CN101671528A - 用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液 - Google Patents

用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，由磨料、活性剂、分散剂、螯合剂、pH调节剂及纯水组成，pH值为9.0～12.0，原料及质量百分比为：磨料0.1％～20％、螯合剂0.1％～2％、分散剂0.1％～5％、活性剂0.1％～5％、pH调节剂0.01％～10％、纯水小于或等于90％。可明显提高抛光速率(去除率达到710nm)、对单晶硅片产生较低的表面缺陷、并降低表面粗糙度(可达0.18nm)，从而实现对单晶硅片的高效超精化学机械抛光，保证单晶硅片表面精细质量。本发明的抛光液为碱性，抛光后清洗方便，对设备无腐蚀，延长设备使用寿命、降低加工成本。

Description

用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液
技术领域：
本发明属于硅片化学机械抛光技术领域，尤其是一种抛光后清洗方便、高去除率、低损伤的单晶硅片化学机械抛光液。
背景技术：
单晶硅片是集成电路(IC)的主要衬底材料，其表面粗糙度是影响集成电路刻蚀线宽的重要因素之一。随着集成电路集成度的不断提高，特征尺寸的不断减小，对硅片的加工精度和表面质量的要求也越来越高。目前，半导体行业协会(SIA)对于特征尺寸为0.065～0.13μm的硅片要求是：全局平整度(GBIR)小于2μm、表面粗糙度达到纳米和亚纳米级、表面很小的残余应力和损伤层或无损伤，即对硅片加工的表面平整度、表面粗糙度、表面缺陷等提出更高的要求。
目前，利用化学机械抛光(CMP)技术对硅片表面进行平坦化处理，已成为集成电路制造技术进入深亚微米以后技术时代必不可少的工艺步骤之一。化学机械抛光工艺是在一定的向下压力下将硅片和抛光台/抛光垫保持旋转，将抛光液输入抛光垫上，在化学和机械的协同作用下，获得高质量的抛光硅片，因此抛光液在化学机械抛光中起着重要作用。虽然目前已有关于单晶硅片抛光液的文献报道，但这些抛光液存在着抛光效率低、表面粗糙度高及容易产生划痕及凹痕损伤等问题。
发明内容：
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种抛光后清洗方便、高去除率、低损伤的单晶硅片化学机械抛光液。
本发明的技术解决方案是：一种用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于由磨料、活性剂、分散剂、螯合剂、pH调节剂及纯水组成，pH值为9.0～12.0，原料及质量百分比为：
磨料          0.1％～20％
螯合剂        0.1％～2％
分散剂        0.1％～5％
活性剂        0.1％～5％
pH调节剂      0.01％～10％
纯水         小于或等于90％。
所述的磨料为SiO2和Al2O3的水溶胶颗粒、表面覆盖铝SiO2水溶胶颗粒的至少一种。
所述磨料的粒径为30～160nm。
所述螯合剂为乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、次氮基三乙酸及其铵盐或钠盐中的至少一种。
所述分散剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇与聚苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯酸及其盐(PAA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯亚胺(PEA)、季铵盐型阳离子表面活性剂中的至少一种。
所述活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种，分子通式分别为R1O(C2H4O)mH、R2O(C2H4O)m(C3H6O)nH，其中R1为C10-C14的烷基，R2为C10-C18的烷基，m和n分别是环氧乙烷基和环氧丙烷的聚合数，聚合数为3～20。
所述pH调节剂为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。
所述的纯水是经过离子交换树脂过滤的水，其电阻至少是18MΩ。
本发明所述的抛光液pH值为9.0-12.0，更优为10.0-11.5。
本发明可明显提高抛光速度(去除率达到710nm)、对单晶硅片不产生表面缺陷、并降低表面粗糙度(可达0.18nm)，从而实现对单晶硅片的高效超精化学机械抛光，保证单晶硅片表面精细质量。本发明的抛光液为碱性，抛光后清洗方便，对设备无腐蚀，延长设备使用寿命、降低加工成本。
具体实施方式：
实施例1：
由磨料、活性剂、分散剂、螯合剂、pH调节剂及纯水组成，pH值为9.0～12.0，更优为10.0-11.5。原料及质量百分比为：磨料0.1％～20％、螯合剂0.1％～2％、分散剂0.1％～5％、活性剂0.1％～5％、pH调节剂0.01％～10％、纯水小于或等于90％。
所述的磨料为SiO2和Al2O3的水溶胶颗粒、表面覆盖铝SiO2水溶胶颗粒的至少一种，磨料的粒径为30～160nm。
所述螯合剂为乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、次氮基三乙酸及其铵盐或钠盐中的至少一种。
所述分散剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇与聚苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯酸及其盐(PAA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯亚胺(PEA)、季铵盐型阳离子表面活性剂中的至少一种。
所述活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种，分子通式分别为R1O(C2H4O)mH、R2O(C2H4O)m(C3H6O)nH，其中R1为C10-C14的烷基，R2为C10-C18的烷基，m和n分别是环氧乙烷基和环氧丙烷的聚合数，聚合数为3～20。
所述pH调节剂为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。
所述的纯水是经过离子交换树脂过滤的水，其电阻至少是18MΩ。
各原料在其质量范围内选择，总质量为100％。
制备方法：将研磨颗粒加入搅拌器中搅拌，并按质量百分比含量加入纯水及其它各组分，继续搅拌至均匀，然后静止30min即得到所需的抛光液。
抛光实验：采用ZYP280型抛光机，抛光压力3Psi，下盘转速100rpm，抛光液流量8ml/min，采用Sartorius CP225D型精密电子天平(精度0.01mg)对抛光前后硅片称重，计算其材料去除率，抛光后表面通过ZYGO5022测试抛光后硅片表面粗糙度(RMS)。
抛光后材料去除速率为R＝420～710nm，表面粗糙度Ra＝0.18～0.23nm。
实施例2：
原料及重量百分比如下：
磨料为粒径60nm的SiO2水溶胶颗粒2％；
螯合剂为乙二胺四乙酸1％、
分散剂是环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物(型号Lutensol XL 100、BASF Co.Ltd.生产)2％；
活性剂为脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚2％(型号pluronic，BASF Co.Ltd.生产)。
pH调节剂为四甲基氢氧化铵3％；
纯水余量(90％)。
按照实施例1的方法制备抛光液及进行抛光实验，抛光后材料去除速率为R＝520nm，表面粗糙度Ra＝0.2nm。
实施例3：
原料及重量百分比如下：
磨料为粒径30nm的Al2O3水溶胶颗粒5％；
螯合剂为二亚乙基三胺五乙酸0.5％；
分散剂是聚乙二醇(PEG)2％；
活性剂为C12H25O(C2H4O)10H 2％；
pH调节剂为三乙醇胺5％；
纯水余量(85.5％)。
按照实施例1的方法制备抛光液及进行抛光实验，抛光后材料去除速率为R＝420nm，表面粗糙度Ra＝0.19nm。
实施例4：
原料及重量百分比如下：
磨料为粒径30nm的SiO2水溶胶颗粒4％；
螯合剂为乙二胺四乙酸0.5％；
分散剂是聚乙烯胺0.5％；
活性剂为C10H21O(C2H4O)8H 4％；
pH调节剂为三乙胺2％；
纯水余量(89％)。
按照实施例1的方法制备抛光液及进行抛光实验，抛光后材料去除速率为R＝710nm，表面粗糙度Ra＝0.18nm。
实施例5：
原料及重量百分比如下：
磨料为粒径130nm的SiO2水溶胶颗粒2％；
螯合剂为三亚乙基四胺六乙酸0.5％；
分散剂是聚丙烯酸(PAA)1％；
活性剂为C10H21O(C2H4O)8H 5％；
pH调节剂为异丙醇胺3％；
纯水余量(89％)。
按照实施例1的方法制备抛光液及进行抛光实验，抛光后材料去除速率为R＝680nm，表面粗糙度Ra＝0.23nm。

Claims (7)

1.一种用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于由磨料、活性剂、分散剂、螯合剂、pH调节剂及纯水组成，pH值为9.0～12.0，原料及质量百分比为：
磨料        0.1％～20％
螯合剂      0.1％～2％
分散剂      0.1％～5％
活性剂      0.1％～5％
pH调节剂    0.01％～10％
纯水        小于或等于90％。
2.根据权利要求1所述的用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于：所述的磨料为SiO2和Al2O3的水溶胶颗粒、表面覆盖铝SiO2水溶胶颗粒的至少一种。
3.根据权利要求2所述的用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于：所述磨料的粒径为30～160nm。
4.根据权利要求3所述的用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于：所述螯合剂为乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、次氮基三乙酸及其铵盐或钠盐中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于：所述分散剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇与聚苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯酸及其盐、聚乙二醇、聚乙烯亚胺、季铵盐型阳离子表面活性剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于：所述活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种，分子通式分别为R1O(C2H4O)mH、R2O(C2H4O)m(C3H6O)nH，其中R1为C10-C14的烷基，R2为C10-C18的烷基，m和n分别是环氧乙烷基和环氧丙烷的聚合数，聚合数为3～20。
7.根据权利要求6所述的用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液，其特征在于：所述pH调节剂为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101974296A (zh) * 2010-11-12 2011-02-16 大连三达奥克化学股份有限公司 核/壳型复合纳米磨料硅片抛光液
CN102115915A (zh) * 2010-12-31 2011-07-06 百力达太阳能股份有限公司 一种单晶硅制绒添加剂以及单晶硅制绒工艺
CN102559065A (zh) * 2012-03-15 2012-07-11 南昌大学 一种硅片化学机械抛光浆料配方
CN102766406A (zh) * 2012-06-25 2012-11-07 深圳市力合材料有限公司 一种去除半导体硅片表面缺陷的抛光组合物及其制备方法
CN102766408A (zh) * 2012-06-28 2012-11-07 深圳市力合材料有限公司 一种适用于低下压力的硅晶片精抛光组合液及其制备方法
CN103433853A (zh) * 2013-07-10 2013-12-11 西安交通大学 一种粗糙度可控的光固化成形树脂原型件的抛光方法
CN104342704A (zh) * 2014-10-20 2015-02-11 苏州大学 一种无氧化剂的碱性铝合金抛光液及其制备方法
CN109622991A (zh) * 2018-11-11 2019-04-16 上海航天控制技术研究所 一种单晶硅透镜的超精密车削加工方法
CN112490120A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司 选择性化学机械抛光钴、氧化锆、多晶硅和二氧化硅膜的方法
CN113150696A (zh) * 2021-03-01 2021-07-23 广州凌玮科技股份有限公司 一种用于降低硅片表面微划伤的抛光液
CN113150697A (zh) * 2021-03-01 2021-07-23 广州凌玮科技股份有限公司 一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液及其制备方法
CN113621313A (zh) * 2021-07-02 2021-11-09 宁波日晟新材料有限公司 一种单晶硅化学机械抛光液及其制备方法
CN113969107A (zh) * 2021-10-18 2022-01-25 江苏山水半导体科技有限公司 用于大尺寸硅边抛的化学机械抛光液及其制备方法和应用
CN114231182A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 盐城工学院 一种易解理氧化镓晶片化学机械抛光工艺、抛光液及其制备方法
CN114347281A (zh) * 2022-01-18 2022-04-15 锦州神工半导体股份有限公司 一种单晶硅片切割方法
CN114790367A (zh) * 2022-04-28 2022-07-26 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 一种用于单晶硅和多晶硅的纳米类球形氧化铈抛光液和应用
CN115851136A (zh) * 2022-12-02 2023-03-28 博力思(天津)电子科技有限公司 一种可循环使用的硅片化学机械抛光液
CN115895451A (zh) * 2021-09-30 2023-04-04 昆山欣谷微电子材料有限公司 一种用于制备亲水性表面硅片的碱性抛光液组合物

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101974296A (zh) * 2010-11-12 2011-02-16 大连三达奥克化学股份有限公司 核/壳型复合纳米磨料硅片抛光液
CN102115915A (zh) * 2010-12-31 2011-07-06 百力达太阳能股份有限公司 一种单晶硅制绒添加剂以及单晶硅制绒工艺
CN102115915B (zh) * 2010-12-31 2012-08-22 百力达太阳能股份有限公司 一种单晶硅制绒添加剂以及单晶硅制绒工艺
CN102559065A (zh) * 2012-03-15 2012-07-11 南昌大学 一种硅片化学机械抛光浆料配方
CN102766406A (zh) * 2012-06-25 2012-11-07 深圳市力合材料有限公司 一种去除半导体硅片表面缺陷的抛光组合物及其制备方法
CN102766406B (zh) * 2012-06-25 2014-12-10 深圳市力合材料有限公司 一种去除半导体硅片表面缺陷的抛光组合物及其制备方法
CN102766408A (zh) * 2012-06-28 2012-11-07 深圳市力合材料有限公司 一种适用于低下压力的硅晶片精抛光组合液及其制备方法
CN103433853A (zh) * 2013-07-10 2013-12-11 西安交通大学 一种粗糙度可控的光固化成形树脂原型件的抛光方法
CN103433853B (zh) * 2013-07-10 2016-12-07 西安交通大学 一种粗糙度可控的光固化成形树脂原型件的抛光方法
CN104342704A (zh) * 2014-10-20 2015-02-11 苏州大学 一种无氧化剂的碱性铝合金抛光液及其制备方法
CN109622991A (zh) * 2018-11-11 2019-04-16 上海航天控制技术研究所 一种单晶硅透镜的超精密车削加工方法
CN112490120A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司 选择性化学机械抛光钴、氧化锆、多晶硅和二氧化硅膜的方法
CN113150696A (zh) * 2021-03-01 2021-07-23 广州凌玮科技股份有限公司 一种用于降低硅片表面微划伤的抛光液
CN113150697A (zh) * 2021-03-01 2021-07-23 广州凌玮科技股份有限公司 一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液及其制备方法
CN113150697B (zh) * 2021-03-01 2023-08-22 广州凌玮科技股份有限公司 一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液及其制备方法
CN113150696B (zh) * 2021-03-01 2023-08-22 广州凌玮科技股份有限公司 一种用于降低硅片表面微划伤的抛光液
CN113621313A (zh) * 2021-07-02 2021-11-09 宁波日晟新材料有限公司 一种单晶硅化学机械抛光液及其制备方法
CN115895451A (zh) * 2021-09-30 2023-04-04 昆山欣谷微电子材料有限公司 一种用于制备亲水性表面硅片的碱性抛光液组合物
CN113969107A (zh) * 2021-10-18 2022-01-25 江苏山水半导体科技有限公司 用于大尺寸硅边抛的化学机械抛光液及其制备方法和应用
CN114231182A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 盐城工学院 一种易解理氧化镓晶片化学机械抛光工艺、抛光液及其制备方法
CN114347281A (zh) * 2022-01-18 2022-04-15 锦州神工半导体股份有限公司 一种单晶硅片切割方法
CN114790367A (zh) * 2022-04-28 2022-07-26 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 一种用于单晶硅和多晶硅的纳米类球形氧化铈抛光液和应用
CN114790367B (zh) * 2022-04-28 2023-08-04 广州飞雪芯材有限公司 一种用于单晶硅和多晶硅的纳米类球形氧化铈抛光液和应用
CN115851136A (zh) * 2022-12-02 2023-03-28 博力思(天津)电子科技有限公司 一种可循环使用的硅片化学机械抛光液

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100317