CN104530987B - 一种硅晶片精抛光组合物及制备方法 - Google Patents
一种硅晶片精抛光组合物及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104530987B CN104530987B CN201410758563.7A CN201410758563A CN104530987B CN 104530987 B CN104530987 B CN 104530987B CN 201410758563 A CN201410758563 A CN 201410758563A CN 104530987 B CN104530987 B CN 104530987B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polishing
- silicon wafer
- compositionss
- present
- finishing polish
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960004275 glycolic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 claims description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 48
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 16
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 10
- -1 hydroxycarboxyl group Chemical group 0.000 abstract description 9
- JSGZKHJWRITPII-UHFFFAOYSA-N oxoniumylideneazanide Chemical compound O[N] JSGZKHJWRITPII-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 abstract description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 28
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPZANUYHRMRTTE-UHFFFAOYSA-N 2,3,4-trimethoxy-6-(methoxymethyl)-5-[3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxyoxane;1-[[3,4,5-tris(2-hydroxybutoxy)-6-[4,5,6-tris(2-hydroxybutoxy)-2-(2-hydroxybutoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methoxy]butan-2-ol Chemical compound COC1C(OC)C(OC)C(COC)OC1OC1C(OC)C(OC)C(OC)OC1COC.CCC(O)COC1C(OCC(O)CC)C(OCC(O)CC)C(COCC(O)CC)OC1OC1C(OCC(O)CC)C(OCC(O)CC)C(OCC(O)CC)OC1COCC(O)CC RPZANUYHRMRTTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJFMDYQCCOOZHJ-UHFFFAOYSA-L 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].C[N+](C)(C)CCO.C[N+](C)(C)CCO RJFMDYQCCOOZHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DVNUXULDLISYBU-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1,1,2-triol Chemical compound CC(C)(O)C(O)O DVNUXULDLISYBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000896 Ethulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001859 Ethyl hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003065 carboxyethylmethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 235000019326 ethyl hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229940102253 isopropanolamine Drugs 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940099690 malic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012372 quality testing Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
本发明涉及一种硅晶片精抛光组合物及制备方法,涉及化学机械抛光(CMP)领域,该组合物包括二氧化硅溶胶、羟基含氮碱性化合物、羟基羧基酸性化合物、碱性化合物、高分子化合物、表面活性剂和去离子水;所述二氧化硅溶胶中磨粒的粒径为0.1‑10nm。本发明采用了粒径降低到几个纳米的抛光颗粒,及稳定此抛光颗粒的羟基含氮碱性化合物及羟基羧基酸性化合物,这些组分有效的保持了颗粒的稳定及分散,提高了抛光后硅晶片表面的精度和质量。
Description
技术领域
本发明涉及化学机械抛光(CMP)领域,特别涉及一种可实现硅晶片近极限抛光的精抛组合物。
背景技术
集成电路硅衬底晶片正逐渐发展到450mm直径,对加工精度、表面粗糙度、表面缺陷、表面洁净度等提出更高的要求。按SIA的技术要求,硅片表面总厚度变化(TTV)<0.2μm,表面粗糙度达到亚纳米级,硅片表面0.05μm的颗粒少于50个/片。高度平坦化、极低表面粗糙度、极低微观缺陷的表面成为下一代高技术电子产品制造中的共同要求,这些要求甚至接近极限。
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,国内外已相继公开了一批相关专利技术,如EP0371147B1、US5352277、CN101671528A、CN102061131A。
传统的CMP系统由以下三部分组成:旋转的硅晶片夹持装置、承载抛光垫的工作台、抛光液(浆料)供应系统。抛光时,旋转的工件以一定的压力施于随工作台一起旋转的抛光垫上,抛光液在工件与抛光垫之间流动,并在工件表面产生化学反应,工件表面形成的化学反应物由磨料的机械摩擦作用去除。在化学成膜与机械去膜的交替过程中,通过化学与机械的共同作用从工件表面去除极薄的一层材料,最终实现超精密表面加工,在实际生产中,硅晶片的最终精抛光是表面质量的决定性步骤。
集成电路硅晶片表面的发展趋势为近极限光滑,因此,有效控制磨粒造成的沉积、凹坑、划痕等表面损伤是检验硅晶片精抛光液的重要指标之一,按目前集成电路对硅晶片衬底的要求,硅片表面颗粒(0.05μm的颗粒)密度需控制在0.28(个/cm2)以内。近极限光滑表面指的是被加工表面的质量,包括加工表面粗糙度等接近国际上的加工技术所能达到的极限。随着抛光颗粒的不断降低,颗粒的切削作用减弱,材料去除机制将发生变化,从颗粒磨削向分子/原子去除演变。尤其是抛光颗粒尺寸降低到几个纳米时,颗粒的表面能、表面化学性质、吸附特性等将对抛光过程中颗粒运动及与材料作用机理产生显著影响,有助于近极限的光滑表面抛光的实现,解决CMP抛光技术中磨粒造成的凹坑、划痕等表面损伤等问题,避免抛光雾和划痕的产生及其引起的图形缺陷、外延缺陷和后续布线的完整性。
现阶段,已有一些专利和文献报道了如何减少颗粒沉积和划痕微缺陷的方法,但直接从采用极小纳米颗粒的角度出发,减少缺陷和提高表面精度方面还未见明确说明。
发明内容
本发明克服了现有技术中存在的硅晶片精抛光液在抛光过程中由颗粒造成的一系列缺陷问题,公开了一种可实现硅晶片近极限抛光的硅晶片精抛光组合物及制备方法。
为了实现上述目标,本发明采用了粒径降低到几个纳米的抛光颗粒,及稳定此抛光颗粒的羟基含氮碱性化合物及羟基羧基酸性化合物,这些组分有效的保持了颗粒的稳定及分散,提高了抛光后硅晶片表面的精度和质量。
一种可实现硅晶片近极限抛光的硅晶片精抛光组合物,其由粒径0.1-10nm纳米的抛光颗粒、羟基含氮碱性化合物、羟基羧基酸性化合物、碱性化合物、高分子化合物、表面活性剂和去离子水组成。
本发明所述组合物各组分配比如下:
本发明所述二氧化硅溶胶是粒径为0.1~10nm的胶体二氧化硅,pH小于6的酸性硅溶胶。
本发明所述羟基羧基酸性化合物为柠檬酸、水杨酸、羟基乙酸、苹果酸、乳酸中的一种。
本发明所述羟基含氮碱性化合物为异丙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种。
本发明所述高分子化合物为纤维素,具体为羧甲基纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种。
本发明所述表面活性剂为非离子表面活性剂。非离子表面活性剂为聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醚(PEO)、吐温(TWEEN)中的一种或几种。
本发明所述碱性化合物为碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、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、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、无水哌嗪或六水哌嗪中的一种或几种。
本发明所述组合物的pH为8~12。
本发明所述组合物含0.1~10nm酸性硅溶胶8wt%,含0.1wt%羟基乙酸、0.4wt%二乙醇胺、0.3wt%羟乙基纤维素、0.05wt%羟丙基甲基纤维素、0.3wt%聚乙烯醚、2.0wt%氨水。
一种硅晶片精抛光组合物组合物的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)在容器1中,加入将分散于水中并高速搅拌的0.1~10nm的酸性纳米二氧化硅溶胶与羟基羧基酸性化合物混合,搅拌5分钟以上;
2)向容器1中加入羟基含氮碱性化合物,搅拌5分钟以上;
3)在容器2中,加入纤维素高分子化合物,再加入表面活性剂,搅拌5分钟以上;
4)向容器2中再加入容器1中的混合物,搅拌5分钟以上;
5)加入碱性化合物,搅拌混合后得到成品。
碱性化合物对硅晶片表面起到腐蚀的作用,可以通过调节碱性化合物的种类及含量调节精抛光去除速率,将抛光液的最终pH控制在8~12;
本发明与现有技术相比有如下优点:
(1)本发明抛光组合物中的0.1~10nm的纳米二氧化硅溶胶,使抛光过程中的机械接触作用达到极限;
(2)本发明抛光组合物通过添加羟基羧基酸性化合物及羟基含氮碱性化合物,保证了0.1~10nm的纳米二氧化硅的高度分散,并增强了高分子聚合物在颗粒表面的包裹牢固度,使颗粒与材料表面的接触由硬接触变为由高分子聚合物包裹的颗粒形成的软接触,有效的降低了微划痕及微缺陷的产生;
(3)本发明抛光组合物中使使用的碱性化合物,避免了过腐蚀现象,实现了化学与机械作用的在微观上的平衡,可实现硅晶片表面的近极限抛光。
附图说明
图1为采用比较例2组合物精抛光后硅晶片的原子力显微镜(AFM)图。
图2为采用本发明实施例4组合物精抛光后硅晶片的原子力显微镜(AFM)图。
图3为采用本发明实施例5组合物精抛光后硅晶片的原子力显微镜(AFM)图。
具体实施方式
下面通过实施例和比较例(未使用0.1~10nm的纳米二氧化硅溶胶且不添加本发明中的羟基羧基酸性化合物及羟基含氮碱性化合物)对本发明作进一步的阐述,当然无论如何不应解释为限制本发明的范围。
具体添加的各组分及边抛光结果如附表所示,如无特别注明,所添加化合物含量都以重量含量计算,附表中实施例中所用酸性硅溶胶,pH为2.5,平均粒径为5nm;比较例中所用酸性硅溶胶,pH为3.5,平均粒径为30nm。
试验实施例
将配置后的抛光组合物用于抛光实验,抛光实验参数如下:
抛光机:CP-4型化学机械抛光实验机,配有1个抛光头,可抛1片硅晶片;
抛光压力:0.4PSI;
抛光转盘转速:40转/min;
抛光硅单晶片规格:P型<100>,直径100mm,电阻率:0.1~100Ω·cm;
抛光时间:30min;
抛光垫:Politex型聚氨酯发泡固化抛光垫;
抛光液流量:80ml/min;
抛光温度:250C
抛光后硅晶片表面质量检测:
使用AFM检测抛光后硅晶片的表面粗糙度。实验所采用的AFM为Bruker DIMENSIONICON,探针半径为10nm,其垂直分辨率为0.01nm,扫描频率为1.5Hz,扫描范围10×10μm2。为避免硅晶片表面存在的附着杂质对实验结果的影响,在实验前将硅晶片分别在丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声清洗。
由上述实施例可见,在本发明所述抛光工艺条件下的最佳抛光组合物中各组分含量为:含0.1~10nm酸性硅溶胶8wt%,含0.1wt%羟基乙酸、0.4wt%二乙醇胺、0.3wt%羟乙基纤维素、0.05wt%羟丙基甲基纤维素、0.3wt%聚乙烯醚、2.0wt%氨水,抛光组合物抛光后的硅晶片表面粗糙度低至0.033nm。
上述实施例充分说明本发明的抛光组合物是一种性能优良的CMP用抛光材料,适合于硅晶片精抛光。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是对于本技术领域的一般技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出相应的调整和改进,这些调整和改进也应视为本发明的保护范围。
下表为各实施例中抛光组合物的组分和含量(使用稀释液中各组分的含量,本发明抛光组合物的浓缩液亦可将稀释液浓缩10、20、30、40甚至40倍以上获得)以及由其进行抛光后的硅晶片表面的粗糙度情况。
附表 具体添加的各组分及边抛光结果
Claims (1)
1.一种硅晶片精抛光组合物,其特征在于,所述组合物含0.1~10nm、pH小于6的酸性硅溶胶8wt%,含0.1wt%羟基乙酸、0.4wt%二乙醇胺、0.3wt%羟乙基纤维素、0.05wt%羟丙基甲基纤维素、0.3wt%聚乙烯醚、2.0wt%氨水、0.4wt%四甲基氢氧化铵、离子水余量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410758563.7A CN104530987B (zh) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | 一种硅晶片精抛光组合物及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410758563.7A CN104530987B (zh) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | 一种硅晶片精抛光组合物及制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104530987A CN104530987A (zh) | 2015-04-22 |
CN104530987B true CN104530987B (zh) | 2017-04-05 |
Family
ID=52846630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410758563.7A Expired - Fee Related CN104530987B (zh) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | 一种硅晶片精抛光组合物及制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104530987B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10570699B2 (en) | 2017-11-14 | 2020-02-25 | Saudi Arabian Oil Company | Insulating fluid for thermal insulation |
JP7002354B2 (ja) * | 2018-01-29 | 2022-02-04 | ニッタ・デュポン株式会社 | 研磨用組成物 |
EP4025666A1 (en) | 2019-09-05 | 2022-07-13 | Saudi Arabian Oil Company | Propping open hydraulic fractures |
CN113004804B (zh) * | 2021-03-01 | 2022-04-19 | 深圳清华大学研究院 | 大尺寸硅片边缘的抛光液、抛光液制备方法及抛光方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102516873A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-06-27 | 清华大学 | 一种硅晶片抛光组合物及其制备方法 |
CN103740281A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 深圳市力合材料有限公司 | 一种适用于大尺寸硅晶片抛光的抛光组合物及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103740280B (zh) * | 2013-12-31 | 2015-08-12 | 深圳市力合材料有限公司 | 一种适用于硅晶片边抛光的抛光组合物及其制备方法 |
-
2014
- 2014-12-10 CN CN201410758563.7A patent/CN104530987B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102516873A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-06-27 | 清华大学 | 一种硅晶片抛光组合物及其制备方法 |
CN103740281A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 深圳市力合材料有限公司 | 一种适用于大尺寸硅晶片抛光的抛光组合物及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104530987A (zh) | 2015-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102516873B (zh) | 一种硅晶片抛光组合物及其制备方法 | |
TWI593004B (zh) | 拋光藍寶石表面的方法 | |
CN104530987B (zh) | 一种硅晶片精抛光组合物及制备方法 | |
KR101277342B1 (ko) | 반도체 기판용 연마액 및 반도체 기판의 연마 방법 | |
CN100392820C (zh) | 晶片的研磨方法 | |
CN111004579B (zh) | 用于降低多层铜互连阻挡层cmp缺陷的碱性抛光液及其制备方法 | |
CN103194148B (zh) | 化学机械抛光水性组合物及其用途 | |
CN101050348B (zh) | 蚀刻液组合物、研磨用组合物及其制造方法以及研磨方法 | |
TW201930540A (zh) | 研磨用組合物 | |
WO2011158718A1 (ja) | 半導体基板用研磨液及び半導体ウエハの製造方法 | |
CN113881349A (zh) | 用于碳化硅晶片硅表面化学机械抛光的抛光液及抛光方法 | |
CN104745086A (zh) | 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液及其使用方法 | |
CN104745089A (zh) | 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液及其使用方法 | |
CN103740281B (zh) | 一种适用于大尺寸硅晶片抛光的抛光组合物及其制备方法 | |
CN114231182A (zh) | 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 | |
CN104559797B (zh) | 一种硅晶片细抛光组合物及其制备方法 | |
TW201500533A (zh) | 包含n,n,n’,n’-肆(2-羥基丙基)乙二胺或甲磺酸之化學機械拋光組成物 | |
CN102220087A (zh) | 一种用于计算机硬盘基片抛光的多孔纳米氧化铝抛光液 | |
CN105802506A (zh) | 一种化学机械抛光液 | |
CN104726028A (zh) | 一种化学机械抛光液及其使用方法 | |
CN113502128A (zh) | 原位形成微纳气泡抛光液、其制备方法及其应用 | |
JP4346712B2 (ja) | ウェーハエッジ研磨方法 | |
KR102508181B1 (ko) | 연마용 조성물 및 연마 방법 | |
JP2007301721A (ja) | 研磨液組成物 | |
JP2001118815A (ja) | 半導体ウェーハエッジ研磨用研磨組成物及び研磨加工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170405 Termination date: 20191210 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |