[發(fā)明專利]一種可實現(xiàn)快速穩(wěn)定拋光的拋光液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410758849.5
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104650740A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘國順;陳高攀;顧忠華;羅桂海;龔樺
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市力合材料有限公司;清華大學(xué);深圳清華大學(xué)研究院
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅襯底材料化學(xué)機(jī)械拋光液，具體涉及一種可實現(xiàn)單晶硅快速穩(wěn)定拋光的拋光液。

背景技術(shù)

單晶硅是最重要的半導(dǎo)體材料之一，應(yīng)用的尺寸從最初的2英寸(50cm)發(fā)展到8英寸(450cm)，一直都是現(xiàn)代集成電路發(fā)展的基石。隨著摩爾定律的發(fā)展，晶圓尺寸的擴(kuò)大及芯片特征尺寸不斷的減少，芯片加工過程步驟越來越繁瑣，要求也越來越高，如何保證加工效率和質(zhì)量是當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)。

作為芯片制造重要步驟，化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)是芯片特征尺寸降低的重要保證。為了降低表面的粗糙度和應(yīng)力層、提高平整度，硅襯底材料需要經(jīng)過粗、細(xì)、精等拋光過程，要求更高的襯底還需要增加一個以上的拋光步驟。因此，提高拋光過程的效率具有十分重要的意義。

硅襯底粗拋光過程去除量最大，占整個拋光步驟絕大部分的去除量，這個過程對硅表面的應(yīng)力層和平整度影響最大。在滿足去除量的條件下，為了縮短拋光時間可以從拋光液和拋光工藝兩個方面改進(jìn)。在拋光液方面，增大拋光液的化學(xué)腐蝕作用有利于拋光速率的加快，但是化學(xué)作用的增強(qiáng)表面較易于出現(xiàn)腐蝕缺陷，需要加入其它助劑來保護(hù)，而助劑的加入又可能帶來拋光速率的下降問題，反而得不償失；除此之外，增加拋光液的固含量是另一改進(jìn)方法，而固含量的增加副作用同樣不容忽視：除了表面的劃傷之外，較深的應(yīng)力層會給接下來的加工增加困難。在拋光工藝方面，最有效的做法是增加拋光過程的壓強(qiáng)，專利CN?102172878B采用分段加壓法，壓強(qiáng)最高加到1kg/cm2，較大的壓強(qiáng)很可能會產(chǎn)生較深的應(yīng)力層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，解決在常規(guī)的工藝條件下，不?影響應(yīng)力層和表面粗糙度的前提下提高硅襯底拋光去除速率的問題，而提供一種硅襯底材料快速穩(wěn)定拋光的拋光液。

一種可實現(xiàn)快速穩(wěn)定拋光的拋光液，其特征在于，所述的拋光液包含：

5-20wt％的納米級磨料，所述的磨料選自膠體二氧化硅顆粒；

1-10wt％的堿性腐蝕劑；

5-10wt％的鹽，所述的鹽選自水溶性鈉鹽、鉀鹽或銨鹽；

0.01-1wt％的穩(wěn)定劑；?

去離子水余量。

所述膠體二氧化硅顆粒粒徑分布范圍為40-80nm，其平均粒徑為55nm。

所述堿性腐蝕劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、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、吡啶、哌嗪、咪唑、雙胍、四甲基胍中的一種或幾種。

所述水溶性鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的陰離子包括氯、氟、溴、碘、氯酸、次氯酸、溴酸、次溴酸、硫酸、亞硫酸、硫代硫酸、硝酸、亞硝酸、磷酸、硼酸、碳酸及其酸式鹽中的一種或幾種。

所述水溶性鈉鹽為氯化鈉、氟化鈉、溴化鈉、碘化鈉、氯酸鈉、次氯酸鈉、溴酸鈉、次溴酸鈉、硫酸鈉、硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉、硼酸鈉、硼酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的至少一種；所述水溶性鉀鹽為氯化鉀、氟化鉀、溴化鉀、碘化鉀、氯酸鉀、次氯酸鉀、溴酸鉀、次溴酸鉀、硫酸鉀、硫酸氫鉀、亞硫酸鉀、亞硫酸氫鉀、硫代硫酸鉀、硝酸鉀、亞硝酸鉀、磷酸鉀、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、硼酸鉀、硼酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀中的至少一種；所述水溶性銨鹽包括氯化銨、氟化銨、溴化銨、碘化銨、氯酸銨、次氯酸銨、溴酸銨、次溴酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、硫代硫酸銨、硝酸銨、亞硝酸銨、磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、硼酸銨、硼酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫銨中的至少一種。

所述穩(wěn)定劑選自一類主鏈為聚醚結(jié)構(gòu)，末端活性官能團(tuán)為胺基的聚醚胺；所述穩(wěn)定劑分子量小于10000。

所述聚醚胺有單胺、二胺、三胺、仲胺、位阻胺和聚四亞甲基乙二醇基的聚醚胺。