CN105655240A - 一种蓝宝石晶片的加工方法 - Google Patents

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叶国伟
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Abstract

本发明公开了一种蓝宝石晶片的加工方法，该方法的具体流程为：线性切割、研磨和倒角、清洗、高温蚀刻、抛光、检测，该流程在传统流程倒角之后进行清洗，保证晶片的清洁度，然后进行高温蚀刻，高温蚀刻溶液为150~500℃的硫酸和磷酸，二者比例为6:1到1:6，蚀刻后清洗并进行常规抛光，该流程不仅缩短制程环节，节省加工时间，降低成本，提高生产效率，而且能够很好的消除应力，提高晶片表面均匀性。

Description

一种蓝宝石晶片的加工方法
技术领域
本发明属于LED衬底加工领域，特别是涉及一种蓝宝石晶片成型的加工方法。
背景技术
蓝宝石晶片是当今制作蓝光LED的主要衬底材料。蓝宝石晶圆的传统的流程为线切、研磨、倒角、搓洗晶片、退火、上蜡、铜抛、抛光和检测。由于退火的时间约50小时，严重浪费时间，且有应力释放不完全的情况。并且在上蜡站需要高要求的操作及机台，方可控制贴蜡的均匀度。又由于铜抛需移除较厚的蓝宝石晶片，需要大量的钻石液，导致成本高昂。
发明内容
为解决上述传统蓝宝石加工技术问题，本发明提供一种蓝宝石晶片制作流程，该流程由线切、研磨、倒角、搓洗晶片、高温蚀刻、抛光和检测等流程组成。
具体来说，本发明公开的一种蓝宝石晶片的加工方法，包括步骤：
（1）对晶棒进行切割，制成晶片；
（2）研磨减薄晶片，对晶片边缘倒角，清洗晶片；
（3）对晶片表面进行高温湿法蚀刻，去除晶片表面研磨损伤痕迹，高温起到释放晶片内部应力的作用；
（4）指定晶片一面为工作面，对所述工作面进行抛光加工。
根据本发明，优选地，所述高温湿法蚀刻的温度为150~500℃。
根据本发明，优选地，高温湿法蚀刻的溶液为硫酸或磷酸或二者混合。
根据本发明，优选地，所述硫酸与磷酸混合液中，硫酸与磷酸的比例为6:1~1:6。
根据本发明，优选地，所述湿法蚀刻对晶片的移除量为10~50μm。
根据本发明，优选地，所述湿法蚀刻的时间为0.5~2h。
根据本发明，优选地，所述研磨采用研磨液对晶片进行减薄和倒角，所述研磨液浓度为0.05~0.6wt.%。
根据本发明，优选地，所述研磨液成分为悬浮剂加碳化硅或碳化硼。
根据本发明，优选地，步骤4所述工作面为晶片两面中上凸的一面，经检测仪器测量后，选择正BOW面。
本发明的加工方法在传统的倒角之后进行清洗和搓片，保证晶片的清洁度，然后进入高温蚀刻，高温蚀刻的溶液为150~500℃的硫酸和磷酸，蚀刻后进行清洗后，然后进行常规的抛光。本发明加工方法通过高温蚀刻的作用，达到消除应力及去除部分研磨损伤层的效果，从而简化整体的工序。
附图说明
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。
图1为实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成，另外，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要之限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其它的实施例中，且本发明的范围不受限定，以专利权利范围为准。
实施例
本发明提出一种蓝宝石晶片制作流程和制作方法，通过高温蚀刻的作用，达到消除应力及去除部分研磨损伤层的效果，从而简化整体的工序。
如图1所示工艺流程，对晶片进行线性切割，将晶棒制成晶片。以4寸晶片为例，晶片厚度为750μm，对切割好的晶片进行研磨减薄，使用研磨液的主要成分为：悬浮剂和碳化硅或碳化硅，浓度为0.05~0.6wt.%，研磨液的流量为0.5~4L/min，优选流量为1.5L/min，通过游星轮对晶片施加压力，压力为2.5~8.5kpa，优选压力为5.5kpa，游星轮转速为5~40rpm，优选转速为转速20rpm，研磨时间为5~30min，研磨时间优选为11min，晶片移除量为25~40μm，优选移除量为30μm，单片晶片之间的厚度差小于3μm。
使用石膏抹布沾用洗洁精擦拭晶片表面，去除研磨粉的残留，提高后续湿法蚀刻的效果，清洗完成后旋干。
对晶片进行高温湿法蚀刻，蚀刻溶液为150~500℃的硫酸和磷酸，溶液温度优选为280℃，比例为6:1至1：6，蚀刻时间为0.5~2h，蚀刻时间优选为1h，蚀刻移除量为10~50μm，蚀刻移除量优选为18μm，用以完全释放晶片在生长和制作过程中产生的内部应力。蚀刻完成之后，清洗旋干。
定义出晶片一面为工作面，通过抛光机的抛光垫对晶片工作面进行抛光，对晶片施加压力，压力1.0~5.5kgf/cm的，转速为10~150rpm，温度为25~60℃，抛光液流量为2.5~20L/min，加工时间为1.5~15h，抛光去除量为35~50μm。最后对制作好的晶片进行检测。
本发明的流程不仅缩短制程，节省加工时间，降低成本，提高生产线的效率。而且能够很好的消除应力，提高晶片表面均匀性。按照本发明的高温蚀刻工艺流程，晶片无应力残留，相比原有工艺，工艺成本约降低20%，整个加工效率约提升30%。

Claims (9)

1.一种蓝宝石晶片的加工方法，包括步骤：
(1)对晶棒进行切割，制成晶片；
(2)研磨减薄所述晶片；
(3)对晶片表面进行高温湿法蚀刻，去除晶片表面研磨损伤痕迹，高温起到释放晶片应力的作用；
(4)指定晶片一面为工作面，对所述工作面进行抛光加工。
2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：所述高温湿法蚀刻的温度为150~500℃。
3.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：高温湿法蚀刻的溶液为硫酸或磷酸或二者混合。
4.根据权利要求3所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：所述硫酸与磷酸混合液中，硫酸与磷酸的比例为6:1~1:6。
5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：所述湿法蚀刻对晶片的移除量为10~50μm。
6.根据权利要求1至5所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：所述湿法蚀刻的时间为0.5~2h。
7.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：所述研磨采用研磨液对晶片进行减薄，所述研磨液浓度为0.05~0.6wt.%。
8.根据权利要求7所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：所述研磨液成分包含碳化硅和碳化硼。
9.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶片的加工方法，其特征在于：步骤4所述工作面为晶片两面中上凸的一面。
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