[发明专利]一种硅片打毛液

说明书

本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种硅片打毛液。所述硅片打毛液主要用于处理硅片表面使其具有一定粗糙度，组成包括以下按重量百分比含量计的成分：1~15%的氟化氢铵、20~50%的硝酸、30~60%无机酸、1~5%过硫酸铵、1~5%的醋酸及15‑26 wt%水。硅片表面粗糙度及缺陷是一项重要的指标，其粗糙度大小及缺陷多少将影响硅片打毛后续工艺的进行，利用打毛液对硅片进行化学腐蚀既可以得到需要的表面粗糙度，又可以避免机械打毛过程中的表面缺陷和硅片损耗。

技术领域

本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种硅片打毛液及其制备方法。

背景技术

硅片减薄打毛在半导体集成电路的制造和封装方面是一道重要的工序，集成电路的制造工艺发生在硅片表面几十纳米至几微米处，根据不同的工艺需求，需要对硅片背面或正面进行减薄打毛处理。

在集成电路制造过程中，某些工艺需要完工后的硅片堆叠在一起进行电路的接通，此时硅片背面必须进行减薄打毛处理，同时表面要具有非常好的平整度和非常少的表面晶格缺陷，使硅片能够完美的贴合在一起进行下一步的工序。另有一些工艺，硅片经高温扩散后在表面形成硼硅玻璃和磷硅玻璃，由于玻璃表面非常光滑，在后续显影过程中光刻胶容易从硅片表面脱落，需要对硅片正面打毛处理，使其具有一定的粗糙度。

目前业界对硅片的打毛处理主要是采用机械打毛和化学腐蚀方法，但机械打毛操作繁琐，且打毛过程中应力作用会导致硅片表面产生晶格缺陷，严重时甚至会使硅片破碎增加生产成本。而现有的化学腐蚀方法所使用的硅片减薄液则主要为HF-HNO₃体系，腐蚀速率和效果不可控，不易控制减薄后硅片表面的粗糙度。

发明内容

本发明针对现有半导体集成电路工艺中硅片机械打毛和化学腐蚀液的不足，目的在于提供一种减少硅片损耗、调控硅片表面粗糙度的打毛液及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种硅片打毛液，控制硅片表面粗糙度并减少表面缺陷，主要成分包括占打毛液总重量1~15%的氟化氢铵、20~50%的硝酸、30~60%无机酸、1~5%过硫酸铵、1~5%的醋酸，15-26wt%的水；所述打毛液为电子级化学品。

上述方案中，所述的氟化氢铵原料为优级纯，含量≥99.99%。

上述方案中，所述的硝酸原料为电子级硝酸，浓度为68-72%。

上述方案中，所述的无机酸为电子级硫酸或电子级硫酸与电子级磷酸的混合物，电子级硫酸浓度≥98%，电子级磷酸浓度为85-86%。

上述方案中，所述的过硫酸铵为附加氧化剂，过硫酸铵原料为含量≥99.95%的优级纯。

上述方案中，所述醋酸能抑制硝酸氧化，醋酸原料为电子级醋酸，浓度≥99.8%。

上述方案中，所述的水为电阻率15-18MΩ*cm（在25℃下）的超纯水。

上述方案中，所述打毛液的制备方法为：将一定量的超纯水加入到容器中，向超纯水中缓慢加入电子级硫酸或电子级硫酸与电子级磷酸的混合物，待溶液冷却后，再向溶液中依次加入电子级硝酸与电子级醋酸，最后加入过硫酸铵与氟化氢铵，溶解混合均匀后即得到打毛液。

上述方案中，所述配制打毛液的容器的材质为PFA或PTFE中的一种，金属离子析出量≤30w/10^-9。

本发明的有益效果

（1）一般来说打毛液腐蚀硅片的过程分为两步：硝酸先将硅氧化生成二氧化硅，随后氢氟酸溶解二氧化硅生成溶解性好的氟硅酸。氟化氢铵在打毛液中可部分电离生成氟离子与氢氟酸，选用氟化氢铵作为氢氟酸的缓冲剂比起直接使用氢氟酸反应更平稳，易调节打毛液对硅片的腐蚀速率。