CN101781524A - 晶圆精抛光液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆精抛光液，其技术方案为：二氧化硅磨料2-10％，pH调节剂0.2-2％，螯合剂0.1-0.5％，表面活性剂0.01-0.5％，特殊添加剂0.1-2％其余为去离子水，混合，搅拌而形成，采用本技术方案能在晶片抛光应用条件下抛光速率，抛光均匀度和表面质量符合加工要求。同时进一步减少精抛时抛光液磨粒对晶圆表面的损伤，并不严重损失抛光速率。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶圆精抛光液，尤其是涉及到晶片化学机械抛光液，适用于硅晶圆、蓝宝石和石英玻璃的抛光。
背景技术
目前，硅晶片所使用的精抛光液主要从国外进口，消耗量很大。2005年的化学机械抛光市场表明，CMP耗材约11亿美金，其中抛光液和抛光垫占有绝大多数，约10亿美金。通常每个晶片每次抛光至少需要600ml的抛光液，如果是月产30000片晶片的IC厂，每个晶圆片至少需要6次以上的金属CMP，而现在抛光液价格一般在80～120元/升。由于硅晶片对精抛光液的要求愈来愈严格，从国外进口需要经过长时间的运输，原料可能会有些变化而引起产品达不到要求，从而影响企业的正常运行。
因此有必要提出一种晶圆精抛光液，以解决上述问题。能在晶片精抛光应用条件下抛光速率，抛光均匀度和表面质量符合加工要求，并在通常储运条件性能稳定。同时要求进一步减少精抛时抛光液磨粒对晶圆表面的损伤，并不严重损失抛光速率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆精抛光液，能在晶片抛光应用条件下抛光速率，抛光均匀度和表面质量符合加工要求，同时进一步减少精抛时抛光液磨粒对晶圆表面的损伤，并不严重损失抛光速率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种晶圆精抛光液，其组成部分为：
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％；特殊添加剂0.1-2％，余量为去离子水，混合，搅拌而形成。
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。
所述的特殊添加剂为含氟物质，如氟化胺，增加对晶圆表面的腐蚀，促进化学作用，使抛光速率不严重损失。
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30-40nm，减少精抛时抛光液磨粒对晶圆表面的损伤。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9-10，使抛光液处于稳定悬浮状态。
3)在使用该抛光液时，先把所配制的抛光液和去离子水的配比为SiO2含量约为5％，对粗抛光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 Suba400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20-30℃。
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0.1-0.2um/min，表面质量很少损伤，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0.08-0.12um/min，表面质量很少损伤，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0.04-0.06um/min，表面质量很少损伤，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96.5g 30-40nm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2克三乙胺，0.5克乙二胺四乙酸，0.5克表面活性剂OP-10，0.5克氟化胺，混合搅拌而成，所配的抛光液PH值范围在9-10，Na离子含量范围＜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1120克30-40nm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37克二异丁基胺，15克柠檬酸，8克表面活性剂TX-10，10克氟化胺混合搅拌而成，所配的抛光液PH值范围在9-10，Na离子含量范围在＜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。
Claims (8)
1.一种晶圆精抛光液，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；特殊添加剂0.1-2，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆精抛光液，其特征在于，PH调节剂为碱性有机胺。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆精抛光液，其特征在于，螯合剂为乙二胺四乙酸和柠檬酸及其盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆精抛光液，其特征在于，表面活性剂为醇醚类非离子类表面活性剂，如OP-10、TX-10中至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆精抛光液，其特征在于，特殊添加剂为含氟物质，如氟化胺。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆精抛光液，其特征在于，所述抛光液的PH值范围为9-10，粒径范围为30-40nm。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆精抛光液，其特征在于，所述抛光液的Na离子含量范围＜0.07％。
8.根据权利要求1所述的一种晶圆精抛光液，其特征在于，所述抛光液对于硅片抛光速率为0.1-0.2um/min。
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