浮剂选用丙三醇，分散剂选用羟甲基纤维素钠。当然悬浮剂也可以根 据需要选用聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠或甘二醇中的一种或几种；分散剂也可以选 用羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠、海藻酸钠或聚乙烯醇中的一种或几 种。研磨液按表1列表配方进行配置，分别命名为2-140、2-17和2-11.5。二氧化硅抛光 液采用典型的商用抛光液。优选中微力合的专用化学抛光液。
[0030] 表1.本发明提供的研磨液配方列表1
[0037] 采用本发明提供的研磨液配方，可使大粒径碳化硼颗粒在液相中悬浮，形成稳定 的溶胶体系。该方案使溶胶体系具有特殊的润滑、清洗和导热性能。使研磨过程产生的磨 肩被迅速带走，因此具有较高的切削速率。本实施例由于使用了粒径较小的研磨材料，使蓝 宝石晶面在抛光后获得较低的Ra值和TTV，为达到下一道研磨或抛光工段的预定Ra值节省 了较多处理时间，从整体设计工艺方案上节省处理时间，达到抛光效率倍增的效果。
[0038] 表2为本发明的具体实施例之一。蓝宝石晶片从研磨到抛光，2小时左右完成。为 了便于对比，表3列出了常用的蓝宝石抛光方案。该方案由3到工艺组成，分别为粗磨、中 磨和抛光。从研磨到抛光，使用5. 6小时。典型的研磨配方采用磨料与去离子水直接调配 为水砂浆溶胶混合物。本发明方案与传统方案最明显的区别在于，抛光工艺前采用了磨料 粒径不同。本发明在抛光工段前一道工艺中使用了型号为WL 5的碳化硼微粉，处理后晶片 表面的粗糙度低至13nm，距离抛光的目标粗糙度0. 5nm只相差12. 5nm，完成该目标所需时 间只需50分钟。而常用的方案中，抛光工段前一道工艺产生的粗糙度高达70nm，因此要在 抛光工段中达到预定粗糙度目标值需要耗费大量的处理时间，长达4小时。蓝宝石加工工 艺中，大部分加工时间都浪费在抛光工段中。
[0039] 从上述数据看，获得较低的晶面Ra和TTV可以减少下一道加工工段的加工时间， 从而提尚效率。
[0040] 实施例二：
[0041] 本发明还提供另一具体实施例进行详细阐述说明。该方案具体包含四道工艺，即 粗磨、中磨、精磨和抛光。本实施例中，粗磨、中磨和精磨使用的碳化硼微粉粒径分别优选为 W40、W7和W3. 5标准的微粉。研磨液按表4列表配方进行配置，分别命名为Z-W40、Z-W7和 Z-W3. 5。二氧化硅抛光液采用典型的商用抛光液。优选中微力合的专用化学抛光液。
[0042] 表5列本发明的另一个实施例方案，从研磨到抛光，2. 9小时完成。表6列出的常 用的蓝宝石抛光方案，从研磨到抛光需要5个小时。表6的常用方案中，抛光工艺前一道工 艺选用了价格高昂的精细金刚石研磨液（金刚石微粉粒度为W2. 5, D50 = 1. 6~I. 8um)， 获得相对较低的Ra和TTV值，抛光时间得以减少。但在粗磨阶段使用了较粗的碳化硼研磨 砂。延长了中磨工段的处理时间，使总处理时间延长。
[0043] 表4.本发明提供的研磨液配方列表2
[0047] 表6.常用的蓝宝石抛光方案2
[0049] 以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依 本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明 专利申请范围内。
【主权项】
1. 一种蓝宝石晶片研磨抛光方法，其特征在于：包括以下工序： (1)粗磨：采用粒度为26~43um的高硬度微粉做为磨料，按照固含量为15~30%的 比例与去离子水、分散剂、悬浮剂配制成粗磨液，输入至研磨机进行研磨； ⑵中磨：采用粒度为3~9um的高硬度微粉做为磨料，按照固含量为15~30%的比 例与水、分散剂、悬浮剂配制成中磨液，输入至研磨机进行研磨； (3) 精磨：采用粒度为0. 2~3um的高硬度微粉做为磨料，按照固含量为15~30%的 比例与水、分散剂、悬浮剂配制成精磨液，输入至研磨机进行研磨； (4) 抛光：采用粒度为50~500nm的二氧化硅气凝胶做为磨料，按照固含量为15~ 30 %的比例与水配制成抛光液，输入至抛光机进行抛光。2. 如权利要求1所述的蓝宝石晶片研磨抛光方法，其特征在于：所述粗磨液、中磨液和 精磨液中含有0. 3~1质量％的分散剂。3. 如权利要求1所述的蓝宝石晶片研磨抛光方法，其特征在于：所述粗磨液、中磨液和 精磨液中含有0. 1~0. 5质量％的悬浮剂。4. 如权利要求1至3任意一项所述的蓝宝石晶片研磨抛光方法，其特征在于：所述高 硬度微粉为碳化硼、碳化硅或金刚石中的一种或几种。5. 如权利要求1至3任意一项所述的蓝宝石晶片研磨抛光方法，其特征在于：所述悬 浮剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、丙三醇或甘二醇。6. 如权利要求1至3任意一项所述的蓝宝石晶片研磨抛光方法，其特征在于：所述分 散剂为羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠、海藻酸钠或聚乙烯醇。
【专利摘要】本发明涉及蓝宝石晶片的研磨抛光技术领域，特别是一种蓝宝石晶片研磨抛光方法；蓝宝石晶片的抛光采用四道工段完成，依次包括粗磨工段、中磨工段、精磨工段和抛光工段，其中粗磨工段、中磨工段和精磨工段分别采用粒度为26～43um、3～9um和0.2～3um的高硬度微粉做为磨料，配合去离子水、分散剂和悬浮剂调制为碳化硼水性溶胶作为研磨液；在上一道研磨中，使用小粒径研磨砂对蓝宝石进行研磨处理，使蓝宝石晶面获得相较优越的加工表面，即相对较低的Ra值和TTV，因此使蓝宝石在本道处理工艺中达到预定目标Ra和TTV所需时间减小；利用本发明提供的方法，蓝宝石抛光工艺时间可控制在120～180min，批量制备晶片合格率大于90％，表面粗糙度低至0.5nm。
【IPC分类】B24B37/04, B24B37/08, B24B7/22
【公开号】CN104999365
【申请号】CN201510332654
【发明人】朱联烽, 田多胜
【申请人】东莞市中微纳米科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月16日