铌酸锂晶体化学机械抛光后的应力控制方法技术

本发明专利技术涉及铌酸锂（ＬｉＮｂＯ３）晶体化学机械抛光（ＣＭＰ）后，铌酸锂晶体表面的应力控制方法。本发明专利技术铌酸锂晶体ＣＭＰ后应力控制方法，ＣＭＰ刚刚完成后清洗时，采用逐渐慢慢加大水抛清洗液流量，充分释放铌酸锂晶体表面的热应力，达到铌酸锂晶体内外热应力一致，从而有效地避免了铌酸锂晶体清洗过程中易产生开裂、碎晶的问题发生，完美实现了铌酸锂晶体ＣＭＰ后的应力控制，大大提高了铌酸锂晶体因开裂、碎晶导致的加工良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于CMP后的应力控制方法，特别是涉及铌酸锂晶体碱性抛光后的应力控 制方法。
技术介绍
铌酸锂晶体是一种人工晶体。由于其具有铁电、压电、热电、电光、声光和光折变效 应等多种性质而被广泛用于制作各类声表面波、电光和非线性光学器件。近年来，随着稀土 掺杂工程、畴工程和近化学计量比晶体生长与后加工技术的完善，有关LiNbO3波导、LiNbO3 光电和光子学器件功能、性能的研究急剧增加，使其可能成为光通信、军事对抗、光学数据 存储、光陀螺仪、光学遥感、激光技术等领域的关键元器件制作的光学硅材料。随光电子技术发展，铌酸锂晶体制作超精密元器件的需求与日俱增。铌酸锂晶体 加工对温度具有敏感性，主热膨胀系数(all = 15. 4X 10-6/K a33 = 7. 5X 10_6/K)，与粘贴铌 酸锂晶体的抛光盘热膨胀系数不匹配，传统生产工艺下CMP刚刚完成在后续CMP后清洗时， 水抛清洗液流量相对CMP过程中抛光液流量瞬间加大数倍，由于CMP后铌酸锂晶体表面经 CMP过程而具有较高的温度，导致晶片表面热应力远高于晶片内部热应力，这种表面瞬时热 应力与残余热应力无法快速释放，产生的内外热应力差使铌酸锂晶体价键扭曲、破坏，易造 成铌酸锂晶体的开裂、碎晶，从而大大降低铌酸锂晶体加工良率，存在加工质量难以控制的 问题。本专利技术通过铌酸锂晶体CMP后的应力控制，有效解决铌酸锂加工存在开裂、碎晶 这一问题。铌酸锂晶体化学机械抛光后CMP刚刚完成在后续CMP后清洗时，采用逐渐缓慢 加大水抛清洗液流量，充分释放铌酸锂晶体表面的热应力，达到铌酸锂晶体内外热应力一 致，从而有效地避免了铌酸锂晶体清洗过程中易产生上述开裂、碎晶的问题发生，大大提高 了铌酸锂晶体因开裂、碎晶导致的加工良率，完美实现了铌酸锂晶体CMP后的应力控制，大 大提高了铌酸锂晶体加工的生产效率。
技术实现思路
本专利技术是为了解决公知铌酸锂晶体CMP后、清洗过程中因晶体表面与内部热应力 差易造成开裂、碎晶的问题。通过铌酸锂晶体CMP后的应力控制，即在CMP刚刚完成、后续 清洗过程中采用采用逐渐缓慢加大水抛清洗液流量，充分释放铌酸锂晶体表面的热应力， 达到铌酸锂晶体内外热应力一致，从而有效地避免了铌酸锂晶体清洗过程中易产生上述开 裂、碎晶的问题发生，大大提高了铌酸锂晶体因开裂、碎晶导致的加工良率，完美实现了铌 酸锂晶体CMP后的应力控制，大大提高了铌酸锂晶体加工的生产效率。由此而公开一种简 便易行、高效率的铌酸锂晶体CMP后的应力控制方法。本专利技术的铌酸锂晶体CMP后应力的控制方法步骤如下(1)铌酸锂晶体CMP后立即进行水抛清洗，水抛清洗液初始流量设定为CMP过程的 抛光液流速200ml/min-400ml/min，所述水抛液为含有0. 5_3 %非离子表面活性剂的去离3子水；(2)逐步增大水抛液流速到5000ml/min-7000ml/min，上述水抛过程持续30秒-5分钟，然后停止水抛，过程结束。所述步骤(1)的非离子表面活性剂为FA/0表面活性剂、0 π -7 ((C10H21-C6H4-O-CH2 CH2O) 7-Η)、0 π -10 ((C10H2^C6H4-O-CH2CH2O) 10_Η)、0-20 (C12_18H25_37-C6H4-0_CH2CH20) 70_H)或聚 氧乙烯仲烷基醇醚。本专利技术中采用方法的作用为CMP刚刚完成、在后续水抛清洗过程中，采用逐渐缓慢加大水抛清洗液流量来实现 铌酸锂晶体CMP后、水抛清洗过程中的应力控制的目的。水抛清洗液初始流量可相对设定 为CMP过程的抛光液流速。水抛清洗液流量控制初始为CMP过程抛光液流量，相对参考值 为200ml/min，其具体值依生产要求可适当调整；流量控制逐步增大到5000ml/min以上。采 用上述生产工艺能充分释放铌酸锂晶体表面的热应力，达到铌酸锂晶体内外热应力一致， 从而有效地避免了传统生产工艺铌酸锂晶体水抛清洗过程中因热应力易产生上述开裂、碎 晶的问题发生。本专利技术的有益效果和优点1.铌酸锂水抛过程中，通过对铌酸锂晶体CMP后的应力有效控制，解决铌酸锂晶 体的开裂、碎晶的问题。2.在实际生产对应工艺过程中，采用逐渐缓慢加大水抛清洗液流量来实现铌酸锂 晶体CMP后、水抛清洗过程中的应力控制，简单而又行之有效。3.铌酸锂晶体CMP后的应力控制方法，有效解决了因铌酸锂晶体加工开裂、碎晶 而导致成品率下降的问题。具体实施例方式下面以实施例进一步说明本专利技术。实施例1:铌酸锂加工CMP完成时的抛光液流量为200ml/min，那么在铌酸锂晶体CMP刚 刚完成时CMP后水抛清洗过程的初始流速亦为200ml/min左右，水抛液为含有0. 8 % 0 π -7 ( (C1qH2「C6H4-O-CH2CH2O) 7-H)的去离子水；然后逐渐、均勻、缓慢加大水抛清洗液的流 量直至5000ml/min，水抛清洗过程时间30秒。水抛结束后铌酸锂晶体表面无开裂、碎晶问 题的发生，有效实现了铌酸锂晶体CMP后的应力控制，大大提高了铌酸锂晶体的加工成品率。实施例2:铌酸锂加工CMP完成时的抛光液流量为300ml/min，那么在铌酸锂晶体CMP刚刚 完成时CMP后水抛清洗过程的初始流速亦为300ml/min左右；水抛液为含有2. 5% 0 π -10 ((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O)10-H)的去离子水；然后逐渐、均勻、缓慢加大水抛清洗液的流量直 至5000ml/min，水抛清洗过程时间3min。水抛结束后铌酸锂晶体表面无开裂、碎晶问题的 发生，有效实现了铌酸锂晶体CMP后的应力控制，大大提高了铌酸锂晶体的加工成品率。上述参照实施例对铌酸锂晶体化学机械抛光后应力的控制方法进行的详细描述， 是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发 明总体构思下的变化和修改，应属本专利技术的保护范围之内。权利要求一种，其特征在于，按照下述步骤进行(1)铌酸锂晶体CMP后立即进行水抛清洗，水抛清洗液初始流量设定为CMP过程的抛光液流速200ml/min 400ml/min，所述水抛液为含有0.5 3％非离子表面活性剂的去离子水；(2)逐步增大水抛液流速到5000ml/min 7000ml/min，上述水抛过程持续30秒 5分钟，然后停止水抛，过程结束。2.根据权利要求1所述的，其特征在于 所述步骤(1)的非离子表面活性剂为FA/0表面活性剂、0 π -7 ((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O) 7_Η) > 0 31-10 ((C1QH2「C6H4-0-CH2CH20) 10-H)、0-20 (C12_18H25_37-C6H4-O-CH2CH2O) 70-H)或聚氧乙烯仲 烷基醇醚。全文摘要本专利技术涉及铌酸锂(LiNbO3)晶体化学机械抛光(CMP)后，铌酸锂晶体表面的应力控制方法。本专利技术铌酸锂晶体CMP后应力控制方法，CMP刚刚完成后清洗时，采用逐渐慢慢加大水抛清洗液流量，充分释放铌酸锂晶体表面的热应力，达到铌酸锂晶体内外热应力一致，从而有效地避免了铌酸锂晶体清洗过程中易产生开裂、碎晶的问题发生，完美实现了铌酸锂晶体CMP后的应力控制，大大提高了铌酸锂晶体因开裂、碎晶导致的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铌酸锂晶体化学机械抛光后的应力控制方法，其特征在于，按照下述步骤进行：（１）铌酸锂晶体ＣＭＰ后立即进行水抛清洗，水抛清洗液初始流量设定为ＣＭＰ过程的抛光液流速２００ｍｌ／ｍｉｎ－４００ｍｌ／ｍｉｎ，所述水抛液为含有０．５－３％非离子表面活性剂的去离子水；（２）逐步增大水抛液流速到５０００ｍｌ／ｍｉｎ－７０００ｍｌ／ｍｉｎ，上述水抛过程持续３０秒－５分钟，然后停止水抛，过程结束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉岭，孙鸣，田军，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]