一种稀土复合刚玉微粉抛光液制造技术

本发明专利技术涉及工业生产加工中使用的磨具，是一种稀土复合刚玉微粉抛光液，其特征是：其重量百分比组份为：稀土复合刚玉微粉15-40，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂1-12，脂肪醇聚氧化烯醚1-15，乙醇10-20，四甲基氢氧化铵1-5，辅助剂1-10，着色剂1-5，余量为高纯去离子水；本发明专利技术抛光液可减少传统抛光对工件表面增加的不必要损害，避免金属离子污染，使用更安全，加工质量高、速度快，效果明显，抛光液特别适合用于加工集成电路芯片、硅片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业生产加工中使用的磨具类，尤其是一种稀土复合刚玉微粉抛光液。
技术介绍
抛光液是不同于固结磨具、涂附磨具的另一类“磨具”，磨料在分散剂中均匀、游离分布。抛光液按其作用机理可分为机械作用抛光液，化学机械作用抛光液。机械作用的研磨液:以金刚石、B4C等为磨料，通过添加分散剂等方式分散到液体介质中，从而形成具有磨削作用的液体，称为金刚石研磨液、碳化硼研磨液等。磨料在分散液中游离分布，利用磨料硬度比待磨工件硬度大的原理，实现工件的研磨、减薄。根据磨料的表面、颗粒大小及研磨液配置、研磨设备稳定性等情况，研磨完成后，工件表面容易留下或大或小的划痕。所以，机械作用的研磨液一般用于粗磨，后续还需要精密研磨抛光。化学机械作用研磨液:化学机械作用研磨液利用了磨损中的“软磨硬”原理，即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的抛光表面，是机械削磨和化学腐蚀的组合技术，它借助超微粒子的研磨作用和化学腐蚀作用在被研磨的介质表面形成光洁平坦表面。所以化学机械作用研磨液又称为化学机械抛光液(Chemical Mechanical Polishing,简称CMP)。在一定压力及抛光浆料存在下，被抛光工件相对于抛光垫作相对运动，借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐蚀作用之间的有机结合，在被研磨的工件表面形成光洁表面。随着集成电路(IC)产业的飞速发展，IC特征尺寸不断缩小，硅片尺寸不断增大，IC工艺变得越来越复杂和精细。这对芯片内部层间介质的表面质量提出了更高的要求，要求介质层表面必须进行全局平坦化。传统的抛光技术(如:基于淀积技术的选择淀积、溅射等)虽然也可以提供“光滑”的表面，但却都是局部平面化技术，不能做到全局平面化。化学机械抛光(CMP)是目前唯一能够实现芯片全局平面化的实用技术和核心技术，正广泛地应用于IC制造中。然而，由于其工艺的复杂性，人们对CMP机理以及抛光液的作用仍缺乏深入的认识，许多方面还需要进行深入地研究。在CMP过程中，采用现有抛光液对被加工表面具有化学腐蚀和机械研磨的双重作用，对抛光效果产生重要影响，但目前仍存在诸如金属离子污染、分散性差、材料去除率低，加工进度慢等问题。。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决现有抛光液存在金属离子污染、分散性差、材料去除率低，加工速度慢等问题，提供一种稀土复合刚玉微粉抛光液。本专利技术的具体方案是:一种稀土复合刚玉微粉抛光液，其特征是:其重量百分比组份为:稀土复合刚玉微粉15-40，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂1-12，脂肪醇聚氧化烯醚1-15，乙醇10-20，四甲基氢氧化铵1-5，辅助剂1-10，着色剂1-5，余量为高纯去离子水。本专利技术中所述辅助剂为聚丙二醇、三乙醇胺、乙二醇、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇脂、甘油其中的一种或几种的组本专利技术中所述着色剂是氧化铁、炭黑、有机颜料其中的一种。本专利技术利用纳米级磨料富含的稀土元素及其优异的抛光机理，用于硅片及集成电路加工过程中对层间介质的全局平面化抛光，避免了对抛光表面的亚微米划伤，平整度高、易清洗，抛光速率高。稀土复合刚玉微粉抛光液在抛光过程中，水等溶剂对抛光材料表面有水解作用；水解后的材料表面有粘附性；软质的氧化铈等稀土填充物可以填充材料表面的凹进部分，打破了传统“只削不填”或“只填不肖『的模式，采用“削填并举”的手段达到苛刻的抛光要求，简而言之就是:“削波峰，填波谷” 在抛光过程中利用机械化学平坦化技术通过掺有极小研磨颗粒的化学溶液来改变材料表面的化学键，并加以机械式研磨，以获得材料表面平坦化。在含磨料颗粒的抛光液的帮助下实现抛光。其中抛光头在一定温度下提供下压力和背压，这样显著提高了抛光的可靠性、速度和成品率等。本专利技术抛光液具有以下特性:1.稀土复合刚玉抛光液在抛光时，先利用锋利的抛光刃取出材料表面的凸出部分，之后再利用软质的稀土氧化物来填充精抛后的凹进部分，减少了传统抛光液对工件表面增加的不必要损害。2.加工质量高，速度快，效果明显。被加工后的零件表面光亮照人，并可永久保持，解决了人工抛光不能解决的问题。3.经本抛光液加工后的五金件，可有效的去除毛刺，并可使倒角处更加光滑，提高精度等效果。同时使各种普通配件外表更加美观光滑，使用寿命及产品附加值明显提高。4.本产品具有多功能化的优点，可除锈，除油，去除氧化物，清洗和抛光等多种功能同时完成，可大幅度简化操作工序，直接降低生产成本。5.本抛光液既适用于震动(研磨)光饰机，滚动(研磨)光饰机和涡流式(研磨)光饰机，同时也可在离心(研磨)光饰机等其它(研磨)光饰机中使用。6.本产品避免了传统抛光液中常见的金属离子污染，不会对人体及环境造成危害，使用安全方便。附图说明图1是本专利技术抛光液与其他同类产品的性能比较图表。具体实施例方式例1:一种稀土复合刚玉微粉抛光液，其重量百分比组份为:稀土复合刚玉微粉15kg(400目以细申请人自产的稀土锆钇钛复合刚玉粉)，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂12kg，脂肪醇聚氧化烯醚7kg，乙醇10kg，四甲基氢氧化铵1kg，聚丙二醇1kg，氧化铁1kg，高纯去离子水53kg。制备该抛光液时，先按重量份额在高速分散的装有高纯去离子水的高速搅拌机中加入分散剂，再加入稀土复合刚玉微粉、表面活性剂和辅助材料，进行充分分散后，进入高速砂磨机进行砂磨，将稀土复合刚玉微粉的棱角磨成圆整的球形，达到一定的粒度后，加入聚丙二醇，再加入氧化铁调试颜色即成。本专利技术抛光液与其他同类产品的比较见图1，图1表中抛光对象为集成电路用硅片。米用本专利技术抛光液抛光一块集成电路用娃片时间为8.5min,光洁度达^ 13。例2:—种稀土复合刚玉微粉抛光液，其重量百分比组份为:稀土复合刚玉微粉18kg，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂1kg，脂肪醇聚氧化烯醚15kg，乙醇12kg，四甲基氢氧化铵2kg,聚丙二醇Ikg,三乙醇胺Ikg,氧化铁2kg,高纯去离子水48kg。制备该抛光液时，先按重量份额在高速分散的装有高纯去离子水的高速搅拌机中加入分散剂，再加入稀土复合刚玉微粉、表面活性剂和辅助材料，进行充分分散后，进入高速砂磨机进行砂磨，将稀土复合刚玉微粉的棱角磨成圆整的球形，达到一定的粒度后，加入聚丙二醇和三乙醇胺，再加入氧化铁调试颜色即成。米用本专利技术抛光液抛光一块集成电路用娃片时间为9min,光洁度达^ 13。例3:—种稀土复合刚玉微粉抛光液，其重量百分比组份为:稀土复合刚玉微粉21kg，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂10kg，脂肪醇聚氧化烯醚1kg，乙醇13kg，四甲基氢氧化铵3kg,三乙醇胺Ikg,乙二醇Ikg,十二烧基硫酸钠Ikg,氧化铁3kg,高纯去离子水46kg。制备该抛光液时，先按重量份额在高速分散的装有高纯去离子水的高速搅拌机中加入分散剂，再加入稀土复合刚玉微粉、表面活性剂和辅助材料，进行充分分散后，进入高速砂磨机进行砂磨，将稀土复合刚玉微粉的棱角磨成圆整的球形，达到一定的粒度后，加入三乙醇胺、乙二醇和十二烷基硫酸钠，再加入氧化铁调试颜色即成。米用本专利技术抛光液抛光一块集成电路用娃片时间为IOmin,光洁度达^ 14。例4:一种稀土复合刚玉微粉抛光液，其重量百分比组份为:稀土复合刚玉微粉24kg，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂9kg，脂肪醇聚氧化烯醚10kg，乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土复合刚玉微粉抛光液，其特征是：其重量百分比组份为：稀土复合刚玉微粉15?40，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂1?12，脂肪醇聚氧化烯醚1?15，乙醇10?20，四甲基氢氧化铵1?5，辅助剂1?10，着色剂1?5，余量为高纯去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种稀土复合刚玉微粉抛光液，其特征是:其重量百分比组份为:稀土复合刚玉微粉15-40，聚乙二醇脂肪酸酯分散剂1-12，脂肪醇聚氧化烯醚1-15，乙醇10-20，四甲基氢氧化铵1-5，辅助剂1-10，着色剂1-5，余量为高纯去离子水。2.根据权利要求1所述的一种稀土复合刚玉微...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹学良，
申请(专利权)人：湖北天马研磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：