专利名称：改性二氧化硅溶胶及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性二氧化硅溶胶及其制备方法，以及在抛光液中的应用。
技术背景顾名思义，化学机械抛光(CMP)的抛光液对半导体器件的抛光机理是 抛光液中的各组分通过化学机械作用去除半导体器件中的金属和非金属，从而 进一步起到平坦化的效果。CMP抛光液主要由三部分组成磨料、化学试剂和分 散介质。常见的分散介质为水或醇类物质，如乙醇、甲醇、甘油等。化学试剂
是CMP抛光液中最为重要的组分，这些化学试剂按照功能可以分为络合剂(或 速率增助剂)、缓蚀剂、氧化剂、表面活性剂、流变调节剂和pH值调节剂等。 CMP抛光液的另一个重要的组分是磨料，这些磨料为无机粒子和有机聚合物颗 粒。
用作CMP抛光液的磨料可以有很多种，大多为氧化物颗粒或有机颗粒，例 如二氧化硅、氧化铝、二氧化锆、氧化铈、氧化铁、聚苯乙烯颗粒和/或他们的 混合物等。这些颗粒具有不同的硬度和表面化学特性，从而对半导体器件各基 材的抛光效果也各不相同，其中氧化铝和二氧化硅是使用最多的抛光磨料。
二氧化硅根据制备方法可以分为气相二氧化硅、沉淀型二氧化硅和二氧化 硅溶胶。气相二氧化硅和沉淀型二氧化硅多为二氧化硅粒子的聚集体，其产品 多为二氧化硅粉末，这两种二氧化硅应用于CMP抛光液中时，往往需要大量的能量来分散二氧化硅粒子。与前两种二氧化硅相比，二氧化硅溶胶具有分散均
匀、粒径可控、表面功能基团较多的优点，近年来已经逐渐成为CMP抛光液的
最主要的磨料。
大部分二氧化硅溶胶粒子的粒径为5-150nm，其分散介质为水、乙醇或其他 有机溶剂。二氧化硅粒子表面富含羟基基团，羟基基团数目达到3-8#/nm2，因 此二氧化硅粒子具有较强的亲水性和极性，能够稳定分散在水中。二氧化硅粒 子表面的羟基基团具有较强的活性，在较高的pH值下能够产生电离，也能够与 一些化学物质反应。
利用一些化学物质与二氧化硅粒子表面的羟基基团反应，从而改变二氧化 硅粒子的表面化学特性，这种处理方式称为二氧化硅的化学改性。硅垸偶联剂 是最为常用的二氧化硅粒子改性剂，其改性反应活性大、反应条件温和。硅垸 偶联剂内带有硅氧烷基团，能够与二氧化硅粒子表面的羟基基团发生水解縮聚 反应，从而使硅烷偶联剂上的有机链段接枝在二氧化硅粒子表面，改变二氧化 硅粒子表面的极性。
对抛光液的磨料进行特殊处理，以期望得到特殊的抛光性能，已有部分专 利揭示了这方面的研究。如专利文献US6646348公开了一种硅垸偶联剂作为抛 光液的组分，该硅垸偶联剂水解后形成低聚物与抛光液中的磨料及其他化学试 剂相混合，能够获得较低的TEOS和Ta的抛光速率，并获得较好的抛光表面。 专利文献US6656241公开了一种二氯二甲基硅垸改性的二氧化硅聚集体，并应 用于Cu抛光液，二氧化硅聚集体经过改性处理能够很好地分散在抛光液中，而 且Cu和Ta的抛光速率与选择比受到改性处理的影响。专利US6582623公开了 一种改性磨料的抛光液，将硅垸偶联剂直接与磨料分散体相混合，然后配置成
抛光液，可以应用于抛光W、 Cu等各种晶圆表面。
发明内容
本发明的目的是公开一种能够对抛光液的抛光性能产生显著影响的改性二 二氧化硅溶胶。
本发明的改性二氧化硅溶胶中，二氧化硅的表面键合了含环氧基基团的硅 烷偶联剂。所述的含环氧基基团的硅烷偶联剂可选自Y-缩水甘油氧基丙基三甲
氧基硅烷、Y-缩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-缩水甘油氧基丙基氯化硅烷等， 较佳的为Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸。
本发明中，所述的改性二氧化硅溶胶的粒径较佳的为10 500nm，更佳的为 1(M50nm。
本发明另一目的是公开一种本发明的改性二氧化硅溶胶的制备方法，其包
括如下步骤将二氧化硅溶胶、表面活性剂、以及含有环氧基基团的硅烷偶联 剂混合后，进行改性反应即可。
本发明的方法中，所述的含环氧基基团的硅垸偶联剂可选自Y-缩水甘油氧 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，较佳的为Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。所述的含有环氧基团 的硅烷偶联剂的用量较佳的为二氧化硅溶胶的质量百分比0.02 1%，更佳的为 0.2 0.5%。
本发明的方法中，在反应物中还加入表面活性剂，其目的是改善改性剂在水中分散性以及与二氧化硅溶胶粒子的相容性。所述的表面活性剂可选自阴离 子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。 其中，较佳的为聚丙烯酸、聚乙二醇、甜菜碱或十二垸棊溴化铵。所述的表面
活性剂的用量较佳的为反应物总量的质量百分比0.01~1%，更佳的为质量百分比 0.0卜0.1%。
本发明的方法中，改性温度一般可以为20'C至10(TC，较佳的为20 7(TC; 改性时间一般可以为1小时至24小时，甚至更长的时间，以便于反应的充分进 行，较佳的为2 24小时，更佳的为2 7小时；反应的pH环境一般可以为1~14， 较佳的为2 12，更佳的为7~12，碱性条件下更利于解决二氧化硅容易凝胶的问 题。改性过程中一般采用盐酸、硝酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、有 机胺等调节溶液的pH值。制备过程中，可加入少量水。
本发明的进一步目的是公开含有本发明的改性二氧化硅溶胶的抛光液。采 用含有环氧基团的硅垸改性剂，按上述方法对二氧化硅粒子表面进行改性处理 后，可改变二氧化硅粒子表面的亲水性。并且，二氧化硅粒子表面接枝环氧基 团后，可改变二氧化硅粒子与晶圆、抛光垫表面之间的相互作用，从而可影响 抛光液的最终性能。该抛光液可含有其他本领域常规添加剂。
本发明所用试剂及原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于本发明的改性二氧化硅溶胶中，二氧化硅粒 子表面接枝了环氧基团， 一方面改变了二氧化硅粒子的亲水性，另一方面改变 了二氧化硅粒子与晶圆、抛光垫表面的相互作用。基于以上两种性能改进，采 用本专利所述的改性二氧化硅配制的CMP抛光液可具有较高的TEOS和BD抛 光速率，同时对Ta、 Cu抛光影响不大。
图1为实施例1中含有不同粒径改性二氧化硅的抛光液1 3和对比抛光液1~3 对BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛光速率。
图2为实施例2中抛光液4 5和对比抛光液4 5对BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛
光速率。
图3为实施例3中含有采用不同用量硅烷改性剂改性制得的改性二氧化硅的抛 光液6 9对BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛光速率。
图4为实施例4中含有不同温度下所制得的改性二氧化硅的抛光液10~12对 BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛光速率。
图5为实施例5中含有经不同反应时间所制得的改性二氧化硅的抛光液13~15 对BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛光速率。
图6为实施例6中含有不同pH下所制得的改性二氧化硅的抛光液16 18对BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛光速率。
图7为实施例7中含有添加不同表面活性剂所制得的改性二氧化硅的抛光液 19 23和对比抛光液6 10对BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛光速率。 图8为实施例8中含有采用不同用量的表面活性剂所制得的改性二氧化硅的抛 光液24 27对BD、 TEOS、 Ta和Cu的抛光速率。
具体实施例方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所 述的实施例范围之中。
以下实施例中，含量百分比除特别说明外，均指质量百分比。方法实施例1
二氧化硅溶胶(30%固含量，粒径10nm) 94.7%, Y-縮水甘油氧基丙基三 甲氧基硅烷(用量为二氧化硅溶胶的0.1%)，甜菜碱两性表面活性剂(用量为 反应物总量的0.05%)，余量为水。将上述混合物用50。/。KOH溶液调节pH=12 后，在20。C下搅拌反应24小时，即可得到改性二氧化硅溶胶(10nm)。 方法实施例2
二氧化硅溶胶(30%固含量，粒径50nm) 94.7%， Y-縮水甘油氧基丙基三 甲氧基硅垸(用量为二氧化硅溶胶的0.2%)，甜菜碱两性表面活性剂(用量为 反应物总量的0.5。/。)，余量为水。将上述混合物用50o/。KOH溶液调节pH=10 后，在4CTC下搅拌反应6小时，即可得到改性二氧化硅溶胶(50nm)。 方法实施例3
二氧化硅溶胶(30%固含量，粒径100nm) 94.7%, Y-縮水甘油氧基丙基三 甲氧基硅烷(用量为二氧化硅溶胶的0.02。/。)，聚丙烯酸表面活性剂(用量为反 应物总量的1%)，余量为水。将上述混合物用50%KOH溶液调节pH=2后， 在5(TC下搅拌反应7小时，即可得到改性二氧化硅溶胶(100nm)。 方法实施例4
二氧化硅溶胶(30%固含量，粒径150nm) 94.7%， Y-缩水甘油氧基丙基三 甲氧基硅烷(用量为二氧化硅溶胶的1%)，聚乙二醇表面活性剂(用量为反应 物总量的0.1%)，余量为水。将上述混合物用50y。KOH溶液调节phK7后，在 7CrC下搅拌反应2小时，即可得到改性二氧化硅溶胶(150nm)。 方法实施例5
二氧化硅溶胶(30%固含量，粒径500nm) 94.7%， Y-縮水甘油氧基丙基三
甲氧基硅烷(用量为二氧化硅溶胶的0.5%)，十二烷基溴化铵表面活性剂(用 量为反应物总量的0.01%),余量为水。将上述混合物调节pH-9后，在3(TC 下搅拌反应10小时，即可得到改性二氧化硅溶胶(500nm)。
以下实施例中，A187为Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸，CAB-30为甜 菜碱两性表面活性剂。 效果实施例1
对比抛光液l: 二氧化硅(10nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1°/。， H202 0.03%， 酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%,水为余量， pH=3.0。
对比抛光液2: 二氧化硅(90nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%， 酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%，水为余量， pH=3.0。
抛光液l: A187改性二氧化硅(lOnm)溶胶粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%，水为 余量，pH=3.0.
抛光液2: A187改性二氧化硅(90nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%，水为 余量，pH=3.0.
抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。
对比抛光液1 2和抛光液1 2的抛光性能如图1所示，从图中可以看到， 含有改性二氧化硅粒子的抛光液具有较高的TEOS和BD抛光速率。尤其当二氧 化硅粒子较小时(10nm)，经过表面改性处理后，TEOS和BD的抛光速率得到 显著的提高。效果实施例2
抛光液3: A187改性二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA 0.1°/。， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%，水为 余量，pH=3.0.
对比抛光液3: 二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0°/。， A187和CAB-30反应混 合物2.46%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性 剂(毕克化学公司)0.05%，水为余量，pH=3.0. A187和CAB-30反应混合物的制 备方法为2°/。A187， l%CAB-20，余量为水，该溶液在40。C、 pH=10下搅拌反 应6小时即可。抛光液4: A187改性二氧化硅(20nm)溶胶型7.0%， BTA 0.1%, H202 0.03%， 酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%，水为余量， pH=3.0.对比抛光液4: 二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, A187反应物2.46%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%,聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学 公司)0.05%，水为余量，pH-3.0.A187反应物的制备方法为2%A187，余量为 水，该溶液在4(TC、 pH^0下搅拌反应6小时即可。抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。对比抛光液3， 4和抛光液3， 4的抛光性能如图2所示。从图中可以看到， 含有硅垸改性剂A187改性后的二氧化硅溶胶的抛光液具有较高的BD和TEOS 的抛光速率。
效果实施例3
抛光液5: 0.02% A187改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液6: 0.2。/oA187改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1°/o， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液7: 0.5。/。A187改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。
抛光液5 7的抛光性能如图3所示。从图中可以看到，制备方法中，使用 不同改性剂的用量，尤其是0.2%~0.5%的用量，得到的改性二氧化硅都使抛光 液具有较高的TEOS和BD抛光速率。
效果实施例4
抛光液8: 2(TC下A187改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1%， H2O2 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液9: 4(TC下A187改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1%，
H2O2 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液10:70。C下A187改性的二氧化硅(20画)溶胶粒子7.0%，BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。
抛光液8 10的抛光性能如图4所示。从图中可以看到，含有不同反应温度 下改性的二氧化硅的抛光液都具有较高的TEOS和BD抛光速率。
效果实施例5
抛光液ll:反应2小时下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTAO.P/。， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液12:反应4小时下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性齐1」(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液13:反应7小时下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。
抛光液11~13的抛光性能如图5所示。从图中可以看到，含有不同反应时 间制得的改性二氧化硅抛光液都具有较高的TEOS和BD抛光速率。
效果实施例6
抛光液14: pHN2下改性的二氧化硅(20nrn)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液15: pH-7下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O2 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光液16: pH=ll下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%,聚丙烯酸阴离子表面活性齐!|(毕克化学公司)0.05%， 水为余量，pH=3.0.
抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。
抛光液14 16的抛光性能如图6所示。从图中可以看到，不同pH值下，尤 其是pH7以上的改性反应制得的改性二氧化硅，使得抛光液具有较高的TEOS 和BD抛光速率。
效果实施例7
抛光液17:表面活性剂为甜菜碱两性表面活性剂CAB-30下改性的二氧化 硅(20nrn)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03°/0，酒石酸0.2%,聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%，水为余量，pH=3.0.对比抛光液5: 二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%， 酒石酸0.2%,聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， CAB-30 240ppm,水为余量，pH=3.0.抛光液18:表面活性剂为阴离子型表面活性剂聚丙烯酸下改性的二氧化硅 (20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H202 0.03%,酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴 离子表面活性齐1」(毕克化学公司)0.05%，水为余量，pH=3.0.对比抛光液6: 二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03°/o， 酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.074%，水为余量， pH=3.0.抛光液19:表面活性剂为阴离子表面活性剂十二垸基苯磺酸下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%,聚丙烯 酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.074%，水为余量，pH=3.0.对比抛光液7: 二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA0.1%， H2O20.03%， 酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%，苯磺酸 240ppm，水为余量，pH=3.0.抛光液20:表面活性剂为非离子性表面活性剂聚乙二醇(PEG200)下改性 的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%，酒石酸0.2%, 聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.074%,水为余量，pH=3.0.对比抛光液8: 二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03°/o， 酒石酸0.2%,聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%， PEG200 240ppm,水为余量，pH=3.0.抛光液21:表面活性剂为阳离子性表面活性剂十二垸基溴化铵(CTAB)下 改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%， 聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.074%，水为余量，pH=3.0.对比抛光液9: 二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA0.1%， H2O20.03%， 酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)0.05%, CTAB 240ppm, 水为余量，pH=3.0.抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。抛光液17~21和对比抛光液6 10的抛光性能如图7所示。从图中可以看到， 改性过程中采用不同的表面活性剂，其改性二氧化硅的抛光性能表面不同。但 是与未进行改性处理的二氧化硅相比，含有改性二氧化硅的抛光液总是表现为 较高的TEOS和BD抛光速率。效果实施例8抛光液22: 0.01。/。CAB-30下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司) 0.05%，水为余量，pH=3.0.抛光液23: 0.10。/。CAB-30下改性的二氧化硅(20證)溶胶粒子7.0%， BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司) 0.05%，水为余量，pH=3.0.抛光液24: 0.30。/。CAB-30下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%， BTA 0.1%, H202 0.03%,酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司)
0.05%，水为余量，pH=3.0.抛光液25: 0.50% CAB-30下改性的二氧化硅(20nm)溶胶粒子7.0%, BTA 0.1%， H202 0.03%，酒石酸0.2%，聚丙烯酸阴离子表面活性剂(毕克化学公司) 0.05%,水为余量，pH=3.0.抛光条件抛光压力2.0psi，抛光盘转速70rpm，抛光液流速100ml/min， 抛光垫Politex， Logitech PM5 Polisher。抛光液22 25的抛光性能如图8所示。从图中可以看到，改性过程中采用 不同用量，尤其是0.01-0.1%用量的表面活性剂，制得的改性二氧化硅，可使抛 光液具有较高的BD和TEOS抛光速率。
权利要求
1.一种改性二氧化硅溶胶，其特征在于二氧化硅表面键合了含环氧基基团的硅烷偶联剂。
2. 如权利要求1所述的改性二氧化硅溶胶，其特征在于所述的含环氧基基团 的硅烷偶联剂为Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
3. 如权利要求1所述的改性二氧化硅溶胶，其特征在于所述的改性二氧化硅 溶胶的粒径为10~500nm。
4. 如权利要求3所述的改性二氧化硅溶胶，其特征在于所述的改性二氧化硅 溶胶的粒径为10~150nm。
5. 如权利要求1所述的改性二氧化硅溶胶的制备方法，其特征在于将二氧化 硅溶胶、表面活性剂、以及含有环氧基基团的硅垸偶联剂混合后，进行改性 反应即可。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的含环氧基基团的硅烷偶联剂 为Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅垸。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的含有环氧基团的硅烷偶联剂 的用量为二氧化硅溶胶质量的0.02 1%。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述的含有环氧基团的硅垸偶联剂 的用量为二氧化硅溶胶质量的0.2~0.5%。
9. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的表面活性剂为阴离子表面活 性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的表面活性剂为聚丙烯酸、聚 乙二醇、甜菜碱或十二垸基溴化铵。
11. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的表面活性剂的用量为反应物 总量的质量百分比0.01~1%。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于所述的表面活性剂的用量为反应 物总量的质量百分比0.01~0.1%。
13. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的改性反应的温度为20 7(TC。
14. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的改性反应的时间为2~24小 时。
15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于所述的改性反应的时间为2~7小时。
16. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的改性反应在pH为2 12的环 境下进行。
17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于所述的改性反应的pH为7~12的 环境下进行。
18. 含有如权利要求1所述的改性二氧化硅溶胶的抛光液。
全文摘要
本发明公开了改性二氧化硅溶胶及其制备方法，以及含有该改性二氧化硅溶胶的抛光液。该改性二氧化硅溶胶的二氧化硅表面键合了含环氧基基团的硅烷偶联剂。将二氧化硅溶胶、表面活性剂、以及含有环氧基基团的硅烷偶联剂混合后，进行改性反应即可。本发明的改性二氧化硅溶胶中，二氧化硅粒子表面接枝了环氧基团，一方面改变了二氧化硅粒子的亲水性，另一方面改变了二氧化硅粒子与晶圆、抛光垫表面的相互作用。基于以上两种性能改进，采用本发明所述的改性二氧化硅配制的CMP抛光液可具有较高的TEOS和BD抛光速率，同时对Ta、Cu抛光影响不大。
文档编号C09C1/28GK101338082SQ20071004355
公开日2009年1月7日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年7月6日
发明者颖 姚, 宋伟红, 宋成兵, 陈国栋 申请人:安集微电子(上海)有限公司