蓝宝石晶片抛光活性磨粒设计及其化学机械抛光机理

项目名称： 蓝宝石晶片抛光活性磨粒设计及其化学机械抛光机理

项目编号： No.51475279

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 雷红

作者单位： 上海大学

项目金额： 84万元

中文摘要： 针对目前高亮度LED衬底蓝宝石晶片高速率、高精度的加工要求，以及现有化学机械抛光（CMP）磨粒存在的功能、种类单一等问题，提出研制具有纳米结构、特殊形貌、含有抛光活性元素和有机活性基团、机械性能适中、抛光活性高的新型多功能活性磨粒。纳米活性磨粒在抛光（摩擦）条件下，可通过在蓝宝石表面引发和促进一系列化学和摩擦化学反应生成易去除的固体反应层、螯合水化层，同时提高抛光速率和表面质量。通过研究纳米活性磨粒CMP特性及其化学机械抛光机理，以及研究纳米活性磨粒物理化学及机械等特性、被抛光蓝宝石材料特性、抛光垫特性、抛光工艺参数等CMP要素之间相互作用的关系规律，探索实现蓝宝石晶片表面高效率、原子级、无损伤抛光的方法与途径，并建立纳米活性磨粒设计的数学模型。为下一代LED蓝宝石晶片的原子级精度制造提供技术与理论支持。

中文关键词： 蓝宝石；化学机械抛光；纳米活性磨粒

英文摘要： To meet the machining requests of atom-order planarization and high polishing rate for Light Emitting Diode (LED) sapphire wafer substrate, and to solve the problems existed in the present chemical mechanical polishing (CMP) abrasive technology, a kind of novel multi-functional active abrasive with nanostructure, special shape and polishing active elements and organic groups, is put forward. Active nano-abrasives can greatly enhance the polishing rate through a series of chemistry and tribo-chemistry reactions between sapphire and abrasive under the polishing (friction)conditions.Through studying the polishing properties and CMP machanisms of the active nano-abrasives, and investigating the interactions between sapphire and pad as well as polishing parameters,atom-order precision polishing technology with high polishing rate for LED sapphire wafer substrate will be developed. This study will provide the manufacturing of next generation LED sapphire substrate with technology and theory.

英文关键词： sapphire;chemical mechanical polishing;active nano-abrasives