CN100352067C - 蓝宝石衬底减薄方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓝宝石衬底厚度减薄方法，减薄过程包括粘片、粗磨、抛光、去蜡、清洗步骤。通过粘片步骤使用压缩气体施加压力，在粗磨抛光步骤使用变速磨盘转速研磨，在去蜡步骤使用溶蜡的有机溶剂间接加热的方法，从而降低减薄过程中衬底破裂的可能性，提高了产品成品率。

Description

蓝宝石衬底减薄方法
技术领域
本发明涉及光电子信息技术领域，更具体地说，涉及一种蓝宝石衬底减薄方法。
背景技术
第三代半导体材料氮化镓(GaN)具有宽禁带等特点，通过掺杂可以获得波长较短的蓝光和紫外光，其中所发的蓝光具有重大意义，使得三基色红、绿、蓝齐全，为白光发光二极管(LED)代替目前的白炽灯、日光灯成为照明光源和全彩大屏幕显示创造了条件。
在GaN基蓝、绿光LED及其它光电子器件制作过程中，由于GaN材料需要在硬度很大的蓝宝石衬底上外延生长而制得，为了能够将之裂片、分割，需要将蓝宝石衬底的厚度由原先的450um左右减薄至100um以下。为了将蓝宝石衬底减薄至100um以下，目前常用的减薄设备结构有立式和卧式两种，采用的磨料一般为硬度较蓝宝石更大的金刚石微粉。通常蓝宝石衬底的减薄包括粘片、粗磨、抛光、去蜡、清洗等步骤。一般情况下，粘片时只是通过抽真空、利用蜡来使蓝宝石衬底与粘片载体粘牢，研磨时采用固定的磨盘转速，以及采用直接加热的方法去蜡。当采用卧式减薄设备进行减薄时，蓝宝石衬底是通过与磨盘上的金刚石微粉颗粒直接迫压式摩擦来达到减薄衬底的目的，假如粘片质量不好，以及采用固定转速研磨，这样经常会发生金刚石微粉颗粒在衬底表面上滑动而划裂衬底等情况，从而使减薄后的蓝宝石衬底发生破裂，有些甚至报废，大大影响了最后的产品成品率、增加了单位生产成本。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明要优化蓝宝石衬底减薄方法，降低减薄过程中衬底破裂的可能性，提高了产品成品率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：按照粘片、粗磨、抛光、去蜡、清洗步骤按顺序进行，其中粘片步骤中加热熔蜡后，在抽真空的基础上，再利用压缩气体对衬底施加第一重量的压力，使得衬底固定到粘片载体上。在粗磨步骤通过旋转磨盘打磨衬底，旋转方式采用变速旋转，即刚开始衬底厚度较厚时采用低速旋转研磨，待衬底表面与磨盘表面相吻合时，逐渐加大磨盘转速至高速旋转研磨，待衬底减薄至第一厚度时，逐渐降低转速至中速旋转研磨。在去蜡步骤将衬底和粘片载体悬浮于能够溶蜡的有机溶剂中，将有机溶剂加热到第一温度，经过有机溶剂的传导进行加热，使蜡熔化，从而分离衬底和粘片载体。
在本发明所述的蓝宝石衬底减薄方法中，所述低速旋转的旋转速度介于15～25rpm，所述高速旋转的旋转速度介于50～60rpm，所述中速旋转的旋转速度介于35～45rpm，所述第一厚度介于180～200um。
在本发明所述的蓝宝石衬底减薄方法中，所述第一温度介于130～160℃。
在本发明所述的蓝宝石衬底减薄方法中，所述压缩气体为压缩空气，所述第一重量介于1.5～2磅。
通过上述方案，粘片步骤使的衬底和粘片载体之间的蜡更均匀、更薄，而且几乎没有气泡；粗磨步骤大大降低了金刚石颗粒在衬底表面滑动的可能，而且即使有滑动也不会产生大划痕；在去蜡步骤使得使衬底和粘片载体各部分受热均匀，而且通过缓慢加热使得减薄过程留下的表面机械应力逐渐释放，并且由于浸泡在溶蜡的有机溶剂中，在去蜡过程会溶解部分残留在衬底表面的蜡，这样有利于后续的清洗工作。各步骤的优化使得整个减薄过程中衬底的破裂率大大降低，从而提高了产品成品率、降低单位生产成本。
具体实施方式
按照粘片、粗磨、抛光、去蜡、清洗步骤按顺序进行，其中粘片步骤中加热熔蜡后，在抽真空的基础上，再利用压缩气体对衬底施加1.5～2Pounds的压力，使得衬底固定到粘片载体上。在粗磨、抛光步骤通过旋转磨盘打磨衬底，旋转方式采用变速旋转，即刚开始衬底厚度较厚时采用20rpm的低速进行旋转研磨，待衬底表面与磨盘表面相吻合时，逐渐加大磨盘转速至60rpm的高速旋转研磨，待衬底减薄至160um时，逐渐降低转速至40rpm的中速旋转研磨。在去蜡步骤将衬底和粘片载体悬浮于能够溶蜡的有机溶剂如无水乙醇或柠檬酸中，将有机溶剂加热到135℃，经过有机溶剂的传导进行加热，使蜡熔化，从而分离衬底和粘片载体。

Claims (5)

1、一种蓝宝石衬底减薄方法，包含粘片、粗磨、抛光、去蜡、清洗步骤，其中粘片步骤通过加热熔蜡，然后抽真空使得衬底固定到粘片载体上，其中粗磨步骤通过旋转磨盘打磨衬底，其中去蜡步骤通过加热使蜡熔化，从而分离衬底和粘片载体，其特征在于，所述粗磨步骤中采用磨盘变速旋转方式进行研磨，所述变速旋转研磨为刚开始采用15～25rpm的转速旋转研磨，待衬底表面与磨盘表面相吻合时，逐渐加大磨盘转速至50～60rpm的转速旋转研磨，待衬底减薄至180～200μm时，又逐渐降低转速至35～45rpm的转速旋转研磨。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘片步骤中在抽真空之后利用压缩气体在衬底上施加介于1.5～2磅的压力。
3、根据权利要求1或2任何一项所述的方法，其特征在于，所述去蜡步骤中将衬底和粘片载体悬浮于能够溶蜡的有机溶剂中，将有机溶剂加热到130～160℃，经过有机溶剂的传导进行加热。
4、根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇。
5、根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述有机溶剂为柠檬酸。
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