一种高效的研磨液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于研磨液技术领域，提供了一种高效的研磨液及其制备方法和应用，本发明专利技术通过采用含有多元醇的主溶剂、阳离子化合物作为研磨液的主要液体组分，借助同性电荷之间的斥力提高磨料间的排斥力的效果，改善磨料的分散效果，工作时，有助于提升磨粒在体系中的作用时间，本发明专利技术的研磨液的研磨效率高，本发明专利技术的材料移除量相对于常规的研磨液体系提升至少18.78％，且可以保证表面粗糙度在15

【技术实现步骤摘要】
一种高效的研磨液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及研磨液
，更具体地，涉及一种高效的研磨液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]蓝宝石材料，硬度仅次于金刚石，具有很好的强度和优异的耐刮擦性能，同时具有良好的光学性能，因此在电子消费市场和可穿戴设备市场有着广阔的应用前景。但是，蓝宝石材料的加工过程，一般经过粗磨和精磨工序、CMP(化学机械研磨)工序，粗磨或精磨工序作为CMP工序的前工序，要求在控制好表面粗糙度(目前基本要求表面粗糙度值Ra>10nm)的同时，尽可能提升材料移除量，以提升工作效率，提升产能，降低成本，但是由于蓝宝石材料硬度高，目前的加工工艺中的粗磨和精磨工序的材料移除量小，研磨效率低，因此，亟需开发一种高效的研磨液，在控制表面粗糙度的同时，提升蓝宝石的加工工艺中粗磨和精磨工序的研磨效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种高效的研磨液及其制备方法和应用，本专利技术提供的研磨液能够提高材料移除量，可以应用于粗磨和精磨工序中，在控制表面粗糙度的同时，提高材料的研磨效率,材料移除量相对于常规的研磨液体系提升至少18.78％，且可以保证表面粗糙度在15
‑
25nm的纳米级范围内。
[0004]本专利技术的第一方面提供一种高效的研磨液。
[0005]具体地，一种高效的研磨液，包括液体组分和磨料；
[0006]所述液体组分包括主溶剂和阳离子化合物；r/>[0007]所述主溶剂包括多元醇；
[0008]所述主溶剂中多元醇的质量为研磨液总质量的70％以上；
[0009]所述阳离子化合物的质量为研磨液总质量的0.15
‑
15wt％；
[0010]所述磨料的平均粒径大于1Mic，小于等于100Mic。
[0011]本专利技术采用主溶剂、阳离子化合物作为研磨液的液体组分，主溶剂中含有多元醇，为碱性体系，与磨料共同制得的研磨液，由于本专利技术采用的磨料粒径达到微米级，在体系中难以分散，因此本专利技术添加了阳离子化合物，磨料和阳离子化合物具有相同的正电荷，磨料和阳离子化合物不会发生电荷中和，阳离子化合物可以作为增效剂，提升电荷的密度，阳离子化合物提供了强电荷静力，提升了磨料间的排斥力，改善了磨料的分散效果，可借助同性电荷之间的斥力达到提高磨料间的排斥力的效果，工作时，有助于延长磨粒在体系中的作用时间，从而提高研磨效率。
[0012]优选地，所述阳离子化合物为季铵盐、叔胺盐、铵盐、碱金属盐、碱土金属盐中的一种或几种。
[0013]更优选地，所述阳离子化合物为季铵盐和/或叔胺盐。季铵盐和叔胺盐作为一种强阳离子化合物，可作为理想的增效剂。
[0014]优选地，所述季铵盐为聚季铵盐
‑
10。
[0015]优选地，所述阳离子化合物的质量为研磨液总质量的0.15
‑
10wt％。
[0016]优选地，所述主溶剂的质量为研磨液总质量的70
‑
99wt％；
[0017]优选地，所述磨料的平均粒径为1
‑
80Mic。
[0018]优选地，所述主溶剂中多元醇的质量为研磨液总质量的80％以上。
[0019]优选地，所述主溶剂还含有水。
[0020]优选地，所述主溶剂中水的质量为研磨液总质量的3
‑
30％。
[0021]优选地，所述多元醇为乙二醇、丙三醇、三甘醇中的一种或几种。
[0022]优选地，所述研磨液的pH为7
‑
10。
[0023]优选地，所述液体组分中还包括酸溶液、消泡剂、增稠剂、分散剂、金属腐蚀抑制剂中的一种或几种。
[0024]优选地，以研磨液的总质量为基准，按照质量百分数计，所述研磨液包括：0.1
‑
10wt％消泡剂、0.1
‑
10wt％增稠剂、0.1
‑
10wt％分散剂、0.1
‑
10wt％金属腐蚀抑制剂。
[0025]优选地，所述酸溶液为硼酸、稀盐酸、醋酸中的一种或几种。酸溶液的作用是调节pH值。
[0026]优选地，所述消泡剂为含Si、F类消泡剂。
[0027]更优选地，所述消泡剂为二甲基硅油。
[0028]优选地，所述增稠剂为白炭黑、纤维素、聚丙烯酸酸、聚丙烯酸盐、有机膨润土、癸二烯交联共聚物中的一种或几种。
[0029]更优选地，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
[0030]优选地，所述分散剂为超级分散剂。
[0031]优选地，所述金属腐蚀抑制剂为一乙醇胺、三乙醇胺、硼酸盐、多磷酸盐、甜菜碱、苯三唑衍生物中的一种或几种。
[0032]优选地，所述磨料的质量为研磨液总质量的0.2
‑
20wt％。
[0033]优选地，所述磨料为金刚石团聚磨料、多晶金刚石磨料、类多晶金刚石磨料、单晶金刚石磨料、改性金刚石磨料、氧化铝磨料、碳化硅磨料、二氧化硅磨料、碳化硼磨料、氧化铈磨料、碳酸钙磨料中的一种或几种。
[0034]本专利技术的第二方面提供一种高效的研磨液的制备方法。
[0035]本专利技术保护上述研磨液的制备方法，包括如下步骤：
[0036]先调节主溶剂的pH值至4
‑
8，得到第一溶液，然后加入阳离子化合物，得到第二溶液，再加入磨料，混合，得到所述研磨液。
[0037]优选地，所述调节主溶剂的pH值采用酸溶液。
[0038]优选地，所述阳离子化合物先用水或有机溶剂预溶，配成溶液后再加入到第一溶液中。
[0039]优选地，还包括在加入阳离子化合物的同时加入分散剂，得到第二溶液。
[0040]优选地，还包括在第二溶液中加入消泡剂，静置，得到第三溶液，再加入增稠剂、金属腐蚀抑制剂，得到第四溶液，然后加入磨料，混合，得到所述研磨液。
[0041]优选地，所述加入磨料前，还包括将磨料先加入到醋酸溶液中搅拌均匀，进行预处理。
[0042]优选地，所述醋酸溶液的质量分数为5
‑
8％。
[0043]本专利技术的第三方面提供一种高效的研磨液的应用。
[0044]本专利技术保护上述研磨液在材料加工中的应用。
[0045]优选地，所述材料为脆硬材料。
[0046]更优选地，所述材料为碳化硅、蓝宝石、陶瓷材料。
[0047]优选地，所述材料加工为制备半导体元件。
[0048]优选地，所述研磨液在制备半导体元件中粗磨或精磨工序中的应用。
[0049]优选地，所述研磨液为双面非铜盘研磨机或单面研磨机用研磨液。
[0050]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0051](1)本专利技术通过采用含有多元醇的主溶剂、阳离子化合物作为研磨液的主要液体组分，由于阳离子化合物提供了强正电荷静力，与带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研磨液，其特征在于，包括液体组分和磨料；所述液体组分包括主溶剂和阳离子化合物；所述主溶剂包括多元醇；所述主溶剂中多元醇的质量为研磨液总质量的70％以上；所述阳离子化合物的质量为研磨液总质量的0.15
‑
15wt％；所述磨料的平均粒径大于1Mic，小于等于100Mic。2.根据权利要求1所述的研磨液，其特征在于，所述阳离子化合物为季铵盐、叔胺盐、铵盐、碱金属盐、碱土金属盐中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的研磨液，其特征在于，所述液体组分中还包括酸溶液、消泡剂、增稠剂、分散剂、金属腐蚀抑制剂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的研磨液，其特征在于，所述磨料的质量为研磨液总质量的0.2
‑
20wt％。5.根据权利要求1所述的研磨液，其特征在于，所述磨料为金刚石团聚磨料、多晶金刚石磨料、类多晶金刚石磨料、单晶金刚石磨料、改性金刚石磨料、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓中华，郑连彬，
申请(专利权)人：珠海戴蒙斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：