CN114068773A - 一种蓝宝石衬底制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓝宝石衬底制作方法，一种蓝宝石衬底制作方法，方法包括：获取线切后清洗完成的晶片，并将线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗，再对晶片进行退火处理；根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理，并对分规处理后的晶片进行筛选，得到筛选后的第一规格晶片；对第一规格晶片进行倒角，获得蓝宝石衬底。上述蓝宝石衬底制作方法，通过将线切割后的晶片，根据晶片规格数据进行检测，得到第一规格晶片，将第一规格晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底，无需经过双面研磨，简化了制作工艺流程，解决了现有技术中多线切割后产品需要全部经过双面研磨后才可进行之后的生产工序，导致单片生产成本高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及芯片技术领域，特别涉及一种蓝宝石衬底制作方法。
背景技术
随着LED领域工艺技术的发展，以及整个LED行业的迅速壮大，对GaN基LED器件PSS衬底的研究也逐渐增多。
图形化蓝宝石衬底，简称PSS(Patterned Sapphire Substrate)，也就是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻工艺将掩膜刻出图形，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向外延变为横向外延。一方面可以有效减少GaN外延材料的位错密度，从而减小有源区的非辐射复合，减小反向漏电流，提高LED的寿命；另一方面有源区发出的光，经GaN和蓝宝石衬底界面多次散射，改变了全反射光的出射角，增加了倒装LED的光从蓝宝石衬底出射的几率，从而提高了光的提取效率。综合这两方面的原因，使PSS上生长的LED的出射光亮度比传统的LED大大提高，同时反向漏电流减小，LED的寿命也得到了延长。
现有技术中，在制作蓝宝石衬底的制作方法中，一般需要定向粘棒、多线切割、线切后检测、线切后清洗、双面研磨、退火、分规、倒角等工艺，使得多线切割后产品需要全部经过双面研磨后才可进行之后的生产工序，双面研磨工序的人工操作多、单片耗材成本高，从而导致蓝宝石衬底的单片成本较高。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种蓝宝石衬底制作方法，用于解决现有技术中，多线切割后产品需要全部经过双面研磨后才可进行之后的生产工序，导致单片生产成本高的技术问题。
一种蓝宝石衬底制作方法，所述方法包括：
获取线切后清洗完成的晶片，并将所述线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗，再对晶片进行退火处理；
根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理，并对分规处理后的晶片进行筛选，得到筛选后的晶片，所述筛选后的晶片包括第一规格晶片；
对所述第一规格晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底。
上述蓝宝石衬底制作方法，通过将线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗，再对晶片进行退火处理，根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理，并对分规处理后的晶片进行筛选，得到筛选后的晶片，筛选后的晶片包括第一规格晶片，对第一规格晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底，无需经过双面研磨的过程，简化了制作工艺流程，降低了生产成本，解决了现有技术中，多线切割后产品需要全部经过双面研磨后才可进行之后的生产工序，导致单片生产成本高的技术问题。
另外，根据本发明上述的蓝宝石衬底制作方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，在根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理的步骤中：
晶片规格数据包括Bow值、Warp值、厚度值以及TTV值。
进一步地，所述第一规格晶片的晶片规格数据为：
|Bow|≤5μm，Warp≤18μm，700μm≤厚度≤725μm，TTV≤15μm。
进一步地，所述筛选后的晶片还包括第二规格晶片，所述第二规格晶片的晶片规格数据为：
|Bow|≤5μm，18μm＜Warp≤50μm，690μm≤厚度≤730μm，TTV≤25μm；
或者，5μm <|Bow|≤15μm，Warp≤50μm，690μm≤厚度≤730μm，TTV≤25μm。
进一步地，在将所述线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗的步骤中：
所述退火前清洗的清洗温度为：60-130℃；
清洗时间为：6-10 min。
进一步地，在对晶片进行退火处理的步骤中：
所述退火处理的温度为：1550-1650℃；
时间为：720-900 min。
进一步地，在对分规处理后的晶片进行筛选的步骤之后还包括：
对所述第二规格晶片进行双面研磨，对双面研磨后的晶片进行研磨后清洗；
对研磨后清洗完成的晶片进行退火前清洗，而后对晶片进行退火处理；
将退火处理后的晶片进行分规，对分规后的晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底。
附图说明
图1为本发明中蓝宝石衬底制作方法的流程图；
图2为现有技术中标准制程分规良率图；
图3为本发明中A规分规良率图；
图4为本发明中B规分规良率图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请公开了一种蓝宝石衬底制作方法，用于简化现有的工艺流程。此流程主要针对线切割之后至贴磨抛之间的生产流程进行优化，线切割之后按照特定的检测数据标准，将线切割后产品进行分规，第一规格晶片可直接进行贴磨抛生产流程，第二规格晶片需按照优化前工艺，经过双面研磨后再进行贴磨抛生产流程。本申请中的蓝宝石衬底制作方法，通过分规，在保证最终产出产品符合客户需求的前提下，实现部分产品取消了双面研磨生产流程，节省了人力成本，同时节省设备的购置成本和生产中使用的耗材成本。
一种蓝宝石衬底制作方法，所述方法包括：
获取线切后清洗完成的晶片，并将所述线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗，再对晶片进行退火处理；
根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理，并对分规处理后的晶片进行筛选，得到筛选后的晶片，所述筛选后的晶片包括第一规格晶片；
对所述第一规格晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底。
具体的，对线切后的晶片进行线切后清洗，目的在于清洗线切后产品表面的切割液残留及残胶。
在本发明一些实施例当中，在根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理的步骤中：
晶片规格数据包括Bow值、Warp值、厚度值以及TTV值。
具体的，线切后分规通过量测机台对产品的Bow和Warp的数据进行量测。
在本发明一些实施例当中，所述第一规格晶片的晶片规格数据为：
|Bow|≤5μm，Warp≤18μm，700μm≤厚度≤725μm，TTV≤15μm，在本申请中，将以上述晶片规格数据对晶片进行筛选的规则定义为A规。
在本发明一些实施例当中，所述筛选后的晶片还包括第二规格晶片，第一规格晶片的晶片规格数据优于第二规格晶片的晶片规格数据，所述第二规格晶片的晶片规格数据为：
|Bow|≤5μm，18μm＜Warp≤50μm，690μm≤厚度≤730μm，TTV≤25μm；
或者，5μm <|Bow|≤15μm，Warp≤50μm，690μm≤厚度≤730μm，TTV≤25μm；
在本申请中，将以上述晶片规格数据对晶片进行筛选的规则定义为B规。
需要进一步说明的是，在本申请中，可以通过专业设备对晶片进行A规以及B规筛选，对专业设备需要设置好对应的晶片规格数据，在一些可选实施例中，专业设备可为晶圆形貌测量与分选设备。
在本发明一些实施例当中，在将所述线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗的步骤中：
所述退火前清洗的清洗温度为：60-130℃；
清洗时间为：6-10 min。
在本发明一些实施例当中，在对晶片进行退火处理的步骤中：
所述退火处理的温度为：1550-1650℃；
时间为：720-900 min。
在本发明一些实施例当中，在对分规处理后的晶片进行筛选的步骤之后还包括：
对所述第二规格晶片进行双面研磨，对双面研磨后的晶片进行研磨后清洗；
对研磨后清洗完成的晶片进行退火前清洗，而后对晶片进行退火处理；
将退火处理后的晶片进行分规，对分规后的晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底。
双面研磨能够去除线切损伤层并修复晶片翘曲度；研磨后清洗目的在于清洗研磨后产品表面的碳化硼和悬浮液残留；退火前清洗目的在于清洗线切（研磨后）产品在上一道清洗仍残留的切割液、胶、碳化硼粉、悬浮剂，以及双面研磨的铁盘废屑；退火处理目的在于消除应力带来的晶片形变，改善翘曲度；在分规步骤中，使用检测机台对研磨后晶片进行Bow、Warp、厚度、TTV抽检，以便确认每一片晶片是否满足规格；倒角的目的在于将晶片的直角侧壁磨成圆弧状。
需要进一步说明的是，所述第一规格晶片的Bow和Warp的数据较优，可以直接进行倒角，节省了双面研磨、以及研磨后清洗等步骤；所述第二规格晶片Bow和Warp的数据略差，需要通过双面研磨对产品进行修复，然后经过研磨后清洗，退火前清洗，退火，分规，再进行倒角。
作为一个具体示例，在获取线切后清洗完成的晶片的步骤之前包括：
将晶棒进行多线切割，得到晶片，将线切割后的晶片进行线切后检测，而后进行清洗，得到线切后清洗完成的晶片。
进一步的，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底的步骤包括：获取倒角后的晶片，而后经过上蜡前处理、贴片、粗抛（或铜抛）、精抛、铲片、去蜡清洗、外观检测、最终分选、镭刻打标等工艺，得到蓝宝石衬底。
以下内容，将对蓝宝石衬底制作方法涉及到的工艺进行说明：
定向粘棒，目的在于将晶棒按照要求的切割角度粘结在料板上；
多线切割，目的在于使用金刚线将晶棒按照固定的间距切割分离成晶片；
线切后检测，目的在于使用检测机台对线切后晶片进行Bow、Warp抽检，以便确认机台是否可以继续切割；
线切后清洗，目的在于清洗线切后产品表面的切割液残留及残胶；
双面研磨，目的在于去除线切损伤层并修复晶片翘曲度；
研磨后清洗，目的在于清洗研磨后产品表面的碳化硼和悬浮液残留；
退火前清洗，目的在于清洗线切（研磨后）产品在上一道清洗仍残留的切割液、胶、碳化硼粉、悬浮剂，以及双面研磨的铁盘废屑；
退火，目的在于消除应力带来的晶片形变，改善翘曲度；
线切后分规（分规），目的在于使用检测机台对线切后（或双面研磨后）晶片进行Bow、Warp、厚度、TTV量测，以便确认每一片晶片是否满足规格；
倒角，目的在于将晶片的直角侧壁磨成圆弧状；
上蜡前清洗，目的在于清洗倒角后产品表面的磨削废渣；
贴片，目的在于通过液态蜡将晶片固定在陶瓷盘上以便进行后续工序加工；
粗抛（精抛），目的在于去除晶片表面线切（双面研磨）损伤层，使产品表面满足表面粗糙度要求；
铲片，目的在于将晶片从陶瓷盘上分离；
去蜡清洗，目的在于清洗铲片后产品表面的液态蜡；
外观检测，目的在于对产品表面外观进行检查，筛选外观良品；
最终分规，目的在于使用检测机台对精抛后晶片进行Bow、Warp、厚度、TTV量测，以便确认每一片晶片是否满足规格；
镭刻，目的在于对晶片进行镭刻编码，以便后工序进行身份识别区分。
具体的，以8月份的成品良率为例，由图2可得，根据现有工艺标准制程制作蓝宝石衬底，经现有制作工艺得到的最终成品中，8月份的成品良率为91.74%；由图3可得，根据A规分规得到第一规格晶片，再由第一规格晶片经蓝宝石衬底的制作工艺制得的最终成品中，8月份的成品良率为96.95%；由图4可得，根据B规分规得到的第二规格晶片，再由第二规格晶片经蓝宝石衬底的制作工艺制得的最终成品中，8月份的成品良率为96.09%，由此对比可得，经过本申请中的制作方法得到的最终成品，产品良率远高于根据现有技术中的制作工艺制得的产品良率。
为了便于理解本发明，下面将给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
本实施例当中的蓝宝石衬底制作方法，包括如下步骤：
获取线切后清洗完成的晶片，并将所述线切后清洗完成的晶片在温度为130℃下退火前清洗，清洗时间为10 min，再对晶片在温度为1600℃下进行退火处理，退火时间为720 min；根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理，并对分规处理后的晶片进行筛选，得到筛选后的晶片，筛选后的晶片的良率为100%，所述筛选后的晶片包括第一规格晶片，第一规格晶片的晶片规格数据为：Bow=-3.42μm，Warp=12.5μm，厚度=712.5μm，TTV=7.5μm；对所述第一规格晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底。
请参阅下表1，所示为本发明具体实施例的6组对应参数，具体如下表所示：
表1
结合上述表1的数据可以明显看出，本发明实施例中的蓝宝石衬底制作方法，通过将线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗，再对晶片进行退火处理，根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理，并对分规处理后的晶片进行筛选，得到筛选后的晶片，筛选后的晶片包括第一规格晶片，对第一规格晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底，无需经过双面研磨的过程，简化了制作工艺流程，降低了生产成本，解决了现有技术中，多线切割后产品需要全部经过双面研磨后才可进行之后的生产工序，导致单片生产成本高的技术问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种蓝宝石衬底制作方法，其特征在于，所述方法包括：
获取线切后清洗完成的晶片，并将所述线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗，再对晶片进行退火处理；
根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理，并对分规处理后的晶片进行筛选，得到筛选后的晶片，所述筛选后的晶片包括第一规格晶片；
对所述第一规格晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底制作方法，其特征在于，在根据晶片规格数据，对退火处理后的晶片进行线切后分规处理的步骤中：
晶片规格数据包括Bow值、Warp值、厚度值以及TTV值。
3.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底制作方法，其特征在于，所述第一规格晶片的晶片规格数据为：
|Bow|≤5μm，Warp≤18μm，700μm≤厚度≤725μm，TTV≤15μm。
4.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底制作方法，其特征在于，所述筛选后的晶片还包括第二规格晶片，所述第二规格晶片的晶片规格数据为：
|Bow|≤5μm，18μm＜Warp≤50μm，690μm≤厚度≤730μm，TTV≤25μm；
或者，5μm <|Bow|≤15μm，Warp≤50μm，690μm≤厚度≤730μm，TTV≤25μm。
5.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底制作方法，其特征在于，在将所述线切后清洗完成的晶片进行退火前清洗的步骤中：
所述退火前清洗的清洗温度为：60-130℃；
清洗时间为：6-10min。
6.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底制作方法，其特征在于，在对晶片进行退火处理的步骤中：
所述退火处理的温度为：1550-1650℃；
时间为：720-900 min。
7.根据权利要求4所述的蓝宝石衬底制作方法，其特征在于，在对分规处理后的晶片进行筛选的步骤之后还包括：
对所述第二规格晶片进行双面研磨，对双面研磨后的晶片进行研磨后清洗；
对研磨后清洗完成的晶片进行退火前清洗，而后对晶片进行退火处理；
将退火处理后的晶片进行分规，对分规后的晶片进行倒角，通过倒角后的晶片获得蓝宝石衬底。
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