專利名稱：一種用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液，具體涉及一種含有磨料，拋光促 進(jìn)劑，表面活性劑和多元脂肪醇的拋光液。
背景技術(shù)：
在介質(zhì)材料二氧化硅的化學(xué)機(jī)械拋光中，通常采用硅基磨料顆粒，包括氣相法二 氧化硅水分散體或硅溶膠顆粒。由于介質(zhì)材料中的硅為四價(jià)硅，很難通過氧化還原反應(yīng)來 加快其去除，只能通過加強(qiáng)二氧化硅表面水合作用來促進(jìn)材料的去除。目前商業(yè)化的二氧 化硅拋光液分為兩種，一是采用氣相法二氧化硅水分散體，一是采用硅溶膠。兩種磨料的各 有缺點(diǎn)，但共同的特點(diǎn)就是具有比較高的固含量，依靠拋光過程中的機(jī)械力作用達(dá)到快速 去除二氧化硅的目的。較高的固含量的拋光液在具有較高拋光速率的同時(shí)，也存在一些問 題，其中，拋光液在轉(zhuǎn)移回流攪拌等過程中會有部分粘附在器壁或拐角處。隨著其中水份 的逐步蒸發(fā)，顆粒間的某些化學(xué)物質(zhì)的處于過飽和狀態(tài)，很容易飽和析出，形成鹽橋。此外， 納米顆粒的由于具有較大的比表面積，處于亞穩(wěn)態(tài)，極易團(tuán)聚成球，最終造成干燥結(jié)塊的現(xiàn) 象。干燥結(jié)塊的磨料顆粒在震動和攪拌的條件下，很容易脫落而混入在漿液中，造成拋光后 的表面微劃傷，嚴(yán)重時(shí)造成較深的缺陷，導(dǎo)致晶圓表面的某些器件的線路斷路或損壞，因此 如何延緩或避免這種干燥結(jié)塊的現(xiàn)象也是介質(zhì)材料拋光液的一個(gè)重要的課題。目前還未見 有相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，本發(fā)明的目的就是通過化學(xué)方法，即通過在拋光液中加入鎖水保濕組 分，來減緩水份蒸發(fā)，保持漿液在器壁的液體狀態(tài)，減緩干燥結(jié)塊的速度，減少拋光過程中 出現(xiàn)的類似問題，同時(shí)也不影響拋光速率和拋光選擇比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的是硅基磨料拋光液在二氧化硅拋光過程在器壁和死角處的干燥結(jié) 塊問題。本發(fā)明的用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液，含有磨料，拋光促進(jìn)劑，表面活性劑和多 元脂肪醇。本發(fā)明中通過在拋光液中加入多元脂肪醇，來減緩漿液中水份的揮發(fā)，從而降低 漿液干燥結(jié)塊的速度。本發(fā)明中，所述的磨料為二氧化硅。所述的二氧化硅選自二氧化硅溶膠顆粒、氣相 法二氧化硅和/或改性的二氧化硅粒子中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的磨料的粒徑為20 250nm，優(yōu)選為60 200nm。本發(fā)明中，所述的磨料的質(zhì)量百分含量為5 40%。本發(fā)明中，所述的拋光促進(jìn)劑為電解質(zhì)。所述的電解質(zhì)選自強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽、強(qiáng)酸弱堿 鹽、弱酸弱堿鹽和/或弱酸強(qiáng)堿鹽中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的拋光促進(jìn)劑的質(zhì)量百分含量為0. 1 2%，優(yōu)選為0. 5 1%。本發(fā)明中，所述的表面活性劑為非離子表面活性劑和/或陽離子表面活性劑。所 述的非離子表面活性劑為聚乙二醇和/或聚氧乙烯醚。所述的非離子表面活性劑的質(zhì)量百分含量為0. 01 1 %。所述的陽離子表面活性劑為季銨鹽型表面活性劑和/或單烷基三甲 基氯化銨。所述的陽離子表面活性劑的濃度為50 lOOOppm。本發(fā)明中，所述的多元脂肪醇選自丙三醇、丁二醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇 (Propyleneglycol)、己二醇、木糖醇和/或山梨糖醇(Sorbitol)中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的多元脂肪醇的質(zhì)量百分含量為0. 10%。本發(fā)明的拋光液中含有pH調(diào)節(jié)劑。所述的調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀和/或稀硝酸。所 述的拋光液，PH為9 12，優(yōu)選為10 11.5。一種拋光方法包括在介質(zhì)材料平坦化的過程中，用本發(fā)明的拋光液對介質(zhì)材料 進(jìn)行拋光。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于減緩水份蒸發(fā)，保持漿液在器壁的液體狀態(tài)，減緩干 燥結(jié)塊的速度，降低對設(shè)備保濕方面的要求。
具體實(shí)施例方式制備實(shí)施例下面用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。表1給出了本發(fā)明的用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液實(shí)施例1 30的配方，按表1 中所列組分及其含量，在去離子水中混合均勻，用氫氧化鉀或稀硝酸調(diào)到所需PH值，即制 得本發(fā)明的用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液。表1用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液制備實(shí)施例1 30
權(quán)利要求
1. 一種用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液，含有磨料，拋光促進(jìn)劑，表面活性劑和多元脂肪
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的磨料為二氧化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拋光液，所述的二氧化硅選自二氧化硅溶膠顆粒、氣相法二 氧化硅和/或改性的二氧化硅粒子中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的磨料的粒徑為20 250nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的磨料的質(zhì)量百分含量為5 40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的拋光促進(jìn)劑為電解質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拋光液，所述的電解質(zhì)選自強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽、強(qiáng)酸弱堿鹽、弱酸弱 堿鹽和/或弱酸強(qiáng)堿鹽中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的拋光促進(jìn)劑的質(zhì)量百分含量為0.1 2%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的表面活性劑為非離子表面活性劑和/或陽離 子表面活性劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拋光液，所述的非離子表面活性劑為聚乙二醇和/或聚氧乙烯醚。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拋光液，所述的非離子表面活性劑的質(zhì)量百分含量為 0. 01 1%。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拋光液，所述的陽離子表面活性劑為季銨鹽型表面活性劑 和/或單烷基三甲基氯化銨。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拋光液，所述的陽離子表面活性劑的濃度為50 lOOOppm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的多元脂肪醇選自丙三醇、丁二醇、乙二醇、二 乙二醇、丙二醇(Propyleneglycol)、己二醇、木糖醇和/或山梨糖醇(Sorbitol)中的一種 或多種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的多元脂肪醇的質(zhì)量百分含量為0.1 % 10%。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，含有PH調(diào)節(jié)劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的拋光液，所述的調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀和/或稀硝酸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的拋光液，pH為9 12。
19.一種拋光方法，所述拋光方法包括在介質(zhì)材料平坦化的過程中，用權(quán)利要求1-18 中任一項(xiàng)所述的拋光液對介質(zhì)材料進(jìn)行拋光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于介質(zhì)材料平坦化的拋光液，其含有磨料，拋光促進(jìn)劑，表面活性劑和多元脂肪醇。本發(fā)明的拋光方法可以減弱或防止在使用過程的干燥結(jié)塊等問題，降低設(shè)備對保濕的要求，并具有較高的二氧化硅去除速率和較好的表面污染物指標(biāo)。
文檔編號C09G1/02GK102101981SQ20091020138
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者姚穎, 宋偉紅 申請人:安集微電子(上海)有限公司