本品是用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光,利用有机碱与铌酸锂形成的可溶性胺盐,可以很好的解决划伤、平整性和吸附物去除问题,其强碱性提高了抛光的效率,能快速清除表面的污啧,下面专家来科普本品抛光液的专业配方知识。
制备方法 将硅溶胶溶液加入去离子水搅拌稀释,搅拌加入活性剂和 螯合剂,最后边搅拌边加入有机胺碱和KOH 溶液。
原料配伍 本品各组分质量份配比范围为:硅溶胶2~9、有机胺碱 0.1~1、无机碱0.01~0.2、活性剂0.02~1.5、去离子水1.5~6.5、螯合剂0.02~0.7。
所述的硅溶胶为溶剂型二氧化硅磨料,含量10%~50 % , 粒 径 范 围 15~80nm。
所述的有机胺碱是多羟基多胺类有机碱,如四羟乙基乙二胺、三乙醇 胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵,无机碱为25%的KOH 溶液。
所述的活性剂为非离子活性剂,如FA/OI 型活性剂、聚氧乙烯仲烷 基醇醚 (JFC) 、Oπ-7[(C1₀H₂1—C6H₄-O-CH₂CH₂O)7-H] 、0π-10[(C1₀H₂1—C₆H₄-0-CH₂CH₂O)1₀—H] 、0-20[(C₁₂~18H₂5~37—C6H₄- 0-CH₂CH₂O)₇0—H] 等。
所述的螯合剂FA/O,是具有十三个以上鳌合环的无金属离子螯合 剂 。
关于CMP (化学机械抛光)抛光液的性能,关键是能提供高的腐蚀速率,好的平整度,高的选择性,表面均一性,低的粗糙度和小的表面瑕 疵,并且利于后续清洗过程,使得磨料粒子不能残留在晶片表面影响器件 性 能 。
以纳米级二氧化硅为磨料,其硬度较小,分布均匀,可以有效减少划 伤性问题;且流动性好、无沉淀、抛光后产物黏度小,后续清洗简单;且 二氧化硅磨料无毒、无污染,是理想的磨料。另外化学反应会影响磨料表 面、抛光布和表面膜的机械性质,所以它对机械作用亦产生很大的作用。
有机胺碱pH 调节剂,能将pH 值调到10~13.5,而且可以充当缓冲 剂,当抛光液局部pH 值发生变化时,可以迅速释放本身的羟基调整pH 值,使抛光液保持稳定的pH 值,从而使反应生成物表面处去除速率均 匀,能得到较好的平行度。另外多羟基多胺为分子量很大的高分子有机 物,只有在CMP 的压力与高速旋转条件下才形成极易溶于水的稳定的胺 盐铌酸胺,这种反应产物分子量很大,在压力作用和磨料及布的摩擦作用 下很容易脱离氧化物表面,从而加速了CMP 过程中的机械去除过程,提 高了抛光速率。而在凹处由于压力小难以形成大分子产物,提高了凹凸速 率差,有效保证平整化。无机碱KOH 的作用也为调节pH 值,而且KOH 碱性较大,可以很容易调节pH 值到一个较高值。本品采用有机胺碱和无
机碱混合配制的复合碱,克服KOH在调节硅溶胶到pH值13附近时容易产生溶胶的缺点,并且通过有机胺碱的缓冲作用,可以使抛光液的pH 值保持稳定。
活性剂可以加快表面质量传递,保证在凸起处与凹陷处抛光速率选择性好。保证了平整度,也有效降低了表面粗糙度,显著降低表面张力,并且在表面形成易清洗的物理吸附膜,可以有效解决残余颗粒的清洗问题。
选用河北工业大学研制、生产的有十三个以上螯合环无钠离子FA/O 水溶性螯合剂,对几十种金属离子具有很高的螯合作用,可以有效带锂离子脱离表面。
产品应用 本品主要应用于铌酸锂光学晶片研磨抛光。
产品特性 本品通过有机碱与铌酸锂表面物质形成可溶性胺盐,易于脱离反应表面。从而避免增加磨料粒度和抛光液的酸度,有效地解决了划 伤、平整性和吸附物去除问题。
本品采用高pH 值(9~13.5),强碱性保证了高抛光速率。
本品采用有机胺碱和无机碱组成的复合碱调节pH值,提高化学作 用,使反应产物可溶,易于清洗。克服了一般加工时无法发生氧化还原反 应,只能以强机械作用为主、速率慢、易划伤的缺点。
本品中加入FA/O 表面活性剂加快表面质量传递,保证在凸起处与凹 陷处抛光速率选择性好。保证了平整度,有效降低了表面粗糙度。
本品采用粒度15~80nm, 含量10%~50%的SiO₂ 水溶胶作为CMP 磨 料 , 硬 度 与 铌 酸 锂 相 近 , 不 易 产 生 划 伤 , 有 效 地 解 决 了 划 伤 问 题 。
本品中加入有十三个以上鳌合环无钠离子FA/0 水溶性鳌合剂,对几 十种金属离子具有更高的螯合作用。
本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著 李东光
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