一种硅片粗抛光液组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种硅片粗抛光液组合物及其应用，该硅片粗抛光液组合物按质量百分含量由以下组分组成：二氧化硅溶胶15％

【技术实现步骤摘要】
一种硅片粗抛光液组合物及其应用


[0001]本专利技术属于化工材料领域，具体涉及一种硅片粗抛光液组合物及其应用，特别是用于12寸硅晶圆化学机械抛光。

技术介绍

[0002]硅片被誉为半导体产业的基石，不同尺寸硅片的应用领域不同，12英寸大硅片主要用于逻辑芯片、存储芯片、射频芯片等先进制程的芯片。化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技术是晶圆制造的必须流程之一，对高精度、高性能的晶圆制造至关重要。抛光后的晶圆表面要无划伤、粗糙度＜0.3nm，表面金属离子含量极低、颗粒残留极少，这些指标均与抛光液的性质息息相关。目前，硅片抛光液在去除速率上有长足进步，速率基本在0.7
–
1.0um/min，不足之处是由于随着硅片抛光液的循环使用时间增加(12
–
24h)，抛光液的稳定性逐渐恶化，从而影响硅片抛光的质量，此外,抛光后硅晶圆表面的洁净度也需要改善

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提供一种硅片粗抛光液组合物，采用有机碱替代无机碱调节pH，不引入Na、K等金属离子，同时提高抛光液的稳定性，解决硅片抛光液稳定性差和金属离子含量高的问题。
[0004]本专利技术的另一目的是提供上述硅片粗抛光液组合物在12寸硅晶圆化学机械抛光中的应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种硅片粗抛光液组合物，按质量百分含量由以下组分组成：
[0007]二氧化硅溶胶：15％
–
40％；
[0008]有机碱：3％
–
5％；
[0009]速率促进剂：1％
–
5％；
[0010]水：余量。
[0011]作为优选，所述二氧化硅溶胶的粒径为10
–
110nm。
[0012]作为更优选，所述二氧化硅溶胶的粒径为30
–
60nm。
[0013]作为优选，所述有机碱选自季铵碱和/或五元或六元含氮杂环化合物，其中所述季铵碱选自四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或多种，所述五元或六元含氮杂环化合物选自吡唑、2
‑
甲基吡唑、2,3,5,6
‑
四甲基吡唑、吡啶、4
‑
甲基哌啶、吡嗪、2
‑
甲基吡嗪、吡嗪
‑2‑
肼、氨基吡嗪、2
‑
丙基吡嗪、2
‑
乙基吡嗪、2
‑
甲基吡嗪、2
‑
甲氧基吡嗪、2
‑
乙氧基吡嗪、2
‑
甲氨基吡嗪中的一种或多种。
[0014]作为更优选，所述有机碱选自吡唑和/或吡啶。
[0015]作为优选，所述速率促进剂选自二甲双胍、甲酰肼、碳酰肼、5
‑
羟基吡啶
‑2‑
碳酰肼、吡嗪
‑2‑
肼、水扬酰肼、1
‑
甲基双胍、1,1,
‑
二甲基胍、1,1,3,3
‑
四甲基胍、双氰胺、三聚氰
胺、二氰二胺中的一种。
[0016]作为优选，所述硅片粗抛光液组合物的pH值为10
–
12。
[0017]本专利技术还提供上述硅片粗抛光液组合物在12寸硅晶圆化学机械抛光中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的硅片粗抛光液组合物用于12寸硅晶圆化学机械抛光，采用有机碱替代无机碱调节pH，不引入Na、K等金属离子，减少12寸硅晶圆表面的金属离子残留，同时起到稳定pH作用，相应提高抛光液的稳定性，同时解决硅片抛光液的稳定性差和金属离子含量高的问题。另外，采用的速率促进剂均含有N＝N双键，有助于提高去除速率，硅晶圆化学机械抛光，工艺简单，易于大规模生产。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术的实施作详细说明，以下实施例是在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。
[0020]以下实施例中采用的原料如无特殊说明均市售可得。
[0021]以下实施例中提供用于12寸硅晶圆化学机械抛光的硅片粗抛光液组合物，其pH值为10
–
12，按质量百分含量由以下组分组成：二氧化硅溶胶15％
–
40％、有机碱3％
–
5％、速率促进剂1％
–
5％，余量为水，其中：
[0022]二氧化硅溶胶的粒径为10
–
110nm；
[0023]有机碱选自季铵碱和/或五元或六元含氮杂环化合物，季铵碱选自四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或多种，五元或六元含氮杂环化合物选自吡唑、2
‑
甲基吡唑、2,3,5,6
‑
四甲基吡唑、吡啶、4
‑
甲基哌啶、吡嗪、2
‑
甲基吡嗪、吡嗪
‑2‑
肼、氨基吡嗪、2
‑
丙基吡嗪、2
‑
乙基吡嗪、2
‑
甲基吡嗪、2
‑
甲氧基吡嗪、2
‑
乙氧基吡嗪、2
‑
甲氨基吡嗪中的一种或多种；
[0024]速率促进剂选自二甲双胍、甲酰肼、碳酰肼、5
‑
羟基吡啶
‑2‑
碳酰肼、吡嗪
‑2‑
肼、水扬酰肼、1
‑
甲基双胍、1,1,
‑
二甲基胍、1,1,3,3
‑
四甲基胍、双氰胺、三聚氰胺、二氰二胺中的一种。
[0025]一些实施例中，二氧化硅溶胶的粒径为30
–
60nm。
[0026]一些实施例中，有机碱选自吡唑和/或吡啶。
[0027]以下通过实施例1
–
7进一步解释说明本专利技术的上述技术方案，配方组成如表1所示。
[0028]表1
[0029][0030][0031]实施例1
–
7制备的用于12寸硅晶圆化学机械抛光的硅片粗抛光液组合物的抛光条件如表2所示，结果如表3所示。
[0032]表2
[0033]抛光机：ES 36B
‑
4P
‑
1M抛光垫：SUBA 600稀释比：1：20压力：320g/cm2转速：40rpm抛光时间：20min/run
[0034]表3：抛光液移除速率(单位：um/min)
[0035][0036]从表3可以看出，速率促进剂的加入有助于提高抛光液的移除速率。
[0037]上述对实施例的描述是为了便于该
的普通技术人员能理解和使用本专利技术。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片粗抛光液组合物，按质量百分含量由以下组分组成：二氧化硅溶胶：15％
–
40％；有机碱：3％
–
5％；速率促进剂：1％
–
5％；水：余量；其中，所述二氧化硅溶胶的粒径为10
–
110nm；所述有机碱选自季铵碱和/或五元或六元含氮杂环化合物。2.根据权利要求1所述的硅片粗抛光液组合物，其特征在于，所述二氧化硅溶胶的粒径为30
–
60nm。3.根据权利要求1所述的硅片粗抛光液组合物，其特征在于，所述季铵碱选自四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的硅片粗抛光液组合物，其特征在于，所述五元或六元含氮杂环化合物选自吡唑、2
‑
甲基吡唑、2,3,5,6
‑
四甲基吡唑、吡啶、4
‑
甲基哌啶、吡嗪、2
‑
甲基吡嗪、吡嗪
‑2‑
肼、氨基吡嗪、2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：彭诗月，
申请(专利权)人：上海映智研磨材料有限公司湖州博来纳润电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：