[發明專利]高精度氧化鋁拋光粉及其生產方法

有效

• 申請號: 201010170419.3
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN101824279A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 郝祥;曹紅霞;趙月昌;高瑋;楊筱瓊;張鵬;顧捐永;李冉
• 申請（專利權）人: 上海高納粉體技術有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;C01F7/02
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及一種高精度氧化鋁拋光粉及其生產方法，更確切地說，是關于一種中位粒徑小，粒度分布窄，拋光精度高的氧化鋁拋光粉及其生產方法。

背景技術

隨著社會進步和高精尖技術的飛速發展，電子產品表面質量要求的不斷提高，表面平坦化技術也在不斷發展，如最初半導體基片大多采用機械拋光的平整方法，但得到的表面損傷極其嚴重；各種沉淀技術也曾在集成電路工藝中獲得應用，但均屬于局部平面化技術，其平坦化能力從幾微米到幾十微米不等，不能滿足尺寸微小的全局平面化要求。

1991年IBM首次將化學機械拋光(CMP)技術成功地應用到64Mb?DRAM的生產中，之后各種電子器件先后引進了CMP技術，CMP技術的使用使人們獲得了比以往任何平面加工更出色的表面形貌變化，目前化學機械拋光技術已成為公認的唯一的全局平面化技術。

拋光磨料作為影響化學機械拋光性能的主要因素之一，影響CMP中的機械力作用，同時也影響與氧化劑的配合協同作用，從而在一定程度上改變著CMP中的化學作用，因此，拋光磨料一直是科研工作者關注的熱點。

α-氧化鋁憑借其高硬度、穩定性好等優點，已被廣泛應用于集成電路和玻璃基片等元器件的表面拋光；盡管眾多研究者付出了大量努力，但在亞微米級氧化鋁的制備技術上仍然需要進一步探索和研究。

作為化學機械拋光磨料，α-氧化鋁的形狀、尺寸大小都直接影響著拋光效果。磨粒粒徑越小，粒度分布越窄，即均一性越好。否則，會導致拋光片面上各處的拋光速率不等，使拋光不均勻，影響拋光漿傳質的均勻性和片上壓力的分布，拋光過程中對表面的損傷較嚴重，不僅造成表面粗糙度較大，還易出現拋光劃痕、凹坑等表面缺陷影響拋光效果。而拋光材料中大顆粒的存在被認為是拋光劃痕產生的根源之一。

目前對氧化鋁的粒度分布并沒有一個統一的認識。如CNl398939公布了一種拋光組合物，它包含：至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑，但對拋光材料的粒度分布并沒有提出要求。

粉體分級是利用粉體的顆粒特性(如粒徑、形狀、密度、化學成分、顏色、放射性、磁性、靜電性等)的差別將其分離的操作總稱。如形狀分級、密度分級、粒度分級等。由于形狀分級上處于實驗研究階段，沒有達到實用化的程度，因此通常所說的分級是指具有相同密度顆粒，按粒徑大小而進行的分級。分級的方式有兩種：干法分級和濕法分級。干法分級最常用的是篩子篩分：把固體顆粒置于具有一定大小孔徑或縫隙的篩面上，使篩孔的成為篩下料，被截留在篩面上的成為篩上料。篩分作業要受篩網制作的限制，并不適用于微細及超細氧化鋁粉體的分級。其次常用的分級主要通過氣流粉碎和旋風式分級器分級，但這種方法對局部大顆粒無法破碎導致分級產品含有大顆粒，達不到理想的結果，同時容易引入雜質。

而濕法級設備可以容易的可以解決粉體靜電及架橋而導致的干法分級的缺點，同時更容易的去除雜質及大顆粒。

CN?101628728A公布了一種白剛玉超精細研磨微粉的生產方法，對于粒徑在40微米以下的微粉，采用水力沉降法分級，分級由細到粗進行，先分細級別的，后分粗級別的，直至全部分級完畢。該發明的分級方法在嚴格控制料漿濃度、沉降時間、虹吸高度的同時，加入了高效的分散劑，分散劑的分子在水中穿插在團聚顆粒之間，包附在所有大小不同的微粒的周圍，受分散劑分子電荷的排斥，使微粒再不能團聚在一起，既使得分級的精度提高，又使得最終產品可以保持松散狀態。

CN?86107429A公布了一種連續生產粗粒氫氧化鋁的分級機，由殼體、傳動裝置、帶攪拌機構的豎軸、進料裝置、溢流管和底流管所組成。該機可將來自種分末槽的氫氧化鋁漿液經攪拌分級達到底溢粒級含-44μ小于7％的粗粒氫氧化鋁；溢流經分離后，細粒氫氧化鋁返回分解糟作品種。

CN?1587055A公開了一種低玻粉用α-氧化鋁，包括氧化鋁的球磨和水力旋流分級，但如何分級并沒有詳細說明，同時得到的產品粒度較大，為200-250目。

由上可以看出，氧化鋁粒度分布對拋光精度的影響并沒有統一的認識，同時濕法分級主要是基于重力沉降而發展起來的：混合液體在沉淀池內，密度大的固體顆粒在重力作用下緩慢地下沉直至池底，且密度相對較小的液體在最上層。然而重力沉降分離時間很長，不能滿足工業化大生產快速分離和分離結果受控的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高精度氧化鋁拋光粉及其生產方法，克服現有技術存在的上述缺陷。