專利名稱：一種堿性硅晶片拋光液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種堿性硅晶片拋光液，特別是適用于硅襯底片、硅原始片、硅擴散片的拋光液。
背景技術：
1965年美國孟山都公司在世界上首先提出了二氧化硅溶膠和凝膠應用于硅晶圓片的拋光加工的專利。從此，半導體用拋光液(slurry)成為了半導體制造業(yè)中的重要的、必不可缺的輔助材料。半導體硅晶片拋光工藝是銜接材料與器件制備的邊沿工藝，它極大地影響著材料和器件的成品率，并肩負消除前加工表面損傷沾污以及控制誘生二次缺陷和雜質的雙重任務。在特定的拋光設備條件下，硅晶片拋光效果取決于拋光劑及其拋光工藝技術。隨著集成電路的集成度的不斷提高，相應的要求亦有所提高，不但直徑要增大，技術要求也相應地提高，并不斷有新的要求出現(xiàn)。
目前在我國半導體硅拋光片加工中，所使用的拋光液絕大多數(shù)都靠進口。國外半導體硅拋光液的市場占有率較高的生產(chǎn)廠家主要有美國Rodel & Onden Nalco、美國的DUPONT公司、日本FUJIMI公司等。盡管我國目前在拋光液行業(yè)現(xiàn)已發(fā)展到有幾十家的企業(yè)，但是真正涉足到半導體硅晶片拋光液制造、研發(fā)方面的企業(yè)很少。無論是產(chǎn)品質量上、還是在市場占有率方面，國內企業(yè)都表現(xiàn)出與國外廠家具有相當?shù)牟罹?。國際上按PH值分類，半導體硅拋光液主要有兩類漿料，即酸性和堿性，但是，一般價格昂貴，影響著國內半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，開發(fā)國產(chǎn)的有關半導體硅拋光液是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種堿性硅晶片拋光液，它使硅拋光后的晶片容易清洗，而且采用納米磨料，減少了晶片本身的損傷，提高了表面加工質量。
本發(fā)明的技術方案一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于它的PH值范圍為8～13，粒徑為15nm～150nm，它是由磨料、PH調節(jié)劑、表面活性劑和水混合組成，其中磨料占10～50％，PH調節(jié)劑占1～6％，表面活性劑占0.01～0.6％，水占44～89％。
上述所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的磨料是粒徑范圍為15nm～150nm的水溶硅溶膠和金屬氧化物的水溶膠。
上述所說的粒徑范圍為15nm～150nm的水溶硅溶膠是SiO2。
上述所說的金屬氧化物的水溶膠是Al2O3、CeO2或TiO2。
上述所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的PH調節(jié)劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、多羥多胺和胺中的一種或兩種以上組合。上述所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的表面活性劑是非離子型表面活性劑。
上述所說的非離子型表面活性劑是脂肪醇聚氧依稀醚、烷基醇洗胺或FA/O活性劑。
上述所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的水是去離子水。
上述所說的硅晶片拋光液的組成部分中可加入對有害金屬離子有強鰲合作用的鏊合劑；所說的可加入的鏊合劑是具有水溶性和不含金屬離子的EDTA、EDTA二鈉、羥胺、胺鹽或胺。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于(1)本發(fā)明的拋光液是堿性，不腐蝕污染設備，容易清洗；(2)硅拋光速率快，平整性好，表面質量好；(3)使用不含金屬離子的鰲合劑，對有害金屬離子的鰲合作用增強；(4)采用非離子型表面活性劑，能對磨料和反應產(chǎn)物從襯底表面有效的吸脫作用，使拋光后的清洗更加容易；(5)對環(huán)境無污染；(6)拋光液具有良好的流動性，提高質量傳輸?shù)囊恢滦?，降低表面的粗糙度?7)工藝簡單，成本低，降低了銷售價格，具有良好的商業(yè)開發(fā)前景。
具體實施例方式實施例1一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于它的PH值范圍為8～13，粒徑為15nm～150nm，它是由磨料、PH調節(jié)劑、表面活性劑和水混合組成。
上述所說的硅晶片拋光液的具體實施方案如下要配置10kg拋光液，需取占總質量20％的磨料硅溶膠2kg，粒徑為50nm，在攪拌條件下加入占總質量0.1％的鏊合劑六羥丙基丙二胺10g，再加入占總質量2％的PH調節(jié)劑氫氧化鉀200g，加入占總質量0.1％的活性劑FA/O系列活性劑10g，占總質量77.8％的去離子水7.78kg，攪拌充分后即制得本發(fā)明的拋光液。
實驗檢測結果該拋光液PH值為10.6，粒徑分布為50nm。
速率實驗用配好的拋光液在風雷C6382I/YJ型拋光機上，壓力為250g/cm2，拋光盤轉速為80轉/分鐘，流量1500ml/分鐘。
對砷化鎵片進行拋光，測的原始硅晶片的平均去除速率為0.7微米/分鐘，表面質量高。
實施例2一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于它的PH值范圍為8～13，粒徑為15nm～150nm，它是由磨料、PH調節(jié)劑、表面活性劑和水混合組成。
上述所說的硅晶片拋光液的具體實驗方案如下要配置10kg拋光液需取占總質量30％的CeO2磨料3kg，粒徑為110nm，在攪拌條件下加入占總質量0.5％的鏊合劑EDTA50g，再加入占總質量4％的PH調節(jié)劑四羥乙基乙二胺400g，加入占總質量0.5％的脂肪醇聚氧乙烯醚50g，占總質量65％的去離子水6.5kg，攪拌充分后即制得本發(fā)明的拋光液。
實驗檢測結果該拋光液PH值為11.2，粒徑分布為110nm。
速率實驗用配好的拋光液在風雷C6382I/YJ型拋光機上，壓力為250g/cm2，拋光盤轉速為80轉/分鐘，流量800ml/分鐘。
對砷化鎵片進行拋光，測的硅晶片的平均去除速率為0.5微米/分鐘，表面質量尚可。
實施例3一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于它的PH值范圍為8～13，粒徑為15nm～150nm，它是由磨料、PH調節(jié)劑、表面活性劑和水混合組成。
上述所說的硅晶片拋光液的具體實驗方案如下要配置10kg拋光液需取占總質量30％的硅溶膠磨料3kg，粒徑為70nm，在攪拌條件下加入占總質量1％的具有13個鰲合環(huán)的鏊合劑100g，再加入占總質量3％的PH調節(jié)劑四羥乙基乙二胺300g，加入占總質量0.5％的活性劑烷基醇洗胺50g，占總質量65.5％的去離子水，即制得本發(fā)明的拋光液。
實驗檢測結果該拋光液PH值為11.4，粒徑分布為70nm。
速率實驗用配好的拋光液在風雷C6382I/YJ型拋光機上，壓力為250g/cm2，拋光盤轉速為80轉/分鐘，流量1500ml/分鐘。
對砷化鎵片進行拋光，測的砷化鎵的平均速率為1.1微米/分鐘，表面質量好。
權利要求
1.一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于它的PH值范圍為8～13，粒徑為15nm～150nm，它是由磨料、PH調節(jié)劑、表面活性劑和水混合組成，其中磨料占10～50％，PH調節(jié)劑占1～6％，表面活性劑占0.01～0.6％，水占44～89％。
2.根據(jù)權利要求1所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的磨料是粒徑范圍為15nm～150nm的水溶硅溶膠和金屬氧化物的水溶膠。
3.根據(jù)權利要求2所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的粒徑范圍為15nm～150nm的水溶硅溶膠是SiO2。
4.根據(jù)權利要求2所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的金屬氧化物的水溶膠是Al2O3、CeO2或TiO2。
5.根據(jù)權利要求1所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的PH調節(jié)劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、多羥多胺和胺中的一種或兩種以上組合。
6.根據(jù)權利要求1所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的表面活性劑是非離子型表面活性劑。
7.根據(jù)權利要求6所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的非離子型表面活性劑是脂肪醇聚氧依稀醚、烷基醇洗胺或FA/O活性劑。
8.根據(jù)權利要求1所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的硅晶片拋光液的組成部分中，所說的水是去離子水。
9.根據(jù)權利要求1所說的一種堿性硅晶片拋光液，其特征在于所說的硅晶片拋光液的組成部分中可加入對有害金屬離子有強鰲合作用的鏊合劑；所說的可加入的鏊合劑是具有水溶性和不含金屬離子的EDTA、EDTA二鈉、羥胺、胺鹽或胺。
全文摘要
一種堿性硅晶片拋光液，它的pH值范圍為8～13，粒徑為15nm～150nm，它是由磨料、pH調節(jié)劑、表面活性劑和水混合組成，其中磨料占10～50％，pH調節(jié)劑占1～6％，表面活性劑占0.01～0.6％，水占44～89％。本發(fā)明的優(yōu)越性在于該拋光液是堿性，不腐蝕污染設備，容易清洗；硅拋光速率快，平整性好，表面質量好；使用不含金屬離子的鰲合劑，對有害金屬離子的鰲合作用增強；采用非離子型表面活性劑，能對磨料和反應產(chǎn)物從襯底表面有效的吸脫作用，拋光后易于清洗；對環(huán)境無污染；拋光液具有良好的流動性，提高質量傳輸?shù)囊恢滦?，降低表面的粗糙度；工藝簡單，成本低，降低了銷售價格，具有良好的商業(yè)開發(fā)前景。
文檔編號C09G1/00GK1944559SQ200610087629
公開日2007年4月11日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權日2006年6月7日
發(fā)明者仲躋和 申請人:天津晶嶺電子材料科技有限公司