[发明专利]一种用于硅单晶片的表面研磨组合物

说明书

技术领域

本发明属于半导体用电子材料领域，特别是一种用于硅单晶片的表面研磨组合物。 

背景技术

研磨是硅片加工成型过程中的一道主要工艺。由于切片之后的硅单晶片没有合乎半导体制程所要求的曲度、平坦度、平行度，又硅单晶片抛光过程中表面磨除量仅约5μm，所以无法大幅度改善硅单晶片的曲度与平行度。这使得研磨成为硅单晶片抛光制程之前，能够有效改善硅单晶片的曲度、平行度、平坦度的关键制程。因此研磨制程的目的在于去除切片与圆边过程中产生的线锯痕、刀痕与表面损伤层。同时达到一个抛光制程可以处理的平坦度。 

目前应用于硅单晶片的表面研磨组合物。大多采用美国PRP公司生产的一种白色、有微刺激性气味的奶状液体——多氨19-C，它是世界上销售量最大的悬浮状研磨液，但其价格昂贵、黏度大，表面吸附比较严重难以清洗，导致磨片清洗后表面易出花斑。pH值在8左右，碱性较弱，渗进性较差，不能很好地消除应力积累。随着器件结深越来越浅，很小的应力造成的缺陷与离子污染也可能造成软击穿。以上因素直接影响磨片的一次成品率且给下道工序带来危害。 

发明内容

本发明的目的是提供一种研磨组合物，提供硅单晶片良好的平整度、对微粒研磨剂的悬浮能力强。 

本发明的技术方案： 

一种用于硅晶片的表面研磨组合物，所述的组合物包含：约10％到35％重量的微粒研磨剂；约5％到8％重量的湿润剂；约1％到3％重量的悬浮剂；约0.5％到2％重量的表面活性剂；约0.2％到1％重量的金属离子络合剂；余量为去离子水。 

本发明所述的微粒研磨剂选自氧化铝、氧化铁、碳酸钙、碳化硅。 

本发明所述的微粒研磨剂的莫式硬度为9。 

本发明所述的微粒研磨剂包含熔融氧化铝。 

本发明所述的湿润剂包含聚乙二醇、乙二醇。 

本发明所述的聚乙二醇分子量为200到2000。 

本发明所述的悬浮剂选自纤维素、丙烯酸乳液、黄原胶、卡拉胶。 

本发明所述的悬浮剂包含羧甲基纤维素、羟乙基纤维素醚。 

本发明所述的表面活性剂包含聚(3)乙氧基C_12-15醇、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱。 

本发明所述的金属离子络合剂包含N，N，N，′N′-四(2-羟丙基)乙二胺、聚N-乙烯基吡咯烷酮。 

本发明所提供的一种用于硅单晶片的表面研磨组合物，对其有关性能进行了检测分析。每个实施例使用1000片硅单晶片测试。目测划伤、碎片。悬浮性采用高度为1米的试验槽在温度25摄氏度、湿度50％环境下，静置24小时，测试微粒研磨剂的沉降的距离。采用晶圆几何检测系统设备测试总厚度变化、翘曲度、弯曲度。结果列于表1中。 

表1研磨组合物的性能 

有益效果：该研磨组合物具有研磨后硅单晶片平整度高，对微粒研磨剂的悬浮能力强。 

具体实施方式

实施例1： 

一种用于硅单晶片的表面研磨组合物。由熔融氧化铝、羧甲基纤维素、分子量为200的聚乙二醇、聚(3)乙氧基C_12-15醇、聚N-乙烯基吡咯烷酮、去离子水组成。各组分所占的重量百分比为：熔融氧化铝10％、羧甲基纤维素3％、分子量为200的聚乙二醇5％、聚(3)乙氧基C_12-15醇1％、聚N-乙烯基吡咯烷酮0.7％、余量为去离子水。 

实施例2： 

一种用于硅单晶片的表面研磨组合物。由氧化铁、羟乙基纤维素醚、分子量为1000的聚乙二醇、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、N，N，N，′N′-四(2-羟丙基)乙二胺、去离子水组成。各组分所占的重量百分比为：氧化铁20％、羟乙基纤 维素醚1％、分子量为1000的聚乙二醇8％、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱2％、N，N，N，′N′-四(2-羟丙基)乙二胺1％、余量为去离子水。 

实施例3： 

一种用于硅单晶片的表面研磨组合物。由碳酸钙、黄原胶、乙二醇、聚(3)乙氧基C_12-15醇、聚N-乙烯基吡咯烷酮、去离子水组成。各组分所占的重量百分比为：碳酸钙35％、黄原胶2％、乙二醇6％、聚(3)乙氧基C_12-15醇0.5％、聚N-乙烯基吡咯烷酮0.5％、余量为去离子水。 

实施例4： 

一种用于硅单晶片的表面研磨组合物。由碳化硅、卡拉胶、分子量为2000的聚乙二醇、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、N，N，N，′N′-四(2-羟丙基)乙二胺、去离子水组成。各组分所占的重量百分比为：碳化硅15％、卡拉胶1.5％、分子量为2000的聚乙二醇7％、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱0.7％、N，N，N，′N′-四(2-羟丙基)乙二胺0.2％、余量为去离子。