[發明專利]一種用于藍寶石襯底的化學機械拋光液及其應用

有效

• 申請號: 201110433696.3
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102585705A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張澤芳;劉衛麗;宋志棠
• 申請（專利權）人: 上海新安納電子科技有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明屬于化學機械拋光技術領域，涉及一種化學機械拋光液，具體地講，涉及一種用于藍寶石襯底的化學機械拋光液及其應用。

背景技術

藍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器件的質量很大程度依賴于藍寶石襯底的表面加工，化學機械拋光(CMP)是目前最普遍的表面加工技術。CMP工藝中最關鍵耗材之一是拋光液，其性能直接影響加工后的表面質量。目前工業界中藍寶石CMP均采用氧化硅拋光液，最突出的問題是拋光速率低，加工周期長。為了降低加工成本，提高加工效率，擁有高速率的藍寶石化學機械拋光液成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種用于藍寶石襯底的化學機械拋光液，以解決現有藍寶石襯底材料拋光過程中拋光速率低，其表面質量不能滿足要求的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種用于藍寶石襯底的化學機械拋光液，包括磨料、堿性pH值調節劑、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計，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。

較佳的，所述拋光液的pH值范圍為8.5-12，優選為9.5～11。

本發明提供的上述拋光液中，所述堿性pH調節劑用以調節拋光液的pH值。所述去離子水用于均勻分散拋光液中的磨料、堿性pH值調節劑、表面活性劑和消泡劑等分散質。

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。以所述拋光液總重量為基準計，其含量優選為20～50wt％，進一步優選為20～40wt％。

較佳的，所述二氧化硅的粒徑為20～140nm，優選為60～120nm。

較佳的，所述堿性pH調節劑選自氫氧化鉀、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離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽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。

優選的，所述陽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計，其含量優選為40-100ppm。

本發明提供的上述拋光液，可應用于藍寶石襯底的化學機械拋光工藝中，用于對藍寶石襯底進行化學機械拋光。

采用本發明提供的拋光液對藍寶石襯底進行拋光，可以使得藍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。

具體實施方式

本發明針對現有藍寶石襯底材料拋光過程中拋光速率低，其表面質量不能滿足要求的技術問題，提供了一種用于藍寶石襯底的化學機械拋光液，包括磨料、堿性pH值調節劑、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計，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。采用本發明提供的拋光液對藍寶石襯底進行拋光，可以使得藍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。

下面對各個組分進行詳細說明：

本發明提供的用于藍寶石襯底的化學機械拋光液中，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，優選為60～120nm。以所述拋光液總重量為基準計，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硅顆粒計)優選為1～50wt％，優選為20～50wt％，進一步優選為20～40wt％。

本發明提供的用于藍寶石襯底的化學機械拋光液中，包含堿性pH值調節劑。所述堿性pH調節劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉和四甲基氫氧化銨中的至少一種。其用以調節拋光液的pH值范圍為8.5-12，優選為9.5～11。