CN116445083A - 一种半导体硅晶圆粗抛光液配方及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硅晶圆抛光液制备技术领域,具体公开了一种半导体硅晶圆粗抛光液配方及生产工艺,包括:有机硅消泡剂,三价铬离子、氨基酸、氟离子、分散剂、碱粉、碳化硅粉末、抗氧化剂、加水;有益效果为:通过在溶液中加入三价铬离子和氨基酸,使得抛光后的硅晶圆表面具有蓝白色泽,从而提高表面光泽度,在溶液中加入碳化硅粉末,用于提高二氧化硅抛光液的抛光效率,且不会增加晶圆损伤。

Description

一种半导体硅晶圆粗抛光液配方及生产工艺
技术领域
本发明涉及硅晶圆抛光液制备技术领域,具体为一种半导体硅晶圆粗抛光液配方及生产工艺。
背景技术
抛光液是一种不含任何硫、磷、氯添加剂的水溶性抛光剂,抛光液具有良好的去油污,防锈,清洗和增光性能,并能使金属制品超过原有的光泽,性能稳定、无毒,对环境无污染等作用。
目前,半导体硅晶圆的粗抛光加工依靠抛光液来进行表面化学处理,确保硅晶圆的表面更加光滑。
但现有的半导体硅晶圆抛光液,其抛光效率低,抛光后的表面光泽暗淡,难以符合实际需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体硅晶圆粗抛光液配方及生产工艺,以解决上述背景技术中提出的抛光液对硅晶圆抛光处理后,硅晶圆表面光泽暗淡难以符合实际需求的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种半导体硅晶圆粗抛光液配方,包括:
有机硅消泡剂1-3g/L
三价铬离子6-9g/L
氨基酸65-75g/L
氟离子8-17g/L
分散剂73-94g/L
碱粉9-47g/L
碳化硅粉末7-23g/L
抗氧化剂13-37g/L
加水至1L。
优选的,所述分散剂为无机分散剂,所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种,确保溶液中各组分均能够溶解于水中。
优选的,所述抗氧化剂使用水溶性的茶多酚,从而减小抛光后的硅晶圆表面产生氧化现象。
一种根据上述的半导体硅晶圆粗抛光液配方的生产工艺,具体包括以下步骤:
步骤一、制取溶解溶液,向加热后的去离子溶液中加入有机硅消泡剂半份和氟离子,混合后待溶液冷却至45-75℃;
步骤二、向步骤一中的溶液依次加入碳化硅粉末、分散剂和抗氧化剂,并充分搅拌,搅拌后再次加入另外半份的有机硅消泡剂;
步骤三、待溶液中气泡静置消散后,加入三价铬离子和氨基酸并混合均匀;
步骤四、检测溶液PH值,并根据检测结果适量添加碱粉和去离子水,保持溶液PH值为7.3-7.9。
优选的,所述步骤一中,氟离子由电解氧化法进行制取,具体包括以下步骤:
步骤一、由高锰酸钾与氟化钾、氟化氢反应,合成六氟钾锰;
步骤二、用五氯化锑与氟化氢反应,合成五氟化锑;
步骤三、电解五氟化锑;
步骤四、分离获得氟离子溶液,以此来制取氟离子。
优选的,所述步骤三中,三价铬离子由电解法制取,具体包括以下步骤:
步骤一、使用有机酸盐与三价铬试剂进行复分解反应;
步骤二、对反应后的混合物进行水洗,升温溶液至150~300℃,进行精制处理,获得活性三价有机铬化合物;
步骤三、电解三价有机铬化合物,并对溶液分离,以获得三价铬离子溶液,从而能够制取三价铬离子。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过在溶液中加入三价铬离子和氨基酸,使得抛光后的硅晶圆表面具有蓝白色泽,从而提高表面光泽度,在溶液中加入碳化硅粉末,用于提高二氧化硅抛光液的抛光效率,且不会增加晶圆损伤。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述,及优点更加清楚明白,以下对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,仅仅用以解释本发明实施例,并不用于限定本发明实施例,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
本发明提供一种技术方案:一种半导体硅晶圆粗抛光液配方,包括:
有机硅消泡剂1-3g/L
三价铬离子6-9g/L
氨基酸65-75g/L
氟离子8-17g/L
分散剂73-94g/L
碱粉9-47g/L
碳化硅粉末7-23g/L
抗氧化剂13-37g/L
加水至1L。
实施例二
在实施例一的基础上,为了获得两亲性试剂,确保溶液中各组分均能够溶解于水中,本申请的分散剂为无机分散剂,分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种,分散剂可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的固体及液体颗粒,同时也能防止颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
实施例三
在实施例二的基础上,为了减小抛光后的硅晶圆表面产生氧化现象,本申请的抗氧化剂使用水溶性的茶多酚,更加易于溶解在溶液中,抗氧化剂能够阻止氧气不良影响的物质,减小抛光后的硅晶圆表面产生氧化现象。
本发明还公开了一种根据上述的半导体硅晶圆粗抛光液配方的生产工艺,具体包括以下步骤:
步骤一、制取溶解溶液,向加热后的去离子溶液中加入有机硅消泡剂半份和氟离子,混合后待溶液冷却至45-75℃,有机消硅泡剂能够消除在生产过程中物料形成的泡沫,但自身难溶于水;
步骤二、向步骤一中的溶液依次加入碳化硅粉末、分散剂和抗氧化剂,并充分搅拌,搅拌后再次加入另外半份的有机硅消泡剂,碳化硅粉末可提高二氧化硅抛光液的抛光效率,且不会增加晶圆损伤,分散剂可提高溶液中各组分的溶解度;
步骤三、待溶液中气泡静置消散后,加入三价铬离子和氨基酸并混合均匀;
步骤四、检测溶液PH值,并根据检测结果适量添加碱粉和去离子水,保持溶液PH值为7.3-7.9,以便于对硅晶圆进行抛光处理。
实施例四
在实施例三的基础上,为了制取氟离子,本申请的步骤一中,氟离子由电解氧化法进行制取,具体包括以下步骤:
步骤一、由高锰酸钾与氟化钾、氟化氢反应,合成六氟钾锰;
步骤二、用五氯化锑与氟化氢反应,合成五氟化锑;
步骤三、电解五氟化锑;
步骤四、分离获得氟离子溶液;
氟离子加入抛光液中,抛光液对硅晶圆表面抛光处理时能够得到均匀而细的粗化面。
实施例五
在实施例四的基础上,为了制取三价铬离子,本申请的步骤三中,三价铬离子由电解法制取,具体包括以下步骤:
步骤一、使用有机酸盐与三价铬试剂进行复分解反应;
步骤二、对反应后的混合物进行水洗,升温溶液至150~300℃,进行精制处理,获得活性三价有机铬化合物;
步骤三、电解三价有机铬化合物,并对溶液分离,以获得三价铬离子溶液;
三价铬离子与氨基酸的适量加入可得到带蓝白的抛光效果,以提高硅晶圆表面抛光处理后的光泽度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种半导体硅晶圆粗抛光液配方,其特征在于:包括:
有机硅消泡剂1-3g/L
三价铬离子6-9g/L
氨基酸65-75g/L
氟离子8-17g/L
分散剂73-94g/L
碱粉9-47g/L
碳化硅粉末7-23g/L
抗氧化剂13-37g/L
加水至1L。
2.根据权利要求1所述的一种半导体硅晶圆粗抛光液配方,其特征在于:所述分散剂为无机分散剂,所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种半导体硅晶圆粗抛光液配方,其特征在于:所述抗氧化剂使用水溶性的茶多酚。
4.一种根据权利要求1-3中任意一项所述的半导体硅晶圆粗抛光液配方的生产工艺,其特征在于:具体包括以下步骤:
步骤一、制取溶解溶液,向加热后的去离子溶液中加入有机硅消泡剂半份和氟离子,混合后待溶液冷却至45-75℃;
步骤二、向步骤一中的溶液依次加入碳化硅粉末、分散剂和抗氧化剂,并充分搅拌,搅拌后再次加入另外半份的有机硅消泡剂;
步骤三、待溶液中气泡静置消散后,加入三价铬离子和氨基酸并混合均匀;
步骤四、检测溶液PH值,并根据检测结果适量添加碱粉和去离子水,保持溶液PH值为7.3-7.9。
5.根据权利要求4所述的一种半导体硅晶圆粗抛光液配方,其特征在于:所述步骤一中,氟离子由电解氧化法进行制取,具体包括以下步骤:
步骤一、由高锰酸钾与氟化钾、氟化氢反应,合成六氟钾锰;
步骤二、用五氯化锑与氟化氢反应,合成五氟化锑;
步骤三、电解五氟化锑;
步骤四、分离获得氟离子溶液。
6.根据权利要求4所述的一种半导体硅晶圆粗抛光液配方,其特征在于:所述步骤三中,三价铬离子由电解法制取,具体包括以下步骤:
步骤一、使用有机酸盐与三价铬试剂进行复分解反应;
步骤二、对反应后的混合物进行水洗,升温溶液至150~300℃,进行精制处理,获得活性三价有机铬化合物;
步骤三、电解三价有机铬化合物,并对溶液分离,以获得三价铬离子溶液。
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