蓝宝石衬底材料CMP 抛光液

本品蓝宝石衬底材料CMP 抛光液为碱性，可对设备无腐蚀，稳定性好，避免了酸性抛光液污染重、易凝胶等诸多问题。下面专家来科普本品抛光液的专业配方知识。

制备方法 将密闭反应器系统用去离子水负压满流下清洗三遍：密闭反应器原材料选用无污染的聚丙烯、聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

在负压涡流状态下逐渐加入胺碱调节pH 值，无机强碱试剂用18MΩ以以上超纯水稀释后在负压润流状态下逐渐吸入，pH 值调节为9~13。

在负压涡流状态下逐渐加入天津品岭微电子材料有限公司销售的 FA/O 活性剂，持续时间15min；再逐渐加入天津晶岭微电子材料有限公 司销售的FA/0螯合剂。

将含量30%~50%的纳米 SiO2溶胶用负压吸入反应器内并涡流状态。

充分搅拌，搅拌时间为5~15min，均匀后进行灌装。

原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：胺碱80~160、无机强碱 KOH 20~40、18MΩ以上超纯去离子水100~200、FA/O 活性剂10~40, FA/O螯合剂10～40、粒径15～25nmSiO2溶胶800~3600、去离子水 180~2720。

胺碱可选自三乙醇胺、四甲基氢氧化铵中的一种。FA/O活性剂为聚氧 乙烯醚，是[C15H15-19O(CH2CH2O)5H]、[C2₀H15-19O(CH₂CH₂O)5H],

[C4OH15-19O(CH2CH₂O)5H]的复合物。FA/O鳌合剂为乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)。纳米SiO2 溶胶是粒径15~100mm、分散度<0.001莫氏硬度7的SiO₂溶 胶 。

本品中采用方法的作用为：抛光液制备采用密闭反应器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；先 加入FA/O  活性剂可以改善抛光浆料稳定性，FA/O  活性剂可以包覆后加 入纳米硅溶胶，加大研磨料之间的空位电阻使得胶体研磨料在适当提高 pH 值的情况下可长期稳定存在，避免了纳米硅溶胶在pH 值大于12时产 生溶解；可避免18MΩ以上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 本品主要应用于蓝宝石衬底材料化学机械抛光。

产品特性 本品方法制备的碱性抛光液，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、易凝胶等诸多弊端。

选用纳米SiO₂溶胶作为抛光液磨料，其粒径小(15～100nm)、含量高(30%～50%)、硬度小(莫氏硬度7,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Al₂O₃磨料硬度大易划伤、易沉淀等诸多弊端。

选用的密闭反应器原材料为无污染的聚丙烯、聚乙烯或聚甲基丙烯酸 甲酯等，有效避免金属离子等有害污染物的引入。

负压涡流搅拌的抛光液制备方法可避免有机物、金属离子、大颗粒等 有害污染物的引入；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以上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。

采用本品方法能够制备含有高含量纳米SiO₂溶胶(30%～50%)、高pH值的抛光液便于运输、储存，并可使成本降低。

本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著    李东光

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