一种晶圆研磨的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种晶圆研磨的控制方法，通过硬抛减薄晶圆，筛选硬抛研磨液颗粒度、研磨液注入流量，兼顾研磨减薄面的晶圆翘曲度、移除率和破片率，实现最佳研磨效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶圆的研磨方法，特别是对发光二极管晶圆研磨硬抛减薄的方法。
技术介绍
现行的抛光研磨工艺存在两种加工方式，一种为软抛工艺，在软抛机结合抛光布和抛光液抛光晶圆，抛光液往往含有硅溶胶成分，慢速抛光晶圆；一种为硬抛工艺，在硬抛机利用铜盘跟抛光液，快速研磨抛光晶圆。随着LED器件性能的不断提高和器件尺寸的减小，对研磨抛光的晶圆材料、完整性、几何参数、研磨移除率以及表面质量等方面都提出较高的要求。目前业内在加工工艺中对抛光、清洗的研究比较深入，而鲜见对晶圆几何参数的研究，实际上几何参数特别是翘曲度是加工过程中必须加以控制的指标。在晶体生长过程中，存在较高的温度梯度和径向温度梯度，由此造成晶体在生长过程中承载很高的热应力，并引发晶格滑移产生位错，在晶圆研磨减薄过程中，热应力释放导致晶圆翘曲变形，导致后续加工难度上升，精确度很难保证。由于晶圆的翘曲度是属于体缺陷，一旦形成，在后续的工序中很难改善，且翘曲度直接影响晶圆的完整性和稳定性，翘曲度达到一定程度亦会出现晶圆破碎的情况。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种晶圆研磨的控制方法，通过调整硬抛研磨工艺、选取硬抛用的钻石研磨抛光液，在硬抛机上进行晶圆减薄。根据本方法，优选的，所述抛光液中钻石颗粒的粒径为d，其中3.5μm≤d≤8.5μm。根据本方法，优选的，所述硬抛研磨工艺中抛光液的注入流量为f，其中0.8mL/min≤f≤5mL/min。根据本方法，优选的，所述晶圆的厚度在研磨前为130μm，研磨后晶圆的厚度为100μm。根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为蓝宝石时，所述抛光液钻石的粒径为d1，其中6μm≤d1≤8.5μm。根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为蓝宝石时，所述抛光液的注入流量为f1，其中3mL/min≤f1≤5mL/min，其研磨抛光的移除率最大。根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为硅时，所述抛光液钻石的粒径为d2，其中3.5μm≤d2≤6μm。根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为硅时，所述抛光液的注入流量为f2，其中0.8mL/min≤f2≤1.2mL/min，所述晶圆的衬底材料为硅时，其研磨抛光的移除率最大。根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为砷化镓时，所述抛光液钻石的粒径为d3，其中3.5μm≤d3≤6μm。根据本方法，优选的，所述晶圆的衬底材料为砷化镓时，所述抛光液的注入流量为f3，其中0.8mL/min≤f3≤1.2mL/min，其研磨抛光的移除率最大。本专利技术的有益效果至少包括解决了
技术介绍
中的问题，能有效降低研磨完成后晶圆的翘曲程度，并在控制破片率的条件下，提高晶圆移除率，适合大规模量产，缩短加工周期、减少产品损失、提高产品质量。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1~图2是通过上蜡固定晶圆的陶瓷盘示意图。图3是研磨硬抛机的工作示意图。图4是扫描电子显微镜（SEM）下的钻石颗粒形貌图。图5是检测晶圆翘曲度的示意图。其中，1、晶圆；2、陶瓷盘；3、硬抛机；31、铜盘；32、主轴；4、研磨抛光液；41、滴管；d、粒径。具体实施方式下面结合示意图对本专利技术的结构及其制作方法进行详细的描述，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，通过实施例所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。实施例1本实施例提供了一种晶圆研磨的控制方法，具体如下：先提供一厚度为130um的发光二极管晶圆1，晶圆1的衬底材料为蓝宝石，参看图1和图2所示，通过上蜡将待研磨抛光的晶圆1与陶瓷盘2粘合固定。再参看图3，将陶瓷盘2放在研磨硬抛机3的铜盘31上，进行硬抛工艺，其中陶瓷盘2粘合晶圆1的一面与铜盘31接触。铜盘31绕主轴32旋转，而陶瓷盘2由硬抛机3提供压力限制其绕主轴32旋转，从而产生晶圆（图中未示出）与铜盘31间的相对摩擦，利用二者之间的钻石研磨抛光液4减薄晶圆。硬抛过程中，通过滴管41向铜盘31注入钻石研磨抛光液4，参看图4，通过扫描电子显微镜（SEM）观察，钻石研磨抛光液的主要成分为钻石颗粒，抛光液颗粒度指的是钻石颗粒的平均粒径d，其为钻石研磨抛光液4性能的主要影响因素，下表为4组不同颗粒度的钻石研磨抛光液4进行抛光的实验数据：上表中几个主要数据，按对研磨抛光质量影响的重要程度依次排序为：翘曲度、晶圆移除率和粗糙度。翘曲度过大直接影响到晶圆的完整性和后续加工精度的稳定性，如图5所示，实际生产中通过刻度尺目测翘曲度的数值。晶圆移除率越大，加工速度越快；粗糙度过大，容易导致研磨面损伤、暗裂，破片比例增高。因此，综合考虑翘曲度越小、晶圆移除率越快、粗糙度越小，研磨抛光的质量越好。综合考量翘曲度、晶圆移除率和粗糙度参数，A与B规格的研磨抛光液4晶圆移除率过小，加工时间长，翘曲度过大，不利于后续加工的精度控制。对比C与D规格的研磨抛光液4，D的粗糙度大于25nm，容易出现研磨面暗裂，无法满足量产的良率要求，而晶圆移除率与翘曲度相对于C规格的研磨抛光液4，优势较小。综上，研磨抛光液4的粒径优选为6-8.5μm，优选每分钟均匀注入3-5mL研磨抛光液4，以达到最快晶圆移除率3μm/min。实施例2本实施例相对实施例1的区别为，采用硅作为晶圆1的衬底材料，如下表所示，为4组不同颗粒度的钻石研磨抛光液4进行抛光的实验数据：综合考量翘曲度、晶圆移除率和粗糙度参数，由于硅材质韧性较差，移除率过大将导致破片率急剧上升，C与D规格的研磨抛光液4晶圆移除率均大于7μm/min，加工速度过快，导致破片率大于5%，造成大量片源损失，无法满足量产需求。对比A与B规格的研磨抛光液4，A规格的翘曲度无法满足量产要求，翘曲过大，导致对后续加工工艺影响过大。综上，研磨抛光液的粒径优选为3.5-6μm.，由于硅材质硬度较低，优选每分钟均匀注入1mL研磨抛光液4，以达到最快晶圆移除率6μm/min。实施例3本实施例采用砷化镓作为晶圆1的衬底材料，如下表所示，为4组不同颗粒度的钻石研磨抛光液4进行抛光的实验数据：综合考量翘曲度、晶圆移除率和粗糙度参数，由于砷化镓材质与硅一样韧性较差，移除率过大会导致破片率急剧上升，C与D规格的研磨抛光液4晶圆移除率均大于7μm/min，导致破片率大于5%，造成大量片源损失，无法满足量产需求。对比A与B规格的研磨抛光液4，A规格的翘曲度无法满足量产要求，翘曲过大，导致对后续加工影响过大。而相比之下，B规格最为符合量产要求。综上，研磨抛光液4的颗粒度优选为3.5-6μm，由于硅材质硬度较低，优选每分钟均匀注入1mL研磨抛光液4，以达到最快晶圆移除率7μm/min。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆研磨的控制方法，通过调整硬抛研磨工艺、选取硬抛用的钻石研磨抛光液，在硬抛机上进行晶圆减薄，其特征在于：所述抛光液中钻石颗粒的粒径为d，其中3.5μm≤d≤8.5μm。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆研磨的控制方法，通过调整硬抛研磨工艺、选取硬抛用的钻石研磨抛光液，在硬抛机上进行晶圆减薄，其特征在于：所述抛光液中钻石颗粒的粒径为d，其中3.5μm≤d≤8.5μm。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于：所述硬抛研磨工艺中抛光液的注入流量为f，其中0.8mL/min≤f≤5mL/min。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于：所述晶圆的厚度在研磨前为130μm，研磨后晶圆的厚度为100μm。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于：所述晶圆的衬底材料为蓝宝石时，所述抛光液钻石的粒径为d1，其中6μm≤d1≤8.5μm。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨的控制方法，其特征在于：所述晶圆的衬底材料为蓝宝石时，所述抛光液的注入流量为f1，其中3mL/min≤f...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈婉君，戴鸿海，章小飞，朱立钦，阳清超，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35