目前�
一、LED�(lán)寶石基板加工工藝
首先對于�(lán)寶石基板來說,它在成為一片合格的襯底之前大約�(jīng)歷了從切割、粗磨、精磨、以及拋光幾道工序。以2英寸�(lán)寶石為例�
1.切割:切割是從藍(lán)寶石晶棒通過線切割機(jī)切割成厚度在500um左右的毛片。在這項制程中,金剛石線鋸是最主要的耗材,目前主要來自日本、韓國與臺灣地區(qū)�
2.粗拋:切割之后的�(lán)寶石表面非常粗糙,需要�(jìn)行粗拋以修復(fù)較深的刮傷,改善整體的平坦度。這一步主要采�50~80um的B4C加Coolant�(jìn)行研磨,研磨之后表面粗糙度Ra大約�1um左右�
3.精拋:接下來是較精細(xì)的加工,因為直接�(guān)系到最后成品的良率與品�(zhì)。目前標(biāo)�(zhǔn)化的2英寸�(lán)寶石基板的厚度為430um,因此精拋的�?cè)コ考s�30um左右。考慮到移除率與最后的表面粗糙度Ra,這一步主要以多晶鉆石液配合樹脂錫盤以Lapping的方式�(jìn)行加工�
大多�(shù)�(lán)寶石基板廠家為了追求�(wěn)定性,多采用日本的研磨�(jī)臺以及原廠的多晶鉆石液。但是隨著成本壓力的升高以及國內(nèi)耗材水準(zhǔn)的提升,目前國內(nèi)的耗材�(chǎn)品已�(jīng)可以替代原廠�(chǎn)品,并且顯著降低成本�
說到多晶鉆石液不妨多說兩句,對于多晶鉆石液的微粉部分,一般要求顆粒度要集中,形貌要規(guī)整,這樣可以提供持久的切削力且表面刮傷比較均勻。國�(nèi)可以生產(chǎn)多晶鉆石微粉的廠家有北京國瑞升和四川久遠(yuǎn),而國瑞升同時可以自己生產(chǎn)鉆石液,因此在品�(zhì)與成本上具有較大�(yōu)勀美國的Diamond Innovation最近推出了“類多晶鉆石� ,實際是對普通單晶鉆石的一種改良,雖然比較堅固的結(jié)�(gòu)能提供較高的切削力,但是同時也更容易造成較深的刮傷�
4.拋光:多晶鉆石雖然造成的刮傷明顯小于單晶鉆石,但是仍然會在�(lán)寶石表面留下明顯的刮傷,因此還會�(jīng)過一道CMP拋光,去除所有的刮傷,留下完美的表面。CMP工藝原本是針對矽基板�(jìn)行平坦化加工的一種工藝,�(xiàn)在對�(lán)寶石基板同樣適用。經(jīng)過CMP拋光工藝的藍(lán)寶石基板在經(jīng)過層層檢測,�(dá)到合格準(zhǔn)的產(chǎn)品就可以交給外延廠�(jìn)行磊晶了�
二、芯片的背部減薄制程
磊晶之后的藍(lán)寶石基板就成為了外延片,外延片在�(jīng)過蝕刻、蒸鍍、電極制作、保�(hù)層制作等一系列�(fù)雜的半導(dǎo)體制程之后,還需要切割成一粒粒的芯片,根據(jù)芯片的大小,一�2英寸的外延片可以切割成為�(shù)千至上萬個CHIP。前文講到此時外延片的厚度在430um附近,由于藍(lán)寶石的硬度以及脆性,普通切割工藝難以對其�(jìn)行加工。目前普遍的工藝是將外延片從430um減薄�100um附近,然后再使用鐳射�(jìn)行切割�
1.Grinding制程�
對外延片以Lapping的方式雖然加工品�(zhì)較好,但是移除率太低,最高也只能�(dá)�3um/min左右,如果全程使用Lapping的話,僅此加工就需耗時�2h,時間成本過高。目前的解決方式是在Lapping之前加入Grinding的制程,通過鉆石砂輪與減薄機(jī)的配合來�(dá)到快速減薄的目的�
2.Lapping制程
減薄之后再使�6um左右的多晶鉆石液配合樹脂銅盤,既能達(dá)到較高的移除率,又能修復(fù)Grinding制程留下的較深刮傷。一般來說切割過程中�(fā)生裂片都是由于Grinding制程中較深的刮傷沒有去除,因此此時對鉆石液的要求也比較高�
除了裂片之外,有些芯片廠家為了增加芯片的亮度,在Lapping的制程之后還會在外延片背面鍍銅,此時對Lapping之后的表面提出了更高的要求。雖然有些刮傷不會引起裂片,但是會影響背鍍的效果。此時可以采�3um多晶鉆石液或者更小的�(xì)微性來�(jìn)行Lapping制程,以�(dá)到更好的表面品質(zhì)�
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