高浓度Ti阻挡层表面化学机械抛光液

     高浓度Ti阻挡层表面化学机械抛光液是一种专门用于处理含有Ti阻挡层的表面的化学机械抛光（CMP）材料。其对设备无腐蚀，硅溶胶稳定性好，解决了酸性抛光液污染严重、易凝胶等诸多弊端，在业内未来发挥着重要的作用。那么，高浓度Ti阻挡层表面化学机械抛光液是怎么制作而成的？不妨听听专家李东光的科普知识。

制备方法

(1)使用电阻为18MQ以上的超纯水对透明密闭反应釜及进料管道 进行清洗，使清洗后废液的电阻不低于16MD:

(2)对透明密闭反应釜抽真空，将碱性pH 调节剂在负压的作用下通 过步骤(1)清洗后的进料管道吸入到步骤(1)已清洗过的透明密闭反应 釜中，并使透明密闭反应釜内呈负压完全涡流状态，形成完全涡流搅拌；

(3)边完全渴流搅拌边将非离子表南活性剂在负压的作用下通过步骤 (1)清洗后的进料管道吸入到步骤(2)得到的溶液中，保持完全涡流搅 拌状态；

(4)边完全涡流搅拌边将FA/OⅡ型鳌合剂在负压的作用下通过步骤 (1)清洗后的进料管道吸入到步骤(3)的溶液中；

(5)边完全涡流搅拌边将SiO₂ 的质量分数为30%～50%、粒径为 15~50nm 的硅溶胶在负压的作用下通过步骤(1)清洗后的进料管道吸入 到步骤(4)得到的溶液中，完全涡流搅拌均匀得到pH 值为9～11的抛 光液。

原料配伍

本品各组分质量份配比范围为：SiO 2硅溶胶9700~ 29600、碱性pH  值调节剂100～150、活性剂100～150、整合剂100。

所述SiO₂硅溶胶含量为30%~50%,粒径为15～50nm。

所述碱性 pH 调节剂采用抛光液中常用组分，最好选用有机胺碱，如 乙醇胺、四羟乙基乙二胺等。

所述表面活性剂FA/O  活性剂为聚氧乙烯醚，是[C₁₅H₁₅-₁₉O(CH₂CH₂O)₅H] 、[C₂0H_15-19O(CH₂CH₂O)₅H] 、[C₄₀H15~19O(CH₂CH₂O)₅H]的复合物、O_π-7[(C₁₀H₂₁—C₆H₄--O-CH₂CH₂O)7,-H]、聚氧乙烯仲烷基醇醚(JFC)、O_π-10[(C₁₀H₂₁ —C₆H₄ —O—CH_₂CH_₂O)10—H]、O-20 [(C_12~18；H_25~37—C₆H_₄—O-CH_₂CH_₂O)₇₀ -H]中的任一种。

所述FA/OⅡ型整合剂为天津晶岭微电子材料有限公司市售产品， 为乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺),可简写为NH₂RNH2。

所述透明密闭反应器的材料为聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的任一种。

产品应用

本品主要应用于高浓度Ti 阻挡层表面化学机械抛光。

产品特性

本品的抛光液制备过程中通过物料加入顺序的控制，使非离子表面活性剂充分包裹硅溶胶磨料颗粒表层，有效强化了硅溶胶磨料颗 粒的保护作用。在碱性pH  调节剂作用(pH  值调节范围9～11)下，负压 完全涡流搅拌形式能使硅溶胶磨料快速通过凝胶化区域(pH 值6～8)达 到硅溶胶磨料自身胶粒稳定化，避免了传统机械搅拌下硅溶胶水溶液层流 区局部碱性pH 调节剂浓度过高而导致抛光液制备过程中硅溶胶的不可逆的快速凝聚与溶解。同时，采用完全涡流搅拌的方式，能够有效避免有机物、金属离子、大颗粒等有害物质进人抛光液中，提高抛光液的纯度，有效提高了抛光液制备的成品率。该制备方法工艺简单可控，大大提高了抛光液制备的生产效率与生产质量，大幅降低生产成本。

反应器使用透明的非金属材料，能够避免有机物、金属离子、大颗粒等有害物质进入到抛光液中，从而降低金属离子的浓度，避免因金属离子浓度过高造成硅溶胶凝聚现象的出现，同时，提高了抛光液的纯度，有利于提高Ti阻挡层的抛光质量，能够降低后续加工的成本，提高器件成品率。

本品的抛光液为碱性，对设备无腐蚀，硅溶胶稳定性好，解决了酸性抛光液污染严重、易凝胶等诸多弊端。而且，Ti阻挡层在pH值为9~11时，易生成可溶性的化合物，从而易脱离表面。

本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著    李东光

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