[发明专利]一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液，包括如下重量份的组分：磨料20份‑60份；表面活性剂0.1份‑1份；金属螯合剂0.1份‑1份；pH值调节剂0.01份‑3份；水50份‑80份；其中，所述磨料为以铝包覆硅的包覆型复合磨料。本发明的包覆型复合磨料综合了氧化铝和氧化硅磨料的优缺点，扬长避短，使得该磨料在水相中易分散，形成的胶体体系稳定不易沉降，并且在化学机械抛光的应用中具有抛光速率快、表面粗糙度低等特点，再配合表面活性剂、金属螯合剂等材料的特点，使抛光后硅片表面易清洗以及精度更符合要求。本发明还提供一种该抛光液的制备方法。

技术领域

本发明涉及硅片加工技术领域，尤其涉及一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，信息产业已经成为全球经济的主导产业之一。微电子产品研究与生产和计算机制造在电子产业中起着先导作用，它们相辅相成，相互促进，进而快速发展，并呈现出高集成度和高性能化的发展趋势，进而对许多部件表面提出了前所未有的特殊要求。集成电路(IC)制造是电子信息产业的核心，随着集成电路产业的飞速发展，IC特征尺寸不断缩小，硅片尺寸不断增大，IC工艺变得越来越复杂和精细。随着集成电路的特征尺寸达到纳米级，光刻的精度要求也越来越高，要求衬底和IC材料的表面凹凸必须降至焦深的变化范围之内，即衬底或IC材料的表面需要高效平坦化。化学机械抛光(CMP)，是目前能提供超大规模集成电路制造过程中全面平坦化与芯片内联线表面全局平面化的一种新技术。单纯的化学抛光，表面光洁度高、损伤低、完美性好，但其表面平整度、平行度、抛光一致性较差；而单纯机械抛光一致性好，表面平整度高，但表面光洁度差，损伤层深。CMP利用化学与机械的微作用，综合了机械抛光和化学抛光的优点，避免了单一抛光的不足，优先去除凹凸表面上的突出部分，使之成为高低一致的表面，实现全面平坦化。

专利CN102391787B公开了一种用于单晶硅片的抛光液，其采用磨料、1,2-丙二胺、季铵盐或者季铵碱和水，其中磨料选用胶体二氧化硅。专利CN101870852B公开了一种大尺寸硅片用化学机械抛光液，其采用二氧化硅磨料、pH值调节剂、表面活性剂、助清洗剂、螯合剂和去离子水，其中二氧化硅以硅溶胶的状态加入。上述的专利中，虽然胶体二氧化硅的分散性和稳定性很好，但是其莫氏硬度较低，抛光速率小，会限制抛光液的应用范围。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液，其具有抛光速度快，表面粗糙度低、抛光后硅片表面易清洗等特点，其适用于单晶硅片的粗抛光和精抛光，尤其适用于单晶硅片的粗抛光。

本发明的目的之二在于提供一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液的制备方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种用于单晶硅片表面抛光的抛光液，包括如下重量份的组分：

磨料20份-60份；表面活性剂0.1份-1份；金属螯合剂0.1份-1份；pH值调节剂0.01份-3份；水50份-80份；其中，所述磨料为以铝包覆硅的包覆型复合磨料。

进一步地，所述包覆型复合磨料的制备包括如下步骤：

S1：利用水玻璃和铝盐溶液制备硅铝氧化物，在合成过程中保持体系pH值在中性；

S2：向上述硅铝氧化物中加入稀硫酸(质量分数≤70％)，调节pH值为2～4，使部分铝物种迁移到粒子表面，然后再经过陈化0.5h～1.5h，接着，冷却至60℃～70℃，过滤，得到滤饼；

S3：依次用浓度为1～3wt％的硫酸和水对滤饼进行洗涤，以降低滤饼中二氧化硅的钠离子和硫酸根的含量；

S4：将洗涤后的滤饼重新分散在少量水中，分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，再经气流粉碎分级，即得。

进一步地，所述硅铝氧化物的制备包括如下步骤：