CN103144023B - 一种对InP衬底进行化学机械抛光的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对InP衬底进行化学机械抛光的方法,该方法包括:将InP衬底与UV粘膜键合,形成UV键合InP衬底;使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光;清洗抛光后的该UV键合InP衬底;以及将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,去除UV粘膜。本发明采用了UV粘胶固定InP材料,采用改进的纳米聚四氟乙烯凝胶进行CMP抛光,采用N2喷射进行CMP搅拌,制作出的InP低厚度高精密抛光镜面效果,大大降低了传统CMP工艺的损伤效果。
Description
技术领域
本发明涉及InP MMIC制备技术领域,尤其涉及一种对InP衬底进行化学机械抛光(CMP)的方法。
背景技术
随着高新技术不断应用于军事领域,射频微波信号频率越来越高,频段越来越宽,数字芯片的处理能力越来越强,现代战争逐渐进入了信息化时代和数字化时代。电子器件的快速发展使信号的传输速率越来越快,III-V族化合物凭借其优良的频率特性,其半导体器件和相关的超高速数字/数模混合电路正在成为军事通讯、雷达、制导、空间防御、高速智能化武器及电子对抗等现代化国防装备的核心部件之一。特别是在太赫兹研究领域,InP材料的使用方兴未艾。
在众多的III-V族化合物半导体器件中,InP材料具有独特的优势,这主要得益于其优良的材料特性,例如InGaAs和InP之间很小的晶格失配,以及很高的电子饱和速率等等,所以不论HEMT结构或者HBT结构,都有非常优异的高频、大功率性能。但是InP材料的物理性能却很差,非常易碎,很小的碰撞或振动都会导致晶圆碎裂而前功尽弃,因此InP材料的制造加工就面临很多工艺上的难题。
对于超高频率、大功率的InP MMIC而言,其散热问题一直难以很好的解决,比较成熟的解决方法是在InP晶圆衬底背面制作大面积的散热金属,将正面MMIC电路和背面散热金属通过金属联通,实现热量的有效释放。
基于此解决方案,对InP晶圆衬底进行减薄,使之达到很薄的厚度,并且减薄的表面要实现镜面效果以满足背面金属的强力粘附。但是InP脆弱的物理性能导致低厚度减薄和镜面效果抛光的工艺难度很大,因此改进完善InP材料的低损伤低厚度的CMP抛光工艺有重要意义。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种对InP衬底进行化学机械抛光的方法。
(二)技术方案
为达到上述目的,本发明提供了一种对InP衬底进行化学机械抛光的方法,包括:将InP衬底与UV粘膜键合,形成UV键合InP衬底;使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光;清洗抛光后的该UV键合InP衬底;以及将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,去除UV粘膜;其中,所述将InP衬底与UV粘膜键合形成UV键合InP衬底的步骤,包括:将待减薄的InP衬底片放置于UV粘膜上,在2×10-2mbar真空下,施加0.6bar压强于InP衬底上进行键合,键合时间20分钟;所述使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光的步骤中,所述CMP抛光浆液包括聚四氟乙烯凝胶颗粒、脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物以及去离子水,其中,该聚四氟乙烯凝胶颗粒的直径为30nm~50nm,质量50克-100克;该脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物作为表面活性剂,容积200ml-500ml;该去离子水的容积1500ml-2000ml。
上述方案中,所述使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光的步骤中,使用氨水作为PH调节剂,PH值为8-11。
上述方案中,所述使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光的步骤中,使用N2气体从容器体底部喷口喷入,搅动CMP浆液对InP衬底进行抛光,N2压力2bar-3bar。
上述方案中,所述清洗抛光后的该UV键合InP衬底的步骤,包括:将抛光后的该UV键合InP衬底用去离子水冲洗干净,并用40℃的N2吹干。
上述方案中,所述将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,去除UV粘膜的步骤,包括:将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,照射时间20分钟;UV粘胶分解后去除UV粘膜,然后将InP衬底取下。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的这种对InP衬底进行化学机械抛光的方法,采用N2喷射搅动纳米凝胶的CMP方法,可以大幅降低CMP抛光过程中对InP衬底的挤压力,InP衬底的物理损伤大大降低,同时CMP效率大大提高。聚四氟乙烯凝胶的弹性很高,耐磨性很高,对InP衬底形成很好的抛光效果,整个CMP过程稳定,速度快,可控性好,重复度高,无粉尘污染,聚四氟乙烯凝胶可以重复使用,CMP最终衬底厚度达到20μm以下,表面Ra<2nm。改进后的CMP工艺效果大大改善,工艺的整体可靠性大幅提高。
附图说明
图1是本发明提供的对InP衬底进行化学机械抛光的方法流程图;
图2是本发明提供的对InP衬底进行化学机械抛光的工艺示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
本发明提供的是一种改进的InP MMIC的低损伤超低厚度的CMP抛光方法。该方法采用了UV粘胶固定InP材料,采用改进的纳米聚四氟乙烯凝胶进行CMP抛光,采用N2喷射进行CMP搅拌,制作出的InP低厚度高精密抛光镜面效果,大大降低了传统CMP工艺的损伤效果。
如图1所示,图1是本发明提供的对InP衬底进行化学机械抛光的方法流程图,该方法包括以下步骤:
步骤1:将InP衬底与UV粘膜键合,形成UV键合InP衬底:将待减薄的InP衬底片放置于UV粘膜上,在2×10-2mbar真空下,施加0.6bar压强于InP衬底上进行键合,键合时间20分钟。
步骤2:使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中,进行CMP抛光。如图2所示。
CMP抛光浆液主要成分包括:聚四氟乙烯凝胶颗粒,颗粒直径30nm~50nm,凝胶质量50克-100克;脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物作为表面活性剂,体积200-500ml;其余成分为DI水,体积1500ml-2000ml;使用氨水作为PH调节剂,PH值为8-11。
使用N2从容器体底部喷口喷入,搅动CMP浆液对InP衬底进行抛光,N2压力2bar-3bar。
步骤3:将抛光后的该UV键合InP衬底用去离子水(DI)冲洗干净,40℃N2吹干;
步骤4:将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,照射时间20分钟;UV粘胶分解后,将InP衬底取下。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种对InP衬底进行化学机械抛光的方法,其特征在于,包括:
将InP衬底与UV粘膜键合,形成UV键合InP衬底;
使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光;
清洗抛光后的该UV键合InP衬底;以及
将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,去除UV粘膜;
其中,所述将InP衬底与UV粘膜键合形成UV键合InP衬底的步骤,包括:将待减薄的InP衬底片放置于UV粘膜上,在2×10-2mbar真空下,施加0.6bar压强于InP衬底上进行键合,键合时间20分钟;
所述使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光的步骤中,所述CMP抛光浆液包括聚四氟乙烯凝胶颗粒、脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物以及去离子水,其中,该聚四氟乙烯凝胶颗粒的直径为30nm~50nm,质量50克-100克;该脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物作为表面活性剂,容积200ml-500ml;该去离子水的容积1500ml-2000ml。
2.根据权利要求1所述的对InP衬底进行化学机械抛光的方法,其特征在于,所述使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光的步骤中,使用氨水作为PH调节剂,PH值为8-11。
3.根据权利要求2所述的对InP衬底进行化学机械抛光的方法,其特征在于,所述使用真空吸盘吸附该UV键合InP衬底,将该UV键合InP衬底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP抛光浆液中进行CMP抛光的步骤中,使用N2气体从容器体底部喷口喷入,搅动CMP浆液对InP衬底进行抛光,N2压力2bar-3bar。
4.根据权利要求1所述的对InP衬底进行化学机械抛光的方法,其特征在于,所述清洗抛光后的该UV键合InP衬底的步骤,包括:
将抛光后的该UV键合InP衬底用去离子水冲洗干净,并用40℃的N2吹干。
5.根据权利要求1所述的对InP衬底进行化学机械抛光的方法,其特征在于,所述将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,去除UV粘膜的步骤,包括:
将该UV键合InP衬底放入UV去胶机进行UV照射,照射时间20分钟;UV粘胶分解后去除UV粘膜,然后将InP衬底取下。
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