2020-12-16 10:55:47 上海新仪微波化学科技有限公司
研磨剂是指用磨料、分散剂(又称研磨液)和辅助材料制成的混合剂。研磨剂中的磨料起切削作用,常用的磨料有刚玉、碳化硅、碳化硼和人造金刚石等。精研和抛光时还会用到软磨料,如氧化铁、氧化铬和氧化铈等。
磨削和研磨等磨料处理是生产半导体晶片必要方式,抛光和平面化对生产微电子原件来说是十分重要的。因此研磨剂的配方以及研磨剂的品质管控,对于半导体产品影响深远。
我们需要找到一种有效的成分分析方法,来解决研磨剂成分分析。下面,本文以某研磨剂为样本,探索研磨剂的微波消解方法。
实验部分
一、仪器与试剂
1、仪器
新仪TANK系列密闭微波消解仪、电子天平(十万分之一)
新仪TANK系列
密闭微波消解仪
2、试剂
浓硫酸、浓磷酸、浓硝酸、浓盐酸、氢氟酸、超纯水
二、实验过程
1、样品制备
将事先用硝酸浸泡过的微波消解罐用超纯水清洗干净,低温烘干备用。由于样品分散性、均匀性极好,所以无需特殊处理。
样品状态
2、消解方法
称取样品0.1-0.2g,加入消解液,使用微波消解仪进行消解。消解程序如下:
三、结果与讨论
1、王水+氢氟酸消解体系
样品中具体成分未知,所以先使用8mL王水+2mL氢氟酸的混酸进行消解实验,并使用硝酸10mL、硝酸8mL+双氧水2mL进行对照。
未添加氢氟酸
备注:为方便拍照,使用饱和硼酸溶液中和氢氟酸,故采用玻璃容器。
实验结果表明:硝酸体系、硝酸双氧水体系、王水氢氟酸体系、逆王水氢氟酸体系均不能将样品消解至澄清透明。区别在于,未加氢氟酸的消解体系,消解完成后样品放置半小时以上仍呈现乳浊状态。而添加氢氟酸的消解体系,样品静置半小时后出现沉淀现象。所以,判定样品中二氧化硅或者硅酸盐的含量比较高。
2、王水+氢氟酸消解体系
消解效果与王水+氢氟酸消解效果一致,均未达到澄清透明。
3、硫磷混酸消解体系
由于硝酸、盐酸、双氧水、氢氟酸等混酸的体系,可以完成绝大部分样品的消解实验,而对于研磨剂均未取得良好的消解效果,所以初步判断此样品中可能存在刚玉也就是氧化铝,因此选择硫酸5mL+磷酸3mL+氢氟酸2mL的组合。
消解完成后完全澄清透明。
4、硫磷混酸消解能力探究
探究硫酸5mL+磷酸3mL+氢氟酸2mL组合的消解能力,分别取样0.1g、0.15g、0.2g、0.5g左右的样品进行消解,消解效果如下:
0.15g以下样品完全澄清透明,静置过夜仍保持澄清透明状态。0.2g样品消解完成后澄清透明,但静置过夜后,杯底出现极少量不溶物。0.5g样品消解不彻底。
几种消解体系对比
由左至右依次为未添加氢氟酸体系、氢氟酸王水体系、0.5g样品硫磷混酸体系、0.2g样品硫磷混酸体系。
5、实验结论
对于成分未知且较为复杂的半导体研磨剂,硫磷混酸加氢氟酸的体系表现出极强的消解效果,可以将样品完全消解至无色透明状态。
此方法只针对新仪各系列密闭微波消解仪,切勿直接套用。
微信号:sineomicrowave
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