[發明專利]適用于藍寶石拋光的化學機械拋光液

有效

• 申請號: 201810561828.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108997940B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 張澤芳;彭詩月
• 申請（專利權）人: 上海映智研磨材料有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;B24B29/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 張新鑫;許亦琳

本發明提供一種藍寶石襯底拋光的氧化鋁基的化學機械拋光液及其用途，所述化學機械拋光液至少包括以下重量份的組分：氧化鋁拋光顆粒：35～55份；氧化劑：5～12份；優選為7~10份；速率促進劑0.1～10份；分散劑2～5份；優選為3~4份；pH調節劑適量，水適量。從機械角度和化學角度提高了拋光液的拋光速率，此外，氧化鋁分散性好，降低了表面缺陷如劃痕等的發生率，提高了表面質量。

技術領域

本發明涉及一種適用于藍寶石拋光的化學機械拋光液，屬于化工領域。

背景技術

藍寶石(Al₂O₃)是一種集優良光學、物理和化學性能于一體的多功能氧化物晶體，易獲得大尺寸外延薄膜，作為襯底被廣泛應用于光電技術、光通訊窗口片及微電子工業等領域。因為藍寶石表面質量對LED器件性能和質量有著非常重要的影響，因此其最后一道拋光加工的要求很高，成為最重要的制程。但是，由于藍寶石晶體材料硬度高、脆性大，是典型的極難加工材料，其拋光加工隨要求的提高相繼經歷了機械拋光、浴法拋光、浮法拋光、機械化學拋光(MCP)、化學機械拋光(CMP)和水合拋光等。其中，CMP是目前惟一可以實現全局平坦化的拋光方法，而且由于成本相對較低等優點，也是迄今為止惟一可以在藍寶石大規模生產中應用的拋光方法。化學機械拋光是結合化學拋光和機械拋光而對材料表面進行加工的一種技術。在機械拋光的基礎上根據拋光材質加入相應的化學添加劑從而達到增強拋光效率或者改善拋光表面的效果。

由于藍寶石表面缺陷對器件性能影響很大，在生產藍寶石基片時,要求藍寶石表面超光滑、無缺陷，且表面粗糙度＜0.2nm，在藍寶石的CMP過程中存在兩個主要問題：(1)拋光速率低，生產效率無法滿足工業要求；(2)藍寶石表面質量差，存在劃痕、凹坑等缺陷，成品率低。因此，上述兩個問題成為拋光液質量優劣的重要評價指標。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種化學機械拋光液，用于解決現有技術中藍寶石襯底拋光液拋光效率低、表面存在劃痕、劃傷、凹坑等缺陷的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種藍寶石襯底拋光的氧化鋁基的化學機械拋光液，所述化學機械拋光液至少包括以下重量份的組分：

氧化鋁拋光顆粒： 35～55份；優選為42～53份；更優選為45份；

氧化劑： 5～12份；優選為7～10份；更優選為7.5份；

速率促進劑： 0.1～10份；優選為1～6份；更優選為2.5份；

分散劑： 2～5份；優選為3～4份；更優選為3.4份；

pH調節劑 適量

水 適量。

較佳的，所述氧化鋁拋光顆粒的粒徑范圍為5～10微米，進一步優選為6～8微米。

進一步地，所述的分散劑為聚丙烯酸或其鹽中一種或者幾種。

較佳的，所述的聚丙烯酸鹽選自聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸銨中的任意一種或者兩種，分子量1000-20000。

較佳的，所述速率促進劑選自氯化鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、或者硼酸鹽中的至少一種。

較佳的，所述pH調節劑選自碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銨、硅酸鉀、硅酸鈉、氫氧化鉀和氫氧化鈉中的至少一種。

較佳的，所述化學機械拋光液的pH值范圍為7～12，進一步優選為9～11。

進一步地，所述化學機械拋光液還包括以下重量份的組分：

螯合劑：0.5～5份；優選為1～4份；更優選為1.5份；