[發明專利]一種硅片拋光組合物及其應用

在審

• 申請號: 202310558803.8
• 申請日: 2023-05-18
• 公開（公告）號: CN116640515A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 王慶偉;卞鵬程;王永東;徐賀;李國慶;王瑞芹;崔曉坤
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團電子材料有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/306
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種硅片拋光組合物及其應用，所述硅片拋光組合物以二氧化硅水溶膠為拋光磨料、有機堿為速率促進劑，并添加有芳基正離子化合物及水溶性改性硅油。本發明通過在硅片拋光組合物中同時加入芳基正離子化合物及水溶性改性硅油，能夠快速去除硅片表面腐蝕產物、減少硅片表面腐蝕殘留、降低硅片表面刻蝕速率、更有利于后期清洗。

技術領域

本發明涉及化學機械拋光技術領域，具體涉及一種硅片拋光組合物及其應用。

背景技術

硅片CMP一般采用的是堿性二氧化硅拋光液，利用堿與硅的化學腐蝕反應生成可溶性硅酸鹽，再通過細小柔軟，比表面積大、帶有負電荷的SiO₂膠粒的吸附作用及其與拋光墊和硅片間的機械摩擦作用，及時拋光去除反應產物，從而達到去除晶片表面損傷層與玷污雜質的目的。然而隨著硅片拋光液稀釋比例的提高，拋光組合物中化學助劑含量同比增加，而受限于成本、硅溶膠固含量的限制，拋光組合物中磨料的增加比例受限，導致CMP過程中化學刻蝕作用明顯高于機械研磨，這會導致硅片拋光后表面出現刻蝕痕跡或出現肉眼可見的腐蝕點(又叫亮點)。

目前，普遍采用抑制硅片表面刻蝕的方式降低硅片表面化學腐蝕作用，如中國專利CN110402479A通過在硅片粗拋光液中加入羥乙基纖維素等水溶性聚合物，有效的降低了硅晶圓的靜態刻蝕速率。然而，靜態刻蝕速率的降低并不能有效表征動態研磨過程中硅片表面的腐蝕狀態。歐洲專利EP1925647A2，通過在多晶硅拋光過程中加入改性硅油有效降低了多晶硅的去除速率，提高了多晶硅與氧化硅之間的去除速率選擇比，然而并未體現改性硅油對拋光后多晶硅晶圓表面的腐蝕狀態。

因此，仍然需要一種能夠在不明顯抑制拋光速率的前提下，進一步減少硅晶圓表面腐蝕產生的拋光組合物。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種硅片拋光組合物，通過在硅片拋光組合物中加入芳基正離子化合物及水溶性改性硅油，能夠有效減少硅片表面腐蝕殘留、降低硅片腐蝕速率，從而進一步提高拋光后硅片表面質量。

本發明的另一目的在于提供這種硅片拋光組合物的應用。

為實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案：

一種硅片拋光組合物，所述硅片拋光組合物以二氧化硅水溶膠為拋光磨料、有機堿為速率促進劑，并添加有芳基正離子化合物及水溶性改性硅油。

在一個具體的實施方案中，以所述拋光組合物的總質量計，包括以下重量百分含量的組分：

余量為去離子水。

在一個具體的實施方案中，所述二氧化硅水溶膠的粒徑為10-120nm，優選為30-90nm，固含量為10-50wt％，優選為20-40wt％。

在一個具體的實施方案中，所述速率促進劑選自甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、乙基乙二胺、單乙醇胺、N-(β-胺基乙基)乙醇胺、六亞甲基二胺、二亞乙基三胺、三亞己基四胺、1-(2-胺基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、哌嗪、咪唑、甲基咪唑、1，2，4三氮唑、4-氨基-1,2,4-三氮唑、碳酸胍、鹽酸胍、硝酸胍、四甲基氫氧化銨、四甲基氯化銨、四甲基溴化銨、四甲基氟化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、四乙基氯化銨、四乙基溴化銨、四乙基氟化銨中的至少任一種；優選為四甲基氫氧化銨。

在一個具體的實施方案中，所述芳基正離子化合物為在水溶液中其含有芳基的主體部分能電離或質子化后形成帶有至少一個正電荷的化合物。