一種適用于藍(lán)寶石a面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物。本發(fā)明組合物由研磨顆粒、絡(luò)合劑、表面活性劑、抑菌劑、無機(jī)堿和水組成；研磨顆粒的含量為重量百分比5～50％；絡(luò)合劑的含量為重量百分比0.01～10％；表面活性劑的含量為重量百分比0.01～5％；抑菌劑的含量為重量百分比0.001～1％；無機(jī)堿的含量為重量百分比0.1～10％；用水補(bǔ)足含量至重量百分比100％。經(jīng)本發(fā)明所述拋光組合物拋光后的A面藍(lán)寶石晶片的去除速率與表面粗糙度效果較好，去除速率從現(xiàn)有的0.4um/h左右提高到1um/h以上，可顯著提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】-種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于藍(lán)寶石晶片的加工領(lǐng)域，特別涉及一種用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋 光組合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 藍(lán)寶石單晶（Sapphire)，又稱白寶石，分子式為A1203,透明，與天然寶石具有相 同的光學(xué)特性和力學(xué)性能，有著很好的熱特性，極好的電氣特性和介電特性，并且防化學(xué)腐 蝕，對紅外線透過率高，有很好的耐磨性，硬度僅次于金剛石，達(dá)莫氏9級，在高溫下仍具有 較好的穩(wěn)定性，熔點(diǎn)為2030°C，所以被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國防、科研等領(lǐng)域，越來越多地用 作固體激光、紅外窗口、半導(dǎo)體芯片的襯底片、精密耐磨軸承等高【技術(shù)領(lǐng)域】中零件的制造材 料。
[0003] 藍(lán)寶石具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、光學(xué)透明性和合乎需要的機(jī)械性能，如抗碎裂性、 耐久性、抗刮擦性、抗輻射性和在高溫的撓曲強(qiáng)度等，已廣泛應(yīng)用于LED襯底，紅外窗口，手 機(jī)面板等領(lǐng)域。無論是LED襯底、紅外窗口、還是手機(jī)面板，都需要表面超光滑，而此目的的 實(shí)現(xiàn)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)是其目前最普遍的表面 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。
[0004] 藍(lán)寶石晶片根據(jù)用途不同可以沿著許多結(jié)晶軸切割，見圖1，例如C面（0001向，也 稱為〇度平面或基面）、A面（11-20方向，也稱為90度藍(lán)寶石）和R面（1-102方向，與C 面成57.6度）。C面藍(lán)寶石不具極性，所以最常用作LED襯底，在此基礎(chǔ)上生長GaN磊晶。R 面藍(lán)寶石特別用于半導(dǎo)體、微波和壓力傳感器中。A面藍(lán)寶石較C面與R面更加致密，用其 加工成為窗口片、手機(jī)面板，不僅利用其更耐高溫、抗腐蝕和高硬度等優(yōu)勢，更避免了 C面 存在的晶片缺陷問題，提高了晶體的利用率，大大降低了成本。由于藍(lán)寶石C面與A面致密 度不同，拋光過程中所使用的拋光組合物也不同，拋光去除更加致密的藍(lán)寶石A面，最突出 的問題是拋光速率低，加工周期長。目前整個藍(lán)寶石行業(yè)仍較多專注于C面LED襯底的加 工，對于A面的化學(xué)機(jī)械拋光加工技術(shù)還少有報道。隨著紅外窗口、手機(jī)面板等A面藍(lán)寶石 的大量使用，迫切需要開發(fā)適用于A面的藍(lán)寶石拋光組合物，以滿足近年來急劇增長額市 場需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種適用于藍(lán)寶石A面的化 學(xué)機(jī)械拋光組合物。
[0006] 本發(fā)明一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： [0007] 所述的一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，由研磨顆粒、絡(luò)合劑、表面 活性劑、抑菌劑、無機(jī)堿和水組成；
[0008] 所述的研磨顆粒為二氧化硅、三氧化二鋁或覆蓋鋁的二氧化硅高分子研磨顆粒中 的一種或多種組合物；研磨顆粒的較佳含量為重量百分比5?50%，更佳含量為10-40% ; 研磨顆粒的粒徑為20?200nm，較佳為40-150nm，更佳為60-120nm ;
[0009] 所述的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鈉鹽、乙二胺四乙酸鉀鹽、羥乙基乙 二胺、氨基三乙酸鈉鹽、氨基三乙酸鉀鹽中的一種或多種組合物，絡(luò)合劑的較佳含量為重量 百分比〇? 01?10% ;
[0010] 所述的表面活性劑為月桂醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛 基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或多種組合物，表面活性劑的較佳含量 為重量百分比0.01?5% ;
[0011] 所述的抑菌劑為對羥基苯甲酸甲酯、羥乙基六氫均三嗪、三氯叔丁醇中的一種或 幾種組合物，抑菌劑的較佳含量為重量百分比0. 001?1% ;
[0012] 所述的無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種組合物，無機(jī)堿的較佳含量 為重量百分比0. 1?10% ;
[0013] 所述的水較佳為去離子水，用水補(bǔ)足含量至重量百分比100%。
[0014] 本發(fā)明的拋光液可按下述方法制備：將所有組分按比例混合均勻，直接使用。
[0015] 本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：此拋光組合物適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光， 經(jīng)本發(fā)明所述拋光組合物拋光后的A面藍(lán)寶石晶片的去除速率與表面粗糙度效果較好，去 除速率從現(xiàn)有的0. 4um/h左右提商到lum/h以上，可顯者提商生廣效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1監(jiān)寶石晶片不同結(jié)晶面不意圖。
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其特征在于，其由研磨顆粒、絡(luò)合 齊IJ、表面活性劑、抑菌劑、無機(jī)堿和水組成； 所述的研磨顆粒為二氧化硅、三氧化二鋁或覆蓋鋁的二氧化硅高分子研磨顆粒中的一 種或多種；研磨顆粒的含量為重量百分比5?50% ; 所述的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鈉鹽、乙二胺四乙酸鉀鹽、羥乙基乙 二胺、氨基三乙酸鈉鹽、氨基三乙酸鉀鹽中的一種或多種；絡(luò)合劑的含量為重量百分比 0? 01 ?10% ; 所述的表面活性劑為月桂醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基 酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或多種；表面活性劑的含量為重量百分比 0? 01 ?5% ; 所述的抑菌劑為對羥基苯甲酸甲酯、羥乙基六氫均三嗪、三氯叔丁醇中的一種或幾種； 抑菌劑的含量為重量百分比〇. 〇〇1?1% 所述的無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種；無機(jī)堿的含量為重量百分比 0? 1 ?10% ; 用水補(bǔ)足含量至重量百分比100%。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其特征在于，研 磨顆粒的含量為10-40%。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其特征在于，所 述的研磨顆粒的粒徑為20?200nm。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其特征在于，研 磨顆粒的粒徑為40_150nm。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種適用于藍(lán)寶石A面的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其特征在于，研 磨顆粒的粒徑為60_120nm。
【文檔編號】C09G1/02GK104449399SQ201410685233
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】何彥剛, 牛新環(huán), 孫鳴, 陳國棟, 張玉峰, 周建偉, 劉玉嶺 申請人:河北工業(yè)大學(xué)