一种能够延长抛光垫使用寿命的硅晶片精抛光液制造技术

本发明专利技术涉及一种能够延长抛光垫使用寿命的硅晶片精抛光液，本发明专利技术属于化学机械抛光领域，本发明专利技术抛光液包括二氧化硅溶胶、碱性化合物、去离子水余量，还包括聚阴离子纤维素、小分子无机非金属桥联剂、水溶性聚合物和胍基化合物。本发明专利技术的抛光液减少抛光垫表面毛囊磨损及内部孔的堵塞，显著延长硅晶片最终抛光过程中的抛光垫使用寿命；同时提高了最终抛光后硅晶片表面均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种能够延长抛光垫使用寿命的硅晶片精抛光液，本专利技术属于化学机械抛光领域，本专利技术抛光液包括二氧化硅溶胶、碱性化合物、去离子水余量，还包括聚阴离子纤维素、小分子无机非金属桥联剂、水溶性聚合物和胍基化合物。本专利技术的抛光液减少抛光垫表面毛囊磨损及内部孔的堵塞，显著延长硅晶片最终抛光过程中的抛光垫使用寿命；同时提高了最终抛光后硅晶片表面均匀性。【专利说明】一种能够延长抛光垫使用寿命的硅晶片精抛光液
本专利技术涉及化学机械抛光（CMP)领域，特别涉及一种用于硅晶片最终抛光的抛光 组合物。
技术介绍
集成电路（IC)是信息产业的技术基础，是推动高新技术发展的核心驱动力。化 学机械抛光技术可以有效的兼顾加工表面的全局和局部平整度，在超大规模集成电路制造 中，这种技术被广泛地用于加工单晶硅衬底。 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。 通常，在工业中为了实现硅晶片的抛光加工精度，达到集成电路硅晶片要求的技 术指标，需进行多步化学机械抛光（CMP)，在对硅晶片表面进行分步化学机械抛光时，每步 抛光所使用的抛光液及相应的抛光工艺条件均有所不同，所对应的硅晶片各步所要达到的 加工精度也不同，但最后通过对硅晶片进行"去雾"的最终精抛光，从而最大程度上降低表 面粗糙及其他自由微小缺陷。 在实际生广中，娃晶片的最终抛光是表面质量的决定性步骤，更好的娃晶片表面 及更高效率的去除是新型硅晶片精抛液不断追求的目标。 专利200610014414. 5公开了一种由复合磨料、非离子表面活性剂、螯合剂、有机 碱和去离子水组成的用于硅晶片的精抛光液，该抛光液具有抛光速率快、无钠离子沾污的 特点，抛光后晶片表面无损伤且容易清洗。 专利US2008/0127573A1公开了一种用于硅晶片精抛光的组合物，它含有磨料、pH 调节剂、水溶性增稠剂、乙炔表面活性剂、杂环胺和去离子水。该抛光液能够显著的减少抛 光后硅晶片表面的LLS缺陷、雾缺陷和粗糙度。 专利US5352277公开了一种抛光液，它含有胶态二氧化硅、水溶聚合物和水溶盐， 该水溶盐由一种选自Na、K和NH4的阳离子和一种选自Cl、F、N03和C104的阴离子构成， 可实现低于5nm的低表面粗糙度的软表面。 以上方法在控制硅晶片表面缺陷方面取得了一定的效果，但由于水溶性聚合物与 颗粒之间的结合程度不牢固，在实际抛光过程中受温度和压力的影响，使聚合物与颗粒之 间产生分离；另外，在实际应用过程中，由于水溶性聚合物与抛光颗粒之间结合的不稳定 性、增加了抛光颗粒在抛光垫中的沉积，使抛光垫表面毛囊磨损及内部孔的堵塞严重，影响 到抛光垫使用寿命。 目前，硅晶片抛光领域的竞争非常激烈，抛光液领域用户对生产成本都有严格控 制要求，在抛光领域，抛光液的不仅对抛光后晶片质量起决定作用，而且对抛光垫的寿命有 很大影响。为了进一步节约成本，开发一种既能保证抛光效果又能提升抛光垫使用寿命的 抛光液显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术针对本领域内硅晶片最终抛光组合物的不足，提供了一种能够延长抛光垫 使用寿命的硅晶片精抛光液。通过提高水溶性聚合物在浆料中与抛光颗粒之间结合的稳定 性、降低抛光过程中水溶性聚合物及抛光颗粒在抛光垫中的沉积，减少抛光垫表面毛囊磨 损及内部孔的堵塞，显著延长硅晶片最终过程中的抛光垫使用寿命；同时提高了最终抛光 后硅晶片表面均匀性。 本专利技术的一种能够延长抛光垫使用寿命的硅晶片精抛光液，该抛光液包括二氧化 硅溶胶、碱性化合物和去离子水，其特征在于：还包括聚阴离子纤维素、小分子无机非金属 桥联剂和胍基化合物，其组分及配比为： 【权利要求】1. 一种能够延长抛光垫使用寿命的硅晶片精抛光液，该抛光液包括二氧化硅溶胶、碱 性化合物和去离子水，其特征在于：还包括聚阴离子纤维素、小分子无机非金属桥联剂和胍 基化合物，其组分及配比为： 二氧化硅溶胶 0.05?10wt% 小分子无机非金属桥联剂 0.0卜l.Owt% 聚阴离子纤维素 0.(H?0.5wt% 水溶性聚合物 0.0卜0.5wt% 胍基化合物 0.01?0,5wt% 碱性化合物 0.卜5wt% 去离子水 余量。2. 根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述二氧化硅溶胶的胶体二氧化硅粒 径为30?80nm、pH小于6的酸性娃溶胶。3. 根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征在于，所述小分子无机非金属桥联剂为含 硼化合物，具体为氧化硼、硼酸、硼酸及其铵盐中的一种。4. 根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征在于，所述胍基化合物为胍基乙酸、胍基 丁胺、胍基丙酸、胍基牛磺酸、硫酸胍基丁胺、甲胍基乙酸、胍基苯甲酸、氨基胍基戊酸中的 一种。5. 根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征在于，所述聚阴离子纤维素为取代度较 高，取代基分布更为均匀且具有高稳定性能的新型改性羧甲基纤维素。6. 根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征在于，所述水溶性聚合物为瓜尔胶、黄原 胶、醋酸纤维素、磺酸乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧乙基甲基纤维素、 羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。7. 根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征在于，所述碱性化合物为碳酸铵、碳酸氢 铵、四甲基氢氧化铵、氨水、异丙醇胺、氨基丙醇、乙醇胺、二乙基三胺、三乙基四胺、羟乙基 乙二胺、二亚乙基三胺中的至少一种。8. 根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征于，所述抛光液的pH为8?12。9. 根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征在于，所述抛光液的各组分配比为二氧化 硅溶胶4wt%，小分子无机非金属桥联剂0. 3wt%，聚阴离子纤维素0. 3wt%，水溶性聚合物 0. 45wt%，胍基化合物0.lwt%，碱性化合物1. 9wt%，去离子水余量。10. 根据权利要求9所述的抛光液，其特征在于，所述二氧化硅溶胶的胶体二氧化硅 粒径为30nm、pH为3. 5的酸性硅溶胶；小分子无机非金属桥联剂为硼酸，水溶性聚合物为 0. 25wt%羧乙基甲基纤维、0. 2wt%黄原胶，胍基化合物为0.lwt%胍基丁胺，碱性化合物 1. 5wt%氨水及0? 4%乙醇胺。【文档编号】C09G1/02GK104479558SQ201410757848【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日 【专利技术者】潘国顺, 顾忠华, 龚桦, 邹春莉, 罗桂海, 王鑫, 陈高攀 申请人:深圳市力合材料有限公司, 清华大学, 深圳清华大学研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够延长抛光垫使用寿命的硅晶片精抛光液，该抛光液包括二氧化硅溶胶、碱性化合物和去离子水，其特征在于：还包括聚阴离子纤维素、小分子无机非金属桥联剂和胍基化合物，其组分及配比为：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘国顺，顾忠华，龚桦，邹春莉，罗桂海，王鑫，陈高攀，
申请(专利权)人：深圳市力合材料有限公司，清华大学，深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44