[發明專利]一種應用于大尺寸硅片研磨的懸浮助劑、其制備方法及用途

有效

• 申請號: 202110862927.6
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113621346B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 侯軍;李傳強
• 申請（專利權）人: 浙江奧首材料科技有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 大連大工智訊專利代理事務所(特殊普通合伙) 21244
• 代理人: 崔雪

本發明提供一種應用于大尺寸硅片研磨的懸浮助劑、其制備方法及用途，所述懸浮助劑包括重量配比如下的各組分：氫鍵觸變劑0.5?5份；懸浮增效劑0.5?5份；電荷中和劑0.1?1份；分散劑0.5?10份；潤滑劑10?20份；防銹劑0.1?0.5份；水50?85份。本發明還公開了上述懸浮助劑的制備方法，包括以下步驟：向去離子水中依次加入分散劑、潤滑劑、電荷中和劑和防銹劑；加熱至40℃后，向溶液中加入氫鍵觸變劑，乳液靜置溶脹穩定；向溶液中加入懸浮增效劑，制備得到應用于大尺寸硅片研磨的懸浮助劑。本發明制備的懸浮助劑可以有效增加復合磨料的懸浮性能，同時對不同磨料具有良好的分散性，避免循環研磨中形成磨料團聚和磨料硬沉淀。

技術領域

本發明涉及研磨懸浮助劑技術，尤其涉及一種應用于大尺寸硅片研磨的懸浮助劑、其制備方法及用途。

背景技術

隨著半導體材料技術的發展，對硅片的規格和質量也提出更高的要求，適合微細加工的大直徑硅片在市場的需求比例將日益加大。在半導體用大尺寸單晶硅片制造工藝中，硅片的研磨技術指標更加苛刻，需要使硅片具有更低的粗糙度、更小的厚度差和更低的損傷層深度等，研磨工藝是保持硅片質量的關鍵步驟，而在這步驟中使用的懸浮助劑是影響研磨指標的核心技術之一，這對研磨液的懸浮性、潤滑性和分散性能等提出了新的技術挑戰。

目前，硅片研磨液主要是由磨料、去離子水和懸浮助劑組成，其中磨料一般由氧化鋁、氧化硅和氧化鋯等復合磨料組成，不同磨料的種類、形貌和表面電荷情況等對懸浮助劑提出了更高的要求。在研磨過程中需要保持各種形貌和尺寸的磨料均勻懸浮在體系中，共同參與硅片的磨削，保證磨削效率和磨削后硅片表面質量。目前在硅片研磨過程中，由于不同磨料硬度不同，破碎顆粒大小不一，使得硅片表面受力不均勻，同時研磨中使得磨料比表面積增加，容易使磨料細粉在研磨液中形成團聚和聚沉，從而導致研磨速率下降和表面劃傷，這嚴重影響硅片加工效率和產品良率。并且在研磨液循環使用過程中復合磨料漿液更容易在管路中形成硬沉淀導致輸液管路堵塞，影響生產。

因此，開發一款應用于大尺寸硅片研磨懸浮助劑具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于，針對目前硅片研磨液研磨速率低，用于硅片研磨時易產生表面劃傷的問題，提出一種應用于大尺寸硅片研磨的懸浮助劑，該懸浮助劑能有效增加復合磨料的懸浮性能，同時對不同磨料具有良好的分散性，避免循環研磨中形成磨料團聚和磨料硬沉淀。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種應用于大尺寸硅片研磨的懸浮助劑，包括重量配比如下的各組分：

進一步地，所述氫鍵觸變劑是一類能在水溶液中短時間內可以通過氫鍵作用形成空間網格結構的觸變劑，具體為羧基改性膨潤土、羥基改性膨潤土、氨基改性膨潤土、氨基改性水滑石和羧基改性水滑石中的一種或多種的混合；優選羧基改性膨潤土。所述氫鍵觸變劑優選的重量比為1-3份。

進一步地，羧基改性膨潤土制備方法：

首先取100g聚丙烯酸分散劑加入1kg去離子水中，攪拌10min至混合均勻；

將上述溶液加熱至60℃，在100r/min的轉速下，逐步加入200g鈉基膨潤土，10min內加完，然后開啟高速均質攪拌4000r/min，均質攪拌60min，制備一種羧基改性的膨潤土凝膠；

取上述改性膨潤土凝膠200g加入1kg無水乙醇中，攪拌均勻后使用濾紙抽濾，將濾餅在60℃下烘干，制備羧基改性膨潤土。

進一步地，羥基改性膨潤土制備方法：

首先取100g聚乙二醇PEG400和加入1kg去離子水中，攪拌10min至混合均勻；

將上述溶液加熱至60℃，在100r/min的轉速下，逐步加入200g鈉基膨潤土，10min內加完，然后開啟高速均質攪拌4000r/min，均質攪拌60min，制備一種羧基改性的膨潤土凝膠；