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CN113764544A - 一种提升GaAs晶片强度的处理方法 - Google Patents

一种提升GaAs晶片强度的处理方法 Download PDF

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CN113764544A CN202110921776.7A CN202110921776A CN113764544A CN 113764544 A CN113764544 A CN 113764544A CN 202110921776 A CN202110921776 A CN 202110921776A CN 113764544 A CN113764544 A CN 113764544A
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马曾增
陈伟
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Abstract

本发明及一种提升GaAs晶片强度的处理方法，包括按照将GaAs晶片晶向特征将其与工装粘接，在采用斜喷淋切割方式对工装晶片与工装粘接位置进行切割后，对GaAs晶片表面研磨，再将其置于腐蚀锅中，使用热碱液对该GaAs晶片腐蚀，经过清洗设备和抛光设备处理最后干燥。该提升GaAs晶片强度的处理方法，通过改变翘曲Bow值的变化，以改变衬底在外延过程中产生的边缘缺陷和外延式裂片问题，减少衬底在外延生长过程中产生的破损率，提高外延生长过程中的成品率。

Description

一种提升GaAs晶片强度的处理方法
【技术领域】
本发明及LED晶片生产工艺领域，具体涉及一种提升GaAs晶片强度的处理方法。
【背景技术】
在晶片的生产过程中，晶片的加工工艺可以影响晶片的强度，其可能的影响工艺为：切片、研磨、腐蚀和抛光，切片和研磨不可避免的都存在一定的损伤，其中抛光和腐蚀可以除去部分或者全部的损伤，但是由于酸性腐蚀液对器皿和腐蚀条件要求比较高，腐蚀后晶片表面亮度不一致，出现花片，使晶片在外延后出现易碎情况，降低了成品率。针对上述提出的问题，亟需设计出一种提升GaAs晶片强度的处理方法，以改善因晶片外延后的硬力产生的破损率情况。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种提升GaAs晶片强度的处理方法，解决了现有的由于酸性腐蚀液对器皿和腐蚀条件要求比较高，腐蚀后晶片表面亮度不一致，出现花片，使晶片在外延后出现易碎情况，降低了成品率的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种提升GaAs晶片强度的处理方法，该方法按如下步骤进行：
步骤1：按照GaAs晶片的晶向特征，选取粘接位置，在GaAs晶片表面涂覆光刻胶，并在该光刻胶上喷涂粘附剂A，将工装表面喷涂粘附剂B，使用粘附剂A与粘附剂B将该工装与该GaAs晶片黏合，进入步骤2；
步骤2：将步骤2所得黏合有GaAs晶片的工装安装在切割装置的减薄夹具上，调整切割装置的切割方位结构，采用斜喷淋切割方式对工装晶片与工装粘接位置进行切割，以改变Bow值为+值的需求，进入步骤3；
步骤3：从切割装置的减薄夹具上取下该黏合有GaAs晶片的工装，再将黏合有GaAs晶片的工装安装在晶向角度磨削设备的减薄夹具上，采用贴覆研磨布的磨盘和研磨浆液对该GaAs晶片进行研磨，进入步骤4；
步骤4：将步骤3置于晶向角度磨削设备减薄夹具上的GaAs晶片工装从取下，放置于腐蚀锅内，腐蚀锅中倒入热碱液对工装表面黏合的GaAs晶片进行加热腐蚀，腐蚀量为10um左右，得到切割晶片翘曲度为Bow值为1～5um的GaAs晶片，进入步骤5；
步骤5：取出步骤4所得、低腐蚀处理后黏合有GaAs晶片的该工装，并对其通过超声波清洗设备进行清洗，将其再次装入夹具对GaAs晶片进行精密抛光，最后将其取出通过离心式甩干设备进行干燥。
本发明中的一种提升GaAs晶片强度的处理方法进一步设置为：所述步骤4中，热碱液包括以下体积百分比的组分：双氧水73％～77％、浓硫酸2.8％～5％、冰醋酸6.7％～10％、浓盐酸8.5％～11.5％。
本发明中的一种提升GaAs晶片强度的处理方法进一步设置为：所述步骤3中，研磨布采用表面有纳米人造金刚石涂层的单晶金刚石研磨布，涂层中金刚石颗粒粒径400nm～600nm，磨盘转速120～180转/分钟。
本发明中的一种提升GaAs晶片强度的处理方法进一步设置为：所述步骤3中，研磨浆液的成分为：润滑剂、表面活性剂、分散剂、去离子水和PH值调节剂；其质量百分比为：润滑剂0.5％～4％；活性剂0.5％～10％；分散剂1％～4％；去离子水80％～94％；PH调节剂：0.1％～1％；研磨浆液的PH值为6.5～11.5，浆液流速2～3ml/秒。
本发明中的一种提升GaAs晶片强度的处理方法进一步设置为：所述步骤1中，光刻胶上喷涂的粘附剂A为六甲基二硅烷粘附剂。
本发明中的一种提升GaAs晶片强度的处理方法进一步设置为：所述步骤1中，光刻胶上喷涂粘附剂B是在135～150℃且真空度≤1×10-2mbar的真空环境下，在工装表面喷涂乙二醇钛酸酯粘附剂。
本发明中的一种提升GaAs晶片强度的处理方法进一步设置为：所述步骤1中，工装与该GaAs晶片黏合之后，还包括将黏合有GaAs晶片的工装冷却至室温20～24℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
该提升GaAs晶片强度的处理方法，通过改变翘曲Bow值的变化，以改变衬底在外延过程中产生的“边缘缺陷”问题和外延式裂片的问题，能够减少衬底在外延生长过程中产生的破损率，提高外延生长过程中的成品率。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明所述的一种提升GaAs晶片强度的处理方法作进一步的详细描述。
实施例1
提升GaAs晶片强度的处理方法如下：
步骤1：按照GaAs晶片的晶向特征，选取粘接位置，在GaAs晶片表面涂覆光刻胶，并在该光刻胶上喷涂粘附剂A，粘附剂A为六甲基二硅烷粘附剂，再将工装置于135～150℃且真空度≤1×10-2mbar的真空环境下，在工装表面喷涂粘附剂B，粘附剂B为乙二醇钛酸酯粘附剂，使用粘附剂A与粘附剂B将该工装与该GaAs晶片黏合，将黏合有GaAs晶片的工装冷却至室温20～24℃，进入步骤2；
步骤2：将步骤2所得黏合有GaAs晶片的工装安装在切割装置的减薄夹具上，调整切割装置的切割方位结构，采用斜喷淋切割方式对工装晶片与工装粘接位置进行切割，以改变Bow值为+值的需求，进入步骤3；
步骤3：从切割装置的减薄夹具上取下该黏合有GaAs晶片的工装，再将黏合有GaAs晶片的工装安装在晶向角度磨削设备的减薄夹具上，采用贴覆研磨布的磨盘和研磨浆液对该GaAs晶片进行研磨，研磨布采用表面有纳米人造金刚石涂层的单晶金刚石研磨布，涂层中金刚石颗粒粒径400nm～600nm，磨盘转速120～180转/分钟，研磨浆液的成分为：润滑剂、表面活性剂、分散剂、去离子水和PH值调节剂；其质量百分比为：润滑剂0.5％～4％；活性剂0.5％～10％；分散剂1％～4％；去离子水80％～94％；PH调节剂：0.1％～1％；研磨浆液的PH值为6.5～11.5，浆液流速2～3ml/秒，进入步骤4；
步骤4：将步骤3置于晶向角度磨削设备减薄夹具上的GaAs晶片工装从取下，放置于腐蚀锅内，腐蚀锅中倒入热碱液对工装表面黏合的GaAs晶片进行加热腐蚀，热碱液包括以下体积百分比的组分：双氧水73％～77％、浓硫酸2.8％～5％、冰醋酸6.7％～10％、浓盐酸8.5％～11.5％，腐蚀量为10um左右，得到切割晶片翘曲度为Bow值为1～5um的GaAs晶片，进入步骤5；
步骤5：取出步骤4所得、低腐蚀处理后黏合有GaAs晶片的该工装，并对其通过超声波清洗设备进行清洗，将其再次装入夹具对GaAs晶片进行精密抛光，最后将其取出通过离心式甩干设备进行干燥。
实施例1
提升GaAs晶片强度的处理方法如下：
步骤1：按照GaAs晶片的晶向特征，选取粘接位置，在GaAs晶片表面涂覆光刻胶，并在该光刻胶上喷涂粘附剂A，粘附剂A为六甲基二硅烷粘附剂，再将工装置于135～150℃且真空度≤1×10-2mbar的真空环境下，在工装表面喷涂粘附剂B，粘附剂B为乙二醇钛酸酯粘附剂，使用粘附剂A与粘附剂B将该工装与该GaAs晶片黏合，将黏合有GaAs晶片的工装冷却至室温20～24℃，进入步骤2；
步骤2：将步骤2所得黏合有GaAs晶片的工装安装在切割装置的减薄夹具上，调整切割装置的切割方位结构，采用斜喷淋切割方式对工装晶片与工装粘接位置进行切割，以改变Bow值为+值的需求，进入步骤3；
步骤3：从切割装置的减薄夹具上取下该黏合有GaAs晶片的工装，再将黏合有GaAs晶片的工装安装在晶向角度磨削设备的减薄夹具上，采用贴覆研磨布的磨盘和研磨浆液对该GaAs晶片进行研磨，研磨布采用表面有纳米人造金刚石涂层的单晶金刚石研磨布，涂层中金刚石颗粒粒径400nm～600nm，磨盘转速120～180转/分钟，研磨浆液的成分为：润滑剂、表面活性剂、分散剂、去离子水和PH值调节剂；其质量百分比为：润滑剂0.5％～4％；活性剂0.5％～10％；分散剂1％～4％；去离子水80％～94％；PH调节剂：0.1％～1％；研磨浆液的PH值为6.5～11.5，浆液流速2～3ml/秒，进入步骤4；
步骤4：将步骤3置于晶向角度磨削设备减薄夹具上的GaAs晶片工装从取下，放置于腐蚀锅内，腐蚀锅中倒入热碱液对工装表面黏合的GaAs晶片进行加热腐蚀，热碱液包括以下体积百分比的组分：双氧水73％～77％、浓硫酸2.8％～5％、冰醋酸6.7％～10％、浓盐酸8.5％～11.5％，腐蚀量为10um左右，得到切割晶片翘曲度为Bow值为1～5um的GaAs晶片，进入步骤5；
步骤5：取出步骤4所得、低腐蚀处理后黏合有GaAs晶片的该工装，并对其通过超声波清洗设备进行清洗，将其再次装入夹具对GaAs晶片进行精密抛光，最后将其取出通过离心式甩干设备进行干燥。
实施例2
GaAs晶片强度的处理方法如下：
步骤1：按照GaAs晶片的晶向特征，选取粘接位置，在GaAs晶片表面涂覆光刻胶，并在该光刻胶上喷涂粘附剂A，粘附剂A为六甲基二硅烷粘附剂，再将工装置于135～150℃且真空度≤1×10-2mbar的真空环境下，在工装表面喷涂粘附剂B，粘附剂B为乙二醇钛酸酯粘附剂，使用粘附剂A与粘附剂B将该工装与该GaAs晶片黏合，将黏合有GaAs晶片的工装冷却至室温20～24℃，进入步骤2；
步骤2：将步骤2所得黏合有GaAs晶片的工装安装在切割装置的减薄夹具上，调整切割装置的切割方位结构，对工装晶片与工装粘接位置进行切割，进入步骤3；
步骤3：从切割装置的减薄夹具上取下该黏合有GaAs晶片的工装，再将黏合有GaAs晶片的工装安装在晶向角度磨削设备的减薄夹具上，采用贴覆研磨布的磨盘和研磨浆液对该GaAs晶片进行研磨，研磨布采用表面有纳米人造金刚石涂层的单晶金刚石研磨布，涂层中金刚石颗粒粒径400nm～600nm，磨盘转速120～180转/分钟，研磨浆液的成分为：润滑剂、表面活性剂、分散剂、去离子水；其质量百分比为：润滑剂1％～3％；活性剂0.5％～10％；分散剂1％～4％；去离子水60％～80％；研磨浆液的PH值为6.5～11.5，浆液流速1～2ml/秒，进入步骤4；
步骤4：将步骤3置于晶向角度磨削设备减薄夹具上的GaAs晶片工装从取下，放置于腐蚀锅内，腐蚀锅中倒入热碱液对工装表面黏合的GaAs晶片进行加热腐蚀，热碱液包括以下体积百分比的组分：双氧水77％～82％、浓硫酸1.8％～3.5％、冰醋酸4.7％～8％、浓盐酸6.5％～9.5％，腐蚀量为10um左右，得到切割晶片翘曲度为Bow值为1～5um的GaAs晶片，进入步骤5；
步骤5：取出步骤4所得、低腐蚀处理后黏合有GaAs晶片的该工装，并对其通过超声波清洗设备进行清洗，将其再次装入夹具对GaAs晶片进行精密抛光，最后将其取出通过离心式甩干设备进行干燥。
检测结果
与实施例2晶片相比，按照本发明所处理的实施例1中晶片的强度可以提高50％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种提升GaAs晶片强度的处理方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行：
步骤1：按照GaAs晶片的晶向特征，选取粘接位置，在GaAs晶片表面涂覆光刻胶，并在该光刻胶上喷涂粘附剂A，将工装表面喷涂粘附剂B，使用粘附剂A与粘附剂B将该工装与该GaAs晶片黏合，进入步骤2；
步骤2：将步骤2所得黏合有GaAs晶片的工装安装在切割装置的减薄夹具上，调整切割装置的切割方位结构，采用斜喷淋切割方式对工装晶片与工装粘接位置进行切割，以改变Bow值为+值的需求，进入步骤3；
步骤3：从切割装置的减薄夹具上取下该黏合有GaAs晶片的工装，再将黏合有GaAs晶片的工装安装在晶向角度磨削设备的减薄夹具上，采用贴覆研磨布的磨盘和研磨浆液对该GaAs晶片进行研磨，进入步骤4；
步骤4：将步骤3置于晶向角度磨削设备减薄夹具上的GaAs晶片工装从取下，放置于腐蚀锅内，腐蚀锅中倒入热碱液对工装表面黏合的GaAs晶片进行加热腐蚀，腐蚀量为10um左右，得到切割晶片翘曲度为Bow值为1～5um的GaAs晶片，进入步骤5；
步骤5：取出步骤4所得、低腐蚀处理后黏合有GaAs晶片的该工装，并对其通过超声波清洗设备进行清洗，将其再次装入夹具对GaAs晶片进行精密抛光，最后将其取出通过离心式甩干设备进行干燥。
2.如权利要求1所述的一种提升GaAs晶片强度的处理方法，其特征在于：步骤4中，热碱液包括以下体积百分比的组分：双氧水73％～77％、浓硫酸2.8％～5％、冰醋酸6.7％～10％、浓盐酸8.5％～11.5％。
3.如权利要求1所述的一种提升GaAs晶片强度的处理方法，其特征在于：步骤3中，研磨布采用表面有纳米人造金刚石涂层的单晶金刚石研磨布，涂层中金刚石颗粒粒径400nm～600nm，磨盘转速120～180转/分钟。
4.如权利要求1所述的一种提升GaAs晶片强度的处理方法，其特征在于：步骤3中，研磨浆液的成分为：润滑剂、表面活性剂、分散剂、去离子水和PH值调节剂；其质量百分比为：润滑剂0.5％～4％；活性剂0.5％～10％；分散剂1％～4％；去离子水80％～94％；PH调节剂：0.1％～1％；研磨浆液的PH值为6.5～11.5，浆液流速2～3ml/秒。
5.如权利要求1所述的一种提升GaAs晶片强度的处理方法，其特征在于：步骤1中，光刻胶上喷涂的粘附剂A为六甲基二硅烷粘附剂。
6.如权利要求1所述的一种提升GaAs晶片强度的处理方法，其特征在于：步骤1中，光刻胶上喷涂粘附剂B是在135～150℃且真空度≤1×10-2mbar的真空环境下，在工装表面喷涂乙二醇钛酸酯粘附剂。
7.如权利要求1所述的一种提升GaAs晶片强度的处理方法，其特征在于：步骤1中，工装与该GaAs晶片黏合之后，还包括将黏合有GaAs晶片的工装冷却至室温20～24℃。
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