专利名称：一种复合磨粒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合磨粒，更具体地，本实用新型涉及一种以聚甲基丙烯酸酯为核、以氧化铈为壳的复合磨粒。
背景技术：
CeO2具有高化学活性以及合适的硬度，特别是对超大规模集成电路制造中二氧化硅介质层的化学机械抛光具有其他磨粒所无法比拟的优势。随着nSL集成度的提高，器件的特征尺寸已降至亚微米级甚至纳米级，必须采用CMP技术进行全面平坦化。而单一的CeO2 磨粒在抛光过程中易产生粒子污染及大颗粒所造成的划痕和凹痕等各种表面缺陷，不能满足获得高质量抛光表面的要求。国内外关于氧化铈抛光粉的研究结果表明通过在氧化铈中掺硼或掺钛，制备得到了球形度更高，密度更高和抛光效果更好的掺杂氧化铈抛光粉或以铈钛的无机盐溶液为起始原料，以氨水作沉淀剂，用共沉淀法制备了铈钛复合氧化物，以减少颗粒间的团聚，提高抛光速率。近年来，国外很多研究人员开始尝试将有机/无机核壳结构复合颗粒特殊的非刚性力学性质应用于CMP技术。比利时微电子中心与美国Intel公司合作，率先开展了亚微米级PMMA/Si02和PMMA/Ce02核壳结构复合磨粒的合成及应用研究，通过大量的试验，对复合磨粒的抛光特性做了较为系统的研究。结果表明，与传统的纳米无机磨粒相比，亚微米级的复合磨粒反而表现出更加优秀的抛光效果。但上述聚合物/CeO2复合磨粒的核壳结构均不够理想，CeO2纳米颗粒未能均匀包覆在聚合物微球内核表面。
实用新型内容为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种复合磨粒，以聚甲基丙烯酸酯为核，其特征在于在聚甲基丙烯酸酯核外包括均匀覆盖的氧化铈壳。该复合磨粒的制备方法包括以下步骤量取PS乳胶分散液4ml加入到200mL蒸馏水中，超声分散IOmin后加入一定量的分析纯六水硝酸亚铺(Ce (NO3) 3 ·6Η20)和过量的六次甲基四胺(C6H12N4, HMT)，并控制整个反应体系中Ce(NO3)3 · 6Η20和HMT的摩尔比为I : 5。 将配制的反应液在电磁搅拌的条件下于75°C恒温2h，冷却静置后将沉淀物离心分离、洗涤 (蒸馏水洗两遍、无水乙醇洗一遍)，再将产物放置于80°C鼓风干燥箱至干燥，即可得到PS/ CeO2复合颗粒。其中PS乳胶的制备过程如下将蒸馏水、一定量的苯乙烯(St)、适量的二乙烯基苯和α-甲基丙烯酸依次加入250mL带有冷凝管、机械搅拌装置和氮气导管的四口瓶中，搅拌均匀后置于恒温油浴锅中加热到一定温度，IOmin后加入引发剂过硫酸钾(溶于IOmL蒸馏水中)，反应一段时间后即可得到PS乳胶粒子分散液。该复合磨粒可以用于半导体材料精密抛光。本实用新型得到了包覆均匀的聚甲基丙烯酸酯为核氧化铈为壳的复合磨粒。借助这种核壳结构有机/无机复合磨粒所独特的内柔外硬、非刚性的力学特性，预期在CMP过程中充分发挥其有机微球内核的弹性与CeO2壳层的表面硬度及高化学活性之间的协同作用， 获得了高质量的超光滑抛光表面。
图I是本实用新型复合磨粒的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步详细描述如图I所示，一种复合磨粒，以聚甲基丙烯酸酯为核1，其特征在于在聚甲基丙烯酸酯核I外包括均匀覆盖的氧化铈壳2。该复合磨粒的制备方法包括以下步骤量取PS乳胶分散液4ml加入到200mL蒸馏水中，超声分散IOmin后加入一定量的分析纯六水硝酸亚铺(Ce (NO3) 3 ·6Η20)和过量的六次甲基四胺(C6H12N4, HMT)，并控制整个反应体系中Ce(NO3)3 · 6Η20和HMT的摩尔比为I : 5。 将配制的反应液在电磁搅拌的条件下于75°C恒温2h，冷却静置后将沉淀物离心分离、洗涤 (蒸馏水洗两遍、无水乙醇洗一遍)，再将产物放置于80°C鼓风干燥箱至干燥，即可得到PS/ CeO2見合磨权。其中PS乳胶的制备过程如下将蒸馏水、一定量的苯乙烯(St)、适量的二乙烯基苯和α-甲基丙烯酸依次加入250mL带有冷凝管、机械搅拌装置和氮气导管的四口瓶中，搅拌均匀后置于恒温油浴锅中加热到一定温度，IOmin后加入引发剂过硫酸钾(溶于IOmL蒸馏水中)，反应一段时间后即可得到PS乳胶粒子分散液。该复合磨粒可以用于半导体材料精密抛光，也可用于LED衬底、液晶平面等的高质量要求抛光。以上所列的各实施例仅仅是对本实用新型的列举，本领域技术人员能够理解在本实用新型基础上所作的简单修改、替换或与本领域惯用手段的结合都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1. 一种复合磨粒，以聚甲基丙烯酸酯为核，其特征在于在聚甲基丙烯酸酯核外包括均匀覆盖的氧化铈壳。
专利摘要本实用新型公开了一种复合磨粒，以聚甲基丙烯酸酯为核，其特征在于在聚甲基丙烯酸酯核外包括均匀覆盖的氧化铈壳。借助这种核壳结构有机/无机复合磨粒所独特的内柔外硬、非刚性的力学特性，预期在CMP过程中充分发挥其有机微球内核的弹性与CeO2壳层的表面硬度及高化学活性之间的协同作用，获得了高质量的超光滑抛光表面。
文档编号C09K3/14GK202346953SQ20112049883
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者张莉娟 申请人:张莉娟