CN101386987A - 不锈钢的化学抛光液 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不锈钢的化学抛光液，其包括磨料、表面活性剂、pH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料为10％至30％，表面活性剂为5％至10％，pH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的pH值为10至12；可用于不锈钢的表面抛光加工中，抛光速率快，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。

Description

不锈钢的化学抛光液
技术领域
本发明涉及抛光液，尤其涉及一种不锈钢的化学抛光液。
背景技术
金属电化学抛光技术早在1911年由俄国化学家许宾塔斯基发明，但在其后的几十年中并没有得到多大的发展。直到1936年法国学者捷润特进行了深入的研究，最早用于制金相样品，其理论和实践才得以初步建立。它去除了机械抛光过程中产生的拜尔培层，在表面上生成了具有高耐蚀性和反光率的金属氧化物层，同时也降低了表面应力的磨擦系数，具有更好的耐蚀性和光亮度。生产过程中表面不产生渗氢现象。对于开关复杂或体积较小的零部件也可进行抛光处理。不锈钢的抛光工艺过程包括表面化学预处理、机械抛光化学抛光或电化学抛光，最后钝化。抛光的效果取决于表面的原始粗糙度，机械抛光后，表面光洁度超高，化学抛光或电化学抛光后的光洁度也超高，光亮度也越亮。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种不锈钢的化学抛光液，其可用于不锈钢的加工中，有效增加抛光速率，达到表面的全局平坦化的效果，能够满足集成电路互连的表面平坦化的效果的需要，而且抛光速率快，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明不锈钢的化学抛光液，其特征在于：包括磨料、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料为10％至30％，表面活性剂为5％至10％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的PH值为10至12。
前述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述磨料选用粒径为20nm至80nm的二氧化硅的水溶胶。
前述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
前述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚是聚合度为10的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-10)、聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20)或者聚合度为40的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-40)；所述烷基醇酰胺是月桂酰单乙醇胺。
前述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述PH值调节剂为无机碱、有机碱。
前述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠；所述有机碱为多羟多胺。
前述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述多羟多胺为三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺、乙二胺或四甲基氢氧化铵。
前述的不锈钢的化学抛光液的制备方法，其特征在于，先将所需重量的磨料均匀溶解于去离子水中，然后在真空负压的动力下将表面活性剂液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛光液。
前述的不锈钢的化学抛光液的制备方法，其特征在于：所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105至0Mpa。
本发明用于不锈钢的化学抛光液的有益效果，该抛光液使用粒径均一的水溶性二氧化硅溶胶作为磨料，既提高了磨料的分散性能，又可以大大提高了抛光速率，而且使抛光后的不锈钢表面的粗糙度和波纹度降低并且能有效的提高表面的抛光速率比；再者，本发明的抛光液为碱性，化学稳定性好，不腐蚀设备，使用的安全性能理想。
具体实施方式
本发明不锈钢的化学抛光液，其包括磨料、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料为10％至30％，表面活性剂为5％至10％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的PH值为10至12。
本发明不锈钢的化学抛光液，其磨料选用粒径为20nm至80nm的二氧化硅的水溶胶。
本发明不锈钢的化学抛光液，其表面活性剂为非离子型表面活性剂；该非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚是聚合度为10的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-10)、聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20)或者聚合度为40的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-40)；所述烷基醇酰胺是月桂酰单乙醇胺
本发明不锈钢的化学抛光液，其PH值调节剂为无机碱、有机碱；该无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠；该有机碱为多羟多胺，多羟多胺是三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺、乙二胺，四甲基氢氧化铵。
本发明不锈钢的化学抛光液的制备方法，其是先将所需重量的磨料均匀溶解于去离子水中，然后在真空负压的动力下将表面活性剂液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛光液。
本发明不锈钢的化学抛光液的制备中，千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105至0Mpa，本发明实施例采用-0.1MPa真空压力。
实施例1：
称取20％粒径为50nm水溶性二氧化硅溶胶，6％聚合度为10的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-10)，5％氢氧化钾其余为去离子水，备用。
先将20％二氧化硅粉末均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，常温条件下，在0.1MPa真空负压动力下将预先放置在容器罐中的水溶性二氧化硅溶胶混合并充分搅拌，待混合均匀后将6％聚合度为10的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-10)和5％氢氧化钾加入容器罐中并继续充分搅拌，混合均匀即成为本发明的抛光液成品。
实验效果分析：利用上述抛光液，与去离子水按1:10稀释，使用风雷C6382I/JY型抛光机，在压力150g/cm2、抛光盘转速为70rpm、流量900ml/min的条件下，对铜片抛光8分钟，利用XRF1020厚度测试系统(MICRO PIONEER公司生产的XRF-2000H)测量抛光前后残存膜厚差，求得平均去除速率为400nm/min。利用轮廓仪(Zego公司的Newview6000系列)在550nm×410nm的面积内测得该铜表面平坦度为0.4nm。
目前铜抛光中的因此使用本发明抛光液抛光的铜的抛光速率和表面平坦度符合本行业规定标准。
本发明铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，选用的磨料为粒径较大的水溶性二氧化硅溶胶，其具有较好的分散性，粒度分布均匀，能够有效控制抛光中的高低速率比；同时能够有效提高抛光速率，提高生产效率；选用的表面活性剂为非离子型表面活性剂，如脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺，该非离子型表面活性剂的加入能够有效控制加工过程中抛光的均匀性，减少表面缺陷，并提高抛光效率；该抛光液中加入PH值调节剂能够保证抛光液的稳定性，减少对设备的腐蚀，也能起到提高抛光速率的作用。
因此本发明具有的优点在于：以粒径较大的水溶性二氧化硅溶胶作为磨料，既提高了磨料的分散性能，减少抛光后铜表面平坦度，而且使抛光后的可以大大提高抛光速率；再者，本发明的抛光液为碱性，化学稳定性好，不腐蚀设备，使用的安全性能理想。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1、一种不锈钢的化学抛光液，其特征在于：包括磨料、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料为10％至30％，表面活性剂为5％至10％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量。
2、根据权利要求1所述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述磨料选用粒径为20nm至80nm的二氧化硅的水溶胶。
3、根据权利要求1所述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
4、根据权利要求3所述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚是聚合度为10的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-10)、聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20)或者聚合度为40的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-40)；所述烷基醇酰胺是月桂酰单乙醇胺。
5、根据权利要求1所述的不锈钢的化学抛光液液，其特征在于：所述PH值调节剂为有机碱、无机碱或它们的组合。
6、根据权利要求5所述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠；所述有机碱为多羟多胺。
7、根据权利要求6所述的不锈钢的化学抛光液，其特征在于：所述多羟多胺为三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺、乙二胺或四甲基氢氧化铵。
8、权利要求1所述的不锈钢的化学抛光液的制备方法，其特征在于，先将所需重量的磨料均匀溶解于去离子水中，然后在真空负压的动力下将表面活性剂液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛光液。
9、根据权利要求9所述的不锈钢的化学抛光液的制备方法，其特征在于：所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105至0Mpa。
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