CN104293207A - 一种化学机械抛光液及其制备方法 - Google Patents

一种化学机械抛光液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种化学机械抛光液及其制备方法，按以下原料重量份数配比制成：磷酸12-35份、四硼酸钠8-25份、硅酸钠6-22份、碳酸氢钠12-23份、乙酸钠5-16份、柠檬酸钠8-21份、去离子水26-45份、氧化剂1-10份、缓蚀剂2-11份、增稠剂1-8份、表面活性剂2-12份、pH调节剂1-9份。经搅拌、混合即可获得抛光液。

Description

一种化学机械抛光液及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体表面处理领域，尤其涉及一种化学机械抛光液及其制备方法。
背景技术
化学机械抛光技术是半导体晶片表面加工的关键技术之一，并用于集成电路制造过程的各阶段表面平整化，而抛光液对抛光效率和加工质量有着重要的影响，但由于具有很高的技术要求，目前商业化的抛光液配方处于完全保密状态，主要集中在美国、日本、韩国。这也导致在我国半导体硅抛光片加工中，所使用的抛光液绝大多数都要靠进口。尽管我国目前在抛光液行业已发展到有几十家的企业，但是真正涉足到半导体硅片抛光液制造、研发方面的企业很少。无论是产品质量上、还是在市场占有率方面，国内企业都表现出与国外厂家具有相当的差距。
发明内容
解决的技术问题:
为了提高半导体芯片的抛光效果，并且保护半导体芯片在抛光过程中不受损伤，本发明提供了一种化学机械抛光液及其制备方法。
技术方案：
一种化学机械抛光液，按以下原料重量份数配比制成：磷酸12-35份、四硼酸钠8-25份、硅酸钠6-22份、碳酸氢钠12-23份、乙酸钠5-16份、柠檬酸钠8-21份、去离子水26-45份、氧化剂1-10份、缓蚀剂2-11份、增稠剂1-8份、表面活性剂2-12份、pH调节剂1-9份。
作为本发明的一种优选方案，氧化剂为高锰酸钾。
作为本发明的一种优选方案，缓蚀剂为二邻甲苯基硫脲、三乙胺和三丙胺的混合溶液。
作为本发明的一种优选方案，增稠剂为蔗糖脂。
作为本发明的一种优选方案，pH调节剂为碳酸钠和乙酸。
一种化学机械抛光液的制备方法，制备步骤如下：
(1)将磷酸、四硼酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、柠檬酸钠溶于去离子水中，边水浴加热边磁力搅拌；
(2)向步骤(1)制得的溶液中加入氧化剂、缓蚀剂、表面活性剂，搅拌混匀后自然降至室温；
(3)向步骤(2)制得的溶液中加入适量的pH调节剂，将溶液pH调至7.5-8.9；
(4)将熔融的增稠剂加入步骤(3)得到的溶液中，混合均匀即可获得本发明所述的化学机械抛光液。
有益效果
本发明所述的一种化学机械抛光液及其制备方法采用以上技术方案具有以下技术效果：第一、本发明制得的化学机械抛光液抛光效果好，抛光速率提高；第二、对半导体芯片表面无伤害；第三、安全无毒，无有害气体。
具体实施方式
实施例1：
一种化学机械抛光液，按以下原料重量份数配比制成：磷酸12份、四硼酸钠8份、硅酸钠6份、碳酸氢钠12份、乙酸钠5份、柠檬酸钠8份、去离子水26份、氧化剂1份、缓蚀剂2份、增稠剂1份、表面活性剂2份、pH调节剂1份。
作为本发明的一种优选方案，氧化剂为高锰酸钾。
作为本发明的一种优选方案，缓蚀剂为二邻甲苯基硫脲、三乙胺和三丙胺的混合溶液。
作为本发明的一种优选方案，增稠剂为蔗糖脂。
作为本发明的一种优选方案，pH调节剂为碳酸钠和乙酸。
一种化学机械抛光液的制备方法，制备步骤如下：
(1)将磷酸、四硼酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、柠檬酸钠溶于去离子水中，边水浴加热边磁力搅拌；
(2)向步骤(1)制得的溶液中加入氧化剂、缓蚀剂、表面活性剂，搅拌混匀后自然降至室温；
(3)向步骤(2)制得的溶液中加入适量的pH调节剂，将溶液pH调至7.5；
(4)将熔融的增稠剂加入步骤(3)得到的溶液中，混合均匀即可获得本发明所述的化学机械抛光液。
实施例2：
一种化学机械抛光液，按以下原料重量份数配比制成：磷酸18份、四硼酸钠12份、硅酸钠14份、碳酸氢钠16份、乙酸钠8份、柠檬酸钠13份、去离子水36份、氧化剂2份、缓蚀剂4份、增稠剂3份、表面活性剂5份、pH调节剂4份。
作为本发明的一种优选方案，氧化剂为高锰酸钾。
作为本发明的一种优选方案，缓蚀剂为二邻甲苯基硫脲、三乙胺和三丙胺的混合溶液。
作为本发明的一种优选方案，增稠剂为蔗糖脂。
作为本发明的一种优选方案，pH调节剂为碳酸钠和乙酸。
一种化学机械抛光液的制备方法，制备步骤如下：
(1)将磷酸、四硼酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、柠檬酸钠溶于去离子水中，边水浴加热边磁力搅拌；
(2)向步骤(1)制得的溶液中加入氧化剂、缓蚀剂、表面活性剂，搅拌混匀后自然降至室温；
(3)向步骤(2)制得的溶液中加入适量的pH调节剂，将溶液pH调至8.0；
(4)将熔融的增稠剂加入步骤(3)得到的溶液中，混合均匀即可获得本发明所述的化学机械抛光液。
实施例3：
一种化学机械抛光液，按以下原料重量份数配比制成：磷酸26份、四硼酸钠18份、硅酸钠17份、碳酸氢钠19份、乙酸钠15份、柠檬酸钠19份、去离子水41份、氧化剂6份、缓蚀剂6份、增稠剂5份、表面活性剂8份、pH调节剂7份。
作为本发明的一种优选方案，氧化剂为高锰酸钾。
作为本发明的一种优选方案，缓蚀剂为二邻甲苯基硫脲、三乙胺和三丙胺的混合溶液。
作为本发明的一种优选方案，增稠剂为蔗糖脂。
作为本发明的一种优选方案，pH调节剂为碳酸钠和乙酸。
一种化学机械抛光液的制备方法，制备步骤如下：
(1)将磷酸、四硼酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、柠檬酸钠溶于去离子水中，边水浴加热边磁力搅拌；
(2)向步骤(1)制得的溶液中加入氧化剂、缓蚀剂、表面活性剂，搅拌混匀后自然降至室温；
(3)向步骤(2)制得的溶液中加入适量的pH调节剂，将溶液pH调至8.4；
(4)将熔融的增稠剂加入步骤(3)得到的溶液中，混合均匀即可获得本发明所述的化学机械抛光液。
实施例4：
一种化学机械抛光液，按以下原料重量份数配比制成：磷酸35份、四硼酸钠25份、硅酸钠22份、碳酸氢钠23份、乙酸钠16份、柠檬酸钠21份、去离子水45份、氧化剂10份、缓蚀剂11份、增稠剂8份、表面活性剂12份、pH调节剂9份。
作为本发明的一种优选方案，氧化剂为高锰酸钾。
作为本发明的一种优选方案，缓蚀剂为二邻甲苯基硫脲、三乙胺和三丙胺的混合溶液。
作为本发明的一种优选方案，增稠剂为蔗糖脂。
作为本发明的一种优选方案，pH调节剂为碳酸钠和乙酸。
一种化学机械抛光液的制备方法，制备步骤如下：
(1)将磷酸、四硼酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、柠檬酸钠溶于去离子水中，边水浴加热边磁力搅拌；
(2)向步骤(1)制得的溶液中加入氧化剂、缓蚀剂、表面活性剂，搅拌混匀后自然降至室温；
(3)向步骤(2)制得的溶液中加入适量的pH调节剂，将溶液pH调至8.9；
(4)将熔融的增稠剂加入步骤(3)得到的溶液中，混合均匀即可获得本发明所述的化学机械抛光液。
对上述实施例1-4制备得到的化学机械抛光液，与现有技术相比，具有以下技术效果：
肉眼观察各半导体芯片的表面，若芯片表面外观均匀、无异色或有轻微色差，记为OK；否则记为NG。采用微型光泽仪测试各抛光后芯片表面的光泽度。用秒记录各芯片出化学抛光槽后进入水洗槽的时间。对比例采用传统的半导体芯片抛光方法。
外观 光泽度(gu) 空留时间(s)
实施例1 OK 48 43
实施例2 OK 56 37
实施例3 OK 62 34
实施例4 OK 70 29
对比例 NG 39 60

Claims (6)

1.一种化学机械抛光液，其特征在于，按以下原料重量份数配比制成：磷酸12-35份、四硼酸钠8-25份、硅酸钠6-22份、碳酸氢钠12-23份、乙酸钠5-16份、柠檬酸钠8-21份、去离子水26-45份、氧化剂1-10份、缓蚀剂2-11份、增稠剂1-8份、表面活性剂2-12份、pH调节剂1-9份。
2.根据权利要求1所述一种化学机械抛光液，其特征在于，氧化剂为高锰酸钾。
3.根据权利要求1所述一种化学机械抛光液，其特征在于，缓蚀剂为二邻甲苯基硫脲、三乙胺和三丙胺的混合溶液。
4.根据权利要求1所述一种化学机械抛光液，其特征在于，增稠剂为蔗糖脂。
5.根据权利要求1所述一种化学机械抛光液，其特征在于，pH调节剂为碳酸钠和乙酸。
6.权利要求1所述一种化学机械抛光液的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
将磷酸、四硼酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、柠檬酸钠溶于去离子水中，边水浴加热边磁力搅拌；
向步骤（1）制得的溶液中加入氧化剂、缓蚀剂、表面活性剂，搅拌混匀后自然降至室温；
向步骤（2）制得的溶液中加入适量的pH调节剂，将溶液pH调至7.5-8.9；
将熔融的增稠剂加入步骤（3）得到的溶液中，混合均匀即可获得本发明所述的化学机械抛光液。
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