一种高纯度纳米金刚石抛光液及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种高纯度纳米金刚石抛光液，由下述质量份材料构成：纳米金刚石0.05-10份，湿润剂0.01-2份，表面改性剂1-5份，分散剂0.1-2份，化学添加剂0.2-1份，水90-100份；本发明（1）采用表面改性剂对金刚石微粉进行机械化学改性，然后加入分散剂使纳米金刚石在溶液中分散均匀，使制得的抛光液具有良好的分散稳定性；（2）具有较高的磨削速度，能够防止抛光表面在抛光的过程中不产生划痕、黑点、粒子残留等表面缺陷；（3）可以将产品的表面粗糙度降低到0.1-0.5nm，具有抛光效果好的特点。
【专利说明】一种高纯度纳米金刚石抛光液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抛光液，尤其涉及一种高纯度纳米金刚石抛光液及其制备方法，属于超精密加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]最初的半导体基片(衬底片)抛光沿用机械抛光、例如氧化镁、氧化锆抛光等，但是得到的晶片表面损伤是及其严重的。直到60年代末，一种新的抛光技术——化学机械抛光技术(CMP Chemical Mechanical Polishing)取代了旧的方法。CMP技术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，完美性好，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完美的表面，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，是目前能够实现全局平面化的唯一有效方法。其中抛光液是必不可少的材料之一。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的在于提供一种高纯度纳米金刚石抛光液及其制备方法，该抛光液具有良好的分散稳定性，抛光效果好，能够防止抛光表面在抛光过程中产生划痕、黑点、粒子残留等表面缺陷。
[0004]技术方案:本发明所述的一种高纯度纳米金刚石抛光液，由下述质量份材料构成:纳米金刚石0.05-10份，湿润剂0.01-2份，表面改性剂1-5份，分散剂0.1-2份，化学添加剂 0.2-1 份，水 90-100 份。
[0005]进一步完善上述技术方案:所述纳米金刚石的纯度大于或等于99.95%,粒度分布范围为10-100nm。
[0006]所述湿润剂为硬脂酸、油酸、柠檬酸中的一种或几种的混合物。
[0007]所述表面改性剂为乙醇、六偏磷酸钠、甘油、聚氧乙烯脂肪酸、聚氧丙醇甘露醇、硅酸钠中的一种或几种的混合物。
[0008]所述分散剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素钠中的一种或几种的混合物。
[0009]所述化学添加剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0010]上述的高纯度纳米金刚石抛光液的制备方法，包括如下步骤:
[0011](1)取湿润剂加入纳米金刚石微粉中，搅拌，超声10-20min，充分湿润金刚石微粉，得湿润后的金刚石微粉备用；
[0012](2)取水与分散剂、表面改性剂混合，然后加入上述湿润后的金刚石微粉进行超声搅拌，制成混合液；
[0013](3)加入pH值调节剂调节pH值，使溶液pH值在7_10之间，形成悬浮液；
[0014](4)悬浮液中加入化学添加剂，超声搅拌，即制得所述高纯度纳米金刚石抛光液。
[0015]所述pH值调节剂为氨水、氢氧化钠或草酸。[0016]本发明与现有技术相比，其有益效果是:(1)采用表面改性剂对金刚石微粉进行机械化学改性，然后加入分散剂使纳米金刚石在溶液中分散均匀，使制得的抛光液具有良好的分散稳定性；(2)具有较高的磨削速度，能够防止抛光表面在抛光的过程中不产生划痕、黑点、粒子残留等表面缺陷；(3)可以将产品的表面粗糙度降低到0.1-0.5nm，具有抛光效果好的特点。
【具体实施方式】
[0017]下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[0018]实施例1:一种高纯度纳米金刚石抛光液，由下述质量份材料构成:纳米金刚石I份，硬脂酸0.5份，六偏磷酸钠1份，聚乙烯醇0.2份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5份，水90份。
[0019]上述高纯度纳米金刚石抛光液的制备方法，包括如下步骤:
[0020](1)取硬脂酸加入纳米金刚石微粉中，搅拌，超声10_20min，充分湿润金刚石微粉，得湿润后的金刚石微粉备用；
[0021](2)取水与六偏磷酸钠、聚乙烯醇混合，然后加入上述湿润后的金刚石微粉进行超声搅拌，制成混合液；
[0022](3)加入pH值调节剂氨水调节pH值，使溶液pH值在7_10之间，形成悬浮液；
[0023](4)悬浮液中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，超声搅拌，即制得所述高纯度纳米金刚石抛光液。
[0024]实施例2:—种高纯度纳米金刚石抛光液，由下述质量份材料构成:纳米金刚石10份，油酸1份，聚氧丙醇甘露醇1.5份，甲基纤维素0.5份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.6份，水95份。
[0025]上述高纯度纳米金刚石抛光液的制备方法，包括如下步骤:
[0026](I)取油酸加入纳米金刚石微粉中，搅拌，超声10_20min，充分湿润金刚石微粉，得湿润后的金刚石微粉备用；
[0027](2)取水与聚氧丙醇甘露醇、甲基纤维素混合，然后加入上述湿润后的金刚石微粉进行超声搅拌，制成混合液；
[0028](3)加入pH值调节剂氢氧化钠调节pH值，使溶液pH值在7-10之间，形成悬浮液；
[0029](4)悬浮液中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，超声搅拌，即制得所述高纯度纳米金刚石抛光液。
[0030]如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
【权利要求】
1.一种高纯度纳米金刚石抛光液，其特征在于，由下述质量份材料构成:纳米金刚石0.05-10份，湿润剂0.01-2份，表面改性剂1-5份，分散剂0.1-2份，化学添加剂0.2-1份，水 90-100 份。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度纳米金刚石抛光液，其特征在于，所述纳米金刚石的纯度大于或等于99.95%，粒度分布范围为10-100nm。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度纳米金刚石抛光液，其特征在于，所述湿润剂为硬脂酸、油酸、柠檬酸中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度纳米金刚石抛光液，其特征在于，所述表面改性剂为乙醇、六偏磷酸钠、甘油、聚氧乙烯脂肪酸、聚氧丙醇甘露醇、硅酸钠中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度纳米金刚石抛光液，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素钠中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度纳米金刚石抛光液，其特征在于，所述化学添加剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
7.—种权利要求1所述的高纯度纳米金刚石抛光液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)取湿润剂加入纳米金刚石微粉中，搅拌，超声10-20min，充分湿润金刚石微粉，得湿润后的金刚石微粉备用； (2)取水与分散剂、表面改性剂混合，然后加入上述湿润后的金刚石微粉进行超声搅拌，制成混合液； (3)加入pH值调节剂调节pH值，使溶液pH值在7-10之间，形成悬浮液； (4)悬浮液中加入化学添加剂，超声搅拌，即制得所述高纯度纳米金刚石抛光液。
8.根据权利要求7所述的高 纯度纳米金刚石抛光液的制备方法，其特征在于，所述pH值调节剂为氨水、氢氧化钠或草酸。
【文档编号】C09G1/02GK103897606SQ201310556771
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】沈廉 申请人:东南大学