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CN117567942A - 抛光液及其制备方法与应用 - Google Patents

抛光液及其制备方法与应用 Download PDF

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CN117567942A
CN117567942A CN202311487836.4A CN202311487836A CN117567942A CN 117567942 A CN117567942 A CN 117567942A CN 202311487836 A CN202311487836 A CN 202311487836A CN 117567942 A CN117567942 A CN 117567942A
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CN
China
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parts
polishing
solution
nitrate
liquid according
Prior art date
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Pending
Application number
CN202311487836.4A
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邹兴
万玉喜
胡浩林
曾威
王晓萍
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Shenzhen Pinghu Laboratory
Original Assignee
Shenzhen Pinghu Laboratory
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Publication date
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

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Abstract

本公开提供了一种抛光液及其制备方法与应用，涉及化学机械抛光技术领域，旨在解决抛光液对衬底的抛光中，表面粗糙度和去除速率不能同时满足使用需求的问题。所述抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：1份～3份的球形二氧化硅，70份～80份的多元醇，0.3份～0.5份的硝酸盐，0.3份～0.8份的高锰酸钾，2份～6份的双氧水，0.02份～0.05份的二氧化锰，0.2份～0.5份的尿素，0.1份～0.3份的草酸，0.5份～2.0份的pH调节剂,0.5份～2.0份的缓蚀剂,以及10份～30份的水；所述抛光液的pH取值范围为3.0～3.5。上述抛光液应用于碳化硅衬底抛光。

Description

抛光液及其制备方法与应用
技术领域
本公开涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种抛光液及其制备方法与应用。
背景技术
高电子迁移率晶体管(high-electron-mobility transistor，HEMT)主要用于电子设备中的功率放大器件。例如，在电子设备的射频调制电路中所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频功率，必须采用射频功率放大器对射频信号进行功率放大。射频功率放大器在雷达、无线通信、导航、卫星通讯、电子对抗等系统的设备中有着广泛的应用，是现代无线通信的关键器件。
传统的第三代/第四代移动通信技术(3rd-generation of wirelesscommunications technologies，3G)/4G时代，射频功率放大器是基于硅(Si)或者砷化镓(GaAs)材料的器件，在5G时代，基于氮化镓(GaN)的高电子迁移率晶体管以高性能特点广泛应用于基站等设备。其中，基于氮化镓的HEMT通常是通过外延生长制作于高纯度的碳化硅(SiC)衬底上的。
碳化硅衬底的典型制备方法包括以下工站：物理气相运输法(physical vaportransport process，PVT)晶体生长，晶体定向，多线切割，倒角和退火，DMP减薄，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)，SPM和RCA最终清洗。其中CMP作为衬底加工重要工站起着非常重要的作用，它是目前最主要平坦化抛光技术，决定衬底表面粗糙度。
发明内容
本公开的实施例提供一种抛光液及其制备方法与应用，旨在解决抛光液对衬底的抛光中，表面粗糙度和去除速率不能同时满足使用需求的问题。
为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种抛光液，所述抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：1份～3份的球形二氧化硅，70份～80份的多元醇，0.3份～0.5份的硝酸盐，0.3份～0.8份的高锰酸钾，2份～6份的双氧水，0.02份～0.05份的二氧化锰，0.2份～0.5份的尿素，0.1份～0.3份的草酸，0.5份～2.0份的pH调节剂,0.5份～2.0份的缓蚀剂,以及10份～30份的水；所述抛光液的pH取值范围为3.0～3.5。
本公开的上述实施例所提供的抛光液采用的球形二氧化硅含量较低，球形二氧化硅的固含量范围为0.5％～2％，这样可以防止划伤衬底，使得衬底达到较好粗糙度。另外，采用二氧化锰作催化剂，在双氧水和高锰酸钾存在下加速体系化学反应，同时低pH值能够加快对衬底表面的腐蚀，进而达到较好的抛光去除速率和良好的表面粗糙度。
在一些实施例中，所述球形二氧化硅的粒径范围为30nm～130nm。
在一些实施例中，所述多元醇包括：乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。
在一些实施例中，所述硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠和硝酸铁中的至少一种。
在一些实施例中，所述pH调节剂包括：硝酸溶液，或硝酸和柠檬酸的混合溶液。
在一些实施例中，所述缓蚀剂包括：醋酸钠、醋酸钾和醋酸锰中的至少一种。
在一些实施例中，抛光液还包括：0.5份～0.2份的分散剂、0.5份～0.2份的表面活性剂和0.2份～0.5份的消泡剂。
在一些实施例中，所述分散剂包括：聚乙二醇、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯和聚丙烯酰胺中的至少一种；所述表面活性剂包括：十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸中的至少一种；所述消泡剂包括：非硅型消泡剂、有机硅型消泡剂和聚醚型消泡剂中的至少一种。
另一方面，提供一种抛光液制备方法，该方法包括：制备球形二氧化硅；制备载体溶液；取球形二氧化硅添加至载体溶液中，加入消泡剂，超声并搅拌处理；采用pH调节剂调节pH值为3.0～3.5，并加入缓蚀剂，得到抛光液。
其中，所述制备载体溶液包括：取多元醇和去离子水加入反应釜，搅拌；向反应釜加入硝酸盐、高锰酸钾、双氧水、二氧化锰、表面活性剂和分散剂，搅拌；向反应釜加入尿素和草酸，静置，得到载体溶液。
在一些实施例中，所述制备球形二氧化硅包括：取硅酸酯和无水乙醇混合，搅拌；加入去离子水、尿素和分散剂，调节pH值范围为9.5～12；加入反应釜中，240℃～300℃温度条件下保温3小时～5小时；固液分离，烘干后转移至高温炉，在1200℃～1300℃温度条件下煅烧4小时～8小时；球磨处理，得到球形二氧化硅。
又一方面，提供一种如上任一实施例所述的抛光液在碳化硅衬底抛光领域中的应用。
可以理解地，本公开的上述实施例提供的抛光液制备方法及应用所能达到的有益效果可参考上文中抛光液的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。
图1为根据一些实施例的球形二氧化硅的制备流程图；
图2为根据一些实施例的球形二氧化硅的扫描电镜图；
图3为根据一些实施例的载体溶液的制备流程图；
图4为根据一些实施例的抛光液的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例性地”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。
如本文所使用的，术语“衬底”是指可以在其上添加后续的材料层的材料。衬底本身可以被图案化。被添加在衬底上的材料可以被图案化或者可以保持不被图案化。此外，衬底可以包括诸如硅、锗、砷化镓、磷化铟等的多种半导体材料。替代地，衬底可以由诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶圆之类的非导电材料制成。
除非另有定义，否则本文所用的所有科技术语都具有与本领域普通技术人员公知的含义相同的含义。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a、b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。另外，在本申请的实施例中，“第一”、“第二”等字样并不对数量和次序进行限定。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
碳化硅(SiC)具有禁带宽度大、击穿场强高、导热性能好等优势，在碳化硅单晶衬底上制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射、效率高等优势，在射频、新能源汽车等领域具有重要的应用价值。
碳化硅衬底的典型制备方法包括以下工站：物理气相运输法(physical vaportransport process，PVT)晶体生长，晶体定向，多线切割，倒角和退火，DMP减薄，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)，SPM和RCA最终清洗。
化学机械抛光的机理是：首先，采用化学抛光液中的成分对材料表面进行腐烛，在表面形成一层相对于其本身硬度较软、强度较低、结合力较弱的表面软化层，其中，化学抛光液是指含有微纳米研磨粒子的酸性或者碱性悬浮液；其次，通过抛光盘、抛光垫与碳化硅衬底之间的相对运动，利用抛光液中的研磨粒子在抛光垫上镶嵌对碳化硅衬底材料表面进行机械去除。
其中，化学机械抛光作为衬底加工重要工站起着非常重要的作用，用于消除前序工艺中碳化硅衬底的表面损伤及控制碳化硅衬底缺陷及杂质，抛光效果极大地影响了半导体器件的质量，是目前最主要的平坦化抛光技术，决定衬底表面粗糙度。
基于氮化镓的HEMT(high-electron-mobility transistor，高电子迁移率晶体管)通常是通过外延生长制作于高纯度的碳化硅衬底上，外延对碳化硅衬底表面粗糙度要求≤0.2nm，这给化学机械抛光提出较高要求，原因是碳化硅材料弹性模量(420GPa～530GPa)与显微硬度(28GPa～40GPa)的比值＜20，属于典型的硬脆性材料，加之其结构稳定性很强，正常情况下一般不发生化学反应。
需要说明的是，表面粗糙度指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(即波距)在1mm以下，它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的通常用Ra表示，Ra是指在一个取样长度内，被测表面轮廓的平均线上面的算术平均值。
目前碳化硅衬底化学机械抛光所用抛光液大都去除速率低且成本昂贵。现有的所用碳化硅衬底抛光液的粗糙度要达到小于或等于0.2nm，即表面粗糙度≤0.2nm，去除速率一般＜1.0μm/h。为提高去除速率，会增加抛光液体系中研磨粒子的固含量至10％以上，这会导致划伤碳化硅衬底的比例升高，且抛光液体系悬浮性降低。
基于此，本公开的实施例提供一种抛光液，抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：1份～3份的球形二氧化硅(SiO2)，70份～80份的多元醇，0.3份～0.5份的硝酸盐，0.3份～0.8份的高锰酸钾(KMnO4)，2份～6份的双氧水(H2O2)，0.02份～0.05份的二氧化锰(MnO2)，0.2份～0.5份的尿素(CO(NH2)2)，0.1份～0.3份的草酸，0.5份～2.0份的pH调节剂,0.5份～2.0份的缓蚀剂,10份～30份的水；抛光液的pH取值范围为3.0～3.5。
球形二氧化硅作为抛光液中的研磨粒子，在抛光盘、抛光垫与衬底之间的相对运动的情况下，对衬底表面进行机械去除。球形二氧化硅的含量为1份、1.5份、2份、2.5份或3份等，此处并不设限。抛光液中球形二氧化硅的固含量范围为0.5％～2％。
示例性的，球形二氧化硅的粒径范围为30nm～130nm，例如，球形二氧化硅的粒径为30nm、50nm、60nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm或130nm等，此处并不设限。该粒径范围的球形二氧化硅对衬底表面具有较好的研磨效果。
示例性的，多元醇的含量为70份、72份、75份、78份或80份等，此处并不设限。多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。在抛光液中，多元醇具有载体基液的作用，还具有润滑的作用以及在加工过程中导热的作用，有利于抛光过程散热和抛光盘的盘面温度调节。
示例性的，硝酸盐的含量为0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份等，此处并不设限。硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠和硝酸铁中的至少一种。硝酸盐具有抗腐蚀作用，可以降低碳化硅表面抛光的缺陷。
示例性的，高锰酸钾的含量为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份或0.8份等，此处并不设限。高锰酸钾作为强氧化剂可以加速衬底表面的化学反应,提高抛光速率和达到良好的表面粗糙度。高锰酸钾在酸性条件下化学反应方程如下。
MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O
上述反应方程式的电极电势E：
E＝Eθ+kln[c(H+)c(MnO4-)/c(Mn2+)]
其中，Eθ和k是常数，c(H+)代表H+浓度，c(MnO4-)代表MnO4-浓度，c(Mn2+)代表Mn2+浓度，电极电势的值越大，正反应越容易发生，氧化性越强。
示例性的，双氧水的含量为2份、2.5份、3份、4份、5份或6份等，此处并不设限。双氧水作为强氧化剂可以加速衬底表面的化学反应,提高抛光速率和达到良好的表面粗糙度。
示例性的，二氧化锰的含量为0.02份、0.03份、0.04份或0.05份等，此处并不设限。二氧化锰具有催化作用，加速衬底表面的化学反应的进行。
抛光过程抛光盘的盘面温度一般控制在35℃～45℃之间，在化学机械抛光过程中，随着温度提高其化学反应速率会有很大幅度提高，而抛光盘盘面热量来源就是抛光施加压力后衬底表面与抛光液、抛光垫的摩擦生成的。该抛光液中还加入了少量二氧化锰更是起到催化作用，加速化学反应进行，酸性条件下化学反应方程如下。
SiC+H2O2+O2→SiO2+CO2↑+2H+
O2+4H++4e-→2H2O
从上述方程式可以看出，在化学机械抛光过程中，碳化硅衬底表面首先形成二氧化硅薄层，在机械作用加持下可以及时去掉该氧化层。
示例性的，尿素的含量为0.2份、0.25份、0.3份、0.4份或0.5份等，此处并不设限。尿素可以抑制强酸性强氧化性环境中含有的硝酸溶液形成氮化物(如一氧化氮NO和二氧化氮NO2)，并抑制衬底表面结晶的形成，可以增加抛光液使用的安全性，并保证衬底表面与抛光液具有足够的接触面积，以及衬底表面的洁净度，反应方程式如下。
6NO2+4CO(NH2)2→7N2↑+4CO2↑+8H2O
6NO+2CO(NH2)2→5N2↑2CO2↑+4H2O
示例性的，草酸的含量为0.1份、0.15份、0.2份、0.25份或0.3份等，此处并不设限。草酸具有抗腐蚀作用，可以降低衬底表面过腐蚀而形成的缺陷。
示例性的，pH调节剂的含量为0.5份、0.7份、0.9份、1.0份、1.3份、1.6份、1.8份或2.0份等，此处并不设限。pH调节剂包括：硝酸溶液，或硝酸和柠檬酸的混合溶液。例如，在硝酸溶液中，硝酸的质量分数为68％～75％。柠檬酸的分析纯度＞99.5％。
示例性的，缓蚀剂的含量为0.5份、0.6份、0.8份、1.0份、1.4份、1.7份、1.9份或2.0份等，此处并不设限。例如，缓蚀剂包括：醋酸钠、醋酸钾和醋酸锰中的至少一种。缓蚀剂可以稳定抛光液的pH值，且可进一步稳定抛光过程中抛光液的pH值。
例如，醋酸盐作为pH缓释剂，其摩尔量与pH调节剂一致，这样可以在调节pH值时储存一定量氢离子，在抛光过程中随着物料损失，醋酸盐又可以缓慢释放出氢离子，保证抛光液体系pH值稳定。
示例性的，水的含量为10份、12份、16份、20份、25份、28份、29份或30份等，此处并不设限。水具有载体基液的作用，且在抛光过程中具有散热的作用。
示例性的，抛光液的pH取范围为3.0、3.2、3.3或3.5等，此处并不设限。在该pH取值范围下，化学反应对抛光垫、抛光盘和衬底的腐蚀程度在较优的范围内。
化学机械抛光原理是物理磨削和化学反应速率的平衡，再加抛光过程中将抛光产生的抛光产物，即SiC颗粒和抛光垫残留物等运输出盘面，此三者协调配合完成抛光。与相关技术相比，本公开实施例所提供的抛光液采用的球形二氧化硅含量较低，这样可以防止划伤衬底，使得衬底达到较好粗糙度。
另外，采用二氧化锰作催化剂，在双氧水和高锰酸钾存在下加速体系化学反应，同时低pH值能够加快对衬底表面的腐蚀，进而达到较好的抛光去除速率和良好的表面粗糙度。
在一些实施例中，抛光液还包括：0.5份～2份的分散剂、0.5份～2份的表面活性剂和0.2份～0.5份消泡剂。
示例性的，分散剂的含量为0.5份、1.0份、1.5份或2份等，此处并不设限。分散剂包括：聚乙二醇、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯和聚丙烯酰胺中的至少一种。分散剂的作用是缩短研磨粒子完成分散过程所需要的时间，稳定研磨粒子所形成的分散体系。例如，聚乙二醇的平均分子量范围为200～2000，该分子量范围具有较好的分散效果。
示例性的，表面活性剂的含量为0.5份、1.0份、1.5份或2份等，此处并不设限。表面活性剂包括：十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸中的至少一种。表面活性剂的主要作用是提高组分之间的乳化能力，使各组分彼此能更加有效地混合。
示例性的，消泡剂的含量为0.5份、1.0份、1.5份或2份等，此处并不设限。消泡剂包括：非硅型消泡剂、有机硅型消泡剂和聚醚型消泡剂中的至少一种。消泡剂用于抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。
本公开的实施例还提供一种抛光液制备方法，该方法包括：制备球形二氧化硅；制备载体溶液；取球形二氧化硅添加至载体溶液中，加入消泡剂，超声并搅拌处理；采用pH调节剂调节pH值为3.0～3.5，并加入缓蚀剂，得到抛光液。
其中，如图1所示，球形二氧化硅的制备方法包括步骤：S1～S5。
S1、取硅酸酯和无水乙醇混合，搅拌。
硅酸酯Si(OC2H5)4在碱性条件下水解，具体反应式如下：
Si(OC2H5)4+2H2O→SiO2+4C2H5OH
S2、加入去离子水、尿素和分散剂，采用氢氧化钠溶液调节pH值范围为9.5～12。
在该步骤中，尿素发生水解，具体反应式如下：
CO(NH2)2+H2O→CO2↑+2NH3↑
氨气(NH3)溶解在水中能进一步促进硅酸酯的水解反应。
该步骤主要作用是让体系分散更加均匀，有利于后续水热反应时球形二氧化硅粒径均匀性。
示例性的，调节pH值为9.5、10、10.5、11.5或12等。
S3、将步骤S2产物加入反应釜，240℃～300℃温度条件下保温3小时(小时可用字母h表示)～5小时。
该步骤用于将溶液加压加热，加速上述水解反应。
示例性的，将步骤S2产物加入反应釜后，保温温度为240℃～300℃温度。
S4、将步骤S3产物固液分离，烘干后转移至高温炉，在1200℃～1300℃温度条件下煅烧4小时～8小时。
该步骤用于进一步强化二氧化硅晶体的结晶度。
S5、将步骤S4产物球磨处理，得到球形二氧化硅。
得到的球形二氧化硅的扫描电镜图如图2所示，可以看出采用上述步骤制备了粒径均匀的球形二氧化硅。
如图3所示，载体溶液的制备方法包括步骤：T1～T3。
T1、取多元醇和去离子水加入反应釜，搅拌。
示例性的，搅拌10分钟(分钟可用min表示)，使得多元醇和去离子水混合均匀。
T2、向反应釜加入硝酸盐、高锰酸钾、双氧水、二氧化锰、表面活性剂和分散剂，搅拌。
示例性的，搅拌1.5小时，使得各组分充分混合。
示例性的，逐滴添加分散剂，使得分散剂充分分散在体系中，防止后续添加球形二氧化硅时发生团聚问题。
T3、向反应釜加入尿素和草酸，静置，得到载体溶液。
示例性的，静置0.5小时～2小时，使得各组分分散均匀。
在该步骤中，可以根据抛光盘盘面温度需求，调节去离子水的加入量，进而改变体系的饱和蒸气压，从而达到控制抛光盘盘面散热速率的目的。
在一些示例中，在取球形二氧化硅添加至载体溶液的步骤中，球形二氧化硅需要缓慢添加，例如，球形二氧化硅添加的质量速率小于1g/min。
示例性的，载体溶液的含量为96.5份～96.8份，球形二氧化硅的含量为3份。
示例性的，在加入消泡剂，超声并搅拌处理时长大于2.5小时，使得体系充分分散。
在一些示例中，在pH调节剂调节pH值为3.0～3.5，并加入缓蚀剂的步骤中，采用的缓蚀剂的摩尔量与pH调节剂的摩尔量一致。这样可以在调节pH值时储存一定量氢离子，在抛光过程中随着物料损失，醋酸盐又可以缓慢释放出氢离子，保证抛光液体系pH值稳定。
示例性的，为了保证pH调节的稳定性，在pH调制步骤中，在超声震动和搅拌的前提下，需要经过多次pH计测试至pH值稳定。
需要说明的是，在抛光液制备方法中，各组分的使用量参照上述内容，此处不再赘述。
为了对本公开的实施例的技术效果进行客观评价，以下，将通过如下实验例和对比例对本公开所提供的技术方案进行详细地示例性地描述。
实施例1
该实施例的操作步骤流程图可以参照图4所示。
首先，制备球形二氧化硅。
取硅酸酯20份，无水乙醇100份，搅拌20分钟。
加入去离子水200份、尿素5份、分散剂聚乙二醇3份，然后用氢氧化钠溶液调pH值至10。
静置30min后转移至水热反应釜，设定反应温度250℃，保温3小时。
之后取出转移至离心机进行固液分离，在100℃烤箱中烘干后转移至高温炉，设定烧结温度1250℃煅烧4小时，降温后取出。
球磨40min，得到球形二氧化硅。
然后，制备载体溶液。
取多元醇70份，去离子水20份，加入到反应釜，搅拌10min。
继续添加硝酸盐0.5份，高锰酸钾0.6份，双氧水7.5份，催化剂0.03份和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.22份，然后逐滴添加分散剂聚乙二醇0.25份，搅拌1.5h。其中，聚乙二醇的平均分子量为1000。
添加尿素0.6份，草酸0.3份。得到载体溶液，静置2小时。
之后，取载体溶液96.5份～96.8份，取球形二氧化硅3份，在搅拌和超声前提下，将球形二氧化硅缓慢加入载体溶液中，例如，球形二氧化硅添加的速率小于1g/min。加入消泡剂0.2份～0.5份，超声并搅拌处理大于2.5小时，使得体系充分分散。
最后，采用pH调节剂硝酸溶液调pH值至3.0～3.5，并加入缓蚀剂醋酸盐，得到抛光液。
实施例2
与实施例1相比，不同的是，在制备载体溶液的步骤中，多元醇的使用量为80份，去离子水使用量为10份。
抛光液制备的操作步骤以及其他各组分的使用量与实施例1相同。
也就是说，实施例1和实施例2不同点是，改变了制备的抛光液的蒸气压，实施例1由于所含水分占比较大，饱和蒸气压较小，散热能力较强，用于需要较低抛光温度的场景。而实施例2所含水分占比相对较小，适用于抛光盘面温度较高抛光场景。
将上述实施例1、实施例2制备的抛光液，与商购抛光液(包括：商购1、商购2和商购3)相比，对比数据见下表1。其中，商购1、商购2为进口抛光液，价格较高，商购3为国产抛光液。
表1
通过上表1可以看出，本公开的实施例所提供的抛光液的去除效率大于1.5μm/h，衬底的表面粗糙度小于0.1nm。
因此，本公开的实施例所提供的抛光液对衬底可以达到较高的去除效率，且衬底表面粗糙度可以达到小于或等于0.2nm，可以实现衬底较优的表面粗糙度。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种抛光液，其特征在于，所述抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：
1份～3份的球形二氧化硅，70份～80份的多元醇，0.3份～0.5份的硝酸盐，0.3份～0.8份的高锰酸钾，2份～6份的双氧水，0.02份～0.05份的二氧化锰，0.2份～0.5份的尿素，0.1份～0.3份的草酸，0.5份～2.0份的pH调节剂,0.5份～2.0份的缓蚀剂,以及10份～30份的水；
所述抛光液的pH取值范围为3.0～3.5。
2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述球形二氧化硅的粒径范围为30nm～130nm。
3.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述多元醇包括：乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠和硝酸铁中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述pH调节剂包括：硝酸溶液，或硝酸和柠檬酸的混合溶液。
6.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述缓蚀剂包括：醋酸钠、醋酸钾和醋酸锰中的至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的抛光液，其特征在于，还包括：0.5份～0.2份的分散剂、0.5份～0.2份的表面活性剂和0.2份～0.5份的消泡剂。
8.根据权利要求7所述的抛光液，其特征在于，
所述分散剂包括：聚乙二醇、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯和聚丙烯酰胺中的至少一种；
所述表面活性剂包括：十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸中的至少一种；
所述消泡剂包括：非硅型消泡剂、有机硅型消泡剂和聚醚型消泡剂中的至少一种。
9.一种抛光液制备方法，其特征在于，包括：
制备球形二氧化硅；
制备载体溶液；
取球形二氧化硅添加至载体溶液中，加入消泡剂，超声并搅拌处理；
采用pH调节剂调节pH值为3.0～3.5，并加入缓蚀剂，得到抛光液；
其中，所述制备载体溶液包括：
取多元醇和去离子水加入反应釜，搅拌；
向反应釜加入硝酸盐、高锰酸钾、双氧水、二氧化锰、表面活性剂和分散剂，搅拌；
向反应釜加入尿素和草酸，静置，得到载体溶液。
10.根据权利要求9所述的抛光液制备方法，其特征在于，所述制备球形二氧化硅，包括：
取硅酸酯和无水乙醇混合，搅拌；
加入去离子水、尿素和分散剂，调节pH值范围为9.5～12；
加入反应釜中，240℃～300℃温度条件下保温3小时～5小时；
固液分离，烘干后转移至高温炉，在1200℃～1300℃温度条件下煅烧4小时～8小时；
球磨处理，得到球形二氧化硅。
11.一种如权利要求1～8任一项所述的抛光液在碳化硅衬底抛光领域中的应用。
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