專利名稱：溶膠型硅片拋光劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種電子工業(yè)領域的基礎材料，特別是可供超大規(guī)模集成電路的半導體器件用的高拋光精度的溶膠型硅片拋光劑。
現(xiàn)有的硅片拋光劑，僅用于大規(guī)模集成電路，采用烘制型或非烘制凝膠型工業(yè)原料，在使用時需另加PH調(diào)節(jié)劑，拋光表面質(zhì)量及拋光速度均有待進一步提高。
在國內(nèi)外有關文獻中，如日本不二兄3050拋光劑，它采用烘制型工業(yè)白炭黑或硅酸鈉為原料，純度低，濃度高，粒度粗，硬度大，吸附絡合性能差，因此拋光表面易產(chǎn)生損傷，沾污和缺陷，而且拋光速度慢，又如國內(nèi)非烘制凝膠型硅片拋光劑雖然拋光表面質(zhì)量和拋光速度均達到較高水平，但使用、運輸、貯存均不方便，需另加特種PH調(diào)節(jié)劑與拋光劑配合使用。而且，現(xiàn)有各種硅片拋光劑對超大規(guī)模集成電路都不適用。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的一些缺點，提供一種高效溶膠型硅片拋光劑，是非烘制凝膠型硅片拋光劑的升級換代產(chǎn)品，適用于超大規(guī)模集成電路，拋光劑、PH調(diào)節(jié)劑合二為一，使用方便，拋光表面質(zhì)量達到或超過日、美先進硅片公司質(zhì)量標準，拋光速度達國內(nèi)外最高水平。
本發(fā)明的任務是通過以下實施方式來完成的，其制備工藝流程如下將多晶硅還原爐尾氣經(jīng)深度冷凝，冷凝液精餾分離，低沸物三氯氫硅返回沉積多晶硅，高沸物大部分為四氯化硅，然后進行水解，酸洗成為膠體二氯化硅，經(jīng)體膨脹、疏松軟化、表面羥基化、負電性和穩(wěn)定性等一系列化學活性化處理，采用適量添加劑和PH調(diào)節(jié)劑等進行配制，拋光劑的配方為多晶體還原爐尾氣冷凝回收液99.05%～99.35%，表面羥基化添加劑0.1%～0.03%，調(diào)節(jié)PH添加劑適量。其中多晶體硅還原爐尾氣冷凝回收液為99.999999%～99.9999999%的超高純四氯化硅，它是作為此拋光劑的工業(yè)原料。其中表面羥基化添加劑為冰乙酸，它的作用是對二氧化硅膠用作松脹羥基化處理。其中凝膠轉(zhuǎn)化溶膠添加劑為氫氧化鉀，它的作用是將凝膠轉(zhuǎn)化為溶膠。其中穩(wěn)定活化添加劑為N羥基乙基乙二胺，它的作用是進行負電性和穩(wěn)定性等一系列化學活化處理。其中調(diào)節(jié)PH添加劑為3-氨基丙醇-[1]，它的作用是將PH值調(diào)至12.5。
本發(fā)明所述的溶膠型硅片拋光劑具有的優(yōu)點和效果是1、拋光速度快。
2、拋光劑的配制，操作簡單，易掌握。
3、拋光好的硅片易清洗。
4、拋光硅片質(zhì)量穩(wěn)定。
5、無鈉離子沾污，對環(huán)境污染也少。
6、適應性好，在低濃度，低PH值，低溫條件下對拋光難度較高的P和n型硅片也具有良好的拋光效果，其它條件均可使用。
7、變廢為寶，成本低。該拋光劑是利用多晶硅廠的“殘液”、“尾氣”為原料制備的，同時清除了常規(guī)拋光工藝中的二氧化硅“粘塵”和“沉渣”。
本發(fā)明的實施方式由以下的實施例給出實施例一該溶膠型硅片拋光劑的組成和含量如下多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液99.05%，表面羥基化添加劑0.12%，凝膠轉(zhuǎn)化溶液添加劑0.15%，穩(wěn)定活化添加劑0.01%，調(diào)節(jié)PH添加劑余量。
把上述溶膠型硅片拋光劑與去離子水以1∶50(重量比)稀釋，在300克/厘米壓力，40°±5°溫度，1.5±0.3升/分流量條件下，對晶向〈111〉電阻率10±5Ωcm的硅片進行拋光，拋光速率為1.0μ/分鐘。
實施例二多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液99.15%，表面羥基化添加劑0.15%，凝膠轉(zhuǎn)化溶膠添加劑0.4%，穩(wěn)定活化添加劑0.03%，調(diào)節(jié)PH添加劑余量。
重復實施一的操作方法，其拋光速度為1.2μ/分鐘。
實施例三多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液99.25%，表面羥基化添加劑0.125%。凝膠轉(zhuǎn)化溶膠添加劑0.5%，穩(wěn)定活化添加劑0.025%，調(diào)節(jié)PH添加劑余量，其拋光速度為1.5μ/分鐘。以下將補充制備工藝流程圖對發(fā)明作進一步的詳細說明。
權(quán)利要求
1.一種溶膠型硅片拋光劑，其中含有多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液、表面羥基比添加劑，凝膠轉(zhuǎn)化溶膠添加劑，穩(wěn)定活化添加劑、調(diào)節(jié)PH添加劑，其特征在于各組成和含量(重量%)為多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液99.05%～99.35%，表面羥基化添加劑0.1%～0.15%、凝膠輕化溶膠添加劑0.1%～1.0%，穩(wěn)定活化添加劑0.01%～0.03%，調(diào)節(jié)PH添加劑適量。
2.按權(quán)利要求1所述的溶膠型硅片拋光劑，其特征在于最佳配方為(重量%)多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液99.25%，表面羥基化添加劑0.125%，凝膠轉(zhuǎn)化溶液添加劑0.5%，穩(wěn)定活化添加劑0.025%，調(diào)節(jié)PH添加劑的量以PH值達12.5為準。
3.按權(quán)利要求1或2所述的溶膠型硅片拋光劑，其特征在于所述的多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液為超高純四氯化硅。
4.按權(quán)利要求1或2所述的溶膠型硅片拋光劑，其特征在于所述的表面羥基化添加劑為冰乙酸。
5.按權(quán)利要求1或2所述的溶膠型硅片拋光劑，其特征在于所述的凝膠轉(zhuǎn)化溶膠添加劑為氫氧化鉀。
6.按權(quán)利要求1或2所述的溶膠型硅片拋光劑，其特征在于所述的穩(wěn)定活化添加劑為N羥基乙基乙二胺。
7.按權(quán)利要求1或2所述的溶膠型硅片拋光劑，其特征在于所述的調(diào)節(jié)PH添加劑為3-氨基丙醇-[1]。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子工業(yè)領域的基礎材料，此材料的特點在于適用于超大規(guī)模集成電路的半導體器件上，拋光精度高，且使用方便。此溶膠型硅片拋光劑的最佳配方為多晶硅還原爐尾氣冷凝回收液99.25％，表面羥基化添加劑0.125％，凝膠轉(zhuǎn)化溶膠添加劑0 5％，穩(wěn)定活化添加劑0.025％，調(diào)節(jié)pH添加的量以pH值達12.5為準。
文檔編號C09G1/18GK1082584SQ9210849
公開日1994年2月23日 申請日期1992年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月14日
發(fā)明者劉鳳偉, 曹國琛, 孫木根 申請人:上海有色金屬研究所