微波消解半導(dǎo)體研磨劑(液)應(yīng)用方案
1 前言
研磨劑是指用磨料、分散劑(又稱研磨液)和輔助材料制成的混合劑。研磨劑用于研磨和拋光，使用時(shí)磨粒呈自由狀態(tài)。研磨劑中的磨料起切削作用，常用的磨料有剛玉、碳化硅、碳化硼和人造金剛石等。精研和拋光時(shí)還用軟磨料，如氧化鐵、氧化鉻和氧化鈰等。分散劑使磨料均勻分散在研磨劑中，并起稀釋、潤(rùn)滑和冷卻等作用。
磨削和研磨等磨料處理是生產(chǎn)半導(dǎo)體晶片必要方式，拋光和平面化對(duì)生產(chǎn)微電子原件來說是十分重要的。因此研磨劑的配方以及研磨劑的品質(zhì)管控，對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)品影響深遠(yuǎn)。我們需要找到一種有效的成分分析方法，來解決研磨劑成分分析。下面，本文以某研磨劑為樣本，探索研磨劑的微波消解方法。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
新儀TANK系列密閉微波消解儀
電子天平(十萬(wàn)分之一)
濃硫酸
濃磷酸
濃硝酸
濃鹽酸
氫氟酸
超純水
備注：為方便拍照，使用飽和硼酸溶液中和氫氟酸，故可采用玻璃容器。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：硝酸體系、硝酸雙氧水體系、王水氫氟酸體系、逆王水氫氟酸體系均不能將樣品消解至澄清透明。區(qū)別在于，未加氫氟酸的消解體系，消解完成后樣品放置半小時(shí)
以上仍呈現(xiàn)乳濁狀態(tài)。而添加氫氟酸的消解體系，樣品靜置半小時(shí)后出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。所以，判定樣品中二氧化硅或者硅酸鹽的含量比較高。
3.2 使用逆王水加氫氟酸的混酸進(jìn)行消解實(shí)驗(yàn)。
消解效果與王水+氫氟酸消解效果一致，均未達(dá)到澄清透明。
3.3 由于硝酸、鹽酸、雙氧水、氫氟酸等混酸的體系，可以完成絕大部分樣品的消解實(shí)驗(yàn)，而對(duì)于研磨劑均未取得良好的消解效果，所以初步判斷此樣品中可能存在剛玉也就是氧化鋁，因此選擇硫酸5ml+磷酸3ml+氫氟酸2ml的組合。
消解完成后完全澄清透明。
3.4 下一步探究硫酸5ml+磷酸3ml+氫氟酸2ml組合的消解能力。分別取樣0.1g、0.15g、0.2g、0.5g左右的樣品進(jìn)行消解，消解效果如下：
3.5 結(jié)論
對(duì)于成分未知且較為復(fù)雜的半導(dǎo)體研磨劑，硫磷混酸加氫氟酸的體系表現(xiàn)出極強(qiáng)的消解效果，可以將樣品完全消解至無色透明狀態(tài)。新儀TANK系列密閉微波消解儀消解此類研磨劑的極限在0.2g左右。此方法只針對(duì)新儀各系列密閉微波消解儀，切勿使用其他廠家儀器直接套用。方法僅供參考。