[发明专利]磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置及其实现方法

权利要求书

1.磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：包括主轴模块、液池模块及装夹模块；

该主轴模块包括主轴、转接盘、供晶圆衬底固设其上的样品台和加热样品台的加热器，该转接盘固装在主轴上，该样品台固装在转接盘上，通过主轴带动样品台转动；

该液池模块包括液池、盖板、固定环及进液管，该液池包括设有安装通孔的池底、池内壳、池外壳和设有样品口的池盖；该池内壳和池外壳内外间隔地固设在池底上且池内壳包围安装通孔，该池盖固设在池外壳上且池盖和池内壳间隔布置，该液池设有出液口；该盖板固接在池盖上且盖接样品口，该固定环固装在盖板，该进液管装设在固定环内且进液管下端口对应池内壳和池外壳的环形间隔以向液池内注入润滑液；该主轴能转动地密封装入安装通孔，该转接盘能转动撑设在池内壳，该转接盘、晶圆衬底和样品台位于液池内；

该装夹模块包括加载装置、样品夹杆和硬质磨料压头，该样品夹杆装设在固定环内，该硬质磨料压头固设在样品夹杆下端，该加载装置连接样品夹杆且向样品夹杆施压以使硬质磨料压头和晶圆衬底接触。

2.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该样品台和转接盘间设有密封圈。

3.根据权利要求2所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该样品台和转接盘间形成安装腔体，该加热器安装在安装腔体内。

4.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该主轴模块包括温控装置，该温控装置配合样品台且连接加热器。

5.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该进液管下端口对应样品台外周部。

6.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该池内壳包括下池内壳和上池内壳，该下池内壳固设在池底上，该上池内壳固定包围下池内壳。

7.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该润滑液为中性去离子水。

8.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该硬质磨料压头的硬质磨粒为氧化铝、碳化硅、立方氮化硼或金刚石，且硬质磨粒曲率半径为50-500μm。

9.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置，其特征在于：该晶圆衬底为蓝宝石、碳化硅、氮化镓或金刚石且晶圆衬底直径为50.8-152.4mm。

10.根据权利要求1所述的磨料与晶圆衬底摩擦化学反应的实现装置的实现方法，其特征在于：包括：

步骤1，将池底安装在主轴上，将池内壳和池外壳固定在池底上；

步骤2，将固设有晶圆衬底的样品台固定在转接盘上，将转接盘固定在主轴上；

步骤3，安装池盖、盖板和装夹模块；

步骤4，设定加载装置的载荷和主轴的速度，通过注入的润滑液和加热器分别控制润滑条件和温度，将硬质磨料压头在晶圆衬底表面进行划擦；

步骤5，取下划擦后的晶圆衬底，在扫描探针显微拉曼光谱仪上，观察划擦晶圆衬底的表面状态，及，晶圆衬底表面划痕处的化学成分变化。