本發(fā)明涉及藍(lán)寶石基片制備領(lǐng)域，具體涉及一種藍(lán)寶石基片制作方法。
背景技術(shù)：
藍(lán)寶石俗稱剛玉，具有優(yōu)良的機(jī)械、光學(xué)、化學(xué)、電學(xué)特性，并且能夠耐高溫，抗輻射被廣泛用于耐磨器件、光學(xué)窗口、襯底材料、導(dǎo)彈整流罩等領(lǐng)域。
現(xiàn)有的藍(lán)寶石基片研磨后殘留的研磨液清洗難度較大，根據(jù)研磨液成分不同，通常采用無(wú)機(jī)酸腐蝕、強(qiáng)氧化、絡(luò)合、氧化還原、有機(jī)溶劑的清洗方法來(lái)去除研磨、拋光帶來(lái)的臟污雜質(zhì)，但仍存在較大比例的基片在清洗過(guò)程中還會(huì)形成二次表面污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改進(jìn)的藍(lán)寶石基片制作方法。
為了解決上述問(wèn)題，采用的技術(shù)方案為：一種藍(lán)寶石基片制作方法，包括以下步驟：
（1）將一晶棒切割成多片晶圓；
（2）將晶圓放入研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液A，研磨4-5小時(shí)，得到晶圓粗料；
（3）將晶圓粗料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液B，研磨7-8小時(shí)，得到晶圓細(xì)磨料；
（4）將晶圓細(xì)磨料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將拋光墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液C，對(duì)晶圓細(xì)磨料進(jìn)行拋光，至得到所需粗糙度的藍(lán)寶石基片；
其中，所述研磨液A主要成分由微米級(jí)碳化硅10-12份，微米級(jí)石英砂12-14份，黃腐酸3-5份，水50-60份組成；其中碳化硅采用3-4wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理10-20min，溶液用量為碳化硅體積的1.5-2倍；石英砂采用1-2 wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理10-20min，溶液用量為石英砂體積的1.5-2倍；黃腐酸采用5-7wt.%的H2O2溶液攪拌溶解后，靜置1-2小時(shí)，然后在60-70℃保溫1-1.5小時(shí)；將處理后的含碳化硅的溶液與含石英砂的溶液混合后，根據(jù)氫氧化鈉的含量滴加鹽酸，中和掉80%的氫氧化鈉，然后將處理后的混合物在攪拌狀態(tài)下緩慢加入預(yù)處理的黃腐酸溶液中，繼續(xù)加水至要求的用水量，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速100-150r/min，攪拌1-2小時(shí)，得到藍(lán)寶石研磨液；
所述研磨液B為研磨液A經(jīng)40%的稀釋獲得；
所述研磨液C為研磨液A經(jīng)10%的稀釋獲得。
經(jīng)本發(fā)明的方法所制備的藍(lán)寶石基片在進(jìn)一步加工前進(jìn)行超聲清洗，方法為：采用去離子水在溫度30-50℃條件下連續(xù)超聲清洗三次，每次超聲清洗的時(shí)間為5-10min，每次超聲清洗后，用去離子水噴淋清洗10-20s。
本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明采用同一系列的研磨液對(duì)藍(lán)寶石基片進(jìn)行研磨和拋光處理。由于研磨液的分散懸浮介質(zhì)是經(jīng)特定處理的黃腐酸，處理后的碳化硅與石英砂部分會(huì)被黃腐酸大分子的基團(tuán)空間腔隙和分子間作用力捕捉，形成假態(tài)螯合，一方面黃腐酸的“包裹”作用，能夠進(jìn)一步提高研磨顆粒的細(xì)膩程度，達(dá)到亞微米級(jí)別磨料的研磨效果；另一方面，黃腐酸大分子的易溶解性質(zhì)，使得拋光的藍(lán)寶石基片后期清洗工藝更加簡(jiǎn)單，不需要采用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等化學(xué)物質(zhì)，避免的清洗過(guò)程的二次污染。
具體實(shí)施方式
下面的實(shí)施例可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1
一種藍(lán)寶石基片制作方法，包括以下步驟：
（1）將一晶棒切割成多片晶圓；
（2）將晶圓放入研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液A，研磨4-5小時(shí)，得到晶圓粗料；
（3）將晶圓粗料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液B，研磨7-8小時(shí)，得到晶圓細(xì)磨料；
（4）將晶圓細(xì)磨料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將拋光墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液C，對(duì)晶圓細(xì)磨料進(jìn)行拋光，至得到所需粗糙度的藍(lán)寶石基片；研磨液A的制備方法為：主要原料碳化硅10份，石英砂12份，黃腐酸3份，水50份；碳化硅采用3wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理15min，溶液用量為碳化硅體積的1.6倍；石英砂采用1 wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理10min，溶液用量為石英砂體積的1.6倍；黃腐酸采用5wt.%的H2O2溶液攪拌溶解后，靜置1.5小時(shí)，然后在66℃保溫1.2小時(shí)。將預(yù)處理的含碳化硅的溶液與含石英砂的溶液混合后，根據(jù)氫氧化鈉的含量滴加鹽酸，中和掉80%的氫氧化鈉，然后將處理后的混合物在攪拌狀態(tài)下緩慢加入預(yù)處理的黃腐酸溶液中，繼續(xù)加水至要求的用水量，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速100r/min，攪拌1小時(shí)，得到研磨液A。
實(shí)施例2
一種藍(lán)寶石基片制作方法，包括以下步驟：
（1）將一晶棒切割成多片晶圓；
（2）將晶圓放入研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液A，研磨4-5小時(shí)，得到晶圓粗料；
（3）將晶圓粗料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液B，研磨7-8小時(shí)，得到晶圓細(xì)磨料；
（4）將晶圓細(xì)磨料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將拋光墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液C，對(duì)晶圓細(xì)磨料進(jìn)行拋光，至得到所需粗糙度的藍(lán)寶石基片；
研磨液A的制備方法為：主要原料碳化硅11份，石英砂13份，黃腐酸5份，水55份；碳化硅采用4wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理15min，溶液用量為碳化硅體積的2倍；石英砂采用2 wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理10min，溶液用量為石英砂體積的2倍；黃腐酸采用7wt.%的H2O2溶液攪拌溶解后，靜置1小時(shí)，然后在65℃保溫1小時(shí)。將預(yù)處理的含碳化硅的溶液與含石英砂的溶液混合后，根據(jù)氫氧化鈉的含量滴加鹽酸，中和掉80%的氫氧化鈉，然后將處理后的混合物在攪拌狀態(tài)下緩慢加入預(yù)處理的黃腐酸溶液中，繼續(xù)加水至要求的用水量，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速100r/min，攪拌2小時(shí)，得到藍(lán)寶石研磨液。
實(shí)施例3
一種藍(lán)寶石基片制作方法，包括以下步驟：
（1）將一晶棒切割成多片晶圓；
（2）將晶圓放入研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液A，研磨4-5小時(shí)，得到晶圓粗料；
（3）將晶圓粗料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液B，研磨7-8小時(shí)，得到晶圓細(xì)磨料；
（4）將晶圓細(xì)磨料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將拋光墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液C，對(duì)晶圓細(xì)磨料進(jìn)行拋光，至得到所需粗糙度的藍(lán)寶石基片；
研磨液A的制備方法為：主要原料碳化硅12份，石英砂14份，黃腐酸5份，水60份；碳化硅采用3wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理20min，溶液用量為碳化硅體積的1.5倍；石英砂采用2 wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理15min，溶液用量為石英砂體積的1.5倍；黃腐酸采用6wt.%的H2O2溶液攪拌溶解后，靜置2小時(shí)，然后在70℃保溫1.5小時(shí)。將預(yù)處理的含碳化硅的溶液與含石英砂的溶液混合后，根據(jù)氫氧化鈉的含量滴加鹽酸，中和掉80%的氫氧化鈉，然后將處理后的混合物在攪拌狀態(tài)下緩慢加入預(yù)處理的黃腐酸溶液中，繼續(xù)加水至要求的用水量，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速100r/min，攪拌1.5小時(shí)，得到藍(lán)寶石研磨液。
實(shí)施例4
一種藍(lán)寶石基片制作方法，包括以下步驟：
（1）將一晶棒切割成多片晶圓；
（2）將晶圓放入研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液A，研磨4-5小時(shí)，得到晶圓粗料；
（3）將晶圓粗料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將研磨墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液B，研磨7-8小時(shí)，得到晶圓細(xì)磨料；
（4）將晶圓細(xì)磨料取出，采用30-50℃溫水超聲清洗3-5min后，放入另一臺(tái)研磨機(jī)中，將拋光墊粘貼到研磨機(jī)的上盤與下盤，加入研磨液C，對(duì)晶圓細(xì)磨料進(jìn)行拋光，至得到所需粗糙度的藍(lán)寶石基片；
研磨液A的制備方法為：主要原料碳化硅12份，石英砂12份，黃腐酸4份，水58份；碳化硅采用3.5wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理10min，溶液用量為碳化硅體積的2倍；石英砂采用1.5 wt.%的氫氧化鈉溶液在攪拌狀態(tài)下超聲處理10min，溶液用量為石英砂體積的1.5倍；黃腐酸采用5t.%的H2O2溶液攪拌溶解后，靜置1.5小時(shí)，然后在60℃保溫1小時(shí)。將預(yù)處理的含碳化硅的溶液與含石英砂的溶液混合后，根據(jù)氫氧化鈉的含量滴加鹽酸，中和掉80%的氫氧化鈉，然后將處理后的混合物在攪拌狀態(tài)下緩慢加入預(yù)處理的黃腐酸溶液中，繼續(xù)加水至要求的用水量，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速150r/min，攪拌1小時(shí)，得到藍(lán)寶石研磨液。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，以上實(shí)施例僅是示例性實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。