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LED蓝宝石基板与芯片背部减薄制程
来源： 日期：2013-11-29 9:17:46 人气：标签：
1. 切割：切割是从蓝宝石晶棒通过线切割机切割成厚度在500um左右的毛片。在这项制程中，金刚石线锯是 主要的耗材，目前主要来自日本、韩国与台湾地区。
2. 粗抛：切割之后的蓝宝石表面非常粗糙，需要进行粗抛以修复较深的刮伤，改善整体的平坦度。这一步主要采用50~80um的B4C加Coolant进行研磨，研磨之后表面粗糙度Ra大约在1um左右。
3. 精抛：接下来是较精细的加工，因为直接关系到 后成品的良率与品质。目前标准化的2英寸蓝宝石基板的厚度为430um，因此精抛的总去除量约在30um左右。考虑到移除率与 后的表面粗糙度Ra，这一步主要以多晶钻石液配合树脂锡盘以LapPINg的方式进行加工。
大多数蓝宝石基板厂家为了追求稳定性，多采用日本的研磨机台以及原厂的多晶钻石液。但是随着成本压力的升高以及国内耗材水准的提升，目前国内的耗材产品已经可以替代原厂产品，并且显著降低成本。
说到多晶钻石液不妨多说两句，对于多晶钻石液的微粉部分，一般要求颗粒度要集中，形貌要规整，这样可以提供持久的切削力且表面刮伤比较均匀。国内可以生产多晶钻石微粉的厂家有北京国瑞升和四川久远，而国瑞升同时可以自己生产钻石液，因此在品质与成本上具有较大优势。美国的Diamond Innovation 近推出了“类多晶钻石” ，实际是对普通单晶钻石的一种改良，虽然比较坚固的结构能提供较高的切削力，但是同时也更容易造成较深的刮伤。
4. 抛光：多晶钻石虽然造成的刮伤明显小于单晶钻石，但是仍然会在蓝宝石表面留下明显的刮伤，因此还会经过一道CMP抛光，去除所有的刮伤，留下完美的表面。CMP工艺原本是针对矽基板进行平坦化加工的一种工艺，现在对蓝宝石基板同样适用。经过CMP抛光工艺的蓝宝石基板在经过层层检测，达到合格准的产品就可以交给外延厂进行磊晶了。
二、芯片的背部减薄制程
磊晶之后的蓝宝石基板就成为了外延片，外延片在经过蚀刻、蒸镀、电极制作、保护层制作等一系列复杂的半导体制程之后，还需要切割成一粒粒的芯片，根据芯片的大小，一片2英寸的外延片可以切割成为数千至上万个Chip。前文讲到此时外延片的厚度在430um附近，由于蓝宝石的硬度以及脆性，普通切割工艺难以对其进行加工。目前普遍的工艺是将外延片从430um减薄至100um附近，然后再使用镭射进行切割。
1. Grinding制程：
对外延片以Lapping的方式虽然加工品质较好，但是移除率太低， 高也只能达到3um/min左右，如果全程使用Lapping的话，仅此加工就需耗时约2h,时间成本过高。目前的解决方式是在Lapping之前加入Grinding的制程，通过钻石砂轮与减薄机的配合来达到快速减薄的目的。
2. Lapping制程
减薄之后再使用6um左右的多晶钻石液配合树脂铜盘，既能达到较高的移除率，又能修复Grinding制程留下的较深刮伤。一般来说切割过程中发生裂片都是由于Grinding制程中较深的刮伤没有去除，因此此时对钻石液的要求也比较高。
除了裂片之外，有些芯片厂家为了增加芯片的亮度，在Lapping的制程之后还会在外延片背面镀铜，此时对Lapping之后的表面提出了更高的要求。虽然有些刮伤不会引起裂片，但是会影响背镀的效果。此时可以采用3um多晶钻石液或者更小的细微性来进行Lapping制程，以达到更好的表面品质。
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