[发明专利]适用于蓝宝石抛光的化学机械抛光液

说明书

本发明提供一种蓝宝石衬底抛光的氧化铝基的化学机械抛光液及其用途，所述化学机械抛光液至少包括以下重量份的组分：氧化铝抛光颗粒：35～55份；氧化剂：5～12份；优选为7~10份；速率促进剂0.1～10份；分散剂2～5份；优选为3~4份；pH调节剂适量，水适量。从机械角度和化学角度提高了抛光液的抛光速率，此外，氧化铝分散性好，降低了表面缺陷如划痕等的发生率，提高了表面质量。

技术领域

本发明涉及一种适用于蓝宝石抛光的化学机械抛光液，属于化工领域。

背景技术

蓝宝石(Al₂O₃)是一种集优良光学、物理和化学性能于一体的多功能氧化物晶体，易获得大尺寸外延薄膜，作为衬底被广泛应用于光电技术、光通讯窗口片及微电子工业等领域。因为蓝宝石表面质量对LED器件性能和质量有着非常重要的影响，因此其最后一道抛光加工的要求很高，成为最重要的制程。但是，由于蓝宝石晶体材料硬度高、脆性大，是典型的极难加工材料，其抛光加工随要求的提高相继经历了机械抛光、浴法抛光、浮法抛光、机械化学抛光(MCP)、化学机械抛光(CMP)和水合抛光等。其中，CMP是目前惟一可以实现全局平坦化的抛光方法，而且由于成本相对较低等优点，也是迄今为止惟一可以在蓝宝石大规模生产中应用的抛光方法。化学机械抛光是结合化学抛光和机械抛光而对材料表面进行加工的一种技术。在机械抛光的基础上根据抛光材质加入相应的化学添加剂从而达到增强抛光效率或者改善抛光表面的效果。

由于蓝宝石表面缺陷对器件性能影响很大，在生产蓝宝石基片时,要求蓝宝石表面超光滑、无缺陷，且表面粗糙度＜0.2nm，在蓝宝石的CMP过程中存在两个主要问题：(1)抛光速率低，生产效率无法满足工业要求；(2)蓝宝石表面质量差，存在划痕、凹坑等缺陷，成品率低。因此，上述两个问题成为抛光液质量优劣的重要评价指标。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种化学机械抛光液，用于解决现有技术中蓝宝石衬底抛光液抛光效率低、表面存在划痕、划伤、凹坑等缺陷的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种蓝宝石衬底抛光的氧化铝基的化学机械抛光液，所述化学机械抛光液至少包括以下重量份的组分：

氧化铝抛光颗粒： 35～55份；优选为42～53份；更优选为45份；

氧化剂： 5～12份；优选为7～10份；更优选为7.5份；

速率促进剂： 0.1～10份；优选为1～6份；更优选为2.5份；

分散剂： 2～5份；优选为3～4份；更优选为3.4份；

pH调节剂 适量

水 适量。

较佳的，所述氧化铝抛光颗粒的粒径范围为5～10微米，进一步优选为6～8微米。

进一步地，所述的分散剂为聚丙烯酸或其盐中一种或者几种。

较佳的，所述的聚丙烯酸盐选自聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵中的任意一种或者两种，分子量1000-20000。

较佳的，所述速率促进剂选自氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐、或者硼酸盐中的至少一种。

较佳的，所述pH调节剂选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵、硅酸钾、硅酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠中的至少一种。

较佳的，所述化学机械抛光液的pH值范围为7～12，进一步优选为9～11。

进一步地，所述化学机械抛光液还包括以下重量份的组分：

螯合剂：0.5～5份；优选为1～4份；更优选为1.5份；