[发明专利]铌酸锂晶体化学机械抛光后的应力控制方法

说明书

技术领域

本发明属于CMP后的应力控制方法，特别是涉及铌酸锂晶体碱性抛光后的应力控制方法。

背景技术

铌酸锂晶体是一种人工晶体。由于其具有铁电、压电、热电、电光、声光和光折变效应等多种性质而被广泛用于制作各类声表面波、电光和非线性光学器件。近年来，随着稀土掺杂工程、畴工程和近化学计量比晶体生长与后加工技术的完善，有关LiNbO₃波导、LiNbO₃光电和光子学器件功能、性能的研究急剧增加，使其可能成为光通信、军事对抗、光学数据存储、光陀螺仪、光学遥感、激光技术等领域的关键元器件制作的光学硅材料。

随光电子技术发展，铌酸锂晶体制作超精密元器件的需求与日俱增。铌酸锂晶体加工对温度具有敏感性，主热膨胀系数(a11＝15.4×10^-6/K a33＝7.5×10^-6/K)，与粘贴铌酸锂晶体的抛光盘热膨胀系数不匹配，传统生产工艺下CMP刚刚完成在后续CMP后清洗时，水抛清洗液流量相对CMP过程中抛光液流量瞬间加大数倍，由于CMP后铌酸锂晶体表面经CMP过程而具有较高的温度，导致晶片表面热应力远高于晶片内部热应力，这种表面瞬时热应力与残余热应力无法快速释放，产生的内外热应力差使铌酸锂晶体价键扭曲、破坏，易造成铌酸锂晶体的开裂、碎晶，从而大大降低铌酸锂晶体加工良率，存在加工质量难以控制的问题。

本发明通过铌酸锂晶体CMP后的应力控制，有效解决铌酸锂加工存在开裂、碎晶这一问题。铌酸锂晶体化学机械抛光后CMP刚刚完成在后续CMP后清洗时，采用逐渐缓慢加大水抛清洗液流量，充分释放铌酸锂晶体表面的热应力，达到铌酸锂晶体内外热应力一致，从而有效地避免了铌酸锂晶体清洗过程中易产生上述开裂、碎晶的问题发生，大大提高了铌酸锂晶体因开裂、碎晶导致的加工良率，完美实现了铌酸锂晶体CMP后的应力控制，大大提高了铌酸锂晶体加工的生产效率。

发明内容

本发明是为了解决公知铌酸锂晶体CMP后、清洗过程中因晶体表面与内部热应力差易造成开裂、碎晶的问题。通过铌酸锂晶体CMP后的应力控制，即在CMP刚刚完成、后续清洗过程中采用采用逐渐缓慢加大水抛清洗液流量，充分释放铌酸锂晶体表面的热应力，达到铌酸锂晶体内外热应力一致，从而有效地避免了铌酸锂晶体清洗过程中易产生上述开裂、碎晶的问题发生，大大提高了铌酸锂晶体因开裂、碎晶导致的加工良率，完美实现了铌酸锂晶体CMP后的应力控制，大大提高了铌酸锂晶体加工的生产效率。由此而公开一种简便易行、高效率的铌酸锂晶体CMP后的应力控制方法。

本发明的铌酸锂晶体CMP后应力的控制方法步骤如下：

(1)铌酸锂晶体CMP后立即进行水抛清洗，水抛清洗液初始流量设定为CMP过程的抛光液流速200ml/min-400ml/min，所述水抛液为含有0.5-3％非离子表面活性剂的去离子水；

(2)逐步增大水抛液流速到5000ml/min-7000ml/min，上述水抛过程持续30秒-5分钟，然后停止水抛，过程结束。

所述步骤(1)的非离子表面活性剂为FA/O表面活性剂、Oπ-7((C₁₀H₂₁-C₆H₄-O-CH₂CH₂O)₇-H)、Oπ-10((C₁₀H₂₁-C₆H₄-O-CH₂CH₂O)₁₀-H)、O-20(C_12-18H_25-37-C₆H₄-O-CH₂CH₂O)₇₀-H)或聚氧乙烯仲烷基醇醚。

本发明中采用方法的作用为：