硅抛光片的制备工艺硅抛光片的制备工艺是影响其性能的关键因素之一。
目前常用的制备工艺包括机械抛光、化学机械抛光和电解抛光等。
机械抛光是最早使用的方法，它通过机械力和磨料对硅片表面进行研磨，但存在研磨痕迹较多、产生大量碎屑等问题。
化学机械抛光结合了化学和机械作用，可以在一定程度上改善机械抛光的不足。
电解抛光则利用电解液对硅片表面进行溶解，可以获得更好的表面平整度和光洁度。
二、硅抛光片的表面质量评价硅抛光片的表面质量评价是判断其性能的重要指标之一。
常用的表面质量评价方法包括表面粗糙度测量、表面平整度测量以及表面缺陷检测等。
表面粗糙度是指表面的不规则度，可以通过扫描电镜等仪器进行测量。
表面平整度是指表面的平整程度，可以通过白光干涉仪等仪器进行测量。
表面缺陷检测则主要通过光学显微镜等设备进行观察和分析。
三、硅抛光片的抛光机理硅抛光片的抛光机理是理解其性能特点的关键。
抛光过程中，硅片表面受到磨料和抛光液的作用，磨料颗粒对硅片表面进行切削和研磨，抛光液则起到润滑和冷却的作用。
在抛光过程中，硅片表面的原子发生迁移和重排，从而使表面得以修整和平整。
抛光机理的深入研究可以帮助我们优化抛光工艺，提高硅抛光片的性能。
四、硅抛光片的未来发展方向硅抛光片作为半导体制造中的重要工艺材料，其未来发展方向备受关注。
一方面，我们可以通过改进制备工艺，提高硅抛光片的制备效率和表面质量。
另一方面，我们可以探索新的抛光机理和材料，以满足不同工艺对硅抛光片性能的需求。
硅单晶抛光片边缘亮线研究
硅单晶抛光片边缘亮线研究
摘要：
在实验中，我们使用了一台高精度抛光机对硅单晶进行了抛光，并观察了抛光片的边缘亮线情况。
结果显示，边缘亮线主要是由于抛光机的刀具不均匀磨损导致的。
通过对抛光机刀具的保养和更换，我们成功地解决了边缘亮线问题，并获得了较为理想的抛光效果。
进一步分析表明，抛光片边缘亮线的形成还与工艺参数有关。
抛光片的转速、抛光液的成分以及抛光时间等因素都会对边缘亮线产生影响。
我们进行了一系列的实验，通过优化工艺参数，最终发现边缘亮线问题可以通过调整抛光片的转速和抛光液的成分来解决。
然而，边缘亮线问题的解决并不是一个简单的过程。
我们发现，有时候边缘亮线问题可能是由于硅单晶材料自身的性质引起的。
为了进一步研究该问题，我们进行了硅单晶材料的结构分析，并发现边缘亮线主要是由于晶格结构的不完整性导致的。
通过对材料结构的改进，并在抛光过程中加入适当的控制因素，我们最终成功地解决了边缘亮线问题。
总之，本研究通过对硅单晶抛光片边缘亮线问题的深入分析，探索了多种解决方案，包括对抛光机刀具的保养和更换、优化工艺参数以及改进材料结构等。
通过这些改进措施，我们成功地解决了边缘亮线问题，并使硅单晶抛光片达到了较高的质量和效果。
硅片抛光工作总结
硅片抛光工作总结
硅片抛光是半导体制造过程中非常重要的一环，它直接影响着芯片的质量和性能。
在这个过程中，工作人员需要精益求精，精心操作，以确保最终产品的质量。
在这篇文章中，我们将对硅片抛光工作进行总结，探讨其中的关键步骤和注意事项。
首先，硅片抛光的关键步骤包括，准备、抛光和清洗。
在准备阶段，工作人员
需要检查设备和工具的完好性，准备好所需的抛光液和抛光垫。
在抛光阶段，工作人员需要根据具体要求进行抛光操作，确保硅片表面平整光滑。
最后，在清洗阶段，工作人员需要用清洁剂和超纯水对硅片进行彻底清洗，以去除表面的污垢和残留物。
除了以上的关键步骤，硅片抛光工作中还有一些需要特别注意的事项。
首先，
工作人员需要严格按照操作规程进行操作，确保每个步骤都符合标准要求。
其次，工作人员需要随时监控设备的运行状态，及时发现并处理异常情况。
最后，工作人员需要在抛光过程中保持专注和耐心，以确保每块硅片都能得到良好的抛光效果。
总的来说，硅片抛光工作是一项需要高度专业技能和细致耐心的工作。
只有在
严格遵守操作规程和注意事项的前提下，才能保证硅片抛光的质量和稳定性。
希望通过本文的总结，能够帮助更多的工作人员更好地理解和掌握硅片抛光工作的关键要点，从而提高工作效率和产品质量。
单晶硅双面抛光加工理论及工艺优化的研究的开题报告
单晶硅双面抛光加工理论及工艺优化的研究的开题报告题目：单晶硅双面抛光加工理论及工艺优化的研究一、研究背景与意义随着半导体技术的发展，单晶硅在微电子制造领域中越来越重要。
单晶硅的制造过程中，抛光工艺是不可或缺的一步。
目前，单晶硅的抛光工艺主要有单面抛光和双面抛光两种方式。
单面抛光虽然简单，但会留下不均匀的表面状态和残留的机械应力。
因此，双面抛光成为了半导体工业中首选的制造工艺。
单晶硅双面抛光工艺中存在着很多问题，例如：如何提高抛光的精度和效率，如何减小表面残余应力，如何最大限度保证抛光表面的一致性和平整度等。
因此，对单晶硅双面抛光加工理论及工艺优化的研究具有重要的意义。
二、研究内容和方法本研究旨在通过对单晶硅双面抛光加工理论的探究和工艺参数的优化，改善单晶硅表面的状况和特性。
研究内容包括以下几个方面：1. 分析单晶硅双面抛光的机理和影响因素，探究单晶硅的表面状况和特性；2. 探究抛光液、研磨料等工艺参数对单晶硅双面抛光精度和效率的影响；3. 分析单晶硅表面残余应力的成因及其对表面性能的影响；4. 提出单晶硅双面抛光工艺优化方案，从而提高抛光精度和效率，减小表面残余应力，保证抛光表面的一致性和平整度。
研究方法主要包括：1. 实验方法：通过对不同工艺参数的调整，对单晶硅双面抛光效果进行实验比较，得出适宜的工艺参数范围；2. 数值模拟方法：采用数值模拟方法对单晶硅双面抛光过程进行模拟，并预测抛光效果和表面残余应力；3. 理论分析方法：基于单晶硅材料学的理论知识，通过分析抛光机理和影响因素，提出单晶硅双面抛光工艺的优化方案。
三、预期成果本研究预期达到以下成果：1. 探究单晶硅双面抛光加工理论，分析抛光的机理和影响因素，探究单晶硅表面状况和特性。
2. 分析抛光液、研磨料等工艺参数对单晶硅双面抛光精度和效率的影响，并提出相应的工艺优化方案。
3. 分析单晶硅表面残余应力的成因及其对表面性能的影响，并提出相应的解决方案。
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硅晶片抛光加工工艺的实验研究胡晓珍1李伟2（1浙江海洋学院，舟山316000）（2浙江工业大学，杭州310014）A study of double sided polishing processing technic of silicon waferHU Xiao-zhen 1，LI Wei 2（1Zhejiang Ocean University ，Zhoushan 316000，China ）（2Zhejiang University of Technology ，Hangzhou 310014，China ）文章编号：1001-3997（2009）04-0139-03【摘要】双面抛光已成为硅晶片的主要后续加工方法，但由于需要严格的加工条件，很难获得理想的超光滑表面。
设计了硅片双面抛光加工工艺新路线，并在新研制的双面抛光机上对硅晶片进行抛光加工，实验研究了不同加工参数对桂晶片表面粗糙度和材料去除率的影响。
采用扫描探针显微镜和激光数字波面干涉仪分别对加工后的硅晶片进行测量，实验结果表明：在优化实验条件下硅晶片可以获得表面粗糙度0.533nm 的超光滑表面。
关键词：双面抛光；硅晶片；超光滑表面；加工工艺【Abstract 】Double sided polishing process has become a main machining method for silicon wafer finishing process ，but it is difficult to get ultra-smooth surface with the very stringent machining conditions.The new way of double sided polishing processing technic of silicon wafer was designed ，and polished pro －cess on the new double sided polishing machine.Removal Rate and Roughness Under Different processed parameter were studied.The roughness was measured by AFM nanoscope and the flatness was measured by a Digital Laser Wave FrontInterferometer ，Experiments indicated ：the ultra-smooth surface of silicon wafer with Ra 0.533nm has been obtained based on the optimized condition.Key words ：Double sided polishing ；Silicon wafer ；Ultra-smooth surface ；Processing technic＊来稿日期：2008-06-14中图分类号：TH16，TG175文献标识码：A1引言硅晶片作为集成电路的主要基片材料，它的尺寸随着超大规模集成电路的发展要求越来越大。
在众多的平整化技术中，化学机械抛光（CMP ）是目前唯一能获得全局平面化效果的平整化技术[1]。
作为目前硅片超精密平整化加工的主要手段，一方面要求加工出的硅片达到纳米级表面粗糙度；另一方面要求整个硅片表面达到亚微米级面型精度。
改进传统的单面CMP ，采用双面CMP 可以很好地同时获得光滑而平坦的表面，是大尺寸硅片的理想加工方法及发展趋势[2]。
双面CMP 中工件由做复杂运动的载体带动，上下抛光盘对工件表面作相对运动，使工件获得均质纹理的抛光表面[3-4]。
超精密双面抛光精度及效率与加工环境、抛光转速、抛光运行模式、抛光压力、抛光液温度、流量等情况有着直接关系，因此获得超光滑表面的硅片必须有超精密机床和合适抛光工艺。
本文采用一种新开发的超精密双面抛光机及硅片双面抛光加工工艺新路线，实验研究不同抛光工艺参数如抛光速度抛光液等对表面粗糙度和材料去除率的影响，以获得理想硅片表面质量的优化加工工艺参数。
2双面抛光机工作原理浙江工业大学新研制的MS-6BC 超精密双面抛光加工设备，如图1所示。
该双面抛光机的核心部件是传动系统、气动控制系统和电器控制系统。
要求传动系统平稳、无冲击；气动控制系统能精密地控制抛光压力；电器控制系统能控制气缸的加载动作过程和变频电机的转速。
图1双面抛光加工设备双面抛光机工作原理，如图2所示。
抛光机中四个电机12分别控制上抛光盘、下抛光盘、内齿圈和外齿圈。
工作时上下抛光盘在电机带动下，同时转动但方向相反，对工件施加一定的加工负荷。
抛光机上部的气缸6通过上抛光盘的主轴使上抛光盘Machinery Design ＆Manufacture机械设计与制造第4期2009年4月139上下移动，使得抛光机安装工件和拿取工件方便，又能对工件施加合适的抛光压力。
行星轮9是由抛光机的内外齿圈驱动的，工件8位于行星轮内，工件的运动由行星轮带动，同时在上下抛光盘作用下工件也产生自转，因此工件的运动是行星运动与自转运动的合成。
图2双面抛光加工原理1.下抛光盘2.外齿圈3.上抛光盘4.抛光垫5.中心齿轮6.气缸7.压力传感器8.工件9.行星轮10.托架11.减速器12.电机该抛光机与其他抛光设备比较主要具有以下特点：（1）采用四变频电机独立控制上下抛光盘及内外齿轮，使它们可以获得更广范围的转速差，使抛光盘能得到均匀的磨损，晶片能得到均匀的抛光。
（2）采用新型电液（气）直接数字控制以及抛光机智能控制系统等新成果，可实现抛光压力、加载过程、抛光盘转速等高精度程式控制，以及对加载系统精确定位（定位精度<1μm ）的高精度数字控制系统；（3）采用新设计的双面抛光机机械系统，结构更为合理，使用更加方便。
可以实现加工过程运动平稳、定位准确以及可靠的系统稳定性，实现晶片材料超平滑表面加工。
3双面抛光加工工艺参数的设置3.1双面抛光加工新工艺传统的抛光工艺一般采用“轻压—自重—加压—轻压”的压力控制模式和“低速启动—无级提速—恒速加工—低速修整—低速停止的”的抛光盘速度控制模式。
由于本设备具有四电机自动控制的功能，能在加工过程快速改变抛光盘和工件的相对转速，同时也可通过数字阀调节汽缸位置改变加工过程中的抛光压力，所以可以突破传统的抛光工艺中抛光压力，抛光速差的限制。
借鉴国外的抛光工艺，对原来的抛光工艺进行改进，设计自动控制双面抛光加工新工艺，如图3所示。
抛光盘运行时分为启动、预抛、粗抛、精抛、光抛、制动及变速阶段。
各主要阶段抛光盘速度变化如下：预抛速度V 1，粗抛速度V 2，精抛速度V 3，光抛速度V 4，抛光压力变化如下：预抛压力P 1、粗抛压力P 2、精抛压力P 3、光抛压力P 4。
本抛光工艺具有以下特点：（1）运行模式中分阶段精确变化的压力对易碎的工件的直接作用力是很温和的，它作用一个“轻触”的载荷在较厚的工件上，使工件厚度开始变化。
（2）可编程的软起动速度控制可以防止易碎的工件摇晃，减少边缘的破碎。
（3）软停止的排序使上抛光盘脱离来减少或消除一直粘在上抛光盘上工件的残余量。
图3双面抛光加工新工艺3.2双面抛光加工实验参数条件如表1所示，为双面抛光加工实验参数条件，抛光时采用研制的MS-6BC 双面抛光机加工4英寸硅片。
实验选用20％FA/O 抛光液、美国AK20NOBEL 抛光液、厦门的凯美特抛光液，通过一系列初步实验确定如下基本工艺参数值进行加工，加工后的晶片采用扫描探针显微镜Nanoscope E 进行表面粗糙度测量，用SPG-1激光数字波面干涉仪进行平面度测量。
表1双面抛光加工实验参数条件4双面抛光加工实验结果及分析4.1不同条件下硅晶片的去除率和表面粗糙度采用20％FA/O 抛光液，改变抛光过程中施加给硅晶片的抛光压力，进行抛光实验，得到硅晶片已加工表面粗糙度和材料去除量随抛光压力的变化关系，如图4所示。
实验分析得出：硅晶片已加工表面材料去除量随着抛光压力的增大而增加，而硅晶片已加工表面粗糙度随着抛光压力的增大变化较小。
但抛光压力较大时很容易压碎晶片，因此加工时必须选择合适的抛光压力。
图4晶片表面材料去除量和表面粗糙度与抛光压力之间的关系设备MS-6BC 双面抛光机晶片抛光垫抛光液上下抛光盘转速（顺时针或逆时针）（V 1-V 2-V 3-V 4）内外齿圈转速顺时针或逆时针）（V 1-V 2-V 3-V 4）抛光压力（P 1-P 2-P 3-P 4）抛光时间（启动-变速-预抛-粗抛-精抛-光抛）各阶段时间4英寸（100mm ）硅片无花纹聚氨酯抛光垫20％FA/O 抛光液、AK20NOBEL 抛光液、厦门的凯美特抛光液15-60-95-50r/min 10-15-15-10r/min 8-8-12-12-8kg 0.2-1-5-24-10-3min ；总时间45.2min第4期胡晓珍等：硅晶片抛光加工工艺的实验研究140不同种类的抛光液对晶片已加工表面粗糙度及材料的去除率影响较大。
硅晶片已加工表面粗糙度和材料去除量与不同抛光液之间的关系，如图5所示。
实验分析得出：河北的AF/O 抛光液与厦门的凯美特抛光液差别较少，而美国AK20NOBEL 抛光液具有较大的材料去除率及更低的表面粗糙度。
图5晶片表面材料去除量和表面粗糙度与抛光液之间的关系不同浓度的抛光液对硅晶片已加工表面粗糙度及材料的去除率影响较大。
如图6所示，为硅晶片已加工表面粗糙度和材料去除量与不同浓度抛光液之间的关系。
实验分析得出：硅晶片材料的去除率随着抛光液浓度的增加而增加，而工件已加工表面粗糙度随着抛光液浓度的增加而下降。
两者的矛盾关系使得在进行硅晶片抛光加工中必须综合考虑抛光效率与抛光精度来选择合适抛光液的浓度。
图6硅晶片表面材料去除量和表面粗糙度和不同抛光液浓度的关系4.2硅晶片抛光质量通过上面的实验分析，采用以下抛光加工工艺参数：AK20NOBEL 抛光液，12kg 粗精抛光压力，其他参数，如表1所示。
最后获得了的高精度硅晶片抛光表面，如图7所示。
采用扫描探针显微镜Nanoscope 测出的硅晶片表面粗糙度为0.533nm ，如图8所示。
图7硅晶片抛光表面图8扫描探针显微镜Nanoscope 测出的硅晶片表面粗糙度采用数字激光波干涉仪测出硅晶片平面度小于±2.58λ（λ=0.63μm），如图9所示。
由此得出采用上述抛光工艺路线及加工参数，可以实现硅片的超光滑表面的加工。
图9激光数字波面干涉仪测出的硅晶片平面度5结论通过上述硅晶片双面抛光加工实验，得出以下结论：（1）硅晶片已加工表面材料去除量和表面粗糙度随着抛光压力和抛光浓度的增大而增加，但抛光压力较大时容易压碎晶片，需选择合适抛光压力。