一种可减少硅片表面颗粒沾污的硅精抛液制造技术

本发明专利技术为一种可以减少硅片表面颗粒沾污的硅片精抛液，所述精抛液包含硅溶胶磨料、有机酸、碱性化合物、水溶性高分子、表面活性剂、去离子水，所述精抛液中碱性化合物为占精抛液总质量的0.05％的高纯氨水，利用有机酸调控精抛液pH为10.5。本发明专利技术中在特定含量的高纯氨水存在下，利用单元或多元的有机酸来调控达到终了pH值，可以在一定程度上抑制磨料颗粒的团聚，显著降低了硅片精抛后表面颗粒的沾污数量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种可减少硅片表面颗粒沾污的硅精抛液


[0001]本专利技术涉及硅精抛液
，具体涉及一种可减少硅片表面颗粒沾污的硅精抛液。

技术介绍

[0002]硅片的化学机械抛光(CMP)分为三步：粗抛、中抛、精抛。第一步是粗抛光，即去除磨削损伤层，此步骤中的去除率很高。第二步是中抛光，这是为了提高表面光滑度和获得较低的粗糙度，去除速度较慢，但硅片表面仍有微缺陷。第三步是精抛光，即去除划痕、凹坑、有机残留物、颗粒和其他微观缺陷，使表面具有很好的纳米形貌，并降低表面的雾度(Haze)值。
[0003]CMP是依靠精抛液中添加剂的化学作用与纳米级磨料颗粒的机械作用实现对材料的去除。在硅片精抛过程中，硅片表面会沾污大量SiO2颗粒，仅仅依靠后续的清洗难以有效去除表面沾污的SiO2颗粒，这会严重影响后续工艺制程。因此，如何有效减少硅片精抛过后表面颗粒的沾污，是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种可减少硅片表面颗粒沾污的硅精抛液，可以有效降低硅片表面颗粒沾污的数量。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种可以减少硅片表面颗粒沾污的硅片精抛液，所述精抛液包含硅溶胶磨料、有机酸、碱性化合物、水溶性高分子、表面活性剂、去离子水，其特征为：所述精抛液中碱性化合物为占精抛液总质量的0.05％的高纯氨水，利用有机酸调控精抛液pH为10.5。
[0007]所述精抛液中按质量百分比计包含如下组成：硅溶胶：15％
‑
25％；有机酸：0.1％
‑
0.5％，其种类为单元或多元有机酸中的一种或几种；碱性化合物：0.05％；水溶性高分子：0.2％
‑
0.5％；表面活性剂：0.02％
‑
0.08％，其种类为非离子表面活性剂；余量为去离子水。
[0008]所述有机酸为一元有机酸、二元有机酸、三元及以上有机酸，所述一元有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸、巴豆酸、乳酸或它们的衍生物；二元有机酸为乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、苹果酸、马来酸、酒石酸或它们的衍生物；三元及以上有机酸为柠檬酸、乌头酸、丁烷四羧酸或它们的衍生物。
[0009]所述硅溶胶磨料为：粒径为30
‑
60nm的高纯硅溶胶，高纯硅溶胶占精抛液的质量占比为18
‑
22％；优选为粒径为40
‑
50nm的高纯硅溶胶，高纯硅溶胶占精抛液的质量占比为20％；
[0010]所述水溶性高分子为纤维素衍生物，所述纤维素衍生物为羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基纤维素(HPC)中的至少一种；
[0011]所述表面活性剂为：JFCE、AEO
‑
3、AEO
‑
7、AEO
‑
9中的一种。
[0012]使用所述精抛液进行抛光的条件是：
[0013]机台：Universal
‑
300T；抛头/抛盘转速：93/92rpm；压力：2.5psi；流量300ml/min；时间：120s；精抛液与去离子水稀释比为1：20；
[0014]硅片表面颗粒沾污数量以收集37nm以上的颗粒数量计，所述精抛液处理后，硅片表面37nm以上的颗粒数量为控制在100个以内。优选所述硅片表面37nm以上的颗粒数量为控制在50个以内，更进一步地优选地，硅片表面37nm以上的颗粒数量为控制在35个以内，且精抛液稳定性好。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术中单元或多元有机酸在精抛液中可以起到pH缓冲作用，为达到既定pH范围，需加入更多的碱性化合物：氨水，氨水作为碱性化合物可以对纤维素类的水溶性高分子起到助溶作用，也会降低含纤维素类水溶性高分子精抛液的粘度，从而能够抑制磨料颗粒的团聚。团聚的磨料颗粒会更容易沾污吸附到硅片表面上，难以去除。因此，本专利技术中在特定含量的高纯氨水存在下，利用单元或多元的有机酸来调控达到终了pH值，可以在一定程度上抑制磨料颗粒的团聚，显著降低了硅片精抛后表面颗粒的沾污数量。
附图说明
[0017]图1为不同实施例的实验测试结果。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例及附图进一步解释本专利技术，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
[0019]实施例1
[0020]精抛液配比：
[0021]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.018％；HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0022]实施例2
[0023]精抛液配比：
[0024]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.94。
[0025]实施例3
[0026]精抛液配比：
[0027]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；乙酸：加入量根据最终溶液pH确定；HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0028]实施例4
[0029]精抛液配比：
[0030]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；山梨酸：加入量根据最终溶液pH确定；HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0031]实施例5
[0032]精抛液配比：
[0033]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；乙二酸：加入量根据最终溶液pH确定；
HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0034]实施例6
[0035]精抛液配比：
[0036]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；酒石酸：加入量根据最终溶液pH确定；HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0037]实施例7
[0038]精抛液配比：
[0039]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；柠檬酸：加入量根据最终溶液pH确定；HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0040]实施例8
[0041]精抛液配比：
[0042]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；丁烷四羧酸：加入量根据最终溶液pH确定；HEC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0043]实施例9
[0044]精抛液配比：
[0045]粒径为40nm的硅溶胶：20％；氨水：0.05％；酒石酸：加入量根据最终溶液pH确定；CMC：0.4％；JFCE：0.05％；余量为去离子水，溶液pH为10.5。
[0046]实施例10
[0047]精抛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可以减少硅片表面颗粒沾污的硅片精抛液，所述精抛液包含硅溶胶磨料、有机酸、碱性化合物、水溶性高分子、表面活性剂、去离子水，其特征为：所述精抛液中碱性化合物为占精抛液总质量的0.05％的高纯氨水，利用有机酸调控精抛液pH为10.5。2.根据权利要求1所述的可以减少硅片表面颗粒沾污的硅片精抛液，其特征在于，所述精抛液中按质量百分比计包含如下组成：硅溶胶：15％
‑
25％；有机酸：0.1％
‑
0.5％，其种类为单元或多元有机酸中的一种或几种；碱性化合物：0.05％；水溶性高分子：0.2％
‑
0.5％；表面活性剂：0.02％
‑
0.08％，其种类为非离子表面活性剂；余量为去离子水。3.根据权利要求1所述的可以减少硅片表面颗粒沾污的硅片精抛液，其特征在于，所述有机酸为一元有机酸、二元有机酸、三元及以上有机酸，所述一元有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸、巴豆酸、乳酸或它们的衍生物；二元有机酸为乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、苹果酸、马来酸、酒石酸或它们的衍生物；三元及以上有机酸为柠檬酸、乌头酸、丁烷四羧酸或它们的衍生物。4.根据权利要求1所述的可以减少硅片表面颗粒沾污的硅片精抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晗笑，宋英英，张琳，张今玉，王建帅，
申请(专利权)人：博力思天津电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：