[发明专利]一种单晶硅表面清洗方法

说明书

本发明公开了一种单晶硅表面清洗方法，属于单晶硅表面处理技术领域，具体涉及采用非牛顿流体对单晶硅材料进行表面抛光处理，非牛顿流体由无机粉末、液体剂、增稠剂混合形成，无机粉末至少含有氧化铝或氧化铈，增稠剂至少含有聚乙烯醇，以及羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚谷氨酸改性物中至少一种；聚谷氨酸改性物为阳离子改性聚谷氨酸、胺醛化改性聚谷氨酸或杂化改性聚谷氨酸，阳离子改性聚谷氨酸由阳离子改性剂对聚谷氨酸改性得到，胺醛化改性聚谷氨酸由二乙醇胺、甲醛对聚谷氨酸改性得到，杂化改性聚谷氨酸由胺醛化改性聚谷氨酸与阳离子改性剂混合反应得到。

技术领域

本发明属于单晶硅表面处理技术领域，具体涉及一种单晶硅表面清洗方法。

背景技术

纯净天然单晶硅材料的熔点为1417℃，具有一定的导电性，呈浅灰色金属光泽，微观结构和材料特性与金属有一定不同。单晶硅元件莫氏硬度常温下为7，属于典型的硬脆材料，抗拉伸能力较强，抗剪切能力较弱，受到外力很容易破损，因此单晶硅材料的加工难度相对较大。单晶硅元件只有通过各种抛光工艺对其表面进行平坦化处理，才能获得损伤程度较低，表面质量较高的超光滑单晶硅片。

单晶硅片尺寸和芯片集成度的持续增加直接决定着集成电路产业的发展水平。不断增加的硅片尺寸和芯片集成度有利于提高集成电路的使用性能和生产效率，极大降低了生产成本。集成电路中使用到的芯片绝大多数都是由单晶硅片切割得到，每一个大硅片都能切割分离出大量小型芯片，所以硅片的尺寸和加工质量直接决定了能够切割出的芯片数目和使用性能。目前，集成电路制造业已进入多样性导体和精细化结构的新发展模式，这就要求单晶硅衬底具有更高的使用性能，使其表面粗糙度达到纳米级以下，平面度满足较高的使用要求，因此单晶硅片的超精密加工技术日益成为促进集成电路产业和信息技术持续发展的重要条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面划痕少、杂质去除效果好的单晶硅表面清洗方法。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种单晶硅表面抛光方法，包括：采用非牛顿流体对单晶硅材料进行表面抛光处理，非牛顿流体由无机粉末、液体剂、增稠剂混合形成，无机粉末至少含有氧化铝或氧化铈，增稠剂至少含有聚乙烯醇，以及羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚谷氨酸改性物中至少一种；聚谷氨酸改性物为阳离子改性聚谷氨酸、胺醛化改性聚谷氨酸或杂化改性聚谷氨酸，阳离子改性聚谷氨酸由阳离子改性剂对聚谷氨酸改性得到，胺醛化改性聚谷氨酸由二乙醇胺、甲醛对聚谷氨酸改性得到，杂化改性聚谷氨酸由胺醛化改性聚谷氨酸与阳离子改性剂混合反应得到。单晶硅在使用非牛顿流体抛光过程中，非牛顿流体抛光液中的抛光颗粒受到冲击形成粒子簇包围磨粒，起到缓冲作用，抑制磨粒对单晶硅的破坏，并有效减少了单晶硅表面脆性划痕深度。将聚谷氨酸改性物与无机粉末在非牛顿流体中的共同使用，具有优异的效果，阳离子改性聚谷氨酸和胺醛化改性聚谷氨酸任一使用均有好的抛光效果，并且，杂化改性聚谷氨酸的使用明显优于阳离子改性聚谷氨酸和胺醛化改性聚谷氨酸的任一使用。

优选地，液体剂为去离子水或水醇混合液。

优选地，阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。

优选地，无机粉末中含有微米二氧化硅。

优选地，聚谷氨酸改性物包括聚谷氨酸改性复合物，聚谷氨酸改性复合物中含有微米二氧化硅和阳离子改性聚谷氨酸或胺醛化改性聚谷氨酸或杂化改性聚谷氨酸。在进一步研究发现，将微米二氧化硅加入阳离子改性聚谷氨酸或胺醛化改性聚谷氨酸或杂化改性聚谷氨酸的制备中，制成包有聚谷氨酸改性物的微米二氧化硅形成聚谷氨酸改性复合物，在以此种形式使用时，可以得到抛光效果更好的单晶硅片，应该是因为在改性处理便加入微米二氧化硅时，使聚谷氨酸改性物与微米二氧化硅的结合更加紧密，从而在非牛顿流体抛光过程中起到优异的效果。