專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光液，具體地講，涉及一種用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
藍(lán)寶石是目前最為普遍的LED襯底材料，作為襯底材料，其晶體表面要求超光滑。 LED器件的質(zhì)量很大程度依賴于藍(lán)寶石襯底的表面加工，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是目前最普遍的表面加工技術(shù)。CMP工藝中最關(guān)鍵耗材之一是拋光液，其性能直接影響加工后的表面質(zhì)量。目前工業(yè)界中藍(lán)寶石CMP均采用氧化硅拋光液，最突出的問(wèn)題是拋光速率低，加工周期長(zhǎng)。為了降低加工成本，提高加工效率，擁有高速率的藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光液成為亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，以解決現(xiàn)有藍(lán)寶石襯底材料拋光過(guò)程中拋光速率低，其表面質(zhì)量不能滿足要求的技術(shù)問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明提供一種用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，包括磨料、堿性pH值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、消泡劑和去離子水；以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，所述磨料的含量為 I 50wt%，所述表面活性劑的含量為O. 005-lwt%，所述消泡劑的含量為20 200ppm。較佳的，所述拋光液的pH值范圍為8. 5-12，優(yōu)選為9. 5 11。本發(fā)明提供的上述拋光液中，所述堿性pH調(diào)節(jié)劑用以調(diào)節(jié)拋光液的pH值。所述去離子水用于均勻分散拋光液中的磨料、堿性PH值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑和消泡劑等分散質(zhì)。較佳的，所述磨料為膠體二氧化硅，且所述磨料的含量以膠體二氧化硅中所含的二氧化硅顆粒計(jì)。以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，其含量?jī)?yōu)選為20 50wt%，進(jìn)一步優(yōu)選為 20 40wt%。較佳的，所述二氧化硅的粒徑為20 140nm，優(yōu)選為60 120nm。較佳的，所述堿性pH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉和四甲基氫氧化銨中的至少一種。較佳的，所述表面活性劑選自陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑的混合物、以及非離子和陰離子表面活性劑混合物的一種。優(yōu)選的，所述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基三甲基溴化銨；所述非離子表面活性劑選自聚氧乙烯月桂醚、聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一種；所述陰離子表面活性劑為聚丙烯酸鹽。較佳的，所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷。以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，其含量?jī)?yōu)選為 40_100ppm。
本發(fā)明提供的上述拋光液，可應(yīng)用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光工藝中，用于對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。采用本發(fā)明提供的拋光液對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行拋光，可以使得藍(lán)寶石襯底粗糙度小于O. 2nm，拋光速率大于5 μ m/h，并可有效消除凹坑、突起、劃痕等表面缺陷。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有藍(lán)寶石襯底材料拋光過(guò)程中拋光速率低，其表面質(zhì)量不能滿足要求的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，包括磨料、堿性PH值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、消泡劑和去離子水；以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，所述磨料的含量為 I 50wt%，所述表面活性劑的含量為O. 005-lwt%，所述消泡劑的含量為20 200ppm。采用本發(fā)明提供的拋光液對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行拋光，可以使得藍(lán)寶石襯底粗糙度小于O. 2nm，拋光速率大于5 μ m/h,并可有效消除凹坑、突起、劃痕等表面缺陷。下面對(duì)各個(gè)組分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提供的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液中，包含磨料。所述的磨料為膠體二氧化硅，所述膠體二氧化硅中含有二氧化硅磨料的粒徑為20 140nm，優(yōu)選為60 120nm。以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，磨料的含量(所述磨料的含量以膠體二氧化硅中所含的二氧化娃顆粒計(jì))優(yōu)選為I 50wt%,優(yōu)選為20 50wt%,進(jìn)一步優(yōu)選為20 40wt % ο本發(fā)明提供的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液中，包含堿性pH值調(diào)節(jié)劑。所述堿性PH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉和四甲基氫氧化銨中的至少一種。 其用以調(diào)節(jié)拋光液的PH值范圍為8. 5-12，優(yōu)選為9. 5 11。本發(fā)明提供的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液中，包含表面活性劑。以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，其含量為O. 005-lwt%。所述表面活性劑選自陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑的混合物、以及非離子和陰離子表面活性劑混合物的一種。優(yōu)選的，所述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基三甲基溴化銨；所述非離子表面活性劑選自聚氧乙烯月桂醚、聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一種；所述陰離子表面活性劑為聚丙烯酸鹽。所述烷基三甲基溴化銨選自十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨。所述聚氧乙烯月桂醚、聚乙二醇辛基苯基醚、聚丙烯酸鹽均可選用本領(lǐng)域內(nèi)通常作為表面活性劑使用的市售產(chǎn)品。例如所述聚氧乙烯月桂醚可選用Bri j30或Bri j35 ;所述聚乙二醇辛基苯基醚可選用Triton X-100 ;所述聚丙烯酸鹽可選用TH-1100。本發(fā)明提供的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液中，包含消泡劑。所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷。以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，其含量為20 200ppm，優(yōu)選為 40_100ppm。本發(fā)明提供的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液中，包含去離子水。所述去離子水作為分散介質(zhì)用于均勻分散拋光液中的磨料、堿性PH值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑和消泡劑等分散質(zhì)。下面就以具體實(shí)例來(lái)對(duì)本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光液進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施例，僅用來(lái)舉例說(shuō)明本發(fā)明，而不對(duì)本發(fā)明的范圍作任何限制，任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員可以輕易實(shí)現(xiàn)的修改和變化均包括在本發(fā)明及所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本發(fā)明中除非特別指明外，實(shí)施例所涉及的比例均為重量百分比。實(shí)施例1-4在機(jī)械攪拌條件下，將所需用量的膠體二氧化硅加入到去離子水中分散稀釋?zhuān)缓笠来渭尤雙H值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、消泡劑，充分?jǐn)噭?。以該方法制備?shí)施例1-4和比較例1-2的實(shí)驗(yàn)樣品，其具體配比見(jiàn)表I。表I
權(quán)利要求
1.一種用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，包括磨料、堿性pH值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、 消泡劑和去離子水；以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，所述磨料的含量為I 50wt%，所述表面活性劑的含量為O. 005-lwt%，所述消泡劑的含量為20 200ppm。
2.如權(quán)利要求I所述的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述拋光液的pH值范圍為8. 5-12。
3.如權(quán)利要求I所述的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述磨料為膠體二氧化硅，且所述磨料的含量以膠體二氧化硅中所含的二氧化硅顆粒計(jì)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述二氧化娃的粒徑為20 140nm。
5.如權(quán)利要求I所述的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述堿性PH 調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉和四甲基氫氧化銨中的至少一種。
6.如權(quán)利要求I所述的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述表面活性劑選自陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑的混合物、以及非離子和陰離子表面活性劑混合物的一種。
7.如權(quán)利要求I所述的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基三甲基溴化銨；所述非離子表面活性劑選自聚氧乙烯月桂醚、聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一種；所述陰離子表面活性劑為聚丙烯酸鹽。
8.如權(quán)利要求1-7中任一所述的化學(xué)機(jī)械拋光液的用途，其特征在于，所述拋光液用于對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高拋光速率的用于藍(lán)寶石襯底的化學(xué)機(jī)械拋光液，包含有磨料、pH值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、消泡劑和去離子水；以所述拋光液總重量為基準(zhǔn)計(jì)，所述磨料的含量為1~50wt%，所述表面活性劑的含量為0.005-1wt%，所述消泡劑的含量為20~200ppm。采用本發(fā)明提供的拋光液對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行拋光，可以使得藍(lán)寶石襯底粗糙度小于0.2nm，拋光速率大于5μm/h，并可有效消除凹坑、突起、劃痕等表面缺陷。
文檔編號(hào)C09G1/02GK102585705SQ20111043369
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者劉衛(wèi)麗, 宋志棠, 張澤芳 申請(qǐng)人:上海新安納電子科技有限公司