[发明专利]一种硅片打磨液

说明书

本发明涉及一种硅片打磨液。所述硅片打磨液主要用于硅片减薄，使其去除一定的厚度仍然保持很好的表面质量。该打磨液由氢氟酸、硝酸、硫酸、铵盐及超纯水组成。打磨液的蚀刻温度控制为28~32℃，优选30℃。采用搅拌工艺，其搅拌速率控制到300~350 r/min，优选330 r/min，以降低局部反应产生的HNO₂活性物质和反应热，防止局部反应线速度增加，导致腐蚀不均匀。硅片表面质量是一项重要的指标，其粗糙度大小及缺陷多少将影响打磨硅片后续的加工，利用该打磨液对硅片进行化学腐蚀能够去除前端因机械研磨而产生的表面损伤层和微裂纹区，从而获得粗糙度低、缺陷少的表面。

技术领域

本发明属于湿电子化学品和晶圆制造交叉技术领域，具体涉及一种硅片打磨液及其使用工艺。

背景技术

在半导体晶圆制造中，由于后端芯片制造中的一些特殊工序，需要对硅片表面进行10微米以内的打磨处理，同时表面要具有非常好的粗糙度和平整度，且对表面的晶格缺陷要求也很高。而对于机械研磨减薄的方式而言，硅表面有划痕等机械损伤。传统的酸腐蚀液，由于酸液的自催化性使其蚀刻速率过快，难以控制在10微米以内，且在应用于工业化生产实际过程中，为了获得稳定的蚀刻速率，技术人员需要利用冷却装置、循环装置等附属装置来控制反应，这又增加了工艺成本。而晶圆减薄液，虽然能够在去除量上满足客户的需求，但是由于在传统的HF-HNO₃体系中加入了硫酸或者磷酸等粘性较大的液体来控制蚀刻速率过快，其反应的气体产物却难以扩散到溶液中，而会附着在硅片表面一段时间，这样使得腐蚀不能在气泡的掩蔽位置发生，导致蚀刻不均匀。因此行内人士不得不改用旋转喷淋工艺，利用高速旋转的离心力将产物甩出去，使其脱离硅片表面，这样便增加了生产成本。

因此配置一种速率可控，在搅拌浸泡工艺条件下便能获得平整均一低缺陷的表面的打磨液势在必行。这将大大降低了晶圆制造的成本，有助于推动IC产业的发展。

发明内容

本发明针对现有晶圆制造中化学腐蚀液和晶圆减薄液的不足，目的之一在于提供了一种硅片打磨液。

本发明目的之二在于提供了一种硅片打磨液的使用工艺。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

其中，所述硅片打磨液由氢氟酸、硝酸、硫酸、铵盐及超纯水组成。

所述的氢氟酸为电子级氢氟酸，质量浓度为45-52％；

所述的硝酸为电子级硝酸，质量浓度为65-72％；

所述的硫酸为电子级浓硫酸，质量浓度为97％～98％；

所述的铵盐为优级纯，含量≥99.95％，其中氟化铵的质量浓度为35-42％；

所述的水为25℃下电阻率为17-18MΩ·cm的超纯水。

其优选方案为：

所述的氢氟酸为电子级氢氟酸，浓度约为50％；

所述的硝酸为电子级硝酸，浓度约为70％；

所述的硫酸为电子级浓硫酸，浓度约为97％～98％；

所述的铵盐为优级纯，含量≥99.95％，其中氟化铵的浓度为40％。

所述的水为电阻率18MΩ·cm(25℃)的超纯水。

所述的打磨液中氢氟酸的质量分数为1％～3％；硝酸的质量分数为5％～10％；硫酸的质量分数为60％～80％；铵盐的质量分数为1％-10％；去离子水的质量分数为余量。

所述的打磨液中的铵盐包括氟化铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、乙酸铵中的至少一种。并优选氟化铵、硫酸铵、硫酸氢铵。