專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物及鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物及鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法。
背景技術(shù)：
目前，關(guān)于鈦的化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP)的研究主要集中在拋光速率的提升和相對(duì)鎢/銅/氧化物等的選擇比的調(diào)節(jié)上，而對(duì)拋光后鈦的表面質(zhì)量如拋光缺陷、表面粗糙度等很少涉及。然而，就目前的發(fā)展趨勢(shì)來看，下一代高技術(shù)電子產(chǎn)品制造要求的是高度平坦化、納米級(jí)表面粗糙度、極低微觀缺陷和極低顆粒吸附的表面，這也對(duì)拋光鈦金屬的改良性 拋光組合物和拋光工藝方法提出了更高的需求，特別是在低拋光壓力的實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn)高拋光速率、高表面質(zhì)量的拋光鈦金屬層。因此，目前用于鈦基片拋光的組合物及化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種能快速有效去除鈦基片冷熱加工過程中生成的氧化層及表面缺陷、獲得極低顆粒殘留、極低腐蝕缺陷的高平整度、低表面粗糙度表面的兩步式拋光工藝方法和用于此工藝方法的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物包含1-20重量％，優(yōu)選4一6重量％的磨料；
0.5-10重量％，優(yōu)選0. 9-3重量％的氧化劑；0. 01-10重量％，優(yōu)選0. 1-2重量％的絡(luò)合劑；以及0. 1-10重量％，優(yōu)選1-5重量％的緩蝕成膜劑，其中，所述化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物的PH值為I. 0-7. 0，優(yōu)選I. 5-4. O。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物能夠有效地應(yīng)用于鈦基片的化學(xué)機(jī)械拋光工藝，從而能夠有效地獲得高拋光速率、高表面質(zhì)量的拋光鈦金屬層。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物還可以包含1-20重量％，優(yōu)選4一6重量％的磨料；0. 5-10重量％，優(yōu)選0. 9-3重量％的氧化劑；0. 01-10重量％，優(yōu)選0. 1-2重量％的絡(luò)合劑；0. 1-10重量％，優(yōu)選1-5重量％的緩蝕成膜劑，以及pH調(diào)節(jié)劑和去離子水(或蒸餾水)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物中，磨料可以為選自二氧化硅、二氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和氧化鍺的至少一種，優(yōu)選膠體二氧化硅。其中，膠體二氧化硅的性狀和粒度不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，選擇硬度粒度適中、顆粒圓潤(rùn)均勻的納米二氧化硅顆粒作為磨料，從而能夠在保證拋光速率的同時(shí)避免劃痕、凹坑、橘皮等表面缺陷。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體示例，膠體二氧化硅的平均粒度可以為10-200納米，優(yōu)選10-50納米。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物中，氧化劑可以為選自無機(jī)過氧化合物和有機(jī)過氧化合物的至少一種，優(yōu)選過氧化氫。這是因?yàn)?，過氧化氫作為一種“清潔氧化劑”，能夠提供一個(gè)氧，自身變?yōu)樗哂羞x擇性的強(qiáng)氧化性，并且能夠避免在拋光組合物中引入污染成分，從而能夠減少體系的復(fù)雜性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物中，絡(luò)合劑可以為選自氨、多聚氰酸、多聚氰酸鹽、磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽、多聚磷酸鹽、氮川三乙酸鈉、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鹽、二乙烯三胺五乙酸、二乙烯三胺五乙酸鹽、羥乙基乙二胺三乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸、二羥基甘氨酸、草酸、酒石酸、檸檬酸、葡萄糖酸、氨基乙酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、羥谷氨酸、羧甲基羥基丙二酸、羧甲基羥基丁二酸、羥乙基氨基乙酸、草酰胺、氟化鈉、氟化鉀和氟化銨的至少一種，優(yōu)選氟化銨。這是因?yàn)?，氟化銨的組成離子在拋光組合物的酸度條件下均可有效的與拋光產(chǎn)物離子如鈦離子有效絡(luò)合，從而能夠降低拋光產(chǎn)物離子對(duì)拋光過程產(chǎn)生的消極作用如降低拋光速率、增大拋光過程的不穩(wěn)定性等。其中，需要說明的是，當(dāng)絡(luò)合劑為上述可選物質(zhì)中的兩種及以上的組合時(shí)，組合物中各物質(zhì)的比例并不受特別限制，只要能夠使組合物實(shí)現(xiàn)其作為絡(luò)合劑的作用即可。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，磷酸鹽、偏磷酸鹽、多聚磷酸鹽的種類均不受特別限制，例如磷酸鹽可以為磷酸三鈉等，偏磷酸鹽可以為三偏磷酸鈉、四偏磷酸鈉等、多聚磷酸鹽可以為三聚磷酸納等。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物中，緩蝕成膜劑為分子含有選自-SO3' -PO廣、-CONH2和_C00_的至少一種活性基團(tuán)的有機(jī)化合物，優(yōu)選為含有-PO42-和-COO—的至少一種活性官能團(tuán)的有機(jī)化合物。根據(jù)本發(fā)明的一些具體示例，緩蝕成膜劑可以為選自氨基二甲叉膦酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥乙基乙二胺三甲叉膦酸鹽、乙二胺四甲叉膦酸鹽、二乙烯三胺五甲叉膦酸鹽、2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸、羥基亞乙基二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、木質(zhì)素磺酸鈉、羥甲基纖維素、乳酸、氨基磺酸、聚丙烯酸和單寧的至少一種，優(yōu)選2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)和乳酸(LA)的至少一種。優(yōu)選的緩蝕成膜劑能在被拋光金屬表面與Ti4+或Ti螯合吸附生成一層致密的保護(hù)膜、起屏蔽緩蝕作用、阻止腐蝕的進(jìn)行。需要說明的是，當(dāng)緩蝕成膜劑為上述可選物質(zhì)中的兩種及以上的組合時(shí)，組合物中各物質(zhì)的比例并不受特別限制，只要能夠使組合物實(shí)現(xiàn)其作為緩蝕成膜劑的作用即可。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物要求其pH值為I. 0-7. 0，優(yōu)選I. 5-4. 0，因此，需要調(diào)節(jié)化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物的pH值。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物的pH值，其中pH調(diào)節(jié)劑為無機(jī)或有機(jī)酸堿。根據(jù)本發(fā)明的一些具體示例，PH調(diào)節(jié)劑可以為選自硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氧化鉀、氨水、乙醇胺和三乙醇胺的至少一種。需要說明的是，當(dāng)pH調(diào)節(jié)劑為上述可選物質(zhì)中的兩種及以上的組合時(shí)，組合物中各物質(zhì)的比例并不受特別限制，只要能夠使組合物實(shí)現(xiàn)其作為PH調(diào)節(jié)劑的作用即可。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提出了一種鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括利用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，對(duì)鈦基片依次進(jìn)行初拋光和精拋光。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用該方法能夠有效地對(duì)鈦基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，能夠快速有效地去除鈦基片冷熱加工過程中生成的氧化層及表面缺陷，從而能夠獲得極低顆粒殘留、極低腐蝕缺陷的高平整度、低表面粗糙度的鈦片。發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法，工藝簡(jiǎn)單、可控，操作容易，需時(shí)短，加工成本低，并且拋光去除效率高、優(yōu)化表面粗糙度和全局平坦化的效果非常好，其中拋光去除速率最高可達(dá)234. Onm/min,表面粗糙度最低可至I. 31nm。在本文中，有時(shí)也將本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法稱為“兩步式拋光工藝方法”。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，該兩步式拋光工藝方法具體包括首先，采用硬質(zhì)拋光墊和本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物對(duì)表面平整度和粗糙度都極差的鈦基片進(jìn)行初拋光，以便得到鏡面狀態(tài)的高平整度鈦片；其后，采用軟質(zhì)拋光墊和本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物對(duì)初拋光后的鈦基片進(jìn)行精拋光，以便去除表面缺陷、降低表面粗糙度，得到極低顆粒殘留、極低腐蝕缺陷的高平整度、納米級(jí)粗糙度的鈦片。其中，需要說明的是，在本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法中，初拋光的主要目的是對(duì)鈦基片進(jìn)行高速高平整度的研磨，而精拋光的主要目的是對(duì)經(jīng)過初拋光的鈦基片進(jìn)行表面粗糙度優(yōu)化。此外，一般，拋光墊的硬度決定其保持面形精度的能力。使用硬質(zhì)或耐磨的拋光墊能夠獲得較好的表面平整度，且能夠保持較高的拋光去除速率；而使用軟質(zhì)的拋光墊能夠 獲得缺陷較少的被拋光表面，并可優(yōu)化表面粗糙度。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些具體示例，在本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法中，初拋光采用硬質(zhì)拋光墊進(jìn)行，優(yōu)選ICiooo聚氨酯拋光墊(陶氏電子材料，Dow Electronic Materials),其中硬質(zhì)拋光墊的肖氏D級(jí)硬度值為約60。根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，在本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法中，精拋光采用軟質(zhì)拋光墊進(jìn)行，優(yōu)選工業(yè)用二步拋光墊(日本不二見電子材料，F(xiàn)ujimi ElectronicMaterials)，其中該軟質(zhì)拋光墊的肖氏D級(jí)硬度值為約27。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法中，在I. OPsi拋光壓力下進(jìn)行初拋光和精拋光。低至l.OPsi的拋光壓力能最大限度的避免鈦基片冷熱加工過程中生成氧化層及表面缺陷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法中，利用拋光機(jī)，優(yōu)選UNIP0L-1502型單面拋光機(jī)進(jìn)行初拋光和精拋光。這是因?yàn)?，該型?hào)拋光機(jī)不可控變量少，操作簡(jiǎn)單，過程穩(wěn)定，穩(wěn)定性和重復(fù)性佳。需要說明的是，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物及鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法，是本申請(qǐng)的發(fā)明人經(jīng)過艱苦的創(chuàng)造性勞動(dòng)和優(yōu)化的工作而完成的，其至少具有以下優(yōu)
占-
^ \\\ I、本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，呈弱酸性，優(yōu)選pH值在I. 5—4. 0之間，其能夠在保持納米二氧化硅顆粒穩(wěn)定性和分散性的同時(shí)，保障氧化劑過氧化氫的穩(wěn)定性，且能夠保證對(duì)設(shè)備的腐蝕性較小。2、本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，其優(yōu)選的緩蝕成膜劑由2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸和乳酸復(fù)合組成，兼具膦酸、羧酸和羥基的結(jié)構(gòu)特性，這些活性基團(tuán)可與鈦片表面的Ti4+或Ti螯合吸附生成一層致密的保護(hù)膜，能夠發(fā)揮屏蔽緩蝕作用，從而能夠阻止腐蝕的進(jìn)行，減少表面缺陷和顆粒殘留；此外，上述兩種試劑的復(fù)合能有效地增強(qiáng)緩蝕劑在金屬表面的成膜能力，而同時(shí)存在于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物中的絡(luò)合劑NH4+和F—，其絡(luò)合、擴(kuò)散作用能夠破壞緩蝕膜層，兩者的協(xié)同作用能夠平衡化學(xué)腐蝕作用強(qiáng)度和機(jī)械磨削作用強(qiáng)度，從而能夠達(dá)到提高拋光去除效率、優(yōu)化表面粗糙度和全局平坦化的效果。3、本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法，通過更換硬度和孔隙度差別較大的兩種聚氨酯拋光墊來實(shí)現(xiàn)高速率高平整度研磨的初拋光和優(yōu)化表面粗糙度的精拋光，并且其所使用的拋光組合物均為同一種一即本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，工藝簡(jiǎn)單、可控，易操作。4、本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物及鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法，均適合在低至l.OPsi的拋光壓力情況下拋光，并取得了優(yōu)異的拋光效果，拋光去除速率高，表面平整度好，極低表面缺陷和顆粒吸附，以及納米級(jí)的表面粗糙度；優(yōu)化組合物配方在低拋光壓力下的精拋光中拋光去除速率最高可達(dá)234. Onm/min,表面粗糙度最低可至I. 31nm。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖I顯示了本發(fā)明實(shí)施例I中實(shí)驗(yàn)組1-3的拋光去除速率(MRR)、表面粗糙度(Sa)與拋光壓力的關(guān)系趨勢(shì)圖，其中圖I (a)為MRR與拋光壓力的關(guān)系趨勢(shì)圖，圖I (b)為Sa與拋光壓力的關(guān)系趨勢(shì)圖；圖2顯示了本發(fā)明實(shí)施例I中實(shí)驗(yàn)組3的經(jīng)過初拋光的鈦基片的表面形貌觀測(cè)圖(觀測(cè)儀器micr0XAM三維白光干涉表面形貌儀，顯微倍數(shù)50X)；圖3顯示了本發(fā)明實(shí)施例2中對(duì)照組2的經(jīng)過精拋光的鈦基片的表面形貌觀測(cè)圖，其中圖3(a)為50X下的觀測(cè)圖，圖3(b)為1000X下的觀測(cè)圖(觀測(cè)儀器=Leica DM2500光學(xué)顯微鏡)；以及圖4顯示了本發(fā)明實(shí)施例2中實(shí)驗(yàn)組I的經(jīng)過精拋光的鈦基片的表面形貌3D觀測(cè)圖(測(cè)試儀器miCix)XAM三維白光干涉表面形貌儀，顯微倍數(shù)50X)。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。設(shè)備及相關(guān)參數(shù)UNIP0L-1502型單面拋光機(jī)；待拋光的鈦基片純度99. 9%的101. 6mm(4in)化學(xué)純鈦圓基片；初拋光使用拋光墊IC1000聚氨酯拋光墊(Dow Electronic Materials)；精拋光使用拋光墊工業(yè)用二步拋光墊(Fujimi Electronic Materials)；拋光盤轉(zhuǎn)速80rpm ；拋光進(jìn)液流量100mL/min ;其中，拋光去除速率(MRR)采用精密電子天平FA1004測(cè)重計(jì)算，并使用LeicaDM2500光學(xué)顯微鏡、microXAM三維白光干涉表面形貌儀觀察經(jīng)過拋光的鈦基片的表面質(zhì)量。一般方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法主要包括首先，采用IC1000聚氨酯拋光墊和本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物(其包含1-20重量％，優(yōu)選4一6重量％的磨料；0. 5-10重量％，優(yōu)選0. 9-3重量％的氧化劑；0. 01-10重量％，優(yōu)選0. 1-2重量％的絡(luò)合劑；以及0. 1-10重量％，優(yōu)選1-5重量％的緩蝕成膜劑，其pH值為I. 0-7. 0，優(yōu)選I. 5-4. 0)，在I. OPsi拋光壓力下對(duì)鈦基片進(jìn)行初拋光，以便得到鏡面狀態(tài)的高平整度鈦片；然后，采用工業(yè)用二步拋光墊和本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物(其包含1-20重量％，優(yōu)選4一6重量％的磨料；0. 5-10重量％，優(yōu)選0. 9-3重量％的氧化劑；0. 01-10重量％，優(yōu)選0. 1-2重量％的絡(luò)合劑；以及0. 1-10重量％，優(yōu)選1-5重量％的緩蝕成膜劑，其pH值為I. 0-7. 0，優(yōu)選I. 5-4. 0)，在I. OPsi拋光壓力下對(duì)經(jīng)過初拋光的鈦基片進(jìn)行精拋光，以便去除表面缺陷、降低表面粗糙度，得到極低顆粒殘留、極低腐蝕缺陷的高平整度、納米級(jí)粗糙度的鈦片。
實(shí)施例I初拋光過程中拋光進(jìn)液及拋光下壓力的變化對(duì)拋光效果的影響按照下列實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中所述的條件分別進(jìn)行鈦基片初拋光實(shí)驗(yàn)，然后比較各組的拋光效果I、分組及處理方法實(shí)駘鉬I 將20克2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸和10克乳酸(緩蝕成膜劑)、10克氟化銨(絡(luò)合劑)依次加入500克去離子水中，攪拌溶解、均勻后再緩慢攪拌加入187克30%的25nm的二氧化硅水溶膠(磨料)。在拋光進(jìn)行前，向上述混合物中加入60克30%的氧化劑過氧化氫溶液，并用H2SO4校準(zhǔn)其pH值至3. 0，最后加水補(bǔ)足1000克并攪拌均勻后立即于0. 4Psi壓力下，對(duì)鈦基片進(jìn)行初拋光。結(jié)果顯示，拋光去除速率MRR為176. Onm/min,表面粗糙度Sa為33. 9nm。實(shí)驗(yàn)組2 將20克2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸和10克乳酸(緩蝕成膜劑)、10克氟化銨(絡(luò)合劑)依次加入500克去離子水中，攪拌溶解、均勻后再緩慢攪拌加入187克30%的25nm的二氧化硅水溶膠(磨料)。在拋光進(jìn)行前，向上述混合物中加入60克30%的氧化劑過氧化氫溶液，并用H2SO4校準(zhǔn)其pH值至3. O，最后加水補(bǔ)足1000克并攪拌均勻后立即于0. 6Psi壓力下，對(duì)鈦基片進(jìn)行初拋光。結(jié)果顯示，拋光去除速率MRR為281. 4nm/min，表面粗糙度Sa為21. 2nm。實(shí)驗(yàn)組3 將20克2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸和10克乳酸(緩蝕成膜劑)、10克氟化銨(絡(luò)合劑)依次加入500克去離子水中，攪拌溶解、均勻后再緩慢攪拌加入187克30%的25nm的二氧化硅水溶膠(磨料)。在拋光進(jìn)行前，向上述混合物中加入60克30%的氧化劑過氧化氫溶液，并用H2SO4校準(zhǔn)其pH值至3. O，最后加水補(bǔ)足1000克并攪拌均勻后立即于I. OPsi壓力下，對(duì)鈦基片進(jìn)行初拋光。結(jié)果顯示，拋光去除速率MRR為415. Onm/min，表面粗糙度Sa為15. 2nm。其中，經(jīng)過初拋光的鈦基片的表面形貌觀測(cè)圖見圖2 (觀測(cè)儀器miCix)XAM三維白光干涉表面形貌儀，顯微倍數(shù)50X)。
對(duì)照組I :采用1000克去離子水，于0. 4Psi壓力下對(duì)鈦基片進(jìn)行初拋光。結(jié)果顯示，拋光去除速率MRR為25. 4nm/min,表面粗糙度Sa為81. 7nm。對(duì)照組2 采用1000克去離子水，于L OPsi壓力下對(duì)鈦基片進(jìn)行初拋光。結(jié)果顯示，拋光去除速率MRR為26. 9nm/min，表面粗糙度Sa為78. 4nm。2、結(jié)果和分析詳細(xì)結(jié)果見下表I :表I拋光進(jìn)液種類和拋光壓力對(duì)拋光效果的影響
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，其特征在于，包含 1-20重量％,優(yōu)選4一6重量％的磨料； 0.5-10重量％，優(yōu)選0. 9-3重量%的氧化劑； 0.01-10重量％，優(yōu)選0. 1-2重量％的絡(luò)合劑；以及 0.1-10重量％，優(yōu)選1-5重量％的緩蝕成膜劑， 其中，所述化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物的PH值為I. 0-7. 0，優(yōu)選I. 5-4. O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，其特征在于，所述磨料為選自二氧化硅、二氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和氧化鍺的至少一種，優(yōu)選膠體二氧化硅， 任選地，所述膠體二氧化硅的平均粒度為10-200納米，優(yōu)選10-50納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，其特征在于，所述氧化劑為選自無機(jī)過氧化合物和有機(jī)過氧化合物的至少一種，優(yōu)選過氧化氫。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，其特征在于，所述絡(luò)合劑為選自氨、多聚氰酸、多聚氰酸鹽、磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽、多聚磷酸鹽、氮川三乙酸鈉、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鹽、二乙烯三胺五乙酸、二乙烯三胺五乙酸鹽、羥乙基乙二胺三乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸、二羥基甘氨酸、草酸、酒石酸、檸檬酸、葡萄糖酸、氨基乙酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、羥谷氨酸、羧甲基羥基丙二酸、羧甲基羥基丁二酸、羥乙基氨基乙酸、草酰胺、氟化鈉、氟化鉀和氟化銨的至少一種，優(yōu)選氟化銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，其特征在于，所述緩蝕成膜劑為分子含有選自-SO3' -PO廣、-CONH2和-C00_的至少一種活性基團(tuán)的有機(jī)化合物，優(yōu)選為含有-P042_和-C00_的至少一種活性官能團(tuán)的有機(jī)化合物， 任選地，所述緩蝕成膜劑為選自氨基二甲叉膦酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥乙基乙二胺三甲叉膦酸鹽、乙二胺四甲叉膦酸鹽、二乙烯三胺五甲叉膦酸鹽、2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸、羥基亞乙基二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、木質(zhì)素磺酸鈉、羥甲基纖維素、乳酸、氨基磺酸、聚丙烯酸和單寧的至少一種，優(yōu)選2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸和乳酸的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，其特征在于，利用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)所述化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物的PH值，其中所述pH調(diào)節(jié)劑為無機(jī)或有機(jī)酸堿， 任選地，所述PH調(diào)節(jié)劑為選自硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氧化鉀、氨水、乙醇胺和三乙醇胺的至少一種。
7.一種鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法，其特征在于， 利用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物，對(duì)所述鈦基片依次進(jìn)行初拋光和精拋光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述初拋光采用硬質(zhì)拋光墊進(jìn)行，優(yōu)選IC1000聚氨酯拋光墊，其中所述硬質(zhì)拋光墊的肖氏D級(jí)硬度值為約60。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述精拋光采用軟質(zhì)拋光墊進(jìn)行，優(yōu)選工業(yè)用二步拋光墊，其中所述軟質(zhì)拋光墊的肖氏D級(jí)硬度值為約27。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在I.OPsi拋光壓力下進(jìn)行所述初拋光和精拋光， 任選地，利用拋光機(jī)，優(yōu)選UNIP0L-1502型單面拋光機(jī)進(jìn)行所述初拋光和精拋光。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物及鈦基片化學(xué)機(jī)械拋光工藝方法。其中，化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物包含1-20重量%，優(yōu)選4-6重量%的磨料；0.5-10重量%，優(yōu)選0.9-3重量%的氧化劑；0.01-10重量%，優(yōu)選0.1-2重量%的絡(luò)合劑；以及0.1-10重量％，優(yōu)選1-5重量%的緩蝕成膜劑，其中，所述化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物的pH值為1.0-7.0，優(yōu)選1.5-4.0。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光水性組合物能夠有效地應(yīng)用于鈦基片的化學(xué)機(jī)械拋光工藝，從而能夠有效地獲得高拋光速率、高表面質(zhì)量的拋光鈦金屬層。
文檔編號(hào)C09G1/02GK102796458SQ201210248460
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者路新春, 戴媛靜, 潘國(guó)順, 雒建斌 申請(qǐng)人:清華大學(xué)