论文部分内容阅读
光电产业的迅速发展推动着信息社会从微电子时代逐渐进入光电子时代和光子时代,光电材料是整个光电产业的基础和先导。随着发光二极管(LED)的迅速发展和光存储密度的提高,作为其衬底的蓝宝石和其母盘的玻璃的平坦精度要求越来越高,而化学机械抛光(CMP)技术几乎是迄今唯一可以提供全局平坦化的表面精加工技术。抛光液是CMP中关键的要素,其性能直接影响抛光后的平坦精度。本文针对LED蓝宝石衬底和数字光盘玻璃母盘CMP的抛光液,做了以下一系列研究:
1.采用亲水性硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷对纳米氧化铈表面改性,改善了其分散稳定性。随后,研究了改性氧化铈在玻璃基片表面的抛光性能,结果发现改性后的氧化铈抛光速率有所降低,但抛光后玻璃基片的表面质量却有所提高。
2.制备了以球形胶体纳米氧化硅为核,纳米氧化铈为壳的复合磨料,并且首次引入高分子化合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为助剂,在氧化硅表面包覆了一层均匀致密的纳米氧化铈层。随后,研究了此复合磨料在玻璃基片表面的抛光性能,结果表明复合磨料可以大幅提高抛光速率,为纯氧化硅抛光速率的2倍多,且表面质量和氧化硅磨料抛后的表面质量相当。
3.以胶体纳米氧化硅为磨料,研究了磨料浓度、磨料粒径、表面活性剂、螯合剂等对玻璃CMP的影响,开发出了一种氧化硅基玻璃抛光液,可使得抛光后玻璃表面粗糙度达到亚纳米级。
4.以金刚石为磨料,研究了分散剂、碱等对蓝宝石研磨性能的影响,开发出了一种可用于蓝宝石的水基金刚石研磨液,速率可达1.2μm/min以上。
5.以胶体氧化硅为磨料,研究了工艺参数、磨料浓度、磨料粒径、pH值、螯合剂、速率促进剂、表面活性剂等对蓝宝石软抛的影响,开发出了一种抛光速率和国际同类产品相当的蓝宝石抛光液,在36机台上抛光速率可达5μm/h左右。
6.首次提出氧化铝基抛光液和氧化硅基抛光液相结合的两步抛光。粗抛采用较大、较硬的氧化铝磨料、较硬的抛光垫、较长的抛光时间,精抛采用较小、较软的氧化硅磨料、较软的抛光垫、较短的抛光时间,最终实现了LED蓝宝石衬底的全局平坦化。