CN104289981A - 逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，采用逐步加压法，首先通过在轻压下、慢速抛光一段时间以降低试片之间厚度差，之后逐步增加抛光盘上盘压力、提高抛光盘转速以提高抛光速度。能防止了因厚度偏差引起的崩边和破碎，加工效率高、成品率高。

Description

逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法

技术领域

本发明涉及一种抛光石英玻璃技术，尤其涉及一种逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法。

背景技术

石英玻璃是光学、光电子、半导体、光纤和光伏等高新技术领域以及国家重大工程必不可少的关键材料，是现代科技发展的重要基础材料。石英玻璃广泛应用于紫外、可见光区域的光学元件(透镜、棱镜、反射镜及光学平板)；半导体(集成电路基板、光掩模基板)；激光(分束器、医学、紫外激光)等诸多高新技术领域。随着上述行业的飞速发展，石英玻璃的需求量逐年增加，提高石英玻璃精密加工的生产效率和成品率的需求越来越迫切。

石英玻璃属于典型的脆硬材料，光学冷加工难度大，加工效率低，现有技术中的双面抛光方法分为两种：第一，采取减压方式抛光，提高成品率；第二，采取加压的方式抛光，提高抛光效率。

上述现有技术至少存在以下缺点：

采用减压方式抛光，由于压力较小，抛光速度慢，加工效率低；采用加压的方式抛光，由于不同石英片之间存在厚度偏差，抛光过程中很容易造成石英片的崩边、破碎。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工效率高、成品率高的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，包括步骤：

采用逐步加压法，首先通过在轻压下、慢速抛光一段时间以降低试片之间厚度差，之后逐步增加抛光盘上盘压力、提高抛光盘转速以提高抛光速度。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，由于首先采用减压、慢速抛光使石英片之间的厚度偏差减小，防止了因厚度偏差引起的崩边和破碎，随着石英片之间厚度偏差减少，逐步增加压力，提高转速，使抛光速度加快，提高了加工效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的状态示意图；

图2为本发明实施例中PLC控制面板的布置示意图。

图中：

1、抛光盘上盘，2、抛光盘下盘，3、石英玻璃晶圆，4、游星轮，5、加压压力表，6、加压调节旋钮，7、减压压力表，8、减压调节旋钮，9、可编程逻辑控制器(PLC)，10、抛光盘下盘速度表，11、抛光盘上盘速度表，12、速度调节旋钮。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

采用逐步加压法，首先通过在轻压下、慢速抛光一段时间以降低试片之间厚度差，之后逐步增加抛光盘上盘压力、提高抛光盘转速以提高抛光速度。

包括步骤：

首先，测量待抛光石英片厚度h，挑选出厚度差△h小于0.10mm石英片，将石英片在抛光盘上盘减压下，抛光盘转速1-20rpm抛光，时间为1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.03mm；

然后，采用抛光盘上盘自重方式，抛光盘转速提高10-25rpm，抛光时间1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.01mm；

最后，采用抛光盘上盘加压的方式，抛光盘转速提高至15-35rpm，抛光至合适尺寸。抛光速度为0.01-0.10mm/h。

所述抛光盘上盘压力自0bar至3bar逐步加压。

本发明的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，结合产品规格尺寸、压力、转速和抛光时间形成了一套加工效率高，成品率高的抛光工艺。

具体实施例：

如图1、图2所示，在符合安全抛光条件的基础上采用逐步加压法通过在轻压下、慢速抛光一段时间以降低试片之间厚度差，之后逐步增加上盘压力、提高抛光盘转速以提高抛光速度。

计算安全抛光条件，影响抛光成品率的因素包括：石英片尺寸和形状，总面积S、石英片厚度h、厚度差△h。

利用计算得到的安全抛光条件，设置抛光参数，采用相应的抛光流程。

首先，测量待抛光石英片厚度h，挑选出厚度差△h小于0.10mm石英片，将石英片在减压(0-3bar)下，抛光盘转速1-20rpm抛光，时间为1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.03mm；然后采用自重方式，抛光盘转速提高10-25rpm，抛光时间1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.01mm；最后采用加压(0-3bar)的方式，抛光盘转速提高至15-35rpm，抛光至合适尺寸。抛光速度为0.01-0.10mm/h。

本技术的优点：

首先采用减压、慢速抛光使石英片之间的厚度偏差减小，防止了因厚度偏差引起的崩边和破碎。

随着石英片之间厚度偏差减少，逐步增加压力，提高转速，使抛光速度加快，提高了加工效率。

以抛光Φ100×1mm石英玻璃晶圆片为例：

传统的加工流程及缺陷：

1.针对某一新型规格(数量)的石英片抛光时经常使用超高的压力(速度)，从而导致试片破损。

2.传统加工流程往往使用单一压力进行抛光，在抛光初期可能导致单一试片因承受应力过大而损坏，在抛光后期则可能因没有充分加压而使抛光效率低。

本发明加工流程：

首先，测量待抛光石英片的厚度，以最薄的石英片的厚度为基准，将石英片按厚度差分为三类：△h<0.03mm、0.03<△h<0.10mm、△h>0.10mm，其中△h>0.10mm石英片重新研磨。然后，确定单次抛光的石英片的数量，其中单次抛光最多数量为20片，总面积 $S=20\&times;\frac{\mathrm{\&pi;}{D}^2}{4}=20\&times;\frac{\mathrm{\&pi;}{\left(100\mathrm{mm}\right)}^2}{4}\&ap;157000{\mathrm{mm}}^2.$ 最后，计算安全抛光条件，采用相应的工艺流程。

总面积S＝157000mm²，厚度差△h<0.03mm石英片的安全抛光条件为：自重、抛光盘转速20rpm，即初始抛光时采用自重方式、抛光盘转速20rpm条件下，待抛光的石英片不会崩边或者破碎。

相应的工艺流程如下：

1、当石英片总面积S＝157000mm²，厚度差△h<0.03mm，直接采用自重方式，抛光盘转速10-25rpm，抛光时间1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.01mm；最后采用加压(0-3bar)的方式，抛光盘转速提高至15-35rpm，抛光至合适尺寸。

2、当石英片总面积S＝157000mm²，0.03<△h<0.10mm，将石英片在减压(0-3bar)下，抛光盘转速1-20rpm抛光，时间为1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.03mm；然后采用自重方式，抛光盘转速提高10-25rpm，抛光时间1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.01mm；最后采用加压(0-3bar)的方式，抛光盘转速提高至15-35rpm，抛光至合适尺寸。

3、当石英片总面积S<157000mm²，厚度差△h<0.03mm，采取保守的安全抛光条件。采用自重方式，抛光盘转速提高10-20rpm，抛光时间1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.01mm；最后采用加压(0-2bar)的方式，抛光盘转速提高至15-30rpm，抛光至合适尺寸。

4、当石英片总面积S<157000mm²，0.03<△h<0.10mm，将石英片在减压(0-3bar)下，抛光盘转速1-15rpm抛光，时间为1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.03mm；然后采用自重方式，抛光盘转速提高10-20rpm，抛光时间1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.01mm；最后采用加压(0-2bar)的方式，抛光盘转速提高至15-30rpm，抛光至合适尺寸

利用本工艺方法抛光，不但可以提高成品率，而且加快了抛光速度，提高了生产效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，其特征在于，包括步骤：

采用逐步加压法，首先通过在轻压下、慢速抛光一段时间以降低试片之间厚度差，之后逐步增加抛光盘上盘压力、提高抛光盘转速以提高抛光速度。

2.根据权利要求1所述的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，其特征在于，包括步骤：

首先，测量待抛光石英片厚度h，挑选出厚度差△h小于0.10mm石英片，将石英片在抛光盘上盘减压下，抛光盘转速1-20rpm抛光，时间为1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.03mm；

然后，采用抛光盘上盘自重方式，抛光盘转速提高10-25rpm，抛光时间1-500圈，直至75％的石英片的厚度差△h小于0.01mm；

最后，采用抛光盘上盘加压的方式，抛光盘转速提高至15-35rpm，抛光至合适尺寸。抛光速度为0.01-0.10mm/h。

3.根据权利要求2所述的逐步加压安全抛光石英玻璃晶圆的方法，其特征在于，所述抛光盘上盘压力自0bar至3bar逐步加压。