[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种抛光液，具体涉及一种用于铝、铁及其合金材料上的化学机械抛光液。

背景技术

传统的金属表面的抛光主要有几种方法：机械抛光、化学抛光和电解抛光。机械抛光是靠切削、材料表面塑形变形去掉表面凸出部分从而获得光滑的表面，这种方法虽有较好的平坦化效果，但是在表面上容易造成损伤。化学抛光是利用化学介质优先溶解表面凸出部分的特点获得平整表面，这种方法表面无损伤，但是平坦化效果不够好。电解抛光基本原理与化学抛光类似。这些抛光方法可以满足金属件大部分的表面平整的需求，但是对于一些要求比较高的应用则还不够，需要应用化学机械抛光的方法。

化学机械抛光技术是通过磨料的机械作用和化学成分的化学作用相互协同来获得超平坦的表面。化学机械抛光技术是非常重要的表面平坦化技术，广泛地应用于集成电路芯片的制备、硅片抛光、蓝宝石晶片、SiC晶片、金属面板等材料和器件的制备。不断提高抛光效率和表面质量是化学机械抛光技术主要发展方向。化学机械抛光技术是通过磨料的机械作用和化学成分的化学作用相互协同来获得超平坦的表面，其中磨料对于抛光效率起着重要的作用。

由于集成电路芯片领域对材料的表面的性能要求高，对于不同的材料应用化学机械抛光技术进行抛光时获得的效果也不一样。不同组分的化学机械抛光液都会最终影响材料的性能。现有技术中化学机械抛光液中在应用时，为了达到良好的抛光质量，其抛光效率仍然不高，造成生产滞后和生产成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学机械抛光液，用于克服现有技术中抛光速率低，不能兼顾抛光效果的问题。

为实现上述目的，本发明是采取以下的具体技术方案实现的：

一种化学机械抛光液，以所述化学机械抛光液的总质量计，所述化学机械抛光液包括以下组分及重量百分含量：

余量为pH调节剂和水。

优选地，所述氧化物抛光颗粒为10～45wt％。

优选地，所述螯合剂为0.03～0.5wt％。

优选地，所述络合剂为0.03～0.5wt％。

优选地，所述表面活性剂为0.1～1wt％。

优选地，所述氧化物抛光颗粒选自胶体二氧化硅，所述胶体二氧化硅中二氧化硅的粒径范围为20～1500nm。本发明提供的用于金属化学机械抛光液包含二氧化物抛光颗粒。二氧化硅颗粒可以采用离子交换法、硅粉溶解法或正硅酸甲酯等方法制备获得，也可通过市售途径购买获得。

优选地，所述二氧化硅的粒径范围为30～200nm

优选地，所述氧化剂选自双氧水、过硫酸盐、高碘酸盐、次氯酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、过碳酸盐和过硼酸盐中的一种或多种。

优选地，所述螯合剂选自氨三乙酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲基膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺二邻苯基乙酸和三聚磷酸钠中的一种或多种。螯合剂可与金属Al³⁺或Fe³⁺等离子形成螯合环，从而加快金属材料的去除速率。

优选地，所述络合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠和酒石酸钾钠中的一种或多种。络合剂可与金属Al³⁺或Fe³⁺等离子形成络合离子化合物。

优选地，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯硫酸钠、聚丙烯酸钠、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铵中的一种或多种。表面活性剂可被金属表面吸附，起到保护表面的作用，可较小腐蚀、橘皮等表面缺陷。

优选地，所述pH调节剂选自硝酸、磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、羟乙基乙二氨、四甲基氢氧化氨和乙二胺的一种或多种。pH值对于抛光速率、表面质量以及抛光液的稳定性均有影响。

优选地，所述化学机械抛光液的pH为8～12。

更优选地，所述化学机械抛光液的pH为8～12。

本发明还公开了上述化学机械抛光液的制备方法，为将各原料组分按照各重量份混合均匀。

本发明中还公开了一种制备如上述所述化学机械抛光液在铝、铁及其合金材料上的应用。

本发明中公开的化学机械抛光液的有益效果为：

1)高的金属移除效率；

2)高的金属表面质量，无明显橘皮、腐蚀坑和划伤等缺陷。

本发明中的化学机械抛光液克服了现有技术中的种种缺陷而具有创造性。

具体实施方式