本发明属于硬脆晶体超精密加工领域,具体是一种光催化辅助化学机械抛光液及其制备方法。
背景技术:
1、在微电子器件制造过程中,需要制备高质量且平坦的材料表面,一般使用化学机械抛光(cmp)表面处理技术。cmp广泛应用于半导体、集成电路、光电子器件、光纤通信等领域的材料加工,通过化学反应和机械磨削的共同作用,从而实现更好的表面平整度和光洁度。
2、申请号为202010521251.x的文献公开了一种硅片边抛补液系统、补液方法及硅片边抛方法,其从抛光过程入手,对抛光液ph进行控制,并在边缘抛光过程中及时补加液体维持抛光性能的稳定。但此抛光方法存在表面质量不均匀、材料去除难以控制、工艺复杂性和环境影响等缺点,因此需要一种能够提高抛光效率和表面质量的抛光技术,从而实现更好的抛光材料表面平整度、光洁度以及抛光效率。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种光催化辅助化学机械抛光液及其制备方法和应用。
2、本发明解决所述抛光液技术问题的技术方案是,提供一种光催化辅助化学机械抛光液,其特征在于,该化学机械抛光液由磨料、氧化剂、表面活性剂、ph调节剂和去离子水组成。
3、本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是,提供一种所述光催化辅助化学机械抛光液的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:
4、s1、在搅拌的条件下,将磨料、氧化剂和表面活性剂加入到去离子水中,搅拌均匀后,制得混合液;
5、s2、在搅拌的条件下,将ph调节剂加入到混合液中,搅拌均匀后,得到ph为8~11.5的化学机械抛光液。
6、本发明解决所述应用技术问题的技术方案是,提供一种所述光催化辅助化学机械抛光液的应用,其特征在于,将该化学机械抛光液与光源配合,用于化学机械抛光的精抛过程。
7、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
8、(1)本发明研制的化学机械抛光液呈碱性,对设备腐蚀性小,制备工艺简单且绿色环保,便于清洗,相较于传统化学机械抛光方法,抛光效率提升了3~4倍左右,极大地提高了化学机械抛光效率,能够获得高效低损伤、良好的表面质量和粗糙度、光滑平坦化的抛光材料表面。
9、(2)本发明采用二氧化铈作为化学机械抛光的磨料。二氧化铈的硬度适中,能够有效地去除表面的凸起物和微小缺陷,同时不会过度损伤基材;颗粒尺寸均匀,使用二氧化铈磨料进行抛光能够获得较为均匀的表面光洁度和质量;二氧化铈在使用和处理过程中对环境的影响较小,符合环保要求。
10、(3)本发明基于光催化抛光加工原理,将化学机械抛光液与光源配合,用于化学机械抛光的精抛过程。光源使得化学机械抛光液生成具有强氧化性的自由基,增强化学机械抛光液对抛光材料的氧化作用,提高化学作用去除的效率。
1.一种光催化辅助化学机械抛光液,其特征在于,该化学机械抛光液由磨料、氧化剂、表面活性剂、ph调节剂和去离子水组成。
2.根据权利要求1所述的光催化辅助化学机械抛光液,其特征在于,化学机械抛光液中,磨料的质量分数为0.1~5wt.%,氧化剂的质量分数为0.1~10wt.%,表面活性剂的质量分数为0.1~10wt.%,ph调节剂用于将化学机械抛光液的ph调节为8~11.5,其余为去离子水,各组分质量之和为100%。
3.根据权利要求1所述的光催化辅助化学机械抛光液,其特征在于,磨料为二氧化铈;氧化剂为过氧化氢;表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮;ph调节剂为碱。
4.根据权利要求3所述的光催化辅助化学机械抛光液,其特征在于,二氧化铈的粒径为30~200nm;碱采用无机碱。
5.一种权利要求1-4任一所述光催化辅助化学机械抛光液的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的光催化辅助化学机械抛光液的制备方法,其特征在于,步骤s1和s2中,搅拌的转速为100~1000rpm,时间为30~900s,温度为室温。
7.一种权利要求1-4任一所述光催化辅助化学机械抛光液的应用,其特征在于,将该化学机械抛光液与光源(6)配合,用于化学机械抛光的精抛过程。
8.根据权利要求7所述的光催化辅助化学机械抛光液的应用,其特征在于,光源(6)采用紫外光。
9.根据权利要求7所述的光催化辅助化学机械抛光液的应用,其特征在于,应用的具体步骤如下:
10.根据权利要求9所述的光催化辅助化学机械抛光液的应用,其特征在于,步骤(1)中,光源(6)悬挂在抛光垫(4)上方15~50cm位置处;
