本申请涉及化学机械抛光的领域，更具体地说，它涉及一种高稳定的cmp抛光液。
背景技术：
：半导体材料主要以硅材料为主，是电子信息产业中最重要的基础功能材料之一。半导体材料在我国国民经济和军事工业中占有极为重要的地位，全世界95％以上的半导体器件是由硅材料制备而成的。在加工半导体材料时，往往需要将硅材料加工成硅晶片，并对硅晶片进行抛光处理才能继续后续的工序。为了保证硅晶片的抛光加工精度，需要对硅晶片进行化学机械抛光(cmp)。化学机械抛光简称cmp，应用于集成电路和超大规模集成电路中对基体材料的硅晶片进行抛光，抛光过程中，cmp抛光液大大影响了硅晶片抛光质量。cmp抛光液一般由磨料、ph值调节剂、氧化剂、分散剂和去离子水等添加剂组成。传统的抛光液具有应力残留、抛光速率低等问题。为了提高抛光质量，企业致力于研究高质量的抛光液。目前，公开号为cn107043599a的中国专利提出了一种硅晶片抛光液，按质量份数计包括硅溶胶磨料20份、六羟丙基丙二胺0.1份、四羟乙基乙二胺2份、烷基醇酰胺0.1份、去离子水80份。针对上述相关技术，发明人在实际使用时发现：上述抛光液的抛光速率的稳定性较差。技术实现要素：为了提高cmp抛光液抛光速率的稳定性，本申请提供一种高稳定的cmp抛光液。本申请提供的一种高稳定的cmp抛光液采用如下的技术方案：一种高稳定的cmp抛光液，每100重量份的抛光液中包括磨料20-50份、ph调节剂0.3-8份、聚醚多元醇2-5份、羟基丁酸0.005-0.008份、表面活性剂0.01-0.15份、余量为水。通过采用上述技术方案，由于在抛光液中添加聚醚多元醇和羟基丁酸，其中聚醚多元醇的端基或侧基含有羟基，与水、磨料等的相容性较高，羟基丁酸与聚醚多元醇的相容性较高，且能够与聚醚多元醇相互作用，提高了抛光液在抛光时抛光速率的稳定性。优选的，所述聚醚多元醇的平均分子量为700-2000。通过采用上述技术方案，本申请通过控制聚醚多元醇的平均分子量，提高了抛光液各制备原料之间的相容性，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。优选的，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。通过采用上述技术方案，阴离子型表面活性剂与聚醚多元醇的相容性较高，且能够与聚醚多元醇、羟基丁酸相互交联，形成交联结构，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。优选的，所述表面活性剂为阴离子聚丙烯酰胺和烷基苯磺酸钠的混合物。通过采用上述技术方案，本申请使用阴离子聚丙烯酰胺和烷基苯磺酸钠复配，阴离子聚丙烯酰胺和烷基苯磺酸钠相互作用，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。优选的，所述阴离子聚丙烯酰胺和烷基苯磺酸钠的重量比为(0.05-0.3)：1。通过采用上述技术方案，本申请通过控制阴离子聚丙烯酰胺和烷基苯磺酸钠的重量比，进一步增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。优选的，所述烷基苯磺酸钠为十二烷基苯磺酸钠。通过采用上述技术方案，十二烷基苯磺酸钠与聚醚多元醇、磨料的相容性较高，使羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用增强，提高了抛光液在抛光时抛光速率的稳定性。优选的，所述磨料为硅溶胶和二氧化钛水溶胶的混合物。通过采用上述技术方案，本申请使用硅溶胶和二氧化钛水溶胶复配，硅溶胶和二氧化钛水溶胶相互作用，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。优选的，所述硅溶胶和二氧化钛水溶胶的重量比为1：(0.05-0.15)。通过采用上述技术方案，本申请通过控制硅溶胶和二氧化钛水溶胶的重量比，进一步增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。优选的，所述ph调节剂为氢氧化钠和二甲基乙酰胺的混合物，氢氧化钠和二甲基乙酰胺的重量比为1：(0.8-1)。通过采用上述技术方案，本申请通过使用氢氧化钠和二甲基乙酰胺复配，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用在抛光液中添加聚醚多元醇和羟基丁酸，其中聚醚多元醇的端基或侧基含有羟基，与水、磨料等的相容性较高，羟基丁酸与聚醚多元醇的相容性较高，且能够与聚醚多元醇相互作用，提高了抛光液在抛光时抛光速率的稳定性；2、本申请中优选采用平均分子量为1000的聚醚多元醇，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，制得的抛光液在抛光时抛光速率的稳定性较高；3、本申请中优选采用阴离子型聚丙酰胺作为表面活性剂，阴离子型聚丙酰胺与聚醚多元醇的相容性较高，且能够与聚醚多元醇、羟基丁酸相互交联，形成交联结构，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，本申请所用原料来源见表1，表1中未提及的原料均购自国药集团化学试剂有限公司。表1.本申请所用原料来源实施例实施例1一种高稳定的cmp抛光液，制备方法为：将40kg磨料、5kgph调节剂、3kg聚醚多元醇、0.007kg羟基丁酸、0.1kg表面活性剂和51.893kg水混合均匀制成；所用磨料为硅溶胶，所用ph调节剂为浓度为85wt％的氢氧化钠，所用聚醚多元醇的平均分子量为410，所用表面活性剂为聚季铵盐。实施例2-7实施例2-7均以实施例1为基础，与实施例1的区别仅在于：各原料用量不同，具体见表2。表2.实施例1-7原料用量实施例8实施例8以实施例1为基础，与实施例1的区别仅在于：以等质量的二氧化钛水溶胶代替硅溶胶。实施例9-11实施例9-11均以实施例1为基础，与实施例1的区别仅在于：所用聚醚多元醇的平均分子量不同，具体见表3。表3.实施例9-11聚醚多元醇的平均分子量实施例实施例9实施例10实施例11聚醚多元醇的平均分子量70020001000实施例12实施例12以实施例11为基础，与实施例11的区别仅在于：以等质量的阴离子聚丙烯酰胺代替聚季铵盐。实施例13实施例13以实施例11为基础，与实施例11的区别仅在于：以等质量的十六烷基苯磺酸钠代替聚季铵盐。实施例14-17实施例14-17均以实施例13为基础，与实施例13的区别仅在于：所用表面活性剂为阴离子聚丙烯酰胺和十六烷基苯磺酸钠的混合物，阴离子聚丙烯酰胺和十六烷基苯磺酸钠的重量比不同，具体见表4。表4.实施例14-17阴离子聚丙烯酰胺和十六烷基苯磺酸钠的重量比实施例18实施例18以实施例17为基础，与实施例17的区别仅在于：以等质量的十二烷基苯磺酸钠代替十六烷基苯磺酸钠。实施例19实施例19以实施例18为基础，与实施例18的区别仅在于：以等质量的二氧化钛水溶胶代替硅溶胶。实施例20-23实施例20-23均以实施例19为基础，与实施例19的区别仅在于：所用磨料为硅溶胶和二氧化钛水溶胶的混合物，硅溶胶和二氧化钛水溶胶的重量比不同，具体见表5。表5.实施例20-23硅溶胶和二氧化钛水溶胶的重量比实施例硅溶胶：二氧化钛水溶胶的(重量比)实施例201：1实施例211：0.05实施例221：0.15实施例231：0.1实施例24实施例24以实施例23为基础，与实施例23的区别仅在于：以等质量的二甲基乙酰胺代替氢氧化钠。实施例25-27实施例25-27均以实施例24为基础，与实施例24的区别仅在于：所用ph调节剂为氢氧化钠和二甲基乙酰胺的混合物，氢氧化钠和二甲基乙酰胺的重量比不同，具体见表6。表6.实施例25-27氢氧化钠和二甲基乙酰胺的重量比实施例氢氧化钠：二甲基乙酰胺(重量比)实施例251：0.8实施例261：1实施例271：0.9对比例对比例1对比例1以实施例2为基础，与实施例2的区别仅在于：以等质量的磨料代替聚醚多元醇。对比例2对比例2以实施例2为基础，与实施例2的区别仅在于：以等质量的磨料代替羟基丁酸。对比例3一种高稳定的cmp抛光液，制备方法为：将60kg磨料、5kgph调节剂、10kg聚醚多元醇、0.007kg羟基丁酸、0.1kg表面活性剂和29.893kg水混合均匀制成；所用磨料为硅溶胶，所用ph调节剂为浓度为85wt％的氢氧化钠，所用聚醚多元醇的平均分子量为410，所用表面活性剂为聚季铵盐。性能检测试验分别对实施例1-27、对比例1-3制得的高稳定的cmp抛光液进行如下性能测试。抛光速率稳定性测试：使用本申请制得的高稳定的cmp抛光液对硅晶片进行抛光，对应实施例1-27、对比例1-3的cmp抛光液分别对100片硅晶片进行抛光试验并记录抛光速率，每个实施例或对比例的抛光速率记为v1、v2……v100，计算平均抛光速率记为v0，并计算抛光速率相对波动百分比，抛光速率相对波动百分比＝(v1/v0+v2/v0+……v100/v0)/100×100％，抛光速率相对波动百分比越大，抛光速率稳定性越差，抛光速率相对波动百分比越小，抛光速率稳定性越高，测试结果见表7；抛光时所用抛光机为单面抛光机，抛光机配有4个抛光头，每个抛光头可抛4片硅晶片，抛光时的抛光压力为32kpa，抛光转盘的转速为90r/min，抛光头转速为100r/min，抛光时间为20min，抛光时抛光液的流量为230ml/min，抛光温度为20℃。抛光垫为聚氨酯发泡固化抛光垫，聚氨酯发泡固化抛光垫为600型抛光垫，购自subrodel公司；硅晶片的规格为p型<100>，直径为100mm，电阻率为0.1-100ω·cm，购自千和佑上海商贸有限公司。表7.实施例1-27、对比例1-3测试结果分析上述数据可知：本申请制得的高稳定的cmp抛光液抛光效果较好，且抛光速率稳定性较高，对比实施例1-8的数据可知，实施例1为实施例1-8的最佳实施例。对比实施例1-8与对比例1-3的数据可知，本申请在抛光液中添加聚醚多元醇和羟基丁酸，其中聚醚多元醇的端基或侧基含有羟基，与水、磨料等的相容性较高，羟基丁酸与聚醚多元醇的相容性较高，且能够与聚醚多元醇相互作用，提高了抛光液在抛光时抛光速率的稳定性。对比实施例9-11与实施例1的数据可知，本申请通过控制聚醚多元醇的平均分子量，提高了抛光液各制备原料之间的相容性，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。其中，当聚醚多元醇的平均分子量为1000时，制得的抛光液在抛光时抛光速率的稳定性较高。对比实施例12与实施例11的数据可知，阴离子型聚丙酰胺与聚醚多元醇的相容性较高，且能够与聚醚多元醇、羟基丁酸相互交联，形成交联结构，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。对比实施例14与实施例12、实施例13的数据可知，本申请使用阴离子聚丙烯酰胺和十六烷基苯磺酸钠复配，阴离子聚丙烯酰胺和十六烷基苯磺酸钠相互作用，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。对比实施例15-17与实施例14的数据可知，本申请通过控制阴离子聚丙烯酰胺和十六烷基苯磺酸钠的重量比，进一步增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。其中当阴离子聚丙烯酰胺和十六烷基苯磺酸钠的重量比为0.2：1时，制得的抛光液在抛光时抛光速率的稳定性较高。对比实施例18与实施例17的数据可知，十二烷基苯磺酸钠与聚醚多元醇、磨料的相容性较高，使羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用增强，提高了抛光液在抛光时抛光速率的稳定性。对比实施例18与实施例19、实施例18的数据可知，本申请使用硅溶胶和二氧化钛水溶胶复配，硅溶胶和二氧化钛水溶胶相互作用，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。对比实施例21-23与实施例20的数据可知，本申请通过控制硅溶胶和二氧化钛水溶胶的重量比，进一步增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。其中当硅溶胶和二氧化钛水溶胶的重量比为1：0.1时，制得的抛光液在抛光时抛光速率的稳定性较高。对比实施例25-27与实施例24、实施例23的数据可知，本申请通过使用氢氧化钠和二甲基乙酰胺复配，增强了羟基丁酸与聚醚多元醇之间的相互作用，使抛光液在抛光时抛光速率的稳定性得到提高。其中当氢氧化钠和二甲基乙酰胺的重量比为1：0.9时，制得的抛光液在抛光时抛光速率的稳定性较高。本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12