CN110465846A - 一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,该方法具体为:首先在晶片的一面均匀涂覆UV胶并轻压贴于陶瓷盘上,采用紫外线照射晶片表面直至UV胶凝固;再对陶瓷盘上的晶片进行单面研磨;检测研磨效果后取下并清洗晶片;然后对晶片进行退火处理;再在经单面研磨的一面均匀涂覆液态蜡并烘烤后贴于陶瓷盘上;对晶片另一个面进行硬抛;检测硬抛效果后下蜡清洗即可。该方法对于蓝宝石衬底晶圆的面型修复效果好,磨削量少,一方面可以有效降低晶片的翘曲度,另一方面能够提高生产的效率和成本。
Description
技术领域
本发明属于晶体加工领域,具体涉及一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法。
背景技术
在蓝宝石衬底片的加工中,晶片的尺寸越大,在切片后晶片的翘曲度则越大。为降低晶片的翘曲度,在后道的加工过程中,传统工艺一般采用对晶片进行双面研磨和单面硬抛的方式,对晶片的表面双面修复,以达到降低晶片翘曲度,维持晶片表面平坦的目的。但传统的加工工艺存在如下不足:(1)由于切片后蓝宝石的韧性较好,在双面研磨盘的压力下,会将晶片压平,对晶片双面进行均匀的磨削,在盘压力释放后,晶片会恢复之前的面型,导致双面研磨对于晶片面型的修复作用较小;(2)面型修复分为双面研磨和单面硬抛的方式,一方面为了降低晶片的翘曲度,另一方面为了去除晶片表面的损伤层,保障晶片的翘曲度,则需要修复时间长,磨削量多,才能达到保证晶片平坦的目的。
发明内容
针对现有技术在蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方面的不足,本发明提供了一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,该方法对于蓝宝石衬底晶圆的面型修复效果好,磨削量少,一方面可以有效降低晶片的翘曲度,另一方面能够提高生产的效率和成本。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,包括以下步骤:
步骤1)贴片:采用真空吸附晶片,在晶片未被吸附的一面均匀涂覆UV胶并轻压贴于干净平坦的陶瓷盘上,采用紫外线照射晶片表面,直至UV胶凝固,关闭紫外线灯光;
步骤2)单面研磨:将步骤1)贴片后的陶瓷盘放于单面研磨机上,采用研磨液对晶片单面进行均匀磨削;
步骤3)检测:在陶瓷盘上对经步骤2)处理的单个晶片取5~8个点,使用量表测量晶片的厚度,并计算厚度的差异,要求厚度差异小于2μm;
步骤4)下片:将步骤3)检测合格的贴有晶片的陶瓷盘放于加热平台上,对陶瓷盘进行加热,待UV胶熔化后,取下晶片,采用清洗剂配合超声清洗晶片并甩干;
步骤5)退火:将经步骤4)清洗后的晶片采用高温烧结,去除研磨过程中机械力对晶片产生的应力,降低晶片的翘曲度;
步骤6)再贴片:针对步骤5)退火后的晶片,将经步骤2)单面研磨的一面采用液态蜡贴片工艺贴于干净平坦的陶瓷盘上;
步骤7)硬抛:将步骤6)贴片后的陶瓷盘放于单面铜抛机上,采用钻石液对晶片另一个面进行均匀磨削;
步骤8)再检测:在陶瓷盘上对经步骤7)处理的单个晶片取5~8个点,使用量表测量晶片的厚度,并计算厚度的差异,要求厚度差异小于2μm;
步骤9)下蜡清洗:将步骤8)检测合格的贴有晶片的陶瓷盘放于加热平台上,对陶瓷盘进行加热,待液态蜡熔化后,取下晶片,采用清洗剂配合超声清洗晶片并甩干,即可。
优选地,步骤1)所述将晶片轻压贴于陶瓷盘上的作用压力小于5kg。
优选地,步骤1)所述紫外线照射晶片的时间为5~10s。
优选地,步骤2)所述研磨的压力为30~60g/cm2。
优选地,步骤2)所述研磨液为D50粒径为70μm的碳化硼研磨液。
优选地,步骤7)所述钻石液为粒径为4.0μm的多晶钻石液。
本发明的有益效果如下:
(1)在面型修复上,对比传统采用双面研磨-退火-硬抛的工艺,采用轻压贴片的方式,保障了晶片的面型不会受压力的作用而产生变化,将晶片固定后采用单面研磨的方式进行修复,先对晶片一个面的面型进行修复;其后退火消除研磨对晶片产生的应力残留;再采用贴蜡的方式将晶片修复后平坦的研磨面贴于陶瓷盘上,通过硬抛的方式,修复晶片另一面的面型;通过此工艺能够大大降低晶片的翘曲度,解决了传统工艺下,双面研磨工艺面型修复作用小的弊端。
(2)在加工效率上,传统的工艺采用双面研磨的方式修复切割后晶片表面的损伤层,后通过硬抛修复晶片单面的研磨损伤层,晶片厚度去除较多。而本发明的方法,减少了晶片一个面的研磨损伤层的修复,直接采用硬抛修复晶片切割面的损伤层,大大降低了晶片厚度的去除量;一方面能够提高加工的效率,另一方面降低了晶片的进站厚度,延伸至切割工艺可以提高了晶棒切割的出片数。
附图说明
图1为对晶片进行真空吸附的示意图;
图2为通过UV胶固定晶片于陶瓷盘上进行研磨的示意图;
图3为通过液态蜡固定晶片于陶瓷盘上进行研磨的示意图。
图中:1、晶片;2、陶瓷盘;3、UV胶;4、液态蜡;5、晶片中心;6、中心线;7、真空吸附装置;8、面型修复的厚度;9、切割损伤层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,具体步骤如下:
(1)贴片:如图1、2所示,采用真空吸附装置7环形真空吸附晶片1,吸附面积不宜过大,避免造成晶片1的面型变化。在晶片1未被吸附的一面均匀涂覆UV胶3并轻压贴于干净平坦的陶瓷盘2上,对晶片作用压力必须小于5kg,避免在重压下晶片压片,影响对晶片面型的修复作用;采用紫外线照射晶片1表面10s,直至UV胶3凝固,关闭紫外线灯光。
(2)单面研磨:将贴片后的陶瓷盘放于单面研磨机上,采用配置好的D50粒径为70μm的碳化硼研磨液对晶片单面进行均匀磨削,一方面去除切割对晶片表面造成的损失层,另一方面对晶片需研磨面的面型进行修复,降低晶片研磨面的翘曲度。研磨压力设定为60g/cm2,去除25~30μm后,取出陶瓷盘,将晶片表面的研磨液冲洗干净。
如图1所示,晶片中心5距中心线6的距离为翘曲度。
面型修复的厚度8、切割损伤层9分别如图2所示,其中虚线一直延伸至晶片1内部,表示具体操作需在晶片1的晶面上完成。
(3)检测:在陶瓷盘上对经(2)处理的单个晶片取5~8个点,使用量表测量晶片的厚度,并计算厚度的差异,要求厚度差异小于2μm,及晶片单面的翘曲度控制在2μm以内。
(4)下片:将经(3)检测合格的贴有晶片的陶瓷盘放于加热平台上,对陶瓷盘进行加热,待UV胶熔化后,取下晶片,采用清洗剂配合超声清洗晶片并甩干。
(5)退火:将清洗后的晶片采用高温烧结,退火温度为1400℃,去除研磨过程中机械力对晶片产生的应力,降低晶片的翘曲度。
(6)再贴片:如图3所示,将退火后的晶片1,在经单面研磨的一面均匀涂覆液态蜡4并烘烤15~20s后贴于干净平坦的陶瓷盘2上。
(7)硬抛:将贴片后的陶瓷盘放于单面铜抛机上,采用粒径为4.0μm的多晶钻石液对晶片另一个面进行均匀磨削,修复晶片另一个面的面型并去除表面切割的损伤层,机械压力设定为150~200g/cm2,去除30~35μm。
面型修复的厚度8、切割损伤层9分别如图3所示,其中虚线一直延伸至晶片1内部,表示具体操作需在晶片1的晶面上完成。
(8)再检测:在陶瓷盘上对经(7)处理的单个晶片取5~8个点,使用量表测量晶片的厚度,并计算厚度的差异,要求厚度差异小于2μm,及晶片单面的翘曲度控制在2μm以内。
(9)下蜡清洗:将经(8)检测合格的贴有晶片的陶瓷盘放于加热平台上,对陶瓷盘进行加热,待液态蜡熔化后,取下晶片,采用清洗剂配合超声清洗晶片并甩干,即可。
测试例1
采用warp值相近的两组晶片,分别对晶片采用本发明工艺(实施例1)和传统工艺进行修复作业,修复完成后,每组抽取10个针对晶片的硬抛面采用SiO2抛光液抛光30min,去除晶片硬抛的应力,将晶片清洗干净后测量,检测晶片的翘曲度变化。具体如下表1所示。
表1对比数据(单位:μm)
从表1数据可以看出,本发明工艺较传统加工工艺可少去除30~40μm,且对于晶片翘曲度的修复效果更好。
本发明的修复方法采用UV胶轻压贴片,保持晶片原有的面型,后采用单面研磨工艺,修复单面的翘曲度。后退火去除研磨对晶片产生的应力;针对另一面的采用贴蜡配合钻石液进行翘曲度的修复,此工艺路线取代传统双面研磨修复翘曲度工艺,将针对晶片翘曲度的修复分摊到两道工艺,一方面大大提升的针对晶片翘曲度修复的成功率,同时较传统工艺,降低了去除厚度,达到降低成本的目的。
Claims (6)
1.一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1)贴片:采用真空吸附晶片,在晶片未被吸附的一面均匀涂覆UV胶并轻压贴于干净平坦的陶瓷盘上,采用紫外线照射晶片表面,直至UV胶凝固,关闭紫外线灯光;
步骤2)单面研磨:将步骤1)贴片后的陶瓷盘放于单面研磨机上,采用研磨液对晶片单面进行均匀磨削;
步骤3)检测:在陶瓷盘上对经步骤2)处理的单个晶片取5~8个点,使用量表测量晶片的厚度,并计算厚度的差异,要求厚度差异小于2μm;
步骤4)下片:将步骤3)检测合格的贴有晶片的陶瓷盘放于加热平台上,对陶瓷盘进行加热,待UV胶熔化后,取下晶片,采用清洗剂配合超声清洗晶片并甩干;
步骤5)退火:将经步骤4)清洗后的晶片采用高温烧结,去除研磨过程中机械力对晶片产生的应力,降低晶片的翘曲度;
步骤6)再贴片:针对步骤5)退火后的晶片,将经步骤2)单面研磨的一面采用液态蜡贴片工艺贴于干净平坦的陶瓷盘上;
步骤7)硬抛:将步骤6)贴片后的陶瓷盘放于单面铜抛机上,采用钻石液对晶片另一个面进行均匀磨削;
步骤8)再检测:在陶瓷盘上对经步骤7)处理的单个晶片取5~8个点,使用量表测量晶片的厚度,并计算厚度的差异,要求厚度差异小于2μm;
步骤9)下蜡清洗:将步骤8)检测合格的贴有晶片的陶瓷盘放于加热平台上,对陶瓷盘进行加热,待液态蜡熔化后,取下晶片,采用清洗剂配合超声清洗晶片并甩干,即可。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,其特征在于,步骤1)所述将晶片轻压贴于陶瓷盘上的作用压力小于5kg。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,其特征在于,步骤1)所述紫外线照射晶片的时间为5~10s。
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,其特征在于,步骤2)所述研磨的压力为30~60g/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,其特征在于,步骤2)所述研磨液为D50粒径为70μm的碳化硼研磨液。
6.根据权利要求1所述的一种大尺寸蓝宝石衬底晶圆片的面型修复方法,其特征在于,步骤7)所述钻石液为粒径为4.0μm的多晶钻石液。
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