化学机械抛光液（47）

本品化学机械抛光液（47），可以在碱性的作用下很好的抛光单晶硅和多晶硅薄膜，此外硅抑制剂明显地降低多晶硅的去除速率，且不降低二氧化硅的去除速率。下面，专家来科普本品化学机械抛光液（47）的配方知识。

制备方法

将各组分混合均匀，即可得到抛光液。

原料配伍

本品各组分质量份配比范围为：研磨颗粒0.1~30、硅抑原料配伍制剂0.0001~5、硅增速剂0.0001~10、水加至100。

所述研磨颗粒为本领域常用研磨颗粒二氧化硅、三氧化二铝、掺杂铝的二氧化硅、覆盖铝的二氧化硅、二氧化铈、二氧化钛和高分子研磨颗粒中的一种或多种。所述的研磨颗粒的粒径较佳为20~150nm，更佳为30~120nm。

所述硅抑制剂为季铵盐型阳离子表面活性剂。

所述的季铵盐型阳离子表面活性剂为分子中至少含有一个N+的季铵盐阳离子表面活性剂。较佳的为单季铵盐型和/或双子型(Gemmini)季铵盐阳离子表面活性剂。

本品中，所述的单季铵盐型阳离子表面活性剂为R₁R₂N⁺R₃R₄X^-，其中：R₁、R₂、R₃、R₄中有至少有一个为—C_mH_2m+1或—CmH_2m+1O(CH₂CHO)_n，8≦m≦22，n>3；其余为C₁~C₄的烷基、—CH₂—C₆H₅、CH₂CH₂OH或CH₂CH₂CH₂OH，R₁、R₂、R₃、R₄可相同或不同；X^-为Cl^-、Br^-、CH₃SO₄^-、NO₃^-，或C₆H₅—SO₄^-。

所述的双子型季铵盐阳离子表面活性剂为(R₁R₂N⁺R₂—R₄—R₃R₂，N⁺R₂)2X^-，其中：R₁为—C_mH_2m+1，8≦m≦18；R₂为—CH₃或—C₂H₅；R₃与R₁或R₂相同；R₄为苯二亚甲基，CH₂CH(OH)CH₂，聚亚甲基—(CH₂)_n—，2≦n≦30，或聚氧乙烯基—CH₂CH₂—(OCH₂CH₂)_n—，1≦n≦30；X^-为Cl^-或Br^-。

所述硅增速剂为含有胍基的化合物为单胍、双胍、聚胍类化合物及其酸加成盐。

所述的单胍类化合物及其酸加成盐较佳的为胍、碳酸胍、乙酸胍、磷酸氢二胍、盐酸胍、硝酸胍、硫酸胍、氨基胍、氨基胍碳酸氢盐、氨基胍磺酸盐、氨基胍硝酸盐或氨基胍盐酸盐。

所述的双胍类化合物或其酸加成盐较佳的为双胍、一甲双胍、苯乙双胍、1，1'-已基双[5-(对氯苯基)双胍]、吗啉胍、上述化合物的酸加成盐或 6-脒基-2-萘基-4-胍基苯甲酸酯甲基磺酸盐；所述的酸较佳的为盐酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸或磺酸。所述的聚胍或其酸加成盐较佳的为聚六亚甲基胍、聚六亚甲基双胍聚(六亚甲基双氰基胍六亚甲基二胺)或其酸加成盐。所述的酸较佳的为盐酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸或磺酸。所述的聚胍类化合物或其酸加成盐的聚合度较佳的为2~100。

本品抛光液的 pH值较佳的为 7~12。

本品的抛光液中还可以含有 H₂ SO₄、HNO₃，等常用的酸性 PH调节剂，黏度调节剂和/或消泡剂等，通过它们来控制抛光液的PH值和黏度等特性。

本品的抛光液可以浓缩制备，使用时加人去离子水混合均匀即可。

产品应用

本品主要用作化学机械抛光液。

产品特性

本品的抛光液可以在碱性条件下较好地抛光单晶硅和多晶硅薄膜。其中，硅抑制剂可显著降低多晶硅的去除速率，而不降低二氧化硅的去除速率，从而显著降低多晶硅与二氧化硅的选择比；硅增速剂可以溶解多晶硅，将抛光残余物带走，避免重新吸附在晶片或抛光垫上。通过调节硅增速剂和硅抑制剂的量，即可获得具有合适多晶硅/二氧化硅选择比的抛光液。此抛光液与现有技术相比，更好地解决了现有多晶硅抛光过程中二氧化硅沟道中多晶硅碟形凹陷的发生和二氧化硅碟形凹陷中的多晶硅残留的问题。可通过一步抛光实现高平坦化度，无多晶硅残留。本品的新用途还具有工艺窗口宽的特点，可使生产率大大提高，生产成本大大降低。同时胍类化合物还具有调节pH值的作用，使得本品的抛光液无需添加常规碱性pH调节剂(KOH等无机碱和/或氨水等有机胺等)，大大减少了金属离子污染和环境污染。

本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著    李东光

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