本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料晶片平坦化研磨加工技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種適用于硬脆易解理單晶氧化鎵(β-Ga2O3)晶片的高效低損傷研磨方法。
背景技術(shù):
氧化鎵作為新型氮化鎵襯底材料,晶格失配率低、禁帶寬度高,兼具藍(lán)寶石的透光性和碳化硅的導(dǎo)電性等優(yōu)良特性,是代替氧化鋁和碳化硅的更為理想的GaN襯底材料,在光電器件領(lǐng)域具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。
隨著高亮、高效LED技術(shù)的發(fā)展,對(duì)半導(dǎo)體晶片表面超精密加工質(zhì)量提出了更為苛刻的要求,不僅要確保晶片表面高度完整性,最終表面粗糙度的要求也達(dá)到了亞納米級(jí)。研磨加工旨在去除晶片切割時(shí)產(chǎn)生的鋸痕、微裂紋和亞表面損傷等變質(zhì)層,作為化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)獲得超光滑無損表面之前的關(guān)鍵工藝步驟,顯得尤為重要。
單晶氧化鎵材料不僅具有與氧化鋁和碳化硅等光電子材料類似的硬脆性特征,還具有獨(dú)特的易解理特性,研磨等伴有晶體破碎去除的加工過程中會(huì)產(chǎn)生解理裂紋、層間解理剝離和解理坑等典型的解理缺陷,對(duì)研磨壓力、磨粒粒度、內(nèi)部應(yīng)力和加工過程溫度等極具敏感,進(jìn)而影響后續(xù)拋光加工的整體效率和質(zhì)量。
目前,適用于氧化鋁、碳化硅、硅等晶體材料晶片的研磨方法,在磨料種類及粒度的選取、研磨壓力、研磨速率、殘余應(yīng)力的控制等方面,并沒有充分考慮單晶氧化鎵材料本身典型的硬脆易解理特性。使用現(xiàn)有氧化鋁、碳化硅、硅等晶體材料晶片的研磨方法對(duì)單晶氧化鎵晶片進(jìn)行研磨加工時(shí),易產(chǎn)生嚴(yán)重的解理裂紋、層間解理剝離和解理坑等解理缺陷,晶片表面完整性較低、表面損傷層厚度較大,難以實(shí)現(xiàn)單晶氧化鎵晶片的低成本、高質(zhì)高效加工。
因此,對(duì)于單晶氧化鎵晶片研磨方法的研究,顯得尤為迫切!本發(fā)明鑒于此需求,經(jīng)系列化研磨加工實(shí)驗(yàn)篩選,優(yōu)選出一種適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中,針對(duì)現(xiàn)有研磨方法情況下,單晶氧化鎵晶片研磨加工表面質(zhì)量不高,易產(chǎn)生解理裂紋、層間解理剝離和解理坑等解理缺陷,嚴(yán)重影響晶片后續(xù)超光滑無損表面化學(xué)機(jī)械拋光加工的效率、質(zhì)量與成本,提出一種適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法。
技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明所采用的主要技術(shù)方案為:
一種適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,包括以下步驟:
a、粗研磨前退火預(yù)處理:
將所述待加工的單晶氧化鎵切割晶片裝載到陶瓷工裝架上,再把陶瓷工裝架置于退火爐內(nèi)的晶缽內(nèi),向晶缽內(nèi)加入氧化鎵晶體粉末,直至填滿晶片與陶瓷工裝架和晶缽之間的間隙,并用氧化鎵晶體粉末覆蓋需經(jīng)退火處理的單晶氧化鎵切割晶片,然后通入保護(hù)氣體氮?dú)猓懦鐾嘶馉t內(nèi)空氣,然后加熱進(jìn)行退火處理;
b、粗研磨:將步驟a粗研磨前退火預(yù)處理后的單晶氧化鎵晶片取出,置于鑄鐵盤雙面研磨機(jī)的行星輪的圓形預(yù)留腔內(nèi),行星輪上的輪齒分別與中心輪、外齒圈相嚙合,控制上研磨盤的調(diào)節(jié)氣缸,使上研磨盤下移與待加工單晶氧化鎵晶片上表面均勻接觸;然后向上研磨盤、下研磨盤和單晶氧化鎵晶片之間持續(xù)通入抗解理懸浮研磨液,增加研磨時(shí)的潤(rùn)滑和切削力;
然后啟動(dòng)鑄鐵盤雙面研磨機(jī),調(diào)節(jié)控制上研磨盤和下研磨盤反向轉(zhuǎn)動(dòng),行星輪在中心輪和外齒圈的共同作用下與下研磨盤同向公轉(zhuǎn),形成研磨切削作用,對(duì)單晶氧化鎵晶片上、下表面同步對(duì)稱研磨;中心輪由減速機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng);
c、粗研磨后的退火預(yù)處理:
取步驟b粗研磨后的單晶氧化鎵晶片,重復(fù)上述步驟a,對(duì)粗研磨后的單晶氧化鎵晶片再次進(jìn)行退火預(yù)處理;
d、貼片:
將步驟c退火預(yù)處理的單晶氧化鎵晶片置于半自動(dòng)貼片機(jī)上的晶片放置槽內(nèi),對(duì)單晶氧化鎵晶片進(jìn)行加熱;在單晶氧化鎵晶片粘貼面添加液體蠟并甩蠟,甩蠟時(shí)轉(zhuǎn)速為500~1000r/min,使液態(tài)蠟均勻分布于單晶氧化鎵晶片的背面;然后將上蠟后的單晶氧化鎵晶片移至真空吸盤上,通過帶有真空吸盤的機(jī)械臂將單晶氧化鎵晶片貼附于直徑為300mm的陶瓷盤上,貼片后蠟層厚度<2μm;貼片結(jié)束后將陶瓷盤移至冷卻裝置上進(jìn)行冷卻;
e、精研磨:
將所述貼片完成后的陶瓷盤安裝在單面研磨機(jī)的磨頭上,在研磨盤上放置聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊,調(diào)節(jié)與磨頭相連的氣缸結(jié)構(gòu),然后由電機(jī)帶動(dòng)研磨盤轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行精研磨;所述的聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊上開設(shè)有去離子水添加槽,精研磨過程中去離子水流量控制在8~15ml/min。
作為優(yōu)選方案,以上所述的適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,步驟a所述粗研磨前退火預(yù)處理采用三段式退火方法,退火爐內(nèi)的單晶氧化鎵切割晶片先在200~300℃下進(jìn)行3~5h的持續(xù)保溫退火;然后在600~800℃下進(jìn)行6~10h的持續(xù)保溫退火;然后再在1000~1200℃下進(jìn)行的10~16h持續(xù)保溫退火,最后以每小時(shí)20~30℃降溫至室溫,出爐。
作為優(yōu)選方案,以上所述的適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,步驟b所述所述向行星輪圓形預(yù)留腔內(nèi)放置單晶氧化鎵晶片晶片時(shí),單晶氧化鎵晶片表面沾水,單晶氧化鎵晶片放在行星輪圓形預(yù)留腔內(nèi)后,再刷一遍抗解理懸浮研磨液或去離子水,保持水潤(rùn)。
作為優(yōu)選方案,以上所述的適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,步驟b所述粗研磨,上研磨盤施加的壓力為200~300g/cm2,上研磨盤的轉(zhuǎn)速為13~20r/min,下研磨盤的轉(zhuǎn)速為28~40r/min,外齒圈的轉(zhuǎn)速為8~15r/min、中心輪的轉(zhuǎn)速為4~30r/min,抗解理懸浮研磨液的流量控制在20~30ml/min。
作為優(yōu)選方案,以上所述的適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,所述的抗解理懸浮研磨液由下列重量百分比的原料制成:
氧化鋁微粉:5~10%;分散觸變劑:3~5%;表面活性劑:5~10%;煤油:45~50%;烷烴:25~30%;pH值調(diào)節(jié)劑:2~3%;消沫劑:0.02%;殺菌劑:0.02%;助清洗劑:0.05%。
作為優(yōu)選方案,以上所述的適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,步驟b鑄鐵盤雙面研磨機(jī)的行星輪厚度比單晶氧化鎵晶片厚度薄0.15~0.2mm。
作為優(yōu)選方案,以上所述的適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,所述的聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊的粒徑范圍為1.5~3.5μm,氧化鋁微粉為α-Al2O3,純度99.9%以上。
作為優(yōu)選方案,以上所述的適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,步驟e精研磨過程中,研磨壓力為150~200g/cm2,研磨盤轉(zhuǎn)速為10~60r/min,陶瓷盤轉(zhuǎn)速為10~40r/min,研磨溫度為30~40℃。
本發(fā)明提供的研磨方法采用粗研磨和精研磨相組合的研磨方法,粗研磨旨在快速去除氧化鎵晶片表面切割后殘留的線痕、微裂紋和亞表面損傷等較深的變質(zhì)層,有效提高研磨加工效率;精研磨旨在進(jìn)一步去除氧化鎵晶片表面粗研磨后殘留的損傷變質(zhì)層,有效提高晶片表面加工質(zhì)量。粗研磨工序采用鑄鐵盤雙面研磨,同步去除氧化鎵晶片兩個(gè)平面上切割殘留的較深的變質(zhì)層,避免后續(xù)加工過程中兩平面表面因損傷變質(zhì)層和應(yīng)力分布的過度不對(duì)稱形成過大的應(yīng)力差值,引起晶片彎曲度、平整度指標(biāo)下降。
本發(fā)明通過大量實(shí)驗(yàn)篩選,在粗研磨加工中使用抗解理懸浮研磨液,該研磨液懸浮狀態(tài)穩(wěn)定,長(zhǎng)時(shí)間放置后無明顯組分物質(zhì)沉淀,研磨液磨粒分散均勻,可抑制磨粒團(tuán)聚或者沉淀,減少研磨加工中晶片表面的受力不均勻及應(yīng)力集中,有效防止解理裂紋、層間解理剝離和解理坑等解理缺陷的產(chǎn)生。
本發(fā)明通過大量實(shí)驗(yàn)篩選,精研磨采用聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊單面研磨,研磨墊表層與水性研磨液接觸,軟化后具有一定粘彈性,可調(diào)節(jié)改善精研磨加工中磨粒受力的均勻性,有效保證后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光所要求的高完整性和低損傷層深度的晶體表面質(zhì)量。上述抗解理懸浮研磨液和聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊的使用,可大大減少對(duì)切割表面殘留的微裂紋、應(yīng)力損傷層等缺陷的力學(xué)擴(kuò)展作用,有效抑制氧化鎵晶片研磨加工解理缺陷的產(chǎn)生。此外,聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊非觸水基質(zhì)部分的形狀保持較強(qiáng)的穩(wěn)定性,有助于晶片優(yōu)良平整度的保持。
本發(fā)明通過大量實(shí)驗(yàn)篩選,在粗研磨和精研磨加工前均對(duì)待加工晶片進(jìn)行了優(yōu)選溫度和時(shí)間的退火預(yù)處理,可有效釋放晶片上殘留的應(yīng)力缺陷,可解決加工晶片應(yīng)力不對(duì)稱引起的翹曲度、平整度較差的缺陷,提高晶片后續(xù)加工的整體質(zhì)量。使用本發(fā)明所涉及的研磨方法加工氧化鎵晶片,材料去除速率快、加工效率高,晶片表面較為光滑,無明顯劃痕、解理裂紋、層間解理剝離和解理坑等缺陷,可獲得表面完整性較高及表面損傷層較低的高質(zhì)量晶片。
本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明所涉及的研磨方法分為粗研磨和精研磨兩道工序,充分融合了粗研磨有助于提高材料加工去除效率與精研磨有助于改善晶片表面加工質(zhì)量的雙重優(yōu)點(diǎn),晶片研磨加工材料去除速率快,晶片表面較為光滑,無明顯劃痕、解理裂紋、層間解理剝離和解理坑等缺陷。
2.本發(fā)明所涉及的研磨方法中抗解理懸浮研磨液和聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊的使用,有助于改善研磨加工過程中磨粒與加工表面接觸受力的均勻性,減少對(duì)切割表面殘留的微裂紋、應(yīng)力損傷層等缺陷的力學(xué)擴(kuò)展作用,有效抑制氧化鎵晶片研磨加工解理缺陷的產(chǎn)生。
3.本發(fā)明所涉及的研磨方法采用雙面鑄鐵盤粗研磨,晶片上、下兩個(gè)平面損傷變質(zhì)層和應(yīng)力分布的對(duì)稱性和均勻性良好,聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊非觸水基質(zhì)部分的形狀保持較強(qiáng)的穩(wěn)定性,研磨加工后晶片彎曲度和平整度優(yōu)良。
4.本發(fā)明所涉及的研磨方法采用優(yōu)選條件的退火預(yù)處理,有效解決加工晶片應(yīng)力不對(duì)稱引起的翹曲度、平整度較差的缺陷。
5.本發(fā)明所涉及的研磨方法加工效率高、晶片表面質(zhì)量好,且選用成本較低的氧化鋁磨料,有效降低了研磨加工成本。
使用本發(fā)明研磨方法對(duì)氧化鎵晶片進(jìn)行研磨加工,粗研磨材料去除率為3.2μm/min,表面粗糙度Ra數(shù)值達(dá)到1.4μm,精研磨材料去除率為0.7μm/min,表面粗糙度Ra數(shù)值達(dá)到110nm。晶片彎曲度、平整性良好,平整度TTV(2英寸)<2μm,翹曲度Warp<3μm,可獲得少解理缺陷、低損傷層的研磨加工表面。
附圖說明
圖1是本發(fā)明步驟b粗研磨時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明步驟e精研磨時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡明本發(fā)明,應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實(shí)施例1一種適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,包括以下步驟:
a、粗研磨前退火預(yù)處理:將待加工單晶氧化鎵晶片裝載上架,放入退火爐中的晶缽內(nèi),加入氧化鎵晶體粉末并覆蓋晶片,通入氮?dú)馀懦諝?。先?00℃的較低溫區(qū)域進(jìn)行5h的持續(xù)保溫退火,然后在800℃的中溫區(qū)域進(jìn)行9h的持續(xù)保溫退火,進(jìn)一步在1200℃的高溫區(qū)域進(jìn)行的16h持續(xù)保溫退火,最后以每小時(shí)30℃降溫至室溫,出爐。
b、粗研磨:如圖1所示將步驟a粗研磨前退火預(yù)處理后的單晶氧化鎵晶片取出,置于鑄鐵盤雙面研磨機(jī)的行星輪1的圓形預(yù)留腔內(nèi),行星輪1上的輪齒分別與中心輪2、外齒圈3相嚙合,控制上研磨盤4的調(diào)節(jié)氣缸,使上研磨盤4下移與待加工單晶氧化鎵晶片5上表面均勻接觸;然后向上研磨盤4、下研磨盤6和單晶氧化鎵晶片5之間持續(xù)通入抗解理懸浮研磨液,增加研磨時(shí)的潤(rùn)滑和切削力;
然后啟動(dòng)鑄鐵盤雙面研磨機(jī),調(diào)節(jié)控制上研磨盤4和下研磨盤6反向轉(zhuǎn)動(dòng),行星輪1在中心輪2和外齒圈3的共同作用下與下研磨盤6同向公轉(zhuǎn),形成研磨切削作用,對(duì)單晶氧化鎵晶片5上、下表面同步對(duì)稱研磨;
具體工藝參數(shù)為研磨盤施加壓力300g/cm2,上研磨盤轉(zhuǎn)速為20r/min、下研磨盤轉(zhuǎn)速為40r/min,外齒圈轉(zhuǎn)速為15r/min、中心輪轉(zhuǎn)速為20r/min,抗解理懸浮研磨液的流量控制在30ml/min。
c、精研磨前退火預(yù)處理:將粗研磨后的氧化鎵晶片裝載上架,放入退火爐中的晶缽內(nèi),加入氧化鎵晶體粉末并覆蓋晶片,通入氮?dú)馀懦諝?。先?00℃的較低溫區(qū)域進(jìn)行3h的持續(xù)保溫退火,然后在600℃的中溫區(qū)域進(jìn)行6h的持續(xù)保溫退火,進(jìn)一步在1000℃的高溫區(qū)域進(jìn)行的10h持續(xù)保溫退火,最后以每小時(shí)20℃降溫至室溫,出爐。
d、貼片:采用AWB-300C型半自動(dòng)貼片機(jī),將所述粗研磨過后且再次經(jīng)過退火預(yù)處理的單晶氧化鎵晶片貼附于直徑為300mm的陶瓷盤上;在單晶氧化鎵晶片粘貼面添加液體蠟并甩蠟,甩蠟時(shí)轉(zhuǎn)速為500r/min,使液態(tài)蠟均勻分布于單晶氧化鎵晶片的背面;然后將上蠟后的單晶氧化鎵晶片移至真空吸盤上,通過帶有真空吸盤的機(jī)械臂將單晶氧化鎵晶片貼附于陶瓷盤7上;貼片結(jié)束后將陶瓷盤7移至冷卻裝置上進(jìn)行冷卻;
e、精研磨:如圖2所示,將所述貼片完成后的陶瓷盤7安裝在單面研磨機(jī)的磨頭8上,在研磨盤9上放置聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊10,調(diào)節(jié)與磨頭8相連的氣缸結(jié)構(gòu)11,然后由電機(jī)帶動(dòng)研磨盤9轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行精研磨;所述的聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊(10)上開設(shè)有去離子水添加槽12,精研磨過程中去離子水流量控制在15ml/min。
具體工藝參數(shù)為研磨壓力200g/cm2,研磨盤9直徑為914mm,研磨盤9轉(zhuǎn)速為28r/min,陶瓷盤7轉(zhuǎn)速為20r/min,研磨溫度為40℃。
使用上述研磨方法進(jìn)行單晶氧化鎵晶片的研磨實(shí)驗(yàn),采用Sartorisu CP 225D型精密電子天平(精度0.01mg),對(duì)精研磨前后氧化鎵晶片進(jìn)行稱重,粗研磨材料去除率為3.2μm/min,精研磨材料去除率為0.7μm/min。使用VK-X100/X200形狀測(cè)量激光顯微鏡檢測(cè)5×5μm平面區(qū)域內(nèi),粗研磨表面粗糙度Ra數(shù)值為1.416μm,精研磨表面粗糙度Ra數(shù)值為110nm,且精研磨加工結(jié)束后氧化鎵晶片表面完整,在燈光下觀察無明顯劃痕。由此可見,本發(fā)明實(shí)施例1中的研磨液適用于氧化鎵晶片的精研磨加工。
實(shí)施例2一種適用于硬脆易解理單晶氧化鎵晶片的高效低損傷研磨方法,包括以下步驟:
a、粗研磨前退火預(yù)處理:將待加工單晶氧化鎵晶片裝載上架,放入退火爐中的晶缽內(nèi),加入氧化鎵晶體粉末并覆蓋晶片,通入氮?dú)馀懦諝?。先?80℃的較低溫區(qū)域進(jìn)行4h的持續(xù)保溫退火,然后在750℃的中溫區(qū)域進(jìn)行9h的持續(xù)保溫退火,進(jìn)一步在1100℃的高溫區(qū)域進(jìn)行的15h持續(xù)保溫退火,最后以每小時(shí)30℃降溫至室溫,出爐。
b、粗研磨:如圖1所示將步驟a粗研磨前退火預(yù)處理后的單晶氧化鎵晶片取出,置于鑄鐵盤雙面研磨機(jī)的行星輪1的圓形預(yù)留腔內(nèi),行星輪1上的輪齒分別與中心輪2、外齒圈3相嚙合,控制上研磨盤4的調(diào)節(jié)氣缸,使上研磨盤4下移與待加工單晶氧化鎵晶片5上表面均勻接觸;然后向上研磨盤4、下研磨盤6和單晶氧化鎵晶片5之間持續(xù)通入抗解理懸浮研磨液,增加研磨時(shí)的潤(rùn)滑和切削力;
然后啟動(dòng)鑄鐵盤雙面研磨機(jī),調(diào)節(jié)控制上研磨盤4和下研磨盤6反向轉(zhuǎn)動(dòng),行星輪1在中心輪2和外齒圈3的共同作用下與下研磨盤6同向公轉(zhuǎn),形成研磨切削作用,對(duì)單晶氧化鎵晶片5上、下表面同步對(duì)稱研磨;
具體工藝參數(shù)為研磨盤施加壓力200g/cm2,上研磨盤轉(zhuǎn)速為13r/min、下研磨盤轉(zhuǎn)速為28r/min,外齒圈轉(zhuǎn)速為10r/min、中心輪轉(zhuǎn)速為16r/min,抗解理懸浮研磨液的流量控制在25ml/min。
c、精研磨前退火預(yù)處理:將粗研磨后的氧化鎵晶片裝載上架,放入退火爐中的晶缽內(nèi),加入氧化鎵晶體粉末并覆蓋晶片,通入氮?dú)馀懦諝?。先?20℃的較低溫區(qū)域進(jìn)行3h的持續(xù)保溫退火,然后在650℃的中溫區(qū)域進(jìn)行7h的持續(xù)保溫退火,進(jìn)一步在1000℃的高溫區(qū)域進(jìn)行的10h持續(xù)保溫退火,最后以每小時(shí)20℃降溫至室溫,出爐。
d、貼片:采用AWB-300C型半自動(dòng)貼片機(jī)將所述粗研磨過后且再次經(jīng)過退火預(yù)處理的單晶氧化鎵晶片,貼附于直徑為300mm的陶瓷盤上;在單晶氧化鎵晶片粘貼面添加液體蠟并甩蠟,甩蠟時(shí)轉(zhuǎn)速為1000r/min,使液態(tài)蠟均勻分布于單晶氧化鎵晶片的背面;然后將上蠟后的單晶氧化鎵晶片移至真空吸盤上,通過帶有真空吸盤的機(jī)械臂將單晶氧化鎵晶片貼附于陶瓷盤7上;貼片結(jié)束后將陶瓷盤7移至冷卻裝置上進(jìn)行冷卻;
貼片結(jié)束后的陶瓷盤移至冷卻裝置上進(jìn)行冷卻,準(zhǔn)備精研磨。
e、如圖2所示,將所述貼片完成后的陶瓷盤7安裝在單面研磨機(jī)的磨頭8上,在研磨盤9上放置聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊10,調(diào)節(jié)與磨頭8相連的氣缸結(jié)構(gòu)11,然后由電機(jī)帶動(dòng)研磨盤9轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行精研磨;所述的聚氨酯樹脂基粘彈性固結(jié)磨料研磨墊(10)上開設(shè)有去離子水添加槽12,精研磨過程中去離子水流量控制12ml/min。
具體工藝參數(shù)為研磨壓力160g/cm2,研磨盤9直徑為914mm,研磨盤9轉(zhuǎn)速為20r/min,陶瓷盤7轉(zhuǎn)速為25r/min,研磨溫度為36℃。
使用上述研磨方法進(jìn)行單晶氧化鎵晶片的研磨實(shí)驗(yàn),采用Sartorisu CP 225D型精密電子天平(精度0.01mg),對(duì)精研磨前后氧化鎵晶片進(jìn)行稱重,粗研磨材料去除率為2.9μm/min,精研磨材料去除率為0.6μm/min。使用VK-X100/X200形狀測(cè)量激光顯微鏡檢測(cè)5×5μm平面區(qū)域內(nèi),粗研磨表面粗糙度Ra數(shù)值為1.523μm,精研磨表面粗糙度Ra數(shù)值為141nm,且精研磨加工結(jié)束后氧化鎵晶片表面完整,在燈光下觀察無明顯劃痕。由此可見,本發(fā)明實(shí)施例2中的研磨液適用于氧化鎵晶片的精研磨加工。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。