一种用于钛的化学机械抛光液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抛光液，具体涉及一种用于钛的化学机械抛光液。
【背景技术】
[0002] 钛具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、生物相容性好等显著优点而被广泛运用于 医药、航空航天、微电子等高精尖领域。20世纪50年代以来，关于钛合金的研宄呈现井喷 之势。1954年，美国率先研宄出第一代钛合金Ti-6A1-4V (简称Ti64)，该合金是钛合金工 业中的王牌合金，使用量占全部钛合金的75%?80%。20世纪50?60年代，钛合金的耐 高温和比强度高的性能得到进一步重视、提升，开始逐步用于飞机、航天飞机的结构器件制 造。20世纪80年代，耐热钛合金的耐热温度已经从400°C提升到600°C，这使得钛合金逐步 进入航天器的"核心领域" 一一引擎。另一方面，由于钛合金具有独特的生物相容性，各类 人造关节、义齿等既要考虑强度、重量、又要考虑与人体的相容度医疗用品，其主流素材也 是钦合金。
[0003] 钛在微电子领域内的应用同样潜力巨大。随着MEMS应用的扩大化、复杂化和加工 要求的持续提升，亟需开发硅材料之外的其他新型基底材料，金属钛具有良好的延展性和 导电性，且断裂韧度高高低温特性和耐腐蚀好，并具备生物兼容性。2003年美国MacDonald 等使用RIE、ICP工艺对50. 8mm(2in)金属钛片衬底进行深刻蚀，制作出垂直性好、高深宽比 的微小齿轮及执行器。为保证刻蚀加工精度，钛片进行深刻蚀前必须进行表面平坦化，使其 表面粗糙程度达到纳米级别。
[0004] 由此可知，钛的市场前景十分广大，而传统的金属加工技术已经不适应日新月异 的需求。在金属工艺中，所有金属件的最后一道加工工艺均是抛光。抛光的目的是在已经 成型的金属件表面施以一定的机械或化学作用，使工件的尺寸以及表面性能（如粗糙度、 平整度、光亮度）等达到允许的公差范围内。传统的抛光手段有机械抛光、化学抛光以及 电化学抛光。机械抛光使用砂轮、砂布等物品摩擦工件表面，打去工件表面的凸起，使其趋 于平整，其缺点在于，难以使工件的表面粗糙度下降至微米级，打磨过程中的扬尘易于引发 爆炸。化学抛光和电化学抛光均是利用工件的化学特性，将工件浸泡在某种化学腐蚀液中 (电化学抛光还会施加电流），用化学反应去除工件表层。它们的缺点在于，化学反应程度 难以控制，有些电化学抛光液还有剧毒，会对人体和环境造成损伤等等。
[0005] 为了克服传统抛光工艺的弊端，化学机械抛光于20世纪90年代开始兴起。化学 机械抛光中，抛光液是起着灵魂作用。抛光液中的微量化学药品能够与工件表面发生化学 反应，从而使工件表面易与本体剥离；而抛光液中的微米甚至纳米级抛光颗粒则通过机械 作用磨去这层"表皮"，使工件完成抛光。整个过程合了机械抛光与化学抛光的优点，并克服 其缺点，具有可控性好、抛光精度高、环境友好等显著特点。然而，目前市场上还未有成熟的 商品化钛抛光液。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种用于钛的化学机械抛光液，用于克服现有技术中钛片 表面抛光的表面性能差和抛光速度不易控制，表面腐蚀较严重的问题。
[0007] 本发明的进一步目的是提供一种如上述所述化学机械抛光液的制备方法。
[0008] 本发明的进一步目的是提供一种上述化学机械抛光液的应用。
[0009] 为实现上述目的，本发明是采取以下的具体技术方案实现的：
[0010] 一种用于钛的化学机械抛光液，以所述化学机械抛光液的总质量计，所述化学机 械抛光液包括以下原料组分及重量百分含量：
[0011]
[0012] 余量为pH调节名。
【主权项】
1. 一种用于铁金属的化学机械抛光液，其特征在于，w所述化学机械抛光液的总质量 计，所述化学机械抛光液包括W下原料组分及百分含量： 余量为抑调节剂和水。
2. 如权利要求1所述化学机械抛光液，其特征在于，所述氧化剂选自铁氯化钟、双氧水 和过硫酸锭中的一种或多种。
3. 如权利要求1所述化学机械抛光液，其特征在于，所述表面活性剂选自聚氧己締硫 酸钢、聚丙締酸钢、聚氧己締離磯酸醋、烧基醇聚己締基離和十六烧基=甲基漠化锭中的一 种或多种。
4. 如权利要求1所述化学机械抛光液，其特征在于，所述有机添加剂为有机酸，所述有 机酸选自己酸、蚁酸、草酸、巧樣酸、对苯二酸、水杨酸、甘氨酸、氨基己酸、了二酸和酒石酸 中的一种或多种。
5. 如权利要求1所述化学机械抛光液，其特征在于，所述抛光颗粒选自氧化侣、氧化 锦、氧化错、氧化铁和胶体氧化娃中的一种或多种。
6. 如权利要求5所述化学机械抛光液，其特征在于，所述抛光颗粒的粒径范围为20? 1500nm。
7. 如权利要求1所述化学机械抛光液，其特征在于，所述pH调节剂选自硝酸、磯酸、氨 氧化钟、氨氧化钢、哲己基己二胺和四甲基氨锭中的一种或多种。
8. 如权利要求1所述化学机械抛光液，其特征在于，所述化学机械抛光液的抑为1? 11。
9. 如权利要求1所述化学机械抛光液，其特征在于，所述抛光颗粒为10?25wt%。
10. 如权利要求1?9任一所述化学机械抛光液在铁金属材料中的应用。
【专利摘要】一种用于钛的化学机械抛光液，以所述化学机械抛光液的总质量计，所述化学机械抛光液包括以下原料组分及重量百分含量：氧化剂1~5wt%、表面活性剂0.01~4wt%、有机添加剂0.01~3wt5、抛光颗粒0.2~30wt%、余量为pH调节剂和水。本发明中的化学机械抛光液利用不同成分化学机械抛光液对钛金属速率可控、表面质量好且低腐蚀的抛光，可满足工业中对于钛金属表面质量的需求。
【IPC分类】C23F3-04
【公开号】CN104593776
【申请号】CN201410836073
【发明人】梁晨亮, 刘卫丽, 宋志棠
【申请人】上海新安纳电子科技有限公司, 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月24日