[发明专利]一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液

说明书

本发明公开一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，涉及碳化硅芯片加工中的化学机械抛光领域，其技术方案要点是：该抛光液由以下重量百分比的组分组成：复合磨料25‑50wt％；强氧化剂0.1～5.0wt％；分散稳定剂0.1～5.0wt％；润湿剂0.1～5.0wt％；表面活性剂0.05～1.0wt％；PH调节剂0.01～1.0wt％；PH稳定剂0.01～1.0wt％；其余为去离子水。本发明通过向单一磨粒抛光液中加入其他磨料粒子，利用复合磨粒抛光液对碳化硅芯片进行化学机械抛光，既能减少对抛光碳化硅芯片表面的划伤情况，又能大大提高硅片的抛光速率，而且在抛光液中添加PH稳定剂，能在存放过程中保证溶液pH值不产生变化，进而保证抛光液的质量和使用效果。

技术领域

本发明属于碳化硅芯片加工中的化学机械抛光领域，更具体地说，它涉及一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液。

背景技术

碳化硅SiC是第三代芯片材料，具有更好的性能，是适用于5G通信的新材料。碳化硅硬度更高，抛光更难。目前，国内外普遍采用的抛光工艺是化学机械抛光(CMP)工艺。CMP工艺是化学腐蚀和机械磨削交替作用的组合工艺，结合了化学抛光和机械抛光的优点，借助于抛光液的化学腐蚀作用和磨料的机械磨削作用，在良好的抛光机性能和合适的抛光垫基础上，使碳化硅芯片获得超光滑超平坦的表面，所以CMP抛光液是除抛光机、抛光垫之外的决定抛光晶片表面质量的因素。

公开号为CN102796460B的中国专利公开的一种二氧化硅基CMP抛光液及其制备方法，其技术要点是：所述的CMP抛光液是用于超大规模集成电路硅衬底、层间电介质、浅沟槽隔离绝缘体、导体和镶嵌金属的专用抛光液，抛光液中含有重量百分比为10～50％的纳米二氧化硅研磨料，0.1～10％的分散剂，0.1～10％的润湿剂，0.1～10％的螯合剂，0.01～1％的pH调节剂，其余为去离子水；所述的纳米二氧化硅研磨料选用纳米二氧化硅粉体；所述的分散剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯基醇酰胺中的任意一种；所述的润湿剂选用脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、甲醇、乙醇及异丙醇中的任意一种或两种；所述的螯合剂选用柠檬酸铵、乙二胺四乙酸铵、四(2-羟乙基)乙二胺、羧甲基纤维素及水溶性丙烯酸聚酯树脂中的任意一种或两种；所述的pH调节剂选用氨水、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵中的任意一种或两种混合物；所述的纳米二氧化硅粉体的平均粒径为10～180nm；所述的抛光液的pH值为8～12。

现有的抛光液采用硬度较高的单一磨料对硅片进行抛光，但是该单一磨料在使用时通常会对材料表面造成划伤，不利于硅片的使用。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的就在为了解决上述的问题而提供一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于半导体碳化硅芯片的化学机械抛光液，该抛光液由以下重量百分比的组分组成：

复合磨料25-50wt％；

强氧化剂0.1～5.0wt％；

分散稳定剂0.1～5.0wt％；

润湿剂0.1～5.0wt％；

表面活性剂0.05～1.0wt％；

PH调节剂0.01～1.0wt％；

PH稳定剂0.01～1.0wt％；

其余为去离子水。

通过采用上述技术方案，通过向单一磨粒抛光液中加入其他磨料粒子，利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光，既能减少对抛光硅片表面的划伤情况，又能大大提高硅片的抛光速率，而且在抛光液中添加PH稳定剂，能在存放过程中保证溶液pH值不产生变化，进而保证抛光液的质量和使用效果。