[發(fā)明專利]一種適用于低下壓力的硅晶片精拋光組合液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210217759.6
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102766408A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 龔樺;顧忠華;鄒春莉;陳高攀;潘國順
• 申請（專利權）人: 深圳市力合材料有限公司;清華大學;深圳清華大學研究院
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發(fā)明涉及化學機械拋光（CMP）領域，特別涉及一種適用于低下壓力的硅晶片精拋光組合液及其制備方法。

背景技術

硅晶片是集成電路（IC）的主要襯底，隨著集成電路集成度的不斷提高，特征尺寸的不斷減小，對硅晶片的加工精度和表面質(zhì)量的要求越來越高。目前，利用化學機械拋光（CMP）技術對硅晶片表面進行平坦化處理，已成為集成電路制造技術進入深亞微米以后技術時代必不可少的工藝步驟之一。

通常，在工業(yè)中為了實現(xiàn)硅晶片的拋光加工精度，達到集成電路硅晶片要求的技術指標，需進行二步化學機械拋光（CMP）（粗拋光和精拋光），第一步粗拋光，在此過程中除去硅晶片切割和成形殘留下的表面損傷層，加工成鏡面；第二步精拋光，通過對硅晶片進行精拋光，進一步降低表面粗糙度、減少表面缺陷、提高表面精度。

在實際生產(chǎn)中，硅晶片的最終精拋光是表面質(zhì)量的決定性步驟，更好的硅晶片表面及更高效率的去除是新型硅晶片精拋光液不斷追求的目標，到目前為止，國內(nèi)外已相繼公開了一批相關專利技術，并取得了一定的進展。

中國專利申請公開號CN101693813A公開了一種硅基精拋液，由高純硅溶膠、PH調(diào)節(jié)劑和表面活性劑混合后充分攪拌而成，該拋光液具有配方和制作工藝簡單，且具有較高穩(wěn)定性等特點。

中國專利申請公開號CN1714432A公開了一種用于硅晶片二次拋光的淤漿組合物，由膠態(tài)二氧化硅、氨、水合烷基纖維素基聚合物、聚氧乙烯烷基胺醚基非離子表面活性劑、季銨堿和去離子水組成。該拋光液含有低濃度的二氧化硅，能夠提高二氧化硅的分散穩(wěn)定性，從而改善對凹陷的微小劃痕的拋光速率。

美國專利申請公開號US2008/0127573A1公開了一種用于硅晶片精拋光的組合物，它含有磨料、pH調(diào)節(jié)劑、水溶性增稠劑、乙炔表面活性劑、雜環(huán)胺和去離子水。該拋光液能夠顯著的減少拋光后硅晶片表面的LLS缺陷、霧缺陷和粗糙度。

這些處理對缺陷的控制和拋光液穩(wěn)定性的提高等方面取得了一定效果，但對于新一代更高要求的單晶硅精拋光，以上方法還存在一定局限。本發(fā)明的精拋光組合液能夠在低下壓力的條件下，保證高去除速率的同時，實現(xiàn)低表面粗糙度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)在技術存在著的缺陷，提出了一種適用于硅晶片精拋光的精拋光組合液及其制備方法。本發(fā)明的精拋光組合液能夠在低下壓力條件下（低下壓力為0.2～0.5psi），實現(xiàn)拋光硅晶片去除速率大和表面粗糙度低。

一種適用于低下壓力的硅晶片精拋光組合液，其特征在于，該精拋組合液包括膠體二氧化硅磨粒、拋光促進劑、拋光界面控制劑、表面活性劑、堿性化合物和去離子水；該精拋光組合液的pH值為8～12。

本發(fā)明的精拋光組合液的組分配比為：

膠體二氧化硅磨粒???????2～12wt%；

拋光促進劑????????0.002～0.5wt%；

拋光界面控制劑????0.002～0.4wt%；

表面活性劑????????0.002～0.4wt%；

堿性化合物????????????0.2～4wt%；

去離子水余量。

上述的膠體二氧化硅磨粒的粒徑為18～80nm。

上述的拋光界面控制劑為二羥基纖維素醚（DHPC）和三羥基纖維素醚(MHBC)其中的一種或兩種。

結構式為：

其中，n為≥2的整數(shù)，

或者

上述的拋光促進劑為季銨鹽或季銨堿。

上述的拋光促進劑為四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、三-（2-羥乙基）甲基氫氧化銨、四甲基鹵化銨、四乙基鹵化銨、四丙基鹵化銨、四丁基鹵化銨、四甲基溴化銨、四乙基溴化銨、四丙基溴化銨、四丁基溴化銨中的一種或幾種。

上述的表面活性劑為聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑，所述的聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、異構十醇聚氧乙烯醚、異構醇與環(huán)氧乙烷縮合物、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺聚氧乙烯醚、十二胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一種或幾種。

上述的堿性化合物為，氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氨水、氨基丙醇、無水哌嗪或六水哌嗪中的一種或幾種。