专利名称：一种用于介质材料平坦化的抛光液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于介质材料平坦化的抛光液，具体涉及一种含有磨料，抛光促 进剂，表面活性剂和多元脂肪醇的抛光液。
背景技术：
在介质材料二氧化硅的化学机械抛光中，通常采用硅基磨料颗粒，包括气相法二 氧化硅水分散体或硅溶胶颗粒。由于介质材料中的硅为四价硅，很难通过氧化还原反应来 加快其去除，只能通过加强二氧化硅表面水合作用来促进材料的去除。目前商业化的二氧 化硅抛光液分为两种，一是采用气相法二氧化硅水分散体，一是采用硅溶胶。两种磨料的各 有缺点，但共同的特点就是具有比较高的固含量，依靠抛光过程中的机械力作用达到快速 去除二氧化硅的目的。较高的固含量的抛光液在具有较高抛光速率的同时，也存在一些问 题，其中，抛光液在转移回流搅拌等过程中会有部分粘附在器壁或拐角处。随着其中水份 的逐步蒸发，颗粒间的某些化学物质的处于过饱和状态，很容易饱和析出，形成盐桥。此外， 纳米颗粒的由于具有较大的比表面积，处于亚稳态，极易团聚成球，最终造成干燥结块的现 象。干燥结块的磨料颗粒在震动和搅拌的条件下，很容易脱落而混入在浆液中，造成抛光后 的表面微划伤，严重时造成较深的缺陷，导致晶圆表面的某些器件的线路断路或损坏，因此 如何延缓或避免这种干燥结块的现象也是介质材料抛光液的一个重要的课题。目前还未见 有相关的文献报道，本发明的目的就是通过化学方法，即通过在抛光液中加入锁水保湿组 分，来减缓水份蒸发，保持浆液在器壁的液体状态，减缓干燥结块的速度，减少抛光过程中 出现的类似问题，同时也不影响抛光速率和抛光选择比。
发明内容
本发明解决的是硅基磨料抛光液在二氧化硅抛光过程在器壁和死角处的干燥结 块问题。本发明的用于介质材料平坦化的抛光液，含有磨料，抛光促进剂，表面活性剂和多 元脂肪醇。本发明中通过在抛光液中加入多元脂肪醇，来减缓浆液中水份的挥发，从而降低 浆液干燥结块的速度。本发明中，所述的磨料为二氧化硅。所述的二氧化硅选自二氧化硅溶胶颗粒、气相 法二氧化硅和/或改性的二氧化硅粒子中的一种或多种。本发明中，所述的磨料的粒径为20 250nm，优选为60 200nm。本发明中，所述的磨料的质量百分含量为5 40%。本发明中，所述的抛光促进剂为电解质。所述的电解质选自强酸强碱盐、强酸弱碱 盐、弱酸弱碱盐和/或弱酸强碱盐中的一种或多种。本发明中，所述的抛光促进剂的质量百分含量为0. 1 2%，优选为0. 5 1%。本发明中，所述的表面活性剂为非离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂。所 述的非离子表面活性剂为聚乙二醇和/或聚氧乙烯醚。所述的非离子表面活性剂的质量百分含量为0. 01 1 %。所述的阳离子表面活性剂为季铵盐型表面活性剂和/或单烷基三甲 基氯化铵。所述的阳离子表面活性剂的浓度为50 lOOOppm。本发明中，所述的多元脂肪醇选自丙三醇、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)中的一种或多种。本发明中，所述的多元脂肪醇的质量百分含量为0. 10%。本发明的抛光液中含有pH调节剂。所述的调节剂为氢氧化钾和/或稀硝酸。所 述的抛光液，PH为9 12，优选为10 11.5。一种抛光方法包括在介质材料平坦化的过程中，用本发明的抛光液对介质材料 进行抛光。本发明的积极进步效果在于减缓水份蒸发，保持浆液在器壁的液体状态，减缓干 燥结块的速度，降低对设备保湿方面的要求。
具体实施例方式制备实施例下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。表1给出了本发明的用于介质材料平坦化的抛光液实施例1 30的配方，按表1 中所列组分及其含量，在去离子水中混合均勻，用氢氧化钾或稀硝酸调到所需PH值，即制 得本发明的用于介质材料平坦化的抛光液。表1用于介质材料平坦化的抛光液制备实施例1 30
权利要求
1. 一种用于介质材料平坦化的抛光液，含有磨料，抛光促进剂，表面活性剂和多元脂肪
2.根据权利要求1所述的抛光液，所述的磨料为二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的抛光液，所述的二氧化硅选自二氧化硅溶胶颗粒、气相法二 氧化硅和/或改性的二氧化硅粒子中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的抛光液，所述的磨料的粒径为20 250nm。
5.根据权利要求1所述的抛光液，所述的磨料的质量百分含量为5 40%。
6.根据权利要求1所述的抛光液，所述的抛光促进剂为电解质。
7.根据权利要求6所述的抛光液，所述的电解质选自强酸强碱盐、强酸弱碱盐、弱酸弱 碱盐和/或弱酸强碱盐中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的抛光液，所述的抛光促进剂的质量百分含量为0.1 2%。
9.根据权利要求1所述的抛光液，所述的表面活性剂为非离子表面活性剂和/或阳离 子表面活性剂。
10.根据权利要求9所述的抛光液，所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇和/或聚氧乙烯醚。
11.根据权利要求9所述的抛光液，所述的非离子表面活性剂的质量百分含量为 0. 01 1%。
12.根据权利要求9所述的抛光液，所述的阳离子表面活性剂为季铵盐型表面活性剂 和/或单烷基三甲基氯化铵。
13.根据权利要求9所述的抛光液，所述的阳离子表面活性剂的浓度为50 lOOOppm。
14.根据权利要求1所述的抛光液，所述的多元脂肪醇选自丙三醇、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)中的一种 或多种。
15.根据权利要求1所述的抛光液，所述的多元脂肪醇的质量百分含量为0.1 % 10%。
16.根据权利要求1所述的抛光液，含有PH调节剂。
17.根据权利要求16所述的抛光液，所述的调节剂为氢氧化钾和/或稀硝酸。
18.根据权利要求16所述的抛光液，pH为9 12。
19.一种抛光方法，所述抛光方法包括在介质材料平坦化的过程中，用权利要求1-18 中任一项所述的抛光液对介质材料进行抛光。
全文摘要
本发明公开了一种用于介质材料平坦化的抛光液，其含有磨料，抛光促进剂，表面活性剂和多元脂肪醇。本发明的抛光方法可以减弱或防止在使用过程的干燥结块等问题，降低设备对保湿的要求，并具有较高的二氧化硅去除速率和较好的表面污染物指标。
文档编号C09G1/02GK102101981SQ20091020138
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者姚颖, 宋伟红 申请人:安集微电子(上海)有限公司