[发明专利]一种砂轮精磨后硅片损伤层的检测方法

说明书

本发明公开了一种砂轮精磨后硅片损伤层的检测方法，包括如下步骤：选取与磨削片尺寸相同的原片，将其切割成正方形小硅片；用不同粒度的树脂多孔砂轮齿端面打磨磨削片和原片后，将二者进行粘接，粘接好后的组合小硅片再用不同粒度的树脂多孔砂轮齿端面打磨，在第二夹具上研磨抛光得到一个倾角为θ的斜面，用腐蚀液腐蚀其横截面后，用扫面电镜进行损伤层测量，得最大损伤层深度L，并根据公式H=Lsinθ计算损伤层H的损伤深度。因为损伤层的厚度H是很微小的，如果直接测量H，误差较大，本发明先测量其斜边L的长度，再根据直角三角形定律计算出H，因为斜边L较长，所以测量误差会比直接测量H小。

技术领域

本发明属于半导体生产技术领域，具体涉及一种砂轮精磨后硅片损伤层的检测方法。

背景技术

单晶硅片是集成电路IC制造过程中常用的衬底材料，硅片的表面质量直接影响着器件的性能和寿命，为了提高IC的集成度，硅片的线宽越来越细，相应的硅片的表面质量要求也日益提高，而经过砂轮精磨后的硅片表面存在瑕疵点、微裂纹、残余应力、晶格畸变等损伤。这些损伤带来的变化都可能会导致器件成为废品，因此硅片的损伤层是评价硅片加工质量的一个重要指标。

随着硅片超精密磨削技术的发展，硅片的加工转向了超薄化，大直径化，那么随之而来的损伤缺陷也增加，良品率也会降低，所以为了降低经济损失，提供可靠的工艺参数，需要对损伤层进行有效的检测手段。

目前国内损伤层的发明多集中在粗磨的层面，而对于精磨损伤层的发明未见，所以本发明主要针对精磨后硅片损伤层的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砂轮精磨后硅片损伤层的检测方法，该方法主要用于精磨砂轮磨削后硅片损伤层的制备和检测，该检测方法对于实际生产的厂家具有重要的指导意义，同时容易操作实现。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种砂轮精磨后硅片损伤层的检测方法，包括如下步骤：

（1）选取与待检测硅片尺寸相同的硅片原片，用减薄机进行单面抛光，减薄后的硅片原片的平整度小于1μm，将待检测硅片命名为磨削片，硅片原片命名为原片；

（2）预先在磨削片和原片上画好需要切割的纹路，用划片机沿垂直磨削纹路的方向进行切割，得到正方形小硅片，其边长为4-20mm，切割后的小硅片进行清洗干燥后备用；

（3）将步骤（2）得到的磨削片小硅片的横截面先在第一树脂多孔砂轮齿端面上打磨2-5min，再在第二树脂多孔砂轮齿端面上打磨3-6min，打磨后的磨削片小硅片清洗干燥后备用；第一树脂多孔砂轮齿端面的砂轮粒度大于第二树脂多孔砂轮齿端面的砂轮粒度；

（4）将步骤（3）得到的打磨后的磨削片小硅片与步骤（2）得到的原片小硅片进行粘接，粘接时，将磨削片小硅片的磨削面粘贴到原片小硅片的抛光面上，粘接好后的组合小硅片进行固化后备用；

（5）将步骤（4）得到的组合小硅片的横截面在第三树脂多孔砂轮齿端面上打磨1-3min，再在第四树脂多孔砂轮齿端面上打磨3-6min，打磨后的磨削片小硅片清洗干燥后备用；第三树脂多孔砂轮齿端面的砂轮粒度大于第四树脂多孔砂轮齿端面的砂轮粒度；

（6）将步骤（5）得到的组合小硅片固定在第一夹具上进行研磨和抛光10-20min后备用；

（7）将步骤（6）得到的组合小硅片固定在带有一定角度θ的第二夹具上进行研磨抛光，研磨抛光20-30min后，磨削片小硅片和原片小硅片的横截面上出现一个倾角为θ的斜面，此时，用光学显微镜观察横截面的表面质量情况；

（8）用腐蚀液擦拭组合小硅片的横截面，边腐蚀边用光学显微镜观察横截面的表面情况，当横截面上出现腐蚀的坑时，继续腐蚀5-8min；