一种半导体抛光液及其制备方法与流程

本发明属于硅晶体切割，具体涉及一种半导体抛光液及其制备方法。

背景技术：

1、芯片制造过程大致可以分为顶层设计、晶圆制造、封装测试三大步骤，其中晶圆制造过程尤为复杂。晶圆制造过程主要可以分为热处理、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械抛光(cmp)、清洗等工艺流程。在众多制造环节中，cmp抛光材料总体占到晶圆制造所需各类材料成本的7％，是非常重要的一道工序。

2、化学机械抛光采用将机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，与普遍使用的机械抛光相比，化学机械抛光能使硅片表面变得更加平坦，并且还具有加工成本低及加工方法简单的优势，因而，成为目前最为普遍的半导体材料表面平整技术。cmp用的抛光液中的化学试剂将被抛光基底材料氧化，生成一层较软的氧化膜层，然后再通过机械摩擦作用去除氧化膜层，这样通过反复的氧化成膜-机械去除过程，从而达到有效抛光的目的。

3、为了实现纳米级的打磨技术，对抛光液的要求也极为严苛，虽然目前已有关于单晶硅片抛光液的报道，但这些抛光液存在着去除率低、表面粗糙度高及容易产生划痕及凹痕损伤等问题。另外，半导体抛光液对金属离子含量有严格的要求。

技术实现思路

1、为了解决现有抛光液存在的技术问题，本发明提供了一种半导体抛光液及其制备方法。

2、本发明的半导体抛光液由氧化剂、磨粒、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂、ph调节剂和去离子水按照质量份数配置而成；其中，磨粒是由质量比为1:0.3-0.8的二氧化硅胶体和氧化铈复配得到。

3、半导体抛光液按照质量份数的组成为：氧化剂0.1-1份；磨粒10-25份，络合剂6-10份，表面活性剂5-10份，缓蚀剂0.5-2份，ph调节剂1-5份，去离子水40-60份。

4、磨粒的制备方法为：向氧化铈中添加分散剂搅拌混合均匀；然后将添加分散剂的氧化铈和二氧化硅胶体加入搅拌装置中，混合均匀得到磨粒。

5、二氧化硅胶体的制备方法为：在三口圆底烧瓶中加入无水乙醇和去离子水，搅拌均匀，再加入氨水搅拌，然后滴加正硅酸乙酯，搅拌后，室温反应直至反应结束；经离心分离，得到二氧化硅胶体。

6、氧化剂为：双氧水或高锰酸钾；

7、络合剂为：乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；

8、表面活性剂为：异构醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚；

9、缓蚀剂为：苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑；

10、ph调节剂为四甲基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵。

11、有益效果

12、本发明采用复配的氧化铈与二氧化硅胶体作为磨料，两种材料同时发挥各自作用并能产生协同效应，抛光后对硅片不产生表面缺陷，表面光滑、平整、少划痕、无缺陷，保证了单晶硅片表面精细质量。

技术特征：

1.一种半导体抛光液，其特征在于：所述半导体抛光液由氧化剂、磨粒、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂、ph调节剂和去离子水按照质量份数配置而成；其中，磨粒是由质量比为1:0.3-0.8的二氧化硅胶体和氧化铈复配得到。

2.根据权利要求1所述的半导体抛光液，其特征在于：所述半导体抛光液按照质量份数的组成为：氧化剂0.1-1份；磨粒10-25份，络合剂6-10份，表面活性剂5-10份，缓蚀剂0.5-2份，ph调节剂1-5份，去离子水40-60份。

3.根据权利要求1所述的半导体抛光液，其特征在于：所述磨粒的制备方法为：向氧化铈中添加分散剂搅拌混合均匀；然后将添加分散剂的氧化铈和二氧化硅胶体加入搅拌装置中，混合均匀得到磨粒。

4.根据权利要求3所述的半导体抛光液，其特征在于：所述二氧化硅胶体的制备方法为：在三口圆底烧瓶中加入无水乙醇和去离子水，搅拌均匀，再加入氨水搅拌，然后滴加正硅酸乙酯，搅拌后，室温反应直至反应结束；经离心分离，得到二氧化硅胶体。

5.根据权利要求1所述的半导体抛光液，其特征在于：所述氧化剂为：双氧水或高锰酸钾；络合剂为：乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠。

6.根据权利要求1所述的半导体抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为：异构醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚；缓蚀剂为：苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑。

7.根据权利要求1所述的半导体抛光液，其特征在于：所述ph调节剂为四甲基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的半导体抛光液的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：将氧化剂、磨粒、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂、ph调节剂和去离子水按照质量份数混合搅拌均匀，然后通过纳米级过滤膜过滤，灌装制得半导体抛光液。

技术总结本发明属于硅晶体切割技术领域，具体涉及一种半导体抛光液及其制备方法。该半导体抛光液由氧化剂、磨粒、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂、pH调节剂和去离子水按质量份数配置而成；其中，磨粒是由二氧化硅胶体和氧化铈复配得到的。本发明制备的半导体抛光液去除率高、表面粗糙度低。技术研发人员：张小飞,黄文培受保护的技术使用者：常州高特新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1