CN110265350B - 一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具及方法，夹具由玻璃载板和被若干分割缝分割成至少两部分的板体拼接组成，板体上设有用于放置并夹紧焦平面器件的矩形孔，所述板体的硬度比焦平面器件上层的硬度大，所述板体的化学稳定性高于焦平面器件上层的化学稳定性；将焦平面器件和板体通过石蜡固定在玻璃载板上，将焦平面器件夹紧在矩形孔内，并用石蜡对焦平面器件的下层进行密封保护，然后即可对焦平面器件上层进行减薄抛光，再进行化学腐蚀，最后将焦平面器件和板体从玻璃载板上取下清洗，即完成焦平面器件的减薄抛光工艺；夹具的保护下，可将焦平面器件上层的厚度从220μm进一步降低到50μm以下，提高了焦平面器件的性能。
Description
技术领域
本发明属于属于半导体器件制造领域，具体是一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具及方法。
背景技术
如图1和图2所示，焦平面器件是由同中心的两层长方体重叠的复合结构，分为焦平面器件上层1和焦平面器件下层2，焦平面器件的整体结构俯视呈“回”形，侧视呈“凸”形。焦平面器件上层1的厚度越薄，焦平面器件的性能越好，在以往常规的减薄抛光工艺中，采用半导体晶圆减薄抛光的方式先将大面积晶圆的厚度降低，再通过划片解理成“口”型单元，不同的单元“面-面”互连在一起制成器件。
根据焦平面器件的工作原理，要求吸收的光能越多转换产生的电信号越强，则性能越佳。焦平面器件进光的光路会通过一定厚度的焦平面器件上层，应尽可能祛除焦平面器件上层的厚度并将其表面抛光，从而能够降低光的损耗、降低光的散射，增加光的透过率。
由于晶圆式减薄抛光工艺在操作中，因晶圆的面积较大，会因厚度过薄而极易发生裂片，为避免破裂，目前制作的器件较厚。采用晶圆式减薄抛光工艺一般只能安全地将晶圆的厚度减薄至220μm左右；从而导致焦平面器件的的性能较差，还有很大的优化空间。
发明内容
针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具及方法。
本发明所述的一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具的技术方案是：它包括玻璃载板和板体，所述板体上设有若干横向的分割缝，若干所述分割缝将板体分割成至少两部分，所述板体上设有若干矩形孔，所述矩形孔的尺寸与焦平面器件下层的尺寸相同，每个所述矩形孔的对角线与其中一条分割缝重合，所述板体的厚度等于焦平面器件下层的厚度与焦平面器件上层的设计厚度之和，所述板体的硬度比焦平面器件上层的硬度大，所述板体的化学稳定性高于焦平面器件上层的化学稳定性。
进一步，所述板体为蓝宝石片或白宝石片。
本发明所述的一种用于焦平面器件减薄抛光的方法的技术方案包括以下步骤：
a、加热玻璃载板，在玻璃载板上涂抹石蜡，石蜡受热熔化并被均匀涂抹在玻璃载板上；
b、在步骤a所述的玻璃载板上放置板体，所述板体上设有若干矩形孔，所述矩形孔的尺寸与焦平面器件下层的尺寸相同，在每个矩形孔内放置焦平面器件，所述板体上设有若干横向的分割缝，每个所述矩形孔的对角线与其中一条分割缝重合，若干所述分割缝将板体分割成至少两部分，调整所述板体的各部分的位置，使板体的相邻两部分紧贴，使每个所述矩形孔的孔壁夹紧位于其内的焦平面器件下层，焦平面器件上层与矩形孔的孔壁之间形成“回”形凹槽，向下挤压所述板体的各部分和焦平面器件，以使所述板体和焦平面器件压紧在玻璃载板上，所述板体和焦平面器件下层与所述玻璃载板之间的多余的石蜡被从夹具的边缘挤出；
c、在步骤b中所述的凹槽内填入熔化的石蜡，使石蜡完全覆盖所述凹槽的底面；
d、在所述步骤b和c中的石蜡冷却凝固后，将所述玻璃载板放到操作台上，然后对焦平面器件上层进行减薄抛光，直到焦平面器件上层的上表面与板体的上表面相平；
e、将步骤d中所述玻璃载板放入化学腐蚀液进行处理。
f、加热步骤d中所述的玻璃载板，使所述玻璃载板上的石蜡熔化，将所述板体的各部分和焦平面器件从玻璃载板上取下，使用有机溶剂对焦平面器件和板体上的石蜡及抛光液进行清洗。
进一步，所述有机溶剂为丙酮。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、板体材质硬度高于焦平面器件上层，板体的化学稳定性比焦平面器件上层的化学稳定性好，对焦平面上层的减薄抛光条件对夹具几乎没有作用，板体不会在减薄和抛光过程中降低厚度，起到控制减薄抛光厚度的作用；夹具的保护下，可将焦平面器件上层的厚度从220μm进一步降低到50μm以下，提高了焦平面器件的性能；
2、板体的厚度比焦平面器件下层的厚度大，在将板体和焦平面器件安装到玻璃载板上后，板体的上表面比焦平面器件的下层的上表面高，在较薄焦平面时磨盘不会碰到焦平面下层的上表面，防止在减薄焦平面上层时对焦平面器件下层造成机械性损伤；
3、通过向焦平面器件上层与矩形孔的孔壁之间形成“回”形凹槽内填充石蜡，对焦平面下层进行保护，防止抛光液对焦平面下层造成腐蚀等化学性损伤；
4、板体的各部分与焦平面器件的拼接组装过程中，仅需人工简易操作，无需额外配制光学显微镜、对准仪器等昂贵器材，对控制成本和降低操作风险有很多帮助，实用性强。
5、可根据需求在板体上制作多个矩形孔，可同时对多个焦平面器件进行减薄抛光，不仅满足少量实验性质的工艺，也可进行大批量规模化生产，大幅提高生产效率，节约成本；
6、使用有机溶剂对板体的各部分进行清洗后，本发明提供的一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具能够重复使用，节省成本。
7、完成减薄抛光工艺后的焦平面器件下层仍被石蜡保护，避免在化学腐蚀过程中焦平面器件下层被腐蚀。
附图说明
图1是焦平面器件的俯视图；
图2是焦平面器件的侧视图；
图3是本发明一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具的较佳实施方式的结构示意图；
图4是焦平面器件与图3中的夹具的组合结构示意图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是图5中的夹具与减薄抛光后的焦平面器件的组合结构示意图；
图7是本发明一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具的另一较佳实施方式的结构示意图；
图8是焦平面器件与图7中的夹具的组合结构示意图；
图9是图8的B-B剖视图；
图10是图8中的夹具与减薄抛光后的焦平面器件的组合结构示意图。
图中，1、焦平面器件上层；2、焦平面器件下层；3、玻璃载板；4、板体；5、分割缝；6、矩形孔；7、凹槽；8、石蜡。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图3所示，本发明所述的一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具的技术方案是：它包括玻璃载板3和板体4，所述板体4上设有一条横向的分割缝5，所述分割缝5将板体4分割成两部分，所述板体4上设有一个矩形孔6，所述矩形孔6的尺寸与焦平面器件下层2的尺寸相同(如图4、图5和图6所示)，所述矩形孔6的对角线与分割缝5重合，所述板体4的厚度等于焦平面器件下层2的厚度与焦平面器件上层1的设计厚度之和(如图6所示)，设计厚度即为焦平面器件上层1减薄抛光后需要达到的厚度，所述板体4为蓝宝石片或白宝石片，所述板体4的硬度比焦平面器件上层1的硬度大，所述板体4的化学稳定性高于焦平面器件上层1的化学稳定性。
本发明所述的一种用于焦平面器件减薄抛光的方法的技术方案包括以下步骤：
a、将玻璃载板3放置在热板上，加热玻璃载板3，在玻璃载板3上涂抹石蜡，石蜡受热熔化并被均匀涂抹在玻璃载板3上；
b、如图4和图5所示：在步骤a所述的玻璃载板3上放置板体4，所述板体4上设有矩形孔6，所述矩形孔6的尺寸与焦平面器件下层2的尺寸相同，在矩形孔6内放置焦平面器件，所述板体4上设有横向的分割缝5，所述矩形孔6的对角线与分割缝5重合，所述分割缝5将板体4分割成两部分，调整所述板体4的两部分的位置，使板体4的两部分紧贴，使矩形孔6的孔壁夹紧位于其内的焦平面器件下层2，焦平面器件上层1与矩形孔6的孔壁之间形成“回”形凹槽7，向下挤压所述板体4的各部分和焦平面器件，以使所述板体4和焦平面器件压紧在玻璃载板3上，所述板体4和焦平面器件下层2与所述玻璃载板3之间的多余的石蜡被从夹具的边缘挤出，起到厚度控制，平面调零的作用；
c、如图4和图5所示：在步骤b中所述的凹槽7内填入熔化的石蜡8，使石蜡8完全覆盖所述凹槽7的底面；
d、在所述步骤b和c中的石蜡冷却凝固后，将所述玻璃载板3放到操作台上，然后使用硬度介于焦平面器件上层1硬度与板体4的硬度之间的铁质磨盘对焦平面器件上层1进行研磨减薄，减薄后焦平面器件上层1的上表面仍高于板体4的上表面，然后使用抛光液和抛光布的共同作用下对焦平面器件的上层进行抛光，抛光完成后，焦平面器件的上层的上表面与板体4的上表面相平(如图6所示)；
e、在完成所述步骤d后，将所述玻璃载板3放入化学腐蚀液进行处理。
f、将步骤e中所述的玻璃载板3放在普通热板上，加热所述的玻璃载板3，使所述玻璃载板3上的石蜡熔化，将所述板体4的各部分和焦平面器件从玻璃载板3上分开并取下，使用有机溶剂对焦平面器件、玻璃载板3、板体4上的石蜡及抛光液进行清洗，此时便得到减薄抛光后的焦平面器件，清洗过后的夹具能够重复使用。
所述有机溶剂为丙酮，用以去除蜡。
实施例2：
如图7所示，本发明所述的一种用于焦平面器件减薄抛光的限高保护夹具的另一技术方案是：它包括玻璃载板3和板体4，所述板体4上设有三条横向的分割缝5，三条所述分割缝5将板体4分割成四部分，所述板体4上设有四个矩形孔6，所述矩形孔6的尺寸与焦平面器件下层2的尺寸相同(如图8和图9所示)，每个所述矩形孔6的对角线与其中一条分割缝5重合，所述板体4的厚度等于焦平面器件下层2的厚度与焦平面器件上层1的设计厚度之和(如图10所示)，设计厚度即为减薄抛光后需要达到的厚度，所述板体4为蓝宝石片或白宝石片，所述板体4的硬度比焦平面器件上层1的硬度大，所述板体4的化学稳定性高于焦平面器件上层1的化学稳定性。
本发明所述的一种用于焦平面器件减薄抛光的方法的另一技术方案包括以下步骤：
a、将玻璃载板3放置在热板上，加热玻璃载板3，在玻璃载板3上涂抹石蜡8，石蜡8受热熔化并被均匀涂抹在玻璃载板3上；
b、如图7和图8所示：在步骤a所述的玻璃载板3上放置板体4，所述板体4上设有四个矩形孔6，所述矩形孔6的尺寸与焦平面器件下层2的尺寸相同，在每个矩形孔6内放置焦平面器件，所述板体4上设有三条横向的分割缝5，每个所述矩形孔6的对角线与其中一条分割缝5重合，三条所述分割缝5将板体4分割成四部分，调整所述板体4的各部分的位置，使板体4的每两个相邻的部分均紧贴，使矩形孔6的孔壁夹紧位于其内的焦平面器件下层2，焦平面器件上层1与矩形孔6的孔壁之间形成“回”形凹槽7，向下挤压所述板体4的各部分和焦平面器件，以使所述板体4和焦平面器件压紧在玻璃载板3上，所述板体4和焦平面器件下层2与所述玻璃载板3之间的多余的石蜡被从夹具的边缘挤出，起到厚度控制，平面调零的作用；
c、如图7和图8所示：在步骤b中所述的凹槽7内填入熔化的石蜡8，使石蜡8完全覆盖所述凹槽7的底面；
d、在所述步骤b和c中的石蜡冷却凝固后，将所述玻璃载板3放到操作台上，然后使用硬度介于焦平面器件上层1硬度与板体4的硬度之间的铁质磨盘对焦平面器件上层1进行研磨减薄，减薄后焦平面器件上层1的上表面仍高于板体4的上表面，然后使用抛光液和抛光布的共同作用下对焦平面器件的上层进行抛光，抛光完成后，焦平面器件的上层的上表面与板体4的上表面相平(如图10所示)；
e、在完成所述步骤d后，将所述玻璃载板3放入化学腐蚀液进行处理。
f、将步骤e中所述的玻璃载板3放在普通热板上，加热所述的玻璃载板3，使所述玻璃载板3上的石蜡熔化，将所述板体4的各部分和焦平面器件从玻璃载板3上分开并取下，使用有机溶剂对焦平面器件、玻璃载板3、板体4上的石蜡及抛光液进行清洗，此时便得到减薄抛光后的焦平面器件，清洗过后的夹具能够重复使用。
所述有机溶剂为丙酮，用以去除蜡。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。
Claims (2)
1.一种用于焦平面器件减薄抛光的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、加热玻璃载板，在玻璃载板上涂抹石蜡，石蜡受热熔化并被均匀涂抹在玻璃载板上；
b、在步骤a所述的玻璃载板上放置板体，所述板体为单层，所述板体的厚度等于焦平面器件下层的厚度与焦平面器件上层的设计厚度之和，所述板体的硬度比焦平面器件上层的硬度大，所述板体的化学稳定性高于焦平面器件上层的化学稳定性，所述板体上设有若干矩形孔，所述矩形孔的尺寸与焦平面器件下层的尺寸相同，在每个矩形孔内放置焦平面器件，所述板体上设有若干横向的分割缝，每个所述矩形孔的对角线与其中一条分割缝重合，若干所述分割缝将板体分割成至少两部分，调整所述板体的各部分的位置，使板体的相邻两部分紧贴，使每个所述矩形孔的孔壁夹紧位于其内的焦平面器件下层，焦平面器件上层与矩形孔的孔壁之间形成“回”形凹槽，向下挤压所述板体的各部分和焦平面器件，以使所述板体和焦平面器件压紧在玻璃载板上，所述板体和焦平面器件下层与所述玻璃载板之间的多余的石蜡被从夹具的边缘挤出；
c、在步骤b中所述的凹槽内填入熔化的石蜡，使石蜡完全覆盖所述凹槽的底面；
d、在所述步骤b和c中的石蜡冷却凝固后，将所述玻璃载板放到操作台上，然后对焦平面器件上层进行减薄抛光，直到焦平面器件上层的上表面与板体的上表面相平；
e、将步骤d中所述玻璃载板放入化学腐蚀液进行处理；
f、加热步骤e中所述的玻璃载板，使所述玻璃载板上的石蜡熔化，将所述板体的各部分和焦平面器件从玻璃载板上取下，使用有机溶剂对焦平面器件和板体上的石蜡及抛光液进行清洗。
2.如权利要求1所述的一种用于焦平面器件减薄抛光的方法，其特征在于：所述有机溶剂为丙酮。
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