[发明专利]一种抛光用氧化铝粉体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抛光用氧化铝粉体及其制备方法，该方法包括：选取氢氧化铝原料，加入热纯水中，并加入生长剂，配置第一浆液；向所述第一浆液中加入pH调节剂，调节至酸性，研磨，获得氢氧化铝母液；将所述氢氧化铝母液经陶瓷膜洗涤，浓缩，获得第二浆液；将所述第二浆液进行水热晶化处理，处理后经陶瓷膜洗涤，干燥获得氧化铝前驱体；将所述氧化铝前驱体进行煅烧，获得氧化铝粉体。该方法工序简单，易于控制，制得的氧化铝粉体呈平板状结构，形状规则，棱角少，表面平整，粒径及厚度尺寸适宜，适于用作半导体晶圆的精抛材料。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种抛光用氧化铝粉体及其制备方法。

背景技术

随着半导体芯片制造的快速崛起，对于晶圆片的精抛需求日益提高，目前市面上多采用SiO₂磨料抛光液进行精抛，而SiO₂的硬度较小，抛光速率相对较低，其用于晶圆片的精抛加工时抛光精度、抛光效率等均有待进一步提高。目前已有使用氧化铝颗粒作为磨料进行晶圆片精抛的，因氧化铝的硬度更大，粉体的微粒排料整齐，用作磨料时与产品间的摩擦力增加，可大大提高磨削速度，缩短磨削时间，节省磨削加工的成本等。然而，现有的纳米级氧化铝颗粒由于形貌不规则，多棱角等，极易造成晶片划伤，因此制约着氧化铝在晶圆片抛光加工中的实际应用。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抛光用氧化铝粉体及其制备方法，该方法制备的氧化铝粉体呈平板状结构，形状规则，表面平整，粒径及厚度尺寸适宜，适于用作半导体晶圆的精抛材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抛光用氧化铝粉体的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，选取氢氧化铝原料，加入热纯水中，并加入生长剂，配置第一浆液；

步骤S2，向所述第一浆液中加入pH调节剂，调节至酸性，研磨，获得氢氧化铝母液；

步骤S3，将所述氢氧化铝母液经陶瓷膜洗涤，浓缩，获得第二浆液；

步骤S4，将所述第二浆液进行水热晶化处理，处理后经陶瓷膜洗涤，干燥获得氧化铝前驱体；

步骤S5，将所述氧化铝前驱体进行煅烧，获得氧化铝粉体。

在本申请的一种实施例中，所述步骤S1中，所述热纯水的温度为50-80℃，所述第一浆液中氢氧化铝的固含量在40%及以上。

在本申请的一种实施例中，所述生长剂为二氧化钛、硫酸钾、硫酸钠、氟化铝、氟化铵、三氟化钛和硫酸铝中的一种或多种；所述生长剂的添加量按质量计，其添加量为所述氢氧化铝原料质量的0.3-0.8%；

和/或，所述pH调节剂为硫酸、醋酸、聚丙烯酸、乳酸和草酸中的一种或多种。

在本申请的一种实施例中，所述步骤S2中，向所述第一浆液中加入pH调节剂，调节其pH至2.0-6.0范围内；

和/或，所述步骤S2中，研磨时间为0.5-5h，所述氢氧化铝母液中固含物的粒度≤200nm。

在本申请的一种实施例中，在所述步骤S3中，控制所述氢氧化铝母液经陶瓷膜洗涤的次数和浓缩比例，使获得的所述第二浆液的固含量在40%左右，且所述第二浆液的电导率≤50us/cm。

在本申请的一种实施例中，所述步骤S4中，水热晶化的温度为160-300℃，水热晶化处理时间为2-24h。

在本申请的一种实施例中，所述步骤S4中，水热晶化处理后，经陶瓷膜多次洗涤，控制洗涤后浆液的固含量在40%左右时，电导率在10-50us/cm范围内。

在本申请的一种实施例中，所述步骤S4中，采用喷雾干燥，获得的所述氧化铝前驱体的粒度≤500nm。