A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法
【专利摘要】本发明公开了A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，通过配置抛光液，抛光液配置完成后，需保持循环搅拌的状态，以使抛光液中的固体成分悬浮均匀；然后在铜抛光机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，最后在单面抛光机上进行精抛光，精抛光使用步抛光液，经本发明所述方法抛光后的A-面蓝宝石晶片的表面平坦度和TTV效果较好，可以将A-面蓝宝石晶片的表面抛光至镜面效果，达到目前行业标准要求，且整个加工过程中不会产生崩边等二次损伤，从而大大提高了量产过程中的良率。
【专利说明】A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，属于晶体加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]蓝宝石单晶，又称白宝石，分子式为Al2O3，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键形式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构。它常被应用的切面有A-面，C-面及R-面。由于蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性。因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045 0C )等特点，因此常被用来作为光电元件的材料。目如超闻売度白/监光LED的品质取决于氣化嫁嘉晶(GaN)的材料品质，而氣化嫁嘉晶的品质则与所使用的监宝石基板的表面加工品质息息相关。
[0003]正是由于蓝宝石具有很好的透光性，以及它耐高温、抗腐蚀和高硬度等优势，目前蓝宝石在窗口片上的应用越来越多。A-面蓝宝石(A-平面单晶蓝宝石)或者R-面蓝宝石(R-平面单晶蓝宝石)晶片的加工成为窗口片应用的关键技术，它的应用不仅避免了 C-面蓝宝石存在的晶片缺陷问题，而且提高了晶体的利用率，大大降低了工艺成本。但是目前行业中对于A-面蓝宝石的化学机械抛光(简称CMP)的加工技术还少有研究，整个行业仍较多专注于C-面蓝宝石衬底的加工研究，所以A-面蓝宝石窗口片一直成为行业内研究的新课题，因而需要对A-面蓝宝石的CMP加工技术进行进一步的探究，以满足近年来窗口片市场对A-面蓝宝石的应用需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，经本发明所述方法抛光后的A-面蓝宝石晶片的表面平坦度和TTV效果较好，且整个加工过程不会产生崩边等二次损伤，从而大大提高了量产过程中的良率。
[0005]本发明是通过以下技术方案予以实现的。
[0006]A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，所述方法步骤如下:
(1)首先配置抛光液，所述抛光液中硅溶胶和去离子水的质量比为1:1 一 1: 4，控制体系的PH值为9 一 12，抛光液配置完成后，需保持循环搅拌的状态，以使抛光液中的固体成分悬浮均匀；
(2)然后在铜抛光机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，粗抛光使用平均粒径为2.5 — 3.5um的钻石抛光液，控制压力为100 — 150g/cm2，转速为30 — 50RPM，流量为每5s喷5g，单面抛光20 - 30min ；
(3)最后在单面抛光机上进行精抛光，精抛光使用步骤(I)中配置的抛光液，控制压力为300 - 400g/cm2，转速控制为40 — 70RPM，流量控制为0.8 — 1.5L/min，单面抛光时间大于120min。作为本发明的进一步改进，在整个抛光过程中，为了使得晶片整体表面达到更好的均匀性和一致性，可采取首先对晶片的正面进行抛光，然后再将晶片翻面抛光晶片的背面，再将晶片旋转180度进行抛光，最后再将晶片翻面抛光晶片的正面，每种抛光方式的抛光时间大致相同。
[0007]上述的A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，其中，所述硅溶胶的固含量为30 — 40%，粒径为40 - 50nm。所述硅溶胶购买于河北宇昊纳米材料有限公司，产品型号为SY-1I。
[0008]上述的A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，其中，所述在铜抛机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，所贴晶片与陶瓷盘的圆心呈中心对称分布。
[0009]本发明A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，经本发明所述方法抛光后的A-面蓝宝石晶片的表面平坦度和TTV效果较好，可以将A-面蓝宝石晶片的表面抛光至镜面效果，达到目前行业标准要求，且整个加工过程中不会产生崩边等二次损伤，从而大大提高了量产过程中的良率。其次，本发明可以对不同形状的晶片产品进行加工。
【具体实施方式】
[0010]以下通过具体实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0011]实施例1
A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，所述方法步骤如下:(I)首先配置抛光液，所述抛光液中娃溶胶和去离子水的质量比为1: 1，体系的pH值为9-12,抛光液配置完成后，需保持循环搅拌的状态，以使抛光液中的固体成分悬浮均匀；(2)然后在铜抛光机(型号为SPEEDFAM 360SPAW)上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，所贴晶片与陶瓷盘的圆心呈中心对称分布，粗抛光使用平均粒径为2.5um的钻石抛光液，控制压力为lOOg/cm2，转速为30RPM，流量为每5s喷5g，单面抛光20min ;(3)最后在单面抛光机上进行精抛光，精抛光使用步骤(I)中配置的抛光液，控制压力为300g/cm2，转速控制为40RPM，流量控制为
0.8L/min,单面抛光时间大于120min。
[0012]实施例2
A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，所述方法步骤如下:(I)首先配置抛光液，所述抛光液中娃溶胶和去离子水的质量比为1: 2,体系的pH值为9-12,抛光液配置完成后,需保持循环搅拌的状态，以使抛光液中的固体成分悬浮均匀；(2)然后在铜抛光机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，所贴晶片与陶瓷盘的圆心呈中心对称分布，粗抛光使用平均粒径为3um的钻石抛光液，控制压力为120g/cm2，转速为40RPM，流量为每5s喷5g，单面抛光25min; (3)最后在单面抛光机上进行精抛光，精抛光使用步骤(I)中配置的抛光液，控制压力为350g/cm2，转速控制为60RPM，流量控制为1.2L/min，单面抛光时间大于120min。
[0013]实施例3
A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，所述方法步骤如下:(I)首先配置抛光液，所述抛光液中娃溶胶和去离子水的质量比为1: 4,体系的pH值为9-12,抛光液配置完成后,需保持循环搅拌的状态，以使抛光液中的固体成分悬浮均匀；(2)然后在铜抛光机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，所贴晶片与陶瓷盘的圆心呈中心对称分布，粗抛光使用平均粒径为3.5um的钻石抛光液，控制压力为150g/cm2，转速为50RPM，流量为每5s喷5g，单面抛光30min;(3)最后在单面抛光机上进行精抛光，精抛光使用步骤(I)中配置的抛光液，控制压力为400g/cm2，转速控制为70RPM，流量控制为1.5L/min，单面抛光时间大于120mino[0014]本发明所述方法可以将A-面蓝宝石晶片的表面抛光至镜面效果，其表面平坦度和TTV效果较好，TTV平均值为1.42um,远低于目前行业标准要求的5um ;表面平整度warp和bow的平均值分别为2.003um和0.131um,也远小于行业标准要求的IOum以内。
[0015]这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。
【权利要求】
1.A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，其特征在于，所述方法步骤如下: (A)首先配置抛光液，所述抛光液中硅溶胶和去离子水的质量比为1:1 一 1: 4，控制体系的PH值为9 一 12，抛光液配置完成后，需保持循环搅拌的状态，以使抛光液中的固体成分悬浮均匀； (B)然后在铜抛光机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，粗抛光使用平均粒径为2.5 — 3.5um的钻石抛光液，控制压力为100 — 150g/cm2，转速为30 — 50RPM，流量为每5s喷5g，单面抛光20 - 30min ； (C)最后在单面抛光机上进行精抛光，精抛光使用步骤(I)中配置的抛光液，控制压力为300 - 400g/cm2，转速控制为40 — 70RPM，流量控制为0.8 — 1.5L/min，单面抛光时间大于 120min。
2.如权利要求1所述的A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，其特征在于，所述硅溶胶的固含量为30 - 40%，粒径为40 - 50nm。
3.如权利要求1所述的A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，其特征在于，所述在铜抛机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，所贴晶片与陶瓷盘的圆心呈中心对称分布。
【文档编号】B24B37/10GK103753381SQ201310557319
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】杨华, 王禄堡 申请人:江苏吉星新材料有限公司