CN111633479A - 一种砷化镓晶圆用划片刀修刀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种砷化镓晶圆用划片刀修刀方法，包括：步骤1、将磨刀板固定，安装划片刀；步骤2、磨刀，随着划切刀数的增加，切入磨刀板深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，总共划切20~40刀；步骤3、固定砷化镓假片；步骤4、修锐，随着划切刀数的增加，切入砷化镓假片深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，总共划切20~50刀；步骤5、切割质量检验，测量缝宽和正崩尺寸，如果缝宽和正崩都满足要求，则修整完成；如果缝宽或者正崩超出质量要求，则返工或报废。保证划片刀具备较好的初始切割质量，并且加入了100%切割性能检验之后，客户现场切割质量更稳定。

Description

一种砷化镓晶圆用划片刀修刀方法
技术领域
本发明属于圆晶切割设备技术领域，特别涉及一种砷化镓晶圆用划片刀修刀方法。
背景技术
砷化镓作为最成熟的化合物半导体，基于砷化镓衬底的LED发光芯片在市场上出现大量需求。砷化镓晶圆在2017年的需求量为170万片，并且需求量逐年增长。砷化镓晶圆的划切，目前只有划片刀切割这一个成熟方案，因此划片刀目前具有很大的应用市场，并且增长动力强劲。
目前市场上的划片刀，通常经过电解工序对划片刀磨料进行暴露处理，如CN108411355A的方式。虽然保证了刀刃两侧磨料都充分暴露，但电解后的刀片直接切割通常切割质量较差。因为电解后磨料的暴露程度太大，并不适合直接切割硅晶圆等硬脆材料，因此，在切割之前需要进行修刀。
砷化镓晶圆用电镀划片刀，通常用极细粒度金刚石（4800#，5000#）规格刀片。这种粒度的划片刀，用常规的修刀方式，CN201610165551中的方法，用裸硅片进行修整，刀刃会直接脱落，造成严重破坏。
目前的解决方法为将进刀速度40mm/s降为2mm/s，并且由于硅片对划片刀的修刀效率极低，需要至少切100刀才能初步完成刀片修整，并且修整后的刀片尖端磨料出露程度是适合切硅晶圆的，但并不是最适合切割砷化镓晶圆的，切割初期切割质量稍差，具体为正崩和背崩较大。
CN201811588982-切削刀具的修整方法，中提到的刀片修整方法，目的为去除电镀厚刀的刀尖圆角，并减少磨刀板的损耗，不是为了对改善砷化镓用刀片切割质量，而且方法完全不能适用砷化镓切割用超薄细粒度划片刀。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种极细粒度电镀划片刀的修刀方法，目的在于快速完成刀片的修整。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种砷化镓晶圆用划片刀修刀方法，包括：
步骤1、将磨刀板用粘膜固定在划片机的吸盘上，将划片刀安装在划片机主轴上并测高；粘膜是UV膜、蓝膜或者白膜。所述磨刀板为碳化硅磨料和树脂结合剂烧结而成。
步骤2、启动划片机，划片刀旋转划切磨刀板，随着划切刀数的增加，切入磨刀板深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，总共划切20~40刀；磨刀的目的是消除刀刃的偏心量，去除刀刃表面过度暴露的磨料，使得刀刃具有较理想的外形。
步骤3、取下磨刀板，将砷化镓假片用粘膜固定在划片机的吸盘上；
步骤4、再次启动划片机，划片刀旋转划切砷化镓假片，随着划切刀数的增加，切入砷化镓假片深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，总共划切20~50刀；此步骤的目的为：划切砷化镓过程中，刀刃暴露量逐渐稳定，达到最合适划切砷化镓的程度。
步骤5、将步骤4中划切之后的砷化镓假片取下，用显微镜进行测量，测量缝宽和正崩尺寸，如果缝宽和正崩都满足要求，缝宽和正崩的要求为缝宽小于20μm且正崩小于5μm，则修整完成，刀片进入后续工序；如果缝宽或者正崩超出质量要求，则将对应刀片返工，再次进行步骤1和2，如果缝宽或者正崩仍超出质量要求则报废此刀片。
本发明的有益效果是：该砷化镓晶圆用划片刀修刀方法先用磨刀板磨刀的方式，通常20刀即可将刀刃修圆，相对于硅片磨刀需要的100~400刀，降低了刀片的修整时间。用砷化镓假片将刀尖修锋利，使得刀刃尖端磨料暴露程度，相对于磨刀板和硅片修整，更适合砷化镓晶圆的切割，可以减少划片刀使用初期造成的正崩和背崩。每把刀片在砷化镓假片上的切割结果，可以作为划片刀切割性能的100%检验样本，将切割性能较差刀片报废，减少客户现场的使用不良。
附图说明
图1是实施例的磨刀示意图；
图2是磨刀前后刀片初期切割砷化镓质量对比图；
图3是修锐后划切砷化镓晶圆正崩检测图；
图4是修锐后划切砷化镓晶圆背崩检测图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明提出的一种砷化镓晶圆用划片刀1修刀方法，先用磨刀板2将刀刃1a外圆修圆，再用砷化镓假片3将刀尖修锋利，使得刀刃1a尖端磨料暴露程度较为适合砷化镓晶圆的切割，第二个目的是检验刀片切割砷化镓的性能。保证划片刀1具备较好的初始切割质量，并且加入了100%切割性能检验之后，现场切割质量更稳定
具体步骤为：步骤1、如图1所示，将磨刀板2用粘膜4固定在划片机的吸盘5上，将划片刀1安装在划片机主轴上并测高；所述磨刀板2为碳化硅磨料和树脂结合剂烧结而成。粘膜4可以是UV膜、蓝膜或者白膜。
本实施例中，磨刀板2为ZZSM公司5000#磨刀板2，尺寸为75mmx75mm，厚度为1mm。
本实施例中，蓝膜为日东公司SPV-224型号，厚度为80μm。
本实施例中，划片机为Disco公司的DAD321单轴划片机。
本实施例中，所用划片刀1为ZZSM公司12A2 20X380-5000-90-H规格电镀划片刀1，外径为55.6mm，刀刃1a1a厚度16μm，刀刃1a1a长度420μm。
步骤2、磨刀，启动划片机，划片刀1高速旋转，划切磨刀板2，随着划切刀数的增加，切入磨刀板2深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，具体为：50μm深切3刀，步距30μm；100μm深切3刀，步距50μm；之后保持200μm深再切14刀，步距100μm。进刀速速逐渐增大，具体为10mm/s速度切3刀，20mm/s速度切5刀，30mm/s速度切12刀。
步骤3、取下磨刀板2，将砷化镓假片3用粘膜4固定在划片机的吸盘5上；本实施例中，所用砷化镓假片3是4寸砷化镓降级片，厚度为300μm。
步骤4、修锐，再次启动划片机，划片刀1旋转划切砷化镓假片3，随着划切刀数的增加，切入砷化镓假片3深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，总共划切20~50刀；此步骤的目的为：划切砷化镓过程中，刀刃1a暴露量逐渐稳定，达到最合适划切砷化镓的程度。
具体为：50μm深切3刀，步距50um；100um深切3刀，步距80um；180μm深切14刀，步距100um。
进刀速度逐渐增大，具体为10mm/s切6刀，20mm/s切4刀，35mm/s切10刀。
步骤5、切割质量检验，将步骤4中划切之后的砷化镓假片3取下，用200X倍率测量最后三条切缝的缝宽和正崩尺寸，取最大值作为测量结果，如果缝宽和正崩都满足要求，缝宽和正崩的要求为缝宽小于20μm且正崩小于5μm，则修整完成，刀片进入后续工序；如果缝宽或者正崩超出质量要求，则将对应刀片返工，再次进行步骤1和2，如果缝宽或者正崩仍超出质量要求则报废此刀片。
修整之后的刀片，划切4寸砷化镓晶圆，厚度为170微米，步距100μm，结果如图3、图4所示：切缝宽度约18μm，正崩小于3μm，背崩小于7μm，可以看出切割质量良好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (4)

1.一种砷化镓晶圆用划片刀修刀方法，其特征在于，包括：
步骤1、将磨刀板用粘膜固定在划片机的吸盘上，将划片刀安装在划片机主轴上并测高；
步骤2、启动划片机，划片刀旋转划切磨刀板，随着划切刀数的增加，切入磨刀板深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，共划切20~40刀；
步骤3、取下磨刀板，将砷化镓假片用粘膜固定在划片机的吸盘上；
步骤4、再次启动划片机，划片刀旋转划切砷化镓假片，随着划切刀数的增加，切入砷化镓假片深度逐渐增大，进刀速度逐渐增大，总共划切20~50刀；
步骤5、将步骤4中划切之后的砷化镓假片取下，用显微镜进行测量，测量缝宽和正崩尺寸，如果缝宽和正崩都满足要求，则修整完成，刀片进入后续工序；如果缝宽或者正崩超出质量要求，则将对应刀片返工，再次进行步骤1和2，如果缝宽或者正崩仍超出质量要求则报废此刀片。
2.根据权利要求1所述砷化镓晶圆用划片刀修刀方法，其特征在于：所述步骤1和步骤3中所述粘膜是UV膜、蓝膜或者白膜。
3.根据权利要求1所述砷化镓晶圆用划片刀修刀方法，其特征在于：所述磨刀板为碳化硅磨料和树脂结合剂烧结而成。
4.根据权利要求1所述砷化镓晶圆用划片刀修刀方法，其特征在于：所述步骤5中的缝宽和正崩的要求为缝宽小于20μm且正崩小于5μm。
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