[发明专利]一种高性能衬底的制作工艺

说明书

本发明公开了一种高性能衬底的制作工艺，一种高性能衬底的制作工艺，制作工艺包括线切、第一次粗磨、第一次退火、第二次粗磨、细磨、倒角、清洗、第二次退火、铜抛、抛光，采用超细磨机，对蓝宝石衬底进行双面细磨减薄，细磨过后把Warp控制在15μm，Bow控制在4μm以内；采用上述方案后，本发明提供的一种高性能衬底的制作工艺，最大化减少应力对细磨的变形影响，从而让衬底能在细磨能获得较高的平坦度以及较低的应力反应。

技术领域

本发明涉及一种高性能衬底的制作工艺。

背景技术

制备蓝宝石衬底的流程主要分为切割、研磨、抛光三大领域。其中在线切以及研磨皆对衬底本身造成极大的应力。

其中研磨加工技术因成本以及背粗要求，一般皆采用两段式研磨。第一段快速减薄，第二段建立背粗，控制衬底形状的关键在于粗磨段对线切后的衬底平坦度修复能力，其中研磨此制程对于衬底平坦度为一关键的制程。目前业界皆为分段研磨(泛称为粗磨、细磨)。其中由于粗磨段移除相当多的衬底厚度，极有可能造成衬底本身应力过大，超出衬底本身极限。且衬底存在应力过大，有可能导致细磨段的衬底应力不受控制，无法有效控制Warp以及Bow的有效削减。

本发明针对制程缺点以及晶片平坦度，在粗磨后先以高温退火抵销粗磨应力后再继续正常衬底制程，期望有效降低晶片应力以及提升晶片平坦度，改善自身以及外延良率以及性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高性能衬底的制作工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高性能衬底的制作工艺。所述制作工艺的具体步骤如下：

(1)线切：采用多线切割机、切割线和切割液，选用合适晶棒，切去晶颈，将晶棒固定于旋转装夹装置上，利用上下移动的所述多线切割机，对晶棒进行切片，得到蓝宝石毛坯；线切后的平坦度指标Warp在40μm左右，Bow在8μm左右；

(2)第一次粗磨：采用双面粗磨机，用碳化硼研磨液对蓝宝石毛坯进行第一次粗磨，将蓝宝石衬底的厚度移除40-50μm；具体步骤为：具体步骤为：将蓝宝石毛坯摆放入研磨太阳轮，将碳化硼放入研磨机，研磨筒转速为300-400rpm，研磨至粒度为20-25μm，将10-15％浓度的盐酸按化学计量5-10％的量加入硼粉中，放置烘干炉80℃恒温30-40分钟，烘干后按照重量百分比为40-45％的比例与水混合作为研磨液，研磨盘为球墨铸铁盘，研磨转速控制在1200rpm，研磨时间10分钟；

(3)第一次退火：将第一次粗磨后的毛坯，放入加热炉进行升温，第一次升温的温度为350℃-450℃，恒温30-50分钟；第二次升温的温度为750℃-850℃，恒温30-50分钟；第三次升温的温度为1400℃-1500℃，恒温100-200分钟；第一次降温的温度为750℃-850℃，恒温30-50分钟；第二次降温的温度为350℃-450℃，恒温30-50分钟；第三次降温关闭加热炉，使其自然冷却；

(4)第二次粗磨：用双面粗磨机和碳化硼研磨液对蓝宝石毛坯进行第二次粗磨，将蓝宝石衬底的厚度移除10-15μm；

(5)细磨：采用超细磨机，对蓝宝石衬底进行双面细磨减薄，细磨过后把Warp控制在15μm，Bow控制在4μm以内；

(6)倒角：采用倒角机对蓝宝石衬底的边缘进行倒角，倒角砂轮使用400目金刚砂定型轮，转速为2000r/min，晶片进给速度为0.3mm/min；

(7)清洗：放入超声波清洗槽进行清洗；

(8)第二次退火：将清洗后的蓝宝石晶片放入退火炉内，以5℃/min的升温速度加热至1400℃-1500℃，保持1400℃-1500℃的高温，恒温40-50分钟，对衬底的进行热处理；

(9)铜抛：对蓝宝石晶片进行铜抛加工；