專利名稱：拋光藍(lán)寶石表面的組合物和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進的組合物和拋光藍(lán)寶石表面的方法。更具體地說，本發(fā) 明涉及通過將鹽化合物加入漿液中，以增強藍(lán)寶石拋光方法中研磨材料例如 膠體二氧化硅的藍(lán)寶石去除效率的方法。
背景技術(shù)：
二氧化硅研磨材料通常用于金屬、金屬氧化物、硅材料的化學(xué)機械拋光。 在這種應(yīng)用中，在液體介質(zhì)例如水中懸浮研磨劑二氧化硅顆粒，有時借助于 表面活性劑作為分散劑。Choi等人在Journal of the Electrochemical Society, 151(3) G185-G189(2004)已經(jīng)報道，向在堿性含水介質(zhì)中的二氧化硅懸浮液 加入氯化鈉、氯化鋰和氯化鉀，當(dāng)加入懸浮液的含量為約0.01至約0.1摩爾 時可以增強二氧化硅的除去速度。Choi等人還報道說，對于鈉鹽和鋰鹽，隨 著鹽濃度升高超過O.l摩爾至1摩爾，除去速度開始下降至控制水平，而且 隨著鹽濃度接近1摩爾，每種鹽的表面粗糙度增力o，表面破壞的深度也增加。
藍(lán)寶石是氧化鋁(八1203)單晶材料的通稱。藍(lán)寶石特別可用作紅外和;微波 系統(tǒng)窗口、紫外線至近紅外光用光透射窗口、發(fā)光二極管、紅寶石激光器、 激光二極管、用于微型電子集成電路應(yīng)用的支持材料以及超導(dǎo)化合物和氮化 鎵的生長等的材料。藍(lán)寶石具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、光學(xué)透明性和合乎需要 的機械性能，例如抗碎裂性(chipresistance)、耐久性、抗刮擦性、抗輻射性、 與砷化鎵熱膨脹系數(shù)良好的匹配和在高溫的撓曲強度。
通常沿著許多結(jié)晶軸切割藍(lán)寶石晶片，例如C面(OOOl方向，也稱為0 度平面或基面)、A面(ll-20方向，也稱為90度藍(lán)寶石)和R面(1-102方向， 與C面成57.6度)。R面藍(lán)寶石(特別優(yōu)選用于半導(dǎo)體、微波和壓力傳感器應(yīng)用中藍(lán)寶石硅材料)的耐拋光性比C面藍(lán)寶石高約4倍，其中C面藍(lán)寶 石通常用于光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測器以及用于發(fā)光二極管應(yīng)用的氮化鎵的生 長。
拋光和切割藍(lán)寶石晶片是非常緩慢和費力的過程。通常，必須使用侵蝕 性(aggressive)研磨劑例如金剛石，以獲得可接受的拋光速度。這種侵蝕性研 磨材料可以對晶片表面產(chǎn)生嚴(yán)重的表面破壞和污染。典型的藍(lán)寶石拋光包括 連續(xù)施加研磨劑漿液至要拋光的藍(lán)寶石晶片表面，同時用旋轉(zhuǎn)拋光墊拋光該 得到的研磨劑涂布表面，該墊橫跨晶片表面移動，并在通常為約5至20磅/ 平方英寸(psi)的恒定的向下的力下，保持該墊靠著晶片表面。因為金剛石研 磨劑的侵蝕性，并且用其它研磨材料通?？色@得緩慢的拋光速度， 一直需要 用常規(guī)的、侵蝕性較小的研磨劑例如膠體二氧化硅增強藍(lán)寶石拋光效率的方 法。本發(fā)明方法實現(xiàn)該需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種改進的組合物和拋光藍(lán)寶石表面的方法。該方法包括 用拋光漿液研磨藍(lán)寶石表面，例如藍(lán)寶石晶片的C面或R面表面，其中拋 光漿液包含懸浮在含水介質(zhì)中的研磨量的無機研磨材料例如膠體二氧化硅。 該含水介質(zhì)具有堿性pH,并包含足夠量的溶解的鹽化合物作為添加劑，以 使藍(lán)寶石除去速度高于在相同拋光條件下使用相同量的相同無機研磨材料 在沒有鹽化合物的情況下可獲得的速度。該鹽化合物優(yōu)選是無機酸、有機酸 或其組合的堿金屬鹽和/或堿土金屬鹽。
優(yōu)選的鹽化合物的非限定性實例包括酸例如無^L酸或有4幾酸的-威金屬 和堿土金屬鹽。氯化鈉是特別優(yōu)選的鹽化合物。
優(yōu)選的拋光藍(lán)寶石表面的方法包括將拋光漿液施加至固定在旋轉(zhuǎn)載體 上的藍(lán)寶石晶片表面上，并用旋轉(zhuǎn)拋光墊研磨藍(lán)寶石表面，同時在墊的拋光 表面和藍(lán)寶石晶片表面之間保持至少一部分拋光漿液。該拋光漿液包括懸浮 在pH優(yōu)選至少約9的含水介質(zhì)中的研磨量的無機研磨材料，并且包括溶解 在其中的藍(lán)寶石除去速度增強量的鹽化合物。拋光墊具有平面拋光表面，其 以選定的轉(zhuǎn)速圍繞垂直于藍(lán)寶石表面的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。以選定的垂直于藍(lán)寶石 表面的向下的力，將墊的旋轉(zhuǎn)拋光表面壓在藍(lán)寶石表面上。
與用相同的墊、以相同的轉(zhuǎn)速，在相同的向下的力、利用沒有鹽化合物且包含基本上相同量的相同無機研磨材料的拋光漿液對藍(lán)寶石表面進行研 磨可獲得的藍(lán)寶石除去速度相比，該旋轉(zhuǎn)拋光墊和拋光漿液的聯(lián)合作用以更 高的除去速度來除去來自藍(lán)寶石表面的藍(lán)寶石。優(yōu)選，通過連續(xù)提供漿液到 藍(lán)寶石表面上，同時將旋轉(zhuǎn)拋光墊壓在藍(lán)寶石表面上，將拋光漿液施加至藍(lán) 寶石表面。
具體實施例方式
拋光藍(lán)寶石表面的改進方法包括用包含懸浮在含水介質(zhì)中的研磨量的
無機研磨材料的拋光漿液研磨表面，其中含水介質(zhì)具有堿性pH,優(yōu)選pH至 少約9,更優(yōu)選約10至約11。含水介質(zhì)包括溶解的鹽化合物，其增強藍(lán)寶 石除去速度，相對于在基本上相同的拋光條件下評估時(例如基本上相同的 溫度、向下壓力、拋光墊、墊旋轉(zhuǎn)速度、載體旋轉(zhuǎn)速度和研磨劑濃度)、用 基本上包含相同濃度的相同研磨材料、但是沒有鹽化合物的漿液可獲得的除 去速度而言。存在足夠量的鹽化合物，以增強除去速度，優(yōu)選增強至少約 45%,相對于使用不包含鹽化合物的拋光漿液得到的速度。優(yōu)選，漿液中存 在的鹽化合物量為約0.1至約1.5重量％，更優(yōu)選約0.2至約1重量％,基于 漿液的重量。
用于本發(fā)明方法的合適的無機研磨材料的非限定性實例包括氧化鋁、膠 體二氧化硅和熱解二氧化硅研磨材料。優(yōu)選，無機研磨材料是二氧化硅材料， 更優(yōu)選膠體二氧化硅。研磨材料優(yōu)選具有約20至約200的平均粒徑，更優(yōu) 選50至約150。優(yōu)選，無機研磨材料以約1至約50重量％,更優(yōu)選約20至 約40重量％的濃度懸浮在含水介質(zhì)中?？梢允褂靡环N或多種表面活性劑， 例如陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、或非離子表面活性劑與陽離子 或陰離子表面活性劑的混合物，以使無機研磨材料保持在含水介質(zhì)中的懸浮 液內(nèi)。優(yōu)選，無機研磨材料的漿液基本上不含表面活性劑。
可用于本發(fā)明方法的合適的膠體二氧化硅材料的非限定性實例包括由 Akzo Nobel的EKA Chemicals部門銷售的BINDZIL⑧商標(biāo)膠體二氧化硅漿 液，例如BINDZIL CJ2-0(約40重量％的二氧化硅，約llOnm的平均粒徑)， 由Nalco Chemical Company銷售的膠體二氧化硅材料，例如TX11005(約30 重量％的二氧化硅，約50nm的平均粒徑)等。如有必要，可以通過用去離子 水稀釋來調(diào)節(jié)膠體二氧化硅的濃度至所需水平(例如約20至約40%固體)。優(yōu)選的鹽化合物包括酸例如無機酸或有機酸的i威金屬和》威土金屬鹽。優(yōu) 選的無機酸包括鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸和硝酸。優(yōu)選的有機酸包括抗 壞血酸、草酸和吡啶曱酸。優(yōu)選的堿金屬鹽包括鋰、鈉和鉀鹽，更優(yōu)選鈉和 鋰鹽。優(yōu)選的堿土金屬鹽包括4丐和鎂鹽，更優(yōu)選鉤鹽。其它優(yōu)選的鹽化合物 是鐵鹽和鋁鹽。優(yōu)選的鐵和鋁鹽包括卣化鐵(例如氯化鐵)和卣化鋁(例如氯化
鋁)，當(dāng)將其加到^4性含水介質(zhì)中時，分別產(chǎn)生鐵的氫氧化物(iron hydroxide)(例如氫氧化鐵(ferric hydroxide))和氫氧化鋁。優(yōu)選的鹽化合物的實 例包括但不限于氯化鋰、氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、硫酸鈉、氯化鈣、氯化 鐵和其混合物。氯化鈉是特別優(yōu)選的鹽化合物。
用于拋光藍(lán)寶石表面的本發(fā)明方法和提供的材料除去速度明顯高于在 沒有鹽化合物的情況下用常規(guī)研磨劑漿液可獲得的除去速度。
本發(fā)明方法特別可用于拋光或平面化藍(lán)寶石晶片的C面或R面表面， 并提供了明顯高于在沒有鹽化合物的情況下用常規(guī)的研磨劑漿液獲得的除 去速度的拋光藍(lán)寶石表面的材料除去速度。與通過沒有鹽化合物的基本上類 似的漿液可獲得的除去速度相比，在基本上相同的拋光條件下易于獲得至少 高約45%的除去速度，優(yōu)選至少高約60%,更優(yōu)選至少高約70%。
可以利用任何研磨拋光裝置進行本發(fā)明方法。優(yōu)選，用固定在旋轉(zhuǎn)載體 上的藍(lán)寶石晶片完成拋光，使用以選定的向下力施加至晶片表面的旋轉(zhuǎn)拋光 墊，優(yōu)選向下力為約2至約20psi,墊旋轉(zhuǎn)速度為約20至約150轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)， 固定在載體上的晶片以約20至約150rpm旋轉(zhuǎn)。合適的拋光裝置可從多種來 源商購，例如Logitech Ltd， Glasgow, Scotland, UK和SpeedFam-IPEC Corp., Chandler, AZ，這些在本領(lǐng)域中是^^知的。
提供下列非限定性實施例舉例說明本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方式。
實施例1
在Logitech CDP拋光器上拋光C面藍(lán)寶石晶片(約2英寸直徑)約10分 鐘。在載體上固定晶片，其以約65rpm的載體速度旋轉(zhuǎn)。以約11.5psi施加 向下的力，使用22.5英寸直徑的A100拋光墊，其以約69rpm的壓板速度旋 轉(zhuǎn)。用去離子水進行約150次清掃以調(diào)節(jié)該墊，每次拋光運行之間用去離子 水進行50次清掃。
以約160毫升每分鐘(毫升/分鐘)的漿液進料速度，將調(diào)節(jié)至約pH 10(即通過加入氬氧化鈉)的20重量。/。膠體二氧化硅漿液(BINDZIL⑧CJ2-0,平均 粒徑110納米)施加至晶片。將鹽化合物(氯化釣或氯化鈉)加到二氧化硅漿液 中作為除去速度提高添加劑。沒有添加劑，得到約250至約400埃每分鐘(埃 /分鐘)的藍(lán)寶石除去速度。與沒有加入鹽化合物的對照物的250埃/分鐘除去 速度相比，加入O.l重量％氯化鈣(基于漿液重量，在水相中約0.11摩爾濃度 的CaCb)提高除去速度至約530埃/分鐘。
與沒有鹽的對照物的約390埃/分鐘除去速度相比，將約0.1重量％氯化 鈉加入漿液(基于漿液重量；在水相中約0.22摩爾的NaCl濃度)提供約580 埃/分鐘的藍(lán)寶石除去速度。增加氯化鈉含量至約0.2重量％(約0.44摩爾)提 供690埃/分鐘的除去速度。進一步增加氯化鈉水平至約0.5重量％和0.7重 量％沒有更進一步增加除去速度。加入約1重量％(基于漿液重量)氯化鈉以 提供進一步增加除去速度至約740埃/分鐘。結(jié)果表明，將氯化鈉以約0.2重 量％至約1重量％(基于漿液重量)加到膠體二氧化硅漿液中，令人驚訝地提 供藍(lán)寶石除去速度約75%的總體增加，與在相同拋光條件下沒有添加劑的對 照物相比。類似地，將0.1重量％氯化釣加到漿液中，令人驚訝地增加除去 速度約100%。由于拋光之前晶片表面質(zhì)量的變化，有可能觀察到對照物除 去速度改變。
以約3和約7 pH值的漿液，使用相同的膠體二氧化硅研磨劑漿液，在 有和沒有加入1重量％氯化鈉的情況下，進行C面拋光的類似評估。在這些 pH值下，加入NaCl后，觀察除去速度的降低直到約200埃/分鐘，與沒有 添加劑的約300埃/分鐘相比。這些結(jié)果說明，當(dāng)鹽化合物添加劑與膠體二氧 化硅研磨劑結(jié)合使用時，堿性pH對于鹽化合物添加劑的提高藍(lán)寶石除去速 度的效果是重要的。
實施例2
在IPEC 472拋光器上拋光R面藍(lán)寶石晶片(約4英寸直徑)約10分鐘。 將晶片固定在載體上，其以約57rpm的載體速度旋轉(zhuǎn)。利用約16psi的向下 力，以約63rpm的壓盤速度旋轉(zhuǎn)22.5英寸直徑的A100拋光墊。以約200毫 升每分鐘(毫升/分鐘)的漿液進料速度，將用氫氧化鈉調(diào)節(jié)至約pH 10的20 重量。/。膠體二氧化硅漿液(BINDZIL⑧CJ2-0，平均粒徑110納米)施加至晶片。 用去離子水進行約150次清掃以調(diào)節(jié)該墊，每次拋光運行之間用去離子水進行50次清掃。
將約1%鹽化合物(氯化鈉)力口到二氧化硅漿液中；使用約0.5重量％的 DEQUEST 2010(水中約60重量％的1-羥基亞乙基-l,l-二磷酸，可以從 Solutia Inc.獲得)作為比較對照物代替氯化鈉。該對照除去速度為約160埃/ 分鐘，然而在鹽化合物的存在下的除去速度是約608埃/分鐘。
另 一個運轉(zhuǎn)利用包含約0.5重量。/。DEQUEST⑧2010和約2%過氧化氫的 對照漿液，與包含約1重量％氯化鈉和2重量％過氧化氬的漿液相比。對照 物提供約170埃/分鐘的除去速度，然而加入鹽化合物提供約304埃/分鐘的 除去速度。
在相同拋光條件下(即，A100墊、壓盤速度約63rpm,載體速度約57rpm， 向下力約16psi，漿液進料約200毫升/分鐘)，在四個重復(fù)運轉(zhuǎn)中進行另一個 評估。對照漿液(BINDZIL⑧CJ2-0)在四個重復(fù)運轉(zhuǎn)中提供約310至約340埃 /分鐘的藍(lán)寶石除去速度。在四個重復(fù)運轉(zhuǎn)中，加入1重量％氯化鈉(基于漿 液重量)后，提供約450至約630埃/分鐘的除去速度。再次，與單獨的常規(guī) 二氧化硅漿液相比，利用本發(fā)明方法令人驚訝地觀察到藍(lán)寶石除去速度提高 約45至約85%。
實施例3
在Logitech CDP拋光器上拋光C面藍(lán)寶石晶片(約2英寸直徑)約10分 鐘。將晶片固定在載體上，其以約65rpm的載體速度旋轉(zhuǎn)。利用約11.5psi 的向下力，以約69rpm的壓盤速度旋轉(zhuǎn)22.5英寸直徑的A100拋光墊。以約 200毫升每分鐘(毫升/分鐘)的漿液進料速度，將調(diào)節(jié)至約pH IO(使用氫氧化 鈉，除了使用氯化鉀作為添加劑的運轉(zhuǎn)，在這種情況下使用氫氧化鉀以外) 的20重量。/。膠體二氧化硅漿液(BINDZIL⑧CJ2-0,平均粒徑110nm)施加至 晶片。用去離子水進行約150次清掃以調(diào)節(jié)該墊，每次拋光運行之間用去離 子水進行50次清掃。
將鹽化合物(氯化鈉、氯化鉀、溴化鈉、碘化鈉、抗壞血酸鈉或硫酸鈉) 加到二氧化硅漿液中，作為除去速度提高添加劑。沒有鹽化合物添加劑，得 到約450至約590埃/分鐘的藍(lán)寶石除去速度。加入1重量％氯化鈉(基于漿 液重量)，使除去速度增加至約880埃/分鐘；加入1重量％氯化鉀(基于漿液 重量)，使除去速度增加至約740埃/分鐘；加入1重量％溴化鈉(基于漿液重量)，使除去速度增加至約870埃/分鐘；加入1重量％碘化鈉(基于漿液重量)， 使除去速度增加至約790埃/分鐘；加入1重量％抗壞血酸鈉(基于漿液重量)， 使除去速度增加至約720埃/分鐘；加入1重量％氯化鉀(基于漿液重量)，使 除去速度增加至約920埃/分鐘。
用草酸鈉(約1重量％)、氯化鐵(約0.1重量％,加到堿性漿液中以形成 氫氧化鐵)、氯化鋁(約0.1重量％，加到堿性漿液中以形成氫氧化鋁)、曱基 吡啶鈉(sodium picolinate)(約0.1重量％)和氯化鋰(約1重量％)得到類似結(jié)果。 實施例數(shù)據(jù)說明，本發(fā)明方法提供了出人意料的改善的除去速度，與用 相同研磨劑漿液組合物但是沒有鹽化合物情況下得到的藍(lán)寶石除去速度相 比。用平均粒徑約50nm的膠體二氧化硅(Nalco TX11005)和膠體二氧化硅濃 度約5至約40重量％的漿液獲得類似提高。此外，使用調(diào)節(jié)至pH約10的 40重量％的懸浮在去離子水中的平均粒徑約110nm的膠體二氧化硅研磨劑， 并且其包括溶解在去離子水中的約1重量％氯化鈉，用本發(fā)明方法拋光的藍(lán) 寶石晶片的原子力顯微法表現(xiàn)出低表面粗糙度(即，粗糙度數(shù)值為約0.2至約 0.4nm，其剛好高于測量的噪聲水平)。由于離子強度效應(yīng)，觀察到本發(fā)明方 法明顯并且令人驚訝地使除去速度提高至少約45%，通常大于70%,高于期 待值，例如Choi等人用研磨劑二氧化硅漿液拋光二氧化硅表面的報導(dǎo)?？?慮到藍(lán)寶石表面相對于二氧化硅表面明顯更硬的性質(zhì)，這些結(jié)果是特別料想 不到的，且拋光晶片觀察到低表面粗糙度。本發(fā)明方法提供拋光藍(lán)寶石表面 (例如藍(lán)寶石C面和R面表面)所需的過長拋光時間的良好的解決方案 (elegant solution)。
此處提到的全部參考文獻，包括出版物、專利和專利申請在此引入作為 內(nèi)容一樣。
以及類似指示視為包括單數(shù)和多數(shù)，除非此處另有陳述或同上下文明顯矛 盾。術(shù)語"包含"、"具有"、"包括"和"含有"被認(rèn)為是開放式的術(shù)語(即意味著" 包括但不限于")，除非另有說明。此處所述的數(shù)值范圍僅是用作逐一涉及范 圍內(nèi)每個單獨數(shù)值的簡寫形式，除非此處另有說明，并且將每個單獨數(shù)值結(jié) 合進本說明書，就好像它逐一公開于此處?？梢匀魏魏线m的順序進行此處描 述的各種方法，除非此處另有說明或明顯與上下文矛盾。此處所提供使用的任何和全部實例，或示范性語言(例如，"比如"或"例如")僅用于較好地說明本 發(fā)明，且沒有對本發(fā)明范圍形成限定，除非另有說明。說明書中的語言不應(yīng) 該認(rèn)為是放棄對本發(fā)明實踐必需的任何要素的保護。
此處描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，包括本發(fā)明人已知實施本發(fā)明的最 佳方式。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀上述說明書，優(yōu)選實施方式的變化將 變得顯而易見。本發(fā)明人期望本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要采用各種變化，本發(fā) 明人指出本發(fā)明能夠以與此處具體的描述不同的方式進行實踐。因此，本發(fā) 明包括適用法律許可的權(quán)利要求書中敘述的全部主題改進和等價物。此外， 本發(fā)明包括上述要素在各種可能變化中的任何組合，除非此處另有說明或上 下文明顯矛盾。
權(quán)利要求
1. 一種拋光藍(lán)寶石表面的方法，包括用拋光漿液研磨藍(lán)寶石表面，其中該拋光漿液包含懸浮在具有堿性pH的含水介質(zhì)中的研磨量的無機研磨材料，并包括溶解在該含水介質(zhì)中的藍(lán)寶石除去速度提高量的鹽化合物。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中該無機研磨材料包含約1至約50重量％的 該拋光漿液。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中該無機研磨材料具有約20至約200nm的平均粒徑。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中該無機研磨材料具有約50至約150nm的平均粒徑。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中該無機研磨材料是膠體二氧化硅。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中該含水介質(zhì)具有至少約9的pH值。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中該含水介質(zhì)具有約10至約11的pH值。
8. 權(quán)利要求1的方法，其中該鹽化合物是酸的堿金屬或堿土金屬鹽。
9. 權(quán)利要求8的方法，其中該堿金屬鹽是鈉鹽或鋰鹽。
10. 權(quán)利要求8的方法，其中該堿土金屬鹽是鈣鹽。
11. 權(quán)利要求8的方法，其中該酸是無機酸。
12. 權(quán)利要求ll的方法，其中該無機酸選自鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硫 酸和硝'酸。
13. 權(quán)利要求8的方法，其中該酸是有機酸。
14. 權(quán)利要求13的方法，其中該有機酸是抗壞血酸、草酸、吡啶曱酸或 其混合物。
15. 權(quán)利要求1的方法，其中該鹽化合物是鐵鹽。
16. 權(quán)利要求l的方法，其中該鹽化合物是鋁鹽。
17. 權(quán)利要求l的方法，其中該鹽化合物選自氯化鋰、氯化鈉、溴化鈉、 碘化鈉、硫酸鈉、氯化鉤、氫氧化鐵和其混合物。
18. 權(quán)利要求1的方法，其中該鹽化合物的藍(lán)寶石除去速度提高量是足 夠提高藍(lán)寶石除去速度至少約45%的量，相對于利用包含相同濃度的相同研 磨材料但沒有該鹽化合物的拋光漿液、在相同拋光條件下得到的藍(lán)寶石除去 速度。
19. 權(quán)利要求1的方法，其中基于該漿液總重量，該鹽化合物的除去速 度提高量是約0.1至約1.5重量％。
20. 權(quán)利要求1的方法，其中該藍(lán)寶石表面是藍(lán)寶石C面表面。
21. 權(quán)利要求1的方法，其中該藍(lán)寶石表面是藍(lán)寶石R面表面。
22. —種拋光藍(lán)寶石表面的方法，包括用旋轉(zhuǎn)拋光墊和拋光漿液研磨固 定在旋轉(zhuǎn)載體上的藍(lán)寶石晶片表面，該拋光漿液包括懸浮在pH至少約9的 含水介質(zhì)中的研磨量的二氧化硅材料，并包括溶解在其中的藍(lán)寶石除去速度 提高量的鹽化合物，以選定的向下的力將該墊的拋光表面壓在該藍(lán)寶石晶片 表面上，在該墊的拋光表面和藍(lán)寶石晶片表面之間具有至少一部分該拋光漿 液。
23. 權(quán)利要求22的方法，其中該鹽化合物是無機酸的堿金屬或堿土金屬貝。
24. 權(quán)利要求22的方法，其中該鹽化合物是有機酸的堿金屬或堿土金屬補JUL 。
25. 權(quán)利要求22的方法，其中該二氧化硅材料是膠體二氧化硅。
26. 權(quán)利要求22的方法，其中該二氧化硅材料具有約20至約200nm的 平均粒徑。
27. 權(quán)利要求22的方法，其中該鹽化合物是酸的堿金屬或堿土金屬鹽。
28. 權(quán)利要求22的方法，其中該漿液基本上不含表面活性劑。
29. 權(quán)利要求22的方法，其中基于該漿液的總重量，該鹽化合物的除去 速度提高量是約0.1至約1.5重量％。
30. —種拋光藍(lán)寶石表面的方法，包括(a) 將拋光漿液施加至固定在旋轉(zhuǎn)載體上的藍(lán)寶石晶片表面上，該拋光漿 液包含懸浮在pH約10至約11的含水介質(zhì)中的約1至約50重量％的研磨劑 膠體二氧化硅，并包括溶解在其中的藍(lán)寶石除去速度提高量的無機酸的堿金 屬或;威土金屬鹽；并且(b) 以選定的旋轉(zhuǎn)速度、用具有圍繞垂直于該晶片表面的軸旋轉(zhuǎn)的平面拋 光表面的拋光墊研磨該晶片表面，用選定量的垂直于該晶片表面的向下的力 將該墊的拋光表面壓在該晶片表面上，在該墊的拋光表面和藍(lán)寶石晶片表面 之間具有至少一部分該拋光漿液，與用相同的墊、以相同的墊旋轉(zhuǎn)速度、相 同的載體旋轉(zhuǎn)速度和相同的垂直向下力，利用包含相同量的相同膠體二氧化硅但沒有酸的堿金屬或堿土金屬鹽的拋光漿液研磨該藍(lán)寶石表面可獲得的藍(lán)寶石除去速度相比，該旋轉(zhuǎn)墊以高出至少約45%的除去速度從該晶片表面除去藍(lán)寶石。
31. 權(quán)利要求30的方法，其中該漿液中存在的膠體二氧化硅濃度為約 20至約40重量％。
32. 權(quán)利要求30的方法，其中該鹽化合物是酸的堿金屬或堿土金屬鹽， 其中該酸選自有機酸、無機酸及其組合。
33. —種藍(lán)寶石拋光漿液，包含懸浮在含水載體中的研磨量的膠體二氧 化硅和溶解在其中的藍(lán)寶石除去速度提高量的鹽化合物。
34. 權(quán)利要求33的拋光漿液，其中該鹽化合物是堿金屬鹽。
35. 權(quán)利要求33的拋光漿液，其中該堿金屬鹽是氯化鈉。
36. 權(quán)利要求33的拋光漿液，其中該漿液中存在的膠體二氧化硅的濃度 為約20至約40重量％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進的組合物和拋光藍(lán)寶石表面的方法。該方法包括用拋光漿液研磨藍(lán)寶石表面，例如藍(lán)寶石晶片的C面或R面表面，其中拋光漿液包含懸浮在含水介質(zhì)中的研磨量的無機研磨材料例如膠體二氧化硅，其中該含水介質(zhì)中溶解有鹽化合物。該含水介質(zhì)具有堿性pH，并包含足夠量的該鹽化合物，以便使藍(lán)寶石除去速度高于在相同拋光條件下使用相同無機研磨劑在沒有該鹽化合物的情況下可獲得的速度。
文檔編號B24B37/04GK101511532SQ200680007081
公開日2009年8月19日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者凱文·莫根博格, 穆凱什·德塞, 艾薩克·謝里安 申請人:卡伯特微電子公司