微酸性條件下的堿性玻璃拋光液以及應用制造技術

本發明專利技術提供一種微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：拋光液的有效成份為稀土氧化物，以及一種有機和/或無機緩沖液，使拋光液保持pH在5?8之間。該拋光液用于含硅化合物以及其它各種氧化物或半導體或導體、玻璃制品、單晶硅表面、芯片生產的絕緣氧化層的拋光。

Acidic conditions of alkaline glass polishing liquid and the application

The present invention provides a glass polishing liquid alkaline acidic conditions, which is characterized in that the effective components of the polishing solution for rare earth oxides, as well as an organic and / or inorganic buffer solution, the polishing solution to keep the pH in the between 8 and 5. The polishing liquid is used for polishing silicon oxide compounds and other oxides or semiconductors or conductors, glass products, monocrystalline silicon surfaces, and insulating oxide layers produced by chips.

【技術實現步驟摘要】
微酸性條件下的堿性玻璃拋光液以及應用
本專利技術涉及一種拋光液以及生產工藝，特別是用于加工如玻璃制品的拋光液以及應用。
技術介紹
當前玻璃加工企業生產中所使用的拋光液主要是在堿性條件下，以大顆粒氧化鈰粉做拋光摩擦劑，表面活性中心少，分散穩定性差，總體拋光速率低，更有甚者，容易導致嚴重的表面劃傷，還存在平化拋光效率低等缺陷。長時間拋光往往大大降低拋光效率，造成拋光機的迅速磨損，生產效率低，以及大量的耗材消費。同時由于目前市場上廣泛應用的多為堿性硅酸鈉玻璃，采用微酸性玻璃拋光液雖然開始拋光效率非常高，但堿性玻璃在拋光過程中釋放堿性硅酸鈉，在玻璃稀土拋光液循環使用過程中，導致拋光液pH隨拋光時間的延長不斷升高，失去拋光效率。
技術實現思路
本專利技術目的在于專利技術一種接近稀土表面零電位，與硅酸鹽表面親和性好，分散穩定性好、平化拋光效率高、拋光表面劃傷低，不損傷拋光機的微酸性玻璃拋光液。技術方案為：微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，有效成份為稀土氧化物，以及一種有機和/或無機緩沖液，使拋光液保持pH在5-8之間。在其中一些具體實施例中，優選的，所述拋光液PH在5.5-6.5之間。在其中一些具體實施例中，緩沖液占拋光液的總重量的0.001％～10％。在其中一些具體實施例中，所述稀土氧化物優選氧化鈰。在其中一些具體實施例中，所述無機緩沖液選自無機酸或無機酸鹽，優選磷酸或磷酸鹽、硼酸或硼酸鹽中的一種。在其中一些具體實施例中，所述有機緩沖液選自有機酸或有機羧酸鹽，優選有機脂肪酸、有機脂肪酸鹽、有機酸聚合物、有機酸聚合物鹽、有機磺酸、有機磺酸鹽、有機磷酸、有機磷酸鹽、氨基酸、氨基酸鹽、聚氨基酸、聚氨基酸鹽中的一種。為了制成懸浮性能更高的拋光液，在其中一些具體實施例中，拋光液中還含有添加劑，其中添加劑與稀土氧化物的質量比為0.001～0.1︰1；所述添加劑選自有機磷酸鹽表面活性劑、有機胺、有機銨鹽、醇胺、聚環氧烷醇、聚丙烯酸、聚氨酯中的一種。本專利技術產品懸浮性強，不宜沉積，分散穩定性好，拋光效果穩定，表面缺陷低，拋光無劃痕，可有效提高平化拋光效率，拋光效率可達893納米/分鐘，且不易造成對拋光機的損傷。本專利技術的第二個目的是提供專利技術產品的應用。用途之一是：用于含硅化合物以及其它各種氧化物或半導體或導體表面的拋光。用途之二是：用于玻璃制品表面拋光。所述玻璃制品包括計算機玻璃硬盤或FPD玻璃或CD或DVD母盤玻璃或光學玻璃制品。用途之三是：用于芯片生產的絕緣氧化層的拋光。用途之四是：用于單晶硅的拋光。本專利技術的有益效果：1.本專利技術引入弱酸/弱酸鹽緩沖系統，具體的是無機酸、無機酸鹽、有機酸、有機羧酸鹽，在玻璃稀土拋光液循環使用過程中，導致拋光液pH可以長期保持在酸性環境中，保持高切削率。2.拋光液中加入表面活性劑等穩定劑，使拋光液的分散穩定性好、平化拋光效率高、拋光表面劃傷低，不損傷拋光機。3.該拋光液可用于含硅化合物以及其它各種氧化物或半導體或導體、玻璃制品、單晶硅表面、芯片生產的絕緣氧化層的拋光。具體實施方式以下結合具體實施例對本專利技術做進一步詳細說明。實施例一：1、制備方法：稱取120克市場上購買的金陽含鈰混合稀土氧化物，加入4517克水中，室溫下攪拌均勻，制成混合稀土氧化物懸浮液。為保持拋光液最高效率，pH緩沖劑檸檬酸/檸檬酸鹽溶液加入到新合成的表面改性混合稀土氧化物懸浮液中，將pH穩定在3.5-6.5。為了制成懸浮性能更高的拋光液，還可再向硅酸鹽改性的混合稀土氧化物懸浮液分別加入38克添加劑，分別制成拋光液樣品A、B、C、D，E，F其pH分別為2.5，3.5，4.5，5，5.5，6.5，8，8.5，10.5。添加劑可以是十二烷基磷酸納表面活性劑。2、應用實例：將所制樣品在SpeedFam9B雙面拋光機上拋光。下壓：0.21kg/cm2，下盤以及載盤轉速30RPM，拋光液流速：200ml/分鐘。該系列實驗，拋光液一次性通過，不重復循環使用。拋光液拋光速率分別為367，539，655，721，835,779，697，547,558納米/分鐘，玻璃表面無劃痕，拋光機無損傷。一次性拋光液使用結果清楚表明，pH＝5.5，6.5時拋光效率是最高的。實施例二：1、制備方法：稱取650克混合稀土氧化物，加入9850克水中，室溫下攪拌均勻，制成混合稀土氧化物懸浮液。加入聚甲基硅醚表面活性劑5g，再用磷酸酸調pH值到5.5。2、應用實例：將如上所制樣品在SpeedFam9B雙面拋光機上拋光。下壓：0.1kg/cm2，下盤以及載盤轉速30RPM，拋光液流速：200ml/分鐘。拋光實驗分A，B兩種過程。A：在拋光液供液系統配置一個pH值在線監測系統，同時配置一個20％的磷酸供液系統，在pH<6時就自動調節pH到5.5。拋光液循環使用，該拋光液微晶玻璃拋光速率為935納米/分鐘，玻璃表面無劃痕，拋光機無損傷；B:按傳統拋光工藝進行，拋光液循環使用，拋光液pH不控制，該拋光液微晶玻璃拋光速率為635納米/分鐘，玻璃表面無劃痕，拋光機無損傷。實施例三：1.制備方法A:稱取0.05克混合稀土氧化物，加入6300克水中，室溫下攪拌均勻，制成混合稀土氧化物懸浮液。把pH用磷酸調到4.5。B:稱取3500克混合稀土氧化物，加入2237克水中，室溫下攪拌均勻，制成混合稀土氧化物懸浮液。向混合稀土氧化物懸浮液加入1500克摩爾比硅酸鉀，進一步攪勻，制成混合稀土氧用磷酸調pH值到9。稱取200克以上合成的懸浮液，加入1800克水，攪拌均勻，再用硼酸調整pH為4.5。C:稱取530克混合稀土氧化物，加入6370克水中，室溫下攪拌均勻，制成混合稀土氧化物懸浮液。向混合稀土氧化物懸浮液加入25克的硅酸鉀，進一步攪勻，制成混合稀土氧化物、硅酸鉀混合懸浮液。再用鹽酸調整pH為9.0。將混合稀土氧化物、硅酸鉀混合懸浮液的溫度升至60℃，保溫2小時±0.2小時后再降溫至25℃，把pH用硼酸調節到4.5。D:稱取270克混合稀土氧化物，加入3700克水中，室溫下攪拌均勻，制成混合稀土氧化物懸浮液。向混合稀土氧化物懸浮液加入2500克的硅酸鉀，進一步攪勻，制成混合稀土氧化物、硅酸鉀混合懸浮液。再用鹽酸調整pH為9.0。將混合稀土氧化物、硅酸鉀混合懸浮液的溫度升至60℃，保溫2小時±0.2小時后再降溫至25℃，把pH用檸檬酸調節到4.5。2、應用實例：將所制樣品在圣高單面拋光機機上拋光。下壓：0.35kg/cm2，下盤以及載盤轉速30RPM，拋光液一次性使用，拋光液流速：100ml/分鐘，拋光墊為SUBA600。該系列拋光液單晶硅4寸硅片拋光速率分別為A:377，B:390，C:289，D:414納米/分鐘，硅片表面無劃痕，拋光機無損傷。經試驗總結：將微酸性玻璃復合拋光液用于如氧化硅，硅酸鹽，單晶硅等含硅化合物以及其它各種氧化物或半導體或導體表面的拋光、玻璃制品(計算機玻璃硬盤或FPD玻璃或CD或DVD母盤玻璃或光學玻璃制品)表面拋光、芯片生產的絕緣氧化層的拋光、單晶硅的拋光，都具有平化拋光效率高、不損傷拋光機的特性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：拋光液的有效成份為稀土氧化物，以及一種有機和/或無機緩沖液，使拋光液保持pH在5?8之間。

【技術特征摘要】
1.微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：拋光液的有效成份為稀土氧化物，以及一種有機和/或無機緩沖液，使拋光液保持pH在5-8之間。2.根據權利要求1中所述的微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：所述拋光液PH在5.5-6.5之間。3.根據權利要求1中所述的微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：緩沖液占拋光液的總重量的0.001％～10％。4.根據權利要求1中所述的微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：所述稀土氧化物優選氧化鈰。5.根據權利要求1所述微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：所述無機緩沖液選自無機酸、無機酸鹽，優選磷酸、磷酸鹽、硼酸、硼酸鹽中的一種。6.根據權利要求1所述微酸性條件下的堿性玻璃拋光液，其特征在于：所述有機緩沖液選自有機酸、有機羧酸鹽，優選有機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫韜，李佳鈮，
申請(專利權)人：寧波日晟新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33