[发明专利]一种蓝宝石抛光组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种蓝宝石抛光组合物及其制备方法。所述抛光组合物包含如下质量份数的组分：1～50％硅溶胶、0.15％～6％的速率促进剂、0.1％～5％的糖类物质和pH值调节剂，其余部分为去离子水，pH值范围为8～12。其制备方法是将各种组分稀释混合。该组合物具有抛光速率快、表面质量好、易于清洗和易于制备等特点。此外，本发明所涉及的组分均为常见化合物，成本低，且不含有表面活性剂等难以去除的有机物，易于清洗，也不含无机金属杂质，无污染环境的风险。

技术领域

本发明涉及蓝宝石平坦化技术，特别是涉及一种蓝宝石的抛光组合物。

背景技术

蓝宝石作为LED的基板材料、面板和蓝宝石上硅(SOS)已经使用多年。在使用蓝宝石之前，需要对其进行平坦化处理。

常用的平坦化方法采用化学机械抛光技术。将蓝宝石片通过贴蜡或吸附垫的方式以一定的压力压在抛光垫上，通过电机带动抛光盘旋转。在此过程中，不断供给化学抛光组合物，此化学组合物称为抛光液，它是基于纳米颗粒配以化学成分组成。

蓝宝石由于自身的脆硬性和化学稳定性，使得抛光效率极低。通过改变抛光组合物中的组分提升抛光速率是目前的难题。另外抛光过后不能产生腐蚀坑和表面微划伤也是需要关注的问题。如中国专利“一种用于蓝宝石衬底的抛光液”(公开号为CN103450812A)公开了一种蓝宝石衬底的抛光液，它是在硅溶胶中加入抛光加速剂、络合剂和pH值调节剂作为抛光组合物，具有较好的抛光速率和表面粗糙度，但并未提及腐蚀坑的问题。中国专利“单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液”(公开号为CN103897605A)公开了一种抛光液，它含有二氧化硅、碱性组合物、阴离子表面活性剂，能够达到4.5微米/小时的抛光速度，但此速度仍然无法达到充分的抛光效果。中国专利“一种用于蓝宝石CMP的高浓度抛光组合物及其制备方法”(公开号CN103849320A)公开了的组合物包含硅溶胶、pH值调节剂、活性剂和缓冲剂，能降低成本、降低粗糙度和提高抛光速率，但提升的抛光速率非常有限。

提高抛光效率的同时，获得较好的表面质量一直是化学机械抛光领域追求的目标。蓝宝石由于其坚硬的物理性质和稳定的化学性质使得难以提升其抛光速率。因此在不降低蓝宝石抛光表面质量的情况下，提高抛光速率，是蓝宝石抛光技术面临的问题。

发明内容

发明目的：本发明要解决的第一个技术问题是：提供一种蓝宝石的抛光组合物，以明显提高抛光效率、降低表面粗糙度和腐蚀坑产生。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供上述抛光组合物的制备方法。

技术方案：为解决本发明第一个技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种蓝宝石抛光组合物，其特征在于，包含如下质量浓度份数的组分：0.1～5％的糖类物质、1～50％硅溶胶、0.15～6％的速率促进剂和0.01～0.5％pH值调节剂，其余部分为去离子水。

所述糖类物质的分子量为100～100，000；优选的，所述糖类物质选自单糖、双糖或多糖中的一种或多种，更优选的，所述糖类物质选自蔗糖、葡萄糖、果糖、鼠李糖、木糖、半乳糖、乳糖中的一种或多种；优选的，所述糖类物质的质量浓度为0.5～1.5％；当为所述糖类物质为多种糖类混合时，各组分按任意比例混合；优选的，按等比例混合。

所述硅溶胶为纳米胶体氧化硅，粒径为10～150nm，优选为50～120nm，更优选的为60～110nm。

所述的速率促进剂为氯化物和氧化剂混合物，所述氯化物与氧化剂的质量比1：0.5～2；所述的氯化物选自氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铵或四甲基氯化铵中的一种或多种，所述的氯化物的质量浓度为0.1～2％，优选为0.5～1.5％；所述的氧化剂选自双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或多种。