阅读说明：本技术 一种蓝宝石衬底的制造方法和滴蜡设备 (Manufacturing method of sapphire substrate and wax dropping equipment ) 是由 徐良 朱志平 蓝文安 支俊华 占俊杰 阳明益 刘建哲 余雅俊 于 2019-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种蓝宝石衬底的制造方法和滴蜡设备,该制造方法在晶片退火之后直接进行甩蜡烘烤、滴蜡测量和滴蜡抛光步骤。滴蜡抛光步骤包括：在烘烤后的蜡膜的表面晶片的正中心一次性滴下预先测定的蜡料；将滴蜡后的晶片的蜡膜面与带有热度的陶瓷盘平面相贴,使蜡滴被挤压形成圆形蜡饼,并相应地在晶片的与蜡膜面相对的背面顶起一与蜡饼形状一致的圆台；对产生圆台的晶片的背面进行抛光,使晶片的背面中间凹陷且圆台的外缘与晶背面的其余部分平滑过渡,并成为中间凹陷底部的圆面。滴蜡设备包括吸盘、点胶阀、储蜡桶、导蜡管和数显调压阀。本发明的蓝宝石衬底的制造方法和滴蜡设备,省去了晶片弯曲度分选工作,并能大幅提升衬底的产品合格率。(The invention relates to a manufacturing method of a sapphire substrate and a wax dropping device. The wax dropping polishing step comprises the following steps: dripping wax material measured in advance at one time on the right center of the surface wafer of the baked wax film; attaching the wax film surface of the wafer on which the wax is dropped to the plane of the ceramic disc with heat, so that the wax drops are extruded to form a circular wax cake, and correspondingly jacking a circular table with the shape consistent with that of the wax cake on the back surface of the wafer opposite to the wax film surface; and polishing the back surface of the wafer with the circular truncated cone, so that the middle of the back surface of the wafer is sunken, and the outer edge of the circular truncated cone is smoothly transited with the rest part of the back surface of the wafer and becomes a circular surface at the bottom of the middle sunken part. The wax dropping device comprises a sucker, a dispensing valve, a wax storage barrel, a wax guide pipe and a digital display pressure regulating valve. The manufacturing method of the sapphire substrate and the wax dropping equipment of the invention save the work of sorting the wafer curvature and greatly improve the product percent of pass of the substrate.)

一种蓝宝石衬底的制造方法和滴蜡设备

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种蓝宝石衬底的制造方法和滴蜡设备。

背景技术

蓝宝石因具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高等一系列优点,而被广泛应用作LED衬底。

在蓝宝石衬底的制造过程中，主要经过切片、双面研磨、铜抛和CMP抛光。蓝宝石衬底为高温生长的单晶体，其硬度仅次于金刚石、熔点为2250℃。困难的生长条件，造就昂贵的蓝宝石晶体成本。蓝宝石晶片切割后片内厚度值均在780～800微米(片内厚度差小于30微米)之间，蓝宝石衬底需在切割后的蓝宝石晶片基础上进行双面研磨工序，研磨后片内厚度值均在690～710微米(片内厚度差小于10微米)，然后再进行后面的倒角、退火、贴蜡、铜抛、化学机械抛光等工序，完成蓝宝石衬底加工。

由于蓝宝石高硬度的关系，切割研磨作业过程中晶片会产生应力，退火后这些应力释放，使晶片发生形变，贴蜡时需将晶片进行形变分选，在凸面滴蜡形成蜡膜，将凹面进行抛光作业，然后由于形变不易控制，需要复杂的BOW分选步骤，并且由于成品面型并不一致，难以达到外延厂家需求。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题，本发明提供一种面型能够趋向统一的批量蓝宝石衬底的制造方法和滴蜡设备。

根据本发明的一个方面，提供一种蓝宝衬底制造过程中所需滴蜡量的测算方法，包括步骤：a.选取一甩蜡后的蓝宝石晶片作为晶片样片；b.对选取的蓝宝石晶片样片进行烘烤，使晶片样片表面的蜡膜软化且具备粘性；c.在软化后的蜡膜的表面晶片样片的正中心滴下微量的蜡料；d.将滴蜡完毕的晶片样片的蜡膜面与带有热度的陶瓷盘平面相贴，使得蜡滴被挤压形成圆形蜡饼，并相应地在晶片样片的与蜡膜面相对的背面顶起一与蜡饼形状一致的圆台；e.将形成的圆台与预定的尺寸要求进行对比；f.重复步骤c-e直至形成的圆台达到预定的尺寸要求；g.记录滴下蜡料的总量，则为所需滴蜡量。

根据本发明的第二方面，提供一种蓝宝石衬底的制造方法，该制造方法在晶片退火步骤之后直接进行甩蜡烘烤步骤、滴蜡测量步骤和滴蜡抛光步骤。

其中，该滴蜡抛光步骤包括：a＇.在烘烤后的蜡膜的表面晶片的正中心一次性滴下如权利要求1所述的测定方法确定的蜡料；b＇.将滴蜡完毕的晶片的蜡膜面与带有热度的陶瓷盘平面相贴，使得蜡滴被挤压形成圆形蜡饼，并相应地在晶片的与蜡膜面相对的背面顶起一与蜡饼形状一致的圆台；c＇.对产生圆台的晶片的背面进行抛光，使晶片的背面中间凹陷且圆台的外缘与晶背面的其余部分平滑过渡，并最终成为中间凹陷底部的圆面，则形成蓝宝石衬底。

其中，该甩蜡烘烤步骤包括：使退火后的晶片旋转，并对旋转的晶片的某一表面甩蜡，形成覆盖该表面的蜡膜；停止旋转晶片，对晶片进行烘烤，使得蜡膜软化且具备粘性。

其中，滴蜡的蜡料为新液态蜡、加热融化固态蜡或回收液态蜡。

根据本发明的第三方面，提供该制造方法使用的滴蜡设备，包括用于固定晶片的吸盘、点胶阀、储蜡桶、导蜡管和数显调压阀，点胶阀能够自旋并可沿竖直方向和水平方向自由移动地设置于吸盘的上方，点胶阀通过导蜡管与储蜡桶连接，数显调压阀位于导蜡管中。

其中，点胶阀通过移动滑轨和支撑架可移动地设置于吸盘的上方。

本发明的蓝宝石衬底的制造方法和滴蜡设备，省去了复杂的晶片弯曲度分选工作，并且改变了晶片退火后面型异常导致成品衬底面型不良，形变量区间分散等问题，大幅提升产品合格率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施方式的蓝宝石衬底的滴蜡设备的示意图。

具体实施方式

下面将根据实施例更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然说明书中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

蓝宝石衬底制造的常规方法中，切割、倒角、甩蜡烘烤和退火后需要进行弯曲度分拣工序，确定晶片的凹面和凸面，将凹面作为正面抛光作业，由于退火后的应力释放难以控制，使分拣工作难度增大，难以确认抛光面。本发明的基本思想是，通过在甩蜡烘烤后增加滴蜡贴片操作，修整晶片的面型，不需经过分拣步骤，直接在修整好的晶片正面抛光，简化工序，并提高产品良率。

一种蓝宝石衬底的制造方法，该制造方法在晶片退火步骤之后直接进行甩蜡烘烤步骤、滴蜡量测算步骤和滴蜡贴片抛光步骤，其中所述滴蜡量测算步骤包括：选取一甩蜡后的蓝宝石晶片作为晶片样片；对选取的蓝宝石晶片样片进行烘烤，使晶片样片表面的蜡膜软化且具备粘性；在软化后的蜡膜的表面晶片样片的正中心滴下微量的蜡料；将滴蜡完毕的晶片样片的蜡膜面与带有热度的陶瓷盘平面相贴，使得蜡滴被挤压形成圆形蜡饼，并相应地在晶片样片的与蜡膜面相对的背面顶起一与蜡饼形状一致的圆台；将形成的圆台与预定的尺寸要求进行对比；重复步骤上述滴蜡、贴片和挤蜡步骤，直至形成的圆台达到预定的尺寸要求；记录滴下蜡料的总量，则为所需滴蜡量。

滴蜡贴片步骤包括：在烘烤后的蜡膜的表面晶片的正中心一次性滴下测定的蜡料；将滴蜡完毕的晶片的蜡膜面与带有热度的陶瓷盘平面相贴，使得蜡滴被挤压形成圆形蜡饼，并相应地在晶片的与蜡膜面相对的背面顶起一与蜡饼形状一致的圆台；对产生圆台的晶片的背面进行抛光，使晶片的背面微凹且圆台的外缘与晶背面的其余部分平滑过渡，并最终成为微凹形状底部的圆面，则形成蓝宝石衬底。

其中，滴蜡的蜡料可以是新液态蜡、加热融化固态蜡、回收液态蜡，该蜡料需与甩蜡的蜡料保持一致。晶片可以为圆形或方形，尺寸包括但不限于2-12寸。

甩蜡烘烤步骤包括：使退火后的晶片旋转，并对旋转的晶片的某一表面甩蜡，形成覆盖该表面的蜡膜；停止旋转晶片，对晶片进行烘烤，使得蜡膜软化且具备粘性。

如图1所示，本发明还涉及该制备方法中使用的滴蜡设备，包括用于固定晶片的吸盘1、点胶阀2、储蜡桶3、导蜡管4和数显调压阀，点胶阀2能自旋并可沿竖直方向和水平方向自由移动地设置于吸盘1的上方，点胶阀2通过导蜡管4与储蜡桶3连接，数显调压阀位于导蜡管4中。

在一个具体的实施例中，点胶阀2通过移动滑轨(图中未示出)和支撑架(图中未示出)可移动地设置于所述吸盘1的上方。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。