提高抛光液循环利用率的方法及硅片抛光方法技术

本发明专利技术公开了一种提高抛光液循环利用率的方法及硅片抛光方法，通过对待处理的抛光液中添加络合助剂、渗透剂、分散剂、pH值调节剂进行处理，实现抛光液多次循环利用的抛光效果。本发明专利技术可延长抛光液循环使用时间，总循环使用次数在30

【技术实现步骤摘要】
提高抛光液循环利用率的方法及硅片抛光方法


[0001]本专利技术涉及化学机械抛光
，具体涉及一种提高抛光液循环利用率的方法及硅片抛光方法。

技术介绍

[0002]化学机械抛光(CMP)是目前最为普遍的半导体材料表面平整技术，它是将机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，兼收了二者的优点，可以获得比较完美的晶片表面。硅片CMP一般采用的是碱性二氧化硅抛光液，利用碱与硅的化学腐蚀反应生成可溶性硅酸盐，再通过细小柔软，比表面积大、带有负电荷的SiO2胶粒的吸附作用及其与抛光垫和硅片间的机械摩擦作用，及时去除反应产物，从而达到去除晶片表面损伤层与玷污杂质的抛光目的，这种化学和机械的共同作用过程就是硅片的CMP过程。
[0003]目前，大多数硅片生产企业为节约生产成本，在硅片CMP粗抛过程中抛光液通常需要循环利用，伴随着机械摩擦及抛光垫表面温度升高，硅与抛光液中的碱性物质反应快速，抛光液的pH值下降极快。此外，伴随着抛光机的研磨作用，二氧化硅颗粒之间受机械力的作用将发生凝聚，这极大影响了抛光液的循环使用性能。为解决类似问题，CN109666410A在蓝宝石研磨循环过程中提出添加络合剂、表面活性剂进一步延长抛光液的使用寿命。然而，大量表面活性剂的引入，对延长硅片抛光液使用寿命效果甚微，且大量表面活性剂的加入容易引起硅片抛光速率的进一步降低。
[0004]因此，仍旧需要提供一种提高硅片抛光液循环利用率的方法，通过此方法，可以提高硅片抛光液的循环使用次数，有效延长硅片抛光液循环使用寿命。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种能够提高硅片抛光液循环利用率的方法，通过对循环使用后的硅片抛光液依次添加特殊助剂，可以极大延长硅片抛光液的循环使用次数和使用寿命。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种包括所述提高硅片抛光液循环利用率的方法的硅片抛光方法。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0008]一种提高抛光液循环利用率的方法，包括以下步骤：
[0009]1)取待处理的抛光液A，在搅拌的条件下，向待处理的抛光液A中添加一定量的络合助剂，搅拌一定时间后形成抛光液B；
[0010]2)在搅拌的条件下，向步骤1)形成的抛光液B中加入一定量的渗透剂，搅拌一定时间后形成抛光液C；
[0011]3)在搅拌的条件下，向步骤2)形成的抛光液C中加入一定量的分散剂，搅拌一定时间后形成抛光液D；
[0012]4)在搅拌的条件下，向步骤2)形成的抛光液D中加入一定量的pH值调节剂，调节pH
值至9
‑
11后得到可循环利用的抛光液E。
[0013]在一个具体的实施方案中，所述步骤1)中的络合助剂选自甲酸、乙酸、丙酸、衣康酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、马来酸、乙醇酸、丙二酸、草酸、苹果酸、葡萄糖酸、丙氨酸、甘氨酸、乳酸、三氟乙酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、二乙烯三胺五乙酸、三乙烯二胺、丙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺、羟乙基乙二胺三乙酸、焦磷酸、2
‑
氨基乙基膦酸、1
‑
羟基乙叉1,1
‑
二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、乙烷
‑
1,1
‑
二膦酸、乙烷
‑
1,1,2
‑
三膦酸、甲烷羟基膦酸、1
‑
膦酰基丁烷
‑
2,3,4
‑
三羧酸及其盐类中的至少任一种；优选地，所述络合助剂的加入量为抛光液A质量的0.01
‑
1wt％。
[0014]在一个具体的实施方案中，所述步骤2)中的渗透剂选自烷基磺酸及其盐类、烷基苯磺酸及其盐类、乙烯基磺酸及其盐类、烷基萘磺酸及其盐类、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少任一种；优选地，所述渗透剂的加入量为抛光液A质量的0.01
‑
0.1wt％。
[0015]在一个具体的实施方案中，所述步骤3)中的分散剂选自聚乙二醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、马来亚酸酐—苯乙烯共聚物、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、明胶、蛋白质、淀粉、藻酸及其盐类中的至少任一种；优选地，所述分散剂的相对分子质量为200
‑
20000；更优选地，所述分散剂的加入量为抛光液A质量的0.01
‑
1wt％。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述步骤4)中的pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、四甲基氢氧化铵、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、丙二胺、羟乙基乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N
‑
(β
‑
氨基乙基)乙醇胺、六亚甲基二胺、二亚己基三胺、三亚乙基四胺、哌嗪、1
‑
(2
‑
氨基乙基)哌嗪、N
‑
甲基哌嗪、咪唑、甲基咪唑、1,2,4
‑
三氮唑、四甲基胍中的至少任一种；优选地，所述pH值调节剂的加入量为抛光液A质量的0.01
‑
0.1wt％。
[0017]在一个具体的实施方案中，搅拌时长为1
‑
40min，搅拌转速为20
‑
200rpm。
[0018]在一个具体的实施方案中，所述待处理的抛光液A为循环使用多次的硅片抛光组合物；优选地，循环使用次数为5
‑
20次。
[0019]在一个具体的实施方案中，所述硅片抛光组合物为市售常规的抛光液。
[0020]在一个具体的实施方案中，以硅片抛光组合物的总重量计，所述硅片抛光组合物包括：硅溶胶0.1wt
‑
10wt％、速率促进剂0.01
‑
5wt％、pH调节剂0.01
‑
1wt％、表面保护剂0.01wt
‑
1wt％、络合剂0.01
‑
1wt％、余量为去离子水。
[0021]本专利技术的另一方面，一种硅片抛光方法，包括以下步骤：
[0022]1)采用前述提高抛光液循环利用率的方法，将待处理的抛光液A处理成可循环利用的抛光液E；
[0023]2)利用步骤1)的抛光液E进行硅片的化学机械抛光。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]1)现有技术的硅片在进行粗抛光过程中，为降低成本，抛光液需要循环使用5
‑
20次，循环抛光过程中抛光液中的二氧化硅颗粒受机械研磨作用会逐渐发生团聚，另外，硅片表面被磨削下来的硅残留物同样可以与二氧化硅进行作用，从而加速二氧化硅之间的团聚，这极大影响了硅片抛光液的循环使用性能。本专利技术通过对循环后的抛光液依次添加络合助剂、渗透剂、分散剂、pH值调节剂进行处理，促使团聚的二氧化硅分解，并添加分散剂使剩余的二氧化硅颗粒及硅产物更加稳定，本专利技术可延长抛光液循环使用时间，使得抛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高抛光液循环利用率的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取待处理的抛光液A，在搅拌的条件下，向待处理的抛光液A中添加一定量的络合助剂，搅拌一定时间后形成抛光液B；2)在搅拌的条件下，向步骤1)形成的抛光液B中加入一定量的渗透剂，搅拌一定时间后形成抛光液C；3)在搅拌的条件下，向步骤2)形成的抛光液C中加入一定量的分散剂，搅拌一定时间后形成抛光液D；4)在搅拌的条件下，向步骤2)形成的抛光液D中加入一定量的pH值调节剂，调节pH值至9
‑
11后得到可循环利用的抛光液E。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中的络合助剂选自甲酸、乙酸、丙酸、衣康酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、马来酸、乙醇酸、丙二酸、草酸、苹果酸、葡萄糖酸、丙氨酸、甘氨酸、乳酸、三氟乙酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、二乙烯三胺五乙酸、三乙烯二胺、丙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺、羟乙基乙二胺三乙酸、焦磷酸、2
‑
氨基乙基膦酸、1
‑
羟基乙叉1,1
‑
二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、乙烷
‑
1,1
‑
二膦酸、乙烷
‑
1,1,2
‑
三膦酸、甲烷羟基膦酸、1
‑
膦酰基丁烷
‑
2,3,4
‑
三羧酸及其盐类中的至少任一种；优选地，所述络合助剂的加入量为抛光液A质量的0.01
‑
1wt％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的渗透剂选自烷基磺酸及其盐类、烷基苯磺酸及其盐类、乙烯基磺酸及其盐类、烷基萘磺酸及其盐类、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少任一种；优选地，所述渗透剂的加入量为抛光液A质量的0.01
‑
0.1wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中的分散剂选自聚乙二醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、马来亚酸酐—苯乙烯共聚物、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、明胶、蛋白质、淀粉、藻酸及其盐类中的至少任一种；优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆伟，卞鹏程，崔晓坤，卫旻嵩，李国庆，徐贺，王瑞芹，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：