【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学机械抛光，具体涉及一种制备混合氢氧化铈和氧化铈抛光液的方法及其使用方法。
技术介绍
1、化学机械抛光技术，简称cmp技术，是20世纪60年代末发展起来的，一种抛光技术，它综合了化学和机械抛光的优势：单纯的化学抛光，抛光速率较快，表面光洁度高，损伤低，平整性好，但表面平整度和平行度差，抛光后表面一致性差；单纯的机械抛光表面一致性好，表面平整度高，但表面光洁度差，损伤层深。化学机械抛光可以获得较为平整的表面，又可以得到较高的抛光速率，得到的平整度比其他方法高两个数量级，是能够实现全局平面化的有效方法。
2、抛光液的主要产品可以按主要成分的不同分为以下几大类：金刚石抛光液(多晶金刚石抛光液、单晶金刚石抛光液和纳米金刚石抛光液)、氧化硅抛光液(即cmp抛光液)、氧化铈抛光液、氧化铝抛光液和碳化硅抛光液等几类。其中，氧化铈抛光液是以微米至纳米级ceo2为磨料的氧化铈研磨液，该研磨液具有分散性好、粒度细、粒度分布均匀、硬度适中等特点；适用于高精密光学仪器，光学镜头，微晶玻璃基板，晶体表面、集成电路光掩模等方面的精密抛光。
3、2019年，netzband c m等【ecs journal of solid state science andtechnology,2019,8(10):629-633】通过改变抛光液的化学环境最大化磨料表面ce3+/ce4+的比例以提高抛光效率，发现ph值在2-12范围内改变对其影响不大；而过氧化物(h2o2)的添加使表面的ce3+浓度先增后减，1wt％的68nm ce
4、本申请中将铈的可溶性盐与多元醇形成的混合溶液，在含氧气氛中雾化后与已经雾化的沉淀剂溶液，相互混合形成雾状沉淀物，所得雾状沉淀物直接落入特定配置溶液中直接制备混合抛光液。此方法制备得到的混合抛光液中氢氧化铈含量不低于40％，并且混合抛光液中氢氧化铈或氧化铈磨粒的平均一次粒径4±0.5nm，粒径分布窄，具有较好的抛光性能，具有重要实际应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题在于提供一种混合氢氧化铈和氧化铈抛光液的制备方法，由铈的可溶性盐与多元醇形成的混合溶液，在含氧气氛中雾化后与已经雾化的沉淀剂溶液，相互混合形成雾状沉淀物，所得雾状沉淀物直接落入特定配置溶液中直接制备混合抛光液。
2、技术方案为：
3、将可溶性铈盐溶解于水和多元醇的混合溶液中，将固体沉淀剂溶解形成溶液，将铈盐溶液和固体沉淀剂溶液同时雾化后混合，利用高压泵使溶液获得压力喷雾雾化，雾化压力范围：7-15，所得雾化沉淀物直接落入特定配制溶液中，形成ce(oh)3和ceo2的混合抛光液，其中氢氧化铈或氧化铈磨粒的平均一次粒径4±0.5nm，氢氧化铈摩尔数占总ce摩尔数的40％-50％；所述特定配制溶液包含：水、ph调节剂、表面活性剂、缓蚀剂。
4、提供一种方案：
5、所述铈的可溶性盐，包括硝酸铈、氯化铈、硫酸铈、草酸铈中的一种或几种；
6、所述铈盐中ce离子的浓度为：0.03-1.3mol/l；
7、所述多元醇为：三羟甲基丙烷、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇中的一种或几种；
8、其中，ce离子与多元醇摩尔比为：10:1～1:30。
9、所述固定沉淀剂为：碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或两种；
10、所述沉淀剂的浓度为：0.3-3.6mol/l；
11、通过调节铈盐和沉淀剂溶液雾化进料速率，使ce离子与沉淀剂的摩尔比为：1:5～1:50；
12、雾化的气氛为o2、air、或含氧5-60vol％的气氛中的一种或多种；其中，含氧气氛的平衡气为惰性气，惰性气选自n2、ar、he中的一种或多种。
13、所述特定配制溶液中ph调节剂包括：醋酸、柠檬酸、苯磺酸、草酸、氨基磺酸中的一种或几种；其加入量依据雾化沉淀物落入后具体ph值需要加入，ph值的调节范围3-9；
14、所述表面活性剂包括：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种；
15、所述缓蚀剂包括：硫脲、氯化亚锡、苯丙三氮唑(bta)中的一种或几种；
16、所述特定配制溶液中表面活性剂和缓蚀剂的含量均分别为2-10wt％(占除ph调节剂外总溶液质量)，其余为水和ph调节剂；
17、所述特定配制溶液的体积(除ph调节剂外体积)与铈盐溶液的体积比为1/3～9/1。
18、提供一种方案：
19、所述铈的可溶性盐，包括氯化铈、硫酸铈中的一种或两种；
20、所述铈盐中ce离子的浓度为：0.05-1.0mol/l；
21、所述多元醇为：三羟甲基丙烷、一缩二丙二醇中的一种或两种；
22、其中，ce离子与多元醇摩尔比为：5:1～1:15。
23、所述固定沉淀剂为：碳酸铵；
24、所述沉淀剂的浓度为：0.5-2.5mol/l；
25、通过调节铈盐和沉淀剂溶液雾化进料速率，使ce离子与沉淀剂的摩尔比为：1:10～1:30；
26、雾化的气氛为air、或含氧10-50vol％的气氛中的一种或多种；其中，含氧气氛的平衡气为惰性气，惰性气选自n2、ar、he中的一种或多种。
27、所述特定配制溶液中ph调节剂包括：柠檬酸、苯磺酸、草酸中的一种或几种；其加入量依据雾化沉淀物落入后具体ph值需要加入，ph值的调节范围3.5-8.0；
28、所述表面活性剂包括：月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种；
29、所述缓蚀剂包括：硫脲、苯丙三氮唑(bta)中的一种或两种；
30、所述特定配制溶液中表面活性剂和缓蚀剂的含量均为3-8wt％(占除ph调节剂外总溶液质量)，其余为水和ph调节剂；
31、所述特定配制溶液的体积(除ph调节剂外体积本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备混合氢氧化铈和氧化铈抛光液的方法，其特征在于：
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
6.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：
7.按照权利要求1或4所述的方法，其特征在于：
8.一种权利要求1-7所述的方法制备获得的氢氧化铈和氧化铈抛光液。
9.一种权利要求8所述的氢氧化铈和氧化铈抛光液可作为一种化学机械抛光液被应用于抛光工艺中。
10.按照权利要求9所述的应用，其可用于晶圆切片的表面抛光。
【技术特征摘要】
1.一种制备混合氢氧化铈和氧化铈抛光液的方法，其特征在于：
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
6.按照权利要求1或3所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，张志鑫，王业红，石振，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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