改性二氧化硅溶膠及其制備方法和應用的制作方法

文檔序號：3802995閱讀：439來源：國知局

專利名稱：改性二氧化硅溶膠及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種改性二氧化硅溶膠及其制備方法，以及在拋光液中的應用。
技術背景顧名思義，化學機械拋光(CMP)的拋光液對半導體器件的拋光機理是拋光液中的各組分通過化學機械作用去除半導體器件中的金屬和非金屬，從而進一步起到平坦化的效果。CMP拋光液主要由三部分組成磨料、化學試劑和分散介質。常見的分散介質為水或醇類物質，如乙醇、甲醇、甘油等。化學試劑
是CMP拋光液中最為重要的組分，這些化學試劑按照功能可以分為絡合劑(或速率增助劑)、緩蝕劑、氧化劑、表面活性劑、流變調節劑和pH值調節劑等。 CMP拋光液的另一個重要的組分是磨料，這些磨料為無機粒子和有機聚合物顆粒。
用作CMP拋光液的磨料可以有很多種，大多為氧化物顆粒或有機顆粒，例如二氧化硅、氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈰、氧化鐵、聚苯乙烯顆粒和/或他們的混合物等。這些顆粒具有不同的硬度和表面化學特性，從而對半導體器件各基材的拋光效果也各不相同，其中氧化鋁和二氧化硅是使用最多的拋光磨料。
二氧化硅根據制備方法可以分為氣相二氧化硅、沉淀型二氧化硅和二氧化硅溶膠。氣相二氧化硅和沉淀型二氧化硅多為二氧化硅粒子的聚集體，其產品多為二氧化硅粉末，這兩種二氧化硅應用于CMP拋光液中時，往往需要大量的能量來分散二氧化硅粒子。與前兩種二氧化硅相比，二氧化硅溶膠具有分散均
勻、粒徑可控、表面功能基團較多的優點，近年來已經逐漸成為CMP拋光液的
最主要的磨料。
大部分二氧化硅溶膠粒子的粒徑為5-150nm，其分散介質為水、乙醇或其他有機溶劑。二氧化硅粒子表面富含羥基基團，羥基基團數目達到3-8#/nm2，因此二氧化硅粒子具有較強的親水性和極性，能夠穩定分散在水中。二氧化硅粒子表面的羥基基團具有較強的活性，在較高的pH值下能夠產生電離，也能夠與一些化學物質反應。
利用一些化學物質與二氧化硅粒子表面的羥基基團反應，從而改變二氧化硅粒子的表面化學特性，這種處理方式稱為二氧化硅的化學改性。硅垸偶聯劑是最為常用的二氧化硅粒子改性劑，其改性反應活性大、反應條件溫和。硅垸偶聯劑內帶有硅氧烷基團，能夠與二氧化硅粒子表面的羥基基團發生水解縮聚反應，從而使硅烷偶聯劑上的有機鏈段接枝在二氧化硅粒子表面，改變二氧化硅粒子表面的極性。
對拋光液的磨料進行特殊處理，以期望得到特殊的拋光性能，已有部分專利揭示了這方面的研究。如專利文獻US6646348公開了一種硅垸偶聯劑作為拋光液的組分，該硅垸偶聯劑水解后形成低聚物與拋光液中的磨料及其他化學試劑相混合，能夠獲得較低的TEOS和Ta的拋光速率，并獲得較好的拋光表面。專利文獻US6656241公開了一種二氯二甲基硅垸改性的二氧化硅聚集體，并應用于Cu拋光液，二氧化硅聚集體經過改性處理能夠很好地分散在拋光液中，而且Cu和Ta的拋光速率與選擇比受到改性處理的影響。專利US6582623公開了一種改性磨料的拋光液，將硅垸偶聯劑直接與磨料分散體相混合，然后配置成
拋光液，可以應用于拋光W、 Cu等各種晶圓表面。

發明內容
本發明的目的是公開一種能夠對拋光液的拋光性能產生顯著影響的改性二二氧化硅溶膠。
本發明的改性二氧化硅溶膠中，二氧化硅的表面鍵合了含環氧基基團的硅烷偶聯劑。所述的含環氧基基團的硅烷偶聯劑可選自Y-縮水甘油氧基丙基三甲
氧基硅烷、Y-縮水甘油氧基丙基二甲氧基硅烷、y-縮水甘油氧基丙基三乙氧基
硅烷、Y-縮水甘油氧基丙基二乙氧基硅垸或Y-縮水甘油氧基丙基氯化硅烷等，較佳的為Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸。
本發明中，所述的改性二氧化硅溶膠的粒徑較佳的為10 500nm，更佳的為 1(M50nm。
本發明另一目的是公開一種本發明的改性二氧化硅溶膠的制備方法，其包
括如下步驟將二氧化硅溶膠、表面活性劑、以及含有環氧基基團的硅烷偶聯劑混合后，進行改性反應即可。
本發明的方法中，所述的含環氧基基團的硅垸偶聯劑可選自Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸、Y-縮水甘油氧基丙基二甲氧基硅垸、Y-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、Y -縮水甘油氧基丙基二乙氧基硅烷或Y -縮水甘油氧基丙基氯化硅烷等，較佳的為Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。所述的含有環氧基團的硅烷偶聯劑的用量較佳的為二氧化硅溶膠的質量百分比0.02 1%，更佳的為 0.2 0.5%。
本發明的方法中，在反應物中還加入表面活性劑，其目的是改善改性劑在水中分散性以及與二氧化硅溶膠粒子的相容性。所述的表面活性劑可選自陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑。其中，較佳的為聚丙烯酸、聚乙二醇、甜菜堿或十二垸棊溴化銨。所述的表面
活性劑的用量較佳的為反應物總量的質量百分比0.01~1%，更佳的為質量百分比 0.0卜0.1%。
本發明的方法中，改性溫度一般可以為20'C至10(TC，較佳的為20 7(TC; 改性時間一般可以為1小時至24小時，甚至更長的時間，以便于反應的充分進行，較佳的為2 24小時，更佳的為2 7小時；反應的pH環境一般可以為1~14，較佳的為2 12，更佳的為7~12，堿性條件下更利于解決二氧化硅容易凝膠的問題。改性過程中一般采用鹽酸、硝酸、硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、有機胺等調節溶液的pH值。制備過程中，可加入少量水。
本發明的進一步目的是公開含有本發明的改性二氧化硅溶膠的拋光液。采用含有環氧基團的硅垸改性劑，按上述方法對二氧化硅粒子表面進行改性處理后，可改變二氧化硅粒子表面的親水性。并且，二氧化硅粒子表面接枝環氧基團后，可改變二氧化硅粒子與晶圓、拋光墊表面之間的相互作用，從而可影響拋光液的最終性能。該拋光液可含有其他本領域常規添加劑。
本發明所用試劑及原料均市售可得。
本發明的積極進步效果在于本發明的改性二氧化硅溶膠中，二氧化硅粒子表面接枝了環氧基團，一方面改變了二氧化硅粒子的親水性，另一方面改變了二氧化硅粒子與晶圓、拋光墊表面的相互作用。基于以上兩種性能改進，采用本專利所述的改性二氧化硅配制的CMP拋光液可具有較高的TEOS和BD拋光速率，同時對Ta、 Cu拋光影響不大。

圖1為實施例1中含有不同粒徑改性二氧化硅的拋光液1 3和對比拋光液1~3 對BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋光速率。
圖2為實施例2中拋光液4 5和對比拋光液4 5對BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋
光速率。
圖3為實施例3中含有采用不同用量硅烷改性劑改性制得的改性二氧化硅的拋光液6 9對BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋光速率。
圖4為實施例4中含有不同溫度下所制得的改性二氧化硅的拋光液10~12對 BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋光速率。
圖5為實施例5中含有經不同反應時間所制得的改性二氧化硅的拋光液13~15 對BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋光速率。
圖6為實施例6中含有不同pH下所制得的改性二氧化硅的拋光液16 18對BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋光速率。
圖7為實施例7中含有添加不同表面活性劑所制得的改性二氧化硅的拋光液 19 23和對比拋光液6 10對BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋光速率。圖8為實施例8中含有采用不同用量的表面活性劑所制得的改性二氧化硅的拋光液24 27對BD、 TEOS、 Ta和Cu的拋光速率。
具體實施例方式
下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
以下實施例中，含量百分比除特別說明外，均指質量百分比。方法實施例1
二氧化硅溶膠(30%固含量，粒徑10nm) 94.7%, Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(用量為二氧化硅溶膠的0.1%)，甜菜堿兩性表面活性劑(用量為反應物總量的0.05%)，余量為水。將上述混合物用50。/。KOH溶液調節pH=12 后，在20。C下攪拌反應24小時，即可得到改性二氧化硅溶膠(10nm)。方法實施例2
二氧化硅溶膠(30%固含量，粒徑50nm) 94.7%， Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸(用量為二氧化硅溶膠的0.2%)，甜菜堿兩性表面活性劑(用量為反應物總量的0.5。/。)，余量為水。將上述混合物用50o/。KOH溶液調節pH=10 后，在4CTC下攪拌反應6小時，即可得到改性二氧化硅溶膠(50nm)。方法實施例3
二氧化硅溶膠(30%固含量，粒徑100nm) 94.7%, Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(用量為二氧化硅溶膠的0.02。/。)，聚丙烯酸表面活性劑(用量為反應物總量的1%)，余量為水。將上述混合物用50%KOH溶液調節pH=2后，在5(TC下攪拌反應7小時，即可得到改性二氧化硅溶膠(100nm)。方法實施例4
二氧化硅溶膠(30%固含量，粒徑150nm) 94.7%， Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(用量為二氧化硅溶膠的1%)，聚乙二醇表面活性劑(用量為反應物總量的0.1%)，余量為水。將上述混合物用50y。KOH溶液調節phK7后，在 7CrC下攪拌反應2小時，即可得到改性二氧化硅溶膠(150nm)。方法實施例5
二氧化硅溶膠(30%固含量，粒徑500nm) 94.7%， Y-縮水甘油氧基丙基三
甲氧基硅烷(用量為二氧化硅溶膠的0.5%)，十二烷基溴化銨表面活性劑(用量為反應物總量的0.01%),余量為水。將上述混合物調節pH-9后，在3(TC 下攪拌反應10小時，即可得到改性二氧化硅溶膠(500nm)。
以下實施例中，A187為Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸，CAB-30為甜菜堿兩性表面活性劑。效果實施例1
對比拋光液l: 二氧化硅(10nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1°/。， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%,水為余量， pH=3.0。
對比拋光液2: 二氧化硅(90nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量， pH=3.0。
拋光液l: A187改性二氧化硅(lOnm)溶膠粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液2: A187改性二氧化硅(90nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。
對比拋光液1 2和拋光液1 2的拋光性能如圖1所示，從圖中可以看到，含有改性二氧化硅粒子的拋光液具有較高的TEOS和BD拋光速率。尤其當二氧化硅粒子較小時(10nm)，經過表面改性處理后，TEOS和BD的拋光速率得到顯著的提高。效果實施例2
拋光液3: A187改性二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA 0.1°/。， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
對比拋光液3: 二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0°/。， A187和CAB-30反應混合物2.46%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0. A187和CAB-30反應混合物的制備方法為2°/。A187， l%CAB-20，余量為水，該溶液在40。C、 pH=10下攪拌反應6小時即可。拋光液4: A187改性二氧化硅(20nm)溶膠型7.0%， BTA 0.1%, H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量， pH=3.0.對比拋光液4: 二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, A187反應物2.46%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%,聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH-3.0.A187反應物的制備方法為2%A187，余量為水，該溶液在4(TC、 pH^0下攪拌反應6小時即可。拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。對比拋光液3， 4和拋光液3， 4的拋光性能如圖2所示。從圖中可以看到，含有硅垸改性劑A187改性后的二氧化硅溶膠的拋光液具有較高的BD和TEOS 的拋光速率。
效果實施例3
拋光液5: 0.02% A187改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液6: 0.2。/oA187改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1°/o， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液7: 0.5。/。A187改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。
拋光液5 7的拋光性能如圖3所示。從圖中可以看到，制備方法中，使用不同改性劑的用量，尤其是0.2%~0.5%的用量，得到的改性二氧化硅都使拋光液具有較高的TEOS和BD拋光速率。
效果實施例4
拋光液8: 2(TC下A187改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1%， H2O2 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液9: 4(TC下A187改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1%，
H2O2 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液10:70。C下A187改性的二氧化硅(20畫)溶膠粒子7.0%，BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。
拋光液8 10的拋光性能如圖4所示。從圖中可以看到，含有不同反應溫度下改性的二氧化硅的拋光液都具有較高的TEOS和BD拋光速率。
效果實施例5
拋光液ll:反應2小時下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTAO.P/。， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液12:反應4小時下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性齊1」(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液13:反應7小時下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。
拋光液11~13的拋光性能如圖5所示。從圖中可以看到，含有不同反應時間制得的改性二氧化硅拋光液都具有較高的TEOS和BD拋光速率。
效果實施例6
拋光液14: pHN2下改性的二氧化硅(20nrn)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液15: pH-7下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O2 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光液16: pH=ll下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%,聚丙烯酸陰離子表面活性齊!|(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.
拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。
拋光液14 16的拋光性能如圖6所示。從圖中可以看到，不同pH值下，尤其是pH7以上的改性反應制得的改性二氧化硅，使得拋光液具有較高的TEOS 和BD拋光速率。
效果實施例7
拋光液17:表面活性劑為甜菜堿兩性表面活性劑CAB-30下改性的二氧化硅(20nrn)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03°/0，酒石酸0.2%,聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.對比拋光液5: 二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%,聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%， CAB-30 240ppm,水為余量，pH=3.0.拋光液18:表面活性劑為陰離子型表面活性劑聚丙烯酸下改性的二氧化硅 (20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%,酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性齊1」(畢克化學公司)0.05%，水為余量，pH=3.0.對比拋光液6: 二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03°/o，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.074%，水為余量， pH=3.0.拋光液19:表面活性劑為陰離子表面活性劑十二垸基苯磺酸下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%,聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.074%，水為余量，pH=3.0.對比拋光液7: 二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%，苯磺酸 240ppm，水為余量，pH=3.0.拋光液20:表面活性劑為非離子性表面活性劑聚乙二醇(PEG200)下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%, 聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.074%,水為余量，pH=3.0.對比拋光液8: 二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03°/o，酒石酸0.2%,聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%， PEG200 240ppm,水為余量，pH=3.0.拋光液21:表面活性劑為陽離子性表面活性劑十二垸基溴化銨(CTAB)下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.074%，水為余量，pH=3.0.對比拋光液9: 二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)0.05%, CTAB 240ppm, 水為余量，pH=3.0.拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。拋光液17~21和對比拋光液6 10的拋光性能如圖7所示。從圖中可以看到，改性過程中采用不同的表面活性劑，其改性二氧化硅的拋光性能表面不同。但是與未進行改性處理的二氧化硅相比，含有改性二氧化硅的拋光液總是表現為較高的TEOS和BD拋光速率。效果實施例8拋光液22: 0.01。/。CAB-30下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司) 0.05%，水為余量，pH=3.0.拋光液23: 0.10。/。CAB-30下改性的二氧化硅(20證)溶膠粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司) 0.05%，水為余量，pH=3.0.拋光液24: 0.30。/。CAB-30下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%， BTA 0.1%, H202 0.03%,酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司)
0.05%，水為余量，pH=3.0.拋光液25: 0.50% CAB-30下改性的二氧化硅(20nm)溶膠粒子7.0%, BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸陰離子表面活性劑(畢克化學公司) 0.05%,水為余量，pH=3.0.拋光條件拋光壓力2.0psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速100ml/min，拋光墊Politex， Logitech PM5 Polisher。拋光液22 25的拋光性能如圖8所示。從圖中可以看到，改性過程中采用不同用量，尤其是0.01-0.1%用量的表面活性劑，制得的改性二氧化硅，可使拋光液具有較高的BD和TEOS拋光速率。
權利要求
1.一種改性二氧化硅溶膠，其特征在于二氧化硅表面鍵合了含環氧基基團的硅烷偶聯劑。
2. 如權利要求1所述的改性二氧化硅溶膠，其特征在于所述的含環氧基基團的硅烷偶聯劑為Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
3. 如權利要求1所述的改性二氧化硅溶膠，其特征在于所述的改性二氧化硅溶膠的粒徑為10~500nm。
4. 如權利要求3所述的改性二氧化硅溶膠，其特征在于所述的改性二氧化硅溶膠的粒徑為10~150nm。
5. 如權利要求1所述的改性二氧化硅溶膠的制備方法，其特征在于將二氧化硅溶膠、表面活性劑、以及含有環氧基基團的硅垸偶聯劑混合后，進行改性反應即可。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的含環氧基基團的硅烷偶聯劑為Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸。
7. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的含有環氧基團的硅烷偶聯劑的用量為二氧化硅溶膠質量的0.02 1%。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于所述的含有環氧基團的硅垸偶聯劑的用量為二氧化硅溶膠質量的0.2~0.5%。
9. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑。
10. 如權利要求9所述的方法，其特征在于所述的表面活性劑為聚丙烯酸、聚乙二醇、甜菜堿或十二垸基溴化銨。
11. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的表面活性劑的用量為反應物總量的質量百分比0.01~1%。
12. 如權利要求11所述的方法，其特征在于所述的表面活性劑的用量為反應物總量的質量百分比0.01~0.1%。
13. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的改性反應的溫度為20 7(TC。
14. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的改性反應的時間為2~24小時。
15. 如權利要求14所述的方法，其特征在于所述的改性反應的時間為2~7小時。
16. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的改性反應在pH為2 12的環境下進行。
17. 如權利要求16所述的方法，其特征在于所述的改性反應的pH為7~12的環境下進行。
18. 含有如權利要求1所述的改性二氧化硅溶膠的拋光液。
全文摘要
本發明公開了改性二氧化硅溶膠及其制備方法，以及含有該改性二氧化硅溶膠的拋光液。該改性二氧化硅溶膠的二氧化硅表面鍵合了含環氧基基團的硅烷偶聯劑。將二氧化硅溶膠、表面活性劑、以及含有環氧基基團的硅烷偶聯劑混合后，進行改性反應即可。本發明的改性二氧化硅溶膠中，二氧化硅粒子表面接枝了環氧基團，一方面改變了二氧化硅粒子的親水性，另一方面改變了二氧化硅粒子與晶圓、拋光墊表面的相互作用。基于以上兩種性能改進，采用本發明所述的改性二氧化硅配制的CMP拋光液可具有較高的TEOS和BD拋光速率，同時對Ta、Cu拋光影響不大。
文檔編號C09C1/28GK101338082SQ20071004355
公開日2009年1月7日申請日期2007年7月6日優先權日2007年7月6日
發明者穎姚, 宋偉紅, 宋成兵, 陳國棟申請人:安集微電子(上海)有限公司

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