[發明專利]一種藍寶石化學機械拋光液

在審

• 申請號: 201610061056.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN107011804A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 徐志國
• 申請（專利權）人: 浙江晶圣美納米科技有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種化學機械拋光漿液，尤其涉及一種藍寶石化學機械拋光液，屬于化學機械拋光液領域。

背景技術

藍寶石，也稱作白寶石，透明，尤其對紅外線透過率高；硬度高達莫氏9級，耐磨性好，且防化學腐蝕。其組成為α-A1₂O₃，與天然寶石具有相同的光學特性和力學性能，熱特性、電氣及接點特性良好，熔點為2030℃，在高溫下仍具有較好的穩定性。由于具有上述優點，因此，越來越多地用于精密耐磨軸承、半導體芯片及發光二極管的襯底片、紅外窗口以及固體激光等高科技領域器件制造以及智能終端設備屏幕材料制備，廣泛應用于工業、國防、科研、民用等領域。

以上各種應用，對藍寶石的加工質量尤其是表面質量提出了較高的要求。藍寶石由于脆性大、硬度高導致機械加工困難。又由于其化學惰性，常規濕法化學方法也難以加工。目前主流采用的是化學機械拋光工藝。其中，膠體二氧化硅基精拋液對最終的藍寶石表面質量以及成品率，有著決定性的影響。

為提高硬度大、呈化學惰性藍寶石的拋光速率，目前國內外的藍寶石精拋液產品均采用高濃度、高摩擦系數、大粒徑膠體二氧化硅基拋光液。此類精拋液能有效提高藍寶石拋光速率，但帶來的弊端是：高摩擦高溫下數小時的拋光加工，易導致加工后的藍寶石片表面中心和邊緣均勻性差、劃傷較嚴重，有相當比例需返工、重新研磨拋光，這樣就大大提高了藍寶石襯底片加工的成本。從化學配方的角度如能有效提高藍寶石拋光速率，能有效避免上述強機械作用下的各種弊端。然而藍寶石呈化學惰性，利用化學成分提高藍寶石加工效率，存在相當難度。

本專利發明人針對本發明的關鍵技術點，進行了深入的文獻及專利檢索，相關度較高的文獻如下：

(1)專利申請號為201410857244.1，名稱為“一種化學機械拋光液”的專利保護一種氨基酸類添加劑，以所述化學機械拋光液的總質量計，所述化學機械拋光液，其拋光速率是現有技術中化學機械拋光液的至少1.5倍；應用于藍寶石襯底。

(2)2015年4月29日，專利申請號為201410837824.4，公開了一種氧化鋁基化學機械拋光液，重點保護表面活性劑以提高氧化鋁顆粒懸浮穩定性，用于藍寶石粗拋工藝。

(3)2012年2月8日，專利申請號為201110320294.2，公開了一種藍寶石襯底材料的熱化學機械拋光法，通過在拋光過程中加熱鑄鐵拋光盤，提高藍寶石拋光效率。此專利主要涉及 拋光工藝改進。

(4)專利申請號為200610013981.9，名稱為“藍寶石襯底材料拋光液及其制備方法”，重點保護多羥多胺、醇醚活性劑拋光液組分及拋光液制備方法，拋光性能未涉及。

(5)專利申請號為201110380077.2，本發明屬于化學機械拋光液領域，具體涉及一種聚苯乙烯/二氧化硅核殼型復合磨料及其制備方法，以及在藍寶石襯底材料的拋光液中的應用。本發明重點保護聚苯乙烯/二氧化硅核殼型復合磨料制備方法，結合硅酸乙酯水解制備硅溶膠以苯乙烯單體聚合反應，制備聚苯乙烯內核、無定型二氧化硅殼層的復合磨料。該復合磨料用于藍寶石拋光能減小拋光后的表面粗糙度，但拋光速率低下(<2um/h)。

(6)專利申請號為201110433696.3，本發明公開了一種高拋光速率的用于藍寶石襯底的化學機械拋光液，重點保護烷基三甲基溴化銨、聚氧乙烯月桂醚、聚乙二醇辛基苯基醚、聚丙烯酸鹽等表面活性劑，拋光速率大于5um/h。

本發明人經廣泛研究發現，使用異氰酸硅烷類化合物作為拋光促進劑，可顯著提高藍寶石拋光速率、避免高機械摩擦作用下的種種弊端。

發明內容

本發明的目的在于改進現有化學類型添加劑存在的均勻性差、加工難度大以及加工效率低的技術缺陷，提出一種藍寶石化學機械拋光液的制備方法。

此拋光液包含膠體二氧化硅納米磨料以及拋光速率促進劑。