一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液及其制备与使用方法技术

本发明专利技术公开了一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液及其制备与使用方法；精抛液包括：磨料200～400份；pH调节剂5～35份；大分子聚合物3～10份；表面活性剂0.1～20份；消泡剂0.005～0.2及去离子水530～795份；精抛液的pH为10～11。制备：S1、将pH调节剂、大分子聚合物和表面活性剂加到部分去离子水中，获得预混液；S2、将预混液加到磨料中，获得基液；S3、用剩余去离子水将消泡剂稀释后加入到基液中，制得精抛液。使用：将精抛液稀释后对硅片进行CMP。本发明专利技术提供的精抛液利用pH调节剂、大分子聚合物及表面活性剂，提高了硅去除速率、亲水性及抛光液的分散性，降低了硅片CMP后表面颗粒缺陷。降低了硅片CMP后表面颗粒缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液及其制备与使用方法


[0001]本专利技术涉及硅片表面精抛
，具体涉及一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液及其制备与使用方法。

技术介绍

[0002]硅片是广泛应用于半导体和光学器件行业的衬底材料，在半导体器件制造过程中，化学机械抛光(CMP)是唯一可以实现硅片全局和局部平坦化的关键技术。硅片的化学机械抛光(CMP)过程通常分为三步：粗抛、中抛和精抛；其中，精抛是硅片化学机械抛光的最后一步抛光，也是各项参数要求极高的一步抛光。硅片在精抛后通常要求具有极低的表面颗粒缺陷，否则将会影响后续的离子注入等工序。针对这一问题，开发出一款能够大幅降低化学机械抛光后硅片表面颗粒缺陷的精抛液显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：为了进一步提高化学机械抛光的效果，本专利技术提供了一种能够有效降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液及其制备方法，采用本专利技术的精抛液进行CMP能够使硅片在抛光后满足具有极低表面颗粒缺陷的技术效果。
[0004]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0005]本专利技术提供一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，其特征在于，所述的精抛液包括如下重量份数的组分：
[0006]磨料200～400份；pH调节剂5～35份；大分子聚合物3～10份；表面活性剂0.1～20份；消泡剂0.005～0.2以及去离子水530～795份；所述精抛液的pH值为10～11。
[0007]具体的，本专利技术所述的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，通过引入大分子聚合物利用其修饰磨料，能够有效减少所述磨料在硅片化学机械抛光过程中对硅片表面的损伤，降低硅片抛光面的粗糙度，有效降低硅片表面的颗粒缺陷，提高该精抛液对硅片的抛光效果。
[0008]进一步的，一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液：所述的磨料选自粒径20～40nm的高纯硅溶胶。所述的硅溶胶是由纳米级的二氧化硅颗粒分散于水中或溶剂形成的分散液。
[0009]进一步的，一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液：所述的pH调节剂选自氨水、二乙烯三胺、三乙烯四胺、单乙醇胺、三乙醇胺、甘氨酸、柠檬酸中的一种或几种的混合物。
[0010]进一步的，一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液：所述的大分子聚合物选自PVP
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K15(聚乙烯吡咯烷酮K15)、PVP
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K30(聚乙烯吡咯烷酮K30)、PVP
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K60(聚乙烯吡咯烷酮K60)、PVP
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K90(聚乙烯吡咯烷酮K90)中的一种或几种的混合物。
[0011]进一步的，一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液：所述的表面活性剂选自JFC
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E、脂肪醇聚氧乙烯醚3(AEO3)、脂肪醇聚氧乙烯醚7(AEO7)、脂肪醇聚氧乙烯醚9(AEO9)、脂肪醇醚磷酸酯(MOA
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3P)、异构十碳醇聚氧乙烯醚(XP
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90)、聚乙二醇400(PEG400)、聚乙二醇
600(PEG600)、聚乙二醇2000(PEG2000)、聚乙二醇6000(PEG6000)中的一种或几种的混合物。
[0012]进一步的，一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液：所述的消泡剂选自X
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852消泡剂、FE
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1410、AFE
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3168、AFE
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1267中的一种或几种的混合物。其中：X
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852消泡剂为广州市鸿泰新材料有限公司生产的硅溶胶专用消泡剂，型号为X
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852。
[0013]一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液的制备方法，其特征在于，该方法用于制备上述的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，该方法包括如下步骤：
[0014]S1、按重量份数，将所述pH调节剂、所述大分子聚合物和所述表面活性剂加入到部分的去离子水中并搅拌均匀，获得预混液；
[0015]S2、将所述预混液加入到所述磨料中并搅拌均匀，获得基液；
[0016]S3、用剩余的去离子水将所述消泡剂稀释，然后加入到所述基液中并搅拌均匀，制得降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液。
[0017]一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液的使用方法，其特征在于，上述的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液的使用方法为：将所述的精抛液用去离子水稀释后作为抛光液对硅片进行化学机械抛光。
[0018]进一步的，一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液的使用方法：所述的精抛液与所述去离子水的稀释比例为1：(30～40)。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020](1)本专利技术提供的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液：一是通过对配方的优选，加入pH调节剂使精抛液呈强碱性，进一步提高了硅的去除速率，修复粗抛、中抛后硅片表面的凹坑或凸起，降低精抛后因去除速率不足导致的颗粒缺陷；二是通过加入大分子聚合物，改变硅片表面特性，提高硅片表面亲水性，防止化学机械抛光后磨料颗粒对硅片表面的附着，降低硅片表面的颗粒沾污，降低硅片表面的颗粒缺陷；三是通过加入具有分散、润湿作用的表面活性剂，利用其在硅溶胶(磨料)颗粒表面的包裹作用，降低硅溶胶在硅片表面的吸附沾污。
[0021](2)本专利技术的精抛液通过引入大分子聚合物利用其修饰磨料，能够有效减少所述磨料在硅片化学机械抛光过程中对硅片表面的损伤，降低硅片抛光面的粗糙度，有效降低硅片表面的颗粒缺陷，提高该精抛液对硅片的抛光效果。
[0022](3)本专利技术提供的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液充分利用了pH调节剂、大分子聚合物以及表面活性剂之间的协同作用，通过提高硅去除速率、亲水性以及抛光液的分散性，大幅降低了硅片化学机械抛光后表面的颗粒缺陷。
具体实施方式
[0023]下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1
[0025]一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，其特征在于，所述的精抛液包括如下重量份数的组分：
[0026]磨料200份；pH调节剂21份；大分子聚合物3份；表面活性剂10.1份；消泡剂0.005份以及去离子水765.895份；所述精抛液的pH值为10.9；
[0027]其中：所述的磨料为粒径20nm的高纯硅溶胶；
[0028]所述的pH调节剂由5份的三乙烯四胺和16份的氨水组成；
[0029]所述的大分子聚合物采用聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP
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K30)；
[0030]所述的表面活性剂由10份的聚乙二醇400(PEG400)和0.1份的脂肪醇醚磷酸酯(MOA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，其特征在于，所述的精抛液包括如下重量份数的组分：磨料200～400份；pH调节剂5～35份；大分子聚合物3～10份；表面活性剂0.1～20份；消泡剂0.005～0.2以及去离子水530～795份；所述精抛液的pH值为10～11。2.根据权利要求1所述的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，其特征在于，所述的磨料选自粒径20～40nm的高纯硅溶胶。3.根据权利要求1所述的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，其特征在于，所述的pH调节剂选自氨水、二乙烯三胺、三乙烯四胺、单乙醇胺、三乙醇胺、甘氨酸、柠檬酸中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，其特征在于，所述的大分子聚合物选自PVP
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K15、PVP
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K30、PVP
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K60、PVP
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K90中的一种或几种的混合物。5.根据权利要求1所述的一种降低硅片表面颗粒缺陷的精抛液，其特征在于，所述的表面活性剂选自JFC
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E、脂肪醇聚氧乙烯醚3、脂肪醇聚氧乙烯醚7、脂肪醇聚氧乙烯醚9、脂肪醇醚磷酸酯、异构十碳醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷双双，田建颖，井锋，张俊华，
申请(专利权)人：江苏山水半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：