一种硅片中抛液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅片中抛液及其制备方法，以质量百分含量计，所述硅片中抛液由以下原料组成：去离子水17

【技术实现步骤摘要】
一种硅片中抛液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学机械抛光
，具体涉及一种硅片中抛液及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅片是集成电路(IC)的主要衬底，随着集成电路集成度的不断提高，特征尺寸的不断减小，对硅片的加工精度和表面质量的要求不断提高。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必要的工艺步骤之一。
[0003]为了实现硅片的抛光加工精度，达到集成电路硅片要求的技术指标，通常进行多次化学机械抛光，如粗抛光与精抛光，粗抛光为去除硅片切割和成形残留下的表面损伤层，加工成镜面的步骤；精抛光为进一步降低表面粗糙度、减少表面缺陷以及提高表面精度的步骤。介于粗抛光与精抛光之间还可设置中抛阶段以进一步保证硅片的抛光质量。除了常规的抛光加工参数，抛光液的成分含量对硅片的抛光效果影响也十分显著。
[0004]CN 101333417A公开了一种用于抛光含钌阻挡层的抛光液，所述抛光液包含：氧化剂和抛光微粒，所述抛光微粒具有按莫氏硬度计为5以上的硬度和其中主要成分不同于二氧化硅的组成。本专利技术还提供一种用于化学机械抛光半导体器件的抛光方法，所述的方法使所述抛光液与被抛光的基板表面接触，和抛光被抛光的表面，使得从抛光垫到被抛光的表面的接触压力为0.69
‑
20.68kPa。该专利技术公开的抛光液中的氧化剂引入了金属杂质离子Fe
3+
，导致抛光后污染材料表面，从而降低抛光质量。
[0005]CN 109971362A公开了一种高效硅溶胶抛光液及其制备方法，在硅溶胶抛光剂含有氧化硅分散体，并添加有非离子表面活性剂、Ti离子络合剂、Fe离子络合剂、氧化剂、缓蚀剂、有机碱、防腐杀菌剂以及去离子水。该专利技术所述抛光液中的氧化硅分散体溶液含有铁离子和钛离子，限制了其应用的广泛性。
[0006]针对现有技术的不足，需要提供一种低金属含量且低成本的中抛液。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种硅片中抛液及其制备方法，通过控制硅溶胶的金属离子含量，结合不含有金属离子的添加剂，制备得到的硅片中抛液中的金属离子含量较低，原料成本低廉且降低了后道工序的安全隐患。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种硅片中抛液，以质量百分含量计，所述硅片中抛液由以下原料组成：去离子水17
‑
50wt％，促进剂2
‑
10wt％，硅溶胶35
‑
80wt％，杀菌剂1
‑
5wt％；所述原料的总质量百分含量为100％；
[0010]所述硅溶胶的金属离子含量＜10ppm，例如可以是9ppm、8ppm、6ppm或5ppm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0011]本专利技术提供的硅片中抛液，通过搭配合理的原料配比，引入金属离子含量较低的硅溶胶，制得的硅片中抛液的重金属离子含量、钾钠离子含量等所有金属离子含量均低于
10ppm，有利于后道工序的进行。
[0012]所述硅片中抛液中去离子水的质量百分含量为17
‑
50wt％，例如可以是17wt％、18wt％、30wt％、42wt％或50wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0013]所述硅片中抛液中促进剂的质量百分含量为2
‑
10wt％，例如可以是2wt％、3wt％、5wt％、8wt％或10wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0014]所述硅片中抛液中引入促进剂可以有效提高溶液中化学反应的速率，所得硅片中抛液具有较好的抛光效率，从而提高了硅片的去除量。
[0015]所述硅片中抛液中硅溶胶的质量百分含量为35
‑
80wt％，例如可以是35wt％、53wt％、62wt％、70wt％或80wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0016]所述硅片中抛液中杀菌剂的质量百分含量为1
‑
5wt％，例如可以是1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或5wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]优选地，所述促进剂与杀菌剂的总质量百分含量为5
‑
15wt％，例如可以是5wt％、8wt％、10wt％、12wt％或15wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]所述促进剂与杀菌剂的总质量百分含量控制在合理范围内，所得硅片中抛液的抛光效果较好，总质量百分含量过高或过低，均会对硅片的抛光效果带来不利影响。
[0019]优选地，所述硅溶胶的纯度≥99.5％，例如可以是99.5％、99.6％、99.7％、99.8％或99.9％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述促进剂包括硝酸胍、盐酸胍或碳酸胍中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括硝酸胍与盐酸胍的组合，盐酸胍与碳酸胍的组合，或硝酸胍、盐酸胍与碳酸胍的组合。
[0021]优选地，所述杀菌剂包括2
‑
甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮和/或1,2
‑
苯丙异噻唑啉
‑3‑
酮。
[0022]本专利技术所述促进剂与杀菌剂均不含有金属离子，使得硅片中抛液中的金属离子含量有效降低，进而降低了后道工序的安全风险。
[0023]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的硅片中抛液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0024]均匀混合促进剂与去离子水，得到促进剂溶液；所得促进剂溶液中加入硅溶胶进行第一混合，然后加入杀菌剂进行第二混合，所得混合液经过滤与包装，得到所述硅片中抛液。
[0025]本专利技术通过先将促进剂分散，然后再添加磨料硅溶胶与杀菌剂进一步混合，分步混合原料的方式使得所述硅片中抛液具有较好的分散性；另外本专利技术不添加含有金属离子的添加剂，进一步降低了硅片中抛液中的金属离子含量。
[0026]优选地，所述硅片中抛液的制备在十万级净化车间中进行。
[0027]所述硅片中抛液的制备对环境洁净度要求较高，如采用较低标准的净化车间进行硅片中抛液的制备，会引入杂质污染溶液，降低抛光效果。
[0028]优选地，所述均匀混合、第一混合以及第二混合均在1T反应釜中进行。
[0029]优选地，所述第一混合的转速为30
‑
80r/min，例如可以是30r/min、40r/min、50r/min、65r/min或80r/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0030]优选地，所述第一混合的时间为20
‑
40min，例如可以是20min、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片中抛液，其特征在于，以质量百分含量计，所述硅片中抛液由以下原料组成：去离子水17
‑
50wt％，促进剂2
‑
10wt％，硅溶胶35
‑
80wt％，杀菌剂1
‑
5wt％；所述原料的总质量百分含量为100％；所述硅溶胶的金属离子含量＜10ppm。2.根据权利要求1所述的硅片中抛液，其特征在于，所述促进剂与杀菌剂的总质量百分含量为5
‑
15wt％。3.根据权利要求1或2所述的硅片中抛液，其特征在于，所述硅溶胶的纯度≥99.5％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的硅片中抛液，其特征在于，所述促进剂包括硝酸胍、盐酸胍或碳酸胍中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述杀菌剂包括2
‑
甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮和/或1,2
‑
苯丙异噻唑啉
‑3‑
酮。5.一种如权利要求1
‑
4任一项所述的硅片中抛液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：均匀混合促进剂与去离子水，得到促进剂溶液；所得促进剂溶液中加入硅溶胶进行第一混合，然后加入杀菌剂进行第二混合，所得混合液经过滤与包装，得到所述硅片中抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，惠宏业，万旭军，朱海青，
申请(专利权)人：宁波平恒电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：