CN110707007A - 一种芯片抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片抛光方法,先通过化学抛光和机械抛光的结合方法对芯片进行抛光,通过抛光剂与机械的结合进行粗抛、细抛,有利于降低纯化学抛光的化学剂的使用剂量,同时在机械的抛光作用下与利于增加化学抛光剂与芯片的渗透效率,最后采用硅溶胶溶液和机械的配合进行精抛,添加的硅溶胶有利于在芯片的表面形成保护膜,同时对硅溶胶之间的粘附性能有利于防止由于机械转速增大导致硅溶胶溶液与晶粒之间的机械作用不均匀而导致最后研磨的不均匀性,整个制备过程在现有抛光技术中通过增加抛光工序和抛光剂的选择,一方面有利于提高抛光的均匀性,另一方面减少抛光过程中过多的使用抛光剂导致环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及芯片抛光技术领域,特别是指一种芯片抛光方法。
背景技术
随着半导体制造技术的不断进步,半导体芯片制造厂商和设备供应商面临的制造工艺创新挑战越来越大。为了满足设备的装备加工的要求,外延片在制备成芯片的过程中,必须要经过减薄处理。随着对芯片厚度要求的越来越严苛,芯片减薄工艺成为决定芯片销售的主要因素。
芯片在经过减薄处理后,由于表面应力的残留,芯片易出现翘曲过大的情况,给后续加工带来较大的困难,对芯片表面进行抛光可有效的减少芯片表面损伤层,进而使芯片加工质量得到提高。在芯片抛光方面,多是采用机械抛光或化学抛光方法进行芯片抛光。
申请研究发现,机械抛光存在效率低,且表面均匀性差的问题,而化学抛光方法,由于化学废液的回收难和处理难,导致在生产过程中产生大量的环境污染物,不符合企业绿色生产的标准。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种芯片抛光方法,用于提升抛光均匀性,降低环境污染。
基于上述目的本发明提供的一种芯片抛光方法,包括如下步骤:
粗抛:先将载料盘进行预热,然后将芯片进行固定并停止加热,将载料盘固定在抛光机上修盘环内,在转速120~150r/min,压力10~15N,抛光10~15min,取下芯片清洗后,氮气吹干;
细抛:将粗磨后的芯片固定在预热的载料盘中,然后将载料盘采用双修盘环进行固定抛光,所述载料盘固定在所述双修盘环的内环上,所述双修盘环的外环固定在抛光机上,通过所述双修盘环的外环转动,带动所述双修盘环的内环转动对芯片进行细抛,所述细抛的转速为120~150r/min,压力0.5~4.5N,细抛5~10min,取下芯片清洗后,氮气吹干;
精抛:将细抛后的芯片,采用细抛同样的固定方式进行固定,然后在转速为80~100r/min,压力0.5~4.5N,精抛4~8min,同时,在精抛的过程中,向抛光盘的表面滴加硅溶胶溶液,滴加速度为0.5~1滴/s,精抛后,取下芯片清洗后,氮气吹干。
可选的,所述粗抛和细抛均使用抛光剂,所述抛光剂采用分批添加,添加频率为3~7次/min,添加量为1.5~3.5mL/次。
可选的,所述抛光机与所述修盘环之间铺设有抛光垫,所述抛光垫为毛毡,厚度为1.5~1.8mm。
可选的,所述抛光垫表面开设有若干同心环沟槽,所述同心环沟槽之间贯穿有若干放射状沟槽,所述放射状沟槽的汇集点为所述同心环沟槽的圆心。
可选的,所述双修盘环的内环与外环的半径比为2.5~4:1。
可选的,所述清洗的操作步骤为将芯片先放于丙酮中浸泡2~5min,再放入无水乙醇中浸泡2~5min。
可选的,所述硅溶胶溶液中料液比为1~4:1。
从上面所述可以看出,本发明提供的一种芯片抛光方法,先通过化学抛光和机械抛光的结合方法对芯片进行抛光,通过抛光剂与机械的结合进行粗抛、细抛,有利于降低纯化学抛光的化学剂的使用剂量,同时在机械的抛光作用下与利于增加化学抛光剂与芯片的渗透效率,两者的结合提高抛光效率,同时在抛光剂的在芯片与机械直接形成的膜有利于对芯片表面形成保护,粗抛和细抛均是为精抛做准备的,最后采用硅溶胶溶液和机械的配合进行精抛,添加的硅溶胶有利于在芯片的表面形成保护膜,同时对硅溶胶之间的粘附性能有利于防止由于机械转速增大导致硅溶胶溶液与晶粒之间的机械作用不均匀而导致最后研磨的不均匀性,整个制备过程在现有抛光技术中通过增加抛光工序和抛光剂的选择,一方面有利于提高抛光的均匀性,另一方面减少抛光过程中过多的使用抛光剂导致环境的污染。
附图说明
图1为本发明实施例的抛光垫表面结构示意图;
1-抛光垫,2-同心环沟槽,3-放射状沟槽。
具体实施方式
为下面通过对实施例的描述,本发明的具体实施方式如所涉及的制造工艺及操作使用方法等,作进一步详细的说明,以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
为了解决现有技术中芯片的抛光技术中的不均匀性以及使用化学试剂对环境的污染等性能。本发明提供的一种芯片抛光方法,包括如下步骤:
粗抛:先将载料盘进行预热,然后将芯片进行固定并停止加热,将载料盘固定在抛光机上修盘环内,在转速120~150r/min,压力10~15N,抛光10~15min,取下芯片清洗后,氮气吹干;
细抛:将粗磨后的芯片固定在预热的载料盘中,然后将载料盘采用双修盘环进行固定抛光,所述载料盘固定在所述双修盘环的内环上,所述双修盘环的外环固定在抛光机上,通过所述双修盘环的外环的转动,带动所述所述双修盘环的内环的转动对芯片进行细抛,所述细抛的转速为120~150r/min,压力0.5~4.5N,细抛5~10min,取下芯片清洗后,氮气吹干;
精抛:将粗抛后的芯片,采用细抛同样的固定方式进行固定,然后在转速为80~100r/min,压力0.5~4.5N,精抛4~8min,同时,在精抛的过程中,向抛光盘的表面滴加硅溶胶溶液,滴加速度为0.5~1滴/s,精抛后,取下芯片清洗后,氮气吹干。
先通过化学抛光和机械抛光的结合方法对芯片进行抛光,通过抛光剂与机械的结合进行粗抛、细抛,有利于降低纯化学抛光的化学剂的使用剂量,同时在机械的抛光作用下与利于增加化学抛光剂与芯片的渗透效率,两者的结合提高抛光效率,同时在抛光剂的在芯片与机械直接形成的膜有利于对芯片表面形成保护,粗抛和细抛均是为精抛做准备的,最后采用硅溶胶溶液和机械的配合进行精抛,添加的硅溶胶有利于在芯片的表面形成保护膜,同时对硅溶胶之间的粘附性能有利于防止由于机械转速增大导致硅溶胶溶液与晶粒之间的机械作用不均匀而导致最后研磨的不均匀性,整个制备过程在现有抛光技术中通过增加抛光工序和抛光剂的选择,一方面有利于提高抛光的均匀性,另一方面减少抛光过程中过多的使用抛光剂导致环境的污染。
具体的本发明实施例1提供的一种芯片抛光方法,包括如下步骤:
粗抛:将载料盘(直径80mm)置于加热台上加热,至一定温度后,恒温一段时间,取石蜡棒均匀涂抹于载料盘边缘的位置上,将芯片分别置于石蜡上轻轻按压,至芯片处于水平状态,关闭加热台并将载料盘取下待其冷却至室温,将厚度为1.65mm的毛毡抛光布置于抛光机的抛光盘上并将其压平,放上修盘环(90mm),将修盘环置于抛光机两支架滚轮之间使其不会移动;之后在修盘环内均匀喷撒2mL抛光剂,将载料盘固定在抛光机上修盘环内,在转速135r/min,压力12N,抛光13min,抛光过程中不断加入抛光剂以保证抛光剂的充足性取下芯片清洗后,添加频率为5次/min,添加量为2~3mL/次,抛光剂应沿着载料盘的转动轨迹方向加入,取下芯片,将芯片先放于丙酮中浸泡2~5min,再放入无水乙醇中浸泡2~5min,取出,氮气吹干;
细抛:将载料盘(直径25mm)置于加热台上加热,至一定温度后,恒温一段时间,取石蜡棒均匀涂抹于载料盘边缘的位置上,将芯片分别置于石蜡上轻轻按压,至芯片处于水平状态,关闭加热台并将载料盘取下待其冷却至室温,将厚度为1.65mm的毛毡抛光布置于抛光机的抛光盘上并将其压平,将粗磨后的芯片固定在预热的载料盘中,由于修盘环(直径30mm)太小滚轮无法将其位置固定而在抛光过程中发生移动,因此先放上修盘环(直径90mm),将其置于抛光机两支架滚轮之间使其不会移动,然后在修盘环(90mm)内放入修盘环(30mm),然后将载料盘采用双修盘环进行固定抛光,所述载料盘固定在所述双修盘环的内环上,双修盘环的外环固定在抛光机上,通过双修盘环的外环的转动,带动双修盘环的内环的转动对芯片进行细抛,所述细抛的转速为135r/min,压力2.5N,细抛8min,抛光剂采用分批添加,添加频率为4次/min,添加量为3mL/次,取下芯片,将芯片先放于丙酮中浸泡2~5min,再放入无水乙醇中浸泡2~5min,取出,氮气吹干;
精抛:将细抛后的芯片,采用细抛同样的固定方式进行固定,然后在转速为90r/min,压力3.5N,精抛6min,同时,在精抛的过程中,向抛光盘的表面滴加料液比为2.5:1的硅溶胶溶液,滴加速度为1滴/s,精抛后,取下芯片,将芯片先放于丙酮中浸泡2~5min,再放入无水乙醇中浸泡2~5min,取出,氮气吹干。
同时为了抛光垫1能承载抛光液,同时保证在抛光的过程中抛光垫顶部与芯片的半接触式模式,既能保证芯片不会造成损伤又能保证化学机械抛光的工艺稳定性,抛光垫1的表面开设有若干同心环沟槽2,同心环沟槽2之间贯穿有若干放射状沟槽3,放射状沟槽3的汇集点为同心环沟槽2的圆心。如图1所示。
同时本发明提供的实施例2同实施例1,不同的是精抛步骤转速为80r/min,压力0.5N,精抛4min。
同时本发明提供的实施例3同实施例1,不同的是精抛步骤转速为100r/min,压力4.5N,精抛8min。
同时本发明提供的实施例4同实施例1,不同的是硅溶胶溶液中料液比为1:1。
同时本发明提供的实施例5同实施例1,不同的是硅溶胶溶液中料液比为2:1。
同时本发明提供的实施例6同实施例1,不同的是硅溶胶溶液中料液比为3:1。
同时本发明提供的实施例7同实施例1,不同的是硅溶胶溶液中料液比为4:1。
同时本发明提供的实施例8同实施例1,不同的是硅溶胶溶液滴加速度为0.5滴/s。
同时本发明提供的实施例9同实施例1,不同的是硅溶胶溶液滴加速度为0.7滴/s。
同时本发明提供的实施例10同实施例1,不同的是硅溶胶溶液滴加速度为0.9滴/s。
通过对实施例1~10制备样品去除边缘,采用5点法(上、下、左、右和中心)进行表面粗糙度的测试,测量结果如下表1所示。
表1样品表面粗糙度的测量结果
从上面数据可以看出,增加硅溶胶的滴加速度,表面粗糙度会降低,同时硅溶胶的料液比也会对芯片的表面粗糙度造成影响,且粗糙度会由于料液比为增加先减小后增加,这可能是由于料液比较小时,形成的机械和芯片的隔离不够,而料液比较大时,多余的硅溶胶会产生粘附,对芯片造成二次磨损伤害。
同时对样品采用5点法进行了厚度检测,同时对测量的结果进行偏差分析,分析的结果显示,采用本发明实施例抛光方法的均匀度远远大于现有技术中的芯片均匀度,这个结果也和本发明要解决的技术问题想一致。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、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 (7)
1.一种芯片抛光方法,其特征在于,包括如下步骤:
粗抛:先将载料盘进行预热,然后将芯片进行固定并停止加热,将载料盘固定在抛光机上修盘环内,在转速120~150r/min,压力10~15N,抛光10~15min,取下芯片清洗后,氮气吹干;
细抛:将粗磨后的芯片固定在预热的载料盘中,然后将载料盘采用双修盘环进行固定抛光,所述载料盘固定在所述双修盘环的内环上,所述双修盘环的外环固定在抛光机上,通过所述双修盘环的外环转动,带动所述双修盘环内环转动对芯片进行细抛,所述细抛的转速为120~150r/min,压力0.5~4.5N,细抛5~10min,取下芯片清洗后,氮气吹干;
精抛:将细抛后的芯片,采用细抛同样的固定方式进行固定,然后在转速为80~100r/min,压力0.5~4.5N,精抛4~8min,同时,在精抛的过程中,向抛光盘的表面滴加硅溶胶溶液,滴加速度为0.5~1滴/s,精抛后,取下芯片清洗后,氮气吹干。
2.根据权利要求1所述的芯片抛光方法,其特征在于,所述粗抛和细抛均使用抛光剂,所述抛光剂采用分批添加,添加频率为3~7次/min,添加量为1.5~3.5mL/次。
3.根据权利要求1所述的芯片抛光方法,其特征在于,所述抛光机与所述修盘环之间铺设有抛光垫,所述抛光垫为毛毡,厚度为1.5~1.8mm。
4.根据权利要求3所述的芯片抛光方法,其特征在于,所述抛光垫表面开设有若干同心环沟槽,所述同心环沟槽之间贯穿有若干放射状沟槽,所述放射状沟槽的汇集点为所述同心环沟槽的圆心。
5.根据权利要求1所述的芯片抛光方法,其特征在于,所述双修盘环的内环与外环的半径比为2.5~4:1。
6.根据权利要求1所述的芯片抛光方法,其特征在于,所述清洗的操作步骤为将芯片先放于丙酮中浸泡2~5min,再放入无水乙醇中浸泡2~5min。
7.根据权利要求1所述的芯片抛光方法,其特征在于,所述硅溶胶溶液中料液比为1~4:1。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200117 |
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