[发明专利]一种高纯度纳米金刚石抛光液及其制备方法

说明书

技术领域

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

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

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

所述化学添加剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。 

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： 

（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。 

所述pH值调节剂为氨水、氢氧化钠或草酸。 

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

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。 

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1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。 

上述高纯度纳米金刚石抛光液的制备方法，包括如下步骤： 

（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； 

（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； 

（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； 

（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。 

实施例2：一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。 

上述高纯度纳米金刚石抛光液的制备方法，包括如下步骤： 

（1）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； 

（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； 

（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；