[發(fā)明專利]一種化學機械拋光液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410852464.5
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104592896A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 劉衛(wèi)麗;宋志棠
• 申請（專利權）人: 上海新安納電子科技有限公司;中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;C23F3/02;C23F3/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 梁海蓮

技術領域

本發(fā)明涉及一種拋光液，具體涉及一種用于鋁、鐵及其合金材料上的化學機械拋光液。

背景技術

傳統(tǒng)的金屬表面的拋光主要有幾種方法：機械拋光、化學拋光和電解拋光。機械拋光是靠切削、材料表面塑形變形去掉表面凸出部分從而獲得光滑的表面，這種方法雖有較好的平坦化效果，但是在表面上容易造成損傷。化學拋光是利用化學介質優(yōu)先溶解表面凸出部分的特點獲得平整表面，這種方法表面無損傷，但是平坦化效果不夠好。電解拋光基本原理與化學拋光類似。這些拋光方法可以滿足金屬件大部分的表面平整的需求，但是對于一些要求比較高的應用則還不夠，需要應用化學機械拋光的方法。

化學機械拋光技術是通過磨料的機械作用和化學成分的化學作用相互協(xié)同來獲得超平坦的表面。化學機械拋光技術是非常重要的表面平坦化技術，廣泛地應用于集成電路芯片的制備、硅片拋光、藍寶石晶片、SiC晶片、金屬面板等材料和器件的制備。不斷提高拋光效率和表面質量是化學機械拋光技術主要發(fā)展方向。化學機械拋光技術是通過磨料的機械作用和化學成分的化學作用相互協(xié)同來獲得超平坦的表面，其中磨料對于拋光效率起著重要的作用。

由于集成電路芯片領域對材料的表面的性能要求高，對于不同的材料應用化學機械拋光技術進行拋光時獲得的效果也不一樣。不同組分的化學機械拋光液都會最終影響材料的性能。現(xiàn)有技術中化學機械拋光液中在應用時，為了達到良好的拋光質量，其拋光效率仍然不高，造成生產滯后和生產成本增加。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種化學機械拋光液，用于克服現(xiàn)有技術中拋光速率低，不能兼顧拋光效果的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取以下的具體技術方案實現(xiàn)的：

一種化學機械拋光液，以所述化學機械拋光液的總質量計，所述化學機械拋光液包括以下組分及重量百分含量：

余量為pH調節(jié)劑和水。

優(yōu)選地，所述氧化物拋光顆粒為10～45wt％。

優(yōu)選地，所述螯合劑為0.03～0.5wt％。

優(yōu)選地，所述絡合劑為0.03～0.5wt％。

優(yōu)選地，所述表面活性劑為0.1～1wt％。

優(yōu)選地，所述氧化物拋光顆粒選自膠體二氧化硅，所述膠體二氧化硅中二氧化硅的粒徑范圍為20～1500nm。本發(fā)明提供的用于金屬化學機械拋光液包含二氧化物拋光顆粒。二氧化硅顆粒可以采用離子交換法、硅粉溶解法或正硅酸甲酯等方法制備獲得，也可通過市售途徑購買獲得。

優(yōu)選地，所述二氧化硅的粒徑范圍為30～200nm

優(yōu)選地，所述氧化劑選自雙氧水、過硫酸鹽、高碘酸鹽、次氯酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、過碳酸鹽和過硼酸鹽中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述螯合劑選自氨三乙酸、羥基乙叉二膦酸、乙二胺四甲基膦酸鈉、二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺二鄰苯基乙酸和三聚磷酸鈉中的一種或多種。螯合劑可與金屬Al³⁺或Fe³⁺等離子形成螯合環(huán)，從而加快金屬材料的去除速率。

優(yōu)選地，所述絡合劑選自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉和酒石酸鉀鈉中的一種或多種。絡合劑可與金屬Al³⁺或Fe³⁺等離子形成絡合離子化合物。

優(yōu)選地，所述表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯硫酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基醇聚氧乙烯基醚、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種。表面活性劑可被金屬表面吸附，起到保護表面的作用，可較小腐蝕、橘皮等表面缺陷。

優(yōu)選地，所述pH調節(jié)劑選自硝酸、磷酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、羥乙基乙二氨、四甲基氫氧化氨和乙二胺的一種或多種。pH值對于拋光速率、表面質量以及拋光液的穩(wěn)定性均有影響。

優(yōu)選地，所述化學機械拋光液的pH為8～12。

更優(yōu)選地，所述化學機械拋光液的pH為8～12。

本發(fā)明還公開了上述化學機械拋光液的制備方法，為將各原料組分按照各重量份混合均勻。

本發(fā)明中還公開了一種制備如上述所述化學機械拋光液在鋁、鐵及其合金材料上的應用。

本發(fā)明中公開的化學機械拋光液的有益效果為：

1)高的金屬移除效率；

2)高的金屬表面質量，無明顯橘皮、腐蝕坑和劃傷等缺陷。

本發(fā)明中的化學機械拋光液克服了現(xiàn)有技術中的種種缺陷而具有創(chuàng)造性。

具體實施方式