CN1919950A - 高精度抛光液及其生产方法、用途 - Google Patents

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Abstract

高精度抛光液及其生产方法、用途，涉及用于加工如玻璃制品的抛光液的生产技术领域。先将氧化铈颗粒分散在水中，制成氧化铈悬浮液；再将硅酸盐加入悬浮液中，制成氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液；调整氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液的pH为8～12；然后，将氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液升温至20～90℃，恒温一定时间后，再降温至10～25℃，调节氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液的pH值至4～11。用于如氧化硅，硅酸盐，单晶硅等含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体表面的抛光、玻璃制品表面抛光、芯片生产的绝缘氧化层的抛光、单晶硅的抛光，都具有平化抛光效率高、不损伤抛光机的特性。

Description

高精度抛光液及其生产方法、用途
技术领域
本发明涉及一种化工产品的组成以及生产工艺，特别是用于加工如玻璃制品的抛光液的生产技术领域。
背景技术
当前玻璃加工企业生产中所使用的抛光液主要以大颗粒氧化铈粉做抛光摩擦剂，总体抛光速率低，分散稳定性差，容易导致严重的表面划伤，还存在平化抛光效率低等缺陷。长时间抛光往往大大降低抛光效率，造成抛光机的迅速磨损，生产效率低，以及大量的耗材消费。
发明内容
本发明目的在于发明一种分散稳定性好、平化抛光效率高、抛光表面划伤低，不损伤抛光机的高精度抛光液。
本发明的有效成份为氧化铈和硅酸盐，抛光液的pH值至为4～11。
本发明产品悬浮性强，不宜沉积，分散稳定性好，抛光效果稳定，表面缺陷低，抛光无划痕，可有效提高平化抛光效率，抛光效率可达699纳米/分钟，且不易造成对抛光机的损伤。
本发明中，氧化铈占抛光液的总重量的0.001％～30％，硅酸盐占抛光液的总重量的0.001％～50％。
为了制成悬浮性能更高的抛光液，抛光液中还含有添加剂，添加剂与氧化铈的质量比为0.001～0.1∶1。
上述添加剂为有机磷酸盐表面活性剂或有机胺或醇胺或聚环乙氧烷或聚丙烯酸或聚氨酯。
本发明的第二个目的还在于为上述高精度抛光液提供一种可行的生产方法。
包括以下步骤：
1)将氧化铈颗粒分散在水中，制成氧化铈悬浮液；
2)将硅酸盐加入悬浮液中，制成氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液；
3)调整氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液的pH为8～12；
4)将氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液升温至20～90℃，保温0.1～6小时后降温至10～25℃，再调节氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液的pH值至4～11。
本发明工艺简单、易于操作，方便生产，生产效率高，产品质量稳定。
另，上述生产方法中，步骤4)后，可再向氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液加入添加剂，所述添加剂为有机磷酸盐表面活性剂或有机胺或醇胺或聚环乙氧烷或聚丙烯酸或聚氨酯。加入述添加剂的目的是制成悬浮性能更高的抛光液。氧化铈与所述添加剂的质量比为1∶0.001～0.1。
本发明的第三个目的是提供发明产品的用途。
用途之一是：用于含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体表面的抛光。
用途之二是：用于玻璃制品表面抛光。
所述玻璃制品包括计算机玻璃硬盘或FPD玻璃或CD或DVD母盘玻璃或光学玻璃制品。
用途之三是：用于芯片生产的绝缘氧化层的抛光。
用途之四是：用于单晶硅的抛光。
具体实施方法
实施例一：
1、制备方法：
称取600克氧化铈，加入4517克水中，室温下搅拌均匀，制成氧化铈悬浮液。向氧化铈悬浮液加入333克摩尔比2.1的硅酸盐(如水玻璃Na2O.nSiO2或K2O.nSiO2)，搅匀，制成氧化铈、硅酸盐混合悬浮液。采用磷酸调节pH值至10。
将氧化铈、硅酸盐混合悬浮液温度升至20～90℃，保温0.1～6小时后降温至10～25℃，再采用氢氧化钾将pH调到11。
为了制成悬浮性能更高的抛光液，还可再向pH＝11的氧化铈、硅酸盐混合悬浮液分别加入0.15克、1.5克、3克、15克的添加剂，分别制成抛光液样品A、B、C、D。
添加剂可以是有机磷酸盐表面活性剂或有机胺或醇胺或聚环乙氧烷或聚丙烯酸或聚氨酯的任意一种，或至少任意两种的混合物。
2、应用实例：
将所制样品在SpeedFam 9B双面抛光机上抛光。下压：0.1kg/cm2，下盘以及载盘转速30RPM，抛光液流速：200ml/分钟。该系列抛光液抛光速率分别为612，631，655，650纳米/分钟，玻璃表面无划痕，抛光机无损伤。
实施例二：
1、制备方法：
称取350克氧化铈，加入3984克水中，室温下搅拌均匀，制成氧化铈悬浮液。向氧化铈悬浮液加入666克摩尔比2.1的硅酸钾，进一步搅匀，制成氧化铈、硅酸钾混合悬浮液。再用盐酸调整pH为8～12。
将氧化铈、硅酸钾混合悬浮液的温度升至60℃，保温2小时±0.2小时后再降温至25℃，再采用盐酸调pH值到4。
2、应用实例：
将如上所制样品在SpeedFam 9B双面抛光机上抛光。下压：0.1kg/cm2，下盘以及载盘转速30RPM，抛光液流速：200ml/分钟。该抛光液微晶玻璃抛光速率为539纳米/分钟，玻璃表面无划痕，抛光机无损伤。
将如上所制各抛光液分别在Logitech CDP单面抛光机上抛光。抛光机下压：1psi，下盘以及载盘转速50RPM，抛光液流速：100ml/分钟。硅片抛光速率为247纳米/分钟。
实施例三：
1.制备方法
A：称取0.05克氧化铈，加入4933克水中，室温下搅拌均匀，制成氧化铈悬浮液。向氧化铈悬浮液加入67克摩尔比2.1的硅酸钾，进一步搅匀，制成氧化铈、硅酸钾混合悬浮液。再用盐酸调整pH为8～12。
将氧化铈、硅酸钾混合悬浮液的温度升至60℃，保温2小时±0.2小时后再降温至25℃，再采用盐酸调pH值到9。
B：称取2500克氧化铈，加入1167克水中，室温下搅拌均匀，制成氧化铈悬浮液。向氧化铈悬浮液加入1333克摩尔比2.1的硅酸钾，进一步搅匀，制成氧化铈、硅酸钾混合悬浮液。再用盐酸调整pH为8～12。
将氧化铈、硅酸钾混合悬浮液的温度升至60℃，保温2小时±0.2小时后再降温至25℃，再采用盐酸调pH值到9。称取200克以上合成的悬浮液，加入1800克水，搅拌均匀。
C：称取350克氧化铈，加入4645克水中，室温下搅拌均匀，制成氧化铈悬浮液。向氧化铈悬浮液加入5克摩尔比2.1的硅酸钾，进一步搅匀，制成氧化铈、硅酸钾混合悬浮液。再用盐酸调整pH为8～12。
将氧化铈、硅酸钾混合悬浮液的温度升至60℃，保温2小时±0.2小时后再降温至25℃，再采用盐酸调pH值到9。
D：称取350克氧化铈，加入2850克水中，室温下搅拌均匀，制成氧化铈悬浮液。向氧化铈悬浮液加入2500克摩尔比2.1的硅酸钾，进一步搅匀，制成氧化铈、硅酸钾混合悬浮液。再用盐酸调整pH为8～12。
将氧化铈、硅酸钾混合悬浮液的温度升至60℃，保温2小时±0.2小时后再降温至25℃，再采用盐酸调pH值到9。
2、应用实例：
将所制样品在SpeedFam 9B双面抛光机上抛光。下压：0.1kg/cm2，下盘以及载盘转速30RPM，抛光液流速：200ml/分钟。该系列抛光液微晶玻璃抛光速率分别为A：308，B：721，C：623，D：641纳米/分钟，玻璃表面无划痕，抛光机无损伤。
将所制各抛光液分别在Logitech CDP单面抛光机上抛光。抛光机下压：1psi，下盘以及载盘转速50RPM，抛光液流速：100ml/分钟。硅片抛光速率为A：223，B：249，C：329，D：278纳米/分钟，硅片表面无划痕，抛光机无损伤。
经试验总结：将高精度复合抛光液用于如氧化硅，硅酸盐，单晶硅等含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体表面的抛光、玻璃制品(计算机玻璃硬盘或FPD玻璃或CD或DVD母盘玻璃或光学玻璃制品)表面抛光、芯片生产的绝缘氧化层的抛光、单晶硅的抛光，都具有平化抛光效率高、不损伤抛光机的特性。

Claims (10)

1、高精度抛光液，其特征在于抛光液的有效成份为氧化铈和硅酸盐，抛光液的pH值至为4～11。
2、根据权利要求1所述高精度抛光液，其特征在于氧化铈占抛光液的总重量的0.001％～30％，硅酸盐占抛光液的总重量的0.001％～50％。
3、根据权利要求1所述高精度抛光液，其特征在于抛光液中还含有添加剂，添加剂与氧化铈的质量比为0.001～0.1∶1；所述添加剂为有机磷酸盐表面活性剂或有机胺或有机铵盐或醇胺或聚环氧烷醇或聚丙烯酸或聚氨酯。
4、一种如权利要求1所述高精度抛光液的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将氧化铈颗粒分散在水中，制成氧化铈悬浮液；
2)将硅酸盐加入悬浮液中，制成氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液；
3)调整氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液的pH为8～12；
4)将氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液升温至20～90℃，恒温一定时间后，再降温至10～25℃，调节氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液的pH值至4～11。
5、根据权利要求5所述高精度抛光液的生产方法，其特征在于步骤4)后，再向氧化铈、硅酸盐的混合悬浮液加入添加剂。
6、如权利要求1所述的高精度复合抛光液的用途，用于含硅化合物以及其它各种氧化物或半导体或导体表面的抛光。
7、如权利要求6所述的高精度复合抛光液的用途，用于玻璃制品表面抛光。
8、根据权利要求6所述高精度复合抛光液的用途，其特征在于所述玻璃制品包括计算机玻璃硬盘或FPD玻璃或CD或DVD母盘玻璃或光学玻璃制品。
9、如权利要求6所述的高精度复合抛光液的用途，用于芯片生产的绝缘氧化层的抛光。
10、如权利要求6所述的高精度复合抛光液的用途，用于单晶硅的抛光。
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