CN101092541A - 一种用于硅晶片的精抛液 - Google Patents
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Abstract
一种用于硅晶片的精抛液,由复合磨料、表面活性剂、螯合剂、pH值调节剂和去离子水组成,各种成分所占的重量百分比为:复合磨料5~30%;表面活性剂0.1~1%;螯合剂0.1~1%;pH值调节剂1~6%;去离子水为余量。其中复合磨料由水溶硅溶胶与Al2O3或CeO2的水溶胶复合构成,二者重量比为4∶1;其粒径范围为10nm~60nm。本发明所制备的精抛液优点是:磨料粒径小,抛光后晶片表面无损伤;复合磨料抛光速率快,且流动性好;采用有机碱作为pH调节剂,无钠离子沾污;采用非离子型表面活性剂,使磨料和反应产物容易从片子表面去除,容易清洗。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种用于半导体晶片的抛光液,特别是一种用于硅晶片的精抛液。
(二)背景技术
半导体晶片抛光工艺中有粗抛和精抛之分。粗抛是在单位时间内尽快地去除所抛半导体晶片机械损伤层的厚度,为精抛打基础;精抛的任务是改善晶体表面的平整度,尽可能的无损伤抛光,达到高光滑的表面质量。而抛光液也有粗抛液和精抛液之分。粗抛液中的磨料颗粒较大,有利于晶体片的去厚率,提高抛光的效率;精抛液中的磨料颗粒很小,有利于提高晶片光滑表面的高平整度。对于化学机械抛光来说,抛光液是影响半导体晶片全局平面化的决定性因素。目前硅片精抛液存在的主要问题是:当磨料颗粒较小时,去除速率太慢;当磨料颗粒较大时,会产生表面划伤;抛光后残余颗粒难以清洗;抛光液流动性差、易沉淀。
(三)发明内容
本发明的目的是克服现有精抛液存在的问题,提供一种抛光速率快、流动性好、对晶片无损伤、易清洗的硅晶片精抛液。
本发明的技术方案:
一种用于硅晶片的精抛液,其特征在于:由复合磨料、表面活性剂、螯合剂、PH值调节剂和去离子水组成,各种成分所占的重量百分比为:复合磨料5~30%;表面活性剂0.1~1%;螯合剂0.1~1%;PH值调节剂1~6%;去离子水为余量。
本发明所述用于硅晶片的精抛液的PH值范围为8~12。
本发明所述复合磨料由水溶硅溶胶与Al2O3或CeO2的水溶胶复合构成,二者重量比为4∶1;其粒径范围为10nm~60nm。
本发明所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯胺、乙二醇酯或甘油酯。
本发明所述螯合剂为EDTA、EDTA二钠、羟胺或六羟基丙基丙二胺。
本发明所述PH调节剂是指氨水、醇胺、胺碱、四甲基氢氧化胺或季胺碱。
本发明所制备的精抛液优点是:磨料粒径小,抛光后晶片表面无损伤;复合磨料抛光速率快,且流动性好;采用有机碱作为PH调节剂,无钠离子沾污;采用不含金属离子的螯合剂,对金属离子有极强的螯合作用;采用非离子型表面活性剂,使磨料和反应产物容易从片子表面去除,容易清洗。
(四)具体实施方式
实施例1:
一种用于硅晶片的精抛液,其组成情况:复合磨料由水溶硅溶胶和氧化铝水溶胶构成,二者重量比为4∶1,其粒径范围为15~25nm;表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇;螯合剂为六羟基丙基丙二胺;PH调节剂为氨水以及去离子水。各种成分所占的重量百分比为:水溶硅溶胶20%,氧化铝水溶胶5%;聚氧乙烯脂肪醇0.5%;六羟基丙基丙二胺0.5%;氨水1.5%;去离子水为余量。该精抛液的PH值为11.2,其制备方法是:首先将制备精抛液的各种组分分别进行过滤净化处理,然后在千级净化室的环境内,将各种组分在真空负压的动力下,通过质量流量计输入容器罐中并充分搅拌,混合均匀即可。将上述精抛液与去离子水按1∶10稀释,在兰新X62 815-1单面抛光机上实验:在300g/cm2,30±5℃,3L±0.3L/min的条件下,对晶向为<111>的硅晶片进行抛光,去除速率为0.5μm/min。
实施例2:
一种用于硅晶片的精抛液,其组成情况:复合磨料由水溶硅溶胶和CeO2水溶胶构成,二者重量比为4∶1,其粒径范围为20~30nm;表面活性剂为乙二醇酯;螯合剂为EDTA;PH调节剂为四甲基氢氧化胺以及去离子水。各种成分所占的重量百分比为:水溶硅溶胶20%,CeO2水溶胶5%;乙二醇酯0.3%;EDTA 0.5%;四甲基氢氧化胺1%;去离子水为余量。该精抛液的PH值为11.3,其制备方法与实施例1相同。将上述精抛液与去离子水按1∶10稀释,在兰新X62 815-1单面抛光机上实验:在300g/cm2,40±5℃,3L±0.3L/min的条件下,对晶向为<111>的硅晶片进行抛光,去除速率为0.7μm/min。
Claims (6)
1.一种用于硅晶片的精抛液,其特征在于:由复合磨料、表面活性剂、螯合剂、PH值调节剂和去离子水组成,各种成分所占的重量百分比为:复合磨料5~30%;表面活性剂0.1~1%;螯合剂0.1~1%;PH值调节剂1~6%;去离子水为余量。
2.根据权利要求1所述用于硅晶片的精抛液,其特征在于:PH值范围为8~12。
3.根据权利要求1所述用于硅晶片的精抛液,其特征在于:复合磨料由水溶硅溶胶与Al2O3或CeO2的水溶胶复合构成,二者重量比为4∶1;其粒径范围为10nm~60nm。
4.根据权利要求1所述用于硅晶片的精抛液,其特征在于:表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯胺、乙二醇酯或甘油酯。
5.根据权利要求1所述用于硅晶片的精抛液,其特征在于:螯合剂为EDTA、EDTA二钠、羟胺或六羟基丙基丙二胺。
6.根据权利要求1所述用于硅晶片的精抛液,其特征在于:PH调节剂是指氨水、醇胺、胺碱、四甲基氢氧化胺或季胺碱。
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