[发明专利]一种应用于大尺寸硅片研磨的悬浮助剂、其制备方法及用途

说明书

本发明提供一种应用于大尺寸硅片研磨的悬浮助剂、其制备方法及用途，所述悬浮助剂包括重量配比如下的各组分：氢键触变剂0.5‑5份；悬浮增效剂0.5‑5份；电荷中和剂0.1‑1份；分散剂0.5‑10份；润滑剂10‑20份；防锈剂0.1‑0.5份；水50‑85份。本发明还公开了上述悬浮助剂的制备方法，包括以下步骤：向去离子水中依次加入分散剂、润滑剂、电荷中和剂和防锈剂；加热至40℃后，向溶液中加入氢键触变剂，乳液静置溶胀稳定；向溶液中加入悬浮增效剂，制备得到应用于大尺寸硅片研磨的悬浮助剂。本发明制备的悬浮助剂可以有效增加复合磨料的悬浮性能，同时对不同磨料具有良好的分散性，避免循环研磨中形成磨料团聚和磨料硬沉淀。

技术领域

本发明涉及研磨悬浮助剂技术，尤其涉及一种应用于大尺寸硅片研磨的悬浮助剂、其制备方法及用途。

背景技术

随着半导体材料技术的发展，对硅片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工的大直径硅片在市场的需求比例将日益加大。在半导体用大尺寸单晶硅片制造工艺中，硅片的研磨技术指标更加苛刻，需要使硅片具有更低的粗糙度、更小的厚度差和更低的损伤层深度等，研磨工艺是保持硅片质量的关键步骤，而在这步骤中使用的悬浮助剂是影响研磨指标的核心技术之一，这对研磨液的悬浮性、润滑性和分散性能等提出了新的技术挑战。

目前，硅片研磨液主要是由磨料、去离子水和悬浮助剂组成，其中磨料一般由氧化铝、氧化硅和氧化锆等复合磨料组成，不同磨料的种类、形貌和表面电荷情况等对悬浮助剂提出了更高的要求。在研磨过程中需要保持各种形貌和尺寸的磨料均匀悬浮在体系中，共同参与硅片的磨削，保证磨削效率和磨削后硅片表面质量。目前在硅片研磨过程中，由于不同磨料硬度不同，破碎颗粒大小不一，使得硅片表面受力不均匀，同时研磨中使得磨料比表面积增加，容易使磨料细粉在研磨液中形成团聚和聚沉，从而导致研磨速率下降和表面划伤，这严重影响硅片加工效率和产品良率。并且在研磨液循环使用过程中复合磨料浆液更容易在管路中形成硬沉淀导致输液管路堵塞，影响生产。

因此，开发一款应用于大尺寸硅片研磨悬浮助剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前硅片研磨液研磨速率低，用于硅片研磨时易产生表面划伤的问题，提出一种应用于大尺寸硅片研磨的悬浮助剂，该悬浮助剂能有效增加复合磨料的悬浮性能，同时对不同磨料具有良好的分散性，避免循环研磨中形成磨料团聚和磨料硬沉淀。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种应用于大尺寸硅片研磨的悬浮助剂，包括重量配比如下的各组分：

进一步地，所述氢键触变剂是一类能在水溶液中短时间内可以通过氢键作用形成空间网格结构的触变剂，具体为羧基改性膨润土、羟基改性膨润土、氨基改性膨润土、氨基改性水滑石和羧基改性水滑石中的一种或多种的混合；优选羧基改性膨润土。所述氢键触变剂优选的重量比为1-3份。

进一步地，羧基改性膨润土制备方法：

首先取100g聚丙烯酸分散剂加入1kg去离子水中，搅拌10min至混合均匀；

将上述溶液加热至60℃，在100r/min的转速下，逐步加入200g钠基膨润土，10min内加完，然后开启高速均质搅拌4000r/min，均质搅拌60min，制备一种羧基改性的膨润土凝胶；

取上述改性膨润土凝胶200g加入1kg无水乙醇中，搅拌均匀后使用滤纸抽滤，将滤饼在60℃下烘干，制备羧基改性膨润土。

进一步地，羟基改性膨润土制备方法：

首先取100g聚乙二醇PEG400和加入1kg去离子水中，搅拌10min至混合均匀；

将上述溶液加热至60℃，在100r/min的转速下，逐步加入200g钠基膨润土，10min内加完，然后开启高速均质搅拌4000r/min，均质搅拌60min，制备一种羧基改性的膨润土凝胶；