[發明專利]鈮酸鋰晶片堿性CMP后的表面潔凈方法

有效

• 申請號: 201010231937.1
• 申請日: 2010-07-21
• 公開（公告）號: CN101972754A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 劉玉嶺;檀柏梅;孫鳴
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B08B3/08
• 分類號: B08B3/08
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

技術領域

本發明屬于CMP后晶片表面的潔凈技術，特別是涉及鈮酸鋰晶體堿性CMP后獲得潔凈表面的技術。

背景技術

鈮酸鋰晶體是一種像單晶硅一樣不可多得的人工晶體。由于其具有鐵電、壓電、熱電、電光、聲光和光折變效應等多種性質而被廣泛用于制作各類聲表面波、電光和非線性光學器件。近年來，隨著稀土摻雜工程、疇工程和近化學計量比晶體生長與后加工技術的完善，有關LiNbO₃波導、LiNbO₃光電和光子學器件功能、性能的研究急劇增加，使其可能成為光通信、軍事對抗、光學數據存儲、光陀螺儀、光學遙感、激光技術等領域的關鍵元器件制作的光學硅材料。

隨光電子技術發展，鈮酸鋰晶體制作超精密元器件的需求與日俱增。這類元器件不僅需要極高的精度和極低的表面粗糙度，還要求無次表面損傷。由于鈮酸鋰晶體具有如下加工特點：硬度低(莫氏硬度為5)，加工過程中易產生角度很小的尖劈碎晶，產生砂道。同時易出劃傷、塌邊等缺陷。尤其是潛劃傷不易發現，在后繼使用過程中可能會影響器件性能、穩定性和可靠性，乃至造成較大損失；韌性高，加工速度慢；對溫度具有敏感性，易產生微疇反轉。

因此，LiNbO₃晶片的實際加工生產中往往容易出現加工效率和成品率低、加工質量難以控制等問題。目前，國內對鈮酸鋰晶體的拋光多采用價格較高的金剛石微粉做研磨劑，通過傳統的加工方法實現精密加工，少數采用拋光液對其進行化學機械拋光(ChemicalMechanical?Polishing，CMP)，但效果不理想，前者光潔度只能達到3級，后者表面粗糙度達不到要求。

因此，為滿足鈮酸鋰晶體制作超精密元器件的需求，鈮酸鋰晶體化學機械拋光(Chemical-Mechanical?Polishing，簡稱CMP)技術及拋后處理技術成為急待解決的重要問題。作為表面處理技術之一的拋光后表面潔凈技術尤其重要。目前鈮酸鋰晶片批量拋光生產后，晶片表面能量高、表面張力大、殘留拋光液分布不均、沾污金屬離子等現象，從而造成后續加工中成本的提高及器件成品率的降低。

發明內容

本發明是為了解決公知鈮酸鋰晶片CMP后晶片表面能量高、表面張力大、殘留拋光液分布不均、沾污金屬離子等問題，而公開一種簡便易行、無污染的鈮酸鋰晶片CMP后表面潔凈方法。

本發明鈮酸鋰晶片CMP后表面潔凈方法實施步驟如下：

(1)取一定量的去離子水，邊攪拌邊加入活性劑、螯合劑、阻蝕劑，活性劑的加入量為5-30g/L，螯合劑的加入量為5-30g/L，阻蝕劑的加入量為5-30g/L；

(2)堿性CMP后使用上述水劑采用1000g/min-4000g/min的流量進行水拋清潔，水拋時間為30-60s，獲得潔凈表面。

所述的活性劑為天津晶嶺微電子材料有限公司市售FA/O表面活性劑、Oπ-7((C₁₀H₂₁-C₆H₄-O-CH₂CH₂O)₇-H)、Oπ-10((C₁₀H₂₁-C₆H₄-O-CH₂CH₂O)₁₀-H)、O-20(C_12-18H_25-37-C₆H₄-O-CH₂CH₂O)₇₀-H)、聚氧乙烯仲烷基醇醚(JFC)的一種。

所述的螯合劑為為天津晶嶺微電子材料有限公司市售FA/O螯合劑，乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)，結構式如下：

所述的阻蝕劑為是六次甲基四胺或苯丙三氮唑，其中六次甲基四胺C₆H₁₂N₄，結構式：

苯丙三氮唑C₆H₅N₃，結構式：

本發明中采用技術的作用為：