CN102263024A

CN102263024A - 一种单面抛光晶片的背面防腐蚀方法

Info

Publication number: CN102263024A
Application number: CN2011102014448A
Authority: CN
Inventors: 郝彦杰; 刘文森; 赵波; 李雪峰; 刘丽杰
Original assignee: Beijing Tongmei Xtal Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Tongmei Xtal Technology Co Ltd
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2011-11-30

Abstract

本发明公开了一种单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，通过采用步骤S1：向衬底添加还原剂，所述还原剂覆盖到晶片背面，用于阻止抛光药液与晶片背面的化学反应。本发明提供的方法既可以明显减少晶片在单面抛光过程中背面腐蚀的比例，又可以保证生产效率及生产成本方面不受影响。

Description

一种单面抛光晶片的背面防腐蚀方法

技术领域

本发明涉及晶片加工技术领域，特别是涉及单面抛光晶片的背面防腐蚀方法。

背景技术

在使用衬底对晶片进行单面粗抛和精抛过程中，不可避免的会产生一定比例的背面腐蚀印迹，而腐蚀的程度直接决定了修复需要的掉量(一般都在15um以上)，这就对晶片抛光过程产生了严重影响，如果背面腐蚀严重，很可能造成批量报废。现有技术中单面抛光晶片的背面腐蚀产生原因，结合图1及图2，图1及图2中为对晶片3抛光的抛光装置结构示意图。工作盘1用于装卸或粘贴衬底2，工作盘1的材质为铝或陶瓷等。衬底2粘贴在工作盘1上，抛光时起到吸附及固定晶片3的作用。玻璃纤维4，粘贴在衬底2上，抛光时防止晶片3由于与衬垫5摩擦力造成跑片和碎片。衬垫5为贴在大不锈钢盘上的PU布，在抛光时直接与晶片3接触，起到承载抛光药液7和对晶片3进行物理磨削的作用。供药系统6用于抛光系统的抛光药液7的供给。按照抛光药液7的成分不同及衬垫5的不同，分为粗抛、精抛、半精抛等。工作过程为，升降头10带动工作盘1整体降下，压在衬垫5上并施加一定压力。此时，由于衬底2是具有一定弹性的，且是孔洞结构，使其吸附的去离子水被挤出，从而将晶片3紧紧地吸附在衬底2上使之固定。以保证晶片3不会在设备正常转动时发生跑片而造成碎片。但由于衬底2是孔洞结构，当正常抛光时，吸附层一开始是正常去离子水。但是在抛光过程中，抛光药液7会充斥在晶片3边缘部分。由于渗透作用，会渐渐进入到晶片3背面边缘部分。进而对晶片3的背面产生腐蚀作用，造成单面抛光晶片的背面腐蚀。

现有技术都是通过改变其加工方法(如减少抛光时间等)或增加保护膜(如在抛光晶片的背面贴附保护膜)的方法，以达到晶片背面与药液隔绝的作用，从而彻底杜绝产生晶体背面腐蚀，但效率低且成本高。虽然针对这种缺陷的消除率可达到100％，但是投入较大，且会造成其他类缺陷的上升，对于整体合格率并没有明显贡献，也没有成本和效率优势。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种方法，可明显减少晶片在单面抛光过程中背面腐蚀的比例，又要保证生产效率及生产成本方面不受影响。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，其特征在于，所述方法包括步骤S1：向衬底添加还原剂，所述还原剂覆盖到晶片背面，用于阻止抛光药液与晶片背面的化学反应。

其中，所述步骤S1之前还包括步骤S0：用去离子水将工作盘上的衬底浸湿。

其中，所述方法还包括，S2：将晶片从卡塞中取出放入衬底上，S3：将工作盘吸附在抛光机升降头上，S4：降下升降头，在抛光药液的共同作用下对晶片开始抛光，S5：抬起升降头卸下工作盘，S6：卸下晶片并装入卡塞中。

其中，所述方法还包括，S7：将卡塞中晶片甩干，S8：检查晶片背面是否出现背面腐蚀印迹。

其中，所述抛光药液的成分包括次氯酸根离子。

其中，所述还原剂的成分包括硫代硫酸根离子、亚硫酸根离子、硫离子、硫氢根离子或亚硫酸氢根离子中的一种。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的单面抛光晶片的背面防腐蚀方法中，通过采用步骤S1：向衬底添加还原剂，所述还原剂覆盖到晶片背面，用于阻止抛光药液与晶片背面的化学反应。本发明提供的方法既可以明显减少晶片在单面抛光过程中背面腐蚀的比例，又可以保证生产效率及生产成本方面不受影响。

附图说明

图1是本发明实施例中晶片单面抛光装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中晶片单面抛光装置的工作状态示意图；

图3是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S0的示意图；

图4是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S1的示意图；

图5是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S2的示意图；

图6是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S3的示意图；

图7是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S4的示意图；

图8是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S5的示意图；

图9是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S6的示意图；

图10是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S7的示意图；

图11是本发明实施例中晶片单面抛光的操作步骤S8的示意图；

其中，1：工作盘；2：衬底；3：晶片；4：玻璃纤维；5：衬垫；6：供药系统；7：抛光药液；8：吸附层；9：离子水喷洒装置；10：升降头；11：还原剂喷洒装置；12：卡塞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

结合图3至图11所示，为本实施例的单面抛光晶片的背面防腐蚀方法的具体操作步骤，本方法包括步骤S1：向衬底2添加还原剂，该还原剂用于晶片3抛光前与抛光过程中覆盖到整个晶片3背面，以阻止抛光过程中抛光药液7与晶片3背面的化学反应。吸附层8为在抛光时吸附晶片3时的溶液层，在常规的抛光操作中为去离子水，在本发明中为去离子水中掺有还原剂，或仅还原剂液体。使用本方法后，精抛成品率中背面腐蚀的比例明显降低。

具体的，在将晶片3吸附在衬底2上之前，在晶片3背面与衬底2之间接触的位置添加还原剂，使得在抛光时吸附层8不仅仅是现有技术中应用的去离子水，而是掺有还原剂的去离子水或还原剂液体。当抛光进行过程中，抛光药液7渗透到晶片3背面边缘部分时，会被晶片3背面与衬垫2接触部位的还原剂中和掉而防止抛光药液7腐蚀晶片3的背面产生背面腐蚀。由于抛光药液7是以渗透方式进入晶片3的背面，所以量不会太大，将晶片3吸附在衬底2之前添加的还原剂足以将之中和。

本发明是通过利用晶片3背面与衬底2之间接触的位置的还原剂与抛光药液的化学反应，将进入吸附层8即晶片背面边缘的抛光药液反应掉，生成不与晶片3本体进行化学反应的盐类和水，从而防止抛光药液7在抛光过程进入晶片3的背面边缘部分对晶片3背面边缘产生的腐蚀作用，造成背面腐蚀类缺陷。

还原剂的配比是根据抛光药液成分来配比，可以与抛光药液中的有效成分进行反应，同时不能生成可能影响或不利于抛光成品率的化学产物。还原剂还不得与抛光设备上的部件产生化学反应，如工作盘1、衬底2、衬垫5、晶片3等，防止对抛光设备产生的腐蚀及与其生成其他可能影响抛光成品率的物质。

在本实施例方法中步骤S1之前还包括步骤S0：用去离子水将工作盘1上的衬底2浸湿。使得衬底2对于晶片3更好的吸附，在抛光过程中对晶片3固定。

本实施例的方法还包括，S2：将晶片3从卡塞12中取出放入衬底2上，S3：将工作盘1吸附在抛光机升降头10上，S4：降下升降头10，在抛光药液7的共同作用下对晶片3开始抛光，S5：抬起升降头10卸下工作盘1，S6：卸下晶片3并装入卡塞12中。将晶片3背面与衬底2之间添加还原剂后就可以进行抛光操作，其操作步骤与现有技术相同。

对抛光好的晶片3进行检测，包括步骤S7：将卡塞12中晶片3甩干，S8：检查晶片3背面是否出现背面腐蚀印迹。实验，采用本发明方法进行晶片3单面抛光，抛光成品率中晶片3背面腐蚀比例明显降低，并稳定在2％左右，可以明显减少晶片在单面抛光过程中背面腐蚀的比例。同时操作简单可以保证生产效率及生产成本方面不受影响。

本实施例中抛光药液7的主要成分包括次氯酸根离子。由于次氯酸根离子具有强氧化性，渗透到晶片3背面边缘时易把晶片3氧化，形成背面腐蚀，影响被抛光晶片3的质量。本实施例中晶片3仅以针对砷化镓晶片单面抛光的背面防腐蚀方法为例。本实施例也可以适用于其他成分的晶片，除上述的砷化镓成分晶片外，如磷化镓、碲化镉、氮化镓、磷化铟、锗等成分晶片在需化学抛光、化学机械抛光或机械化学抛光并需要保证背面质量的半导体材料。本实施例中晶片3的基本组成为砷化镓，与次氯酸离子发生的反应为，生成三氧化二砷和三氧化二钾，三氧化二砷和三氧化二钾再分别与氢氧根离子反应生成氧化砷和氧化镓，即造成了对晶片的腐蚀。

还原剂的成分包括硫代硫酸根离子、亚硫酸根离子、硫离子、硫氢根离子或亚硫酸氢根离子中的一种。以硫代硫酸根离子为例，还原剂中的硫代硫酸根离子与抛光药液7中的次氯酸根离子反应，生成氯离子和硫酸根离子。氯离子和硫酸根离子与抛光设备上的部件(如工作盘1、衬底2、衬垫5、晶片3等)均不产生化学反应。硫代硫酸根离子的存在形式可以为硫代硫酸与氢离子结合的硫代硫酸，硫代硫酸根离子与钠离子结合的硫代硫酸钠或与其他金属离子形成的盐，如钾等。

本实施例中应用的还原剂中硫代硫酸根离子的含量为与抛光药液7中次氯酸的含量对应，即相同或稍大于次氯酸跟离子的含量。可以使还原剂与抛光药液7接触的完全反应，使抛光药液7无法与晶片背面反应，从而阻止了抛光药液对晶片的背面腐蚀。具体的用量以硫代硫酸钠盐为例，本实施例中硫代硫酸钠盐和水的重量比可为1∶12。具体的配制过程为，将1000克硫代硫酸钠，加入去离子水12L，搅拌并使药品充分溶解，即可调配晶片单面抛光操作中需要的还原剂。在配备好还原剂后，将其置于晶片背面与衬底2之间，即可用于晶片单面抛光的背面防腐蚀。同理也可以选择硫代硫酸钾等其他种类的硫代硫酸根盐来替换硫代硫酸钠，具体的配比关系与硫代硫酸钠的配比相近，可以根据实际抛光药液成分及抛光工况等因素确定。

除上述的硫代硫酸根离子外，本发明使用的还原剂的成分还可以包括亚硫酸根离子、硫离子、硫氢根离子或亚硫酸氢根离子中的一种。只要可以与抛光药液7中的次氯酸根离子进行反应但不和抛光设备上的部件(如工作盘1、衬底2、衬垫5、晶片3等)均不产生化学反应的化学成分均适用于本发明的方法中。

经在单面抛光晶片的背面添加还原剂后，本实施例对测试结果进行了分析比较。按每10万片计，对比表格如下：

由以上实施例可以看出，本发明实施例通过采用单面抛光晶片的背面防腐蚀方法中，通过采用步骤S1：向衬底2添加还原剂，还原剂覆盖到晶片背面，用于阻止抛光药液与晶片背面的化学反应。本发明提供的方法既可以明显减少晶片3在单面抛光过程中背面腐蚀的比例，又可以保证生产效率及生产成本方面不受影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，其特征在于，所述方法包括步骤S1：向衬底添加还原剂，所述还原剂覆盖到晶片背面，用于阻止抛光药液与晶片背面的化学反应。

2.如权利要求1所述的单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤S0：用去离子水将工作盘上的衬底浸湿。

3.如权利要求1或2所述的单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，其特征在于，所述方法还包括，S2：将晶片从卡塞中取出放入衬底上，S3：将工作盘吸附在抛光机升降头上，S4：降下升降头，在抛光药液的共同作用下对晶片开始抛光，S5：抬起升降头卸下工作盘，S6：卸下晶片并装入卡塞中。

4.如权利要求3所述的单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，其特征在于，所述方法还包括，S7：将卡塞中晶片甩干，S8：检查晶片背面是否出现背面腐蚀印迹。

5.如权利要求1所述的单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，其特征在于，所述抛光药液的成分包括次氯酸根离子。

6.如权利要求5所述的单面抛光晶片的背面防腐蚀方法，其特征在于，所述还原剂的成分包括硫代硫酸根离子、亚硫酸根离子、硫离子、硫氢根离子或亚硫酸氢根离子中的一种。