[發明專利]一種合成堿、A向藍寶石拋光液及其制備方法

有效

• 申請號: 201611136409.1
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106700944B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 苑亞斐;許亞杰;尹芳芳
• 申請（專利權）人: 北京國瑞升科技股份有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進

本發明提供了一種合成堿、A向藍寶石拋光液及其制備方法，涉及寶玉石拋光的技術領域，包括一種合成堿，以及上述合成堿、硅溶膠、表面活性劑、強堿、無機鹽和去離子水等組成的A向藍寶石拋光液及其制備方法，該拋光液解決了現有技術A向藍寶石在拋光過程中拋光液的pH值不穩定，隨著拋光的進行拋光液的pH值逐級下降，導致拋光速率降低，晶片整體的TTV值過大的問題，達到了拋光液參與拋光過程的時候能夠更好地持續不斷地釋放羥基，從而保持拋光液的pH的穩定，最終保證拋光速率和拋光表面的穩定的技術效果。

技術領域

本發明涉及寶玉石拋光技術領域，具體而言，涉及一種合成堿、A向藍寶石拋光液及其制備方法。

背景技術

藍寶石(Sapphire)，礦物名稱剛玉，是一種擁有優異的光學、機械、以及化學特性的單晶形式的氧化鋁(Al₂O₃)。藍寶石具有良好的熱特性、優異的透明性、優異的化學穩定性，且在高溫下可保持極高的強度，因此藍寶石材料的一大應用是在電子信息產業方面，2012年蘋果公司首次將藍寶石應用于iPhone5的攝像頭蓋片后，又于2013年9月，將藍寶石應用于iPhone5s的Home鍵保護蓋片，使得藍寶石用量增加逾十倍。但是由于藍寶石硬度很高(僅次于金剛石)，加工過程工藝復雜、難度較大，對加工制品表面光潔度要求較高，為獲得光潔、無晶格缺陷的晶片表面人們提出各種加工工藝，其中化學機械拋光工藝(CMP)因其操作簡單、加工效率高，且是目前唯一可以實現全局平坦化的拋光方法，被廣泛應用于藍寶石拋光技術領域。

但是由于藍寶石是斜方六面體的結構，所以每個晶面的特性都不盡相同。現有CMP拋光液主要是針對C向藍寶石片進行的配方設計，由于晶格中原子排布不同，C面藍寶石片的硬度不及A面的藍寶石片的硬度，也就是說A面藍寶石片的拋光難度更大，拋光速率更慢。由于A面具有抗劃傷特性較強的優點，現有應用中被廣泛用作窗口，比如APPLE WATCH的表蒙、鏡頭的保護蓋、手機屏幕的保護蓋等時常會與其他物品接觸到的產品上。加工過程中由于A向藍寶石硬度高且脆性大的特點，其機械加工困難，在加工過程中普遍存在拋光速率低、晶片表面粗糙度高、及晶片整體的TTV值過大的問題，限制了A向藍寶石行業的發展。

現有技術中，針對A向藍寶石的拋光液一般采用強氧化劑或氫氧化鈉等作為pH調節劑，但在加工的過程中拋光液的pH值不穩定，隨著拋光的進行拋光液的pH值逐級下降，導致拋光速率降低，晶片整體的TTV值過大等問題。現有技術中也有在拋光過程中不斷加入pH調節劑的方案，但加入的量很難把控，一旦pH值過高，硅溶膠將轉化為可溶性水液，起不到研磨作用。因此，研究開發一種在拋光過程中能使拋光液的pH值保持穩定的合成堿助劑，日益成為化學機械拋光工藝應用于A向藍寶石拋光的研究重點。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種合成堿，該合成堿含有較多數量的羥基，在制備成拋光液參與拋光過程的時候能夠更好地持續不斷地釋放羥基，從而保持拋光液的pH的穩定。

本發明的第二目的在于提供一種合成堿的制備方法，該方法利用逐步反應的方法，首先使第一類反應物與第二類反應物進行反應，生成的中間物再與第三類反應物反應，最終反應生成一種含有羥基數量較多的合成堿。

本發明的第三目的在于提供一種A向藍寶石拋光液，該拋光液通過在硅溶膠中加入合成堿，這種合成堿在參與拋光過程的時候能夠持續地釋放羥基，從而保持拋光液的pH的穩定，提高拋光速率。同時，該合成堿與強堿、無機鹽和表面活性劑起到協同作用，能夠使晶片中心的溫度升高，最后使拋光完后晶片邊緣和中心的厚度趨近一致。

本發明的第四目的在于提供一種A向藍寶石拋光液的制備方法，該方法通過攪拌的方式，在硅溶膠中先加入表面活性劑，然后再按順序加入合成堿、強堿和無機鹽，這樣表面活性劑的部分成分會在硅溶膠顆粒表面形成一層保護膜，使硅溶膠顆粒在強堿環境下能夠保持均一穩定，解決了由于硅溶膠顆粒與強堿接觸后，硅溶膠轉化為可溶性水液，失去研磨作用，進而導致拋光效率降低的問題。