[發明專利]一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法

有效

• 申請號: 201310467696.4
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103495928A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 杜彥召
• 申請（專利權）人: 廣東賽翡藍寶石科技有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;H01L21/304;H01L21/306
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 黃為

技術領域

本發明涉及一種藍寶石襯底片表面處理工藝，更具體地說，尤其涉及一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法。

背景技術

LED外延用藍寶石襯底片對表面質量要求很高，2英寸拋光片的TTV，BOW,WARP的要求分別為：TTV﹤5μm,BOW﹤10μm,WARP﹤10μm。藍寶石襯底片目前的工藝為機械研磨，機械拋光，退火等。由于藍寶石材料本身的高硬度物理特性，一般采用鉆石液對其進行加工，加工效率低且每次研磨完后襯底片會產生較大應力導致翹曲，金剛石液研磨藍寶石表面后會對在其表面產生一定深度的表面損傷層，碎片率較高。機械研磨工藝為了降低研磨應力，需要在加工過程中進行多次高溫退火，一般退火溫度1500度以上，每次退火從升溫到降溫要持續48—72小時，嚴重影響生產效率。機械研磨為了降低損傷層，往往采取在加工快結束時逐漸降低研磨速率以較小表面損傷層深度，工藝復雜且效率低。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種工藝合理、生產效率高且可有效降低碎片率的提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法，其中該方法包括下述步驟：（1）機械快速粗磨，將清洗干凈的襯底片擺放入研磨設備進行研磨，研磨去除量為90～110μm，研磨后的襯底片通過超聲波進行清洗；（2）干法化學蝕刻去應力，將清洗后的襯底片進行烘干，烘干后放入干法蝕刻機內，抽真空后通入蝕刻氣體和輔助氣體，其中，蝕刻氣體為鹵素氣體，流量為50～300sccm，輔助氣體為氬氣或氮氣，流量為5～90sccm，蝕刻時間為2～5分鐘，蝕刻完畢后將襯底片進行清洗烘干；（3）機械精磨，將烘干后的襯底片擺放入研磨設備進行研磨，研磨去除量為5～10μm，研磨后的襯底片通過超聲波進行清洗；（4）干法化學蝕刻提高平整，將清洗后的襯底片進行烘干，烘干后放入干法蝕刻機內，抽真空后通入蝕刻氣體和輔助氣體，其中，蝕刻氣體為鹵素氣體，流量為50～200sccm，輔助氣體為氬氣或氮氣，流量為5～90sccm，蝕刻時間為2～5分鐘，蝕刻完畢后將襯底片進行清洗烘干；（5）機械拋光，將烘干的襯底片放入研磨設備中研磨，研磨去除量為30～50μm。

上述的一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法中，步驟（1）具體為：將清洗干凈的襯底片擺放入研磨設備，用250#～280#號碳化硼粉按照30～50％的濃度比例與水混合作為研磨液，研磨轉速為800轉/分～1000轉/分，研磨時間20～30分鐘，去除量為90～110μm，研磨后的襯底片放超聲波清洗槽進行清洗。

上述的一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法中，步驟（2）和步驟（4）所述的抽真空壓力均為抽至真空度小于0.001Tor；所述蝕刻時的偏壓設定均為：-200V～-800V。

上述的一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法中，步驟（2）和步驟（4）所述的烘干均具體為：將超聲清洗后的襯底片放80℃恒溫烘箱進行24小時烘干，烘干后浸泡丙酮溶液除去表面殘留油污，浸泡后用氮氣槍將襯底片吹干。

上述的一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法中，步驟（3）具體為：將清洗干凈的襯底片擺放入研磨設備，用300#～350#號碳化硼粉按照30～50％的濃度比例與水混合作為研磨液，研磨轉速為800轉/分～1000轉/分，研磨時間20～30分鐘，去除量為5～10μm，研磨后的襯底片放超聲波清洗槽進行清洗。

上述的一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法中，步驟（2）和步驟（4）所述的鹵素氣體均為氯基或溴基或氟基氣體中的一種。

上述的一種提高藍寶石襯底片表面質量和產品良率的加工方法中，步驟（5）所述的研磨工藝參數為：用粒度為30～50nm的二氧化硅拋光液，拋光液ph值為9～12，拋光盤壓力為0.1Mpa～0.15Mpa，拋光時間為3～5小時，拋光頭轉速為100～200轉/分鐘。