CN107243821A - 一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述方法包括以下步骤：(1)在蓝宝石衬底片不进行抛光的一面涂覆液态蜡并进行烘烤，得到单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；(2)将单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并进行挤压，冷却，然后进行双面化学机械抛光，得到具有单面抛光的蓝宝石衬底片。本发明所述方法不仅缩短了贴蜡时间，减少了蜡量的消耗，还增加了一次性抛光的蓝宝石衬底片数量，提高生产效率。

Description

一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法

技术领域

本发明属于抛光技术领域，涉及一种LED用蓝宝石衬底片的单面抛光方法，尤其涉及一种LED用蓝宝石衬底片的有蜡单面抛光方法。

背景技术

随着电子和光电行业下游技术的不断进步，对于蓝宝石衬底片的需求量越来越高。在保证加工精度的同时，也要不断地提高生产效率。

当前国内，对晶圆和蓝宝石衬底片的加工以有蜡的化学机械抛光(CMP)为主。有蜡抛光又分固态蜡和液态蜡两种方式，固态蜡的方式使我们对于蓝宝石衬底片的加工精度不好掌控，而液态蜡可以均匀且有效的控制蜡膜厚度跟加工精度，但匀蜡机在涂覆过程中会造成很大一部分废蜡，而且耗时久，效率低。在单面抛光工艺中，一般都是采用将蓝宝石衬底片粘附在陶瓷板上，并通过一定粒径的磨料将蓝宝石衬底片的一面达到抛光的效果。这种方法很大的程度上限制了蓝宝石衬底片单面抛光的生产力。

CN 102513906A公开了一种蓝宝石衬底抛光装置及抛光工艺，其将要抛光的蓝宝石衬底用蜡粘贴在衬底固定盘上，通过单次抛光制得表面粗糙度达到纳米级的蓝宝石衬底。CN 101604666A公开了一种蓝宝石衬底及抛光方法与应用。

但是，现有蓝宝石抛光均为单面抛光工艺，贴蜡抛光时间较长其大大降低了蓝宝石的生产效率。并且，在生产过程中会产生大量的废蜡，性能也参差不齐。

发明内容

针对现有蓝宝石衬底片抛光工艺中存在的贴蜡抛光时间长，生产效率低，并且生产过程中会产生大量的废蜡，性能参差不齐等问题，本发明提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法。本发明通过改变蓝宝石衬底片的贴蜡方式和抛光方式来缩短蓝宝石衬底片加工的时间，通过将两片蓝宝石衬底片用液态蜡黏在一起，在配合双面抛光，达到单面抛光的效果，不仅缩短了贴蜡时间，减少了蜡的消耗，还增加了一次性抛光的蓝宝石衬底片数量，提高生产效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在蓝宝石衬底片不进行抛光的一面涂覆液态蜡并进行烘烤，得到单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

(2)将步骤(1)所述单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并进行挤压，冷却，然后进行双面化学机械抛光，得到具有单面抛光的蓝宝石衬底片。

本发明中，步骤(2)中所述挤压目的在于使蜡膜充分均匀的充盈在两张蓝宝石衬底片之间，使粘合区域无气泡，且平边无错位的异常，以保证其在后续的抛光过程中不会出现移位现象，进而保持产品良率。

本发明所述方法典型但非限制性的有以下操作：

如图1所示，采用一种模板可以刚好放入两片蓝宝石衬底片，以保证在挤压中蓝宝石衬底片不会发生移位，先将一片蓝宝石衬底片待抛光的一面向下置于模板中的定位孔槽中；再去另一片蓝宝石衬底片，在其不进行抛光的一面涂覆液态蜡并进行烘烤，得到单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；将这片单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片用吸笔移动至定位中的蓝宝石衬底片上方，并将两片蓝宝石衬底片黏贴在一起并进行挤压，完成两片蓝宝石衬底片的贴合工作。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述涂覆液态蜡的方式为旋涂。

优选地，所述旋涂过程中喷蜡转速为1000rpm/min～2000rpm/min，例如1000rpm/min、1200rpm/min、1400rpm/min、1600rpm/min、1800rpm/min或2000rpm/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1500rpm/min。

优选地，所述旋涂过程中匀蜡转速为2500rpm/min～3500rpm/min，例如2500rpm/min、2700rpm/min、3000rpm/min、3300rpm/min或3500rpm/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为3000rpm/min。

优选地，步骤(1)所述液态蜡为ABR-4016，其熔点在45℃以上。

优选地，步骤(1)所述涂覆的液态蜡呈薄膜状，其厚度为2μm～4μm，例如2μm、2.3μm、2.5μm、2.7μm、3μm、3.3μm、3.5μm、3.7μm或4μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2.5μm。

本发明中，所述旋涂过程中的喷蜡转速和匀蜡转速配合液态蜡自身特性，需控制在合理范围内，以保证涂覆的液态蜡形成薄膜状，以降低液态蜡消耗，否则会造成废蜡现象，并使两个蓝宝石衬底片之间的液态蜡过多，进而影响后续抛光过程，降低产品良率。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)中当蓝宝石衬底片为2寸时，其涂覆过程消化液态蜡0.1mL～0.5mL，例如0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL或0.5mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.2mL。

优选地，步骤(1)中蓝宝石衬底片为4寸时，其涂覆过程消化液态蜡0.6mL～1mL，例如0.6mL、0.7mL、0.8mL、0.9mL或1mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.8mL。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述烘烤的温度为180℃～300℃，例如180℃、200℃、220℃、240℃、260℃、280或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为200℃～220℃。

优选地，步骤(1)所述烘烤时间为20s～40s，例如20s、23s、25s、27s、30s、33s、35s、37s或40s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为30s。

优选地，步骤(1)所述烘烤为接近式烘烤，即使用烘烤装置靠近待烘烤的液态蜡，使其中的有机物被蒸发完全。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中所述挤压采用气囊进行挤压。

优选地，步骤(2)中所述挤压压力为0.1MPa～0.5MPa，例如0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa或0.5MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.2MPa。

本发明中，所述挤压压力需控制在一定范围内，若挤压压力过低，无法有效固定蓝宝石衬底片，并且液态蜡会无法均匀充盈两张蓝宝石衬底片之间，也无法有效排出气泡；若挤压压力过高，则会造成蓝宝石衬底片的破裂。

优选地，步骤(2)中所述挤压时间为8s～15s，例如8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s或15s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10s。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中所述冷却为冷却至15℃～30℃，例如15℃、17℃、20℃、23℃、25℃、27℃或30℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述双面化学机械抛光在双面抛光机上进行。

优选地，所述双面抛光机中上轴转速为50rpm/min～60rpm/min，例如50rpm/min、53rpm/min、55rpm/min、57rpm/min或60rpm/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为55rpm/min。

优选地，所述双面抛光机中磨盘转速为50rpm/min～70rpm/min，例如50rpm/min、53rpm/min、55rpm/min、57rpm/min、60rpm/min、63rpm/min、65rpm/min、6rpm/min或70rpm/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60rpm/min。

优选地，所述双面化学机械抛光的抛光压力为20psi～30psi，例如20psi、22psi、24psi、26psi、28psi或30psi等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为25psi。

优选地，所述双面化学机械抛光的抛光时间为0.5h～3h，例如0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1h。

优选地，所述双面抛光机每次抛光9片4英寸的蓝宝石衬底片或38片2英寸的蓝宝石衬底片。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述双面化学机械抛光中所用液体抛光磨料中颗粒粒径为80nm～120nm，例如80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm或120nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为100nm。

本发明中，若抛光磨料的粒径过大，在蓝宝石衬底片表面造成划痕，影响产品质量；若粒径过小，会造成抛光去除速率低，要得到同等表面质量的晶片所消耗的时间较延长。

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中所用液体抛光磨料的比重为1.0～1.2，例如1.0、1.03、1.05、1.07、1.1、1.13、1.15、1.17或1.2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1.17。此处，所述抛光磨料的比重是用玻璃浮计测量得到。

本发明中，若抛光磨料的比重过大，会使磨料用量大造成资源浪费；若抛光磨料的比重过小，会造成衬底片表面出现腐蚀现象，影响衬底片的质量。

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中所用液体抛光磨料的pH为10～12，例如10、10.3、10.5、10.7、11、11.3、11.5、11.7或12等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10.8。

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中液体磨料流速为1L/min～3L/min，例如1L/min、1.3L/min、1.5L/min、1.7L/min、2L/min、2.3L/min、2.5L/min、2.7L/min或3L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1.5L/min。

本发明中，若磨料流速过大，会使在抛光过程中出现结晶现象，影响抛光；若磨料流速过小，则会使抛光的去除率较低，影响产品质量。

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中抛光温度为30℃～40℃，例如30℃、33℃、35℃、37℃或40℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为35℃～36℃。

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光的抛光时间为0.5h～3h，例如0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1h。

本发明中，所述双面化学机械抛光中各操作参数是影响蓝宝石衬底片抛光效果的重要因素，均需要控制在合理范围内，以保证蓝宝石衬底片的抛光性能。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)在进行双面化学机械抛光后，对蓝宝石衬底片进行去蜡清洗操作。

作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：

(1)在蓝宝石衬底片不进行抛光的一面旋涂液态蜡并进行烘烤，得到单面面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

其中，所述旋涂过程中喷蜡转速为1500rpm/min，匀蜡转速为3000rpm/min，液态蜡为ABR-4016，旋涂的液态蜡呈薄膜状，厚度为2.5μm，烘烤温度为200℃～220℃，烘烤时间为30s；

(2)将步骤(1)所述单面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并进行挤压，冷却，然后进行双面化学机械抛光，对蓝宝石衬底片进行去蜡清洗操作，得到具有单面抛光的蓝宝石衬底片；

其中，挤压采用气囊进行挤压，挤压压力为0.2MPa，挤压时间为10s，冷却至24℃；双面化学机械抛光在双面抛光机上进行，其所用抛头的直径456mm，上轴转速为55rpm/min，磨盘转速为60rpm/min，抛光压力为25psi，抛光时间为1h，所用抛光磨料的粒径为100nm，抛光磨料的比重为1.17，抛光磨料的pH为10.8，磨料流速为1.5L/min，抛光温度为35℃～36℃，抛光时间为1h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述方法在寻常抛光过程中一个槽位放置一片蓝宝石衬底片的基础上，利用贴蜡方式和抛光方式来，将每个槽位的一片蓝宝石衬底片更换成两片蓝宝石衬底片，不仅能得到表观质量好和平整度精良的晶片，还可以在节约有蜡抛光中蜡的使用量的同时，进一步提高了生产的产能，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明所述的一种蓝宝石衬底片贴蜡方式示意图；

图2是本发明具体实施例部分中所用CMP双面抛光装置的结构示意图；

其中，1-气缸丝杆，2-气囊载体，3-气囊，4-蓝宝石衬底片，5-定位孔槽，6-双面贴蜡模板，7-抛光定位模板，8-抛头，9-抛光固定器件，10-气缸转动轴承，11-磨料进入口，12-磨盘，13-抛光承载台，14-转动轴承，15-磨料回收管道，16-磨料输送管。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施例部分提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在蓝宝石衬底片不进行抛光的一面涂覆液态蜡并进行烘烤，得到单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

(2)将步骤(1)所述单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并进行挤压，冷却，然后进行双面化学机械抛光，得到具有单面抛光的蓝宝石衬底片。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

以下各实施例采用在如图2所示的CMP双面抛光装置中进行，但并不仅限于在该CMP双面抛光装置中进行，所述装置包括由上至下依次包括上抛光组件、抛光定位模板7和下抛光组件；其中上抛光组件包括抛头8，抛头8顶部设有抛头固定器件9以及与抛头固定器件9相连的气缸转动轴承10，抛头8两端设有贯通抛头8的磨料进入口11；所述下抛光组件包括磨盘12和抛光承载台13，磨盘12置于抛抛光承载台13上，所述抛光承载台13下方中部设有转动轴承14，所述抛光承载台13一侧设有贯通抛光承载台13的磨料回收管道15；所述磨料进入口11上方设有磨料输送管16。

实施例1：

本实施例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，本实施例使用4英寸蓝宝石晶棒在通过切片、磨片、倒角、铜抛和退火后，选择18片进行清洗，选择使用甩蜡机来进行贴蜡，使用CMP双面抛光技术对蓝宝石衬底片进行抛光。

本实施例在35℃～40℃下进行，具体操作过程如下：

(1)测量待处理的蓝宝石衬底片的厚度，并一一记录数据，在一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面旋涂液态蜡ABR-4016，喷蜡转速为1500rpm/min，匀蜡转速为3000rpm/min，旋转甩蜡用时10s，得到厚度为2.5μm的液态蜡层，贴蜡用时5min；对得到的液态蜡层在220℃下进行贴蜡烘烤，烘烤30s，得到单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

(2)将步骤(1)所述单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并通过气囊挤压定型10s，挤压压力为0.2MPa，挤压完成后，将粘在一起的两片蓝宝石衬底片进行3min的冷却；

(3)采用步骤(1)-(2)的方法将18片蓝宝石衬底片两两进行贴合，然后放入双面抛光机的模板孔槽，装填全部孔槽后开始抛光，每个抛光模板可放9pcs双面粘在一起的蓝宝石衬底片，抛光过程中控制抛光压力25psi，抛光机上轴转速55rpm/min，磨盘转速60rpm/min，抛光磨料粒径为100nm，测量磨料比重1.17，PH值10.8，抛光磨料流速约0.8L/min，抛光温度36.5±0.5℃，抛光时长1个小时。

完成对蓝宝石衬底片的抛光后，用加热的方式拆分蓝宝石衬底片，并进行清洗，对清洗后的18片4英寸蓝宝石衬底片进行表观检验和机械参数检验。

表观检验结果：18片蓝宝石衬底片的抛光面有2片出现划伤，无小坑及其它不良；机械参数检验结果为：抛光后蓝宝石衬底片的抛光面去除量在3μm～4μm，TTV(整体厚度偏差)参数在0.5μm～3.2μm内，LTV参数(局部厚度偏差)在0.5μm～0.8μm内，均达到衬底片的参数加工标准。

整个加工流程总共耗时68min，单片4英寸蓝宝石衬底片加工时间约4min，总消耗蜡量为7.2mL。

对比例1：

本对比例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，本对比例使用4英寸蓝宝石晶棒在通过切片、磨片、倒角、铜抛和退火后，选择18片进行清洗，选择使用甩蜡机来进行贴蜡，使用常规CMP双面抛光技术对蓝宝石衬底片进行抛光。

本对比例在35℃～40℃下进行，具体操作过程如下：

(1)测量待处理的蓝宝石衬底片的厚度，在一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面旋涂液态蜡ABR-4016，喷蜡转速为1500rpm/min，匀蜡转速为3000rpm/min，旋转甩蜡用时10s，得到厚度为2.5μm的液态蜡层，贴蜡用时560s；对得到的液态蜡层在220℃下进行贴蜡烘烤，烘烤30s，得到单面面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

(2)将步骤(1)所述单面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面粘贴在抛光盘上，并通过气囊挤压定型10s，挤压压力为0.2MPa，挤压完成后，将粘在一起的两片蓝宝石衬底片进行3min的冷却；

(3)使用CMP单面抛光技术对该蓝宝石衬底片进行单面抛光，每次抛光可放9片，共需要进行两次抛光，抛光过程中控制抛光压力25psi，抛光机上轴转速55rpm/min，磨盘转速60rpm/min，测量磨料比重1.17，PH值10.8，抛光磨料流速约0.8L/min，抛光温度36.5±0.5℃，抛光时长2小时。

完成对蓝宝石衬底片的抛光后，用加热的方式拆分蓝宝石衬底片，并进行清洗，对清洗后的18片蓝宝石衬底片进行表观检验和机械参数检验。

表观检验结果：18片蓝宝石衬底片的抛光面有1片出现划伤，无小坑及其它不良；机械参数检验结果：抛光后蓝宝石衬底片的抛光面去除量在2μm～4μm，TTV(总厚度偏差)参数在0.7μm～2.9μm内，LTV参数在0.4μm～0.9μm内，均达到衬底片的参数加工标准。

整个加工流程总共耗时136min，单片4英寸蓝宝石衬底片加工时间约7.5min，总消耗蜡量为14.4mL。

对比实施例1和对比例1可以看出，本发明所述方法可以在节约有蜡抛光中蜡的使用量的同时，进一步提高了生产的产能，提高生产效率。

实施例2：

本实施例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，本实施例使用2英寸蓝宝石晶棒在通过切片、磨片、倒角、铜抛和退火后，选择76片进行清洗，选择使用甩蜡机来进行贴蜡，使用CMP双面抛光技术对蓝宝石衬底片进行抛光。

本实施例在35℃～40℃下进行，具体操作过程如下：

(1)测量待处理的蓝宝石衬底片的厚度，并一一记录数据，在一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面旋涂液态蜡ABR-4016，喷蜡转速为1500rpm/min，匀蜡转速为3000rpm/min，旋转甩蜡用时10s，得到厚度为2.5μm的液态蜡层，贴蜡用时5min；对得到的液态蜡层在220℃下进行贴蜡烘烤，烘烤30s，得到单面面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

(2)将步骤(1)所述单面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并通过气囊挤压定型10s，挤压压力为0.2MPa，挤压完成后，将粘在一起的两片蓝宝石衬底片进行3min的冷却；

(3)采用步骤(1)-(2)的方法将76片蓝宝石衬底片两两进行贴合，然后放入双面抛光机的模板孔槽，装填全部孔槽后开始抛光，每个抛光模板可放38pcs双面粘在一起的蓝宝石衬底片，抛光过程中控制抛光压力25psi，抛光机上轴转速55rpm/min，磨盘转速60rpm/min，抛光磨料粒径为100nm，测量磨料比重1.05，PH值10.8，抛光磨料流速约0.8L/min，抛光温度37±0.5℃，抛光时长1个小时。

完成对蓝宝石衬底片的抛光后，用加热的方式拆分蓝宝石衬底片，并进行清洗，对清洗后的76片蓝宝石衬底片进行表观检验和机械参数检验。

表观检验结果：76片蓝宝石衬底片的抛光面有3片出现短划伤及1片小坑，无其它表面异常；机械参数检验结果：抛光后蓝宝石衬底片的抛光面去除量在2μm～3μm，TTV参数在0.8μm～3.6μm内，LTV参数在0.3μm～0.7μm内，均达到衬底片的参数加工标准。

整个加工流程总共耗时79min，单片2英寸蓝宝石衬底片加工时间约1.1min，总消耗蜡量为15.2mL。

对比例2：

本对比例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，本对比例使用2英寸蓝宝石晶棒在通过切片、磨片、倒角、铜抛和退火后，选择76片进行清洗，选择使用甩蜡机来进行贴蜡，使用常规CMP双面抛光技术对蓝宝石衬底片进行抛光。

本对比例在35℃～40℃下进行，具体操作过程如下：

(1)测量待处理的蓝宝石衬底片的厚度，在一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面旋涂液态蜡ABR-4016，喷蜡转速为1500rpm/min，匀蜡转速为3000rpm/min，旋转甩蜡用时10s，得到厚度为2.5μm的液态蜡层，贴蜡用时560s；对得到的液态蜡层在220℃下进行贴蜡烘烤，烘烤30s，得到单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

(2)将步骤(1)所述单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面粘贴在抛光盘上，并通过气囊挤压定型10s，挤压压力为0.2MPa，挤压完成后，将粘在一起的两片蓝宝石衬底片进行3min的冷却；

(3)使用CMP单面抛光技术对该蓝宝石衬底片进行单面抛光，每次抛光可放9片，共需要进行两次抛光，抛光过程中控制抛光压力25psi，抛光机上轴转速55rpm/min，磨盘转速60rpm/min，测量磨料比重1.05，PH值10.8，抛光磨料流速约0.8L/min，抛光温度37±0.5℃，抛光时长2小时。

完成对蓝宝石衬底片的抛光后，用加热的方式拆分蓝宝石衬底片，并进行清洗，对清洗后的76片蓝宝石衬底片进行表观检验和机械参数检验。

表观检验结果：76片蓝宝石衬底片的抛光面有4片出现划伤，出现2片小坑，表面洁净；机械参数检验结果：抛光后蓝宝石衬底片的抛光面去除量在2μm～3μm，TTV(总厚度偏差)参数在1.3μm～4.2μm内，LTV参数在0.5μm～0.9μm内，均达到衬底片的参数加工标准。

整个加工流程总共耗时158min，单片2英寸蓝宝石衬底片加工时间约2.1min，总消耗蜡量为30.4mL。

对比实施例2和对比例2可以看出，本发明所述方法可以在节约有蜡抛光中蜡的使用量的同时，进一步提高了生产的产能，提高生产效率。

实施例3：

本实施例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述抛光方法与实施例1中相同，区别仅在于：步骤(1)中喷蜡转速为1000rpm/min，匀蜡转速为2500rpm/min，得到厚度为2.8μm的液态蜡层；烘烤时间为180℃，烘烤时间为40s。

本实施例表观检验结果：18片蓝宝石衬底片的抛光面有3片出现划伤，无小坑及其它不良；机械参数检验结果为：抛光后蓝宝石衬底片的抛光面去除量在2.9μm～3.2μm，TTV(总厚度偏差)参数在0.6μm～2.3μm内，LTV参数在0.7μm～0.9μm内，均达到衬底片的参数加工标准。

实施例4：

本实施例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述抛光方法与实施例1中相同，区别仅在于：步骤(1)中喷蜡转速为2000rpm/min，匀蜡转速为3500rpm/min，得到厚度为2.3μm的液态蜡层；烘烤时间为300℃，烘烤时间为20s。

本实施例表观检验结果：18片蓝宝石衬底片的抛光面有3片出现划伤，无小坑及其它不良；机械参数检验结果为：抛光后蓝宝石衬底片的抛光面去除量在3.1μm～3.6μm，TTV(总厚度偏差)参数在0.4μm～2.6μm内，LTV参数在0.6μm左右，均达到衬底片的参数加工标准。

对比例3：

本对比例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述抛光方法与实施例1中相同，区别仅在于：步骤(2)所述挤压压力为0.55MPa(即挤压压力过高)。

本对比例中挤压压力过大，一方面气囊无法承受，造成气囊损伤；另一方面，挤压压力过大有很大概率会造成碎片或者晶片粘合位置有偏差，无法进行抛光。

对比例4：

本对比例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述抛光方法与实施例1中相同，区别仅在于：步骤(2)所述挤压压力为0.08MPa(即挤压压力过小)。

本对比例中挤压压力过小，晶片粘固不牢，抛光过程中温度高会导致晶片脱落从而碎裂。

对比例5：

本对比例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述抛光方法与实施例1中相同，区别仅在于：步骤(3)中磨料粒径为60nm(即粒径过小)。

本对比例中由于磨料粒径过小会造成去除量少，要达到一定去除量就得延长抛光时间，表面质量也相对较好，抛光时间久对于表面平整度来说不好控制。

对比例6：

本对比例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述抛光方法与实施例1中相同，区别仅在于：步骤(3)中磨料粒径为140nm(即粒径过大)。

本对比例中由于磨料粒径过大会造成表面粗糙度变大，不符合参数要求。

对比例7：

本对比例提供了一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，所述抛光方法与实施例1中相同，区别仅在于：步骤(3)中磨料流速为5L/min(即流速过大)。

本对比例由于流速过大会导致大盘温度升不起来，机械参数TTV偏大，达到4～5um，不符合参数要求

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述方法在寻常抛光过程中一个槽位放置一片蓝宝石衬底片的基础上，利用贴蜡方式和抛光方式来，将每个槽位的一片蓝宝石衬底片更换成两片蓝宝石衬底片，不仅能得到表观质量好和平整度精良的晶片，还可以在节约有蜡抛光中蜡的使用量的同时，进一步提高了生产的产能，提高生产效率。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种蓝宝石衬底片的单面抛光方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在蓝宝石衬底片不进行抛光的一面涂覆液态蜡并进行烘烤，得到单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

(2)将步骤(1)所述单面涂覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并进行挤压，冷却，然后进行双面化学机械抛光，得到具有单面抛光的蓝宝石衬底片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述涂覆液态蜡的方式为旋涂；

优选地，所述旋涂过程中喷蜡转速为1000rpm/min～2000rpm/min，优选为1500rpm/min；

优选地，所述旋涂过程中匀蜡转速为2500rpm/min～3500rpm/min，优选为3000rpm/min；

优选地，步骤(1)所述液态蜡为ABR-4016；

优选地，步骤(1)所述涂覆的液态蜡呈薄膜状，其厚度为2μm～4μm，优选为2.5μm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中当蓝宝石衬底片为2寸时，其涂覆过程消化液态蜡0.1mL～0.5mL，优选为0.2mL；

优选地，步骤(1)中蓝宝石衬底片为4寸时，其涂覆过程消化液态蜡0.6mL～1mL，优选为0.8mL。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述烘烤的温度为180℃～300℃，优选为200℃～220℃；

优选地，步骤(1)所述烘烤时间为20s～40s，优选为30s；

优选地，步骤(1)所述烘烤为接近式烘烤。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述挤压采用气囊进行挤压；

优选地，步骤(2)中所述挤压压力为0.1MPa～0.5MPa，优选为0.2MPa；

优选地，步骤(2)中所述挤压时间为8s～15s，优选为10s。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述冷却为冷却至15℃～30℃。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述双面化学机械抛光在双面抛光机上进行；

优选地，所述双面抛光机中上轴转速为50rpm/min～60rpm/min，优选为55rpm/min；

优选地，所述双面抛光机中磨盘转速为50rpm/min～70rpm/min，优选为60rpm/min；

优选地，所述双面化学机械抛光的抛光压力为20psi～30psi，优选为25psi；

优选地，所述双面化学机械抛光的抛光时间为0.5h～3h，优选为1h；

优选地，所述双面抛光机每次抛光9片4英寸的蓝宝石衬底片或38片2英寸的蓝宝石衬底片。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述双面化学机械抛光中所用液体抛光磨料中颗粒粒径为80nm～120nm，优选为100nm；

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中所用液体抛光磨料的比重为1.0～1.2，优选为1.17；

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中所用液体抛光磨料的pH为10～12，优选为10.8；

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中液体磨料流速为1L/min～3L/min，优选为1.5L/min；

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光中抛光温度为30℃～40℃，优选为35℃～36℃；

优选地，步骤(2)所述双面化学机械抛光的抛光时间为0.5h～3h，优选为1h。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)在进行双面化学机械抛光后，对蓝宝石衬底片进行去蜡清洗操作。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在蓝宝石衬底片不进行抛光的一面旋涂液态蜡并进行烘烤，得到单面面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片；

其中，所述旋涂过程中喷蜡转速为1500rpm/min，匀蜡转速为3000rpm/min，液态蜡为ABR-4016，旋涂的液态蜡呈薄膜状，厚度为2.5μm，烘烤温度为200℃～220℃，烘烤时间为30s；

(2)将步骤(1)所述单面覆有液态蜡的蓝宝石衬底片的涂覆液态蜡的一面与另一片蓝宝石衬底片不进行抛光的一面贴合并进行挤压，冷却，然后进行双面化学机械抛光，对蓝宝石衬底片进行去蜡清洗操作，得到具有单面抛光的蓝宝石衬底片；

其中，挤压采用气囊进行挤压，挤压压力为0.2MPa，挤压时间为10s，冷却至24℃；双面化学机械抛光在双面抛光机上进行，其所用抛头的直径456mm，上轴转速为55rpm/min，磨盘转速为60rpm/min，抛光压力为25psi，抛光时间为1h，所用抛光磨料的粒径为100nm，抛光磨料的比重为1.17，抛光磨料的pH为10.8，磨料流速为1.5L/min，抛光温度为35℃～36℃，抛光时间为1h。