一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液的制作方法

一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液
【技术领域】
1.一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液，特别是一种用于硅晶圆边缘抛光的抛光组合物领域。


背景技术：

2.硅片作为典型的半导体衬底，是通过切片硅单晶锭来获得晶片来制备的，其经过粗抛光即称为研磨以形成轮廓。然后，通过切片或研磨在晶圆表面形成的受损层，通过蚀刻除去。在常规晶圆具有相对较小面积的情况下，例如直径6英寸，晶圆本身的重量很小，即使边缘可能与外壳摩擦，影响也较小，并且边缘的开裂或碎裂很少通过这种摩擦发生。但是，如果晶圆的直径变大如8英寸，晶圆本身的重量就会变大，边缘与外壳摩擦的影响往往很大，因此很可能在边缘发生开裂或碎裂。
3.对于边缘未抛光的晶圆，边缘不光滑，并且当边缘与外壳摩擦或处理过程中摩擦时，边缘开裂或碎裂以及外壳磨损很可能发生，由此晶圆本身的材料或磨损外壳，很可能沉积在晶圆表面，从而导致颗粒缺陷。借助于这种组合物进行边缘抛光存在抛光去除率低，生产率差的问题。然而，将这种抛光加工条件直接应用于硅晶边缘是不合适的。


技术实现要素：

4.本发明的构思是针对上述情况而构思的，因此本发明的目的在于提供一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液,该组合物使用在边缘加工获得低粗糙度，不会沉积干燥凝胶，同时能够形成优异的晶圆边缘表面。
5.本发明解决技术问题的方案是提供一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液，包括如下步骤：
6.步骤s1：加入氢氧化钠调节至特定ph值，通过烷氧基硅烷与碱水解，而获得的质量百分比为m1平均粒径d1的含水无定形二氧化硅，具有比表面积和孔体积相对较大的特征；
7.步骤s2：加入质量百分比m2的碱性化合物并分散，碱性化合物改性环氧硅烷硅烷,对碱性和高温条件具有优异的稳定性；
8.步骤s3：再次调至步骤s1的ph值；
9.优选地，所述含水无定形二氧化硅的质量百分比m1为3-6wt％，基于所述抛光液组合物的总重量；
10.优选地，无定形二氧化硅的平均粒径d1为70-1000nm，优选为200-500nm，使用本发明的边缘抛光组合物，如果二氧化硅的平均粒径超过上述范围，则晶粒颗粒的分散性难以维持，从而将存在稳定性变差，研磨颗粒趋于沉淀，并且很可能在抛光边缘形成划痕的问题；
11.优选地，环氧硅烷是二氧化硅的原料，本发明的边缘抛光组合物含有含水无定形二氧化硅作为研磨颗粒，还含有除含水无定形二氧化硅以外的研磨颗粒，如氧化铝、氧化钛、氧化锆，在一定范围内不损害本发明的效果；
12.优选地，除含水无定形二氧化硅以外的研磨颗粒在边缘抛光组合物中的含量为0-5wt％，优选0.01-3wt％；
13.优选地，所述碱性化合物包含正丁胺、五亚甲基二胺和三丙二醇甲醚的混合液的一种或几种；
14.优选地，所述碱性化合物的含量m2为0.01-3wt％，基于所述边缘抛光组合物的总重量；
15.优选地，所述抛光组合物的ph值优选为9.1至11.5，更优选为10.5至11.0。
16.相对于现有技术，本发明具有如下优点：
17.对于边缘未抛光的晶圆，边缘不光滑，并且当边缘与外壳摩擦或处理过程中摩擦时，边缘开裂或碎裂以及外壳磨损很可能发生，由此晶圆本身的材料或磨损外壳，很可能沉积在晶圆表面，从而导致颗粒缺陷，本发明提供含有碱性化合物的抛光组合物，借助于这种组合物进行边缘抛光，获得低粗糙度，并且不会沉积干燥凝胶。
【附图说明】
18.图1是本发明一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液的流程示意图；
19.图2为本发明一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液含水无定形二氧化硅sem；
20.图3为本发明一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液抛光后硅晶圆边缘粗糙度。
【具体实施方式】
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明实施例的抛光组合物的生产方法没有特别限制，例如，该抛光组合物可以通过搅拌和混合本发明的研磨颗粒混合物；
22.请参阅图1,本发明提供了一种含碱性基团的硅晶圆边缘抛光液，包括如下步骤：
23.步骤s1：加入氢氧化钠调节至特定ph值，通过烷氧基硅烷与碱水解，而获得的质量百分比为m1平均粒径d1的含水无定形二氧化硅，具有比表面积和孔体积相对较大的特征；
24.步骤s2：加入质量百分比m2的碱性化合物并分散，碱性化合物改性环氧硅烷硅烷,对碱性和高温条件具有优异的稳定性；
25.步骤s3：再次调至步骤s1的ph值；
26.在本发明的步骤s1中，所述含水无定形二氧化硅的质量百分比m1为3-6wt％，基于所述抛光液组合物的总重量；
27.在本发明的步骤s1中，无定形二氧化硅的平均粒径d1为70-1000nm，优选为200-500nm，使用本发明的边缘抛光组合物，如果二氧化硅的平均粒径超过上述范围，则晶粒颗粒的分散性难以维持，从而将存在稳定性变差，研磨颗粒趋于沉淀，并且很可能在抛光边缘形成划痕的问题；
28.在本发明的步骤s1中，环氧硅烷是二氧化硅的原料，本发明的边缘抛光组合物含有含水无定形二氧化硅作为研磨颗粒，还含有除含水无定形二氧化硅以外的研磨颗粒，如氧化铝、氧化钛、氧化锆，在一定范围内不损害本发明的效果；
29.在本发明的步骤s2中，除含水无定形二氧化硅以外的研磨颗粒在边缘抛光组合物
中的含量为0-5wt％，优选0.01-3wt％；
30.在本发明的步骤s2中，所述碱性化合物包含正丁胺、五亚甲基二胺和三丙二醇甲醚的混合液的一种或几种；
31.在本发明的步骤s2中，所述碱性化合物的含量m2为0.01-3wt％，基于所述边缘抛光组合物的总重量；
32.在本发明的步骤s3中，所述抛光组合物的ph值优选为9.1至11.5，更优选为10.5至11.0。
33.在本发明实施例中，提供进一步具体实施例，具体如下：在以下实施例中，除非另有说明，操作是在室温20℃-25℃,相对湿度为40％rh-50％rh的条件下进行的。
34.1、第一具体实施例：
35.加入氢氧化钠调节ph值至11；质量百分比为m1为3wt％的含水无定形二氧化硅通过烷氧基硅烷与碱水解而获得的，并且具有比表面积和孔体积相对较大的特征；加入质量百分比为0.1wt％的二氧化铝，加入质量百分比m2为0.5wt％的碱性化合物正丁胺，碱性化合物改性环氧硅烷硅烷,对碱性和高温条件具有优异的稳定性；再次调节ph值为11；
36.2、第二具体实施例：
37.加入氢氧化钠调节ph值至10.5；质量百分比为m1为3wt％的含水无定形二氧化硅通过烷氧基硅烷与碱水解而获得的，并且具有比表面积和孔体积相对较大的特征；加入质量百分比为0.1wt％的二氧化铝，加入质量百分比m2为0.6wt％的碱性化合物三丙二醇甲醚，碱性化合物改性环氧硅烷硅烷,对碱性和高温条件具有优异的稳定性；再次调节ph值为10.5；
38.3、第三具体实施例：
39.加入氢氧化钠调节ph值至11；质量百分比为m1为3wt％的含水无定形二氧化硅通过烷氧基硅烷与碱水解而获得的，并且具有比表面积和孔体积相对较大的特征；加入质量百分比为0.5wt％的二氧化钛，加入质量百分比m2为0.7wt％的碱性化合物正丁胺、五亚甲基二胺和三丙二醇甲醚，碱性化合物改性环氧硅烷硅烷,对碱性和高温条件具有优异的稳定性；再次调节ph值为11；
40.4、第四具体实施例：
41.加入氢氧化钠调节ph值至11；质量百分比为m1为3wt％的含水无定形二氧化硅通过烷氧基硅烷与碱水解而获得的，并且具有比表面积和孔体积相对较大的特征；加入质量百分比为0.3wt％的二氧化锆，加入质量百分比m2为0.8wt％的碱性化合物五亚甲基二胺，碱性化合物改性环氧硅烷硅烷,对碱性和高温条件具有优异的稳定性；再次调节ph值为11；
42.5、第五具体实施例：
43.加入氢氧化钠调节ph值至10.5；质量百分比为m1为3wt％的含水无定形二氧化硅通过烷氧基硅烷与碱水解而获得的，并且具有比表面积和孔体积相对较大的特征；加入质量百分比为0.5wt％的二氧化钛，加入质量百分比m2为0.9wt％的碱性化合物五亚甲基二胺，碱性化合物改性环氧硅烷硅烷,对碱性和高温条件具有优异的稳定性；再次调节ph值为10.5；
44.对于抛光条件，抛光台的转速优选100rpm-500rpm。施加到具有待抛光物体的基材上的压力(抛光压力)优选为5.5kpa-18.9kpa。
45.图2为本发明的含水无定形二氧化硅sem图，图3为本发明的抛光后硅晶圆边缘粗糙度。
46.专利范围，凡是在本发明的构思之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的专利保护范围内。