一种应用于半导体行业的抛光液及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种应用于半导体行业的抛光液及其制备方法，制备方法包括：将白云鄂博独居石混合型稀土精矿

【技术实现步骤摘要】
一种应用于半导体行业的抛光液及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种应用于半导体行业的抛光液及其制备方法
。

技术介绍

[0002]蓝宝石和碳化硅是常用的
LED
衬底材料，在衬底表面生长薄膜之前，通常需要去除表面杂质
、
凹坑等，然后再降低表面粗糙度，避免衬底表面吸附其他杂质
。
传统的纯机械抛光是用抛光粉不断地研磨被抛光材料的表面，这样容易产生较深的划伤，而化学机械抛光是在抛光液的环境下，通过机械作用将化学反应物去除掉，有利于提高了表面杂质的去除速率
。
目前抛光液大多通过将氧化铝
、
氧化锆
、
二氧化硅等颗粒分散在溶液中制得，但是这些抛光液中颗粒的粒径较大，粒径分布较宽，抛光效率较低，对抛光效果的改善程度远远无法达到需求
。
因此，如何得到兼顾抛光效率
、
抛光效果的抛光液是本领域长期致力研究的课题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种应用于半导体行业的抛光液的制备方法，利用特定方法制得的二氧化铈作为抛光液的主要成分，并合理搭配各步骤，有利于得到颗粒粒径小且分布范围窄的抛光液，将该抛光液应用于抛光被抛光材料时，有利于提高抛光效率
、
抛光效果以及抛光稳定性
。
[0004]本专利技术还提供一种应用于半导体行业的抛光液，由于采用上述方法制得，该抛光液中颗粒的粒径小且分布范围窄，将该抛光液应用于被抛光材料时，有利于提高抛光效率
、
抛光效果以及抛光稳定性
。
[0005]本专利技术的第一方面，提供一种应用于半导体行业的抛光液的制备方法，包括以下步骤：将白云鄂博独居石混合型稀土精矿
、
氟碳铈精矿混合得到混合精矿，对所述混合精矿进行第一焙烧处理，得到第一焙烧产物；其中，所述第一焙烧处理在氧化气氛下进行，温度为
700~800℃
；将所述第一焙烧产物与浓硫酸混合进行第一浸出处理，得到第一浸出渣和第一浸出液；所述第一浸出处理的温度为
50~55℃
，时间为
2~4h
，所述浓硫酸的浓度为
70~90wt%
，所述浓硫酸与所述第一焙烧产物的质量比为
1:
（
12~14
）；在
15
‑
25℃
将所述第一浸出渣用稀硫酸洗涤
10
‑
20min
，经过滤后，得到第一滤渣和第一滤液，所述稀硫酸的浓度为
40~50wt%
；将所述第一滤渣与草酸溶液混合进行第二浸出处理，得到第二浸出渣和第二浸出液；对所述第二浸出渣进行第二焙烧处理后，进行机械研磨处理，得到第二焙烧产物；
所述第二焙烧处理在氧化气氛下进行，温度为
760~800℃
；所述第二焙烧产物的
Dv50
为
200~300nm
；所述第二焙烧产物中
CeO2的质量百分含量
≥99.95%
；将所述第二焙烧产物
、
稀盐酸
、
分散剂
、
水混合，得到混合浆料；对所述混合浆料进行砂磨处理，得到第一混合液；其中，所述第一混合液中颗粒的
Dv50
为
80~90nm
，
Dv90
为
130~150nm
；利用氢氧化钾调节所述第一混合液的
pH
至
9~10
，经过滤处理后，得到所述抛光液
。
[0006]如上所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其中，所述白云鄂博独居石混合型稀土精矿
、
氟碳铈精矿的质量比例为（
2~2.5
）：
1。
[0007]如上所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其中，所述第二浸出处理的温度为
45~50℃
，时间为
2~4h。
[0008]如上所述的抛光液的制备方法，其中，所述草酸溶液的浓度为
45~55wt%
；所述稀硫酸的浓度为
40~50wt%
；所述第一滤渣
、
草酸溶液的质量比为
10
：（
0.75~0.85
）
。
[0009]如上所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其中，在所述第二焙烧处理之前，还包括对所述第二浸出渣进行压滤处理和干燥处理，所述干燥处理的温度为
160~200℃
，时间为
1.5~2.5h。
[0010]如上所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其中，所述第二焙烧处理的温度为
760~800℃
，时间为
3~4h。
[0011]如上所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其中，在砂磨处理之前，还包括对所述混合浆料进行机械分散处理，所述机械分散处理的转速为
2000~2200rpm/min
，时间为
20~40min
；所述砂磨处理的转速为
1100~1300rpm/min
，压力为
0.3~0.5bar
，时间为
30~50 min
，出料温度
≤30℃。
[0012]如上所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其中，所述分散剂包括十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠；所述第二焙烧产物
、
稀盐酸
、
分散剂
、
水的质量比为（
5~8
）：
0.1
：（
0.7~0.8
）：（
91.1~94.2
）；所述稀盐酸的浓度为
15~20wt%。
[0013]如上所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其中，采用滤芯进行所述过滤处理，所述滤芯的过滤精度为
0.5
μ
m
，拦截率
≥99.7%
，过滤压力为
0.15~0.2MPa
，过滤流量为
300~400kg/h。
[0014]本专利技术的第二方面，提供一种应用于半导体行业的抛光液，采用第一方面所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法制得
。
[0015]本专利技术的实施，至少具有以下有益效果：本专利技术提供的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，利用两次焙烧处理
、
两次浸出处理最大限度地提高焙烧产物中
CeO2含量并降低焙烧产物的粒径，然后再将焙烧产物与添加剂混合进砂磨处理，进一步减小抛光液中
CeO2的粒径大小以及粒径分布，通过将含有该粒径小
、
粒径分布窄的颗粒的抛光液应用于抛光时，有利于提高抛光效率
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将白云鄂博独居石混合型稀土精矿
、
氟碳铈精矿混合得到混合精矿，对所述混合精矿进行第一焙烧处理，得到第一焙烧产物；其中，所述第一焙烧处理在氧化气氛下进行，温度为
700~800℃
；将所述第一焙烧产物与浓硫酸混合进行第一浸出处理，得到第一浸出渣和第一浸出液；所述第一浸出处理的温度为
50~55℃
，时间为
2~4h
，所述浓硫酸的浓度为
70~90wt%
，所述浓硫酸与所述第一焙烧产物的质量比为
1:
（
12~14
）；在
15
‑
25℃
将所述第一浸出渣用稀硫酸洗涤
10
‑
20min
，经过滤后，得到第一滤渣和第一滤液，所述稀硫酸的浓度为
40~50wt%
；将所述第一滤渣与草酸溶液混合进行第二浸出处理，得到第二浸出渣和第二浸出液；对所述第二浸出渣进行第二焙烧处理后，进行机械研磨处理，得到第二焙烧产物；所述第二焙烧处理在氧化气氛下进行，温度为
760~800℃
；所述第二焙烧产物的
Dv50
为
200~300nm
；所述第二焙烧产物中
CeO2的质量百分含量
≥99.95%
；将所述第二焙烧产物
、
稀盐酸
、
分散剂
、
水混合，得到混合浆料；对所述混合浆料进行砂磨处理，得到第一混合液；其中，所述第一混合液中颗粒的
Dv50
为
80~90nm
，
Dv90
为
130~150nm
；利用氢氧化钾调节所述第一混合液的
pH
至
9~10
，经过滤处理后，得到所述抛光液
。2.
根据权利要求1所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其特征在于，所述白云鄂博独居石混合型稀土精矿
、
氟碳铈精矿的质量比例为（
2~2.5
）：
1。3.
根据权利要求1所述的应用于半导体行业的抛光液的制备方法，其特征在于，所述第二浸出处理的温度为
45~50℃
，时间为<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李源林，龚本利，
申请(专利权)人：琥崧科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：