【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于拋光液，具體涉及一種用于硅晶圓化學機械精拋液的丙烯酸酯聚合物及其制備方法與應用。
技術介紹
1、半導體技術在過去的幾十年間快速發展，隨著摩爾定律的發展，芯片中的線寬也在不斷縮小，從幾微米降至幾納米，而為了提高生產效率降低生產成本，硅晶圓的尺寸也越做越大。這就對硅晶圓表面平整度有越來越高的要求。化學機械拋光是實現硅片平坦化的關鍵工藝，精拋為硅片拋光的最后一道工序，會影響硅片最終的表面質量，精拋后要求硅片表面無拋光痕、無拋光霧、粗糙度低。這就對精拋液提出更高的要求
2、cn113881347a公開了一種用于硅晶圓用化學機械精拋液，其配合使用了不同形態和粒徑的二氧化硅研磨顆粒，多聚橢球形大顆粒在研磨過程中增大了摩擦面積，提高了硅晶圓的拋光速率，小顆粒在研磨過程中起潤滑作用，減少了硅晶圓的劃傷。但在拋光過程中沒有對硅晶圓表面進行保護，劃傷和粗糙度保護效果有限。
3、cn117567941a、cn112175524a和cn114940866a均公開了一種改善硅片表面拋光痕的精拋液，其通過加入高分子聚合物如：聚乙烯醇、羥乙基纖維素、羥基淀粉來改善拋光效果，但這些方案使用的高分子聚合物分子量可選擇范圍太少并不能獲得良好的表面質量，且影響拋光速率。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種分子量軟硬程度適中，對硅晶圓表面有較好吸附效果，且保證拋光速率的丙烯酸酯聚合物，其用在精拋液中通過吸附在硅晶圓表面，保護硅晶圓，抑制磨料對拋光
2、本專利技術的另一個目的在于提供這種丙烯酸酯聚合物的制備方法及其在精拋液中的應用。
3、為實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案如下：
4、一種用于硅晶圓化學機械精拋液的丙烯酸酯聚合物，包括以下質量份的組分：0.3-3份的乳化劑，45-50份的單體，5-10份的功能單體,0.3-3份的引發劑，0.5-3份的鏈轉移劑，3-5份的硅烷偶聯劑，3-8份的氨羧絡合劑，45-50份的去離子水。
5、一些具體的實施方案中，所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚中任意一種，優選為np-6、np-10、np-12中的任一種，更優選為np-10。所述乳化劑的重量份例如為0.3、0.5、0.8、1.0、1.3、1.5、1.7、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0份等。
6、一些具體的實施方案中，所述單體為丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中至少一種；所述單體的重量份例如為45、46、47、48、49、50份等。
7、一些具體的實施方案中，所述功能單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一種，優選為丙烯酸羥乙酯；所述功能單體的重量份例如為5、6、7、8、9、10份等。
8、一些具體的實施方案中，所述引發劑為過硫酸鹽，優選為過硫酸銨。所述引發劑的重量份例如為0.3、0.5、0.8、1.0、1.3、1.5、1.7、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0份等。
9、一些具體的實施方案中，所述鏈轉移劑選自巰基乙醇、十二烷基硫醇中的任一種，優選巰基乙醇；所述鏈轉移劑的重量份例如為0.5、0.8、1.0、1.3、1.5、1.7、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0份等。
10、一些具體的實施方案中，所述氨羧絡合劑選自氮三乙酸、乙二胺四乙酸中的任一種，優選為乙二胺四乙酸；所述氨羧絡合劑的重量份例如為3、4、5、6、7、8份等。
11、一些具體的實施方案中，所述硅烷偶聯劑選自kh540、kh550、kh560中的至少一種，優選kh550；所述硅烷偶聯劑的重量份例如為3、3.5、4、4.5、5份等。
12、一些具體的實施方案中，所述去離子水的重量份例如為45、46、47、48、49、50份等。
13、另一方面，本專利技術還提供一種用于硅晶圓化學機械精拋液的丙烯酸酯聚合物的制備方法，包括以下步驟：
14、a、制備預乳化液：將去離子水乳化劑、引發劑、單體、功能單體、硅烷偶聯劑、鏈轉移劑和引發劑加入到預乳化釜中預乳化，得到預乳化液；
15、b、制備種子乳液：將去離子水、乳化劑、部分預乳化液加入到反應釜中，升溫進行聚合反應，制得種子乳液；
16、c、將剩余的預乳化液滴加至步驟b制備的種子液中，滴加完成后保溫，將氨羧絡合劑(例如乙二胺四乙酸)滴入反應釜中，然后降溫，調節ph至7-9，過濾出料，即得所述的丙烯酸酯聚合物。
17、一個優選的實施方案中，所述制備方法包括以下步驟：
18、a、制備預乳化液：將20-30份去離子水、0.2-2份乳化劑、0.2-2份引發劑、45-50份單體、5-10份功能單體、3-5份硅烷偶聯劑、0.5-3份鏈轉移劑和0.3-3份引發劑加入到預乳化釜中預乳化25-30min，得到預乳化液；
19、b、制備種子乳液：將25-30份水、0.1-2.8份乳化劑、5％預乳化液加入到反應釜中，升溫至78-85℃進行聚合反應，反應10-20min制得種子乳液；
20、c、將剩余的a步驟制備的預乳化液滴加至b步驟制備的種子液中，滴加時間3-4h，反應溫度75-85℃，滴加完成后保溫1-2h，將3-8份乙二胺四乙酸滴入反應釜中，滴加時間0.5-1h，然后降溫至40-50℃，加入氨水調節ph至7-9，過濾出料，即得所述的丙烯酸酯聚合物。
21、再一方面，前述的丙烯酸酯聚合物或前述制備方法制得的丙烯酸酯聚合物在硅晶圓化學機械精拋液中的應用。
22、一個具體的實施方案中，所述應用中，所述化學機械精拋液包括以下組份：10-20份硅溶膠、0.5-1.5份丙烯酸酯聚合物、0.1-0.3份表面活性劑、0.1-0.3份ph調節劑、50-60份水。
23、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
24、1)本專利技術的丙烯酸酯聚合物通過加入硅烷偶聯劑，使丙烯酸酯聚合物具有良好的硅晶圓表面附著力；通過選擇合適單體和鏈轉移劑，得到分子量、軟硬度適中的丙烯酸酯聚合物。
25、2)本專利技術的丙烯酸酯聚合物加入到化學機械精拋液中，在拋光過程中，丙烯酸酯聚合物可以有效的吸附在硅晶圓表面，保護硅晶圓，避免精拋液中磨粒與晶圓過度接觸，降低晶圓表面缺陷數和表面粗糙度
26、3)本專利技術的丙烯酸酯聚合物中通過功能單體與氨羧絡合劑(乙二胺四乙酸)反應，提高螯合基團分散效果，可以在精拋液不額外加入乙二胺四乙酸條件下保證去除速率，避免單獨加入乙二胺四乙酸可能導致局部濃度過大，缺陷和粗糙度增加的可能。
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1.一種用于硅晶圓化學機械精拋液的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，包括以下質量份的組分：0.3-3份的乳化劑，45-50份的單體，5-10份的功能單體,0.3-3份的引發劑，0.5-3份的鏈轉移劑，3-5份的硅烷偶聯劑，3-8份的氨羧絡合劑，45-50份的去離子水。
2.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚，優選為NP-6、NP-10、NP-12中的任一種，更優選為NP-10。
3.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述單體為丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述功能單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一種，優選為丙烯酸羥乙酯。
5.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述鏈轉移劑選自巰基乙醇、十二烷基硫醇中的任一種，優選巰基乙醇。
6.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述硅烷偶聯劑選自KH540、KH550、KH560中的至少一種，優選為KH550
7.權利要求1-6任一項所述的丙烯酸酯聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.權利要求1-6任一項所述的丙烯酸酯聚合物或權利要求7或8所述制備方法制得的丙烯酸酯聚合物在硅晶圓化學機械精拋液中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述化學機械精拋液包括以下重量份的組份：10-20份硅溶膠、0.5-1.5份丙烯酸酯聚合物、0.1-0.3份表面活性劑、0.1-0.3份pH調節劑、50-60份水。
...【技術特征摘要】
1.一種用于硅晶圓化學機械精拋液的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，包括以下質量份的組分：0.3-3份的乳化劑，45-50份的單體，5-10份的功能單體,0.3-3份的引發劑，0.5-3份的鏈轉移劑，3-5份的硅烷偶聯劑，3-8份的氨羧絡合劑，45-50份的去離子水。
2.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚，優選為np-6、np-10、np-12中的任一種，更優選為np-10。
3.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述單體為丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合物，其特征在于，所述功能單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一種，優選為丙烯酸羥乙酯。
5.根據權利要求1所述的丙烯酸酯聚合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：錢宣羽，崔曉坤，徐賀，王瑞芹，王慶偉，王永東，
申請(專利權)人：萬華化學集團電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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