[发明专利]一种用于蓝宝石衬底的化学机械抛光液及其应用

说明书

技术领域

本发明属于化学机械抛光技术领域，涉及一种化学机械抛光液，具体地讲，涉及一种用于蓝宝石衬底的化学机械抛光液及其应用。

背景技术

蓝宝石是目前最为普遍的LED衬底材料，作为衬底材料，其晶体表面要求超光滑。LED器件的质量很大程度依赖于蓝宝石衬底的表面加工，化学机械抛光(CMP)是目前最普遍的表面加工技术。CMP工艺中最关键耗材之一是抛光液，其性能直接影响加工后的表面质量。目前工业界中蓝宝石CMP均采用氧化硅抛光液，最突出的问题是抛光速率低，加工周期长。为了降低加工成本，提高加工效率，拥有高速率的蓝宝石化学机械抛光液成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于蓝宝石衬底的化学机械抛光液，以解决现有蓝宝石衬底材料抛光过程中抛光速率低，其表面质量不能满足要求的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种用于蓝宝石衬底的化学机械抛光液，包括磨料、碱性pH值调节剂、表面活性剂、消泡剂和去离子水；以所述抛光液总重量为基准计，所述磨料的含量为1～50wt％，所述表面活性剂的含量为0.005-1wt％，所述消泡剂的含量为20～200ppm。

较佳的，所述抛光液的pH值范围为8.5-12，优选为9.5～11。

本发明提供的上述抛光液中，所述碱性pH调节剂用以调节抛光液的pH值。所述去离子水用于均匀分散抛光液中的磨料、碱性pH值调节剂、表面活性剂和消泡剂等分散质。

较佳的，所述磨料为胶体二氧化硅，且所述磨料的含量以胶体二氧化硅中所含的二氧化硅颗粒计。以所述抛光液总重量为基准计，其含量优选为20～50wt％，进一步优选为20～40wt％。

较佳的，所述二氧化硅的粒径为20～140nm，优选为60～120nm。

较佳的，所述碱性pH调节剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠和四甲基氢氧化铵中的至少一种。

较佳的，所述表面活性剂选自阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子和非离子表面活性剂的混合物、以及非离子和阴离子表面活性剂混合物的一种。

优选的，所述阳离子表面活性剂为烷基三甲基溴化铵；所述非离子表面活性剂选自聚氧乙烯月桂醚、聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一种；所述阴离子表面活性剂为聚丙烯酸盐。

较佳的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。以所述抛光液总重量为基准计，其含量优选为40-100ppm。

本发明提供的上述抛光液，可应用于蓝宝石衬底的化学机械抛光工艺中，用于对蓝宝石衬底进行化学机械抛光。

采用本发明提供的抛光液对蓝宝石衬底进行抛光，可以使得蓝宝石衬底粗糙度小于0.2nm，抛光速率大于5μm/h，并可有效消除凹坑、突起、划痕等表面缺陷。

具体实施方式

本发明针对现有蓝宝石衬底材料抛光过程中抛光速率低，其表面质量不能满足要求的技术问题，提供了一种用于蓝宝石衬底的化学机械抛光液，包括磨料、碱性pH值调节剂、表面活性剂、消泡剂和去离子水；以所述抛光液总重量为基准计，所述磨料的含量为1～50wt％，所述表面活性剂的含量为0.005-1wt％，所述消泡剂的含量为20～200ppm。采用本发明提供的抛光液对蓝宝石衬底进行抛光，可以使得蓝宝石衬底粗糙度小于0.2nm，抛光速率大于5μm/h，并可有效消除凹坑、突起、划痕等表面缺陷。

下面对各个组分进行详细说明：

本发明提供的用于蓝宝石衬底的化学机械抛光液中，包含磨料。所述的磨料为胶体二氧化硅，所述胶体二氧化硅中含有二氧化硅磨料的粒径为20～140nm，优选为60～120nm。以所述抛光液总重量为基准计，磨料的含量(所述磨料的含量以胶体二氧化硅中所含的二氧化硅颗粒计)优选为1～50wt％，优选为20～50wt％，进一步优选为20～40wt％。

本发明提供的用于蓝宝石衬底的化学机械抛光液中，包含碱性pH值调节剂。所述碱性pH调节剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠和四甲基氢氧化铵中的至少一种。其用以调节抛光液的pH值范围为8.5-12，优选为9.5～11。