[发明专利]一种用于碳化硅CMP的抛光组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于碳化硅CMP的抛光组合物的制备方法，通过如下方法制备：将分散剂、促进剂、pH缓冲剂、润湿剂、络合剂加入水中，搅拌均匀后加入磨料，再加入消泡剂，再用pH调节剂调整溶液的pH值，再陈化。采用本发明抛光液对碳化硅晶片进行CMP，可以具有较好的去除速率和表面光洁度，粗糙度可达到0.2nm以下。本发明抛光组合物是良好的碳化硅晶片抛光剂，可替代硬质磨料组合物，改善粗糙度和光洁度，且绿色环保。

技术领域

本发明涉及化学机械研磨(CMP)领域，具体涉及一种用于碳化硅CMP的抛光组合物及其制备方法。

背景技术

碳化硅材料因其硬骨高，导热性好，耐磨性能好，以及禁带宽度大等特点，而应用于半导体工业和精密光学器件，同时也造成表面材料难以处理和加工，而现代高科技期间均需要超光滑和超净表面，而实现这一全局平坦化表面的唯一工业化技术就是化学机械抛光，通过抛光可获得优良的表面粗糙和平整表面，从而使得半导体应用成为可能，为终端应用例如LED照明，高频器件，甚至未来的额移动终端和笔记本电脑等打下良好的基础。

在碳化硅的抛光领域已有较多的研究工作，因碳化硅表面惰性使得其抛光移除需要借助化学作用是表面活化，采用较多的为硬质磨料，例如钻石颗粒和氧化铝颗粒，引起超高的硬度而造成抛光过程中产生划伤和表面缺陷，最终影响表面粗糙度。

发明内容

为解决现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于碳化硅CMP的抛光组合物，其各组分的质量百分含量为：

分散剂0.05％～5％(优选为0.1％～2％)，

促进剂0.05％～5％，

pH缓冲剂0.1％～1％，

润湿剂0.005％～0.1％，

络合剂0.01％～5％(优选为0.2％～2％)，

磨料5％～40％(优选为10％～30％)，

消泡剂0.01％～0.1％(优选为0.02％～0.05％)，

pH调节剂0.5％～1.0％，

余量为去离子水。

优选的，所述分散剂为聚苯乙烯马来酸酐及其衍生物。

优选的，所述分散剂为磺化苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)。

优选的，所述促进剂为氧化剂，包括过氧化物、过流化物、卤酸、高卤酸类以及硝基化合物。

优选的，所述氧化剂选自高氯酸、高氯酸钾、高氯酸钾、氯酸钾、氯酸钠、高碘酸、高碘酸钾、高碘酸钠、碘酸、碘酸钾、过氧化氢、臭氧、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵的一种或几种。

优选的，所述pH缓冲剂为磷酸氢盐和磷酸盐共轭系。

优选的，所述润湿剂为炔二醇聚醚。

优选的，所述络合剂选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTC)，氨基三甲叉膦酸(ATMP)，乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)，二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)，多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)，羟基乙叉二膦酸(HDPE)中的一种或几种。

优选的，所述络合剂选自脂肪族的一元酸、脂肪族的二元酸、脂肪族的多元羧酸、乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、丙二酸、丁二酸、四乙基乙二酸中的一种或几种。

优选的，所述水为去离子水。

优选的，所述磨料为二氧化硅，磨料为球形、纺锤形或链形，粒度在60～150nm(优选的为80～120nm)。

优选的，所述消泡剂为改性的聚硅氧烷消泡剂。