CN109575818A - 一种低钠抛光液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅20‑40份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1‑5份，乳酸钙1‑6份，氢氧化铝1‑10份，二乙醇胺0.5‑2.5份，羟基喹啉0.5‑2.5份，羟丙基甲基纤维素10‑20份，去离子水40‑60份。所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，在60‑80℃条件下搅拌5‑15min，搅拌釜的搅拌速度为100‑300r/min；将二氧化硅、乳酸钙和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温条件下搅拌，搅拌釜的搅拌速度为600‑1200r/min；3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。本发明提高晶片清洗效率，降低划伤概率，可以有效的降低抛光液后期废液处理成本，从而提高cmp抛光效果。
Description
技术领域
本发明涉及抛光液领域，具体是一种低钠抛光液及其制备方法和应用。
背景技术
最初的半导体基片(衬底片)抛光沿用机械抛光、例如氧化镁、氧化锆抛光等，但是得到的晶片表面损伤是及其严重的。直到60年代末，一种新的抛光技术——化学机械抛光技术(CMP Chemical Mechanical Polishing)取代了旧的方法。CMP技术综合了化学和机械抛光的优势：单纯的化学抛光，抛光速率较快，表面光洁度高，损伤低，平整性好，但表面平整度和平行度差，抛光后表面一致性差；单纯的机械抛光表面一致性好，表面平整度高，但表面光洁度差，损伤层深。化学机械抛光可以获得较为平整的表面，又可以得到较高的抛光速率，得到的平整度比其他方法高两个数量级，是能够实现全局平面化的有效方法。
现有技术中，CMP技术中所使用的抛光液普遍存在含钠和酸根高的问题，废水污染性高，后期废水处理成本高，同时现在市售的普通抛光液在抛光中研磨剂易结晶，从而容易造成划伤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低钠抛光液及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅20-40份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1-5份，乳酸钙1-6份，氢氧化铝1-10份，二乙醇胺0.5-2.5份，羟基喹啉0.5-2.5份，羟丙基甲基纤维素10-20份，去离子水40-60份。
作为本发明进一步的方案：一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅25-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2-4份，乳酸钙2-5份，氢氧化铝6-8份，二乙醇胺1-2份，羟基喹啉1-2份，羟丙基甲基纤维素13-17份，去离子水45-55份。
作为本发明进一步的方案：一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅30份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3份，乳酸钙4份，氢氧化铝7份，二乙醇胺1.5份，羟基喹啉1.5份，羟丙基甲基纤维素15份，去离子水50份。
作为本发明进一步的方案：氢氧化铝粒度为50-500nm。
一种所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，在60-80℃条件下搅拌5-15min，搅拌釜的搅拌速度为100-300r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至100-120℃条件下搅拌30-60min，搅拌釜的搅拌速度为600-1200r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
本发明另一目的是提供所述的低钠抛光液在CMP抛光中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本产品的成分选配可降低金属离子沾污晶片表面的几率，提高晶片清洗效率，可以有效降低在抛光过程中二氧化硅结晶，降低划伤概率，提高晶片表面质量；表面活性成分的选择，可以有效的降低抛光液后期废液处理成本；通过减低钠金属和酸跟的整体含量，有效的解决抛光液的稳定性，可以增加cmp中化学抛光的量，从而提高cmp抛光效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅20份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1份，乳酸钙1份，氢氧化铝5份，二乙醇胺0.5份，羟基喹啉0.5份，羟丙基甲基纤维素10份，去离子水40份。
一种所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，70℃条件下搅拌10min，搅拌釜的搅拌速度为200r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙1和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至120℃条件下搅拌60min，搅拌釜的搅拌速度为1000r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
实施例2
本发明实施例中，一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅25份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2份，乳酸钙2份，氢氧化铝6份，二乙醇胺1份，羟基喹啉1份，羟丙基甲基纤维素13份，去离子水45份。
一种所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，70℃条件下搅拌10min，搅拌釜的搅拌速度为200r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙1和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至120℃条件下搅拌60min，搅拌釜的搅拌速度为1000r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
实施例3
本发明实施例中，一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅30份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3份，乳酸钙4份，氢氧化铝7份，二乙醇胺1.5份，羟基喹啉1.5份，羟丙基甲基纤维素15份，去离子水50份。
一种所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，70℃条件下搅拌10min，搅拌釜的搅拌速度为200r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙1和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至120℃条件下搅拌60min，搅拌釜的搅拌速度为1000r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
实施例4
本发明实施例中，一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅35份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4份，乳酸钙5份，氢氧化铝8份，二乙醇胺2份，羟基喹啉2份，羟丙基甲基纤维素17份，去离子水55份。
一种所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，70℃条件下搅拌10min，搅拌釜的搅拌速度为200r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙1和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至120℃条件下搅拌60min，搅拌釜的搅拌速度为1000r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
实施例5
本发明实施例中，一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅40份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5份，乳酸钙6份，氢氧化铝10份，二乙醇胺2.5份，羟基喹啉2.5份，羟丙基甲基纤维素20份，去离子水60份。
一种所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，70℃条件下搅拌10min，搅拌釜的搅拌速度为200r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙1和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至120℃条件下搅拌60min，搅拌釜的搅拌速度为1000r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
实施例6
本发明实施例中，一种低钠抛光液，包括以下重量份原料：二氧化硅30份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3份，乳酸钙4份，氢氧化铝7份，二乙醇胺1.5份，羟基喹啉1.5份，羟丙基甲基纤维素15份，去离子水50份。
一种所述的低钠抛光液的制备方法，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，80℃条件下搅拌15min，搅拌釜的搅拌速度为300r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙1和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至120℃条件下搅拌60min，搅拌釜的搅拌速度为1200r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
结合实施例1-6并与市售的普通抛光液对比，对CMP进行5min的抛光处理并观察表面抛光效果，如下表所示：
表1
通过对比可以发现，实施例1-6和市售产品在短时间的抛光使用后，其效果存在显著的差别，本产品的成分选配可降低金属离子沾污晶片表面的几率，提高晶片清洗效率，可以有效降低在抛光过程中二氧化硅结晶，降低划伤概率，提高晶片表面质量；表面活性成分的选择，可以有效的降低抛光液后期废液处理成本；通过减低钠金属和酸跟的整体含量，有效的解决抛光液的稳定性，可以增加cmp中化学抛光的量，从而提高cmp抛光效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种低钠抛光液，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅20-40份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1-5份，乳酸钙1-6份，氢氧化铝1-10份，二乙醇胺0.5-2.5份，羟基喹啉0.5-2.5份，羟丙基甲基纤维素10-20份，去离子水40-60份。
2.根据权利要求1所述的一种低钠抛光液，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅25-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2-4份，乳酸钙2-5份，氢氧化铝6-8份，二乙醇胺1-2份，羟基喹啉1-2份，羟丙基甲基纤维素13-17份，去离子水45-55份。
3.根据权利要求1所述的一种低钠抛光液，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅30份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3份，乳酸钙4份，氢氧化铝7份，二乙醇胺1.5份，羟基喹啉1.5份，羟丙基甲基纤维素15份，去离子水50份。
4.根据权利要求1所述的一种低钠抛光液，其特征在于，氢氧化铝粒度为50-500nm。
5.一种如权利要求1～4任一所述的低钠抛光液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二乙醇胺、氢氧化铝、羟基喹啉和去离子水按重量配比选择适量，再将原料置于搅拌釜中混合，在60-80℃条件下搅拌5-15min，搅拌釜的搅拌速度为100-300r/min；
2)将二氧化硅、乳酸钙和羟丙基甲基纤维素投入到搅拌釜中，升温至100-120℃条件下搅拌30-60min，搅拌釜的搅拌速度为600-1200r/min；
3)加入pH值调节剂，过滤后即得抛光液。
6.如权利要求1～3任一所述的低钠抛光液在CMP抛光中的应用。
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|---|---|---|---|---|
| CN110819239A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-21 | 秦引 | 一种用于汽车检测的抛光剂 |
| CN116042099A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-05-02 | 大连奥首科技有限公司 | 一种高润湿、高分散、高悬浮、易清洗的研磨助剂、制备方法、用途及包含其的研磨液 |
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2018
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