[发明专利]一种用于硅抛光和清洗的溶液

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于硅片或硅薄膜的化学机械抛光和清洗的溶液。

背景技术

硅薄膜一般指多晶硅薄膜和单晶硅片表面。到目前为止，对于硅的化学机械抛光多采用含有研磨颗粒的化学机械抛光液。并且在早期的对于硅的化学机械抛光多以机械作用机制为主。因而在相应的化学机械抛光液中含有大量的研磨颗粒。大量的研磨颗粒的使用，一方面使得抛光后表面的粗糙度所能达到的水平有限，另一方面，表面的颗粒残留较多，在加大了后清洗的负担的同时也使得生产的良率下降。目前，也出现了以机械作用和化学作用综合起作用的化学机械抛光液。这使上述的问题相对获得改善。但是在抛光后硅表面粗糙度，表面颗粒残留，以及抛光液的稳定性方面存在一定的限度。同时，由于研磨颗粒溶胶中含有较多的金属离子，这是在硅抛光和清洗中所希望绝对避免的。EP 1072662揭示了一种用于硅等薄膜的化学机械抛光液，其由水溶性介质，抛光加速剂和研磨颗粒组成。其中抛光加速剂包括了胍。该抛光液可以提高硅的抛光速率，但是所提高的速率有限。同时因为抛光液中存在研磨颗粒，易造成机械划伤，表面粗糙，颗粒残留等问题。US6852009也揭示了一种用于硅等薄膜的化学机械抛光液，其由水，二氧化硅研磨颗粒，碱性物质，以及防止过渡金属沾污的化合添加剂。尽管其可以在防止金属沾污方面有所改善，但是仍然存在上述的不足。因此人们希望有一种抛光液或清洗液能使硅表面实现极低的表面粗糙度，极低的表面重金属离子含量，和极低的表面颗粒残留。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的抛光液在抛光后造成硅表面粗糙度较大，存在表面颗粒残留，稳定性能不佳的缺陷；提供一种不含研磨颗粒，能使硅表面实现极低的表面粗糙度，极低的表面重金属离子含量和极低的表面颗粒残留效果的硅抛光和清洗液。

本发明揭示了一种对于硅进行化学机械抛光用或表面清洗用的水溶液。该水溶液由水以及至少一种化合物组成。溶液中不含有研磨颗粒。溶液中的化合物可以为胍类或含有胍基的化合物，酰胺类或含有酰胺基的化合物，唑类或含有唑基的化合物，脲类或含有脲基的化合物中的一种或多种。其中胍类或含有胍基的化合物可以为单胍，双胍、和多胍类化合物，例如胍，二甲双胍、苯乙双胍、吗啉呱、1，1’-己基双[5-(对氯苯基)双胍]和聚六亚甲基双胍中的一种或多种以及上述化合物的酸加成盐中的一种或多种。酰胺类或含有酰胺基的化合物可以为偶氮二甲酰胺1，6-己内酰胺N，N’-亚甲基双丙烯酰胺等。所述的唑类或含有唑基的化合物为三氮唑和四氮唑及其衍生物中的一种或多种，例如苯并三氮唑(BTA)，1，2，4-三氮唑(TAZ)、3-氨基-1，2，4-三氮唑、5-羧基-3-氨基1，2，4-三氮唑和5-氨基四氮唑中的一种或多种。脲类或含有脲基的化合物如缩二脲羟甲基脲L-脲基丙胺酸等。

所述的溶液中的化合物也可以是分子中同时含有胍官能团、唑官能团、脲官能团、以及酰胺官能团中的至少两种官能团的化合物或化合物的混合物。如，(E)-1-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-3-甲基-2-硝基胍(噻虫胺)，N′-甲基-N″-(2-(((5-甲基-1H-咪唑-4-基)甲基)硫代)乙基)-N-氰基胍盐酸(盐酸西咪替丁)，二苯酮胍甲酯(甲苯达唑)，2，4-二氨基-6-甲基-1，3，5-三嗪(甲基4胍胺)，等。

以上化合物的主要作用为提高硅的去除速率或清洗效率。其在溶液中的总含量为：0.001～30wt％或上限为各化合在水溶液中的最大溶解度。

除了上述的化合物。溶液中还可以进一步含有金属离子的络合剂，如乙二胺四乙酸(EDTA)，草酸，柠檬酸，丁二酸等。

溶液中还可以进一步含有硅的抑制剂如，聚乙二醇，吐温，季胺盐等。

该溶液的pH值可以使用无机或有机酸或碱进行调节。

本发明的积极进步效果在于：

抛光后使得硅材料上获得极低的表面重金属离子含量，和极低的表面颗粒残留以低的表面粗糙度的效果。

因为不使用研磨颗粒，从而避免了抛光液颗粒悬浮稳定性问题。

可实现更高的浓缩比从而大大降低生产，运输，使用等成本。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。下面用实施例来进一步说明本发明。下述实施例中，百分比均为质量百分比。

表1给出了本发明的溶液实施例1～17的配方，按表1中所列组分及其含量，简单混合均匀，即制得各溶液。

表1本发明的实施例1～17

效果实施例18～22