本發(fā)明屬于鉭酸鋰晶片拋光，尤其涉及一種化學機械拋光液及其制備方法和應用。

背景技術：

1、鉭酸鋰晶體(litao3)是一種典型的多功能單晶材料，其具有機電耦合系數(shù)大、低損耗、高溫穩(wěn)定性和高頻性能好等優(yōu)異的壓電、電光和熱電性能。目前，鉭酸鋰晶片主要應用于衛(wèi)星接收、壓電傳感、航空航天、紅外制導、移動通訊和顯示等領域，其可以作為高頻、中頻帶寬，低插入損耗，高頻率穩(wěn)定和小型化聲表面波和體波器件，例如表面波濾波器、諧振器等。另外，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，鉭酸鋰晶體亦成為壓電、聲光、激光等器件中不可缺少的一種材料。

2、然而高性能的電子元件要求鉭酸鋰晶片的晶格完整，具有高平面度和無損傷的晶片表面。即使鉭酸鋰晶片的拋光表面存在微小缺陷，都會引起晶格結構的變化，影響元件的頻率精度、頻率穩(wěn)定性和損耗等。并且，由于鉭酸鋰晶體屬于典型的硬脆材料，具有解理性和各向異性等機械性能，采用傳統(tǒng)的研磨拋光加工難以獲得高平面度、無損傷的晶片表面?；瘜W機械拋光(chemical?mechanical?polish，cmp)作為一種可以實現(xiàn)全局平坦化的技術，被廣泛用于處理鉭酸鋰晶片。其中，拋光液作為cmp過程中的重要耗材，會直接影響到晶片的去除速率及表面質量，因此研究并改進鉭酸鋰拋光液，對于鉭酸鋰晶片的拋光具有重要的現(xiàn)實意義。

3、目前，由于鉭酸鋰晶片需求高平面度(表面粗糙度sa＜0.5nm)的限制，在精密拋光的過程中，去除速率(removal?rate)難以提高，使得拋光時間較長。專利cn117247737a提出了一種鉭酸鋰拋光液，通過在拋光液中加入非離子型表面活性劑及異丙醇，可以實現(xiàn)表面粗糙度＜0.3?nm的情況下，鉭酸鋰的去除速率達到2000??/min。專利cn114085616a提出一種鉭酸鋰拋光液，通過加入含一價陽離子的無機鹽或有機鹽，可以實現(xiàn)表面粗糙度＜0.6nm的情況下，鉭酸鋰的去除速率達到1500??/min。專利cn109988509b提出一種鉭酸鋰拋光液，通過加入氟化鉀和硫酸鈉作為親核試劑，同時加入氧化劑，最終可以實現(xiàn)鉭酸鋰的去除速率達到1500??/min。但上述的鉭酸鋰拋光液在保證晶片表面高平面度的同時，仍然存在去除速率不高的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種化學機械拋光液及其制備方法和應用。所述能夠化學機械拋光液在保證晶片表面高平面度的同時，可以進一步提高鉭酸鋰晶片的去除速率。

2、為達到此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種化學機械拋光液，包括：研磨顆粒、拋光促進劑、ph調節(jié)劑和水；

4、所述拋光促進劑為氟離子鹽，或為有機酸和氟離子鹽；

5、所述化學機械拋光液的ph為1~6。

6、優(yōu)選地，所述研磨顆粒為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦或氧化鐵中的一種或多種。

7、優(yōu)選地，所述研磨顆粒的粒徑大小為30-200?nm。

8、優(yōu)選地，所述有機酸選自有機羧酸、磺酸中的一種或兩種。

9、優(yōu)選地，所述氟離子鹽為mfn，其中，所述m為li+、na+、k+、ca2+、mg2+或nh4+中的任意一種，n為1或2。

10、優(yōu)選地，所述ph調節(jié)劑選自酸調節(jié)劑、堿調節(jié)劑中的一種或兩種。

11、優(yōu)選地，所述化學機械拋光液的ph為3~5。

12、優(yōu)選地，所述研磨顆粒為氣相二氧化硅、溶膠二氧化硅中的一種或兩種。

13、優(yōu)選地，所述研磨顆粒的粒徑大小為70~150?nm。

14、優(yōu)選地，所述有機酸選自飽和脂肪羧酸、芳香羧酸中的一種或兩種。

15、優(yōu)選地，所述氟離子鹽為氟化鈉、氟化鉀中的一種或兩種。

16、優(yōu)選地，所述ph調節(jié)劑為酸調節(jié)劑，所述酸調節(jié)劑選自無機酸，所述無機酸為硝酸、硫酸、鹽酸或磷酸中的一種或多種。

17、優(yōu)選地，所述ph調節(jié)劑為堿調節(jié)劑，所述堿調節(jié)劑選自無機堿或有機堿，所述無機堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉或氫氧化銨中的一種或多種，所述有機堿為乙醇胺、乙二胺和二乙胺中的一種或多種。

18、優(yōu)選地，所述有機酸選自酒石酸、檸檬酸、乙酸、草酸、乳酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、戊酸、戊二酸、l-蘋果酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸、甲基磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸中的一種或多種。

19、優(yōu)選地，所述研磨顆粒在化學機械拋光液中的質量百分含量為5~50?wt%。

20、優(yōu)選地，所述有機酸在化學機械拋光液中的質量百分含量為0.01~10?wt%。

21、優(yōu)選地，所述氟離子鹽在化學機械拋光液中的質量百分含量為0.01~10?wt%。

22、優(yōu)選地，以質量百分比計，所述研磨顆粒在化學機械拋光液中的質量百分含量為20~35?wt%。

23、優(yōu)選地，所述有機酸在化學機械拋光液中的質量百分含量為0.5~5?wt%。

24、優(yōu)選地，所述氟離子鹽在化學機械拋光液中的質量百分含量為0.1~3?wt%。

25、優(yōu)選地，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

26、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、氟化鈉、水和ph調節(jié)劑；

27、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、檸檬酸、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

28、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、檸檬酸、氟化鈉、水和ph調節(jié)劑；

29、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、酒石酸、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

30、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、酒石酸、氟化鈉、水和ph調節(jié)劑；

31、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、乙酸、氟化鈉、水和ph調節(jié)劑；

32、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、乙酸、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

33、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、丁二酸、氟化鈉、水和ph調節(jié)劑；

34、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、丁二酸、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

35、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、乳酸、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

36、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、草酸、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

37、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、甘氨酸、氟化鉀、水和ph調節(jié)劑；

38、或，所述化學機械拋光液包括二氧化硅研磨顆粒、甲基磺酸、氟化鈉、水和ph調節(jié)劑。

39、優(yōu)選地，所述拋光液還包括殺菌劑。

40、第二方面，本發(fā)明提供一種上述化學機械拋光液的制備方法，包括：

41、將二氧化硅與水混合，得到a劑；將拋光促進劑與水混合，得到b劑；

42、將a劑、b劑混合后調節(jié)ph，得到化學機械拋光液。

43、第三方面，本發(fā)明還提供一種上述化學機械拋光液在含鉭酸鋰或鈮酸鋰的晶片拋光中的應用。

44、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

45、本發(fā)明提供了一種化學機械拋光液，不同于常見的堿性鉭酸鋰拋光液，本發(fā)明提供的化學機械拋光液的ph為1~6，通過在酸性ph環(huán)境中添加單一的有機酸或氟離子鹽作為拋光促進劑，能夠顯著提升鉭酸鋰晶片的拋光速率（有機羧酸速率提升29.12%~82.99%，氟離子鹽速率提升50.05%~58.56%）；本發(fā)明進一步通過在拋光液中同時加入有機酸和氟離子鹽，二者在酸性環(huán)境中具有顯著的協(xié)同作用，能夠進一步提高鉭酸鋰晶片的去除速率（速率提升達到168.43%，鉭酸鋰去除速率高達4923??/min），去除速率的提高效果要明顯高于單獨添加有機酸或者氟離子鹽。

46、另外，本發(fā)明提供的化學機械拋光液可以通過調整其中的有機酸或氟離子鹽的含量來改變鉭酸鋰晶片的去除速率，實現(xiàn)鉭酸鋰晶片的去除速率可調，能夠更好地適配不同制程的工藝需求。