[發明專利]一種提高藍寶石研磨質量的方法

無效

• 申請號: 201210364618.7
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102916094A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 楊旅云;常志偉;張宇欣;張國龍;吳東平;陳曉鵬;薛進營;王明輝;夏成
• 申請（專利權）人: 施科特光電材料（昆山）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及半導體襯底研磨領域，特別是涉及一種提高藍寶石襯底研磨質量的方法。

背景技術

半導體照明作為新型高效固體光源，具有壽命長、節能、環保、安全等顯著優點，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，其應用領域正在迅速擴大，正帶動傳統照明、顯示等行業的升級換代，其經濟效益和社會效益巨大。正因如此，半導體照明被普遍看作是21世紀最具發展前景的新興產業之一，也是未來幾年光電子領域最重要的制高點之一。

藍寶石有著良好的熱學特性，極好的電氣特性和介電特性，并且化學性質穩定、抗腐蝕，莫氏硬度達到9級，僅次于金剛石，所以被廣泛的應用于國防、科研、工業等領域，特別在發光二極管制備領域有著廣泛的應用。一般藍寶石的厚度較大，會導致在后續的裂片過程難度的增大，且較厚的藍寶石不利于芯片的散熱，故需要在制備工藝中對其進行減薄。一般來說，減薄藍寶石厚度的主要目的有兩個：1）便于后續器件的分離及封裝；2）使得器件的散熱性能大大提高。

目前產業化的藍寶石襯底加工方式主要為機械減薄及研磨，機械減薄過程主要是通過240mesh左右的金剛石砂輪盤對襯底進行粗磨，由于在此過程中會產生大量的熱量，因此減薄設備通過兩個途徑來降低藍寶石襯底熱應力的作用。其一：對砂輪和藍寶石襯底的作業面持續噴灑冷卻水，其二：砂輪采用間歇進給方式對襯底進行研削。相對減薄設備的良好冷卻效果，現階段研磨設備在工作時銅盤與藍寶石襯底摩擦產生的熱量很難有效消除，從而造成藍寶石襯底因熱應力使藍寶石襯底彎曲。同時芯片在研磨過程中承受來自汽缸的壓力達50kg/cm²，如此大的壓力在藍寶石襯底與銅盤摩擦的過程中同樣產生較大的機械應力，從而也會使得藍寶石襯底形變。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種提高藍寶石襯底研磨質量的方法，以增加藍寶石襯底在研磨過程中的散熱能力，降低應力對藍寶石襯底的作用，使藍寶石襯底翹曲、破片現象大大降低，提高產品的質量。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種提高藍寶石研磨質量的方法，先采用激光燒蝕技術于藍寶石襯底內部形成具有預設排列及預設形狀的燒蝕圖形，然后再對所述藍寶石襯底進行研磨。

在本發明的提高藍寶石研磨質量的方法包括以下步驟：

1）提供一藍寶石襯底或具有藍寶石襯底的半導體器件；

2）采用激光燒蝕技術于所述藍寶石襯底內部形成具有預設排列及預設形狀的燒蝕圖形；

3）對所述藍寶石襯底進行研磨。

作為本發明的提高藍寶石研磨質量的方法的一個優選方案，所述激光燒蝕技術為激光隱形切割技術。

作為本發明的提高藍寶石研磨質量的方法的一個優選方案，所述燒蝕圖形呈直線排列，且排列方向與所述藍寶石襯底的定位邊平行。

進一步地，平行排列的兩行燒蝕圖形的間距為100um～200um。

作為本發明的提高藍寶石研磨質量的方法的一個優選方案，所述燒蝕圖形與所述藍寶石襯底下表面的距離為300um～330um。

作為本發明的提高藍寶石研磨質量的方法的一個優選方案，所述燒蝕圖形的寬度為3um～5um，高度為5um～20um。

如上所述，本發明提供一種提高藍寶石研磨質量的方法，首先在其內部通過激光隱形切割技術得到一系列平行于藍寶石襯底定位邊的燒蝕圖形，然后再對所述藍寶石襯底進行研磨。本發明具有以下有益效果：由于燒蝕后藍寶石襯底晶體結構被破壞，因此藍寶石襯底背面受應力變化時，對藍寶石襯底正面無相互力的作用。很大程度上降低了藍寶石襯底因應力而發生形變的可能性。同時，燒蝕出的圖形結構，增大了襯底在研磨過程中的散熱面積，從另一個角度降低了熱應力對藍寶石襯底的作用。另因隱形切割脈沖聚焦圖形的特性，使研磨速率呈現快—慢—快的變化規律，這在提高研磨速度的同時，也為散熱提供了一定的緩沖時間。本發明能有效的提高藍寶石襯底的研磨質量，提升產品的良率。

附圖說明

圖1顯示為本發明的提高藍寶石研磨質量的方法中待研磨的具有藍寶石襯底的半導體器件結構示意圖。

圖2顯示為本發明提高藍寶石研磨質量的方法中對藍寶石襯底進行激光隱形切割后的結構示意圖。

圖3顯示為本發明提高藍寶石研磨質量的方法中燒蝕圖形的排列方式示意圖。

圖4顯示為本發明提高藍寶石研磨質量的方法中隱形切割脈沖聚焦圖形的特性示意圖。

元件標號說明

101???????????????藍寶石襯底