[發明專利]晶圓粗拋光液

無效

• 申請號: 200910001033.7
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101781525A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 閔學勇;邢振林
• 申請（專利權）人: 昆山市百益電子科技材料有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/00;H01L21/304;H01L21/3105
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光電及IC行業的晶圓粗拋光液。

背景技術

目前全世界半導體元件生產商中，化學機械平坦化技術已成為應用于半導體元件制造工程的關鍵技術。其中化學機械拋光液是CMP工藝中的最關鍵材料，加上拋光墊兩者的成本占CMP工藝成本60％以上。

化學機械拋光液全球僅有少數供應商，國內半導體芯片廠的需求基本依賴進口，因此，國內已能生產少量產品來替代國外同類產品.其中國內外晶圓化學機械拋光液主要是以納米二氧化硅做為研磨粒子，消耗量很大.但國內制備的二氧化硅拋光液由于制備時的顆粒比較小，而且分布不均勻，同時金屬離子含量高，造成了拋光速率不能更進一步提高，而且因化學刻蝕和機械作用不能平衡引起嚴重劃傷和高表面粗糙度，限制了產品的使用.

因此有必要提出一種粒徑大并分布窄的拋光液，以解決上述問題。能在晶片粗拋光應用條件下具有粒徑大并分布窄的穩定的拋光液，且拋光速率，拋光均勻度和表面質量符合加工要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粒徑大并分布窄的拋光液，能在晶片粗拋光應用條件下具有穩定的溶液性能，且拋光速率，拋光均勻度和表面質量符合加工要求。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種晶圓粗拋光液，其特征在于拋光液的組分及重量百份比如下：二氧化硅磨料2-50；PH調節劑0.2-10；螯合劑0.1-5；表面活性劑0.01-5；余量為去離子水。

采用本發明的技術方案，具有以下優點：

1)本發明所述的PH調節劑為堿性有機胺，如三乙胺和二異丁基胺中至少一種。用來調節拋光液的PH值，使二氧化硅處于良好的懸浮狀態，提供穩定的拋光速率。采用的胺不含金屬類成分避免對硅片的玷污而影響以后的器件的性能。

所述的螯合劑為乙二胺四乙酸和檸檬酸及其鹽中的至少一種。可以和前制程帶入的大量金屬離子結合而除去，從而改善拋光片的質量。

所述的表面活性劑為醇醚類非離子類表面活性劑，如OP-10，TX-10等，可以優先吸附，形成長期易清洗的物理吸附表面，以改善表面狀態，同時提高質量傳遞速率，以降低晶圓的表面粗糙度。

2)本發明所采用的二氧化硅磨料在制備時通過對表面改性，改善其表面的物理和化學性能，粒徑范圍為40-60nm，并通過純化，使其Na離子含量范圍＜0.07％，避免對晶片的玷污而影響以后的器件的性能。并用PH調節劑調節PH值范圍為11.2-12.2，使拋光液處于穩定懸浮狀態。

3)使用該拋光液時，先把所配制的拋光液和去離子水的配比稀釋到SiO2含量約為2.5％，對磨片清洗后的硅片檢查合格后，在采用美國3800型化學機械拋光機，Rodel?ICl400拋光墊的情況下，拋光壓力200g/cm2，轉速55rpm，拋光流量200ml/min，拋光溫度48-50℃。

分別測試以下晶圓：

1.對硅4寸P(100)進行規定時間加工，拋光后進行清洗，拋光速率為1um/min以上，表面質量無嚴重損傷，低表面粗糙度。

2.對石英玻璃進行規定時間加工，拋光后進行清洗，拋光速率為0.4-0.6um/min，表面質量無嚴重損傷，低表面粗糙度。

3.對藍寶石進行規定時間加工，拋光后進行清洗，拋光速率為0.2-0.3um/min，表面質量無嚴重損傷，低表面粗糙度。

具體實施方式

實施例1

配置100克二氧化硅磨料拋光液。

向92克40-60nm粒徑的40+/-0.5wt％的二氧化硅水溶膠溶液(在25℃比重為1.26)中加入6克三乙胺，1.5克乙二胺四乙酸，0.5克表面活性TX-10，混合攪拌而成，所配的拋光液PH值范圍在11.2-12.2，Na離子含量范圍在0.04-0.07％，粘度小于5mPa.s。

實施例2

配置1200克二氧化硅磨料拋光液。

向1060克50-60nm粒徑的50+/-0.5wt％的二氧化硅水溶膠溶液(在25℃比重為1.37)中加入97克二異丁基胺，34克檸檬酸，9克表面活性劑OP-10，混合攪拌而成，所配的拋光液PH值范圍在11.2-12.2，Na離子含量范圍在0.04-0.07％，粘度小于25mPa.s。

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。