[发明专利]一种绿色环保型钛金属抛光液

说明书

本发明为一种绿色环保型钛金属抛光液，该钛抛光液包括磨料、氧化剂、碱性氧化物、表面活性剂、络合剂和缓蚀剂，所述缓蚀剂为烟酸，所述表面活性剂为不含钠离子的有机表面活性剂。本发明配方中并未引入新的外来的钠离子，可以应用与半导体领域抛光中，减少了金属离子数。通过引入少量的烟酸就可以得到良好的钛表面，烟酸的浓度在0.05wt％的时候即可得到优良的表面质量，同时具有较好的去除速率。

技术领域

本发明涉及一种可抑制钛金属表面腐蚀与划伤的钛抛光液及其制备方法。

背景技术

目前，钛因其相对丰富的含量以及较高的强度、较好的稳定性和较好的生物相容性，广泛应用在航空航天、生物医学和集成电路等领域。在IC领域和生物医学领域，对钛及其合金的表面质量都有着极高要求。相关研究表明，表面粗糙度的降低，可以有效减少裂纹的出现，提高材料寿命。只有通过化学机械抛光技术才能得到优良的表面。

化学机械抛光(chemical machanical polish，CMP)技术，是一种通过机械作用和化学作用相互配合，最终可以实现晶圆局部与全局的平坦化的技术。CMP技术最早由Walsh等人在1965年提出，最早是用于制造高质量的玻璃表面，如军用望远镜等。在化学机械抛光过程中，主要是通过抛光头、抛光垫以及抛光液之间的共同作用来进行研磨，抛光头和抛光垫主要提供机械研磨的作用，抛光液主要起化学作用。被抛光晶圆与抛光垫作相对运动，利用抛光液中的纳米级磨料的磨削和氧化剂、络合剂等化学助剂的氧化腐蚀来达到材料快速去除以及获得高质量表面的目的。

从提出化学机械抛光技术到现在，CMP已经从原来主要应用于集成电路(IC)拓展至存储磁盘、精密陶瓷、航空航天领域具有特殊用途的金属合金(钛合金等)等对于表面有特殊要求的加工领域。尤其是随着IC制造技术节点的不断减小，抛光液在低压力、低磨料的方向上的研发成为重点。而且抛光液作为高精制造领域中不可循环的耗材，市场需求是十分巨大的，这也导致废液排放后的处理工作十分困难，所以提出环保型钛金属化学机械抛光液尤为重要。

金属抛光液中的化学腐蚀作用是造成金属表面缺陷的主要因素，抛光液中的氢离子或者氢氧根离子以及络合剂等化学助剂的存在，都会造成钛在抛光过程中的表面缺陷，部分学者研究了添加金属缓蚀剂BTA、TTA等来抑制钛化学机械抛光之后的表面缺陷，对环境污染较大，此外由于在CMP过程中，抛光液、抛光设备环境等因素引入大量的金属离子(Na、Fe等)，尤其是快扩散的重金属离子，造成金属污染，会影响后续器件生长的可靠性。

发明内容

针对上述问题，本发明拟解决的技术问题是，提供了一种绿色环保的可抑制钛晶圆表面腐蚀与划伤的钛抛光液及其制备方法，提高化学机械抛光后的钛表面质量，同时将对环境的影响降到最低。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种绿色环保型钛金属抛光液，该抛光液可抑制钛晶圆表面腐蚀与金属污染，该钛抛光液包括磨料、氧化剂、碱性氧化物、表面活性剂、络合剂和缓蚀剂，其特征在于，所述缓蚀剂为烟酸，所述表面活性剂为不含钠离子的有机表面活性剂。

所述抛光液中各组分的质量百分比如下：硅溶胶：1wt％-10wt％；氧化剂：0.1wt％-2wt％；碱性化合物：0.01wt％-0.1wt％；络合剂：0.1wt％-5wt％；缓蚀剂：0.01wt％-0.2wt％；表面活性剂：0.01wt％-0.1wt％；去离子水余量。

所述络合剂包括柠檬酸钾，络合剂还可以包括酒石酸钾及甘氨酸中的任一种；

氧化剂为双氧水；碱性化合物为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、聚天冬氨酸及氨水中的任一种；表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚及十二烷基苯磺酸，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。

本发明绿色环保型钛金属抛光液的制备过程是：制备过程中需要配合搅拌机使用，具体过程是：

1)将络合剂、缓蚀剂及表面活性剂分别溶解为1wt％的稀释液状态；