微酸性条件下的碱性玻璃抛光液以及应用制造技术

本发明专利技术提供一种微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：抛光液的有效成份为稀土氧化物，以及一种有机和/或无机缓冲液，使抛光液保持pH在5‑8之间。该抛光液用于含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体、玻璃制品、单晶硅表面、芯片生产的绝缘氧化层的抛光。

Acidic conditions of alkaline glass polishing liquid and the application

The present invention provides a glass polishing liquid alkaline acidic conditions, which is characterized in that the effective components of the polishing solution for rare earth oxides, as well as an organic and / or inorganic buffer solution, the polishing solution to keep the pH in the between 8 and 5. The polishing liquid is used for polishing silicon oxide compounds and other oxides or semiconductors or conductors, glass products, monocrystalline silicon surfaces, and insulating oxide layers produced by chips.

【技术实现步骤摘要】
微酸性条件下的碱性玻璃抛光液以及应用
本专利技术涉及一种抛光液以及生产工艺，特别是用于加工如玻璃制品的抛光液以及应用。
技术介绍
当前玻璃加工企业生产中所使用的抛光液主要是在碱性条件下，以大颗粒氧化铈粉做抛光摩擦剂，表面活性中心少，分散稳定性差，总体抛光速率低，更有甚者，容易导致严重的表面划伤，还存在平化抛光效率低等缺陷。长时间抛光往往大大降低抛光效率，造成抛光机的迅速磨损，生产效率低，以及大量的耗材消费。同时由于目前市场上广泛应用的多为碱性硅酸钠玻璃，采用微酸性玻璃抛光液虽然开始抛光效率非常高，但碱性玻璃在抛光过程中释放碱性硅酸钠，在玻璃稀土抛光液循环使用过程中，导致抛光液pH随抛光时间的延长不断升高，失去抛光效率。
技术实现思路
本专利技术目的在于专利技术一种接近稀土表面零电位，与硅酸盐表面亲和性好，分散稳定性好、平化抛光效率高、抛光表面划伤低，不损伤抛光机的微酸性玻璃抛光液。技术方案为：微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，有效成份为稀土氧化物，以及一种有机和/或无机缓冲液，使抛光液保持pH在5-8之间。在其中一些具体实施例中，优选的，所述抛光液PH在5.5-6.5之间。在其中一些具体实施例中，缓冲液占抛光液的总重量的0.001％～10％。在其中一些具体实施例中，所述稀土氧化物优选氧化铈。在其中一些具体实施例中，所述无机缓冲液选自无机酸或无机酸盐，优选磷酸或磷酸盐、硼酸或硼酸盐中的一种。在其中一些具体实施例中，所述有机缓冲液选自有机酸或有机羧酸盐，优选有机脂肪酸、有机脂肪酸盐、有机酸聚合物、有机酸聚合物盐、有机磺酸、有机磺酸盐、有机磷酸、有机磷酸盐、氨基酸、氨基酸盐、聚氨基酸、聚氨基酸盐中的一种。为了制成悬浮性能更高的抛光液，在其中一些具体实施例中，抛光液中还含有添加剂，其中添加剂与稀土氧化物的质量比为0.001～0.1︰1；所述添加剂选自有机磷酸盐表面活性剂、有机胺、有机铵盐、醇胺、聚环氧烷醇、聚丙烯酸、聚氨酯中的一种。本专利技术产品悬浮性强，不宜沉积，分散稳定性好，抛光效果稳定，表面缺陷低，抛光无划痕，可有效提高平化抛光效率，抛光效率可达893纳米/分钟，且不易造成对抛光机的损伤。本专利技术的第二个目的是提供专利技术产品的应用。用途之一是：用于含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体表面的抛光。用途之二是：用于玻璃制品表面抛光。所述玻璃制品包括计算机玻璃硬盘或FPD玻璃或CD或DVD母盘玻璃或光学玻璃制品。用途之三是：用于芯片生产的绝缘氧化层的抛光。用途之四是：用于单晶硅的抛光。本专利技术的有益效果：1.本专利技术引入弱酸/弱酸盐缓冲系统，具体的是无机酸、无机酸盐、有机酸、有机羧酸盐，在玻璃稀土抛光液循环使用过程中，导致抛光液pH可以长期保持在酸性环境中，保持高切削率。2.抛光液中加入表面活性剂等稳定剂，使抛光液的分散稳定性好、平化抛光效率高、抛光表面划伤低，不损伤抛光机。3.该抛光液可用于含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体、玻璃制品、单晶硅表面、芯片生产的绝缘氧化层的抛光。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例一：1、制备方法：称取120克市场上购买的金阳含铈混合稀土氧化物，加入4517克水中，室温下搅拌均匀，制成混合稀土氧化物悬浮液。为保持抛光液最高效率，pH缓冲剂柠檬酸/柠檬酸盐溶液加入到新合成的表面改性混合稀土氧化物悬浮液中，将pH稳定在3.5-6.5。为了制成悬浮性能更高的抛光液，还可再向硅酸盐改性的混合稀土氧化物悬浮液分别加入38克添加剂，分别制成抛光液样品A、B、C、D，E，F其pH分别为2.5，3.5，4.5，5，5.5，6.5，8，8.5，10.5。添加剂可以是十二烷基磷酸纳表面活性剂。2、应用实例：将所制样品在SpeedFam9B双面抛光机上抛光。下压：0.21kg/cm2，下盘以及载盘转速30RPM，抛光液流速：200ml/分钟。该系列实验，抛光液一次性通过，不重复循环使用。抛光液抛光速率分别为367，539，655，721，835,779，697，547,558纳米/分钟，玻璃表面无划痕，抛光机无损伤。一次性抛光液使用结果清楚表明，pH＝5.5，6.5时抛光效率是最高的。实施例二：1、制备方法：称取650克混合稀土氧化物，加入9850克水中，室温下搅拌均匀，制成混合稀土氧化物悬浮液。加入聚甲基硅醚表面活性剂5g，再用磷酸酸调pH值到5.5。2、应用实例：将如上所制样品在SpeedFam9B双面抛光机上抛光。下压：0.1kg/cm2，下盘以及载盘转速30RPM，抛光液流速：200ml/分钟。抛光实验分A，B两种过程。A：在抛光液供液系统配置一个pH值在线监测系统，同时配置一个20％的磷酸供液系统，在pH<6时就自动调节pH到5.5。抛光液循环使用，该抛光液微晶玻璃抛光速率为935纳米/分钟，玻璃表面无划痕，抛光机无损伤；B:按传统抛光工艺进行，抛光液循环使用，抛光液pH不控制，该抛光液微晶玻璃抛光速率为635纳米/分钟，玻璃表面无划痕，抛光机无损伤。实施例三：1.制备方法A:称取0.05克混合稀土氧化物，加入6300克水中，室温下搅拌均匀，制成混合稀土氧化物悬浮液。把pH用磷酸调到4.5。B:称取3500克混合稀土氧化物，加入2237克水中，室温下搅拌均匀，制成混合稀土氧化物悬浮液。向混合稀土氧化物悬浮液加入1500克摩尔比硅酸钾，进一步搅匀，制成混合稀土氧用磷酸调pH值到9。称取200克以上合成的悬浮液，加入1800克水，搅拌均匀，再用硼酸调整pH为4.5。C:称取530克混合稀土氧化物，加入6370克水中，室温下搅拌均匀，制成混合稀土氧化物悬浮液。向混合稀土氧化物悬浮液加入25克的硅酸钾，进一步搅匀，制成混合稀土氧化物、硅酸钾混合悬浮液。再用盐酸调整pH为9.0。将混合稀土氧化物、硅酸钾混合悬浮液的温度升至60℃，保温2小时±0.2小时后再降温至25℃，把pH用硼酸调节到4.5。D:称取270克混合稀土氧化物，加入3700克水中，室温下搅拌均匀，制成混合稀土氧化物悬浮液。向混合稀土氧化物悬浮液加入2500克的硅酸钾，进一步搅匀，制成混合稀土氧化物、硅酸钾混合悬浮液。再用盐酸调整pH为9.0。将混合稀土氧化物、硅酸钾混合悬浮液的温度升至60℃，保温2小时±0.2小时后再降温至25℃，把pH用柠檬酸调节到4.5。2、应用实例：将所制样品在圣高单面抛光机机上抛光。下压：0.35kg/cm2，下盘以及载盘转速30RPM，抛光液一次性使用，抛光液流速：100ml/分钟，抛光垫为SUBA600。该系列抛光液单晶硅4寸硅片抛光速率分别为A:377，B:390，C:289，D:414纳米/分钟，硅片表面无划痕，抛光机无损伤。经试验总结：将微酸性玻璃复合抛光液用于如氧化硅，硅酸盐，单晶硅等含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体表面的抛光、玻璃制品(计算机玻璃硬盘或FPD玻璃或CD或DVD母盘玻璃或光学玻璃制品)表面抛光、芯片生产的绝缘氧化层的抛光、单晶硅的抛光，都具有平化抛光效率高、不损伤抛光机的特性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：抛光液的有效成份为稀土氧化物，以及一种有机和/或无机缓冲液，使抛光液保持pH在5‑8之间。

【技术特征摘要】
1.微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：抛光液的有效成份为稀土氧化物，以及一种有机和/或无机缓冲液，使抛光液保持pH在5-8之间。2.根据权利要求1中所述的微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：所述抛光液PH在5.5-6.5之间。3.根据权利要求1中所述的微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：缓冲液占抛光液的总重量的0.001％～10％。4.根据权利要求1中所述的微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：所述稀土氧化物优选氧化铈。5.根据权利要求1所述微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：所述无机缓冲液选自无机酸、无机酸盐，优选磷酸、磷酸盐、硼酸、硼酸盐中的一种。6.根据权利要求1所述微酸性条件下的碱性玻璃抛光液，其特征在于：所述有机缓冲液选自有机酸、有机羧酸盐，优选有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙韬，李佳铌，
申请(专利权)人：宁波日晟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33