[發明專利]一種具有抗菌性的高穩定拋光液及其制備方法

在審

• 申請號: 201810845231.0
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109054649A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 欒曉東;王經卓;喬國壘;程加力;胡全斌
• 申請（專利權）人: 淮海工學院;連云港弘濤石英制品有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種具有抗菌性的高穩定拋光液，其特征在于由下列重量份的原料制成：SiO2溶膠占0.1％～20％，粒徑為15～120nm，表面活性劑占1％～30％，絡合劑占1％～30％，殺菌劑占0.1％～5％，pH調節劑占1％～2％，pH范圍為7～10，余量為去離子水；本發明的優點是拋光液加入的殺菌劑不影響拋光液性能，能夠克服拋光液在運輸以及存儲過程中生菌長藻問題，質保時間長；本拋光液成分簡單，不含氧化劑,配置工藝簡單，適用于硅晶圓拋光，加入適量過氧化氫亦可用于銅布線拋光。

技術領域：

本發明屬于化學機械拋光技術領域，具體涉及一種具有抗菌性的高穩定拋光液及其制備方法。

背景技術：

當前，龍頭芯片制造企業生產的高尖端晶圓的工藝制程為28nm～14nm，單塊芯片可集成幾十億個元器件，布線層數達到10層以上，每層都必須進行化學機械拋光(ChemicalMechanical Polishing,CMP)，使平整度達到光刻要求，如何利用CMP獲得無損傷、高潔凈、高均勻、納米級粗糙度的表面是制造各種高端器件的關鍵核心技術。由于CMP拋光液中含有磨料以及各種化學添加劑，很容易在晶圓表面產生劃傷并殘留各種污染物。隨著集成電路特征尺寸的不斷降低，芯片性能對拋光后的晶圓表面缺陷數量控制的要求越來越嚴格。表面缺陷主要包括表面粗糙度、劃傷、污染顆粒等問題。銅表面劃傷會使銅線條局部厚度變薄，導致其電阻率增大，從而產生嚴重的電遷移；表面粗糙度過高會增加后續金屬沉積、光刻和刻蝕等工藝的難度；表面污染物嚴重影響后續的薄膜淀積質量，局部附著顆粒還會阻礙光刻膠與表面接觸，導致光刻顯影失敗；更重要的是污染顆粒還會附著到光刻板上，造成器件局部短路或斷路。

磨料粒子在拋光液中主要提供機械作用力，控制好拋光液中大粒徑顆粒的數量可以顯著降低表面劃傷。拋光液在運輸以及存儲過程中磨料顆粒容易發生團聚，產生大粒徑顆粒。另外，拋光液從出廠到應用通常需要數周時間，且不同廠商儲存的環境不同，拋光液在運輸以及存儲過程中很容易產生微生物，主要包括藻類和菌類。在一定的溫度和pH值條件下，微生物將迅速大量生長繁殖，從而改變硅溶膠表面特性，影響拋光液穩定性。拋光液穩定性差，磨料顆粒容易發生團聚，從而造成晶圓表面劃傷以及較高的粗糙度；另外，微生物尸體在拋光過程中將嚴重污染晶圓表面，且容易造成過濾器堵塞，污染拋光設備，給后續清洗帶來極大困難；因此，殺菌滅藻獲得高穩定的晶圓拋光液是芯片制造需要解決的關鍵問題，其結果直接影響了芯片的優品率、成品率與可靠性。

發明內容：

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有抗菌性的高穩定拋光液及其制備方法，殺菌劑可有效殺滅拋光液中的微生物，克服了拋光液在運輸以及存儲過程中生菌長藻的問題，同時拋光液在較長的存儲時間內能夠保持性能穩定，質保時間長，磨料不容易發生團聚，解決了拋光后由于團聚產生的大顆粒以及繁殖的微生物造成的晶圓表面劃傷、有機沾污、設備污染等問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種具有抗菌性的高穩定拋光液，由下述組分組成，按重量百分比計：SiO2溶膠占0.1％～20％，粒徑為15～120nm，表面活性劑占1％～30％，絡合劑(螯合劑)占1％～30％，殺菌劑占0.1％～5％，拋光液pH使用氫氧化鉀和磷酸調節為7～10，余量為去離子水。

一種具有抗菌性的高穩定拋光液的制備方法，由以下具體步驟制成：

(1)取所述的絡合劑、表面活性劑混合，邊攪拌邊加入部分去離子水；

(2)取所述的殺菌劑加入去離子水稀釋，并加入到步驟1)中得到的溶液；

(3)取所述的pH調節劑對步驟2)中得到的溶液pH調控為7～10；

(4)取所述的SiO2水溶膠邊攪拌邊加入到步驟3)中得到的溶液，余量加入去離子水補齊。

與現有技術相比，本發明的有益之處是：