用于微晶玻璃研磨抛光的抛光液

用于微晶玻璃研磨抛光的抛光液

微晶玻璃因其独特的性能在多个领域得到广泛应用，而其表面的研磨抛光工艺是保证产品质量的关键环节。本文详细介绍了一种专门用于微晶玻璃研磨抛光的抛光液，从配方设计到制备方法，再到具体的应用特性，为相关领域的研究和生产提供了详实的技术参考。

制备方法

将硅溶胶溶液加去离子水搅拌稀释，边搅拌边加入有机胺碱（如四羟乙基乙二胺）和25%的KOH溶液，最后搅拌加入FA/OI型活性剂。

原料配伍

本品各组分质量份配比范围为：硅溶胶29、有机胺碱0.11、KOH溶液0.0090.06、活性剂0.02～0.5、去离子水17。

所述的硅溶胶为溶剂型二氧化硅磨料，含量10%50%，粒径范围15100nm。

所述胺碱是多羟基多胺类有机碱，如四羟乙基乙二胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵。

所述的活性剂为FA/O I型活性剂、JFC (聚氧乙烯仲烷基醇醚)、0π-7[(C₁₀H₂1-C6H4-0-CH₂CH₂O)7-H]、0π-10[(CH10-CH21—C10-CH₂1C6H₂O)-H]、0-20[(C1₂-18H25--37C6H4-0-CH₂CH₂O)70--H]等。

产品特性

以纳米级二氧化硅为磨料，其硬度较小，分布均匀，可以有效减少划伤性问题；且流动性好、无沉淀、抛光后产物黏度小，后续清洗简单；且二氧化硅磨料无毒、无污染，是理想的磨料。有机胺碱作为pH调节剂，能将pH值调到10～12，其次可以充当缓冲剂，当抛光液局部pH值发生变化时，可以迅速释放本身的羟基调整pH值，使抛光液保持稳定的pH值，从而使氧化物表面处去除速率均匀，能得到较好的平行度。另外多羟基多胺为分子量很大的高分子有机物，很容易与微晶玻璃表面二氧化硅反应生成极易溶于水的稳定的铵盐硅酸铵，这种反应产物分子量很大，在压力作用和磨料及布的摩擦作用下很容易脱离表面，从而加速了CMP过程中的机械去除过程，提高了抛光速率。无机碱KOH溶液的作用也包括调节pH值，而且KOH溶液碱性较大，可以很容易调节pH值到一个较高值。本品采用有机胺碱和无机碱混合配制的复合碱，克服KOH在调节硅溶胶到pH值13附近时容易产生溶胶的缺点，并且通过有机胺碱的缓冲作用，可以使抛光液的pH值保持稳定。

FA/OI型活性剂由河北工业大学自主研制并生产，可以加快表面质量传递，保证在凸起处与凹陷处抛光速率选择性好。保证了平整度，有效降低了表面粗糙度。并且可以有效解决残余颗粒的清洗问题。

产品应用
本品主要应用于微晶玻璃研磨抛光。

产品特性
微晶玻璃的主要成分是二氧化硅，硅的最高价为四价，且二氧化硅的化学性质比较稳定，所以不能采取氧化还原反应，只能通过碱类将其转化为可溶于水的物质，不仅可以加快反应速率，也能有效降低表面粗糙度。基于上述原因，本品在微晶玻璃CMP中增加化学作用，即加强SiO₂表面的化学反应，将其转换为可溶性胺盐，脱离反应表面。从而避免增加磨料粒度和抛光液的用量，有效地解决了划伤和吸附物去除问题。

本品采用高pH值(10.5～13.5)的抛光液，从而实现了抛光高速率。

本品采用有机胺碱和无机碱混合的复合碱调节pH值，有机碱和活性剂使二氧化硅溶胶胶核形成一个稳定的膜，使得硅溶胶在高pH值状态下也不会溶解，抛光液状态稳定，并且反应产物可溶，易去除。

本品中加入FA/O表面活性剂加快表面质量传递，保证在凸起处与凹陷处抛光速率选择性好；保证了平整度，有效降低了表面粗糙度。

采用粒度15~100nm，含量10%～50%的SiO₂水溶胶作为CMP磨料，有效地解决了划伤问题。

本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著 李东光