【技术实现步骤摘要】
本申请涉及碳化硅抛光液，具体涉及一种复合磨料悬浮性更好的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料和抛光液及制备方法。
技术介绍
1、晶圆抛光是一种半导体加工工艺，用于将半导体晶圆表面的不平整部分去除，以提高晶圆的平整度和表面质量。晶圆抛光通常使用机械或化学机械抛光的方法，其中机械抛光使用旋转的抛光盘和研磨材料，而化学机械抛光则使用化学反应和机械力来去除晶圆表面的杂质和不平整部分。晶圆抛光是半导体制造中不可或缺的一步，它可以提高晶体管和集成电路的性能和可靠性。
2、晶圆抛光液通常是一种特殊的化学溶液，用于在抛光过程中去除晶圆表面的杂质和不平整部分。抛光液的成分通常包括研磨颗粒、腐蚀剂、表面活性剂和缓冲剂等。这些成分的配比和质量对于晶圆抛光的效果至关重要。
3、在半导体制造中，常用的晶圆抛光液包括氢氧化钠(naoh)或氢氧化钾(koh)等腐蚀剂，以及氧化铝(al2o3)或氧化硅(sio2)等研磨颗粒。此外，还会添加一些表面活性剂和缓冲剂来控制抛光液的表面张力和酸碱度，以确保抛光过程中晶圆表面的质量和平整度。
4、不同的抛光工艺和要求可能需要不同配方的抛光液，因此在选择抛光液时需要根据具体的工艺要求和晶圆材料来进行选择。
5、在现有的一种抛光液中，会使用氧化铝/氧化硅复合磨料，然而，两者的复合性能不够，容易在悬浮液中发生分离的问题，这样就造成了抛光液性质不稳定的问题。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本申请提出了一种al2o3和sio2复合
2、本专利技术首先提供了一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料，其包括al2o3/sio2复合磨粒，其中al2o3和sio2之间具有静电吸附作用。
3、优选地，通过静电自组装的方法制备得到所述al2o3/sio2复合磨粒；使用阳离子型聚电解质，将al2o3颗粒进行改性，再基于静电吸附作用制备得到al2o3/sio2复合磨粒；al2o3和sio2的质量比为1：3至2：3。
4、优选地，阳离子型聚电解质包括下列物质中的至少一种：聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚二烯丙基二甲基氯化铵。
5、本专利技术还提供了一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料的制备方法，其包括下面的步骤：
6、步骤1：碱性α-al2o3悬浮液进行分散，将一定量的阳离子聚电解质溶液加入到悬浮液，搅拌后使带正电的阳离子充分吸附在带负电的α-al2o3颗粒的表面，阳离子聚电解质将al2o3颗粒改性，使其表面带正电荷；
7、步骤2：将改性后悬浮液离心得到上清液，得到下面固体带正电的α-al2o3颗粒；
8、步骤3：将带正电的α-al2o3颗粒重新分散在水中，搅拌下加入sio2；带负电的sio2颗粒将粘附在带正电的α-al2o3颗粒表面，通过静电吸引形成al2o3/sio2复合磨料。
9、优选地，包括下面的步骤：
10、在步骤1中，使用4wt％，ph＝10的碱性氧化铝悬浮液，碱性氧化铝悬浮液中由α-al2o3磨粒和离子水组成，磨粒粒径不超过300nm，超声辅助分散，将一定量的阳离子聚电解质溶液加入到悬浮液中，使用磁力搅拌器充分搅拌，放入超声机中超声震荡10分钟，使带正电的阳离子充分吸附在带负电的α-al2o3颗粒的表面；
11、在步骤2中，将改性后悬浮液放入速离心机，在9000r/min的转速条件下离心分离4min，取出后去除上清液；将下面的固体再次溶解并离心，此过程重复三次；
12、在步骤3中，然后将获得带正电的α-al2o3颗粒重新分散在ph＝10的去离子水中；最后，在剧烈的搅拌下慢慢加入sio2悬浮液，其中悬浮液中sio2颗粒的粒径为60nm，浓度为8wt％；带负电的sio2颗粒将粘附在带正电的α-al2o3颗粒表面，通过静电吸引形成al2o3/sio2复合磨料。
13、本专利技术提供的一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料抛光液，其由以下重量百分比浓度的组分组成：通过静电吸引形成的al2o3/sio2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10％，分散剂0.05％～5％，表面活性剂0.05％～5％，助剂0.05％～5％，ph调节剂0.02％～2％和余量水性介质。
14、优选地，氧化剂为以下物质中的至少一种：高锰酸钾、过氧化氢；分散剂为以下物质中的至少一种：柠檬酸；表面活性剂为以下物质中的至少一种：硫酸酯、脂肪醇、烷基酚、多元醇；助剂为以下物质中的至少一种：盐类；ph调节剂为以下物质中的至少一种：氢氧化钾或者磷酸。
15、优选地，所述碳化硅抛光液的ph为7～11。
16、本专利技术提供的一种抛光液的制备方法，其包括下面的步骤：通过静电吸引形成的al2o3/sio2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10％，分散剂0.05％～5％，表面活性剂0.05％～5％，助剂0.05％～5％，ph调节剂0.02％～2％和余量水，经过混合后搅拌均匀,后超声设备中震荡10-15min制得。
17、本专利技术的带负电的sio2颗粒为现有市场上购买得到的产品，例如sio2颗粒是用市面上普通的碱性硅溶胶抛光液，其粒径为30nm-90nm。
18、或者，也可以按照下面的方式得到相应的带负电的sio2颗粒，即将sio2颗粒悬浮分散在乙醇中。向其中加入带有负电荷的化合物磺酸类化合物苯磺酸或者磷酸类化合物磷酸。混合后进行分离干燥，以使得带有负电荷的基团与sio2表面发生结合，从而使纳米颗粒带上负电荷。
19、进一步地，当得到本专利技术制备的al2o3/sio2复合磨料，为了进一步提升该材料的性质，减少该材料表面多余的电荷，而把磨料分散在水中，然后加入聚乙二醇peg2000，进行表面修饰以使得颗粒表面带有亲水性而减少电荷存在，然后进行离心、分离和干燥处理而重新得到al2o3/sio2复合磨料，这样其稳定性进一步提高，并且不会携带多余电荷。
20、本专利技术提供的一种抛光液的用途，抛光液用于晶圆抛光。
21、与现有技术相对比，本申请具有以下有益效果：本专利技术把带负电的sio2颗粒粘附在带正电的α-al2o3颗粒表面，通过静电吸引形成al2o3/sio2复合磨料。相应地，复合磨料悬浮性更好。
22、另外，本专利技术利用碱性条件sio2悬浮液稳定性较好的特征，弥补后续抛光液配液过程中添加剂对氧化铝悬浮液稳定性的影响。
23、再者，本专利技术提供的抛光液在应力作用下去除包裹层的氧化铝磨粒与软质磨粒的机械互补，大大降低了抛光晶圆表面损伤，在强氧化剂作用下达到了较好的抛光去除率(mrr)及粗糙度(ra＝0.5)；抛光液具有氧化性强，分散性、稳定性好，有较好的表面精度,能提高抛光效率和精度等优点。
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1.一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料，其特征在于，包括Al2O3/SiO2复合磨粒，其中Al2O3和SiO2之间具有静电吸附作用。
2.根据权利要求1所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料，其特征在于，通过静电自组装的方法制备得到所述Al2O3/SiO2复合磨粒；使用阳离子型聚电解质，将Al2O3颗粒进行改性，再基于静电吸附作用制备得到Al2O3/SiO2复合磨粒；Al2O3和SiO2的质量比为1：3至2：3。
3.根据权利要求2所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料，其特征在于，阳离子型聚电解质包括下列物质中的至少一种：聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚二烯丙基二甲基氯化铵。
4.一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料的制备方法，其特征在于，包括下面的步骤：
5.根据权利要求4所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料的制备方法，其特征在于，包括下面的步骤：
6.一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料抛光液，其特征在于，由以下重量百分比浓度的组分组成：通过静电吸引形成的Al2O3/SiO2复合磨粒1％～10％
7.根据权利要求6所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料抛光液，其特征在于，氧化剂为以下物质中的至少一种：高锰酸钾、过氧化氢；分散剂为以下物质中的至少一种：柠檬酸；表面活性剂为以下物质中的至少一种：硫酸酯、脂肪醇、烷基酚、多元醇；助剂为以下物质中的至少一种：盐类；pH调节剂为以下物质中的至少一种：氢氧化钾或者磷酸。
8.根据权利要求6所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料抛光液，其特征在于，所述碳化硅抛光液的pH为7～11。
9.一种权利要求6-8中任一项的抛光液的制备方法，其特征在于，包括下面的步骤：通过静电吸引形成的Al2O3/SiO2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10％，分散剂0.05％～5％，表面活性剂0.05％～5％，助剂0.05％～5％，pH调节剂0.02％～2％和余量水，经过混合后搅拌均匀,后超声设备中震荡10-15min制得。
10.一种权利要求6-8中任一项的抛光液的用途，其特征在于，抛光液用于晶圆抛光。
...【技术特征摘要】
1.一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料，其特征在于，包括al2o3/sio2复合磨粒，其中al2o3和sio2之间具有静电吸附作用。
2.根据权利要求1所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料，其特征在于，通过静电自组装的方法制备得到所述al2o3/sio2复合磨粒；使用阳离子型聚电解质，将al2o3颗粒进行改性，再基于静电吸附作用制备得到al2o3/sio2复合磨粒；al2o3和sio2的质量比为1：3至2：3。
3.根据权利要求2所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料，其特征在于，阳离子型聚电解质包括下列物质中的至少一种：聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚二烯丙基二甲基氯化铵。
4.一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料的制备方法，其特征在于，包括下面的步骤：
5.根据权利要求4所述的抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料的制备方法，其特征在于，包括下面的步骤：
6.一种抛光碳化硅的氧化铝/氧化硅复合磨料抛光液，其特征在于，由以下重量百分比浓度的组分组成：通过静电吸引形成的al2o3/sio2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵枫萍，杨希，王义浩，
申请(专利权)人：无锡云岭半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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