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。
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。
- 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)
典型的蓝宝石抛光工艺
蓝宝石基板
- 用硼碳化物#240研磨料在铸铁盘上进行双面研磨,以达到所需的厚度和表面粗糙度。
- 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。
- 单面CMP工艺与聚氨酯或多孔垫与二氧化硅胶体磨料。
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 | |||
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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。