一种高去除低划伤的硅片化学机械抛光组合物及制备方法

摘要

本发明公开了属于半导体硅衬底材料粗抛光用的抛光组合物技术领域的一种高去除低划伤的硅片化学机械抛光组合物及制备方法。该抛光组合物的主体组成成分为二氧化硅溶胶磨料、有机碱、功能助剂为有机硅类稳定剂、有机硅类分散剂、有机酸螯合剂和润湿剂；其中使用的有机硅类的稳定剂和分散剂类，使硅片粗抛光时具有去除速率高以及划伤较少的特点。本发明抛光液去除速率高，多次抛光去除速率稳定；进行大批量抛光时，性能稳定，团聚少，抛光产物在抛光垫上残留少，平均硅片划伤率在3％以内。使用该种抛光液长时间生产性能稳定，产品合格率和生产效率都得到提高。抛光液配置方便、使用简单、成本低廉，可适合半导体行业各种种类和尺寸的硅片粗抛光。

主权项

一种用于硅晶片抛光的抛光组合物，其特征在于，该抛光组合物的主体组成成分为胶体二氧化硅颗粒、有机碱，功能助剂为有机硅类稳定剂、有机硅类分散剂、有机酸螯合剂和润湿剂，其pH值稳定在10～12之间；该抛光组合物中各组分按重量百分比如下：胶体二氧化硅颗粒：0.5~10wt%；有机碱：0.01~5wt%；有机硅类分散剂：0.001~1.0wt%；有机硅类稳定剂：0.001~2.0wt%；有机酸鳌合剂：0.001~2.0wt%；润湿剂：0.001~2.0wt%；其余为去离子水；所述有机硅类分散剂化学特征如下所示：R1 R2 R3Si(R4)nY在此化学式中，R1、R2和R3为疏水性取代基，Y为离子性亲水性官能团；其中，R1、R2和R3分别独立的表示甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、硅氧烷基，R4表示亚烷基，n为1～4之间的整数，Y表示羧酸根、碳酸根、胺基、铵基、磺酸根、膦酸根；所述有机硅类稳定剂化学特征如下所示：Y' (CH2)mSiX1 X2 X3在此化学式中， m为≥0的整数；X1 、X2 和X3为可水解的基团，Y'表示有机官能团；其中，X1、X2和X3分别独立的表示氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基、酮肟基； Y'表示羟基、乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基；所述用于硅晶片抛光的抛光组合物的制备方法主要包括以下步骤：⑴将有机碱在搅拌条件下缓慢加入到二氧化硅溶胶中，再将其加入去离子水中；⑵将权利要求1所述的功能助剂添加到去离子水中，分散成溶液状；⑶将步骤⑵的助剂溶液的pH值用有机碱调节至中性；⑷将步骤⑶的中性的助剂溶液在搅拌条件下缓慢加入到步骤⑴中的碱性硅溶胶的溶液中。