一种锗抛光液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于锗晶片的高效、pH值稳定的抛光液组合物，其组成成分是所占重量百分比为：磨料1％-60％，pH稳定剂1％-8％、表面活性剂0.01％-2％、防腐剂0.001％-0.05％、螯合剂0.01％-1％，余量为超纯水。其特征在于采用本单位自产一次成型双峰粒径硅溶胶为磨料，添加一种高pH稳定剂，可稳定控制pH值在抛光过程中浮动范围＜0.5。该抛光液损伤少，效率高，可同时实现粗抛与精抛相结合，且由于其pH值稳定，大大延长了抛光液的使用寿命。
【专利说明】一种锗抛光液
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学机械抛光(CMP)领域一种用于锗晶片的抛光液组合物。
【背景技术】
[0002]随着太阳能光伏产业的发展，锗抛光片为衬底的三结太阳能电池因其光电转化率高、抗辐射阈值比硅电池高和性能衰退小，被各国越来越多地运用到空间供电电源中。目前，全球在空间供电电源中，采用以锗晶片为基板的砷化镓太阳能电池已超过80%。化合物太阳能电池在外延工艺中需要生长多层晶体材料，并且是异质结生长，容易产生晶格畸变。因此，化合物太阳能电池对Ge单晶抛光片的表面质量提出了较为苛刻的要求。CMP作为一种被广泛应用的全局平坦化技术大大提高了锗晶片表面的平整度。作为CMP工艺的基础-抛光液，其质量好坏直接决定了抛光物体的表面质量。
[0003]目前关于抛光液的专利有很多，但是大多从整体的配方方面来讨论，本人在实际工作中发现，不管哪种配方的抛光液，在抛光过程中PH值都会出现比较大程度的下降，严重影响了抛光液的使用寿命和抛光效率。天津晶岭电子材料科技有限公司的专利200610087601.6公布了一种锗晶片抛光液，由磨料、表面活性剂、pH调节剂、螯合剂、去离子水组成。但是其磨料单一，抛光效率较低，抛光质量还有待提高，且没有提及抛光过程中抛光液的pH稳定性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有用于锗晶片的抛光液制备技术中的不足，为锗晶片抛光提供一种高效、pH值稳定的抛光液。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]一种用于锗晶片的抛光液，其特征在于:由双峰磨料、自配pH稳定剂、表面活性剂、螯合剂、防腐剂及高纯水组成。各组分质量百分比含量如下:双峰磨料1% -60%，pH稳定剂1% -8%，表面活性剂0.01% -2%，防腐剂0.001% -0.05%，余量为高纯水。抛光液pH值为8-12，连续使用3h，其pH值变化范围< 0.3。
[0007]本发明所述磨料是自产一次成型双峰粒径硅溶胶，其中小粒径磨料粒径范围为40-60nm，大粒径磨料粒径范围为120_150nm的硅溶胶。
[0008]本发明所述磨料占整个抛光液质量百分比(0A)为10-40。
[0009]本发明所述自产一次成型双峰粒径硅溶胶中小粒径磨料与大粒径磨料数量比为2: 3-4:1。
[0010]本发明所述自配pH稳定剂是由无机碱、有机碱、弱酸和金属盐组成的缓冲体系，各成分质量比为，氨水:无机碱:(有机碱+弱酸盐)=8: I: (0.5-10)，优选有机碱:弱酸盐=1: 1-5:1。
[0011]本发明所述无机碱为NaOH或Κ0Η，优选有机碱为三乙醇胺或羟乙基乙二胺，弱酸盐为醋酸铵、醋酸钠或乙酸钠中的一种或两种。
[0012]本发明所说的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，螯合剂为8-羟基喹啉，防腐剂为氯苯嘧啶醇。
[0013]本发明所制备的抛光液的优点是采用双峰粒径硅溶胶，可同时实现锗晶片的粗抛与精抛，兼顾速率与表面平整度。同时高PH值稳定性确保了连续抛光3h后pH变化范围< 0.3，大大延长了抛光液的使用寿命。
【具体实施方式】
[0014]实施例1:
[0015]配制锗晶片抛光液，各成分重量百分比为:10%双峰粒径硅溶胶，2%氨水，0.25%NaOH, 0.5%羟乙基乙二胺，0.6%乙酸铵，0.05 %十二烷基苯磺酸钠，0.02% 8-羟基喹啉，0.008%氯苯嘧啶醇，余量为高纯水。将该抛光液配制好后在如下条件下进行抛光实验:500g/cm2，40°C，5L/min的条件下对晶向〈111〉锗片连续抛光3h，平均抛光速率为2.14 μ m/h,表面Ra < 0.2nm,抛光过程中每隔30min检测一次pH值,记录如下:
[0016]
【权利要求】
1.一种超大规模集成电路用锗抛光液，其特征在于该抛光液采用自产一次成型双峰粒径硅溶胶为磨料，且加入自配高效pH稳定剂，其组成成分如下: 双峰磨料I % -60 % ;pH稳定剂I % -8 % 表面活性剂0.01% -2% ;防腐剂0.001% -0.05% ； 螯合剂0.01 % -1 % ;超纯水，余量。
2.按照权利要求1所说的抛光液，其特征在于所用磨料由自产一次成型双峰粒径硅溶胶，其中小粒径范围是40-60nm，大粒径范围是120_150nm。
3.按照权利要求1所说的抛光液，其特征在于该自产一次成型双峰粒径硅溶胶中小粒径磨料与大粒径磨料质量百分比为2: 1-5: I。
4.根据权利要求1所说的抛光液，其特征在于自配pH调节剂由氨水、无机碱、有机碱和弱酸盐按一定比例复配组成的缓冲体系，各成分质量比为，氨水:无机碱:(有机碱+弱酸盐)=8:1: (0.5-10)，有机碱:弱酸盐=I: 0.5-10: I。
5.根据权利要求4所说的抛光液，其特征在于该所述无机碱为NaOH或Κ0Η，有机碱为三乙醇胺、羟乙基乙二胺、四甲基氢氧化铵、三乙胺中的一种或两种，弱酸盐为醋酸铵、醋酸钠、乙酸钠或氯化铵中的一种或两种。
6.根据权利要求1所说的抛光液，其特征在于表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，螯合剂为8-羟基喹啉，防腐剂为氯苯嘧啶醇。
7.根据权利要求1所说的抛光液，其特征在于该抛光液PH值为8-12。
【文档编号】C09G1/02GK104178034SQ201310201406
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月27日 优先权日:2013年5月27日
【发明者】高如山 申请人:天津西美半导体材料有限公司