蓝宝石研磨和抛光工艺

单晶蓝宝石

在信息时代,单晶蓝宝石作为一种高质量的原始光电材料,由于其优异的力学性能,如稳定性和光学渗透性,正在迅速增长。

处理蓝宝石的问题

  • 蓝宝石具有极高的硬度但极低的冲击强度。
  • LED芯片具有上述结构,但是由于蓝宝石衬底易受压力的影响,因此担心它很容易损坏。
  • 由于这种固有特性,无法用金刚石砂轮将晶圆切成小块。而是使用划线方式。
  • 为了生产适合划线的晶片厚度,我们必须进行背面研磨,然后进行研磨和抛光。
  • 由于晶片的最终厚度约为80um,非常薄,因此防止其破裂非常重要。
  • 由于这种背面研磨/研磨/抛光是最终的制造工艺,因此对产量有很大的影响。
  • 这些最终操作要求在制造方法中具有高精度,高效率和高稳定性的机器和过程

科密特开发了一系列金属复合研磨盘,以缩短研磨和抛光过程,减少废品数量。

科密特树脂铜SP2复合盘

这是最受欢迎的研磨蓝宝石的研磨盘

科密特树脂铜SP2复合盘是一种含有精细分级铜粉的金属/树脂复合材料。 它是为研磨蓝宝石市场而开发的,以生产可重复的切割率,每分钟可达2μm。

  • 专为背面研磨 和 抛光蓝宝石晶片而开发
  • 含有精细分级铜粉的金属/树脂复合材料
  • 快速切割率,且有一致的表面光洁度
  • 缩短最终的CMP流程
  • 通常与3和6微米的多晶金刚石液一起使用以取得最佳结果
  • 减少蓝宝石晶片的碎裂和破裂
  • 容易开槽
  • 提供各种尺寸,直径从15英寸(380毫米)到84英寸(2140毫米)

其他用于蓝宝石研磨的研磨盘材质有:

科密特树脂铜SP3复合盘

这是科密特树脂铜SP2的较硬版本,可提供更快速的切割率。

提供最快的切割率。

科密特树脂XJ2 复合盘。

这是最受欢迎的研磨蓝宝石的研磨盘

科密特 XP 复合盘

科密特 XP树脂复合盘比科密特 树脂铜复合盘 SP3的去除率低,但Ra 比 较好。精抛盘由合成树脂,铜粉和其他材料的均匀混合物制成。 科密特 XP盘用于精抛 各种材料

  • 快切割率,且有一致的表面光洁度
  • 缩短最终的CMP流程
  • 通常与3和6微米的多晶金刚石液一起使用以取得最佳结果。
  • 可开槽
  • 提供各种尺寸,直径从15英寸(380毫米)到84英寸(2140毫米)
科密特研磨盘 特征 与纯铜相比对切割率 典型表面光洁度(Ra)
纯铜   1 5.6nm
铜 SP2 研磨盘 良好的切割和Ra,易于开槽 1.25 6.3nm
铜 SP3 研磨盘 良好的切割和Ra,易于开槽 1.6 8.1nm
科密特 XP 比较好的切割率和RA。比较难开槽 1.5 5.5nm
科密特 XJ2 最佳切割率,但Ra较差,容易开槽1.7 1.7 10.6 nm

科密特树脂铁SP2

此盘用作科密特树脂铜SSP2 的替代品,用于制造蓝/绿 LED 的蓝宝石晶圆不能与铜接触。

科密特树脂铁SP2盘是一种含有精细分级铁粉的金属/树脂复合材料。 它是为研磨蓝宝石的市场开发的,用于生产和可重复的切割率。

  • 专为抛光和背面研磨蓝宝石晶片而开发,排除了铜的污染
  • 包含精细分级铁粉的金属/树脂复合材料
  • 快切割率,且有一致的表面光洁度
  • 缩短最终的CMP流程
  • 通常与3和6微米的多晶金刚石液一起使用以取得最佳结果
  • 可开槽
  • 提供各种尺寸,直径从15英寸(380毫米)到84英寸(2140毫米)

科密特XL树脂复合盘

当与3微米金刚石研磨液料一起使用时,可达到 Ra=1.4nm表面光洁度极佳

科密特XL树脂复合盘与科密特金刚石研磨液料一起使用时,可达到高质量的表面光洁度和平整度和快切割率。

科密特 XP 复合盘

  • 产生卓越的表面光洁度和优良的平整度。
  • 简易用于机器- 易切削盘的配方可在沟槽上产生无屑的边缘。

在蓝宝石晶片上用3微米金刚石研磨液料进行的测试,可达到低于Ra2nm(见下面的数据)

在蓝宝石晶片上用3微米金刚石研磨液料进行的测试,可达到低于Ra2nm(见下面的数据)

典型的蓝宝石抛光工艺

蓝宝石基板

MOCVD

  • 单面金刚石砂轮磨削(又称背磨)。
  • 单面研磨与科密特树脂铁SP2 盘和金刚石液3或6微米精磨(对于这个应用,大多数LED制造商在这个过程阶段之后停止) 。

手机盖玻璃,面板,手表盘和窗口片

  • 双面研磨使用碳化硼#400磨料在铸铁盘与或使用细砂轮。
  • 单面 或者研磨与科密特树脂铁SP2 盘和金刚石液3或6微米精磨。
  • 单面或双面CMP工艺,聚氨酯或多孔垫与二氧化硅胶体。

抛光蓝宝石-案例

测试要求:在蓝宝石晶片两面达到比60/40的划痕挖掘的表面光洁度。
组件/材料:蓝宝石晶片
机器类型:科密特15台式研磨机台

流程细目
阶段 板/布类型 磨料类型/等级 处理时间
1 科密特 XP 复合盘 金刚石浆液和 金刚石液 20 每边分钟
2 纯锡 金刚石浆液和 金刚石液 10 每边分钟

配和科密特XP树脂复合盘和金刚石液精抛蓝宝石晶片每面进行20分钟的精抛。 另有3个样品用科密特金刚石液在纯锡盘上进行每面10分钟的精抛。

预处理蓝宝石

预处理蓝宝石

第一阶段后的蓝宝石

第一阶段后的蓝宝石

蓝宝石抛光最后阶段

蓝宝石抛光最后阶段

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