[发明专利]一种碳化硅抛光液及其应用

说明书

本发明提供了一种碳化硅抛光液及其应用，属于碳化硅抛光液领域。本发明提供了一种碳化硅抛光液，使用非水溶剂，利用非水溶剂代替水，避免了抛光液中各组分的反应活化能、配位性能和氧化还原电位等特性都受制于水性溶液的束缚的问题，本发明提供的碳化硅抛光液具有良好的金刚石悬浮性，能够提高抛光效率，且无挥发性问题，易于长期储存，是理想的半导体化合物晶圆制造亚纳米级光洁度的抛光液。

技术领域

本发明涉及碳化硅抛光液技术领域，尤其涉及一种碳化硅抛光液及其应用。

背景技术

第三代半导体材料SiC等均属高温陶瓷材料，具有两个显著特点：硬度高（莫氏硬度9.2）和化学惰性。SiC材料硬度高，普通硬度磨粒对SiC摩擦去除效率低；而且磨粒锋利的边角容易被坚硬的SiC迅速钝化，抛光效率随时间迅速衰减，工艺稳定性差。金刚石磨粒摩擦去除效率高，但对SiC表面损伤严重，产品表面质量无法满足电子器件生产对表面品质的苛刻要求。SiC化学惰性极强，常规化学试剂与其反应活性极低，反应速度非常慢，难以快速实现SiC表面软化，化学抛光的贡献微弱。总之，机械摩擦与常规化学腐蚀相结合的抛光机理在硬质、惰性SiC加工中遇到严重瓶颈，亟待创新型SiC抛光路线与基础研究的探索。

面对SiC抛光效率低下的挑战，国内外的学者、产业从业者开展了广泛与深入的基础研究与探索。如采用游离磨料CMP抛光（粗抛+精抛）、固结磨粒抛光垫（FAP）技术、半固结磨料抛光技术等，但是这些超精密抛光技术都是建立在水性溶液基础上的，抛光液中各组分的反应活化能、配位性能、氧化还原电位等特性都受制于水性溶液的束缚，同时也局限了抛光液在超精密加工的化学贡献，存在抛光效率不高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种碳化硅抛光液及其应用。本发明提供的碳化硅抛光液使用非水溶剂，具有良好的金刚石悬浮性，能够提高抛光效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种碳化硅抛光液，包括非水溶剂、研磨剂颗粒、氧化剂和pH值调节剂，所述碳化硅抛光液的pH值为4~10，所述碳化硅抛光液中氧化剂的摩尔浓度为0.01~5mol/L，所述研磨剂颗粒的含量为0.01~5wt%。

优选地，所述非水溶剂包括异丙醇、异丁醇、异戊醇、乙二醇、丙二醇、甘油和聚乙二醇中的一种或多种。

优选地，所述碳化硅抛光液的含水量为0~5wt.%。

优选地，所述研磨剂颗粒包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、碳化硼、氮化硅和金刚石中的一种或多种。

优选地，所述氧化剂包括臭氧、羟胺、无机过氧化物、有机硅氧化物、卤化物氧化剂、高锰酸钾、铬酸、高铬酸和高铬盐中的一种或多种。

优选地，所述无机过氧化物包括过硫酸盐、双氧水、过硼酸盐和过碳酸盐中的一种或多种。

优选地，所述卤化物氧化剂包括次氯酸、亚氯酸、氯酸、高氯酸、溴酸、高溴酸、碘酸、高碘酸、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、溴酸盐、高溴酸盐、碘酸盐和高碘酸盐中的一种或多种。

本发明还提供了上述技术方案所述碳化硅抛光液的应用，将所述述碳化硅抛光液配合抛光垫材料用于含硅以及含硅化合物的抛光。

优选地，所述抛光垫材料的邵氏硬度大于80A，压缩比小于10%。

优选地，所述抛光垫材料的材质为发泡聚氨酯。