[發明專利]一種氮化鎵晶圓生產工藝參數設計方法

在審

• 申請號: 202011176972.8
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112287543A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 李興麗
• 申請（專利權）人: 華天科技（西安）有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14;G06F119/08;G06F119/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種氮化鎵晶圓生產工藝參數設計方法，該方法通過將使用GaN材料生產晶圓時用到的所有參數進行DOE設計，分為貼膜、研磨和劃片三個階段，確定出三個階段最優化的工藝條件，使得設計出的參數準確且適合生產條件，提高了良品率。

【技術領域】

本發明屬于晶圓加工領域，具體涉及一種氮化鎵晶圓生產工藝參數設計方法。

【背景技術】

氮化鎵(GaN)材料是一種新型晶圓的材質，具有很強的壓電性(非中心對稱所致)和鐵電性(沿六方c軸自發極化)的優點，特別是通過異質結的作用，其有效輸運性能并不亞于GaAs，而制作微波功率器件的效果(微波輸出功率密度上)還往往要遠優于現有的一切半導體材料。

GaN材質在半導體封裝研磨劃片制程中因材質的特殊性，存在加工難點，易破片，良品率比較低。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種氮化鎵晶圓生產工藝參數設計方法，以解決現有技術中GaN材質在加工過程中，難度大，易破片，良品率低的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種氮化鎵晶圓生產工藝參數設計方法，包括以下步驟：

步驟1，根據已有的生產數據，確定生產過程的DOE矩陣，所述DOE矩陣的參數包括磨片膠膜、研磨輪、研磨參數和劃片參數；

步驟2，根據DOE矩陣的參數，對氮化鎵的測試片進行貼膜，貼膜后驗證，確定出貼膜參數；

步驟3，根據DOE矩陣的參數，對氮化鎵的測試片進行研磨驗證，確定出研磨參數；

步驟4，根據DOE矩陣的參數，對氮化鎵的測試片進行劃片驗證，確定出劃片參數；

步驟5，基于上述的貼膜參數、研磨參數和劃片參數生產氮化鎵晶圓，當良品率達到100％時，確定上述的貼膜參數、研磨參數和劃片參數為生產工藝參數。

本發明的進一步改進在于：

優選的，步驟2中，所述貼膜參數包括貼膜速度、貼膜壓力、貼膜張力、工作臺溫度和刀片溫度。

優選的，步驟2中，所述貼膜速度為5～20mm/sec，貼膜壓力為0.56MPa，貼膜張力的主壓力為0.56MPa、工作臺溫度為20℃-60℃，刀片溫度為170℃。

優選的，步驟3中，研磨參數包括粗磨研磨速度、細磨研磨速度、主軸在粗磨和細磨時的轉速、研磨細磨量和研磨輪型號。

優選的，步驟3中，粗磨分為三個階段，第一階段的速度為3-8um/s，第二階段的速度為2-6um/s，第三階段的速度為1-4um/s；細磨分為兩個階段，第一階段的速度為0.2-0.8um/s，第二階段的速度為0.1-0.6um/s。

優選的，步驟3中，主軸在粗磨時的轉速為500-5000rpm，主軸在細磨時的轉速為1000-5700rpm。

優選的，步驟4中，劃片參數包括進刀速度、主軸轉速、刀片切入量和水流量。

優選的，步驟4中，進刀速度為7-60mm/s；第一切刀的主軸轉速為20000-55000rpm，第二切刀的主軸轉速為20000-55000rpm。

優選的，步驟4中，第一切刀的切入厚度為晶圓厚度的1/3-2/3，第二切刀將晶圓切透后，切入膠膜15-40um。

優選的，步驟4中，水流量為0.6±0.3MΩ.cm²。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：