蓝宝石衬底片化学机械抛光的研究
蓝宝石单晶生长技术的现代趋势和应用进展
蓝宝石单晶生长技术的现代趋势和应用进展摘要：蓝宝石晶体已成为当今最重要的晶体材料之一，综合性能优良，广泛应用于各种领域。
本文综述了蓝宝石的新用途，并简要介绍了蓝宝石生长的主要方法以及不同制备方法的应用条件。
介绍了我国蓝宝石晶体的主要制造商和生长方法，最后提出了优化蓝宝石晶体工业增长的措施。
关键词：蓝宝石单晶；生长方法；应用分析前言蓝宝石，又称刚玉，是一种氧化铝晶体。
这些晶体具有稳定的机械、光学和化学稳定性，可在接近2 000 c的温度下使用，由于蓝宝石独特的晶体结构，具有优良的机械和血液特性。
近年来，蓝宝石市场继续扩大，涉及国防、科学技术和民用工业等许多新领域，特别是作为理想的基本材料，已被用于半导体二极管的生产，成为一种重要的高技术晶体。
目前中国种植蓝宝石晶体的企业很多最大的蓝宝石可能重130公斤，直径超过400毫米，但这些技术都不太成熟。
随着技术的发展，蓝宝石市场对结晶材料的重量和形状要求越来越高。
此外，由于成长和加工过程困难，设备和人员要求也很高，蓝宝石晶体工件的要求也越来越高。
因此，生产低成本高质量蓝宝石晶体的能力成为蓝宝石上游企业的主要发展方向。
如果技术成熟，可以满足目前对大型蓝宝石晶体的需求。
一、蓝宝石生长技术的比较1.泡生法泡生法被称为KY法，是从俄罗斯引进的一种高技术蓝宝石晶体生长技术。
首次应用于氢氧化物、碳酸盐晶体的制备和研究，并在20世纪60年代经过改进后才用于蓝宝石的生长。
泡生法生长的蓝宝石晶体通常是梨形的。
目前国内已广泛生产45kg晶体，85kg和100kg晶体也已成功开发。
但设备要求高，生产指标太低，从来没有大规模生产。
运气好法是1926年发明的，经过几十年的研究人员的不断改造和完善，现在是解决提拉法不能生产大晶体的好方法之一。
晶体生长原理和技术特点:将晶体原料放入高温坩埚中加热熔化，调节炉内温度场，使熔体顶部略高于熔点；将籽晶上籽晶向熔液表面提起，表面轻微熔化后，将表面温度降至熔点，提起并转动籽晶，使熔体顶部处于过冷状态，在籽晶上结晶，在不断上升过程中生长柱状晶体。
PG-510型单面抛光机的研制
磨 、 学 辅 助 机械 抛 光 、 化 学 抛 光 、 化 学 抛 光 、 化 纯 热 离 子束 抛 光 、 激光 束 抛 光 、 电火花 抛 光 、 料水 射 流 磨
Ｌ１ Ｔａ ，ＧＡＯ ｉ ｉ ，ＬＵＯ ｎ ，Ｆ ｉ ｈａ Ｕ ｏ Ｈｕ ｙｎｇ Ｙａ ｇ ＥＩＪｕ ｉ
（ｈ ５ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｏ Ｅ Ｃ， ａｔ ａｊ ｏ Ｂ Байду номын сангаасｎ ０ Ｃ ｉ ） Ｔ ｅ４ ｔ Ｒ ｓａｃ ｔｕｅ ｆ Ｔ Ｅ ｓ Ｙ ｎｉ ， ｅ ｉ １ ０ ， ｈｎ ｈ ｎｉ Ｃ ａ ｊ ｇ １ １ ６ ａ
光 压 力 、 下 盘 转 速 、 光液 流 量 、 光盘 温 度 、 上 抛 抛 抛 光 时间 等 主 要 的工 艺 参 数 通 过 菜 单 方 式 进 行 设 置 和 调整 。抛 光 过程 中 ， 个 参数 在 不 同阶 段可 设 定 每
抛 光等 多 中方 式 ，但每 种 方 法都 有 一定 的缺 陷 ， 实 验研 究 的 结果 表 明 ，运用 Ｃ ＭＰ工 艺及 设 备是 获得
Ｇ Ｎ 的 首选 材料 ，但 也 正是 由于 蓝 宝石 硬 度 极高 、 ａ
脆性 大 、 化学 性质 稳 定 的特 点 ， 材料 加 工 ， 其 是 给 尤 晶片表 面 纳米 级抛 光 在技 术上 带 来很 多 困难 。目前 能够 进 行 蓝 宝石 纳 米 级 抛 光 的工 艺 方 法 有 机 械 研
ｎ ｎ ｓ ａｅ ｓ ｒ ｔ ｈ ｓ ａ ｏ．ｃ ｌ ｃ ａｃ ｅ ． Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ ａ ｐｈ ｒ ； ａ —ｃ ｌ ｃ ａ ｃ ｅ ； ｌｓ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ：Ｓ ｐ ｉｅ Ｎ ｎｏ ｓ ａ ｅｓ ｒ ｔｈ ｓ Ｐｏ ｉｈ ｎ ｒ ｃ ｓ
LED用蓝宝石晶片湿法腐蚀清洗技术的研究
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ＂ Ｓ ａ ｐ ｐ ｈ ｉ ｒ ｅ ｗａ ｆ ｅ ｒ ； Ｐ ｕ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ； Ｃｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｓ ； Ｗｅ ｔ ｅ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
近 二十 年 来 ， 氮化 镓 基 发光 二 极 管 （ Ｇａ Ｎ． ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｌ Ｅ Ｄｓ ） 取得 了飞跃 式发展 ， 并 实 现 了 大 规 模 的 产
学 吸 附杂 质 ， 其 吸 附 力 都较 强 。 在 一般 情 况 下 ， 原 子 型 吸 附杂 质 的量 较 小 ， 因此 在 清洗 时 ， 可 在 清 除
１ 湿 法 腐 蚀 清 洗 原 理
目前 半 导体 行 业 的 清 洗 方 式 主 要 有 干 法 和 湿
法清 洗 两 种 ，湿 法 清 洗 在 蓝 宝 石 晶 片表 面 净 化 中
Ｓｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ Ｗ ｅ ｔ Ｅｔ ｃ ｈ ｉ ｎｇ Ｃｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｓ ａ ｐ ｐｈ ｉ ｒ ｅ Ｗ ａ ｆ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ＬＥＤ
Ｚ Ｈ Ｅ ＮＧ Ｊ ｉ ａ ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ Ｕ Ｎ Ｍｉ ｎ ， Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ
题， 所 以蓝 宝 石 晶片 清 洗 的 好 坏 对 Ｌ Ｅ Ｄ 的发 光 性
有 机物 的去 除常 常在 清 洗工 序 的第 一 步进行 。
１ ． １ ． ３ 金 属 污 染 物
蓝 宝 石 本 身 的化 学机 械 抛 光 过 程 会 潜 在 引 入
金属污染源 。
１ ． １ ． ４ 其 他 污 染 物
（ Ｔ ｈ ｅ ４ ５ ｔ ｈ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｅ Ｔ Ｃ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ １ ６ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
图形化蓝宝石衬底干法刻蚀工艺研究
基础 上,将 PSS 微 图 形 的 侧 壁 弧 长 高 度 控 制 在
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１５０±１０)nm 时,LED 的 出 光 效 率 将 提 高
[ ]
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９％ １３ .上 述 研 究 表 明,高 占 空 比、圆 锥 形、小 弧
长高度的 PSS 图形能够提高 LED 的发光效率.
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处生长并进入有源区的线位错密度,提高 GaN 晶
体质量;同时,图形的侧壁可以改变入射光线的方
向,增加光的漫反射,提高器件的光提取效率 [６Ｇ８].
基 于 以 上 优 势,图 形 化 蓝 宝 石 衬 底 (
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蓝宝石衬底氮化镓的激光剥离技术与湿法剥离技术
蓝宝石衬底氮化镓的激光剥离技术与湿法剥离技术一、引言随着科技的不断发展，半导体材料的研究与应用越来越受到关注。
蓝宝石衬底氮化镓（GaN-on-sapphire）作为一种具有高硬度、高热导率、高电子迁移率等优异特性的半导体材料，在LED、激光、射频等领域具有广泛的应用前景。
然而，如何实现高效、低成本的氮化镓薄膜剥离成为产业界的一大挑战。
本文将对蓝宝石衬底氮化镓的激光剥离技术与湿法剥离技术进行详细介绍，以期为相关领域的研究与发展提供参考。
二、蓝宝石衬底氮化镓概述1.材料特性氮化镓具有良好的半导体性能，其带隙宽度可调，具有较高的击穿电压、热稳定性和化学稳定性。
蓝宝石衬底氮化镓具有以下优点：（1）良好的晶体结构；（2）较高的热导率，有利于热管理；（3）较低的杂质扩散速率，有利于器件性能的提高；（4）与硅衬底相比，蓝宝石衬底具有较高的硬度，有利于薄膜的耐磨性。
2.应用领域蓝宝石衬底氮化镓广泛应用于高亮度LED、激光器、射频器件、功率电子器件等领域。
随着市场需求的增长，研究蓝宝石衬底氮化镓的剥离技术具有重要意义。
三、激光剥离技术原理1.激光剥离技术简介激光剥离技术是一种利用高能激光束对薄膜进行局部照射，使其产生热应力而实现薄膜与衬底分离的方法。
该方法具有剥离速度快、剥离效果好、无污染等优点。
2.激光剥离过程激光剥离过程主要包括以下几个步骤：（1）预处理：对薄膜表面进行清洗、抛光等处理，以提高激光剥离效果；（2）激光剥离：采用高能激光束对薄膜进行局部照射，使其产生热应力，从而实现薄膜与衬底分离；（3）冷却：激光剥离后，及时对薄膜进行冷却，以减小薄膜残余应力，提高剥离质量。
四、湿法剥离技术原理1.湿法剥离技术简介湿法剥离技术是一种利用化学溶液对薄膜进行腐蚀，使其与衬底分离的方法。
该方法具有操作简便、成本低廉、环保等优点。
2.湿法剥离过程湿法剥离过程主要包括以下几个步骤：（1）预处理：对薄膜表面进行清洗、抛光等处理，以提高湿法剥离效果；（2）化学腐蚀：采用特定的化学溶液对薄膜进行腐蚀，使其与衬底分离；（3）冲洗：将腐蚀后的薄膜进行冲洗，去除残留的化学溶液；（4）干燥：冲洗后的薄膜进行干燥处理，以备后续应用。
蓝宝石衬底双面研磨表面裂纹深度检测
第 31 卷第 14 期2023 年 7 月Vol.31 No.14Jul. 2023光学精密工程Optics and Precision Engineering蓝宝石衬底双面研磨表面裂纹深度检测彭福鑫1，胡中伟1*，陈瑜1，谢斌晖2，周志豪2（1.华侨大学制造工程研究院，福建厦门 361021；2.福建晶安光电有限公司，福建泉州 362411）摘要：双面研磨作为蓝宝石衬底制备的一道重要工序，研磨表面裂纹深度将严重影响后续抛光的材料去除量，因此对研磨衬底表面裂纹特征研究及深度测量具有重要意义。
本文采用截面显微观测法、聚焦离子束侧面观测法、差动蚀刻速率法、磁流变抛光法和逐层抛光法等方法观测双面研磨蓝宝石衬底表面裂纹特征和测量裂纹深度。
采用截面显微观测法和聚焦离子束侧面观测法观测研磨后蓝宝石衬底亚表面裂纹形态主要有斜线状、横线状、钩状和树杈状。
采用差动蚀刻速率法测得蓝宝石衬底研磨表面裂纹密集层厚度为9~10 μm，而采用磁流变抛光法测得研磨衬底局部亚表面裂纹深度为25~30 μm，采用逐层抛光法测得研磨衬底整体亚表面裂纹深度约为30~35 μm。
此外，根据不同方法所检测的裂纹特征和裂纹深度，构建了蓝宝石衬底双面研磨表面裂纹模型，为后续抛光工艺的制定与优化提供依据。
关键词：蓝宝石衬底；研磨；表面裂纹；裂纹检测中图分类号：TH16 文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20233114.2060Surface crack depth detection of sapphire substratetwo-sided lappingPENG Fuxin1，HU Zhongwei1*，CHEN Yu1，XIE Binhui2，ZHOU Zhihao2（1.Institute of Manufacturing Engineering， Huaqiao University， Xiamen 361021，China；2.Fujian Jing'An Opto.Electronics Co.， Ltd， Quanzhou 362411， China）* Corresponding author， E-mail： huzhongwei@Abstract： Two-sided lapping is an essential process in the fabrication of sapphire substrates， and it signifi⁃cantly affects the amount of material removed during subsequent polishing. Therefore， studying the char⁃acteristics and measuring the depths of surface cracks on lapped substrates are important processes. In this study， we investigate the surface crack characteristics and crack depths of two-sided lapped sapphire sub⁃strates using section apparent micrometry， focused ion beam side observations， a differential etching rate method，a magnetorheological polishing method，and a layer-by-layer polishing method.Consequently，we observe subsurface cracks on the sapphire substrate after grinding using the cross-sectional microscopic observation and focused ion beam side observation methods.These cracks mainly include oblique lines，horizontal lines， hooks， and dendritic patterns. The differential etching rate method reveals that the thick⁃ness of the crack dense layer on the grinding surface of the sapphire substrate measures 9-10 μm. Using the magnetorheological polishing method， we measure the depth of local subsurface cracks on the grinding sub⁃文章编号1004-924X（2023）14-2060-11收稿日期：2022-12-09；修订日期：2023-01-25.基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.52175404）；福建省区域发展项目资助（No.2019H4014）第 14 期彭福鑫，等：蓝宝石衬底双面研磨表面裂纹深度检测strate to be 25-30 μm.Furthermore，employing the layer-by-layer polishing method，we determine that the overall subsurface crack depth of the ground substrate is approximately 30-35 μm. Additionally， based on the crack characteristics and depths detected using different methods， we construct a surface crack mod⁃el for the two-sided lapping of sapphire substrates. This model serves as a foundation for formulating and optimizing subsequent polishing processes.Key words： sapphire substrate； lapping； surface crack； crack detection1 引言发光二极管（Light-Emitting Diode, LED）是一种将电能转化为光能的半导体器件，相较于传统照明光源，LED由于具有亮度高、功耗低、驱动电压低以及使用寿命长的优点在城市道路照明、汽车车灯、医疗器械等领域被广泛使用［1-4］。
热处理与表面处理工艺、静电涂复
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电液 比 例控制技术 在快速 深拉 伸液 压 机 中的应 用 见
基 于兰 彻斯 特方 程 的大 区 域 防 空作 战效 能评 估 棋 型 刊 中 路建 伟刀指挥控制与仿 真 一 一
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热 处 理 与 表 面 处 理 工艺 静 电涂复
蓝宝石衬底 片化学 机械抛光的研究 刊 中 细加工 技术 一 一
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鉴于模块化设 计方法能够 为快速高效地 开发系 列 化和变型 产品提 供保 障 从 纺机 产 品 的模 块化 设计 方 法 出发 提出符合纺 机产 品特 点的模 块 数据模 型 的构 成 和 建模 的主要内容 并 以 粗纱 机 的筒管 模块 为例 建 立 了符合 参数化设计 的筒 管模 块的几何模型 和信息模
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压 力加 工 与铸造 成形工艺
徽流控芯片 金属 棋具制备工艺研 究 〔 中 李 建华刀 刊 徽细加工技术 一 一 为了解决 光刻 胶 电铸金属 棋具 中遇 到 的光 刻 胶脱落和 电铸 后去胶 难等 间 题 提 出了采 用硅橡 胶 徽 复制与 电铸毛细管 电泳芯 片金属模 具 相结 合的新工 艺 该方 法首 先用 光刻胶 制备通道 阳 以 此为棋 版 浇 注 模 阴棋 然后在 此 阴 膜 上电被金 属模 具 与 采用 光刻胶电 镀金属 棋 具相 比 此 方法不存在 光刻胶 与衬底 结合 力差 以 及 去 胶难 等 间题 所 制备 的金属 棋具 侧壁 垂直 表面 光滑 参
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范军刀信 息 基 于 徽控制器的 塑 料光子晶体光纤拉丝塔加热炉 的新 型 设计 刊 中 王 铮刀 光电子技术 一 一
铌酸锂晶片化学机械抛光研究
铌酸锂晶片化学机械抛光研究
铌酸锂晶片化学机械抛光是一种重要的表面处理技术，广泛应用于微电子、光电子、光学和精密机械加工等领域。
该技术可以有效地提高铌酸锂晶片的表面光洁度和平整度，从而提高器件的性能和可靠性。
化学机械抛光是一种综合了化学反应和机械磨削的表面处理技术，其原理是在磨料和抛光液的作用下，通过化学反应和机械作用去除材料表面的缺陷和粗糙度，从而得到高质量、高光洁度的表面。
铌酸锂晶片的化学机械抛光过程主要包括以下几个步骤：
1. 粗磨：采用粗磨砂轮对铌酸锂晶片表面进行粗磨，去除表面的粗糙度和凹凸不平。
2. 磨削：采用细磨砂轮对铌酸锂晶片表面进行磨削，进一步去除表面的缺陷和粗糙度。
3. 化学反应：在抛光液的作用下，铌酸锂晶片表面发生化学反应，去除表面的氧化物和其他杂质。
4. 抛光：采用抛光布对铌酸锂晶片表面进行抛光，得到高质量、高光洁度的表面。
铌酸锂晶片化学机械抛光的关键是选择合适的抛光液和磨料。
常用的抛光液有硝酸、氢氟酸、乙二醇等，常用的磨料有氧化铝、氧化硅等。
在选择抛光液和磨料时，需要考虑铌酸锂晶片的材料特性和抛光要求，以达到最佳的抛光效果。
此外，抛光机器的参数设置也对抛光效果有很大影响。
如转速、压力、温度等参数需要根据具体情况进行调整，以达到最佳的抛光效果。
总之，铌酸锂晶片化学机械抛光是一种重要的表面处理技术，在微电子、光电子、光学和精密机械加工等领域有着广泛的应用前景。
通过选择合适的抛光液和磨料，并根据具体情况进行参数设置，可以得到高质量、高光洁度的表面，提高器件的性能和可靠性。
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收稿日期:2005204220;修订日期:2005207228
基金项目:天津市重大攻关项目资助(043801211)作者简介:王娟(19762),女,山西省五台县人,在读博士,研究方向为半导体材料与工艺。
文章编号:100328213(2005)0420065204
蓝宝石衬底片化学机械抛光的研究
王 娟,刘玉岭,檀柏梅,李薇薇,周建伟,牛新环(河北工业大学微电子研究所,天津300130)
摘要:
为了提高蓝宝石化学机械抛光(CMP)效果,对其抛光工艺进行了研究。采用
SiO2磨料对蓝宝石衬底片进行抛光,分析了抛光时的温度、pH条件、磨料粒径及浓
度,结果表明,采用80nm大粒径、高浓度的SiO2磨料,既可以保证抛光速率,又能得到良好的表面状态;当pH值在10～12时,可加速蓝宝石在碱性条件下的化学反应速率,从而提高抛光速率;在30℃时,能较好地平衡化学作用与机械作用,获得平滑表面;加入适量添加剂,可增大反应产物的体积,易于提高机械作用的效果,以获得较高的去除速率。关 键 词:蓝宝石;化学机械抛光;纳米硅溶胶中图分类号:TN30512 文献标识码:A
1 引言蓝宝石具有很好的热特性、电气特性和介电特性,并且耐化学腐蚀,对红外线透过率高,故被广泛应用于固体激光器、红外窗口探测器、发光二极管衬底片、精密耐磨轴承等高技术领域,如导弹红外窗口和高温压敏传感器的窗口等。随着光电技术的飞速发展,光电器件对蓝宝石衬底材料需求量日益增加,为满足光学器件发展的需求,蓝宝石化学机械抛光(CMP)的技术及机理亟待研究。目前国内蓝宝石批量生产技术尚不成熟,生产蓝宝石衬底片时出现裂痕和崩边现象的衬底片高达5%～8%,在之后的研磨和抛光工序中所能达到的抛光和研磨速率也很低(1μm/h),加工常需数小时,并且很多经过加工之后的蓝宝石片由于表面划痕较重而导致返工,部分经过返工的蓝宝石片由于研磨抛光过度,以致厚度过薄而报废,大大增加了蓝宝石衬底片的加工成本。为此,本文进行了蓝宝石衬底片CMP的研究,分析了影响抛光的各种因素。
2 实验首先将陶瓷抛光盘放入恒温箱,从室温升高到一定温度,恒温一段时间后取出,然后将抛光蜡均匀涂抹在粘片处,并把蓝宝石基片轻轻置于其上,缓缓轻揉。再取另一个平滑的抛光盘轻放在上面,待冷却到室温后,用脱脂棉蘸酒精将蓝宝石基片表面及其周边处理干净。
第4期2005年12月微细加工技术MICROFABRICATIONTECHNOLOGY№14
Dec1,2005将硅溶胶、去离子水、螯合剂及表面活性剂按一定比例混合均匀,配制成抛光液,测定其pH值后待用。将抛光盘装到兰新通信设备公司生产的X6281521型抛光机(如图1所示)上,设定抛光温度、压力、抛光液流速等工艺参数,按一定的操作规程进行抛光。图1 X6281521型单片抛光机 抛光液的pH值采用METTLERTOLEDO320pHMeter酸度计测量(pH值测量范围0～14,精度0101),SiO2磨料的粒径大小与分布采用英国Marlven公司生产的ZetasizerHS3000型激光纳米粒度测试仪测量,基片厚度用抛光机自带的测厚仪进行测量,抛光后的蓝宝石衬底片表面形貌采用上海卓伦微纳米设备有限公司生产的MicroNanoSPM21型原子力显微镜观察。3 结果与讨论311 pH值的影响大量的实验证明,高pH值不仅能有效防止硅溶胶沉淀,还能增强抛光中的化学作用,提高去除速率,所以抛光液的pH值选取为10～12。采用实验室自行研制的二氧化硅水溶胶作磨料,用氢氧化钾来调节pH值。实验表明,在碱性抛光液中,随pH值的增加,抛光速率不断增大,这是由于蓝宝石为两性氧化物,随着碱性的增加,化学反应加快,
促使如下式所示的反应平衡向右移动。2Al2O3+4KOH4KAlO2+2H2O312 温度的影响温度是抛光中极为重要的工艺参数之一。当二氧化硅研磨剂与蓝宝石衬底片表面相互摩擦时,由于二氧化硅热传导性差,即使有水存在也会造成局部变热,影响化学反应和机械去除两个过程。故温度必须在合适的范围内,才能满足氧化物的平整化要求,得到完美的表面。实验表明,温度低于25℃时,抛光速率较低,随着温度上升,速率增加很快,当温度高于38℃后,增长变缓。低温下,化学反应速率较低,抛光速率较慢,且机械损伤严重,
表面平整度差;高温下,化学反应速率高,表面平整度好,但化学腐蚀严重,表面完美性差,且随着温度上升,抛光速率受到反应物去除速率限制,增长很慢。综合分析以上因素,
30℃为抛光时的最佳温度。313 磨料粒径、浓度及流速的影响本研究用不同粒径的硅溶胶研磨料配制抛光浆料进行CMP上机实验(其它添加剂相同),以研究粒径对CMP去除速率的影响。三种抛光浆料中研磨料平均粒径分别为40
nm,80nm和120nm,结果表明,其它条件相同的情况下,随着研磨料粒径的增大,蓝宝石CMP去除速率增大。这是因为增大粒径就能增强表面的机械磨削能力,进而提高抛光速率。浆料浓度对CMP去除速率也有影响,故以相同粒径的研磨料配制不同浓度的抛光浆料上机进行CMP实验,研究浓度对CMP的影响。实验以80nm的研磨料分别配制成浓度为10%,15%,20%和30%的抛光浆料进行对比。结果表明,在其它条件相同的情况
66微细加工技术2005年
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表1 采用硅溶胶研磨料配制抛光
浆料CMP测试数据μm
样品1
#2#3#4#5#6#
抛光前厚度280102851027010277102791027815
抛光后厚度274102791526410271102741027310
去除层厚度610515610610510515
采用原子力显微镜从不同角度观测了抛光后蓝宝石的表面形貌,结果如图2所示。由图可以看出,在161795μm×161795μm的范围内,其表面粗糙度较低,表面状态较好。
4 结论 实验从pH值、温度、磨料粒径、浓度、流
76第4期 王娟等:蓝宝石衬底片化学机械抛光的研究图2 抛光以后AFM图
速及各种辅助剂等多方面因素对蓝宝石衬底
片抛光的影响进行了研究,在pH值为10～12,温度为30℃的条件下,采用配入适量螯合剂、络合剂及活性剂的大粒径、高浓度的硅溶胶碱性抛光液可以达到较好的蓝宝石衬底片抛光效果,且去除速率高,表面粗糙度低。
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