一种双组份型抛光液及其制备方法，以及硅片抛光方法技术

本发明专利技术提供了一种双组份型抛光液及其制备方法，以及硅片抛光方法。本发明专利技术提供的双组份型抛光液，包括：A组分和B组分；其中，所述A组分包括以下质量份的组分：1～100份FeSO4；1000份水；酸性pH调节剂，用量为使所述A组分的pH值达到2～6；所述B组分包括以下质量份的组分：70～120份研磨颗粒；20～200份过硫酸盐；2～20份螯合剂；1000份水；酸性pH调节剂，用量为使所述B组分的pH值达到2～6。本发明专利技术提供的双组份型抛光液不仅能够实现硅片表面的高效率高质量加工，而且还无毒无害、安全环保，能够同时提高处理效率和使用安全性及保存稳定性。处理效率和使用安全性及保存稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种双组份型抛光液及其制备方法，以及硅片抛光方法


[0001]本专利技术涉及化学机械抛光领域，特别涉及一种双组份型抛光液及其制备方法，以及硅片抛光方法。

技术介绍

[0002]化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing/Planarization，CMP)技术是目前唯一能够实现全局平坦化的工艺技术，用来对正在加工的硅片进行平坦化处理，可进一步提高硅片表面质量，广泛用于多种纳米级材料的高平坦化抛光。
[0003]CMP技术的基本原理是硅片材料与抛光液中的氧化剂发生化学反应，生成一层软质层，施加一定的压力后，抛光液中的磨料颗粒的机械摩擦作用将软质层去除，形成更为平整光滑的硅片表面。通过化学作用和机械作用的交替进行，直到两者达到平衡，完成硅片的表面抛光。
[0004]为了实现硅片表面的高效率高质量加工，CMP抛光液通常需要使用带有强氧化性、强腐蚀性、高毒性的化学试剂来改变抛光液的化学性质或研磨颗粒的界面性质，从而增强CMP过程中的化学腐蚀和机械磨削作用。这些化学试剂具有腐蚀、毒害、爆炸、燃烧、助燃等危险性质，对人体、设施、环境等都具有一定的危害性。因此，高效率高质量的加工效果与安全性之间往往难以兼顾。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双组份型抛光液及其制备方法，以及硅片抛光方法。本专利技术提供的双组份型抛光液不仅能够实现硅片表面的高效率高质量加工，而且还无毒无害、安全环保，能够同时提高处理效率和使用安全性及保存稳定性。
[0006]本专利技术提供了一种双组份型抛光液，包括：A组分和B组分；
[0007]所述A组分包括以下质量份的组分：
[0008]FeSO4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1～100份；
[0009]水
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1000份；
[0010]酸性pH调节剂
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用量为使所述A组分的pH值达到2～6；
[0011]所述B组分包括以下质量份的组分：
[0012][0013]优选的，其特征在于，所述螯合剂为酒石酸和/或柠檬酸。
[0014]优选的，所述过硫酸盐为过硫酸钠和/或过硫酸钾。
[0015]优选的，所述研磨颗粒为氧化硅和/或氧化铝。
[0016]优选的，所述研磨颗粒的粒度为100～200nm。
[0017]优选的，所述酸性pH调节剂为盐酸。
[0018]本专利技术还提供了一种上述技术方案中所述的双组份型抛光液的制备方法，包括以下步骤：
[0019]a)将硫酸亚铁溶于水中后，用酸性pH调节剂调节pH值，得到A组分；
[0020]b)将过硫酸盐、螯合剂、研磨颗粒溶胶和水混合后，用酸性pH调节剂调节pH值，得到B组分；
[0021]所述研磨颗粒溶胶为硅溶胶和/或氧化铝溶胶；
[0022]所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
[0023]优选的，所述步骤b)具体包括：将过硫酸盐和螯合剂溶于水后，再加入研磨颗粒，然后用酸性pH调节剂调节pH值，得到B组分。
[0024]本专利技术还提供了一种硅片抛光方法，利用上述技术方案中所述的双组份型抛光液进行抛光，具体包括以下步骤：
[0025]同时将A组分和B组分分别滴入抛光垫上，进行抛光。
[0026]10、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述抛光的压力为0.05～0.2MPa；
[0027]所述抛光的流量为20～50mL/min；
[0028]所述抛光的时间为30～90min。
[0029]本专利技术提供的抛光液为双组份型抛光液，硫酸亚铁、水和酸性pH调节剂以一定比例搭配形成A组分，研磨颗粒、过硫酸盐、螯合剂、水和酸性pH调节剂以一定比例搭配形成B组分，在抛光时，将以上两种组分分开且同时滴加到抛光垫上进行抛光，其中，A组分中的FeSO4与B组分中过硫酸盐反应生成强氧化性的SO4·
‑
(E0＝2.5～3.1eV)，而且，在酸性条件下，A组分中的亚铁离子与B组分中的螯合剂鳌合，起到催化作用，进一步促进加快与过硫酸盐的反应生成强氧化性的SO4·
‑
，相比于常规芬顿反应产生的羟基自由基(
·
OH，10
‑9s)，其在水溶液中存在时间更长，为4s左右的半衰期，与表面硅片材料发生氧化反应的时间更长(反应程度更深)，可以提升材料的去除率，降低表面的粗糙度，从而提高抛光效果和抛光效率。另外，本专利技术提供的抛光液的组成成分符合绿色环保要求。过硫酸盐的分解残留物主要含有钠元素、钾元素、硫酸盐，是水生生物和植物所需的无机元素之一；而且B组分中的螯合剂还可以处理抛光废液中的Na
+
、K
+
等金属离子，形成的金属配合物可以有效减少金属离子的直接排放，降低对环境和水体的污染。此外，本专利技术提供的抛光液具有高稳定性，密闭遮光保存，可稳定保存两个月以上。因此，上述抛光液是一种基于深度氧化技术的稳定高效环保抛光液，可以提高氧化抛光处理效率和使用安全性。
[0030]实验结果表明，本专利技术提供的抛光液，使硅片表面粗糙度在1.2nm以下，硅片材料去除率在100nm/h以上，硅片表面平整光滑，达到优异的抛光效果和抛光效率。同时，本专利技术的抛光液，密闭遮光保存，可稳定保存两个月以上，表现出高稳定性。另外，本专利技术抛光液的组成成分符合绿色环保要求，安全性高。
具体实施方式
[0031]本专利技术提供了一种双组份型抛光液，包括：A组分和B组分；
[0032]所述A组分包括以下质量份的组分：
[0033]FeSO4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1～100份；
[0034]水
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1000份；
[0035]酸性pH调节剂
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用量为使所述A组分的pH值达到2～6；
[0036]所述B组分包括以下质量份的组分：
[0037][0038]本专利技术提供的是双组份型抛光液，“双组份型”这一名称已经说明了抛光液中的两类组分(即A组分和B组分)是单独包装、成套使用，即A组分和B组分是单独包装、组成一套产品，在使用时再同时使用。
[0039][关于A组分]：
[0040]本专利技术中，所述A组分包括：FeSO4、水和酸性pH调节剂。
[0041]其中：
[0042]所述水优选为去离子水。所述水的用量为1000份。
[0043]所述FeSO4(即硫酸亚铁)的来源没有特殊限制，为市售商业品即可。以水用量1000份为基准，所述FeSO4的用量为1～100份，具体可为1份、10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、100份。
[0044]所述酸性pH调节剂优选为盐酸。所述盐酸的质量浓度优选为10％～30％。所述盐酸的用量优选为使A组分的pH值达到2～6，具体可为2、3、4、5、6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双组份型抛光液，其特征在于，包括：A组分和B组分；所述A组分包括以下质量份的组分：FeSO4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1～100份；水
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1000份；酸性pH调节剂
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用量为使所述A组分的pH值达到2～6；所述B组分包括以下质量份的组分：2.根据权利要求1所述的双组份型抛光液，其特征在于，所述螯合剂为酒石酸和/或柠檬酸。3.根据权利要求1所述的双组份型抛光液，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钠和/或过硫酸钾。4.根据权利要求1所述的双组份型抛光液，其特征在于，所述研磨颗粒为氧化硅和/或氧化铝。5.根据权利要求1或4所述的双组份型抛光液，其特征在于，所述研磨颗粒的粒度为100～200nm。6.根据权利要求1所述的双组份型抛光液，其特征在于，所述酸性pH调节剂为盐酸。7.一种权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东哲，张恒飞，刘茂举，付玉，庄锐，
申请(专利权)人：黄河三角洲京博化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：