[发明专利]一种蓝宝石衬底片浸没式化学机械抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石衬底片浸没式化学机械抛光方法，属于蓝宝石衬底片化学机械抛光加工工艺领域。

背景技术

蓝宝石单晶材料具有硬度高、熔点高、透光性好、电绝缘性优异、化学性能稳定等特点，广泛用于半导体氮化镓（GaN）发光二极管的外延衬底材料。

为了制备高质量的外延薄膜，提高发光效率，蓝宝石衬底片必须进行表面精密抛光处理。目前，蓝宝石衬底片主要采用化学机械抛光方法进行加工，然而传统的加工方法存在以下问题：加工过程中抛光垫直接暴露在空气中，表面仅有一层薄薄的抛光液覆盖，抛光垫表面温度会随着抛光时间的加长而升高，进而导致抛光垫产生脱胶、鼓泡现像，造成蓝宝石衬底片镶嵌到吸附垫内，缩短抛光垫、吸附垫使用寿命，严重时直接导致吸附垫、抛光垫、蓝宝石衬底片全部报废；同时，蓝宝石衬底片为水平放置，抛光过程中产生的微型颗粒物附着在抛光垫表面不易脱落，微型颗粒物会导致蓝宝石衬底片表面产生微划痕，影响蓝宝石衬底片表面抛光质量。

发明内容

本发明是针对现有技术的缺陷，提供一种蓝宝石衬底片浸没式化学机械抛光方法，具有抛光过程中抛光垫表面温度温升小，抛光垫、吸附垫使用寿命长，同时，抛光过程中蓝宝石衬底片表面无微划痕的化学机械抛光方法。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的。

一种蓝宝石衬底片浸没式化学机械抛光方法，其抛光方法如下：

（1）预处理

①将铜抛后清洗干净的蓝宝石衬底片用吸附垫贴合在硬质陶瓷盘上，随后将贴好蓝宝石衬底片的硬质陶瓷盘放在反渗透纯水中浸泡15分钟，此时检查蓝宝石衬底片下有无气泡和颗粒物，得贴好蓝宝石衬底片的硬质陶瓷盘；

②将贴好蓝宝石衬底片的硬质陶瓷盘安装于抛光机设备主轴上，并用卡扣卡死固定，将抛光垫装于旋转底盘上；

③将反渗透纯水与二氧化硅抛光液混合得混合液，反渗透纯水与二氧化硅抛光液的体积比为5:2，随后将混合液加入抛光机内，混合液液位保持在抛光液上限液位线和抛光液下限液位线之间,所述抛光液上限液位线高度为H1，抛光液下限液位线高度为H2，硬质陶瓷盘直径为d，0.8d≦H2＜H1≦d；

（2）抛光

①调节抛光机的主轴与旋转底盘之间的压力为0.6～1.8 kg/cm²，并将抛光机主轴转速设定为80～120 rpm，将旋转底盘转速设定为40～80 rpm；

②启动抛光机，进行蓝宝石衬底片抛光，抛光的加工时长为40～80min，得抛光好的蓝宝石衬底片；

（3）清洗

①将步骤（2）②所得抛光好的蓝宝石衬底片和硬质陶瓷盘取下，放入反渗透纯水中浸泡30分钟后取出抛光好的蓝宝石衬底片，随后用反渗透纯水冲洗抛光好的蓝宝石衬底片2分钟，得清洗好的蓝宝石衬底片；

②将清洗好的蓝宝石衬底片从硬质陶瓷盘上取下，放入晶片盒内，得蓝宝石衬底片成品。

上述一种蓝宝石衬底片浸没式化学机械抛光方法，其中，抛光时蓝宝石衬底片为垂直放置，抛光过程中吸附垫、蓝宝石衬底片、抛光垫均浸没在反渗透纯水与二氧化硅抛光液混合得混合液内。

本发明的有益效果为：

本发明采用浸没式的方法，抛光时使混合液保持在抛光液上、下限液位线之间，避免抛光垫裸露在空气中，使抛光过程中抛光垫表面温度温升小，从而避免抛光垫表面温度会随着抛光时间的加长而升高，导致抛光垫产生脱胶、鼓泡的现像，使蓝宝石衬底片不易镶嵌到吸附垫内，便于增加抛光垫、吸附垫使用寿命，减小成本；同时，蓝宝石衬底片为垂直放置，抛光过程中产生的微型颗粒物不容易附着在抛光垫上，从而避免抛光过程中产生微划痕，减少抛光表面的划痕数量，提高抛光效果。

本发明提供一种抛光过程中抛光垫表面温度温升小，抛光垫、吸附垫使用寿命长，且抛光后的蓝宝石衬底片无划痕的化学机械抛光方法。

附图说明

图1为本发明抛光结构及原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。

实施例1

一种蓝宝石衬底片浸没式化学机械抛光方法，其抛光方法如下：

（1）预处理

①将铜抛后清洗干净的2英寸蓝宝石衬底片100片用吸附垫贴合在硬质陶瓷盘上，每个硬质陶瓷盘贴合25片，随后将贴好蓝宝石衬底片的硬质陶瓷盘放在反渗透纯水中浸泡15分钟，此时检查蓝宝石衬底片下有无气泡和颗粒物，得贴好蓝宝石衬底片的硬质陶瓷盘1；