一种蓝宝石晶片退火工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110846720A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201910946943.6(22)申请日2019.10.07(71)申请人淮安澳洋顺昌集成电路股份有限公司地址223001江苏省淮安市景秀路6号(72)发明人丁云海卢东阳余胜军张京伟(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人温福雪(51)Int.Cl.C30B33/02(2006.01)C30B29/20(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种蓝宝石晶片退火工艺(57)摘要本发明属于晶片加工制作技术领域，提供了一种蓝宝石晶片退火工艺，多级退火处理如下：第一步，退火炉升温，由室温升温至1000℃，梯度2.5-3℃/min，并恒温30-60min；第二步，升温至1450℃，梯度2.5-3℃/min，恒温8-12h；第三步，缓慢降温至1200℃，降温梯度1.5-2℃/min，并恒温2-3h；第四步，继续降温至600℃，降温梯度1.5-2℃/min，并继续恒温2-3h；退火炉停止工作，将晶片自然降温至室温。通过本发明可以将切割、研磨的warp进行分类退火，达到应力释放，并使得蓝宝石晶片warp较一致。CN110846720ACN110846720A权利要求书1/1页1.一种蓝宝石晶片退火工艺，其特征在于，步骤如下：(1)清洗：对研磨加工清洗干净后蓝宝石晶片使用超声波进一步清洗，清洗去除蓝宝石晶片表面的灰尘和杂质，减少由于高温产生白点和亮点缺陷；(2)退火处理：将清洗后的蓝宝石晶片叠片后放置于坩埚中，进行后面的多级退火处理；多级退火处理如下：第一步，退火炉升温，由室温升温至1000℃，梯度2.5-3℃/min，并恒温30-60min；第二步，升温至1450℃，梯度2.5-3℃/min，恒温8-12h；第三步，缓慢降温至1200℃，降温梯度1.5-2℃/min，并恒温2-3h；第四步，继续降温至600℃，降温梯度1.5-2℃/min，并继续恒温2-3h；退火炉停止工作，将晶片自然降温至室温；(3)将退火出炉后的蓝宝石晶片使用分选机台进行检测，对比退火前的warp值，比退火前下降1-2um。2CN110846720A说明书1/2页一种蓝宝石晶片退火工艺技术领域[0001]本发明属于晶片加工制作技术领域，尤其涉及一种蓝宝石晶片退火工艺。背景技术[0002]蓝宝石(Sapphire)晶体具有优良的光学性能、物理性能和稳定的化学性能。广泛应用于高亮度LED衬底材料、各种光学元器件、扫描仪窗口材料。特别是蓝宝石晶体是超高亮度的蓝、白光LED发光材料GaN最常用的衬底材料，而GaN磊晶的质量与所使用的的蓝宝石衬底表面加工质量密切相关，尤其是图形化衬底与晶片的表面形貌、翘曲程度联系密切，同时，晶片的翘曲程度过大，会在平片做GaN磊晶时，平片与外延薄膜脱落，PSS难以聚焦，影响外延品质。[0003]在蓝宝石衬底的切割、双面研磨以及抛光过程中，尽管部分的加工应力会在下一道加工工序释放，但是这种应力的释放是无序释放，同时未释放的加工应力会在表面聚集，影响蓝宝石晶片的翘曲程度，严重的翘曲会在后道加工过程中产生破片，影响整个加工循环的晶片质量。蓝宝石衬底在加工过程中，必须经过退火处理以降低加工中产生的应力，目前的退火工艺采用一次退火，加工应力释放不均匀，炉子的温度场对加工释放均匀性影响极大，特别对大尺寸的蓝宝石4inch，6inch晶片影响更为明显。[0004]现蓝宝石加工过程中，常使用的退火工艺为分阶段升温和降温，温控程序复杂并且周期较长；且有时没有完全褪去蓝宝石在加工过程中产生的应力，导致后期加工不良，这些退火工艺或者是增加了生产成本或者是降低了宝石晶片的良品率。发明内容[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种蓝宝石晶片退火工艺，解决目前晶片表面应力释放不均匀问题。[0006]本发明的技术方案：[0007]一种蓝宝石晶片退火工艺，步骤如下：[0008](1)清洗：对研磨加工清洗干净后蓝宝石晶片使用超声波进一步清洗，清洗去除蓝宝石晶片表面的灰尘和杂质，减少由于高温产生白点和亮点缺陷；[0009](2)退火处理：将清洗后的蓝宝石晶片叠片后放置于坩埚中，进行后面的多级退火处理；多级退火处理如下：第一步，退火炉升温，由室温升温至1000℃，梯度2.5-3℃/min，并恒温30-60min；第二步，升温至1450℃，梯度2.5-3℃/min，恒温8-12h；第三步，缓慢降温至1200℃，降温梯度1.5-2℃/min，并恒温2-3h；第四步，继续降温至600℃，降温梯度1.5-2℃/min，并继续恒温2-3h；退火炉停止工作，将晶片自然降温至室温；[0010](3)将退火出炉后的