一种晶圆研磨的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种晶圆的研磨方法，特别是对发光二极管晶圆研磨硬抛减薄的方 法。
【背景技术】
[0002] 现行的抛光研磨工艺存在两种加工方式，一种为软抛工艺，在软抛机结合抛光布 和抛光液抛光晶圆，抛光液往往含有硅溶胶成分，慢速抛光晶圆；一种为硬抛工艺，在硬抛 机利用铜盘跟抛光液，快速研磨抛光晶圆。
[0003] 随着LED器件性能的不断提高和器件尺寸的减小，对研磨抛光的晶圆材料、完整 性、几何参数、研磨移除率以及表面质量等方面都提出较高的要求。目前业内在加工工艺中 对抛光、清洗的研究比较深入，而鲜见对晶圆几何参数的研究，实际上几何参数特别是翘曲 度是加工过程中必须加以控制的指标。
[0004] 在晶体生长过程中，存在较高的温度梯度和径向温度梯度，由此造成晶体在生长 过程中承载很高的热应力，并引发晶格滑移产生位错，在晶圆研磨减薄过程中，热应力释放 导致晶圆翘曲变形，导致后续加工难度上升，精确度很难保证。由于晶圆的翘曲度是属于体 缺陷，一旦形成，在后续的工序中很难改善，且翘曲度直接影响晶圆的完整性和稳定性，翘 曲度达到一定程度亦会出现晶圆破碎的情况。
【发明内容】
[0005] 为解决以上技术问题，本发明提供一种晶圆研磨的控制方法，通过调整硬抛研磨 工艺、选取硬抛用的钻石研磨抛光液，在硬抛机上进行晶圆减薄。
[0006] 根据本方法，优选的，所述抛光液中钻石颗粒的粒径为d，其中3·5μηι< d < 8·5μηι。
[0007] 根据本方法，优选的，所述硬抛研磨工艺中抛光液的注入流量为f，其中0.8mL/min < f < 5mL/min。
[0008] 根据本方法，优选的，所述晶圆的厚度在研磨前为130μπι，研磨后晶圆的厚度为100 μηι〇
[0009] 根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为蓝宝石时，所述抛光液钻石的粒径为 dl，^^中6卩111 仝 dl 仝 8 · 5ym。
[0010] 根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为蓝宝石时，所述抛光液的注入流量为 Π ，其中3mL/min < fl < 5mL/min，其研磨抛光的移除率最大。
[0011] 根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为硅时，所述抛光液钻石的粒径为d2， 其中 3.5ym<d2<6ym。
[0012] 根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为硅时，所述抛光液的注入流量为f 2， 其中0.8mL/min < f2 < 1.2mL/min，所述晶圆的衬底材料为硅时，其研磨抛光的移除率最大。
[0013] 根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为砷化镓时，所述抛光液钻石的粒径为 d3,其中 3.5ym<d3<6ym。
[0014] 根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为砷化镓时，所述抛光液的注入流量为 f3，其中0.8mL/min < f3 < 1.2mL/min，其研磨抛光的移除率最大。
[0015] 本发明的有益效果至少包括解决了【背景技术】中的问题，能有效降低研磨完成后晶 圆的翘曲程度，并在控制破片率的条件下，提高晶圆移除率，适合大规模量产，缩短加工周 期、减少广品损失、提尚广品质量。
【附图说明】
[0016] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按 比例绘制。
[0017] 图1~图2是通过上蜡固定晶圆的陶瓷盘示意图。
[0018] 图3是研磨硬抛机的工作示意图。
[0019]图4是扫描电子显微镜(SEM)下的钻石颗粒形貌图。
[0020] 图5是检测晶圆翅曲度的不意图。
[0021] 其中，1、晶圆；2、陶瓷盘;3、硬抛机;31、铜盘;32、主轴;4、研磨抛光液;41、滴管;d、 粒径。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合示意图对本发明的结构及其制作方法进行详细的描述，借此对本发明如 何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需 要说明的是，只要不构成冲突，通过实施例所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。 [0023] 实施例1 本实施例提供了一种晶圆研磨的控制方法，具体如下： 先提供一厚度为130um的发光二极管晶圆1，晶圆1的衬底材料为监宝石，参看图1和图2 所示，通过上蜡将待研磨抛光的晶圆1与陶瓷盘2粘合固定。
[0024]再参看图3,将陶瓷盘2放在研磨硬抛机3的铜盘31上，进行硬抛工艺，其中陶瓷盘2 粘合晶圆1的一面与铜盘31接触。铜盘31绕主轴32旋转，而陶瓷盘2由硬抛机3提供压力限制 其绕主轴32旋转，从而产生晶圆（图中未示出）与铜盘31间的相对摩擦，利用二者之间的钻 石研磨抛光液4减薄晶圆。
[0025] 硬抛过程中，通过滴管41向铜盘31注入钻石研磨抛光液4,参看图4,通过扫描电子 显微镜(SEM)观察，钻石研磨抛光液的主要成分为钻石颗粒，抛光液颗粒度指的是钻石颗粒 的平均粒径d，其为钻石研磨抛光液4性能的主要影响因素，下表为4组不同颗粒度的钻石研 磨抛光液4进行抛光的实验数据：
上表中几个主要数据，按对研磨抛光质量影响的重要程度依次排序为:翘曲度、晶圆移 除率和粗糙度。翘曲度过大直接影响到晶圆的完整性和后续加工精度的稳定性，如图5所 示，实际生产中通过刻度尺目测翘曲度的数值。晶圆移除率越大，加工速度越快;粗糙度过 大，容易导致研磨面损伤、暗裂，破片比例增高。因此，综合考虑翘曲度越小、晶圆移除率越 快、粗糙度越小，研磨抛光的质量越好。
[0026] 综合考量翘曲度、晶圆移除率和粗糙度参数，A与B规格的研磨抛光液4晶圆移除率 过小，加工时间长，翘曲度过大，不利于后续加工的精度控制。
[0027] 对比C与D规格的研磨抛光液4，D的粗糙度大于25nm，容易出现研磨面暗裂，无法满 足量产的良率要求，而晶圆移除率与翘曲度相对于C规格的研磨抛光液4,优势较小。
[0028] 综上，研磨抛光液4的粒径优选为6-8.5μηι，优选每分钟均勾注入3_5mL研磨抛光液 4，以达到最快晶圆移除率3ym/min。
[0029] 实施例2 本实施例相对实施例1的区别为，采用硅作为晶圆1的衬底材料，如下表所示，为4组不 同颗粒度的钻石研磨抛光液4进行抛光的实验数据：
综合考量翘曲度、晶圆移除率和粗糙度参数，由于硅材质韧性较差，移除率过大将导致 破片率急剧上升，C与D规格的研磨抛光液4晶圆移除率均大于7ym/min，加工速度过快，导致 破片率大于5%，造成大量片源损失，无法满足量产需求。
[0030]对比A与B规格的研磨抛光液4，A规格的翘曲度无法满足量产要求，翘曲过大，导致 对后续加工工艺影响过大。
[0031 ]综上，研磨抛光液的粒径优选为3.5_6μπι.，由于硅材质硬度较低，优选每分钟均匀 注入lmL研磨抛光液4，以达到最快晶圆移除率6ym/min。
[0032] 实施例3 本实施例采用砷化镓作为晶圆1的衬底材料，如下表所示，为4组不同颗粒度的钻石研 磨抛光液4进行抛光的实验数据：
综合考量翘曲度、晶圆移除率和粗糙度参数，由于砷化镓材质与硅一样韧性较差，移除 率过大会导致破片率急剧上升，C与D规格的研磨抛光液4晶圆移除率均大于7ym/min，导致 破片率大于5%，造成大量片源损失，无法满足量产需求。
[0033] 对比A与B规格的研磨抛光液4，A规格的翘曲度无法满足量产要求，翘曲过大，导致 对后续加工影响过大。而相比之下，B规格最为符合量产要求。
[0034] 综上，研磨抛光液4的颗粒度优选为3.5_6μπι，由于硅材质硬度较低，优选每分钟均 匀注入lmL研磨抛光液4,以达到最快晶圆移除率7ym/min。
[0035] 应当理解的是，上述具体实施方案为本发明的优选实施例，本发明的范围不限于 该实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种晶圆研磨的控制方法，通过调整硬抛研磨工艺、选取硬抛用的钻石研磨抛光液， 在硬抛机上进行晶圆减薄，其特征在于:所述抛光液中钻石颗粒的粒径为d，其中3.5μπι<(1 < 8.5um〇2. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述硬抛研磨工艺中 抛光液的注入流量为f，其中〇.8mL/min < f < 5mL/min。3. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述晶圆的厚度在研 磨前为130μηι，研磨后晶圆的厚度为100μπι。4. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述晶圆的衬底材料 为蓝宝石时，所述抛光液钻石的粒径为dl，其中6μπι < dl < 8.5μπι。5. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述晶圆的衬底材料 为蓝宝石时，所述抛光液的注入流量为Π ，其中3mL/min < f! < 5mL/min，其研磨抛光的移除 率最大。6. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述晶圆的衬底材料 为硅时，所述抛光液钻石的粒径为d2，其中3.5μπι < d2 < 6μπι。7. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述晶圆的衬底材料 为硅时，所述抛光液的注入流量为f2，其中0.8mL/min < f2 < 1.2mL/min，其研磨抛光的移除 率最大。8. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述晶圆的衬底材料 为砷化镓时，所述抛光液钻石的粒径为d3，其中3.5μπι < d3 < 6μπι。9. 根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于:所述晶圆的衬底材料 为砷化镓时，所述抛光液的注入流量为f 3，其中0.8mL/min < f 3 < 1.2mL/min，其研磨抛光的 移除率最大。
【专利摘要】本发明公开了一种晶圆研磨的控制方法，通过硬抛减薄晶圆，筛选硬抛研磨液颗粒度、研磨液注入流量，兼顾研磨减薄面的晶圆翘曲度、移除率和破片率，实现最佳研磨效果。
【IPC分类】B24B1/00, B24B37/005
【公开号】CN105500120
【申请号】CN201510826131
【发明人】陈婉君, 戴鸿海, 章小飞, 朱立钦, 阳清超
【申请人】厦门市三安光电科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月25日