一种超薄镜面钼圆片及其制备方法和应用与流程

本发明涉及半导体材料制备，特别是一种针对超薄镜面钼圆片的高制备。

背景技术：

1、在半导体材料制备技术领域，钼是一种重要的金属材料，因其良好的导电性和导热性以及较低的膨胀系数，而被广泛应用。

2、然而，钼的硬度较高，加工难度较大。传统的钼圆片加工方法主要是通过机械切割、研磨和冲压成型，但这些方法往往无法满足现代半导体器件对超薄（厚度≤0.1mm）镜面钼圆片精度和表面质量的高要求。

3、在精密研磨抛光技术领域，双面研磨抛光技术是一种先进的加工方法，可以实现对工件的双面同时研磨和抛光，从而提高加工效率和加工精度。然而，这种技术在应用于超薄钼圆片的加工时，仍面临一些挑战，加工过程中的平整度和粗糙度难以保证。

4、在高温热处理技术领域，高温校平是一种常见的热处理方法，可以用于改善工件的平整度和降低内应力。然而，这种方法在应用于超薄钼圆片的加工时，可能会导致钼圆片的厚度和形状发生变化，影响其性能。

5、为了解决上述问题，现有的技术方案主要是通过改进研磨抛光设备和工艺，以及优化热处理参数，以提高超薄钼圆片的加工精度和表面质量。例如，一些研究者提出了采用化学机械研磨（cmp）的方法，通过引入化学腐蚀剂，可以有效降低钼圆片的粗糙度。此外，还有一些研究者提出了采用低温热处理的方法，通过控制热处理温度和时间，可以避免钼圆片在热处理过程中发生变形。尽管现有的技术方案在一定程度上提高了超薄钼圆片的加工精度和表面质量，但仍存在一些问题和限制。

6、首先，现有的研磨抛光设备和工艺往往无法满足超薄钼圆片的加工需求，尤其是在保证平整度和粗糙度的同时，还需要保证钼圆片的厚度和形状不变。其次，现有的热处理方法虽然可以改善钼圆片的平整度，但可能会导致钼圆片的厚度和形状发生变化，影响其性能。因此，如何在保证超薄钼圆片的加工精度和表面质量的同时，避免其厚度和形状的变化，是当前技术面临的一个重要挑战。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，在保证加工精度和表面质量的同时，避免钼圆片厚度和形状的变化，本发明提供了一种超薄镜面钼圆片及其制备方法和应用。

2、本发明提供了一种超薄镜面钼圆片的制备方法，步骤包括：

3、使用紫外激光切割钼板，得到预设直径的钼圆片；

4、将钼圆片进行高温校平，后又随炉冷却至室温；

5、将冷却至室温的钼圆片进行双面研磨；

6、将双面研磨后的钼圆片进行双面抛光，得到超薄镜面钼圆片。

7、在一种优选实施例中，所述制备方法还包括：在高温校平之前，还包括将钼圆片使用磁力抛光设备去除钼圆片上的微毛刺的步骤。

8、更优选地，进行高温校平的钼圆片，粗糙度为ra≦0.5μm。

9、在一种优选实施例中，所述钼板的纯度〉99.9%，优选为〉99.99%，更优选为〉99.999%。

10、优选地，所述钼板为交叉轧制后的钼板，减少因织构导致的各项异性。

11、优选地，所述交叉扎制包括45°交叉扎制、90°交叉扎制、45°和90°交替扎制、换向交叉扎制中的一种或更多种。

12、在一种优选实施例中，所述磁力抛光的频率为5-35hz ，优选为8-30hz ，更优选为10-25hz。

13、在一种优选实施例中，所述磁力抛光的时间为5-100 min，优选为8-70min ，更优选为10-60min。

14、在一种优选实施例中，所述高温校平的升温速率＜25℃/min，优选为＜20℃/min，更优选为＜15℃/min。

15、在一种优选实施例中，所述高温校平的保温温度区间为300-1000℃，优选为500-950℃，更优选为700-950℃。

16、在一种优选实施例中，所述高温校平的保温时间为0.5-5h，优选为0.8-4.5h，更优选为1-3h。

17、在一种优选实施例中，所述双面研磨的次数为1-5次，优选为2-3次。

18、在一种优选实施例中，所述双面研磨的研磨介质包括磨石、砂轮、砂纸、金刚石磨料轮、氧化铝磨料轮、碳化硅磨料轮中的一种或更多种组合。

19、优选地，所述双面研磨的研磨介质为800-3000号特定结构氧化铝及防锈研磨液和纯净水。

20、更优选地，所述双面研磨的研磨介质为2000-3000号特定结构氧化铝及防锈研磨液和纯净水。

21、在一种优选实施例中，所述双面研磨的研磨轮的材质包括蓝钢、氧化铝、碳化硅、立方氮化硼、金刚石中的一种或更多种。

22、在一种优选实施例中，所述双面研磨的压力为200-1000n，优选为300-950n，更优选为500-900n。

23、在一种优选实施例中，所述双面研磨的转速为3-25rpm，优选为5-20rpm，更优选为8-17rpm。

24、在一种优选实施例中，所述双面研磨的研磨时间为1-10h，优选为2-8h，更优选为3-5h。

25、在一种优选实施例中，所述双面研磨后的钼圆片，平面度为≦0.1mm；粗糙度为ra≦0.1μm。

26、在一种优选实施例中，本技术制备方法，在钼圆片经过所述双面研磨后、双面抛光之前，还包括将双面研磨后的钼圆片进行超声清洗的步骤。

27、在一种优选实施例中，所述双面抛光的次数为1-5次，优选为1-3次。

28、在一种优选实施例中，所述双面抛光包括机械抛光法、化学机械抛光法、双面自动抛光机抛光方法或双面镜面抛光法。

29、优选地，所述双面抛光使用的抛光材料包括抛光膏（如钨酸、氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化铈）、抛光布（如阻尼布、绒布、绒毡、皮毛、织物）、抛光蜡（主要成分为动植物性或矿物性的天然油蜡）、抛光盘、抛光液中的一种或更多种。

30、在一种优选实施例中，所述双面抛光的抛光介质包括碳化硅、氧化铝、硅胶的一种或更多种组合。

31、优选地，所述双面抛光的抛光介质为纳米sio2溶液和去离子水。

32、在一种优选实施例中，所述双面抛光的抛光轮的材质包括304不锈钢材质、尼龙、聚酯、绒布中的一种或更多种组合。

33、在一种优选实施例中，所述双面抛光的压力为200-1200n，优选为300-1000n，更优选为500-900n。

34、在一种优选实施例中，所述双面抛光的转速为3-30rpm ，优选为5-25rpm，更优选为8-20rpm。

35、在一种优选实施例中，所述双面抛光的抛光时间为2-15h，优选为2.5-8h，更优选为3-5h。

36、在一种优选实施例中，钼圆片经过所述双面抛光后，将双面抛光后的钼圆片进行超声清洗。

37、在一种优选实施例中，本技术所述的制备方法，钼圆片经过所述双面抛光后，还包括高精密陶瓷工装的步骤，得到所述超薄镜面钼圆片。

38、本发明还提供了一种所述制备方法得到的超薄镜面钼圆片，其平面度≦0.05mm，粗糙度ra≦10nm。

39、本发明还提供了一种所述超薄镜面钼圆片的应用，可应用在半导体材料领域，特别是大功率led芯片衬底的应用领域。

40、本技术说明书中，“交叉扎制”是指在金属轧制过程中改变轧制方向的技术。

41、本技术说明书中，“45°交叉扎制”是指在轧制过程中，使金属板带材在沿其长度方向进行轧制后，再将其旋转45°进行轧制。

42、本技术说明书中，“90°交叉扎制”是指在轧制过程中，使金属板带材在沿其长度方向进行轧制后，再将其旋转90°进行轧制。

43、本技术说明书中，“45°和90°交替扎制”是指在轧制过程中，使金属板带材在沿其长度方向进行轧制后，再将其旋转45°进行轧制，再将其旋转90°进行轧制。

44、本技术说明书中，“换向交叉扎制”是指在轧制过程中，使金属板带材在沿其长度方向进行轧制后，再将其旋转180°进行轧制。

45、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

46、本发明提供了一种超薄镜面钼圆片及其制备方法和应用，可以制备出高平整度(平面度≦0.05mm)、低粗糙度（ra≦10nm）的超薄镜面钼圆片，满足半导体制造对材料的高要求。该方法通过结合多种技术手段，采用低应力、低变形量的紫外激光冷切割技术、高温校平、双面研磨和抛光处理、以及精密的加工参数；消除加工热应力及毛刺对后续研磨抛光的影响，提高研磨质量，确保钼圆片在获得高平整度的同时，不会导致其厚度和形状发生变化。同时，本发明的方法简单易行，适合大规模生产。相比于现有的化学机械研磨，本发明不需要特殊的设备和复杂的工艺，只需要普通的研磨抛光设备和高温热处理设备，就可以实现超薄钼圆片的高精度加工，具有广阔的应用前景。