本发明专利技术公开了一种用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光液。本发明专利技术抛光液成分和体积％比组成如下：硅溶胶３０～９０；有机胺碱１～１０；无机碱１～５；活性剂０．５～５；螯合剂ＦＡ／Ｏ０．５～５；去离子水为余量。本发明专利技术在ＣＭＰ条件下，在高ｐＨ值条件下，将锂离子形成极稳定的络合物和形成易溶于水的铌酸盐，提高效率和表面质量；本发明专利技术通过有机碱与铌酸锂表面物质形成可溶性胺盐，易于脱离反应表面，从而避免增加磨料粒度和抛光液的黏度，有效地解决了划伤、平整性和吸附物去除问题。
【技术实现步骤摘要】
用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光液
本专利技术涉及化学机械抛光
，更具体地说，是涉及一种用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光液。
技术介绍
铌酸锂是应用于电子、微电子、光电子领域的一类基础材料，是一种具有铁电、压电、热电、电光、声电和光折变效应等多种性质的功能材料，具有优良的电压、电-光、非线性光学特性。随着光电子技术的发展，新型高性能、高精密、高集成的光电子系统不断涌现，材料表面加工质量作为主要参数，尤其是平整度，粗糙度和洁净度直接影响器件质量，为适应光电子迅速发展的需要，对晶体表面的完整性及精度提出了严格要求，即表面无缺陷、无变质层，表面超光滑。目前，铌酸锂晶片抛光方面的研究报道不多，尚缺乏专门针对铌酸锂结构性能特点的加工技术的报导，铌酸锂晶片的实际生产中往往存在加工效率和成品率低、表面划伤难以控制、加工质量难以控制等问题。因此，研究铌酸锂的抛光加工特性，开展铌酸锂单晶深加工技术，即超光滑无损伤表面抛光加工技术研究，对于开发大直径铌酸锂晶片，进一步提高硬脆材料精密与超精密加工水平，促进光电子产业的发展有着深远的意义。这其中关键是研发出高性能抛光液。
技术实现思路
-->本专利技术是为了解决铌酸锂晶体CMP(化学机械抛光)抛光液存在的问题，克服现有抛光工艺存在的表面划伤、平整度不高和清洗难的技术问题，而提供一种化学作用强，易于清洗，有效解决了划伤问题，抛光速率高，流动性好，无沉淀产生的用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光液。在CMP条件下，在高PH值条件下，将锂离子形成极稳定的络合物和形成易溶于水的铌酸盐是提高效率和表面质量的关键，本专利技术的抛光液使上述要求获得有效保证。本专利技术用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光液的成分和体积％比组成如下：硅溶胶 30～90； 有机胺碱 1～10；无机碱 1～5； 活性剂 0.5～5；螯合剂FA/O 0.5～5； 去离子水 余量。本专利技术所述抛光液的较佳配比的成分和体积％比组成如下：硅溶胶 50～80； 有机胺碱 1.5～7；无机碱 1.5～3； 活性剂 1.5～3.5；螯合剂FA/O 0.5～5； 去离子水 余量。本专利技术所述的硅溶胶为溶剂型二氧化硅磨料，浓度10％～50％，粒径范围15～80nm。本专利技术所述的有机胺碱是多羟基多胺类有机碱，如四羟乙基乙二胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化胺、四乙基氢氧化胺，无机碱为25％的KOH溶液。本专利技术所述的活性剂为非离子活性剂，如FA/OI型活性剂、聚氧乙烯仲烷基醇醚(JFC)、OII-7((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O)7-H)、OII-10((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O)10-H)、O-20(C12-18H25-37-C6H4-O-CH2CH2O)70-H)等。-->本专利技术所述的螯合剂FA/O，是具有十三个以上螯合环的无金属离子螯合剂。关于CMP(化学机械抛光)抛光液的性能，关键是能提供高的腐蚀速率，好的平整度，高的选择性，表面均一性，低的粗糙度和小的表面瑕疵，并且利于后续清洗过程，使得磨料粒子不能残留在晶片表面影响器件性能。本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：本专利技术通过有机碱与铌酸锂表面物质形成可溶性胺盐，易于脱离反应表面。从而避免增加磨料粒度和抛光液的黏度，有效地解决了划伤、平整性和吸附物去除问题。1.本专利技术采用高PH值(9～13.5)，强碱性保证了抛光高速率。2.本专利技术采用有机胺碱和无机碱组成的复合碱调节PH值，提高化学作用，使反应产物可溶，易于清洗。克服了一般加工时无法发生氧化还原反应，只能以强机械作用为主，速率慢，易划伤的缺点。3.本专利技术中加入FA/O表面活性剂加快表面质量传递，保证在凸起处与凹陷处抛光速率选择性好。保证了平整度，有效降低了表面粗糙度。4.本专利技术采用粒度15～80nm，浓度10～50wt％的SiO2水溶胶作为CMP磨料，硬度与铌酸锂相近，不易产生划伤，有效地解决了划伤问题。5.本专利技术中加入有十三个以上螯合环无钠离子FA/O水溶性螯合剂，对几十种金属离子具有更高的螯合作用。本专利技术中各组分的作用分别为：以纳米级二氧化硅为磨料，其硬度较小，分布均匀，可以有效减少划伤性问题；且流动性好、无沉淀、抛光后产物粘度小，后续清洗简单；且-->二氧化硅磨料无毒、无污染，是理想的磨料。另外化学反应会影响磨料表面、抛光布和表面膜的机械性质，所以它对机械作用亦产生很大的作用。有机胺碱pH值调节剂，能将pH值调到10～13.5，而且可以充当缓冲剂，当抛光液局部pH值发生变化时，可以迅速释放本身的羟基调整pH值，使抛光液保持稳定的pH值，从而使反应生成物表面处处去除速率均匀，能得到较好的平行度。另外多羟多胺为分子量很大的高分子有机物，只有在CMP的压力与高速旋转条件下才形成极易溶于水的稳定的胺盐铌酸胺，这种反应产物分子量很大，在压力作用和磨料及布的摩擦作用下很容易脱离氧化物表面，从而加速了CMP过程中的机械去除过程，提高了抛光速率。而在凹处由于压力小难以形成大分子产物，提高了凹凸速率差，有效保证平整化。无机碱KOH的作用也为调节pH值，而且KOH碱性较大，可以很容易调节pH值到一个较高值。本专利技术采用有机胺碱和无机碱混合配制的复合碱，克服KOH在调节硅溶胶到pH值13附近时容易产生溶胶的缺点，并且通过有机胺碱的缓冲作用，可以使抛光液的pH值保持稳定。活性剂可以加快表面质量传递，保证在凸起处与凹陷处抛光速率选择性好。保证了平整度，也有效降低了表面粗糙度显著降低表面张力，并且在表面形成易清洗的物理吸附膜，可以有效解决残余颗粒的清洗问题。选用河北工业大学研制、生产的有十三个以上螯合环无钠离子FA/O水溶性螯合剂，对几十种金属离子具有很高的螯合作用，可以有效带离锂离子脱离表面。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。本专利技术抛光液实施例1～实施例5的成分和其体积(L)组成如下：硅溶胶 有机胺碱 25％KOH溶液 活性剂 去离子 水螯合剂FA/O --> 1 浓度40％， 粒径15～ 20nm，2L 四羟乙基乙 二胺0.1L 0.015L FA/OI型 活性剂 0.02L 2L 0.02L 2 浓度30％， 粒径40～ 45nm，8L 四羟乙基乙 二胺0.25L 0.02L JFC 0.2L 1.5L 0.05L 3 浓度50％， 粒径55～ 60nm，3L 三乙醇胺 0.8L 0.01L JFC 0.2L 6.5L 0.04L 4 浓度10％， 粒径35～ 40nm，7L 三乙醇胺 0.6L 0.03L FA/OI型 活性剂 1.5L 3L 0.05L 5 浓度30％， 粒径75～ 80nm，6L 四甲基氢氧 化胺0.3L 0.18L FA/OI型 活性剂 0.8L 4L 0.7L 以实施例1来简述本专利技术的制备过程：取粒径15～20n本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光液，其特征是，所述抛光液的成分和体积％比组成如下：硅溶胶３０～９０；有机胺碱１～１０；无机碱１～５；活性剂０．５～５；鳌合剂ＦＡ／Ｏ０．５～５；去离 子水余量。
【技术特征摘要】
1.一种用于铌酸锂光学晶片研磨抛光的抛光液，其特征是，所述抛光液的成分和体积％比组成如下：硅溶胶30～90； 有机胺碱1～10；无机碱1～5； 活性剂0.5～5；鳌合剂FA/O 0.5～5； 去离子水余量。2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征是，所述抛光液的成分和体积％比组成如下：硅溶胶50～80； 有机胺碱1.5～7；无机碱1.5～3； 活性剂1.5～3.5；鳌合剂FA/O 0.5～5； 去离子水余量。3.根据权利要求1或2所述的抛光液，其特征是，所述硅溶胶为溶剂型二氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉岭，武晓玲，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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