[发明专利]一种蓝宝石晶片退火工艺

说明书

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。

技术领域

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

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。

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。

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

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。

本发明的技术方案：

一种蓝宝石晶片退火工艺，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。

针对退火前不同的warp采用不同的退火工艺，以达到晶片表面因研磨加工 应力的完全释放。

本发明的有益效果：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。针对研磨后的蓝宝石晶片，退 火后比退火前warp下降1-2um；针对切割蓝宝石晶片，退火后比退火前warp下 降5-10um，且后续更利于研磨加工，崩边，裂片损失率降低，warp可下降至要 求。

具体实施方式

以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1：