CN104369085A - 一种硅片抛光粘片方法 - Google Patents

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郭群英
黄斌
陈璞
何凯旋
陈博
王鹏
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Abstract

本发明涉及一种硅片抛光粘片方法，其特征在于：抛光头（01）下表面分布着用于真空吸附的浅凹槽（03），将玻璃衬底（02）上的通孔（04）内填入固体蜡（05），加热使得玻璃衬底（02）与待抛光硅片（06）紧密粘贴，实现化学机械抛光粘片的目的。本发明具有如下优点：采用待抛光硅片和玻璃片直接贴合，由于表面光滑，直接贴合后形成范德瓦尔斯力，在加压过程中不易产生相对移动，保证了贴合后待抛光硅片的均匀性和一致性；采用硅片粘合区域仅在玻璃片通孔区域，缩短了溶化后的液态蜡充分浸透的时间，提高化学机械抛光粘片效率；这种方法一致性和可靠性高，工艺易于实现。

Description

一种硅片抛光粘片方法
技术领域
本发明属于微电子机械技术领域，特别涉及一种基于化学机械抛光的硅片粘片方法。
背景技术
在MEMS电路生产过程中，对硅片上的沉积物进行平坦化是一道必需且频繁的工序。目前。完成这一道工序主要采用化学机械抛光（CMP）工艺。所谓化学机械抛光，它是采用化学和机械综合作用从硅片上去除多余材料，并使其获得平坦化表面的工艺过程。具体来说，这种抛光方法通常是将待抛光硅片由抛光头夹持，并将其放置在一高速旋转的抛光垫上，并在包含有化学抛光剂和研磨颗粒的抛光浆料的作用下通过抛光垫和硅片的相互摩擦达到平坦化的目的。在抛光过程中，抛光头起着夹持硅片并对其背侧施加压力的作用，是实现硅片表面平坦化的关键部件。
目前化学机械抛光设备粘片方式，玻璃片和硅片先粘合后，再由抛光头间接真空吸合玻璃片进行抛光。玻璃片与硅片的粘片工艺选用固体蜡加热的方式，通过在热板上加热下层玻璃片，手动涂覆固体蜡若干，待固体蜡充分融化后将抛光硅片缓慢放置其上；再取另一上层玻璃片压至抛光硅片上；将上述三层结构移至加压装置上，加压加热持续一段时间后使得融化后的液态蜡充分浸透下层玻璃片和待抛光硅片之间；最后将粘结后的片子自然冷却至室温，从而完成化学机械抛光机粘片工艺。
由于纯手动涂覆固体蜡，涂蜡量及涂覆位置无法保证，而且将抛光片缓慢放置在下层玻璃片过程中无法保证接触点位置以及贴合后硅片和玻璃片相对位置，容易导致由于手动贴合造成液态蜡分布不均，影响抛光均匀性；将贴合后的片子加置上层玻璃片过程中由于液态蜡的流动性会使得待抛光硅片在下层玻璃片上易滑动，造成硅片在下层玻璃片位置错位，影响抛光均匀性；为了保证溶化后的液态蜡需充分浸透下层玻璃片和待抛光硅片之间，需保证持续加压加热时间以及自然冷却时间，造成粘片时间较长，效率很低。 
发明内容
本发明的目的是为了解决用于化学机械抛光粘片工艺中均匀性差和粘片效率低的问题，提出了一种硅片抛光粘片方法，这种方法具有简单可行，易于实现的特点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种硅片抛光粘片方法，其特征在于包括如下步骤：
a.将带有一组通孔的玻璃衬底和待抛光硅片直接贴合；
b.将贴合后的硅片和玻璃衬底进行加热至120℃,持续10分钟；
c.将固体蜡填入至玻璃衬底通孔底部；
d.将上述硅片和玻璃衬底加压，自然冷却至室温。
在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：
步骤b中，将贴合好的硅片倒置放在下层玻璃衬底上，下层玻璃衬底放在加热台上加热至120℃；
步骤d中，将上层玻璃衬底放置在玻璃衬底上，施加压力P（1-2bar）持续5分钟，自然冷却至室温。
采取将玻璃衬底通孔的方式，先将待抛光硅片直接与玻璃衬底表面贴合，从背面通孔区域填入固体蜡，加热加压后冷却至室温。由于待抛光硅片和玻璃衬底表面光滑，直接贴合后形成范德瓦尔斯力，可以有效保证硅片和玻璃紧密贴合，在加压过程中不易产生相对移动，保证了贴合后待抛光硅片的均匀性和一致性；同时由于粘合区域仅在玻璃衬底通孔区域，缩短了溶化后的液态蜡充分浸透的时间，提高化学机械抛光粘片效率。
本发明提供的一种硅片抛光粘片方法，采取将玻璃衬底通孔的方式，先将待抛光硅片直接与玻璃衬底表面贴合，从背面通孔区域填入固体蜡，加热加压后冷却至室温。由于待抛光硅片和玻璃衬底表面光滑，直接贴合后形成范德瓦尔斯力，可以有效保证硅片和玻璃紧密贴合，在加压过程中不易产生相对移动，保证了贴合后待抛光硅片的均匀性和一致性；同时由于粘合区域仅在玻璃衬底通孔区域，缩短了溶化后的液态蜡充分浸透的时间，提高化学机械抛光粘片效率。
本发明与传统化学机械抛光粘片方法相比有如下优点：待抛光硅片和玻璃衬底直接贴合，中间没有蜡，保证了贴合后硅片的均匀性和一致性；在玻璃衬底通孔区域通过固体蜡加热粘合，缩短了溶化后的液态蜡充分浸透的时间，提高化学机械抛光粘片效率；这种方法一致性和可靠性高，工艺易于实现，便于推广和应用。
附图说明
图1为本发明一种硅片抛光夹具结构原理图；
图2为本图1的A-A剖视图；
图3为一种硅片抛光夹具粘片工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
一、硅片抛光夹具：
如图1、图2所示，玻璃衬底02上分布着一组通孔04，通孔分布需结合抛光头01下表面用于真空吸附的浅凹槽03的分布情况，将玻璃衬底02与待抛光硅片06背面紧密贴合后加热，通孔04中填入固体蜡05，加压待冷却后实现化学机械抛光粘片工艺。由抛光头01吸住玻璃衬底02，并将抛光硅片06放置在高速旋转的抛光垫上，并在包含有化学抛光剂和研磨颗粒的抛光浆料的作用下通过抛光垫和硅片的相互摩擦达到平坦化的目的。
二、硅片抛光粘片工艺流程：
图3中图（a）-（e）为硅片抛光粘片工艺流程的示意图，具体如下：
图（a）是硅片贴合过程：将带有通孔04的玻璃衬底02和待抛光硅片06直接贴合，由于表面光滑直接贴合后形成范德瓦尔斯力，有效保证硅片和玻璃衬底紧密贴合。
图（b）是加热过程：将上述贴合好的硅片倒置放在下层玻璃衬底（无通孔）07上，下层玻璃衬底07放在加热台08上加热至120℃。
图（c）是固体蜡填入过程：将固体蜡05填入至玻璃衬底通孔04底部，待固体蜡受热融化。
图（d）是加压冷却过程：将上层玻璃衬底（无通孔）09放置在玻璃衬底02上，施加压力P（1-2bar）持续5分钟。
图（e）是取片过程：待上述过程结束后，自然冷却至室温后，将上、下玻璃衬底09和07去除，取出粘合好的待抛光硅片。
经上述工艺流程，实现了硅片抛光粘片工艺。

Claims (2)

1.一种硅片抛光粘片方法，其特征在于包括如下步骤：
a.将带有一组通孔（04）的玻璃衬底（02）和待抛光硅片（02）直接贴合；
b.将贴合后的硅片和玻璃衬底进行加热至120℃,持续20分钟；
c.将固体蜡（05）填入至玻璃衬底通孔（04）底部；
d.将上述硅片和玻璃衬底加压，自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种硅片抛光粘片方法，其特征在于：
步骤b中，将贴合好的硅片倒置放在下层玻璃衬底（07）上，下层玻璃衬底（07）放在加热台（08）上加热至120℃；
步骤d中，将上层玻璃衬底（09）放置在玻璃衬底（02）上，施加压力1-2bar，持续5分钟，自然冷却至室温。
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