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CN107398780B - 一种晶圆的双面抛光方法 - Google Patents

一种晶圆的双面抛光方法 Download PDF

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CN107398780B CN201610332985.7A CN201610332985A CN107398780B CN 107398780 B CN107398780 B CN 107398780B CN 201610332985 A CN201610332985 A CN 201610332985A CN 107398780 B CN107398780 B CN 107398780B
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Abstract

本发明提供一种晶圆的双面抛光方法，包括如下步骤：S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；S2：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光，并在所述晶圆背面形成一聚合物薄膜；S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。本发明的双面抛光过程中可以在晶圆背面形成聚合物薄膜，有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制了晶圆背面的蚀刻，改善了晶圆背面的局域光散射体品质及粗糙度品质。

Description

一种晶圆的双面抛光方法
技术领域
本发明属于半导体制造领域，涉及一种晶圆的双面抛光方法。
背景技术
半导体晶圆通常由单晶锭而来，在对从单晶锭切割的半导体晶片实施研磨、清洁和蚀刻步骤之后，通过抛光对半导体晶片的表面实施磨光。
通常，为了实现硅晶片的抛光加工精度，达到集成电路硅晶片要求的技术指标，需进行二步抛光：粗抛光和精抛光。粗抛光过程通常包括晶圆正面及背面的抛光，精抛光过程通常仅针对晶圆正面。在对硅晶片表面进行分步化学机械抛光时，每步抛光所使用的抛光液及相应的抛光工艺条件均有所不同，所对应的硅晶片各步所要达到的加工精度也不同。在粗抛光步骤中，除去硅晶片切割和成形残留下的表面损伤层，加工成镜面，最后通过对硅晶片进行“去雾”精抛光，从而最大程度上降低表面粗糙及其他微小缺陷。
在单面抛光(Single Side Polishing，SSP)的情况下，在加工过程中将半导体晶片通过胶结、真空或通过粘合将其背面保持在支撑板上，并在另一面上进行抛光。在双面抛光(Double Side Plolishing，DSP)的情况下，将半导体晶片松散地插入薄的载板(carrierplate)中，并在各自由抛光垫(pad)覆盖的上抛光盘和下抛光盘之间以“自由漂浮”方式在正面和背面上同时进行抛光。通过提供通常基于二氧化硅溶胶的抛光剂浆液来实施该抛光方法。现有技术同样公开了使用固定粘结的研磨剂(“固定研磨剂抛光”，FAP)，其中半导体晶片在抛光垫上抛光，所述抛光垫与其它抛光垫不同之处在于其含有粘结在抛光垫中的研磨材料(“固定研磨剂”或FA垫)。德国专利申请DE102007035266A1描述了使用FA垫、用于抛光硅材料组成的基底的方法。
与单面抛光(SSP)相比，半导体晶片的同步双面抛光(DSP)不但更经济，而且还可得到就半导体晶片表面而言更高的平整度。
抛光液(Slurry)是抛光工艺中的关键要素之一，其性能直接影响抛光后晶圆表面的质量。抛光液一般由超细固体粒子研磨剂(如纳米级SiO2、Al2O3粒子等)、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。固体粒子提供研磨作用，化学氧化剂提供腐蚀溶解作用。
现有的双面抛光工艺包括如下流程：(1)上定盘下降接触于下定盘后加压及定盘旋转；(2)初步去除：采用循环粗抛光液去除自然氧化层；(3)主体去除：采用循环粗抛光液去除预设抛光量；(4)去离子水冲洗：控制之前步骤粗抛光液接触；(5)表面活性剂处理：使晶圆表面亲水化，控制粗糙度和纳米品质；(6)去除抛光垫上的表面活性剂及抑制抛光垫图案形成。
在现有的双面抛光工艺中，由于粗抛光液(stock slurry)较高的PH值影响，加工后残留在定盘抛光垫上的高碱粗抛光液会引起晶圆表面腐蚀的现象，恶化晶圆粗糙度及LLS(local light scattering，局域光散射体)品质。特别是，与下定盘抛光垫接触的晶圆背面的LLS和粗糙度品质，有劣势于晶圆正面的倾向。
因此，如何提供一种晶圆的双面抛光方法，以减少抛光后晶圆背面的腐蚀，改善LLS和晶圆粗糙度，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆的双面抛光方法，用于解决现有技术中晶圆双面抛光工艺中，由于高碱粗抛光液残留导致晶圆背面腐蚀，使得晶圆粗糙度品质及LLS品质降低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆的双面抛光方法，包括如下步骤：
S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；
S2：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光，并在所述晶圆背面形成一聚合物薄膜；
S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。
可选地，所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行粗抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行粗抛光，去除预设量晶圆材料；
S2-3：在抛光第三阶段停止供应粗抛光液，并供应精抛光液对所述晶圆进行精抛光；其中，所述精抛光液中包含聚合物，在精抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
可选地，所述粗抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种；所述精抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种，或者所述精抛光液为不包含磨料的抛光剂溶液。
可选地，于所述步骤S2-1及步骤S2-2中，所述粗抛光液均为循环粗抛光液；于所述步骤S2-3中，所述精抛光液不进入循环。
可选地，通过添加KOH使得循环粗抛光液的PH值维持在10.5～11范围内。
可选地，于所述步骤S2-1中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.20daN/cm2，抛光时长为1～5min；于所述步骤S2-2中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.20daN/cm2，抛光时长为20～40min；于所述步骤S2-3中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.05daN/cm2，抛光时长为1～5min。
可选地，于所述步骤S2-1、S2-2或S2-3中，所述上抛光盘的旋转速度为20～40rpm，所述下抛光盘的旋转速度为-10～-40rpm。
可选地，所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；
S2-3：在抛光第三阶段供应添加有水溶性聚合物的粗抛光液对所述晶圆进行抛光，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
可选地，于所述步骤S2-3中，所述水溶性聚合物的添加量小于1wt％，添加所述水溶性聚合物后，所述粗抛光液的黏度为5-15cps。
可选地，所述粗抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种。
可选地，于所述步骤S2-1及步骤S2-2中，所述粗抛光液均为循环粗抛光液；于所述步骤S2-3中，所述添加有水溶性聚合物的粗抛光液不进入循环。
可选地，所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；所述精抛光液中包含聚合物，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
可选地，所述粗抛光液或精抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种。
可选地，所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；所述精抛光液中包含聚合物，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
可选地，所述粗抛光液或精抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种。
可选地，还包括步骤S4：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应表面活性剂溶液，使所述晶圆表面亲水化。
可选地，还包括步骤S5：升起所述上抛光盘，将所述晶圆从所述上抛光盘与所述下抛光盘之间卸载出，并采用高压等离子水喷射法清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。
可选地，所述聚合物包括瓜尔胶、黄原胶、醋酸纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
如上所述，本发明的晶圆的双面抛光方法，具有以下有益效果：本发明的晶圆的双面抛光方法在常规粗抛光工艺与去离子水清洗工艺之间增加了一步精抛光步骤，该精抛光步骤使用精抛光液，抛光压力是先前粗抛光步骤抛光压力的10～50％，在5分钟以内清除晶圆背面的局域光散射体颗粒。特别的，在该精抛光步骤中，精抛光液中的聚合物可以在晶圆背面形成聚合物薄膜，该聚合物薄膜可以有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制了晶圆背面的蚀刻，改善了晶圆背面的局域光散射体品质及粗糙度品质。本发明还可以在该精抛光步骤中采用添加了水溶性聚合物的粗抛光液代替所述精抛光液，有利于降低成本。此外，本发明也可不增加所述精抛光步骤，而是在常规粗抛光工艺供应粗抛光液的同时供应包含聚合物的精抛光液，可达到相近的技术效果。
附图说明
图1-图2显示为本发明的晶圆的双面抛光方法的工艺流程图。
图3显示为本发明的晶圆的双面抛光方法在实施例一中的工艺流程图。
图4显示为本发明的晶圆的双面抛光方法在实施例三中的工艺流程图。
图5显示为本发明的晶圆的双面抛光方法在实施例四中的工艺流程图。
图6显示为本发明的晶圆的双面抛光方法在实施例五中的工艺流程图。
元件标号说明
S1～S5，S2-1～S2-3 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种晶圆的双面抛光方法，请参阅图1，显示为该方法的工艺流程图，包括如下步骤：
步骤S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间。
作为示例，所述上抛光垫与下抛光垫采用相同材质，晶圆正面与上抛光垫接触，晶圆背面与下抛光垫接触。
步骤S2：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光，并在所述晶圆背面形成一聚合物薄膜。
具体的，本步骤的作用一方面是完成晶圆正面及背面的抛光，另一方面是在抛光过程中在晶圆背面形成一聚合物薄膜。
具体的，本步骤的抛光可分为多个阶段，每阶段抛光所使用的抛光液及相应的抛光工艺条件可有所不同，以达到所需的抛光精度。而本步骤中形成所述聚合物薄膜的聚合物材料可来自任意抛光阶段所使用的抛光液。
作为示例，所述聚合物包括但不限于瓜尔胶、黄原胶、醋酸纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
本发明中，所述聚合物薄膜可以有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制晶圆背面在抛光后继续被残留的高碱抛光液或化学试剂蚀刻，有助于改善晶圆背面的局域光散射体品质及粗糙度品质。
需要指出的是，聚合物薄膜可同时形成于晶圆背面及晶圆正面，但是通常情况下，晶圆背面在双面抛光工艺之后不再进行抛光，而晶圆正面还会经历后续的精抛光阶段，因此，晶圆正面形成的聚合物薄膜对最终晶圆正面的品质改善意义不大，而晶圆背面形成的聚合物薄膜对晶圆背面的粗糙度品质、局域光散射体颗粒数量参数至关重要。
步骤S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。
具体的，本步骤的去离子水清洗可以去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上残留的大部分抛光液，为后续步骤提供一个相对洁净的处理环境。而由于所述聚合物薄膜的存在，即使所述上抛光垫及下抛光垫中仍残留有未去除抛光液，抛光液中的碱也难以与晶圆背面的硅发生反应，从而降低了晶圆背面的再腐蚀。
作为示例，本步骤的去离子水清洗过程中，加工承重在0.01～0.05daN/cm2，加工时长为1～5min。
进一步的，请参阅图2，本发明的晶圆的双面抛光方法还包括步骤S4：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应表面活性剂溶液，使所述晶圆表面亲水化。
具体的，本步骤使晶圆表面亲水化可以改善晶圆表面的粗糙度品质和纳米(Nano)品质。表面活性剂具有吸附、润湿、渗透、分散、增溶等特性，其降低液体表面张力的根本原因是通过吸附作用使水表面形成定向吸附层，以分子间吸引力较弱的疏水基代替分子间作用力较强的水分子，使空气和水的接触面积减少，从而使水的表面张力急剧下降。为了避免离子污染，本步骤中采用非离子表面活性剂种类，从亲水基上看，分为多元醇型和聚醚醇型，多元胺醇型表面活性剂具有优良的乳化、增溶、润湿、扩散、渗透和抗静电能力。
进一步的，本发明的晶圆的双面抛光方法还包括步骤S5：升起所述上抛光盘，将所述晶圆从所述上抛光盘与所述下抛光盘之间卸载出，并采用高压等离子水喷射法清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。
具体的，除了清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂之外，高压等离子水喷射还可以进一步清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。抛光垫在抛光一段时间后，就有一些抛光颗粒、抛光液结晶以及抛光垫残留物嵌留在抛光垫沟槽内，这些都会影响抛光液在抛光垫的分布以及造成抛光完成的晶圆硅片表面产生刮伤，影响最终成品的良率甚至导致成品报废。所以，需要对抛光垫进行高压去离子水清洗，以便冲洗掉残留在抛光垫沟槽内的残留物使得抛光垫得到功能恢复。
至此，通过本发明的方法完成了晶圆的双面抛光，后续可进一步进行晶圆的正面精抛光工艺。
下面为本发明的晶圆的双面抛光方法的几个应用示例。
实施例一
本发明提供一种晶圆的双面抛光方法，请参阅图3，显示为该方法的工艺流程图，包括如下步骤：
S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行粗抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行粗抛光，去除预设量晶圆材料；
S2-3：在抛光第三阶段停止供应粗抛光液，并供应精抛光液对所述晶圆进行精抛光；其中，所述精抛光液中包含聚合物，在精抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。
S4：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应表面活性剂溶液，使所述晶圆表面亲水化；
S5：升起所述上抛光盘，将所述晶圆从所述上抛光盘与所述下抛光盘之间卸载出，并采用高压等离子水喷射法清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。
本实施例中，所述步骤S2分为三个抛光阶段，其中，前两个阶段与常规晶圆双面粗抛光工艺相同，均采用粗抛光液，作用分别是去除晶圆表面的氧化层及去除预设量晶圆材料，作为示例，所述预设量为大于10μm厚。而第三个阶段是本发明额外增加的步骤，相当于在常规粗抛光工艺与去离子水清洗工艺之间增加了一步精抛光步骤，该精抛光步骤使用精抛光液。在该精抛光步骤中，精抛光液中的聚合物可以在晶圆背面形成聚合物薄膜，该聚合物薄膜可以有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制了晶圆背面的蚀刻，改善了晶圆背面的局域光散射体品质及粗糙度品质。
具体的，所述精抛光液与所述粗抛光液的不同之处在于，所述精抛光液中包含聚合物。作为示例，所述粗抛光液中的磨料包括但不限于氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种，磨料平均粒径范围是10-100nm；所述精抛光液中的磨料包括但不限于氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种，磨料平均粒径范围是30-60nm。所述精抛光液中的聚合物包括但不限于瓜尔胶、黄原胶、醋酸纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
当然，所述粗抛光液及精抛光液中还包括水、表面活性剂、碱性化合物等，此为本领域技术人员所熟知，此处不应过分限制本发明的保护范围。
作为示例，于所述步骤S2-1及步骤S2-2中，所述粗抛光液均为循环粗抛光液；可通过添加KOH使得循环粗抛光液的PH值维持在10.5～11范围内。于所述步骤S2-3中，所述精抛光液不进入循环，即不断供应新的精抛光液，废弃的精抛光液不再在本步骤中重新利用。
作为示例，于所述步骤S2-1中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.20daN/cm2，抛光时长为1～5min；于所述步骤S2-2中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.20daN/cm2，抛光时长为20～40min；于所述步骤S2-3中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.05daN/cm2，优选为先前粗抛光步骤抛光压力的10～50％，抛光时长为1～5min。
作为示例，于所述步骤S2-1、S2-2或S2-3中，所述上抛光盘的旋转速度为20～40rpm，所述下抛光盘的旋转速度为-10～-40rpm。
本实施例的晶圆的双面抛光方法在常规粗抛光工艺与去离子水清洗工艺之间增加了一步精抛光步骤，该精抛光步骤使用精抛光液，抛光压力是先前粗抛光步骤抛光压力的10～50％，在5分钟以内清除晶圆背面的局域光散射体颗粒。特别的，在该精抛光步骤中，精抛光液中的聚合物可以在晶圆背面形成聚合物薄膜，该聚合物薄膜可以有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制了晶圆背面的蚀刻，改善了晶圆背面的局域光散射体(LLS)品质及粗糙度品质。
实施例二
本实施例与实施例一采用基本相同的技术方案，不同之处在于，实施例一中，步骤S2-3所采用的精抛光液中包含磨料，而本实施例中，步骤S2-3所采用的精抛光液为不包含磨料的抛光剂溶液。
由于步骤S2-3的主要作用是在晶圆背面形成聚合物薄膜，因此即使所述精抛光液中不包含磨料，也可达到该目的。此外，步骤S2-1及步骤S2-2也会在抛光垫及晶圆表面残留不少磨料颗粒，所述抛光剂溶液与这些磨料颗粒结合，同样可以起到实施例一中步骤S2-3去除局域光散射体颗粒的目的。
实施例三
本发明提供一种晶圆的双面抛光方法，请参阅图4，显示为该方法的工艺流程图，包括如下步骤：
S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；
S2-3：在抛光第三阶段供应添加有水溶性聚合物的粗抛光液对所述晶圆进行抛光，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。
S4：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应表面活性剂溶液，使所述晶圆表面亲水化；
S5：升起所述上抛光盘，将所述晶圆从所述上抛光盘与所述下抛光盘之间卸载出，并采用高压等离子水喷射法清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。
本实施例与实施例一及实施例二的不同之处在于，本实施例在步骤S2-3的精抛光步骤中采用添加了水溶性聚合物的粗抛光液代替所述精抛光液，有利于降低成本。
作为示例，于所述步骤S2-3中，所述水溶性聚合物的添加量小于1wt％，添加所述水溶性聚合物后，所述粗抛光液的黏度为5-15cps。所述粗抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种。
作为示例，于所述步骤S2-1及步骤S2-2中，所述粗抛光液均为循环粗抛光液；于所述步骤S2-3中，所述添加了水溶性聚合物的粗抛光液的粗抛光液原材料可采用新的粗抛光液，也可以采用之前循环过的粗抛光液，但是抛光过后，所述添加有水溶性聚合物的粗抛光液不再进入循环，以免对其它晶圆抛光过程中的步骤S2-1、及S2-2产生干扰。
本实施例的晶圆的双面抛光方法可达到与实施例一及实施例二基本相同的技术效果，在晶圆背面形成聚合物薄膜，该聚合物薄膜可以有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制了晶圆背面的蚀刻，改善了晶圆背面的局域光散射体品质及粗糙度品质。
实施例四
本发明提供一种晶圆的双面抛光方法，请参阅图5，显示为该方法的工艺流程图，包括如下步骤：
S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；所述精抛光液中包含聚合物，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。
S4：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应表面活性剂溶液，使所述晶圆表面亲水化；
S5：升起所述上抛光盘，将所述晶圆从所述上抛光盘与所述下抛光盘之间卸载出，并采用高压等离子水喷射法清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。
本实施例与实施例一、实施例二及实施例三的不同之处在于，本实施例可不增加所述精抛光步骤，而是在抛光第二阶段同时供应粗抛光液和包含聚合物的精抛光液。
作为示例，所述粗抛光液或精抛光液中的磨料包括但不限于氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种。
所述步骤S2-2为晶圆双面抛光的主工艺流程，作用是去除预设量的晶圆材料。由于在步骤S2-2中同时供应粗抛光液和精抛光液，抛光液中聚合物的存在降低了抛光液中的碱及磨料与晶圆之间的化学作用及机械作用，因此相对于实施例一、实施例二及实施例三，本实施例的抛光速度有所降低，但是抛光质量有所提高，并且同样可在晶圆背面形成聚合物层，有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制了晶圆背面的蚀刻，改善了晶圆背面的局域光散射体品质及粗糙度品质。
实施例五
本发明提供一种晶圆的双面抛光方法，请参阅图6，显示为该方法的工艺流程图，包括如下步骤：
S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；
S2-1：在抛光第一阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；所述精抛光液中包含聚合物，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。
S4：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应表面活性剂溶液，使所述晶圆表面亲水化；
S5：升起所述上抛光盘，将所述晶圆从所述上抛光盘与所述下抛光盘之间卸载出，并采用高压等离子水喷射法清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。
本实施例与实施例四采用基本相同的技术方案，不同之处在于，本实施例中，步骤S2-1与步骤S2-2均同时供应粗抛光液和精抛光液，可达到与实施例四相近的技术效果。
综上所述，本发明的晶圆的双面抛光方法在常规粗抛光工艺与去离子水清洗工艺之间增加了一步精抛光步骤，该精抛光步骤使用精抛光液，抛光压力是先前粗抛光步骤抛光压力的10～50％，在5分钟以内清除晶圆背面的局域光散射体颗粒。特别的，在该精抛光步骤中，精抛光液中的聚合物可以在晶圆背面形成聚合物薄膜，该聚合物薄膜可以有效将晶圆背面与粗抛光步骤残留的高碱粗抛光液隔离，并将晶圆背面与后续亲水化处理采用的化学试剂隔离，从而抑制了晶圆背面的蚀刻，改善了晶圆背面的局域光散射体品质及粗糙度品质。本发明还可以在该精抛光步骤中采用添加了水溶性聚合物的粗抛光液代替所述精抛光液，有利于降低成本。此外，本发明也可不增加所述精抛光步骤，而是在常规粗抛光工艺供应粗抛光液的同时供应包含聚合物的精抛光液，可达到相近的技术效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种晶圆的双面抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；
S2：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光，并在所述晶圆背面形成一聚合物薄膜，其中，所述抛光至少包括两个阶段，在所述抛光的最后阶段所采用的抛光液中包含聚合物且不包含磨料，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜，所述聚合物薄膜用于将所述晶圆背面与前一阶段粗抛光步骤残留的粗抛光液隔离；
S3：在所述晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应去离子水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的抛光液。
2.根据权利要求1所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行粗抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行粗抛光，去除预设量晶圆材料；
S2-3：在抛光第三阶段停止供应粗抛光液，并供应精抛光液对所述晶圆进行精抛光；其中，所述精抛光液中包含聚合物，在精抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
3.根据权利要求2所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：所述粗抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种；所述精抛光液为不包含磨料的抛光剂溶液。
4.根据权利要求2所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-1及步骤S2-2中，所述粗抛光液均为循环粗抛光液；于所述步骤S2-3中，所述精抛光液不进入循环。
5.根据权利要求4所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：通过添加KOH使得循环粗抛光液的PH值维持在10.5～11范围内。
6.根据权利要求2所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-1中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.20daN/cm2，抛光时长为1～5min；于所述步骤S2-2中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.20daN/cm2，抛光时长为20～40min；于所述步骤S2-3中，加载到所述晶圆上的抛光压力范围是0.01～0.05daN/cm2，抛光时长为1～5min。
7.根据权利要求2所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-1、S2-2或S2-3中，所述上抛光盘的旋转速度为20～40rpm，所述下抛光盘的旋转速度为-10～-40rpm。
8.根据权利要求1所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；
S2-3：在抛光第三阶段供应添加有水溶性聚合物的粗抛光液对所述晶圆进行抛光，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
9.根据权利要求8所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-3中，所述水溶性聚合物的添加量小于1wt％，添加所述水溶性聚合物后，所述粗抛光液的黏度为5-15cps。
10.根据权利要求8所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-1及所述步骤S2-2中，所述粗抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种，于所述步骤S2-3中，所述添加有水溶性聚合物的粗抛光液中不包含磨料。
11.根据权利要求8所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-1及步骤S2-2中，所述粗抛光液均为循环粗抛光液；于所述步骤S2-3中，所述添加有水溶性聚合物的粗抛光液不进入循环。
12.根据权利要求1所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段供应粗抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；所述精抛光液中包含聚合物，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
13.根据权利要求12所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-1中，所述粗抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种，于所述步骤S2-2中，所述粗抛光液及所述精抛光液中不包含磨料。
14.根据权利要求1所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：所述步骤S2包括：
S2-1：在抛光第一阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除晶圆表面的氧化层；
S2-2：在抛光第二阶段同时供应粗抛光液和精抛光液对所述晶圆进行抛光，去除预设量晶圆材料；所述精抛光液中包含聚合物，在抛光过程中，所述聚合物结合于所述晶圆背面，构成所述聚合物薄膜。
15.根据权利要求14所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：于所述步骤S2-1中，所述粗抛光液或精抛光液中的磨料包括氧化硅、氧化铝和氧化铈中的一种或多种；于所述步骤S2-2中，所述粗抛光液及所述精抛光液中不包含磨料。
16.根据权利要求1～15任意一项所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：还包括步骤S4：在所述晶圆与所述上抛光垫、第二抛光垫之间供应表面活性剂溶液，使所述晶圆表面亲水化。
17.根据权利要求16所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：还包括步骤S5：升起所述上抛光盘，将所述晶圆从所述上抛光盘与所述下抛光盘之间卸载出，并采用高压等离子水喷射法清除所述上抛光垫及下抛光垫上残留的表面活性剂。
18.根据权利要求1～15任意一项所述的晶圆的双面抛光方法，其特征在于：所述聚合物包括瓜尔胶、黄原胶、醋酸纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
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