CN112521864A - 一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，涉及碳化硅芯片加工中的化学机械抛光领域，其技术方案要点是：该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料25‑50wt％；强氧化剂0.1～5.0wt％；分散稳定剂0.1～5.0wt％；润湿剂0.1～5.0wt％；表面活性剂0.05～1.0wt％；PH调节剂0.01～1.0wt％；PH稳定剂0.01～1.0wt％；其余为去离子水。本发明通过向单一磨粒抛光液中加入其他磨料粒子，利用复合磨粒抛光液对碳化硅芯片进行化学机械抛光，既能减少对抛光碳化硅芯片表面的划伤情况，又能大大提高硅片的抛光速率，而且在抛光液中添加PH稳定剂，能在存放过程中保证溶液pH值不产生变化，进而保证抛光液的质量和使用效果。
Description
技术领域
本发明属于碳化硅芯片加工中的化学机械抛光领域，更具体地说，它涉及一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液。
背景技术
碳化硅SiC是第三代芯片材料，具有更好的性能，是适用于5G通信的新材料。碳化硅硬度更高，抛光更难。目前，国内外普遍采用的抛光工艺是化学机械抛光(CMP)工艺。CMP工艺是化学腐蚀和机械磨削交替作用的组合工艺，结合了化学抛光和机械抛光的优点，借助于抛光液的化学腐蚀作用和磨料的机械磨削作用，在良好的抛光机性能和合适的抛光垫基础上，使碳化硅芯片获得超光滑超平坦的表面，所以CMP抛光液是除抛光机、抛光垫之外的决定抛光晶片表面质量的因素。
公开号为CN102796460B的中国专利公开的一种二氧化硅基CMP抛光液及其制备方法，其技术要点是：所述的CMP抛光液是用于超大规模集成电路硅衬底、层间电介质、浅沟槽隔离绝缘体、导体和镶嵌金属的专用抛光液，抛光液中含有重量百分比为10～50％的纳米二氧化硅研磨料，0.1～10％的分散剂，0.1～10％的润湿剂，0.1～10％的螯合剂，0.01～1％的pH调节剂，其余为去离子水；所述的纳米二氧化硅研磨料选用纳米二氧化硅粉体；所述的分散剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯基醇酰胺中的任意一种；所述的润湿剂选用脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、甲醇、乙醇及异丙醇中的任意一种或两种；所述的螯合剂选用柠檬酸铵、乙二胺四乙酸铵、四(2-羟乙基)乙二胺、羧甲基纤维素及水溶性丙烯酸聚酯树脂中的任意一种或两种；所述的pH调节剂选用氨水、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵中的任意一种或两种混合物；所述的纳米二氧化硅粉体的平均粒径为10～180nm；所述的抛光液的pH值为8～12。
现有的抛光液采用硬度较高的单一磨料对硅片进行抛光，但是该单一磨料在使用时通常会对材料表面造成划伤，不利于硅片的使用。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
本发明的目的就在为了解决上述的问题而提供一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：
复合磨料25-50wt％；
强氧化剂0.1～5.0wt％；
分散稳定剂0.1～5.0wt％；
润湿剂0.1～5.0wt％；
表面活性剂0.05～1.0wt％；
PH调节剂0.01～1.0wt％；
PH稳定剂0.01～1.0wt％；
其余为去离子水。
通过采用上述技术方案，通过向单一磨粒抛光液中加入其他磨料粒子，利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光，既能减少对抛光硅片表面的划伤情况，又能大大提高硅片的抛光速率，而且在抛光液中添加PH稳定剂，能在存放过程中保证溶液pH值不产生变化，进而保证抛光液的质量和使用效果。
本发明进一步设置为：所述复合磨料为胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子的混合物，复合磨料粒径为60-120nm，聚苯乙烯粒子的单体分子量为2500-15000，且聚苯乙烯粒子在复合磨料中的重量占比为5-20％。
通过采用上述技术方案，选用胶体氧化硅作为抛光液的主要磨料，其具有浓度高、硬度小、分散度好的优点，能够达到高速率高平整度的要求，并且能进行低损伤抛光，而且配合聚苯乙烯粒子，可以增加机械磨削作用，弥补单纯用胶体氧化硅机械作用的缺点，使抛光去除速率得到明显提高，并大大改善了表面质量。
本发明进一步设置为：所述分散稳定剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯基醇酰胺中的任意一种。
本发明进一步设置为：所述润湿剂选用脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、甲醇、乙醇及异丙醇中的任意一种或两种。
本发明进一步设置为：所述表面活性剂选用β-羟基乙二胺、烷基磺酸铵中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，通过选用β-羟基乙二胺，其羟基的亲水性和胺基的碱性能改善半导体表面性能和稳定抛光液的颗粒分散性和悬浮性，有利于提高抛光的速率和品质。
本发明进一步设置为：所述强氧化剂为双氧水、过硫酸钾或高铁酸盐中的任意一种或两种。
本发明进一步设置为：所述PH调节剂选用有机胺。
通过采用上述技术方案，通过利用有机胺来代替原有的氢氧化钠和氨水，既能很好地调节溶液中的PH值，又能起到整合剂的作用，从而限制金属离子在半导体表面吸附，有效减小金属离子的沾污。
本发明进一步设置为：所述PH稳定剂选用硼砂。
通过采用上述技术方案，通过选用硼砂，进一步能在存放过程中避免溶液pH值发生变化，保证抛光液的质量和使用效果。
一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液的制备方法，包括如下步骤：
1)按照比例将复合磨料、强氧化剂、分散稳定剂、润湿剂和表面活性剂溶于去离子水中搅拌至完全溶解，温度控制在15摄氏度-35摄氏度之间，搅拌速度不超过800转/min；
2)添加PH调节剂，调节溶液PH值至10-11；
3)添加PH稳定剂，稳定保持溶液PH值。
通过采用上述技术方案，生产极为简单方便，大大提高生产效率。
一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液的化学机械抛光应用，该化学机械抛光液用于对硅片进行选择性抛光，抛光后表面的粗糙度降至0.6nm以下，抛光速率为150～180nm/min。
本发明有益效果：
通过向单一磨粒抛光液中加入其他磨料粒子，利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光，既能减少对抛光硅片表面的划伤情况，又能大大提高硅片的抛光速率，而且在抛光液中添加PH稳定剂，能在存放过程中保证溶液pH值不产生变化，进而保证抛光液的质量和使用效果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：胶体氧化硅30wt％；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
分散稳定剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯基醇酰胺中的任意一种；润湿剂选用脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、甲醇、乙醇及异丙醇中的任意一种或两种；表面活性剂选用β-羟基乙二胺、烷基磺酸铵中的一种或两种；强氧化剂为双氧水、过硫酸钾或两者的混合物。
实施例二：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：胶体氧化硅30wt％；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例三：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料35wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为19：1；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例四：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料35wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为9：1；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例五：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料35wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为17：3；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水。
实施例六：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料35wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为5：1；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例七：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料35wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为3：1；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例八：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料40wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为9：1；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例九：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料45wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为9：1；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例十：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料50wt％，其中胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为9：1；强氧化剂3.0wt％；分散稳定剂1.0wt％；润湿剂1.0wt％；表面活性剂0.5wt％；有机胺0.5wt％；硼砂0.5wt％；其余为去离子水，PH值为10.5。
实施例十一：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液的制备方法，包括如下步骤：1)按照比例将复合磨料、强氧化剂、分散稳定剂、润湿剂和表面活性剂溶于去离子水中搅拌至完全溶解，温度控制在15摄氏度-35摄氏度之间，搅拌速度不超过800转/min；2)添加PH调节剂，调节溶液PH值至10-11；3)添加PH稳定剂，稳定保持溶液PH值。
实施例十二：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液的化学机械抛光应用，该化学机械抛光液用于对硅片进行选择性抛光，抛光后表面的粗糙度降至0.6nm以下，抛光速率为150～180nm/min。
表1，实施例的配方及抛光效果
| 一周后PH值 | 一月后PH值 | 硅片速度(A/min) | 效果 | |
| 实施例一 | 10.1 | 9.8 | 1020 | 有划痕 |
| 实施例二 | 10.5 | 10.5 | 1022 | 有划痕 |
| 实施例三 | 10.5 | 10.4 | 1205 | 少量划痕 |
| 实施例四 | 10.5 | 10.5 | 1466 | 无划痕 |
| 实施例五 | 10.4 | 10.4 | 1388 | 无划痕 |
| 实施例六 | 10.5 | 10.5 | 1301 | 无划痕 |
| 实施例七 | 10.5 | 10.4 | 1255 | 无划痕 |
| 实施例八 | 10.4 | 10.4 | 1563 | 无划痕 |
| 实施例九 | 10.5 | 10.5 | 1812 | 无划痕 |
| 实施例十 | 10.5 | 10.4 | 2111 | 无划痕 |
从表1中，从实施例一和实施例二对比可以看出，硼砂的加入能极大地稳定保持抛光液的PH值，保证其质量和使用寿命；从实施例二到实施例七对比可以看出，通过胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子相互配合，随着两者重量百分比的比例的减小，硅片的去除速度呈先增大后减少的情况，最佳比为胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子之比为9：1，从而大大提高硅片的抛光速率，并且随着两者重量百分比的比例的减小，即聚苯乙烯粒子含量的增大，能减少对抛光硅片表面的划伤情况，大大改善了表面质量；从实施例四、实施例八、实施例九和实施例十对比可以看出，随着复合磨料的含量增多，能够提高硅片的抛光速率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：
复合磨料25-50wt％；
强氧化剂0.1～5.0wt％；
分散稳定剂0.1～5.0wt％；
润湿剂0.1～5.0wt％；
表面活性剂0.05～1.0wt％；
PH调节剂0.01～1.0wt％；
PH稳定剂0.01～1.0wt％；
其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，所述复合磨料为胶体氧化硅和聚苯乙烯粒子的混合物，复合磨料粒径为60-120nm，聚苯乙烯粒子的单体分子量为2500-15000，且聚苯乙烯粒子在复合磨料中的重量占比为5-20％。
3.根据权利要求1所述的一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，所述分散稳定剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯基醇酰胺中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，所述润湿剂选用脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、甲醇、乙醇及异丙醇中的任意一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，所述表面活性剂选用β-羟基乙二胺、烷基磺酸铵中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，所述强氧化剂为双氧水、过硫酸钾或两者的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，所述PH调节剂选用有机胺。
8.根据权利要求1所述的一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，其特征在于，所述PH稳定剂选用硼砂。
9.根据权利要求1-8任一所述一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按照比例将复合磨料、强氧化剂、分散稳定剂、润湿剂和表面活性剂溶于去离子水中搅拌至完全溶解，温度控制在15摄氏度-35摄氏度之间，搅拌速度不超过800转/min；
2)添加PH调节剂，调节溶液PH值至10-11；
3)添加PH稳定剂，稳定保持溶液PH值。
10.根据权利要求1-8任一所述一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液的化学机械抛光应用，其特征在于，该化学机械抛光液用于对硅片进行选择性抛光，抛光后表面的粗糙度降至0.6nm以下，抛光速率为150～180nm/min。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115851137A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-28 | 青岛福禄泰科表面材料科技有限公司 | 一种用于半导体材料的抛光液及其制备方法 |
| CN115895452A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-04-04 | 湖南三安半导体有限责任公司 | 复合型抛光液及其制备方法 |
| CN117050661A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-11-14 | 湖北兴福电子材料股份有限公司 | 一种绿色单晶硅粗抛光液 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247542A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-02 | Kao Corp | 精密部品用基板の製造方法 |
| CN101747844A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种化学机械抛光液及其应用 |
| CN102061131A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-05-18 | 上海新安纳电子科技有限公司 | 一种降低硅片表面微划伤的抛光液及其制备和使用方法 |
| CN102660195A (zh) * | 2012-05-02 | 2012-09-12 | 常熟奥首光电材料有限公司 | 表面改性纳米磨料硅片抛光液 |
| CN102796460A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-11-28 | 安特迪（天津）科技有限公司 | 一种二氧化硅基cmp抛光液及其制备方法 |
| KR20140059344A (ko) * | 2012-11-07 | 2014-05-16 | 한양대학교 산학협력단 | 친환경 sti 공정용 연마 슬러리 및 이를 이용한 연마 방법 |
| CN105647393A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-08 | 北京华进创威电子有限公司 | 一种碳化硅晶片的抛光液 |
| CN107109192A (zh) * | 2015-09-08 | 2017-08-29 | 三星Sdi株式会社 | 用于研磨铜的cmp浆料组合物及使用其的研磨方法 |
| CN109536041A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-29 | 天津洙诺科技有限公司 | 一种蓝宝石球罩加工抛光液及其制备方法 |
| CN110511679A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 大连理工大学 | 一种蓝宝石衬底的高效混合磨料化学机械抛光液 |
-
2020
- 2020-12-15 CN CN202011476365.3A patent/CN112521864A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247542A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-02 | Kao Corp | 精密部品用基板の製造方法 |
| CN101747844A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种化学机械抛光液及其应用 |
| CN102061131A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-05-18 | 上海新安纳电子科技有限公司 | 一种降低硅片表面微划伤的抛光液及其制备和使用方法 |
| CN102660195A (zh) * | 2012-05-02 | 2012-09-12 | 常熟奥首光电材料有限公司 | 表面改性纳米磨料硅片抛光液 |
| CN102796460A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-11-28 | 安特迪（天津）科技有限公司 | 一种二氧化硅基cmp抛光液及其制备方法 |
| KR20140059344A (ko) * | 2012-11-07 | 2014-05-16 | 한양대학교 산학협력단 | 친환경 sti 공정용 연마 슬러리 및 이를 이용한 연마 방법 |
| CN107109192A (zh) * | 2015-09-08 | 2017-08-29 | 三星Sdi株式会社 | 用于研磨铜的cmp浆料组合物及使用其的研磨方法 |
| CN105647393A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-08 | 北京华进创威电子有限公司 | 一种碳化硅晶片的抛光液 |
| CN109536041A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-29 | 天津洙诺科技有限公司 | 一种蓝宝石球罩加工抛光液及其制备方法 |
| CN110511679A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 大连理工大学 | 一种蓝宝石衬底的高效混合磨料化学机械抛光液 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 杨晓玲等: "核-壳型聚苯乙烯/二氧化硅复合微球的制备", 《过程工程学报》 * |
| 许雪峰等: "利用复合磨粒抛光液的硅片化学机械抛光", 《光学精密工程》 * |
| 郭权等: "聚合物微球在Si片CMP中的作用机制", 《半导体技术》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115895452A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-04-04 | 湖南三安半导体有限责任公司 | 复合型抛光液及其制备方法 |
| CN115851137A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-28 | 青岛福禄泰科表面材料科技有限公司 | 一种用于半导体材料的抛光液及其制备方法 |
| CN117050661A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-11-14 | 湖北兴福电子材料股份有限公司 | 一种绿色单晶硅粗抛光液 |
| CN117050661B (zh) * | 2023-06-21 | 2024-05-17 | 湖北兴福电子材料股份有限公司 | 一种绿色单晶硅粗抛光液 |
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