CN103753381B - A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法 - Google Patents

A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103753381B
CN103753381B CN201310557319.XA CN201310557319A CN103753381B CN 103753381 B CN103753381 B CN 103753381B CN 201310557319 A CN201310557319 A CN 201310557319A CN 103753381 B CN103753381 B CN 103753381B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
wafer
polishing fluid
sapphire wafer
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310557319.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103753381A (zh
Inventor
杨华
王禄堡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tunghsu Group Co Ltd
Original Assignee
JIANGSU JIXING NEW MATERIALS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU JIXING NEW MATERIALS CO Ltd filed Critical JIANGSU JIXING NEW MATERIALS CO Ltd
Priority to CN201310557319.XA priority Critical patent/CN103753381B/zh
Publication of CN103753381A publication Critical patent/CN103753381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103753381B publication Critical patent/CN103753381B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices

Abstract

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，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。

Description

A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法
技术领域
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
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℃）等特点，因此常被用来作为光电元件的材料。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶的品质则与所使用的蓝宝石基板的表面加工品质息息相关。
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
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。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
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︰1－1︰4，控制体系的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，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（1）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。
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-Ⅱ。
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。
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
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。
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：（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，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SPEEDFAM360SPAW）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100g/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（1）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。
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：（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︰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（1）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。
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：（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︰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（1）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120min。
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10um以内。
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。

Claims (3)

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：
(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︰1－1︰4，控制体系的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，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(1)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。
CN201310557319.XA 2013-11-12 2013-11-12 A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法 Active CN103753381B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310557319.XA CN103753381B (zh) 2013-11-12 2013-11-12 A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310557319.XA CN103753381B (zh) 2013-11-12 2013-11-12 A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103753381A CN103753381A (zh) 2014-04-30
CN103753381B true CN103753381B (zh) 2016-06-22

Family

ID=50520782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310557319.XA Active CN103753381B (zh) 2013-11-12 2013-11-12 A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103753381B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104084878A (zh) * 2014-06-20 2014-10-08 常州市好利莱光电科技有限公司 一种蓝宝石手机面板a向抛光液制备方法
CN104088017A (zh) * 2014-06-20 2014-10-08 常州市好利莱光电科技有限公司 一种蓝宝石材料手机面板加工方法
CN104907895B (zh) * 2015-06-16 2017-09-29 哈尔滨秋冠光电科技有限公司 蓝宝石双抛片的快速加工方法
CN106392854B (zh) * 2015-07-29 2018-09-18 蓝思科技（长沙）有限公司 用于蓝宝石产品外形抛光的装置、系统及抛光方法
CN105382678A (zh) * 2015-10-29 2016-03-09 江苏吉星新材料有限公司 一种蓝宝石晶片的抛光装置及其抛光方法
CN110682165B (zh) * 2019-11-06 2020-10-23 成都精密光学工程研究中心 一种平面光学元件及其加工方法
CN114695204A (zh) * 2022-03-16 2022-07-01 华侨大学 一种蓝宝石衬底铜抛-cmp抛光的自动化产线及生产方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6265089B1 (en) * 1999-07-15 2001-07-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electronic devices grown on off-axis sapphire substrate
CN1569396A (zh) * 2003-07-16 2005-01-26 上海新华霞实业有限公司 光学蓝宝石晶体基片的研磨工艺
CN1857864A (zh) * 2006-05-31 2006-11-08 天津晶岭微电子材料有限公司 蓝宝石衬底材料高去除速率的控制方法
CN1857865A (zh) * 2006-05-31 2006-11-08 天津晶岭微电子材料有限公司 蓝宝石衬底材料表面粗糙度的控制方法
CN101230239A (zh) * 2008-02-26 2008-07-30 孙韬 高效高精度蓝宝石抛光液及其制备方法
CN101511532A (zh) * 2005-03-04 2009-08-19 卡伯特微电子公司 抛光蓝宝石表面的组合物和方法
CN101821353A (zh) * 2007-10-05 2010-09-01 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 用复合浆料抛光蓝宝石

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005205542A (ja) * 2004-01-22 2005-08-04 Noritake Co Ltd サファイア研磨用砥石およびサファイア研磨方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6265089B1 (en) * 1999-07-15 2001-07-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electronic devices grown on off-axis sapphire substrate
CN1569396A (zh) * 2003-07-16 2005-01-26 上海新华霞实业有限公司 光学蓝宝石晶体基片的研磨工艺
CN101511532A (zh) * 2005-03-04 2009-08-19 卡伯特微电子公司 抛光蓝宝石表面的组合物和方法
CN1857864A (zh) * 2006-05-31 2006-11-08 天津晶岭微电子材料有限公司 蓝宝石衬底材料高去除速率的控制方法
CN1857865A (zh) * 2006-05-31 2006-11-08 天津晶岭微电子材料有限公司 蓝宝石衬底材料表面粗糙度的控制方法
CN101821353A (zh) * 2007-10-05 2010-09-01 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 用复合浆料抛光蓝宝石
CN101230239A (zh) * 2008-02-26 2008-07-30 孙韬 高效高精度蓝宝石抛光液及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
r面蓝宝石衬底上采用两步AlN缓冲层法外延生长a面GaN薄膜及应力研究;颜建锋等;《半导体学报》;20071015(第10期);全文 *
纳米SiO2抛光液的制备及在蓝宝石抛光中的应用;张泽芳等;《润滑与密封》;20130715;第38卷(第7期);第1节，第3节 *
蓝宝石抛光技术的研究进展;郭晓艳等;《机电工程技术》;20060928(第09期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103753381A (zh) 2014-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103753381B (zh) A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法
SG10201808500PA (en) Composite particles, method of refining and use thereof
CN104907895B (zh) 蓝宝石双抛片的快速加工方法
CN103506928B (zh) 超硬半导体材料抛光方法
CN101673668B (zh) 一种氮化镓晶体抛光的方法
CN103909465B (zh) 一种大尺寸蓝宝石衬底片研磨抛光的方法
MY170361A (en) Sapphire polishing slurry and sapphire polishing method
CN104999365A (zh) 蓝宝石晶片研磨抛光方法
JP2017526537A (ja) 超微細研磨材生体高分子柔軟研磨膜及びその製造方法
CN104403574A (zh) 蓝宝石衬底材料的复合磨料抛光液及其循环使用方法
MY181618A (en) Colloidal silica polishing composition and method for manufacturing synthetic quartz glass substrates using the same
CN105602454B (zh) 一种沥青抛光盘及其制备方法
CN105598700A (zh) 移动终端及其金属中框、移动终端金属中框的加工方法
CN104108062A (zh) 一种新型超薄晶片纳米级抛光方法
CN103880296B (zh) 一种软材质光学玻璃锆基抛光液的制备方法
CN106736881A (zh) 晶片表面加工处理方法
CN112519279A (zh) 一种自动清洗的防眩光镜片生产工艺
CN106147614A (zh) 硬质陶瓷抛光液及其制备方法
CN106736875A (zh) 一种蓝宝石整流罩的加工方法
CN105563354A (zh) 不饱和树脂氧化铈抛光盘及其生产工艺
CN104493685A (zh) 一种蓝宝石晶片加工方法
CN102172878A (zh) 一种硅片的抛光方法
CN110653681A (zh) 一种液晶屏生产用玻璃抛光工艺
CN206066126U (zh) 一种首饰打磨装置
CN108581857A (zh) 一种砷化镓晶片抛光用超细抛光砂轮及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20140430

Assignee: Zhejiang Zhaojing New Material Technology Co.,Ltd.

Assignor: JIANGSU JESHINE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

Contract record no.: X2022980008188

Denomination of invention: Surface polishing method of a-plane sapphire wafer

Granted publication date: 20160622

License type: Common License

Record date: 20220627

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230103

Address after: 100102 20628, Floor 2, Building A1, No. 1, Huangchang West Road, Dougezhuang, Chaoyang District, Beijing

Patentee after: Youran Walker (Beijing) Technology Co.,Ltd.

Address before: 212216 Youfang New Material Industrial Park, Yangzhong City, Zhenjiang City, Jiangsu Province

Patentee before: JIANGSU JESHINE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230615

Address after: 050035 No. 369, Zhujiang Avenue, high tech Zone, Shijiazhuang, Hebei

Patentee after: TUNGHSU GROUP Co.,Ltd.

Address before: 100102 20628, Floor 2, Building A1, No. 1, Huangchang West Road, Dougezhuang, Chaoyang District, Beijing

Patentee before: Youran Walker (Beijing) Technology Co.,Ltd.