[发明专利]晶圆粗抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电及IC行业的晶圆粗抛光液。

背景技术

目前全世界半导体元件生产商中，化学机械平坦化技术已成为应用于半导体元件制造工程的关键技术。其中化学机械抛光液是CMP工艺中的最关键材料，加上抛光垫两者的成本占CMP工艺成本60％以上。

化学机械抛光液全球仅有少数供应商，国内半导体芯片厂的需求基本依赖进口，因此，国内已能生产少量产品来替代国外同类产品.其中国内外晶圆化学机械抛光液主要是以纳米二氧化硅做为研磨粒子，消耗量很大.但国内制备的二氧化硅抛光液由于制备时的颗粒比较小，而且分布不均匀，同时金属离子含量高，造成了抛光速率不能更进一步提高，而且因化学刻蚀和机械作用不能平衡引起严重划伤和高表面粗糙度，限制了产品的使用.

因此有必要提出一种粒径大并分布窄的抛光液，以解决上述问题。能在晶片粗抛光应用条件下具有粒径大并分布窄的稳定的抛光液，且抛光速率，抛光均匀度和表面质量符合加工要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粒径大并分布窄的抛光液，能在晶片粗抛光应用条件下具有稳定的溶液性能，且抛光速率，抛光均匀度和表面质量符合加工要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种晶圆粗抛光液，其特征在于抛光液的组分及重量百份比如下：二氧化硅磨料2-50；PH调节剂0.2-10；螯合剂0.1-5；表面活性剂0.01-5；余量为去离子水。

采用本发明的技术方案，具有以下优点：

1)本发明所述的PH调节剂为碱性有机胺，如三乙胺和二异丁基胺中至少一种。用来调节抛光液的PH值，使二氧化硅处于良好的悬浮状态，提供稳定的抛光速率。采用的胺不含金属类成分避免对硅片的玷污而影响以后的器件的性能。

所述的螯合剂为乙二胺四乙酸和柠檬酸及其盐中的至少一种。可以和前制程带入的大量金属离子结合而除去，从而改善抛光片的质量。

所述的表面活性剂为醇醚类非离子类表面活性剂，如OP-10，TX-10等，可以优先吸附，形成长期易清洗的物理吸附表面，以改善表面状态，同时提高质量传递速率，以降低晶圆的表面粗糙度。

2)本发明所采用的二氧化硅磨料在制备时通过对表面改性，改善其表面的物理和化学性能，粒径范围为40-60nm，并通过纯化，使其Na离子含量范围＜0.07％，避免对晶片的玷污而影响以后的器件的性能。并用PH调节剂调节PH值范围为11.2-12.2，使抛光液处于稳定悬浮状态。

3)使用该抛光液时，先把所配制的抛光液和去离子水的配比稀释到SiO2含量约为2.5％，对磨片清洗后的硅片检查合格后，在采用美国3800型化学机械抛光机，Rodel ICl400抛光垫的情况下，抛光压力200g/cm2，转速55rpm，抛光流量200ml/min，抛光温度48-50℃。

分别测试以下晶圆：

1.对硅4寸P(100)进行规定时间加工，抛光后进行清洗，抛光速率为1um/min以上，表面质量无严重损伤，低表面粗糙度。

2.对石英玻璃进行规定时间加工，抛光后进行清洗，抛光速率为0.4-0.6um/min，表面质量无严重损伤，低表面粗糙度。

3.对蓝宝石进行规定时间加工，抛光后进行清洗，抛光速率为0.2-0.3um/min，表面质量无严重损伤，低表面粗糙度。

具体实施方式

实施例1

配置100克二氧化硅磨料抛光液。

向92克40-60nm粒径的40+/-0.5wt％的二氧化硅水溶胶溶液(在25℃比重为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，混合搅拌而成，所配的抛光液PH值范围在11.2-12.2，Na离子含量范围在0.04-0.07％，粘度小于5mPa.s。

实施例2

配置1200克二氧化硅磨料抛光液。

向1060克50-60nm粒径的50+/-0.5wt％的二氧化硅水溶胶溶液(在25℃比重为1.37)中加入97克二异丁基胺，34克柠檬酸，9克表面活性剂OP-10，混合搅拌而成，所配的抛光液PH值范围在11.2-12.2，Na离子含量范围在0.04-0.07％，粘度小于25mPa.s。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。