晶片碗型的制作方法与流程

文档序号:19748056发布日期:2020-01-21 18:53阅读:930来源:国知局

本发明涉及的是单面衬底及半导体产品(包含蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底半导体等硬脆性材料晶片)加工碗型的的制作方式,通过将产品加工至统一的碗型技术,可以达到提升led/半导体后段的mocvd的性能和良率的目的。此技术对于传统的参数要求是切磨抛一种技术参数创作或者突破。



背景技术:

随着国内led和半导体的切磨抛加工技术日益成熟,led和半导体不仅对于材料要求,对于所有阶段的加工技术要求都出现了不同阶段的提升瓶颈,由传统的模仿和学习开始慢慢转变为自主研发提升,晶片碗型主要是针对晶片切磨抛满足传统切磨抛各制程产品在总厚度偏差(ttv)、弯曲度(bow)、翘曲度(warp)、ltv等参数控制上,再次提升和突破的另一项参数需求。

在满足常规参数需求后,对产品面型形成统一加工,可以使后段mocvd加工统一性提升,从而提升mocvd的性能和良率。(主要通过led蓝宝石衬底的碗型加工技术介绍)

蓝宝石是一种集优良光学性能、物理性能和化学性能于一身的独特晶体,是现代工业重要的基础材料。其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体照明(led)、大规模集成电路soi和sos及超导纳米结构薄膜等理想的衬底材料。根据法国yole的统计,衬底材料应用占蓝宝石需求量的75%以上,非衬底材料应用占25%左右。每当led照明渗透率增加1%,将直接拉动蓝宝石衬底约107万片的增长需求。随着行业产能的普遍提升、蓝宝石材料制造成本以及销售价格的下降,及技术的不断升级和应用市场的快速扩大,4英寸、6英寸、甚至更大尺寸衬底晶片由于在生产利用率上的先天优势,将更多的被国内主流芯片企业所采用。

但由于led的产业发展,行业对于衬底要求提升(不仅在一些传统参数方面)经外延测试发现,若衬底产品使用统一的面型加工,在不同的mocvd设备上,外延的波长命中率、plstd(波长标准差)会有明显提升,未来产品面型的统一性会发展为切磨抛参数需求(此需求包含半导体和led等领域)。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题:

(1)使产品bow和warp值接近,形成统一的碗型,降低抛光片的bow、warp波动性;

(2)提升外延mocvd段的性能和良率;

(3)间接对芯片端的性能提升。

本发明的技术方案:

晶片碗型的制作方法,步骤如下:

1)线切割:将4寸/6寸蓝宝石晶棒使用多线切割机切割成晶片,切割时间5-20h,线速度600-1800m/min,张力30-50n,并将切割后的产品bow控制在20um内,warp控制在50um内,切割厚度比最终成品厚度大300um内;

(2)双面研磨:将切割片用双面研磨机加工研磨片,研磨使用压力10-80g/cm2,转速10-30rpm,加工45-100min将产品研磨至规定的厚度,正常去除60-100um;将产品加工到无线痕,ttv≤8um,bow≤10um,warp≤20um,且粗糙度0.8-1.2um;

(3)倒角:研磨完成后,使用倒角机对产品进行倒角,通过600-1200#的砂轮将产品加工至需要的直径并确保边缘崩边≤0.2mm;

(4)清洗:将倒角后的产品使用硫酸或磷酸在120-140℃清洗10-30min,将产品上的研磨砂颗粒清洗掉,并使用旋干机将产品甩干,旋干机使用500-1500rpm转速,通过夹具固定将产品旋干;

(5)退火:将清洗后的产品重叠放入干净的氧化铝陶瓷坩埚使用退火炉进行退火,使用1300-1700℃,加工48h-120h;

(6)分选:将退火后的产品使用晶圆平坦度对退火后的产品进行厚度、bow、warp进行测量,将产品的正、负bow进行区分,使产品的bow正负方向统一朝向一面,并将厚度一致的产品放在一起,便于后续加工;

(7)贴片:用蜡将产品正bow面贴合在陶瓷盘或碳化硅盘上,确保产品平整贴合,无气泡杂质;

(8)铜抛:转速30-50rpm,压力100-200g/cm2,使用3um的钻石液在单面铜抛机对产品进行粗抛,将产品负bow面ra加工至0.008-0.02um;

(9)化抛:转速50-70rpm,压力200-700g/cm2,使用80-350nm的氧化铝或氧化硅抛光液在单面抛光机上对产品进行精细抛光,将产品的负bow面ra加工至0.5nm以下;

(10)清洗:将抛光后的产品在硫酸清洗机中去除抛光液,使用浓硫酸,温度120-150℃清洗50min后,使用刷片机将产品刷洗干净,再用旋干机使用500-1500rpm转速,旋转10-20min,将产品甩干;

(11)检测:使用平坦度测量仪对产品的厚度、bow、warp、ttv、ltv进行检测,且把产品的面型检测成像。

本发明的有益效果:本发明主要针对产品加工面型,在确保衬底加工面型的统一性,让外延生长后的bow值变化量尽量一致化,从而提升外延生长的良率和性能。

具体实施方式

以下结合技术方案,进一步说明本发明的具体实施方式。

晶片碗型制作方式步骤如下:

1)线切割:将4寸/6寸蓝宝石晶棒使用多线切割机切割成晶片,切割时间100h,线速度800m/min,张力40n,并将切割后的产品bow控制在20um内,warp控制在50um内,切割厚度比最终成品厚度大300um内;

(2)双面研磨:将切割片用双面研磨机加工研磨片,研磨使用压力50g/cm2,转速20rpm,加工60min将产品研磨至规定的厚度,正常去除80um;将产品加工到无线痕,ttv≤8um,bow≤10um,warp≤20um,且粗糙度1um;

(3)倒角:研磨完成后,使用倒角机对产品进行倒角,通过800#的砂轮将产品加工至需要的直径并确保边缘崩边≤0.2mm;

(4)清洗:将倒角后的产品使用硫酸或磷酸在130℃清洗20min,将产品上的研磨砂颗粒清洗掉,并使用旋干机将产品甩干,旋干机使用1000rpm转速,通过夹具固定将产品旋干;

(5)退火:将清洗后的产品重叠放入干净的氧化铝陶瓷坩埚使用退火炉进行退火,使用1400℃,加工80h;

(6)分选:将退火后的产品使用晶圆平坦度对退火后的产品进行厚度、bow、warp进行测量,将产品的正、负bow进行区分,使产品的bow正负方向统一朝向一面,并将厚度一致的产品放在一起,便于后续加工;

(7)贴片:用蜡将产品正bow面贴合在陶瓷盘或碳化硅盘上,确保产品平整贴合,无气泡杂质;

(8)铜抛:转速40rpm,压力150g/cm2,使用3um的钻石液在单面铜抛机对产品进行粗抛,将产品负bow面ra加工至0.01um;

(9)化抛:转速60rpm,压力500g/cm2,使用200nm的氧化铝或氧化硅抛光液在单面抛光机上对产品进行精细抛光,将产品的负bow面ra加工至0.5nm以下;

(10)清洗:将抛光后的产品在硫酸清洗机中去除抛光液,使用浓硫酸,温度140℃清洗50min后,使用刷片机将产品刷洗干净,再用旋干机使用1000rpm转速,旋转15min,将产品甩干;

(11)检测:使用平坦度测量仪对产品的厚度、bow、warp、ttv、ltv进行检测,且把产品的面型检测成像。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1