一种硅抛光组合物、制备方法及其应用
阅读说明：本技术 一种硅抛光组合物、制备方法及其应用 (Silicon polishing composition, preparation method and application thereof ) 是由 王永东 卞鹏程 王庆伟 徐贺 李国庆 崔晓坤 王瑞芹 卫旻嵩 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种硅抛光组合物、制备方法及其应用,所述硅抛光组合物以纳米二氧化硅胶体为主要抛光组分,并添加有氨基醇类物质和水溶性维生素作为助剂。本发明的抛光组合物中同时添加氨基醇类物质和水溶性维生素作为助剂,可有效抑制磨料团聚,延长抛光液的使用寿命和储存时间,与现有技术相比,具有明显优势。(The invention provides a silicon polishing composition, a preparation method and application thereof. The polishing composition disclosed by the invention is simultaneously added with amino alcohol substances and water-soluble vitamins as auxiliaries, so that the abrasive agglomeration can be effectively inhibited, the service life of the polishing solution is prolonged, and the storage time of the polishing solution is prolonged.)
技术领域
本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种硅抛光组合物、制备方法及其应用。
背景技术
高纯的单晶硅是目前IC制造的主要衬底材料，随着IC集成度的不断增加，其特征尺寸不断减小，因此对大尺寸硅晶圆的表面质量提出了更高的要求。抛光可以去除硅片切割过程中产生的表面损伤层，提高其表面质量，而化学机械抛光(CMP)技术则被认为是目前晶圆全局平坦化的最有效方法。
CMP就是用含有磨料的抛光液和抛光垫所产生的的化学作用、机械作用以及两种作用的结合去抛光硅片表面，抛光过程中硅片表面与化学物质反应形成软质层，软质层再经磨料和抛光垫的机械作用剥离去除，因此抛光液在CMP过程中发挥了重要作用。由于二氧化硅和硅的莫氏硬度均为7，而且二氧化硅还具有粒度细，抛光后晶圆表面损伤层较薄及氧化诱生层错(OSF)基本小于100/cm2的优点，能够满足LSI和VLSI集成电路的要求，因此目前市场上用于单晶硅表面精密加工的抛光液，主要是以纳米二氧化硅胶体为磨粒，还结合有碱性化合物为速率促进剂、酸性pH调节剂、表面活性剂等。然而，由于纳米SiO2粒径小、比表面积大且表面能高，有相互吸引团聚降低表面能的趋势，因此在高倍浓缩(15～40)的条件下纳米SiO2之间易发生团聚而使抛光液性能下降。
韩国公开专利KR1020050067846A提出在硅抛光液中加入十二烷基硫酸钠、十二烷基醚硫酸钠等阴离子表面活性剂，通过增强硅溶胶粒子表面的负电荷，实现提高抛光液的储存稳定性，同时减少抛光表面的划痕。然而由于阴离子表面活性剂使硅溶胶颗粒表面负电荷增强，也使得硅溶胶颗粒和硅片之间的斥力增大，同时表面活性剂也减弱了磨料和衬底之间的滑动摩擦力，降低了抛光过程中的机械作用，两者均会导致抛光速率下降。另外，这些物质也引入了钠离子，容易造成抛光硅片表面金属离子污染。
中国专利申请CN201110002321.1及CN201811627080.8提出向硅抛光液加入甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷等硅烷偶联剂，通过硅溶胶粒子表面接枝的方法提高抛光液的储存稳定性，同时减少抛光表面硅溶胶颗粒的残留，然而由于纳米SiO2表面分子层的接枝包覆减弱了其对硅酸根离子等反应产物的吸附和运载作用，对抛光速率产生明显不利影响。因此，有必要从化学配方的角度改善抛光液组分以提高抛光液的储存稳定性和抛光性能，克服上述现有技术的弊端。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种硅抛光组合物，通过向纳米二氧化硅胶体中添加有氨基醇类物质和水溶性维生素作为助剂，可有效抑制磨料团聚，延长抛光液的使用寿命和储存时间。
本发明的另一目的在于提供这种硅抛光组合物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供这种硅抛光组合物在硅片化学机械抛光中的应用。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种硅抛光组合物，以纳米二氧化硅胶体为磨料，其中，还包括氨基醇类物质和水溶性维生素。
在一个优选的实施方案中，所述硅抛光组合物包括纳米二氧化硅胶体、氨基醇类物质、水溶性维生素、速率促进剂、酸性pH调节剂、表面活性剂、抑菌剂、余量为去离子水；优选地，所述水溶性维生素和氨基醇类物质的质量比为0.05～0.9。
在一个优选的实施方案中，所述硅抛光组合物各组分含量为：纳米二氧化硅胶体1.5～40wt％、氨基醇类物质0.5～5wt％、水溶性维生素0.02～4.5wt％、速率促进剂1～15wt％、酸性pH调节剂0.25～4wt％、表面活性剂0.01～3wt％、抑菌剂0.05～3wt％、余量为去离子水；其中，所述水溶性维生素和氨基醇类物质的质量比为0.05～0.9。
在一个优选的实施方案中，所述硅抛光组合物各组分含量为：纳米二氧化硅胶体5～30wt％、氨基醇类物质1～4.0wt％、水溶性维生素0.15～3wt％、速率促进剂3～10wt％、酸性pH调节剂0.5～3.5wt％、表面活性剂0.1～1.5wt％、抑菌剂0.1～1.5wt％、余量为去离子水；其中，所述水溶性维生素和氨基醇类物质的质量比为0.05～0.9。
在一个具体的实施方案中，所述纳米二氧化硅胶体的平均粒径为30-80nm，浓度为30-50wt％。
在一个具体的实施方案中，所述氨基醇类物质选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-二甲氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-(羟甲基)-1,3丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-氨基-1-丁醇、(R)-3-氨基丁醇、(S)-3-氨基丁醇、4-氨基-1-丁醇、2-氨基-1-戊醇、3-氨基-1-戊醇、4-氨基-1-戊醇、5-氨基-1-戊醇、(2S)-2-氨基-1,5-戊二醇中的至少任一种。
在一个具体的实施方案中，所述水溶性维生素选自L-抗坏血酸、L-脱氢抗坏血酸、L-异抗坏血酸、L-异脱氢抗坏血酸、D-抗坏血酸、D-脱氢抗坏血酸、维生素B2、维生素B5、维生素B6中的至少任一种。
在一个具体的实施方案中，所述速率促进剂为碱性化合物，选自氢氧化钾、羟乙基乙二胺、四羟丙基乙二胺、氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、(2-羟乙基)三甲基氢氧化铵、二乙基二甲基氢氧化铵、甲基三乙基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵、苄基三乙基氢氧化铵、盐酸胍、碳酸胍、二甲双胍、四甲基胍、哒嗪、哌嗪、嘧啶、吡啶、三氮唑中的至少任一种。
在一个具体的实施方案中，所述酸性pH调节剂选自硝酸、磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸中的至少任一种；优选地，调节所述硅抛光组合物的pH值为10～12.5。
在一个具体的实施方案中，所述表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、N,N-双羟乙基烷基酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、烷基聚葡萄糖苷、吐温中的至少任一种。
在一个具体的实施方案中，所述抑菌剂选自聚六亚甲基胍盐酸盐、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、含氟二苯基丙烯酰吗啉中的至少任一种。
另一方面，前述的硅抛光组合物的制备方法，包括将氨基醇类物质、水溶性维生素与纳米二氧化硅胶体在去离子水中混合的步骤。
在一个优选的实施方案中，所述氨基醇类物质和水溶性维生素先充分混合分散，再与纳米二氧化硅胶体混合。
在一个更优选的实施方案中，所述氨基醇类物质和水溶性维生素与纳米二氧化硅胶体混合后，于20～25℃恒温放置24h，之后将速率促进剂和酸性pH调节剂混合后加入其中，再依次加入表面活性剂、抑菌剂形成硅抛光组合物。
再一方面，前述的硅抛光组合物在硅片化学机械抛光中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明以纳米二氧化硅胶体作为基础磨料，具有抛光速率快，抛光表面清洁，不易在硅衬底表面产生划伤的优点，另外在抛光组合物中添加氨基醇类物质和水溶性维生素作为助剂，两者产生协同作用，可提高抛光组合物的稳定性，延长其循环使用寿命和储存时间，节省成本，与现有技术相比，具有显著优势。
具体实施方式
为了更好理解本发明的技术方案，下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明的权利要求范围内其他任何公知的改变。
一种硅抛光组合物，所述硅抛光组合物以纳米二氧化硅胶体为主要抛光组分，并添加有氨基醇类物质和水溶性维生素作为助剂，即在现有的以纳米二氧化硅胶体为磨料的硅化学机械抛光液基础上，添加氨基醇类物质和水溶性维生素作为助剂得到本发明的硅抛光组合物。
其中，所用的氨基醇类物质含有胺基和一个或多个醇羟基，水溶性维生素含有酸性基团和醇羟基，所述水溶性维生素和氨基醇类物质按质量比为0.05-0.9混合后，溶液呈碱性，pH值在10～11之间，水溶性维生素的结构被破坏，醇羟基被保留，在溶液中均匀分布，此时溶液中含有大量由氨基醇类物质和水溶性维生素共同释放产生的醇羟基。当溶液加入到纳米二氧化硅溶胶中后，纳米SiO2颗粒处于一种多羟基多胺基的分散体系中，在碱性环境下，其表面的硅羟基(Si-OH)能够与分散液中的醇羟基(R-OH)形成氢键，纳米SiO2颗粒的硅羟基(Si-OH)之间的缩合反应则明显减少。通过加强纳米SiO2颗粒与分散介质之间的相互作用，使纳米颗粒之间的相互作用减弱，从而使其团聚趋势下降。在分散体系中纳米SiO2颗粒作为分散相与分散介质通过类似溶剂化的机制使其稳定性得到了明显提高，从而能够有效减少循环抛光过程中磨料团聚产生的大颗粒，提高抛光的质量，同时也有利于抛光组合物的长期储存。另外，氨基醇类物质还具有吸收CO2等酸性气体的作用，也有利于抛光组合物的长期储存。
其中，所述纳米二氧化硅胶体的粒径为30-80nm，例如包括但不限于30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm，所述二氧化硅溶胶的浓度为30-50wt％，例如包括但不限于30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％。
作为所述的氨基醇类物质，例如选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-二甲氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-(羟甲基)-1,3丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-氨基-1-丁醇、(R)-3-氨基丁醇、(S)-3-氨基丁醇、4-氨基-1-丁醇、2-氨基-1-戊醇、3-氨基-1-戊醇、4-氨基-1-戊醇、5-氨基-1-戊醇、(2S)-2-氨基-1,5-戊二醇中的至少任一种，例如上述氨基醇类物质中的任一种、任两种组合或以上，优选为单乙醇胺、三乙醇胺、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-氨基-1-丁醇、4-氨基-1-丁醇、3-氨基-1-戊醇或(2S)-2-氨基-1,5-戊二醇。
作为所述的水溶性维生素，例如选自L-抗坏血酸、L-脱氢抗坏血酸、L-异抗坏血酸、L-异脱氢抗坏血酸、D-抗坏血酸、D-脱氢抗坏血酸、维生素B2、维生素B5、维生素B6中的至少任一种，例如上述水溶性维生素中的任一种、任两种组合或以上，优选为L-抗坏血酸、L-脱氢抗坏血酸、D-抗坏血酸、D-脱氢抗坏血酸或维生素B2。
所述水溶性维生素和氨基醇类物质按质量比为0.05-0.9，例如包括但不限于质量比为0.05、0.1、0.15、0.3、0.45、0.5、0.6、0.75、0.8、0.9，优选为0.3～0.75。
除了上述纳米二氧化硅胶体为磨料，并加入氨基醇类物质和水溶性维生素这三种主要成分外，本发明不限定抛光组合物中添加的任何其它添加剂成分，可适用于常规的各种硅化学机械抛光液体系，还可以根据提高硅去除速率和改善抛光表面质量的需求，技术人员可任意选择碱性化合物、酸性pH调节剂、表面活性剂、抑菌剂、润湿剂的一种或多种添加到抛光组合物中。
其中，碱性化合物作为主要的速率促进剂，在分散体系中电离或水解，使得抛光组合物的OH-浓度在循环使用过程中保持在一定水平，以利于硅表面软质层的持续形成。所述速率促进剂选自氢氧化钾、羟乙基乙二胺、四羟丙基乙二胺、氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、(2-羟乙基)三甲基氢氧化铵、二乙基二甲基氢氧化铵、甲基三乙基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵、苄基三乙基氢氧化铵、盐酸胍、碳酸胍、二甲双胍、四甲基胍、哒嗪、哌嗪、嘧啶、吡啶、三氮唑中的至少任一种，例如上述速率促进剂中的任一种、任两种组合或以上，优选为氢氧化钾、羟乙基乙二胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、二乙基二甲基氢氧化铵、四甲基胍、哒嗪、哌嗪、嘧啶、三氮唑。
作为所述的酸性pH调节剂，例如选自硝酸、磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸中的至少任一种，例如上述酸性pH调节剂中的任一种、任两种组合或以上，优选为磷酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸。所述酸性pH调节剂用于调节浓缩液的pH值，防止浓缩液碱性太强而引起纳米SiO2颗粒溶解，同时其电离产生的阴离子对组合物中的金属离子具有络合作用。
作为所述的表面活性剂，例如选自脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、N,N-双羟乙基烷基酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、烷基聚葡萄糖苷、吐温中的至少一种，例如上述表面活性剂中的任一种、任两种组合或以上，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、吐温。所述表面活性剂用于降低组合物的表面张力，减小组合物和硅片表面的接触角，增强其在硅片表面的铺展性能。
作为所述的抑菌剂，例如选自聚六亚甲基胍盐酸盐、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、含氟二苯基丙烯酰吗啉中的至少一种，例如上述抑菌剂中的任一种、任两种组合或以上，优选为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮。所述抑菌剂用于抑制抛光液中细菌和真菌的繁殖，防止微生物的代谢产物引起抛光液的老化失效。
在一个具体的实施方案中，所述组合物由以下配比的各组分制成：
其中，所述水溶性维生素和氨基醇类物质的质量比为0.05-0.9，最终所述硅抛光组合物的pH值为10～12.5，例如包括但不限于10、10.5、11、11.5、12、12.5，优选为10.5～12。
本发明的硅抛光组合物的制备方法，例如按照本领域公知的各组分混合即可，具体地，例如一种硅抛光组合物的制备方法，包括含有氨基醇类物质和水溶性维生素的溶液与纳米二氧化硅胶体混合的步骤。
在一个优选的实施方案中，本发明的所述的氨基醇类物质和水溶性维生素经过充分混合后，再与纳米二氧化硅胶体混合形成分散液，然后在20～25℃下恒温静置24h。这一过程中的分散手段包括但不限于机械搅拌、超声波分散、磁力搅拌中的任意一种或多种。
然后，所述氨基醇类物质和水溶性维生素与纳米二氧化硅胶体混合形成分散液后，继续添加碱性化合物和酸性pH调节剂的混合液，之后再依次加入表面活性剂、抑菌剂，搅拌分散后形成本发明的所述硅抛光组合物。
下面通过更具体的实施例进一步解释说明本发明，但不构成任何的限制。
以下实施例中，硅晶圆抛光测试时使用的抛光机为Speedfam 36B型单面抛光机；所用的抛光垫为Suba800型，抛光转速为40rpm，抛光压力为160～180kgf，流量为1.5L/min，抛光时间为20min，抛光温度控制在35～37℃。所用的抛光液经过滤后由蠕动泵输送到抛光盘上，每次抛光后都使用修整器对抛光垫进行修整保养，每次抛光前都进行预抛光。
去除速率测试：通过精密天平测试抛光前后硅晶圆的质量，得到质量差△m，根据硅晶圆的密度和表面积以及抛光时间，计算去除速率MRR(μm/min)。
硅晶圆表面质量测试：使用Bruker型原子力显微镜测试抛光后硅晶圆的均方根表面粗糙度RMS(nm)。
抛光组合物粒径测试：1)使用Malvern Zetasizer型粒度仪测试抛光组合物的平均粒径；2)使用AccuSizer 780型颗粒计数仪测试抛光组合物的大颗粒数(>0.50μm)。
若无特殊说明，本发明实施例及对比例所使用的原料及试剂，均可通过市售商业途径购买获得。
实施例1
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将10g单乙醇胺和0.5g L-抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到100g 30wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径30nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将10g羟乙基乙二胺、10g哌嗪、5.5g磷酸溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入0.2g脂肪醇聚氧乙烯醚、1g 2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装，分散液pH值为10。
实施例2
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将20g三乙醇胺和3g L-脱氢抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到250g 40wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径40nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将30g四甲基氢氧化铵、30g哒嗪、25g酒石酸溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入2g月桂醇聚氧乙烯醚、0.5g 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1.5g 2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装，分散液pH值为10.5。
实施例3
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将55g 1-氨基-2-丙醇、16.5g D-抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到600g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将60g四乙基氢氧化铵、40g嘧啶、38g柠檬酸溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入10g异构醇聚氧乙烯、10g 2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装，分散液pH值为11。
实施例4
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将70g 2-氨基-2-甲基-1-丙醇、35g维生素B2溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到1000g 40wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径80nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将100二乙基二甲基氢氧化铵、50g哌嗪、53g无水草酸溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入17g异构醇聚氧乙烯、7.5g 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、22.5g 2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装，分散液pH值为11.5。
实施例5
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将80g 2-氨基-1,3-丙二醇、60g D-脱氢抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到1200g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将80g四甲基氢氧化铵、20g三氮唑、18g磷酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入30g月桂醇聚氧乙烯醚、40g 2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装,分散液pH值为11.5。
实施例6
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将100g 2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、90gL-抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到900g 40wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径80nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将150g氢氧化钾、50g四甲基胍、70g丙二酸溶于300g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入60g吐温、15g 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、45g 2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装,分散液pH值为12。
实施例7
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将55g 2-氨基-1-丁醇、22g维生素B2溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到800g 30wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径30nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将250g四甲基氢氧化铵、50三氮唑、80g丁二酸溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入35g脂肪醇聚氧乙烯醚、2.5g 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、7.5g 2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装,分散液pH值为12.5。
实施例8
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将20g 4-氨基-1-丁醇、3g L-脱氢抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到1600g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将30g四甲基氢氧化铵、10g三氮唑、10g柠檬酸溶于100g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入10g脂肪醇聚氧乙烯醚、2.5g 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、7.5g 2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装,分散液pH值为11.5。
实施例9
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将70g 3-氨基-1-戊醇、21gL-抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到750g 40wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径40nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将100g氢氧化钾、50g哒嗪、50g柠檬酸溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入17g异构醇聚氧乙烯醚、15g 2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装,分散液pH值为11.5。
实施例10
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将80g(2S)-2-氨基-1,5-戊二醇、40gL-抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到1000g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用；
(2)抛光组合物的配制
将150g四乙基氢氧化铵、50g哌嗪、65g草酸溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入17g月桂醇聚氧乙烯醚、15g 2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装，分散液pH值为11.5。
对比例1
与实施例3相比，步骤(1)如下，其他工艺条件完全相同。
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将200g去离子水加入到600g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
对比例2
与实施例5相比，步骤(1)如下，其他工艺条件完全相同。
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将200g去离子水中加入到1200g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
对比例3
与实施例5相比，步骤(1)如下，其他工艺条件完全相同。
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将80g 2-氨基-1,3-丙二醇溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到1200g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
对比例4
与实施例5相比，步骤(1)如下，其他工艺条件完全相同。
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将60g D-脱氢抗坏血酸溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到1200g 50wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径60nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
对比例5
与实施例7相比，原料相同，制备工艺(硅溶胶前处理)不同，步骤(1)具体如下：
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将55g 2-氨基-1-丁醇、22g维生素B2溶于200g去离子水中，搅拌均匀，然后将该溶液边搅拌边加入到800g 30wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径30nm)中，超声分散20min，待用。
对比例6
与实施例9相比，原料相同，制备工艺不同，具体如下：
(1)纳米二氧化硅胶体的前处理
将200g去离子水加入到750g 40wt％纳米二氧化硅胶体(平均粒径40nm)中，超声分散20min，然后在20～25℃下恒温放置24h，待用。
(2)抛光组合物的配制
将70g 3-氨基-1-戊醇、21gL-抗坏血酸、100g氢氧化钾、50g哒嗪、50g柠檬酸；溶于400g去离子水中，搅拌均匀；再向其中分别加入17g异构醇聚氧乙烯醚、15g 2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，搅拌均匀；再将该溶液边搅拌边加入到上述(1)处理后的纳米二氧化硅胶体中，继续加去离子水至分散液总质量为2kg，磁力搅拌30min后封装，分散液pH值为11.5。
各实施例和对比例抛光组合物按体积比1:20稀释后进行抛光测试；将各实施例和对比例抛光组合物分别取200g放入40℃烘箱进行稳定性测试。抛光测试结果和放置稳定性测试结果分别见下表1、表2：
表1抛光测试结果
表2放置稳定性测试结果
比较上表1中对比例1与实施例3，对比例2与实施例5，能够发现实施例3、实施例5组合物的平均粒径增大幅度明显更低，去除速率变化幅度更小，抛光后晶圆的均方根表面粗糙度也相对更小，这表明在分散体系中氨基醇类物质和水溶性维生素产生的醇羟基能够有效地抑制循环抛光过程中硅溶胶颗粒的团聚，对延长抛光组合物的使用寿命和提高其抛光性能产生了积极作用。
比较对比例5和实施例7，对比例6和实施例9，能够发现实施例7、实施例9循环抛光15次后，平均粒径、去除速率、均方根表面粗糙度均有一定程度的改善，这显示纳米二氧化硅胶体的前处理工艺对组合物的抛光性能也有一定影响，推测原因可能是先用这两类物质处理硅溶胶并放置一定时间，醇羟基能够充分释放，更有利于与硅溶胶颗粒表面的硅羟基产生溶剂化的效果。
比较上表2中对比例1与实施例3，对比例2与实施例5，能够发现实施例3、实施例5组合物经过40℃恒温放置70天后平均粒径变化幅度明显更小，LPC测试的大颗粒数(>0.5μm)明显更低，这反映出氨基醇类物质和水溶性维生素产生的醇羟基能够长期抑制硅溶胶颗粒的团聚和沉降，对提高抛光组合物的储存性能产生了积极影响。比较对比例5和实施例7，对比例6和实施例9，发现实施例7、实施例9经过40℃恒温放置70天后平均粒径变化幅度更小，LPC测试的大颗粒数(>0.5μm)更低，结合对比例1、对比例2，可以表明实施例1-10所采用的纳米二氧化硅前处理工艺，能够有效减少储存过程中硅溶胶颗粒的团聚。
与对比例2相比，对比例3、对比例4循环抛光后组合物的平均粒径稍有下降，抛光晶圆的均方根表面粗糙度略有减小，经过40℃恒温放置70天后平均粒径变化幅度也相对更小，但与实施例5相比，仍有明显的差距。这表明单一的醇胺类物质对提升组合物的稳定性能够发挥一定作用，但发挥的作用有限，还不足以实现组合物的长期稳定放置等性能；相比而言单一的水溶性维生素发挥的作用更不明显，而同时添加醇胺类物质和水溶性维生素，通过两者发挥的协同作用，则可以使组合物上述性能明显提升。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。
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