本發(fā)明屬于化工，具體涉及一種用于金屬合金的化學機械拋光組合物及拋光方法。

背景技術：

1、化學機械拋光技術(chemical?mechanical?polishing，cmp)是集成電路制造或者其他領域中獲得全局平坦化的常用工藝，這種工藝主要用于獲得既平坦、又無劃痕和雜質(zhì)的光滑表面。該工藝通過化學和機械力的組合對各種目標基材進行拋光，而化學機械拋光(cmp)組合物在該工藝中發(fā)揮決定性作用。這些組合物通常是水溶液，包含均勻分散的各種化學添加劑和磨粒。cmp組合物也被稱為拋光漿料、拋光液或拋光組合物等，其通常用于拋光各種基材(如金屬、金屬合金、礦物和塑料)的表面。

2、對金屬基材、金屬合金基材、礦物和塑料基材進行拋光的需求廣泛存在，如車輛、船舶、飛機、管道、光反射器、容器、扶手、廚具、炊具、建筑金屬和珠寶等的金屬部件大多需要進行拋光。其中鐵合金基材(如具有良好耐腐蝕性的不銹鋼)廣泛應用于機械工具，炊具，結(jié)構材料如手術刀具，運輸設備，消費電子設備零件如智能手機部分外殼、筆記本電腦外殼，金屬工藝品如汽車商標等，因此還存在對不銹鋼表面進行拋光的需求。

3、通常使用含有氧化鋁磨粒的cmp組合物來對含有鐵合金的材料進行拋光，以獲得具有光滑鏡面表面的基材。許多金屬合金的應用需要具有低表面粗糙度、高亮度和光滑鏡面的效果，這可以通過包含氧化鋁磨粒的cmp組合物來實現(xiàn)。然而，氧化鋁磨粒很容易在金屬合金基材表面造成坑點、劃痕和其他表面缺陷。由于缺氧和不銹鋼保護性鈍化膜的局部破壞，此類表面缺陷會導致不銹鋼等黑色金屬合金出現(xiàn)腐蝕問題。且在日常使用過程中，這些表面缺陷部位容易受到污垢和細菌等污染。因此，仍然需要可實現(xiàn)低表面粗糙度和低表面缺陷數(shù)的適用于金屬合金基材表面拋光的包含氧化鋁磨粒的cmp組合物。

4、為了降低制造成本、減少廢料和減輕環(huán)境負擔，cmp組合物通常在金屬合金基材的拋光過程中循環(huán)利用。例如，使用cmp組合物進行拋光，接著將其從拋光裝置中排出并收集于罐中，之后將其再循環(huán)回到拋光裝置中用于進一步拋光。因此，需要使得包含氧化鋁磨粒的cmp組合物能具有長的再循環(huán)時間。再循環(huán)時間是指組合物可以再次用于基材的化學機械拋光而拋光性能(如材料去除率)整體沒有下降的時間。然而，再循環(huán)時，cmp組合物的活性經(jīng)常隨時間降低，其可能是由于拋光過程中氧化鋁顆粒的磨損、破裂和收縮，或是由于氧化鋁顆粒的化學變化等原因?qū)е碌?。cmp組合物的拋光活性降低導致cmp組合物可再循環(huán)用于拋光的時間減少，而更換cmp組合物，會導致制造成本和環(huán)境負擔的增加。此外，傳統(tǒng)cmp組合物常添加聚合物來增加cmp組合物的再循環(huán)時間、避免氧化鋁顆粒的聚集、降低cmp處理過程中基材的缺陷數(shù)，此種添加通常會增加成本，加重環(huán)境負擔，降低cmp過程中基材的材料去除率。因此，仍然需要可實現(xiàn)更高去除率、更長再循環(huán)時間、低表面缺陷數(shù)、幾乎不含聚合物的適用于金屬合金基材表面拋光的包含氧化鋁磨粒的cmp組合物。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的是克服現(xiàn)有技術中存在的上述問題。優(yōu)選地，本發(fā)明的實施例提供了一種適用于對金屬合金基材的表面進行化學機械拋光的組合物，該組合物一方面表現(xiàn)出高的材料去除率和更長的再循環(huán)時間，另一方面可以實現(xiàn)低表面粗糙度和低表面缺陷數(shù)，且其幾乎不含聚合物，對環(huán)境更為友好。

2、具體的，本發(fā)明的化學機械拋光組合物包含氧化鋁磨粒、氧化劑和分散劑，其中，所述分散劑為納米粘土，所述納米粘土具有至多1000nm的z平均粒徑，且所述納米粘土的zeta電位的值為至少-5mv。

3、優(yōu)選地，所述氧化鋁磨粒在組合物中在2.5至4的ph下具有8mv至80mv的zeta電位。

4、優(yōu)選地，所述氧化劑不是過化合物。

5、優(yōu)選地，所述組合物具有至多為7的ph值。

6、優(yōu)選地，所述納米粘土具有由動態(tài)光散射測得的至多1600nm的d70。

7、優(yōu)選地，所述組合物包含0.0001wt％至15wt％的納米粘土。

8、優(yōu)選地，所述氧化鋁d70的增加比率為至多5.5。

9、優(yōu)選地，所述氧化鋁d30的增加比率為至多4.2。

10、優(yōu)選地，所述組合物基本不含聚合物。

11、本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種用于金屬合金基材的拋光方法，所述方法利用上述組合物來實現(xiàn)。

12、本發(fā)明提供的cmp組合物不僅能在金屬合金基材的化學機械拋光中實現(xiàn)高的材料去除率，且其在幾乎不含聚合物的情況下能實現(xiàn)低的表面缺陷數(shù)和更長的再循環(huán)時間，環(huán)境友好，經(jīng)濟效益更高。用本發(fā)明的cmp組合物拋光后的產(chǎn)品具有低的表面粗糙度、低的表面缺陷數(shù)(劃痕和坑點)和令人滿意的鏡面效果。

技術特征：

1.一種用于金屬合金表面的化學機械拋光組合物，其包含氧化鋁磨粒、氧化劑和分散劑，其中，所述分散劑為納米粘土，所述納米粘土具有至多1000nm的z平均粒徑，且所述納米粘土zeta電位的值為至少-5mv。

2.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述氧化鋁磨粒在組合物中在2.5至4的ph下具有至少8mv的zeta電位。

3.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述氧化劑不是過化合物。

4.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物具有至多為7的ph值。

5.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述納米粘土具有由動態(tài)光散射測得的至多1600nm的d70。

6.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物包含0.0001wt％至15wt％的納米粘土。

7.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述氧化鋁d70的增加比率為至多5.5。

8.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述氧化鋁d30的增加比率為至多4.2。

9.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物基本不含聚合物。

10.一種用于金屬合金基材的拋光方法，所述方法利用如權利要求1-9中任一項所述的組合物來實現(xiàn)。

技術總結(jié)
本發(fā)明適用于化工技術領域，具體涉及一種用于金屬合金的化學機械拋光組合物及拋光方法。該組合物包含氧化鋁磨粒、氧化劑和分散劑，其中，所述分散劑為納米粘土，所述納米粘土具有至多1000nm的z平均粒徑，且所述納米粘土的Zeta電位的值為至少?5mV。本發(fā)明提供的CMP組合物能用于金屬合金基材表面的拋光，其在幾乎不含聚合物的情況下能實現(xiàn)高的材料去除率和更長的再循環(huán)時間，環(huán)境友好，經(jīng)濟效益更高。

技術研發(fā)人員：彭路希,田露,賈仁合
受保護的技術使用者：昂士特科技（深圳）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/10