ULSI铜表面高精密加工过程中化学机械抛光液

化学机械抛光液，在铜表面高精密加工是一个复杂且精细的过程，它涉及到多种化学成分的精确配比，以达到高效、均匀且对铜表面损伤最小的抛光效果。那么，在铜表面高精密加工的过程中，化学机械抛光液的配方怎么才能达到最专业的效果，不防来看看专家李东光的专业配方。

      制备方法

采用18MΩ以上超纯水清洗反应器3次，去除反应器内部杂质，再用负压将pH值9~13、粒径为15~40nm Si02，溶胶吸人反应器；在负压作用下，实现反应液的剧烈涡流搅拌，使反应器内部无滞留层与死角，可避免外界灰尘等大颗粒杂质引人批光液中;利用负压吸人经18MΩ超纯水稀释后的碱性pH调节剂调节pH值为9~13；在涡流状态下加入所述量的活性剂、络合剂与碱性pH调节剂胺碱，搅拌均匀。

原料配伍

本品各组分质量份配比范围为：纳米SiO2料260~3600去离子水 200~3710、活性剂5~25、络合剂5~25、胺碱20~160。

所述磨料是粒径 15~40nm、分散度<0.0001的SiO2，溶胶，含量4%~50%。

所述活性剂为市售FA/O活性剂。络合剂为市售FA/O络合剂。

所述胺碱任意选择三乙醇胺、四乙基氢氧化铵、乙二胺、羟乙基乙二胺或多亚乙基多胺中的一种以上。

反应器原材料选用无污染的聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯之一;避免了传统金属反应器、金属管道、金属搅拌杆等金属离子引人抛光液中。

在负压下形成剧烈涡流搅拌，可避免层流区纳米硅溶胶凝聚而造成无法使用;且18MΩ超纯水溶解后的碱性调节剂在负压下引人，可避免因局部反应液pH值过高而导致纳米硅溶胶的凝聚或溶解而无法使用。

本方法的作用为：抛光液制备反应器采用负压搅拌的方法可避免有机物、金属离子、大颗粒等有害污染物的引入;可使纳米硅溶胶在负压下呈涡流状态，防止层流区硅溶胶的凝聚或溶解而无法使用;可避免18MΩ超纯水溶解后的碱性pH调节剂由于局部pH值过高而导致凝聚，无法使用。

产品应用

本品主要应用于ULSI铜表面高精密加工过程中化学机械抛光。

产品特性

选用碱性抛光液，可对设备无腐蚀；硅溶胶稳定性好，解决了酸性抛光液污染重、易凝胶等诸多难题;利用基片材料的两面性，pH值9以上时，易生成可溶性的化合物，从而易脱离表面。

选用纳米 SiO2，溶胶作为抛光液磨料，其粒径小(15~40nm)、含量高(4%~50%)、硬度小(对基片损伤度小)、分散度好，能够达到高速率、高平整、低损伤抛光、污染小，解决了现有AI2O3，磨料硬度大易划伤、易沉淀等诸多难题。特别采用粒径为20nm左右、分散度<0.0001的SiO2，的水溶胶代替AI203，作为磨料使用，不但可以有效解决A13+污染问题，还可以解决由于磨料硬度、分散度和黏度造成的抛光镜表面缺陷和难清洗的问题。
        负压搅拌的抛光液制备方法可避免有机物、金属离子、大颗粒等有害污染物的引人；可使纳米硅溶胶在负压下呈涡流状态，防止层流区硅溶胶的凝聚或溶解而无法使用;可避免18MΩ超纯水溶解后的碱性p调节剂由于局部PH值过高而导致凝聚无法使用的现象。

本品反应器原材料选用无污染的聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等材质中的一种，避免了采用传统金属反应器、金属管道、金属搅拌杆等将金属离子引人抛光液中的弊端。

制备过程中采用负压搅拌，不仅搅拌均匀，有效解决因反应液局部碱性过高导致的SiO2，胶体凝聚、溶解等生产问题，而且避免了传统的复配、机械搅拌等制备方法带来的有机物、大颗粒、金属离子等的污染，可以达到超净的要求。该方法同时可实现纳米SiO2，磨料高浓度、高pH值条件下不凝聚、不溶解。利用该抛光液的配制方法，在相应的抛光工艺条件下进行抛光，可实现ULSI铜表面的高精密加工。并能满足工业上对ULSI铜表面CMP精密加工的要求。

同时，本品还具有成本低、高效率、不污染环境及不腐蚀设备等优点。
 

本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著    李东光

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