[发明专利]电子行业研磨专用圆片状氧化铝微粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子行业研磨专用圆片状氧化铝微粉的制备方法，属于无机材料的制备技术领域。

背景技术

随着集成电路制造技术的飞速发展，为增大芯片产量，降低单元制造成本，一方面要求硅片的直径不断增大；另一方面为了提高集成电路的集成度，要求硅片的刻线宽度越来越细。美国半导体工业协会(SIA)预测，到2008年，将开始使用450mm硅片，实现特征线宽0.07m的生产技术，掩膜层将增加到27层，金属互连层将达到7层。芯片集成度达到64G DRAM或9千万个晶体管/cm。目前，超大规模集成电路集成度达几十亿个元器件/芯片，器件的几何尺寸缩小，导致了集成电路结构层的立体化，同时采用性能更好的金属作互连线，随着金属层数的增加，在多层布线立体结构中，刻蚀要求每层都保证整片平面化。采用电子行业研磨专用圆片状氧化铝微粉进行研磨，是硅片加工最终获得纳米级超光滑无损伤表面的最有效方法。

氧化铝由于具有硬度高、耐磨性好等特点，而广泛用于磨料磨具及抛光行业，如白刚玉、棕刚玉、氧化铝抛光粉等。片状氧化铝磨料是一种新型的氧化铝基磨料，它保持了白刚玉及棕刚玉的高硬度及耐磨的特征，同时又具有很高的韧性，改变了刚玉的脆而易碎的缺点，可用于硅片表面的研磨抛光，由于单颗粒形状为圆片状，颗粒在研磨过程中与工件表面接触处始终为面与面接触，从而保证产品不会出现划伤。研磨出来的工件表面状态好，磨面均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子行业研磨专用圆片状氧化铝微粉的制备方法，获得的产品硬度高、韧性好、形状规整、粒度分布均匀、无大颗粒、分散流动性好，研磨出来的工件表面状态好，磨面均匀。

本发明所述的电子行业研磨专用圆片状氧化铝微粉的制备方法，以氢氧化铝为原料，添加添加剂后经过煅烧、粉碎、分级和烘干后制得。

本发明中，优选控制的条件如下：

添加剂可以为氧化镁或碳酸钠，添加重量为0.01-3％。

氧化铝约有八种变体，其中α-Al₂O₃(刚玉)最稳定。氧化铝属于三方晶系，当通过改变外界条件或添加辅助试剂，使晶体能沿着C轴生长时，其原子结构会均一地层状化，因而生长出表面非常平坦的片状晶体。

煅烧温度为1400-1650℃。

采用高能球磨粉碎法进行粉碎，通过粉碎研磨，使表面棱角被磨消，形成圆片状氧化铝微粉。

分级采用水力分选法进行，液体压力控制为1-5KG，可采用电子稳压技术，使水压波动控制在0.01-0.04KG之间，确保分级精度在99.9％以上。

在水力分选法中加入天然胶体物质，如膨润土或硅酸镁铝等，添加重量为0.1～5％，可使氧化铝粉悬浮，在水中处于单颗粒的分散状态，保证分级质量，无大颗粒。

烘干可选用喷雾烘干的方式，控制雾滴直径为2-5微米，减少团聚现象，最好在喷雾时加入分散剂，如聚丙烯酸胺等，提高产品的流动性，加入量控制在粉体重量的0.02-0.05％。

为了增加产品在研磨介质中流动性和分散性，最好对烘干的氧化铝进行表面涂敷处理，涂敷原料采用聚丙烯甲磺酸钠或三乙醇铵等，涂敷采用专用颗粒涂敷机进行，保证涂敷效果。

本发明所述的电子行业研磨专用圆片状氧化铝微粉的制备方法，科学合理，简便易行，容易实施，并且获得的产品硬度高、韧性好、形状规整(圆片状、颗粒表面无棱角)、粒度分布均匀、无大颗粒、分散流动性好，研磨出来的工件表面状态好，磨面均匀。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明所述的电子行业研磨专用圆片状氧化铝微粉的制备方法，取氢氧化铝1000克，添加碳酸钠，添加重量为1％，经过1650℃煅烧后，采用高能球磨粉碎法进行粉碎，通过粉碎研磨，形成圆片状氧化铝微粉。采用水力分选法进行分选，液体压力控制为4.5KG，采用电子稳压技术，使水压波动控制在0.01-0.04KG，分选法时加入膨润土，添加重量为2％，使氧化铝粉悬浮。选用喷雾烘干的方式进行烘干，控制雾滴直径为2-5微米。对烘干的氧化铝进行表面涂敷处理，涂敷原料采用聚丙烯甲磺酸钠，涂敷采用专用颗粒涂敷机进行。

实施例2