CN117912934A - 衬底的研磨方法、衬底及发光二极管 - Google Patents

Abstract

本申请公开了衬底的研磨方法、衬底及发光二极管，涉及半导体制造技术领域。衬底的研磨方法包括提供待研磨衬底，待研磨衬底包括衬底中间层和位于衬底中间层两侧的损伤层；采用第一压强对待研磨衬底的两侧的损伤层进行第一研磨，以对待研磨衬底的翘曲进行修复并使衬底中间层两侧的损伤层的应力差异减小，形成预研磨衬底；其中，第一压强大于或等于3Kpa；采用第二压强对预研磨衬底的两侧的损伤层进行第二研磨，以对预研磨衬底两侧的损伤层进行减薄，形成目标衬底；其中，第二压强小于或等于1Kpa。本申请能修复由应力不均产生的翘曲。

Description

衬底的研磨方法、衬底及发光二极管

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体而言涉及衬底的研磨方法、衬底及发光二极管。

背景技术

目前，常规的衬底加工方法一般包括研磨、上蜡、粗抛、抛光、下蜡、清洗和检测。其中，研磨这一步骤是为了修复衬底的翘曲(warp)。衬底的翘曲包括几何翘曲和应力不均翘曲。几何翘曲是由几何形状导致的的翘曲，应力不均翘曲是由衬底两侧应力不均产生的翘曲。

为了修复衬底中的翘曲，衬底的传统研磨方法中常采用先低压后高压的复合压强作业方式。该衬底的传统研磨方法对翘曲小于20um的情况，具有良好的修复效果。但，该衬底的传统研磨方法对翘曲远大于20um的情况并不适用且无法有效的修复应力不均的翘曲。

因此，如何有效修复衬底的应力不均的翘曲且使衬底形成更小的损伤层仍然是本领域技术人员急待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本申请提供衬底的研磨方法、衬底及发光二极管。

为实现上述目的，本申请采用的其中一个技术方案提供一种衬底的研磨方法，该研磨方法包括：

提供待研磨衬底，待研磨衬底包括衬底中间层和位于衬底中间层两侧的损伤层；

采用第一压强对待研磨衬底的两侧的损伤层进行第一研磨，以对待研磨衬底的翘曲进行修复并使衬底中间层两侧的损伤层的应力差异减小，形成预研磨衬底；其中，第一压强大于或等于3Kpa；

采用第二压强对预研磨衬底的两侧的损伤层进行第二研磨，以对预研磨衬底两侧的损伤层进行减薄，形成目标衬底；其中，第二压强小于或等于1Kpa。

可选地，待研磨衬底为2寸～18寸的衬底。

可选地，待研磨衬底的厚度为300um～5000um。

可选地，待研磨衬底的翘曲为50um～1000um。

可选地，待研磨衬底两侧的损伤层的厚度均为待研磨衬底的厚度的5％～50％。

可选地，待研磨衬底的厚度差异为待研磨衬底的厚度的±20％以内。

可选地，第一研磨移除的厚度为待研磨衬底的翘曲的0.8倍～1.5倍。

可选地，预研磨衬底的翘曲为20um～50um，

可选地，预研磨衬底两侧的损伤层的厚度均为预研磨衬底的厚度的4％～20％。

可选地，预研磨衬底的厚度差异在±10％以内。

可选地，目标衬底的翘曲小于或等于20um，目标衬底两侧的损伤层的厚度均小于或等于20um。

可选地，第一压强小于或等于20Kpa，第二压强大于或等于0.1Kpa。

可选地，待研磨衬底的材料包括氧化物、氮化物、碳化物和硼化物中的至少一种。

为了解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是提供了一种衬底，衬底的加工方法包括上述的衬底的研磨方法。

为了解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是提供了一种发光二极管，该发光二极管包括上述的衬底。

有益效果：区别于现有技术，本申请中，通过大于或等于3Kpa的第一压强对待研磨衬底的两侧的损伤层进行第一研磨，能够使形成的预研磨衬底中衬底中间层两侧的损伤层更为对称的分布于衬底中间层的两侧且预研磨衬底中损伤层各区域的厚度差异减小，从而使得预研磨衬底各区域的应力更为均衡，如此能够有效修复待研磨衬底的应力不均翘曲。通过小于或等于1Kpa的第二压强对预研磨衬底的两侧的损伤层进行第二研磨，能够使形成的目标衬底中衬底中间层两侧的损伤层的厚度减薄。也就是说本申请能够有效修复衬底的应力不均翘曲且使衬底形成更小的损伤层。

附图说明

图1是本申请的衬底的研磨方法的流程示意图；

图2是图1中步骤S110中提供的待研磨衬底的结构示意图；

图3是图2中待研磨衬底的尺寸标注示意图；

图4是图1中步骤S120中进行第一研磨的示意图；

图5是图1中步骤S120中形成的预研磨衬底的结构示意图；

图6是图5中预研磨衬底的尺寸标注示意图；

图7是图1中步骤S130中形成的目标衬底的结构示意图；

图8是图7中目标衬底的尺寸标注示意图；

图9是步骤S310中提供的待研磨衬底的结构示意图；

图10是图9中待研磨衬底的尺寸标注示意图；

图11是步骤S320中进行第一研磨的示意图；

图12是步骤S320中形成的预研磨衬底的结构示意图；

图13是图12中预研磨衬底的尺寸标注示意图；

图14是步骤S330中形成的目标衬底的结构示意图；

图15是图14中目标衬底的尺寸标注示意图；

图16是利用本申请的衬底的研磨方法制备的衬底的结构示意图。

附图标记说明：

110-待研磨衬底；120-预研磨衬底；130-目标衬底；111-衬底中间层；112-损伤层；200-研磨盘；

h1-第一厚度；h2-第二厚度；h3-第三厚度；h4-第四厚度；h5-第五厚度；h6-第六厚度；

210待研磨衬底；220-预研磨衬底；230-目标衬底；211-衬底中间层；212-损伤层。

h7-第七厚度；h8-第八厚度；h9-第九厚度；h10-第十厚度；h11-第十一厚度；h12-第十二厚度；

10-衬底；11-衬底中间层；12损伤层。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，均属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申的衬底的研磨方法至少包括步骤S110至步骤S130。

步骤S110：提供待研磨衬底，待研磨衬底包括衬底中间层和位于衬底中间层两侧的损伤层。

参阅图2，待研磨衬底110包括衬底中间层111和位于衬底中间层两侧的损伤层112。举例而非限制地，待研磨衬底110可以是用于半导体器件制造的任意衬底，包括但不限于为多晶陶瓷衬底。该多晶陶瓷衬底的材料包括但不限于为氧化物、氮化物、碳化物和硼化物中的至少一种。

可选地，结合图2参阅图3，待研磨衬底110可以是2寸～18寸(例如2寸、4寸、10寸、18寸)的衬底。待研磨衬底110的厚度可以为第一厚度h1，第一厚度h1为300um～5000um(例如为300um、400um、1000um、5000um)。待研磨衬底110两侧的损伤层112的厚度均可以为第二厚度h2，第二厚度h2为第一厚度h1的5％～50％(例如为5％、10％、30％、50％)。待研磨衬底110的翘曲可以为50um～1000um(例如为50um、300um、600um、1000um)。待研磨衬底110的厚度差异(TTV)为第一厚度h1的±20％(例如为-20％、-15％、+13％、+20％)以内。

步骤S120：采用第一压强对待研磨衬底的两侧的损伤层进行第一研磨，形成预研磨衬底。

结合图3和图4对比图5，第一压强大于或等于3Kpa，通过第一研磨能够对待研磨衬底110的翘曲进行修复并使衬底中间111层两侧的损伤层112的应力差异减小。

具体地，通过大于或等于3Kpa的第一压强对待研磨衬底110的两侧的损伤层112进行第一研磨能够使得形成的预研磨衬底120中的衬底中间层111两侧的损伤层112更为对称的分布于衬底中间层111的两侧且使损伤层112各区域的厚度差异减小，从而使得预研磨衬底120的各区域的应力更为均衡，如此能够有效修复待研磨衬底110的应力不均翘曲。

举例而非限制地，在待研磨衬底110的两侧利用研磨盘200对待研磨衬底110进行研磨，研磨盘200对待研磨衬底110的加工压强为第一压强。

可选地，该第一压强小于或等于20Kpa，如此能够防止研磨时压强过大，从而能够避免待研磨衬底110的损毁。

可选地，第一研磨移除的厚度为待研磨衬底110的翘曲的0.8倍～1.5倍(例如为0.8倍、1倍、1.2倍、1.5倍)。第一研磨后待研磨衬底110形成预研磨衬底120，预研磨衬底120的厚度可以为第三厚度h3，第三厚度h3即可以为第一厚度h1减去第一研磨移除的厚度所得的差。预研磨衬底120两侧的损伤层112的厚度均可以为第四厚度h4，第四厚度h4为第三厚度h3的4％～20％(例如为4％、6％、12％、20％)。预研磨衬底120的翘曲可以为20um～50um。预研磨衬底120的厚度差异为第三厚度h3的±10％(例如为-10％、-5％、+4％、+10％)以内。

步骤S130：采用第二压强对预研磨衬底的两侧的损伤层进行第二研磨，形成目标衬底。

结合图5和图6对比图7，第二研磨包括对预研磨衬底120两侧的损伤层112进行减薄。第二压强小于或等于1Kpa。如此能够利用比第一压强更小的第二压强对衬底中间111层两侧的损伤层112进行研磨，以移除预研磨衬底120中至少部分厚度的损伤层112。可选地，为确保研磨时对损伤层112的厚度的移除效果，第二压强大于或等于0.1Kpa。

可选地，第二研磨移除的厚度的一半不小于第四厚度h4减去20um所得的差且不大于第四厚度。第二研磨后预研磨衬底120形成目标衬底130。目标衬底130的厚度可以为第五厚度h5，第五厚度h5可以为第三厚度h3减去第二研磨移除的厚度所得的差。目标衬底130两侧的损伤层112的厚度均可以为第六厚度h6，第六厚度h6小于或等于20um。目标衬底130的翘曲小于或等于20um。

通过上述步骤S110至步骤S130。在本申请中，通过大于或等于3Kpa的第一压强对待研磨衬底110的两侧的损伤层112进行第一研磨，能够使形成的预研磨衬底120中衬底中间层111两侧的损伤层112更为对称的分布于衬底中间层111的两侧且使形成的预研磨衬底120中损伤层112各区域的厚度差异减小，从而使得预研磨衬底120各区域的应力更为均衡，如此能够有效修复待研磨衬底110的应力不均翘曲。通过小于或等于1Kpa的第二压强对预研磨衬底120的两侧的损伤层进行第二研磨，能够使形成的目标衬底130中衬底中间层111两侧的损伤层112的厚度减薄。也就是说本申请能够有效修复衬底的应力不均翘曲且使衬底形成更小的损伤层。

以下，通过具体的实施例对本申请的衬底的研磨方法进行进一步的说明。

实验组

实验组采用本发明的方法进行衬底的研磨。

实验组的衬底的研磨方法包括步骤S210至步骤S230。其中，步骤S210为步骤S110的更为具体的步骤。步骤S220为步骤S120的更为具体的步骤。步骤S230为步骤S130的更为具体的步骤。

步骤S210：提供待研磨衬底

结合图2参阅图3，待研磨衬底110包括衬底中间层111和位于衬底中间层111两侧的损伤层112。待研磨衬底110可以是10寸的衬底，待研磨衬底110的厚度为第一厚度h1，第一厚度h1为700um。待研磨衬底110的损伤层112的厚度为第二厚度h2，待研磨衬底110的其中一侧的损伤层112的第二厚度h2为50um，待研磨衬底110的另一侧的损伤层112的第二厚度h2为60um。待研磨衬底110的翘曲可以为100um。待研磨衬底110的厚度差异为第一厚度h1的15％。

步骤S220：采用第一压强对待研磨衬底的两侧的损伤层进行第一研磨，形成预研磨衬底。

结合图2、图3和图4对比图5和图6，第一研磨包括在待研磨衬底110的两侧利用研磨盘200对待研磨衬底110进行研磨。第一压强为5Kpa。第一研磨移除的厚度为85um。

第一研磨后待研磨衬底110形成预研磨衬底120。预研磨衬底120的厚度为第三厚度h3，第三厚度h3为615um。预研磨衬底120的损伤层112的厚度为第四厚度h4，预研磨衬底120的其中一侧的损伤层112的第四厚度h4为65um，预研磨衬底120的另一侧的损伤层112的第四厚度h4为65um。预研磨衬底120的翘曲为25um。预研磨衬底120的厚度差异为第三厚度h3的9％。

步骤S230：采用第二压强对预研磨衬底的两侧的损伤层进行第二研磨，形成目标衬底。

结合图5和图6对比图7和图8，第二压强为1Kpa，第二研磨移除的厚度为100um。第二研磨后预研磨衬底120形成目标衬底130。目标衬底130的厚度为第五厚度h5，第五厚度h5为515um。目标衬底130的损伤层112的厚度为第六厚度h6，目标衬底130的其中一侧的损伤层112的第六厚度h6为15um，目标衬底130的另一侧的损伤层112的第六厚度h6为15um。目标衬底130的翘曲为10um，目标衬底130的厚度差异为第五厚度h5的2％。

对照组

对照组采用传统方法对衬底进行研磨。

对照组的衬底的研磨方法包括步骤S310至步骤S330。

步骤S310：提供待研磨衬底

结合图9参阅图10，待研磨衬底210包括衬底中间层211和位于衬底中间层211两侧的损伤层212。待研磨衬底210可以是10寸的衬底，待研磨衬底210的厚度为第七厚度h7，第七厚度h7为700um。待研磨衬底210的损伤层212的厚度为第八厚度h8，待研磨衬底210的其中一侧的损伤层212的第八厚度h8为50um，待研磨衬底210的另一侧的损伤层212的第八厚度h8为60um。待研磨衬底210的翘曲可以为100um。待研磨衬底210的厚度差异为第七厚度h7的15％。

步骤S320：采用第一压强对待研磨衬底的两侧的损伤层进行第一研磨，形成预研磨衬底。

结合图9、图10和图11对比图12和图13，第一研磨包括在待研磨衬底210的两侧利用研磨盘200对待研磨衬底210进行研磨。第一压强为1Kpa。第一研磨移除的厚度为100um。

第一研磨后待研磨衬底210形成预研磨衬底220。预研磨衬底220的厚度为第九厚度h9，第九厚度h9为600um。预研磨衬底220的损伤层212的厚度为第十厚度h10，预研磨衬底220的其中一侧的损伤层212的第十厚度h10为100um，预研磨衬底220的另一侧的损伤层212的第十厚度h10为30um。预研磨衬底220的翘曲为200um。预研磨衬底220的厚度差异为第九厚度h9的13％。

步骤S330：采用第二压强对预研磨衬底的两侧的损伤层进行第二研磨，形成目标衬底。

结合图12和图13对比图14和图15，第二压强为5Kpa，第二研磨移除的厚度为85um。第二研磨后预研磨衬底220形成目标衬底230。目标衬底230的厚度为第十一厚度h11，第十一厚度h11为515um。目标衬底230的损伤层212的厚度为第十二厚度h12，目标衬底230的其中一侧的损伤层212的第十二厚度h12为65um，目标衬底230的另一侧的损伤层212的第十二厚度h12为65um。目标衬底230的翘曲为120um，目标衬底230的厚度差异为第十一厚度h11的8％。

综上，对比实验组的目标衬底130和对照组的目标衬底230可知，实验组的目标衬底130的单侧的损伤层112的厚度比对照组的目标衬底230的单侧的损伤层212厚度小50um；且实验组的目标衬底130的翘曲比对照组的目标衬底230的翘曲小110um；且实验组的目标衬底130的厚度差异在目标衬底230的厚度中所占的百分比较对照组的目标衬底230的厚度差异在目标衬底230的厚度中所占的百分比小6％。由此可得相对于对照组，实验组的衬底的研磨方法对翘曲和厚度差异的修复效果更优。

此外，本申请进一步提出一种衬底10，该衬底10的加工方法包括上述本申请的衬底的研磨方法。该衬底10包括衬底中间层11和位于衬底中间层11两侧的损伤层12。衬底10的两侧的损伤层12的厚度均小于或等于20um。衬底10的翘曲小于或等于20um。衬底10的厚度差异小于或等于6um。关于该衬底10的具体结构可以参阅上述目标衬底130的具体结构，在此不再赘述。

此外，本申请进一步提出一种发光二极管(图未示)，该发光二极管包括上述的衬底10。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围。

Claims (15)

1.一种衬底的研磨方法，其特征在于，所述研磨方法包括：

提供待研磨衬底，所述待研磨衬底包括衬底中间层和位于所述衬底中间层两侧的损伤层；

采用第一压强对所述待研磨衬底的两侧的损伤层进行第一研磨，以对所述待研磨衬底的翘曲进行修复并使所述衬底中间层两侧的损伤层的应力差异减小，形成预研磨衬底；其中，所述第一压强大于或等于3Kpa；

采用第二压强对所述预研磨衬底的两侧的损伤层进行第二研磨，以对所述预研磨衬底两侧的损伤层进行减薄，形成目标衬底；其中，所述第二压强小于或等于1Kpa。

2.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述待研磨衬底为2寸～18寸的衬底。

3.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述待研磨衬底的厚度为300um～5000um。

4.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述待研磨衬底的翘曲为50um～1000um。

5.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述待研磨衬底两侧的损伤层的厚度均为所述待研磨衬底的厚度的5％～50％。

6.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述待研磨衬底的厚度差异为所述待研磨衬底的厚度的±20％以内。

7.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述第一研磨移除的厚度为所述待研磨衬底的翘曲的0.8倍～1.5倍。

8.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述预研磨衬底的翘曲为20um～50um。

9.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述预研磨衬底两侧的所述损伤层的厚度均为所述预研磨衬底的厚度的4％～20％。

10.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述预研磨衬底的厚度差异为所述预研磨衬底的厚度的±10％以内。

11.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述目标衬底的翘曲小于或等于20um，且所述目标衬底两侧的损伤层的厚度均小于或等于20um。

12.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述第一压强小于或等于20Kpa，所述第二压强大于或等于0.1Kpa。

13.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述待研磨衬底的材料包括氧化物、氮化物、碳化物和硼化物中的至少一种。

14.一种衬底，其特征在于，所述衬底的加工方法包括权利要求1-9任意一项所述衬底的研磨方法。

15.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括权利要求10所述的衬底。