【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学机械抛光，具体涉及一种改善硅片表面抛光痕的精抛液及其应用。
技术介绍
1、随着集成电路产业的迅速发展，其特征尺寸不断缩小，这就对硅衬底表面的质量提出了更高要求。化学机械抛光是实现硅片全局和局部平坦化的关键工艺，选用合适的抛光液可以实现高质量的表面抛光。硅片抛光分为粗抛和精抛，精抛为硅片抛光的最后一道工序，将会影响整个硅片的表面质量，精抛后要求硅片表面无抛光痕、无抛光雾、粗糙度低、无金属离子污染、具有亲水性且96nm颗粒小于10颗。其中，硅片表面的金属离子和颗粒颗通过清洗可进一步解决，而抛光痕则必须通过优化精抛液来解决。
2、cn101092541a公开了一种用于硅晶片的精抛液，其通过采用10-60nm小粒径的硅溶胶与al2o3或ceo2水溶胶复配，使得抛光后晶圆表面无损伤。但al2o3水溶胶硬度比硅溶胶大，而ceo2水溶胶易导致分层，无法保证抛光液的稳定性及cmp后硅片的表面质量。
3、cn111978868a公开了一种硅片化学机械精抛液的制备方法，其采用改性的纳米二氧化硅溶胶作为磨料，大分子修饰后的二氧化硅粒子在抛光过程中可减少对抛光面的损伤，但其精抛液中na+含量较多且制备工艺复杂，不利于精抛液的生产管控过程，生产过程的失控也会导致精抛液失效，对硅片表面造成损伤。
4、cn113881347a公开了一种硅晶圆化学机械精抛液，其通过使用多聚椭球形和单一球形的二氧化硅复配作为研磨颗粒，使得大颗粒在研磨过程中增大摩擦面积，小颗粒在研磨过程中起润滑作用，从而减小硅晶圆的划伤。p>
5、cn102061131b公开了一种降低硅片表面微划伤的抛光液，其主要通过优化过滤工艺控制抛光液中lpc的数量来降低硅片表面的划伤问题，该抛光液适用于硅片的粗抛过程。
技术实现思路
1、为了解决解决硅片在精抛过程中表面易产生抛光痕的问题，而提供一种改善硅片表面抛光痕的精抛液及其应用。本专利技术的精抛液能够解决硅片精抛过程中的抛光痕问题，精抛后可改善硅片表面的抛光痕，呈现轻微抛光痕或无抛光痕的状态。
2、为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，由如下重量百分比为100％的材料混合而成：硅溶胶2-12％，酰胺类润湿分散剂0.1-1％，高分子醇类润滑剂0.1-1.5％，ph调节剂超过0.3％并使所述精抛液整体ph值为9-11，余量为去离子水。
4、优选地，一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，由如下重量百分比为100％的材料混合而成：硅溶胶8-10％，酰胺类润湿分散剂0.2-0.5％，高分子醇类润滑剂0.1-0.3％，ph调节剂超过0.3％并使所述精抛液整体ph值为9-11，余量为去离子水。
5、更优选地，一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，由如下重量百分比为100％的材料混合而成：硅溶胶9.5％，酰胺类润湿分散剂0.3％，高分子醇类润滑剂0.2％，ph调节剂超过0.3％并使所述精抛液整体ph值为9-11，余量为去离子水。
6、进一步地，所述酰胺类润湿分散剂为聚维酮和/或阳离子聚丙烯酰胺；所述高分子醇类润滑剂为等质量比的聚乙烯醇和聚乙二醇。
7、再进一步地，所述聚乙烯醇为pva3-98、pva5-98、pva28-98、pva60-98、pva17-94、pva27-96、pva3-88、pva5-88、pva22-88、pva30-88、pva44-88、pva95-88、pva3-80、pva32-80、pva35-80、pva48-80、pva5-74中的一种或多种；
8、所述聚乙二醇为peg200、peg400、peg600、peg1500、peg2000、peg3350、peg4000、peg6000、peg8000、peg10000、peg20000中的一种或多种；优选地，所述聚乙二醇为peg400、peg600、peg1500、peg2000、peg3350、peg4000、peg6000中的一种或多种。
9、进一步地，所述ph调节剂为氨水、四甲基氢氧化铵(tmah)、二乙烯三胺、三乙烯四胺、单乙醇胺、三乙醇胺、一水合柠檬酸、甘氨酸中的一种或多种；优选地，所述ph调节剂为氨水和四甲基氢氧化铵(tmah)，氨水与四甲基氢氧化铵(tmah)的质量比为5:3。
10、进一步地，所述硅溶胶中的二氧化硅粒径大小为30-100nm。
11、以上改善硅片表面抛光痕的精抛液在化学机械抛光的精抛阶段中的应用，将所述精抛液用去离子水稀释后对硅片进行精抛，按照所述精抛液与所述去离子的质量比为1:30-40稀释。
12、有益技术效果：
13、本专利技术采用含有酰胺基的化合阳离子聚丙烯酰胺和/或聚维酮和含羟基的高分子聚合物聚乙烯醇作为润湿/润滑分散剂，由于阳离子聚丙烯酰胺存在季铵盐而使其中的氮原子带正电荷、聚维酮的酰胺基团中的氮原子带正电，碱性条件下，可通过静电作用吸附带在负电荷的硅溶胶表面，但由于阳离子聚丙烯酰胺和/或聚维酮为立体结构，其在硅溶胶颗粒表面的吸附面积较大，吸附膜强度较弱，而聚乙烯醇中的羟基则通过氢键吸附在覆盖着si-oh水化膜的硅溶胶表面，其吸附面积较小，吸附膜强度较大，可填充阳离子聚丙烯酰胺和/或聚维酮与硅溶胶颗粒之间的空隙，使硅溶胶表面的包裹层更加牢固，从而提高空间位阻效应和硅溶胶的分散性，防止硅溶胶团聚并直接接触硅片而导致的抛光痕问题产生，进而解决硅片精抛过程中的抛光痕严重的问题。
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1.一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，由如下重量百分比为100％的材料混合而成：硅溶胶2-12％，酰胺类润湿分散剂0.1-1％，高分子醇类润滑剂0.1-1.5％，pH调节剂超过0.3％并使所述精抛液整体pH值为9-11，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述精抛液由如下重量百分比为100％的材料混合而成：硅溶胶8-10％，酰胺类润湿分散剂0.2-0.5％，高分子醇类润滑剂0.1-0.3％，pH调节剂超过0.3％并使所述精抛液整体pH值为9-11，余量为去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述酰胺类润湿分散剂为聚维酮和/或阳离子聚丙烯酰胺；所述高分子醇类润滑剂为等质量比的聚乙烯醇和聚乙二醇。
4.根据权利要求3所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述聚乙烯醇为PVA3-98、PVA5-98、PVA28-98、PVA60-98、PVA17-94、PVA27-96、PVA3-88、PVA5-88、PVA22-88、PVA30-8
5.根据权利要求3所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述pH调节剂为氨水、四甲基氢氧化铵、二乙烯三胺、三乙烯四胺、单乙醇胺、三乙醇胺、一水合柠檬酸、甘氨酸中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述硅溶胶中的二氧化硅粒径大小为30-100nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液在化学机械抛光的精抛阶段中的应用，其特征在于，将所述精抛液用去离子水稀释后对硅片进行精抛，按照所述精抛液与所述去离子的质量比为1:30-40稀释。
...【技术特征摘要】
1.一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，由如下重量百分比为100％的材料混合而成：硅溶胶2-12％，酰胺类润湿分散剂0.1-1％，高分子醇类润滑剂0.1-1.5％，ph调节剂超过0.3％并使所述精抛液整体ph值为9-11，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述精抛液由如下重量百分比为100％的材料混合而成：硅溶胶8-10％，酰胺类润湿分散剂0.2-0.5％，高分子醇类润滑剂0.1-0.3％，ph调节剂超过0.3％并使所述精抛液整体ph值为9-11，余量为去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述酰胺类润湿分散剂为聚维酮和/或阳离子聚丙烯酰胺；所述高分子醇类润滑剂为等质量比的聚乙烯醇和聚乙二醇。
4.根据权利要求3所述的一种改善硅片表面抛光痕的精抛液，其特征在于，所述聚乙烯醇为pva3-98、pv...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋丽娇，张俊华，王超铭，井锋，
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：
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