本發明涉及晶體加工技術領域，具體涉及一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法。
背景技術：
藍寶石晶體具有優良的光學性能、物理性能和穩定的化學性能，廣泛應用于高亮度LED襯底材料、各種光學元器件等領域。藍寶石晶體具有以下幾個優良特征：1.高光學透射率，藍寶石晶體有很好的透光性能，其透光范圍為0.15～7.5微米，覆蓋了紫外、可見、近紅外、中紅外等波段；2.高耐磨性，膨脹系數僅為5X10-6/度，熔點為2050°C，工作溫度可達1900°C，具有優秀的耐熱沖擊和耐高溫性能；3.很好的機械性能，其硬度可達莫氏9級，同時還有很好的抗壓強度、壓縮強度和彎曲強度，同時具有抗電磁干擾、電磁兼容性能，抗輻射性能、電絕緣性能。
隨著藍寶石應用領域的發展，對2吋、4吋藍寶石襯底的市場需求越來越多，其產品質量、成本要求也越來越高。通常在加工過程中，藍寶石襯底產生背面缺陷的產品占整個不良率的3%，產生背面缺陷的產品無法滿足客戶要求只能做報廢處理，大幅增加了加工成本。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，對背面缺陷的產品進行修復，提供良品率、降低加工成本。
本發明通過以下技術方案實現的：
一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其特征在于，包括以下工藝步驟：
(1)貼片：選用晶片貼片上蠟機，將襯底正面粘貼在陶瓷盤上，然后將表面殘留膠擦拭干凈；
(2)制備研磨液：采用碳化硅研磨粉、懸浮劑與去離子水混合制備研磨液，配置比例為碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：1L~5L，攪拌速度為600轉/分鐘，研磨時間至少為10分鐘使研磨液均勻分布；
(3)裝配載具：將陶瓷盤放入載具，即自制的游星輪中，使陶瓷盤能夠自轉，陶瓷盤與游星輪同時放入雙面研磨設備的下盤上，均勻分布擺置；
(4)研磨：雙面研磨設備的下盤速度設定為20轉/分鐘，上盤設定為15轉/分鐘，確保上盤懸空于陶瓷盤上，不得接觸陶瓷盤表面，研磨液流量設定為300mL/分鐘，壓力為陶瓷盤的自重即為5.7KG，加工時間為10分鐘；
(5)將研磨后襯底進行脫膠、清洗、退火、拋光即得藍寶石襯底成品。
上述的一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其中，所述碳化硅研磨粉的型號為320#；
上述的一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其中，所述懸浮液為亞硝酸鈉與三乙醇胺的混合溶液，其中亞硝酸鈉與三乙醇胺的質量比為１：９；
上述的一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其中，所述陶瓷盤的直徑為355mm，厚度為15mm；
上述的一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其中，所述游星輪為圓環結構其厚度為10mm，所述游星輪設有圓形通孔，所述圓形通孔與所述游星輪為偏心設置，所述圓形通孔的圓心與所述游星輪的圓心差為19mm，所述圓形通孔的直徑為357mm；
上述的一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其中，步驟（4）中研磨的標準值為：去除量2-4um，Ra均值0.95um；
上述的一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其中，所述步驟（1）中的晶片貼片上蠟機與所述步驟（3）和（4）中的雙面研磨設備與步驟（5）中的脫膠、清洗、退火、拋光的設備和操作方法均為行業常規的設備和操作方法。
本發明具有以下突出效果：
藍寶石襯底背面缺陷占整個不良率的3%，產生背面缺陷的產品無法滿足客戶的需求，本發明提供的一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，將背面缺陷的不良品進行物理研磨修復，經修復后的藍寶石襯底，質量標準重新達到行業標準，將不良品轉化成良品，同樣滿足客戶需求，無需進行報廢處理，大大降低了成本。
附圖說明
圖1本發明自制游星輪結構示意圖。
具體實施方式
以下實施例中所使用的加工設備和方法如無特殊說明，均為行業常規的加工設備和操作方法。
下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業用途得到。
下面結合附圖對下列實施例中的自制游星輪進行詳細說明，所述的自制游星輪1為圓環結構，其厚度為10mm，所述游星輪1的外圓周側面設有平齒2，所述平齒2的齒數為200，平齒的頂圓直徑D1為427.5mm，平齒的內圓直徑D2為417.5mm，所述游星輪1的內部設有圓形通孔3，所述圓形通孔3與所述游星輪1為偏心設置，所述圓形通孔3的圓心O2與所述游星輪1的圓心O1偏差為19mm，所述圓形通孔的直徑D3為357mm，所述圓形通孔3的直徑比所述陶瓷盤的直徑大2mm，所述陶瓷盤的厚度為15mm。
以下通過實施例的具體實施方式再對本發明的上述內容作進一步的詳細說明。但不僅限于以下的實施例。本發明包含下述技術思想下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本發明的范圍內。
實施例1
一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其工藝步驟：
(1)貼片：選用晶片貼片上蠟機，將2吋藍寶石襯底正面粘貼在陶瓷盤上，然后將表面殘留膠擦拭干凈；
(2)制備研磨液：采用302#碳化硅研磨粉、懸浮劑與去離子水混合制備研磨液，配置比例為302#碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：1L，攪拌速度為600轉/分鐘，研磨時間10分鐘使研磨液均勻分布，其中懸浮液為亞硝酸鈉與三乙醇胺的混合溶液，亞硝酸鈉與三乙醇胺的質量比為1：9；
(3)裝配載具：將陶瓷盤放入載具，即自制的游星輪中，使陶瓷盤能夠自轉，陶瓷盤與游星輪同時放入雙面研磨設備的下盤上，均勻分布擺置；
(4)研磨：雙面研磨設備的下盤速度設定為20轉/分鐘，上盤設定為15轉/分鐘，確保上盤懸空于陶瓷盤上，不得接觸陶瓷盤表面，研磨液流量設定為300mL/分鐘，壓力為陶瓷盤的自重即為5.7KG，加工時間為10分鐘，達到研磨的標準值：去除量2-4um，Ra均值0.95um；
(5)將研磨后的襯底進行脫膠、清洗、退火、拋光即得藍寶石襯底成品。
經過上述工藝進行修復的2吋藍寶石襯底的良品率為91%。
實施例2
一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其工藝步驟：
(1)貼片：選用晶片貼片上蠟機，將2吋藍寶石襯底正面粘貼在陶瓷盤上，然后將表面殘留膠擦拭干凈；
(2)制備研磨液：采用302#碳化硅研磨粉、懸浮劑與去離子水混合制備研磨液，配置比例為302#碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：2L，攪拌速度為600轉/分鐘，研磨時間10分鐘使研磨液均勻分布，其中懸浮液為亞硝酸鈉與三乙醇胺的混合溶液，亞硝酸鈉與三乙醇胺的質量比為1：9；
(3) 裝配載具：將陶瓷盤放入載具，即自制的游星輪中，使陶瓷盤能夠自轉，陶瓷盤與游星輪同時放入雙面研磨設備的下盤上，均勻分布擺置；
(4)研磨：雙面研磨設備的下盤速度設定為20轉/分鐘，上盤設定為15轉/分鐘，確保上盤懸空于陶瓷盤上，不得接觸陶瓷盤表面，研磨液流量設定為300mL/分鐘，壓力為陶瓷盤的自重即為5.7KG，加工時間為10分鐘，達到研磨的標準值：去除量2-4um，Ra均值0.95um；
(5)將研磨后的襯底進行脫膠、清洗、退火、拋光即得藍寶石襯底成品。
經過上述工藝進行修復的2吋藍寶石襯底的良品率為90%。
實施例3
一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其工藝步驟：
(1)貼片：選用晶片貼片上蠟機，將2吋藍寶石襯底正面粘貼在陶瓷盤上，然后將表面殘留膠擦拭干凈；
(2)制備研磨液：采用302#碳化硅研磨粉、懸浮劑與去離子水混合制備研磨液，配置比例為302#碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：5L，攪拌速度為600轉/分鐘，研磨時間10分鐘使研磨液均勻分布，其中懸浮液為亞硝酸鈉與三乙醇胺的混合溶液，亞硝酸鈉與三乙醇胺的質量比為1：9；
(3)裝配載具：將陶瓷盤放入載具，即自制的游星輪中，使陶瓷盤能夠自轉，陶瓷盤與游星輪同時放入雙面研磨設備的下盤上，均勻分布擺置；
(4)研磨：雙面研磨設備的下盤速度設定為20轉/分鐘，上盤設定為15轉/分鐘，確保上盤懸空于陶瓷盤上，不得接觸陶瓷盤表面，研磨液流量設定為300mL/分鐘，壓力為陶瓷盤的自重即為5.7KG，加工時間為10分鐘，達到研磨的標準值：去除量2-4um，Ra均值0.95um；
(5)將研磨后的襯底進行脫膠、清洗、退火、拋光即得藍寶石襯底成品。
上述工藝中通過提高去離子水的含量降低了研磨液的濃度，最終進行修復的2吋藍寶石襯底的表面劃痕增加，良品率為83%。
實施例4
一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其工藝步驟：
(1)貼片：選用晶片貼片上蠟機，將4吋藍寶石襯底正面粘貼在陶瓷盤上，然后將表面殘留膠擦拭干凈；
(2)制備研磨液：采用302#碳化硅研磨粉、懸浮劑與去離子水混合制備研磨液，配置比例為302#碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：1L，攪拌速度為600轉/分鐘，研磨時間10分鐘使研磨液均勻分布，其中懸浮液為亞硝酸鈉與三乙醇胺的混合溶液，亞硝酸鈉與三乙醇胺的質量比為1：9；
(3)裝配載具：將陶瓷盤放入載具，即自制的游星輪中，使陶瓷盤能夠自轉，陶瓷盤與游星輪同時放入雙面研磨設備的下盤上，均勻分布擺置；
(4)研磨：雙面研磨設備的下盤速度設定為20轉/分鐘，上盤設定為15轉/分鐘，確保上盤懸空于陶瓷盤上，不得接觸陶瓷盤表面，研磨液流量設定為300mL/分鐘，壓力為陶瓷盤的自重即為5.7KG，加工時間為10分鐘，達到研磨的標準值：去除量2-4um，Ra均值0.95um；
(5)將研磨后的襯底進行脫膠、清洗、退火、拋光即得藍寶石襯底成品。
經過上述工藝進行修復的4吋藍寶石襯底的良品率為90%。
實施例5
一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其工藝步驟：
(6)貼片：選用晶片貼片上蠟機，將4吋藍寶石襯底正面粘貼在陶瓷盤上，然后將表面殘留膠擦拭干凈；
(7)制備研磨液：采用302#碳化硅研磨粉、懸浮劑與去離子水混合制備研磨液，配置比例為302#碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：2L，攪拌速度為600轉/分鐘，研磨時間10分鐘使研磨液均勻分布，其中懸浮液為亞硝酸鈉與三乙醇胺的混合溶液，亞硝酸鈉與三乙醇胺的質量比為1：9；
(8) 裝配載具：將陶瓷盤放入載具，即自制的游星輪中，使陶瓷盤能夠自轉，陶瓷盤與游星輪同時放入雙面研磨設備的下盤上，均勻分布擺置；
(9)研磨：雙面研磨設備的下盤速度設定為20轉/分鐘，上盤設定為15轉/分鐘，確保上盤懸空于陶瓷盤上，不得接觸陶瓷盤表面，研磨液流量設定為300mL/分鐘，壓力為陶瓷盤的自重即為5.7KG，加工時間為10分鐘，達到研磨的標準值：去除量2-4um，Ra均值0.95um；
(10)將研磨后的襯底進行脫膠、清洗、退火、拋光即得藍寶石襯底成品。
經過上述工藝進行修復的4吋藍寶石襯底的良品率為88%。
實施例6
一種2吋、4吋藍寶石襯底背面缺陷修復加工方法，其工藝步驟：
(6)貼片：選用晶片貼片上蠟機，將4吋藍寶石襯底正面粘貼在陶瓷盤上，然后將表面殘留膠擦拭干凈；
(7)制備研磨液：采用302#碳化硅研磨粉、懸浮劑與去離子水混合制備研磨液，配置比例為302#碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：4L，攪拌速度為600轉/分鐘，研磨時間10分鐘使研磨液均勻分布，其中懸浮液為亞硝酸鈉與三乙醇胺的混合溶液，亞硝酸鈉與三乙醇胺的質量比為1：9；
(8)裝配載具：將陶瓷盤放入載具，即自制的游星輪中，使陶瓷盤能夠自轉，陶瓷盤與游星輪同時放入雙面研磨設備的下盤上，均勻分布擺置；
(9)研磨：雙面研磨設備的下盤速度設定為20轉/分鐘，上盤設定為15轉/分鐘，確保上盤懸空于陶瓷盤上，不得接觸陶瓷盤表面，研磨液流量設定為300mL/分鐘，壓力為陶瓷盤的自重即為5.7KG，加工時間為10分鐘，達到研磨的標準值：去除量2-4um，Ra均值0.95um；
(10)將研磨后的襯底進行脫膠、清洗、退火、拋光即得藍寶石襯底成品。
上述工藝中通過提高去離子水的含量降低了研磨液的濃度，最終進行修復的4吋藍寶石襯底的表面劃痕增加，良品率為82%。
本發明在襯底背面缺陷的修復工藝中，不良品藍寶石襯底經過返工修復后的質量標準重新達到行業標準，將不良品轉化成良品，其轉化后的良品率高達80%以上；尤其是在研磨液流量設定為300mL/分鐘時，綜合考慮返工后的藍寶石襯底的良品率與返工成本兩方面，實施例2和實施例5中研磨液的配置比例為碳化硅研磨粉：懸浮液：去離子水=1Kg：0.1L：2L，為最優實施方案。