原料配比(质量份)

[制备方法]
    在机械搅拌条件下，将计量的核/壳型复合纳米磨料加入到水中，采用超声分散，在分散好的核/壳型复合纳米磨料分散液中加入分散剂、聚醚表面活性剂、螯合剂，充分搅拌均匀后，加入pH调节剂调节到需要的pH值范围，即可。

[原料配伍]

    本品各组分质量份配比范围为:核/壳型复合纳米磨料5~40、螯合剂0.5~5、分散剂1 ~ 5、聚醚表面活性剂1 ~5、pH调节剂1~10、纯水加至100。

    所述核/壳型复合纳米磨料是粒径为200 ~ 2000nm的无机-有机核/壳型复合纳米颗粒，内核为SiO₂、Al₂O₃或金刚石中的一种，外壳为丙烯酸酯高分子链聚合物。

    所述丙烯酸酯高分子链聚合物为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯中的至少一种聚合物。

    所述螯合剂为乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、次氮基三乙酸及其铵盐或钠盐中的至少-种。

    所述分散剂为环氧乙烷一环氧丙烷嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇嵌段共聚物或聚苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯酸或聚丙烯酸盐、聚乙二醇、聚乙烯亚胺、季铵盐型阳离子表面活性剂中的至少一种。

    所述聚醚表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种，分子通式分别为R₁O(C₂H₄O) _mH、R₂O (C₂H₄O)_m (C₃H₆O) H，其中R₁为C₁₀~C₁₄的烷基，R₂为C₁₀~C₁₈的烷基，m和n为3~20，分别是环氧乙烷基和环氧丙烷的聚合数。

    所述pH调节剂为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。
    核/壳型复合纳米磨料的制作方法是采用常规的纳米磨料乳液聚合的方法得到，具体方法如下:将无机磨料( SiO₂、Al₂O₃ 或金刚石)用丙烯酞氯进行表面改性，随后放置于丙烯酸酯高分子链聚合物溶液中，利用表面改性剂如硅烷作偶联剂，在110°C温度下进行乳液聚合反应，反应时间为12h， 其接枝率为12%，得到表面包覆丙烯酸酯高分子链聚合物的无机-有机核/壳型复合纳米磨粒，平均粒径为1889nm。
    作用原理是丙烯酸酯高分子聚合物通过硅烷改性，进而可以和经表面改性的纳米氧化物( 氧化铝、二氧化硅等)磨料表面进行常规的自由基聚合反应，从而形成内核为无机颗粒，外壳为有机聚合物的复合纳米磨料。
    通过控制接枝高分子链段的大小可以调节核/壳型复合纳米磨料的粒径大小、硬度、亲水性等。

[产品应用]
    本品主要应用于硅片抛光。

[产品特性]

    本品所采用的无机-有机核/壳型复合纳米磨料的外壳是硬度低且有黏弹性的丙烯酸酯高分子链聚合物，降低了磨粒的硬度。在加压、加速抛光条件下，外壳起到了缓冲作用，与工件表面以“弹性接触”替代“硬冲击”，从而避免了抛光划痕和表面损伤。随着抛光过程的进行，摩擦条件下产生的局部高温会使外壳的支链分子发生断裂，逐渐露出内核(无机磨粒)表面，使抛光得以一种“柔性抛光”的渐进方式进行，从而改善抛光后表面的微观状况，降低粗糙度。同时，本品的拋光液为碱性，抛光后清洗方便，对设备无腐蚀，可延长设备使用寿命、降低加工成本。

本文转载自《金属表面处理剂配方手册》主编    李东光