專利名稱：：一種除藻型拋光液的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種拋光液，特別是一種除藻型拋光液。(二)
背景技術：
：CMP是一種半導體加工技術，即在被拋晶片與拋光墊之間導入拋光槳料，在對晶片的加工表面進行化學腐蝕的同時進行機械拋光。這種技術由美國IBM公司于上個世紀八十年代成功開發。迄今為止，該技術已經成為全球生產亞微米級半導體芯片的最基本方法。影響CMP拋光效果的一個重要因素是CMP拋光漿料。拋光漿料按其所要處理的表面的種類不同大致可分為氧化物拋光漿料、金屬拋光漿料和多晶硅片拋光漿料等三種。其中氧化物拋光漿料適用于拋光STI工藝中的絕緣膜的表面以及氧化硅的表面，它大致由磨料、去離子水、pH穩定劑以及表面活性劑等成分組成。磨料在拋光過程中所起的作用是通過拋光機產生的壓力采用機械的方法對被加工物表面進行拋光處理。磨料的選擇可以為多種，如二氧化硅(Si02)、二氧化鈰(Ce02)或三氧化二鋁(A1203)等。其中二氧化硅是常用的一種拋光磨料。例如U.S.5,209，816，日本公開公報平10-204416號，CN1082584A等均提供了一種以二氧化硅為磨料的CMP拋光漿料，且都取得了良好的拋光效果。美國的一些公司，如Cabot.Rodel等，采用大粒徑的Si02(130nm左右)作為磨料。大粒徑的Si02具有能夠增強拋光過程中的機械作用、提高拋光速率的優點，但是容易造成表面劃傷，殘余顆粒難以清洗且拋光液流動性差，所以目前一般不被選用。目前通常以Si02溶膠作為磨料，這種Si02溶膠中的Si02顆粒較小，解決了上述的表面劃傷等問題。但是，由于這種Si02溶膠易于提供適于藻類生長的環境即充足的濕氣、氧和養分，于是在一定的溫度和pH值條件下，就會造成藻類的迅速生長和繁殖，使二氧化硅溶膠發生不可逆的轉化。這些滋生綠藻的隨著硅溶膠磨料而被引入拋光液中，并且在拋光液的堿性環境下仍然能夠存在和生長繁殖，從而影響拋光液的性質和外觀，同時也污染了拋光液的生產設備。因此，如何解決以Si02為磨料的拋光液中的除藻麻煩，是提高拋光液質量、效果的重要課題。(三)
發明內容本發明的目的在于提供一種除藻型拋光液，它使應用于CMP拋光領域的SiCb磨料的生長綠藻的問題得以克服，是一種能夠保證拋光質量、外觀，且不污染設備的新型拋光液。本發明的技術方案一種除藻型拋光液，其特征在于它是由Si02溶膠、pH值調節劑、表面活性劑、殺菌除藻劑、螯合劑和水混合組成，其重量分數配比Si02溶膠占25X45X，pH值調節劑占5%10%，表面活性劑占1%4%，殺菌除藻劑占0.022%，螯合劑占0.13%，水占30%65%;PH值范圍為.913.5，粒徑范圍為10130nm。上述所說的Si02溶膠可取粒徑10130mn的二氧化硅溶膠。上述所說的pH值調節劑取有機堿類，包括多羥多胺、胺堿、羥胺或醇胺。上述所說的表面活性劑包括聚氧乙烯系非離子表面活性劑、多元醇酯類非離子表面活性劑和高分子及元素有機系非離子表面活性劑中一種或兩種以上組合。上述所說的聚氧乙烯系非離子表面活性劑是聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯胺或聚氧乙烯酰胺。上述所說的多元醇酯類非離子表面活性劑是乙二醇酯、甘油酯或聚氧乙烯多元醇酯。上述所說的殺菌除藻劑類包括三嗪類、酚類、氧化劑類、揮發性垸化劑類或非氧化型殺生劑類殺菌除藻劑。上述所說的三嗪類包括羥乙基均三嗪殺菌除藻劑。上述所說的非氧化型殺生劑包括季銨鹽、異噻唑啉酮、戊二醛、季憐鹽或氯酚類殺菌除藻劑。上述所說的季銨鹽包括氯化十二烷基二甲基芐基銨。上述所說的螯合劑包括乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)，四乙酸四羥乙基乙二胺鹽或13個以上螯合環容丁水螯合劑。上述所說的水可取去離子水。本發明的工作原理及各組分的效能分析本案主要是通過在硅溶膠中加入適當適量的殺菌除藻劑來除去硅溶膠中的微生物，解決硅溶膠拋光液中長綠藻的問題。其中Si02溶膠，作為磨料，具有機械磨削作用，取納米級粒徑在1090nm可控，因其無棱角、富有彈性、粒徑小、分散度好，經磨削過的材料表面狀態好；有機堿作為pH值調節劑，氫氧根在溶液中緩慢釋放，起到均勻腐蝕襯底的作用，且具有絡合作用，能夠除去顆粒和金屬離子污染。表面活性劑，可以降低溶液的表面張力，使除藻型拋光液能夠全面鋪展在拋光墊內以及襯底和拋光墊之間；并且有強滲透作用，能加快質量交換、提高去除速率；另外活性劑在襯底表面形成保護層，防止污染物二次吸附。同時活性劑能夠滲透到芯片表面和有機污染物之間，達到去除污染的目的。■殺菌除藻劑主要通過殺死微生物和細菌來抑制藻類生長，本案所取的殺菌除藻劑不但能抑制拋光液中藻類的生長，并且不破壞拋光液的堿性環境，不與拋光液中的胺類發生化學反應，不影響拋光液的拋光性能。所選的殺菌除藻劑應當滿足如下的條件1.不破壞硅溶膠的性質；改進型的拋光液與未改進前的拋光液使用比較試驗后，證實改進型拋光液性質基本不受影響。2.不與胺類作用；因為拋光液成份之一有機堿屬于胺類。3.能在堿性環境中使用；拋光液pH值一般在1011左右。4.能溶于水；拋光液屬于水溶液，水性殺菌除藻劑保證拋光液原有的分散穩定性。5.使用一定的有效濃度；實驗證實殺菌除藻劑加入的量在0.022%(質量分數)效果最佳。6.對人體無毒無害；7.價格合理，能適應工業化生產的需要。故經綜合比較和篩選多種殺菌除藻劑后，三嗪類和非氧化型殺生劑比較適合本案拋光液的要求，該類殺菌除藻劑能夠殺滅和抑制多種細菌；在廣泛的pH范圍內均有效，該殺菌除藻劑呈堿性，可促使乳膠保持穩定；可溶于水、醇和多種油，與涂料、乳液中其它助劑相容性好；對設備無腐蝕;價格低，效果好。螯合劑是為了螯合金屬離子，與金屬離子形成大分子穩定的化合物，防止堿、重金屬離子對襯底的沾污。拋光液屬于水溶液，故取去離子水作為溶劑，使得上述的各種成分能夠均勻溶解。本發明的實驗效果例1:從本案生產成品罐中取2瓶硅溶膠拋光液，每瓶200g，分別編號為1,2;在2瓶中加入2g的SZSH-3型殺菌除藻劑(主要成分是羥乙基均三嗪)；測定各瓶溶液的PH值，1瓶PH40.1，2瓶PHN10.2;將溶液放<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發明的優越性在于(1)在不影響拋光液的性質下，明顯延長了其質保時間，解決了外觀問題，和使用過程對設備的污染問題；(2)采用選擇合適的殺菌除藻劑，在原有硅溶膠拋光液的基礎上，直接加入一定比例的殺菌除藻劑制備而成，操作簡單易行，工業化合理；(3)所用的殺菌除藻劑都是工業級用品，來源豐富，價格便宜。具體實施例方式實施例l:一種除藻型拋光液，其特征在于它是由Si02溶膠、pH值調節劑、表面活性劑、殺菌除藻劑、螯合劑和水混合組成。上述所說的除藻型拋光液中包括具體七種成分成分i:Si02溶膠；成分II:pH值調節劑選擇有機堿中的三乙醇胺，(HOCH2CH2)3;成分III:選擇殺菌除藻劑中的羥乙基均三嗪殺菌除藻劑；成分iiii與成分v為表面活性劑成分nn選擇表面活性劑中聚氧乙烯醚類的環氧乙烷和高級脂肪醇的縮合物GFC)r-0(C2h40)nh;成分V:選擇表面活性劑中聚氧乙烯醚類的脂肪醇聚氧乙烯(20)醚(平平加O—20)，ro(ch2ch2o)20hr=ci2—i8h25—37;成分VI:選擇螯合劑中的乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA);成分vii:h20;七種成分的重量分數配比為成分I占30%，成分II占10%,成分III占i%，成分nn占3%，成分v占i%，成分vi占i%，成分vn占54%。實施例2:--種除藻型拋光液，其特征在于它是由Si02溶膠、pH值調節劑、表面活性劑、殺菌除藻劑、螯合劑和水混合組成。上述所說的除藻型拋光液中包括具體七種成分成分I:SiCb溶膠；成分II:pH值調節劑選擇有機堿中的四甲基氫氧化胺；成分III:選擇殺菌除藻劑中的羥乙基均三嗪殺菌除藻劑；成分iiii與成分V為表面活性劑成分iiii選擇表面活性劑中的聚氧乙烯失水山梨糖醇單油酸酯(吐溫一80);成分V選擇表面活性劑中的聚氧乙烯系中辛醇聚氧乙烯醚二乙二胺；成分VI:選擇螯合劑中的四乙酸四羥乙基乙二胺鹽；成分VII:H20;七種成分的重量分數配比為成分1占30%，成分n占10%，成分in占1%，成分nn占3X，成分v占ix，成分vi占rx，成分vn占54實施例3:—種除藻型拋光液，其特征在于它是由Si02溶膠、pH值調節劑、表面活性劑、殺菌除藻劑、螯合劑和水混合組成。上述所說的除藻型拋光液中包括具體七種成分成分I:Si02溶膠；成分II:pH值調節劑選擇有機堿中的六羥基乙二胺；成分m:選擇殺菌除藻劑中的氯化十二烷基二甲基芐基銨殺菌除藻劑;成分mi與成分v為表面活性劑成分mi選擇表面活性劑中的聚氧乙烯系壬基酚聚氧乙烯醚；成分V選擇表面活性劑中的聚氧乙烯系失水山梨糖醇單油酸酯失水山梨醇油酸酯；成分VI:選擇螯合劑中的乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA);成分VII:H20;七種成分的重量分數配比為成分1占30%，成分ii占io。x，成分m占1%，成分mi占3%，成分V占1%，成分VI占1%，成分VII占5權利要求1、一種除藻型拋光液，其特征在于它是由SiO2溶膠、pH值調節劑、表面活性劑、殺菌除藻劑、螯合劑和水混合組成，其重量分數配比SiO2溶膠占25％～45％，pH值調節劑占5％～10％，表面活性劑占1％～4％，殺菌除藻劑占0.02～2％，螯合劑占0.1～3％，水占30％～65％；PH值范圍為9～13.5，粒徑范圍為10～130nm。2、根據權利要求1所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的Si02溶膠可取粒徑10130nm的二氧化硅溶膠。3、根據權利要求1所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的pH值調節劑取有機堿類，包括多羥多胺、胺堿、羥胺或醇胺。4、根據權利要求l所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的表面活性劑包括聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑、多元醇酯類非離子表面活性劑和高分子及元素有機系非離子表面活性劑中的一種或兩種以上組合。5、根據權利要求4所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的聚氧乙烯系非離子表面活性劑是聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯胺或聚氧乙烯酰胺；所說的多元醇酯類非離子表面活性劑是乙二醇酯、甘油酯或聚氧乙烯多元醇酯。6、根據權利要求l所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的殺菌除藻劑類包括三嗪類、酚類、氧化劑類、揮發性烷化劑類或非氧化型殺生劑類殺菌除藻劑。7、根據權利要求6所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的三嗪類包括羥乙基均三嗪殺菌除藻劑；所說的非氧化型殺生劑包括季銨鹽、異噻唑啉酮、戊二醛、季憐鹽或氯酚類殺菌除藻劑。8、根據權利要求7所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的季銨鹽包括氯化十二烷基二甲基芐基銨。9、根據權利要求l所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的螯合劑包括乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)，四乙酸四羥乙基乙二胺鹽或13個以上螯合環容丁水螯合劑。10、根據權利要求1所說的一種除藻型拋光液，其特征在于所說的水可取去離子水。全文摘要一種除藻型拋光液，其特征在于它是由SiO<sub>2</sub>溶膠、pH值調節劑、表面活性劑、殺菌除藻劑、螯合劑和水混合組成，其重量分數配比SiO<sub>2</sub>溶膠占25％～45％，pH值調節劑占5％～10％，表面活性劑作占1％～4％，殺菌除藻劑占0.02～2％，螯合劑占0.1～3％，水占30％～65％。pH值范圍為9～13.5，粒徑范圍為10～130nm。本發明的優越性在于在不影響拋光液的性質下，明顯延長了其質保時間，解決了外觀和污染問題；采用合適的殺菌除藻劑，在原有硅溶膠拋光液的基礎上，直接加入一定比例的殺菌除藻劑制備而成，操作簡單易行，工業化合理。文檔編號H01L21/304GK101096576SQ20061001459公開日2008年1月2日申請日期2006年6月30日優先權日2006年6月30日發明者仲躋和,周云昌,李家榮,高如山申請人:天津晶嶺電子材料科技有限公司