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氧化铝抛光粉(VK-L30F)在蓝宝石衬底抛光中的应用

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2014-5-12     浏览次数:    
  目前, 在蓝宝石的CMP 工艺中, 常用的磨料主要包括金刚石、二氧化硅溶胶、氧化铈和氧化铝等磨料。
  实验数据表明,a-氧化铝抛光粉(VK-L30F,0.3um,球型)在蓝宝石抛光过程中的优势逐渐明显。
  金刚石只用于传统的机械抛光,其硬度(莫氏10)比蓝宝石(莫氏9)硬度高,容易产生划伤,蓝宝石表面损伤度高,良率低。氧化铝(VK-L30F)的硬度与蓝宝石相当,颗粒球型,抛光速率高,良率高,是比较理想的抛光材料。而SiO2硬度(莫氏硬度7.5)比蓝宝石低,抛光速率比氧化铝抛光粉慢很多,抛光比较耗时。
  在抛光C-平面蓝宝石衬底时,a-氧化铝抛光粉(VK-L30F,0.3um)制成的研磨液的抛光性能(去除速率和表面质量等)优于其他磨料,具体表现如下:
  1,形成的水化层增加,抛光过程中,在蓝宝石基底上持续形成水化层,它比基底层软,该层的形成有利于材料的去除,并产生高质量表面。
  2,表面质量改善,a-氧化铝与基底蓝宝石的硬度一样,因此,磨料划伤蓝宝石的可能性很小。
  3,去除速率增加,a-氧化铝磨料经历了与基底蓝宝石一样的表面水化,在基底宝石与磨料水化层之间的化学机械作用加速了材料去除,当磨料和基底蓝宝石的表面在抛光压力下靠在一起并剪切时,就相互粘附,进一步的剪切就会使粒子撕开键合的水化层,通过粒子的前边沿促进材料去除。表面粗糙度能小于0.2nm.
  4,氧化铝抛光液在循环过程中稳定性更好,二氧化硅抛光液在使用过程中温度严格控制,以防止结块,但氧化铝研磨液就比较稳定,也显示了很好的洁净度。
  实验1:采用氧化铝抛光粉对蓝宝石衬底进行抛光,抛光液的pH为10时抛光效果好,表面粗糙度RMS可达0.2nm。抛光压力在0. 12Mpa 至0. 15Mpa,抛光液浓度为10%时较佳。浓度越高,抛光速率越快。
  目前很多蓝宝石加工厂正在评估并使用基于氧化铝研磨液用于更大直径晶圆抛光。
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