CN110774165B - 一种半导体材料晶片的抛光方法 - Google Patents

一种半导体材料晶片的抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体材料晶片的抛光方法，涉及晶片抛光技术领域。该半导体材料晶片的抛光方法，包括以下步骤：S1.准备好浓度为15‑20％的HCl溶液，将半导体晶片置于真空箱中的旋转盘上，利用HCl溶液对半导体晶片进行喷淋；S2.将抛光设备设置在工作台上，将半导体晶片固定在抛光设备上，同时在工作台上设置多轴机械爪、PLC、工业相机与红外线灯头；S3.利用抛光设备对半导体晶片的一面进行抛光处理。通过利用工业相机拍取半导体晶片的图像并发送给PLC，判断半导体晶片的抛光厚度误差是否在允许范围内，从而可以有效的分辨出抛光后的晶片是否合格，大大提高了晶片抛光的精准度，有利于晶片的后期加工以及使用。

Description

一种半导体材料晶片的抛光方法
技术领域
本发明涉及晶片抛光技术领域，具体为一种半导体材料晶片的抛光方法。
背景技术
晶片是LED最主要的原物料之一，是LED的发光部件，LED最核心的部分，晶片的好坏将直接决定LED的性能，晶片是由是由Ⅲ和Ⅴ族复合半导体物质构成，在LED封装时，晶片来料呈整齐排列在晶片膜上。
半导体材料晶片的抛光是利用化学抛光、机械抛光或化学机械抛光去除晶片表面的机械损伤层并呈镜面的半导体晶片加工的重要工序，化学抛光是利用化学非选择性腐蚀达到表面抛光的目的，晶片表面残留的机械损伤层少，但表面状态和几何尺寸的精度较差，机械抛光是靠机械摩擦达到表面抛光目的，易于得到光亮如镜的晶片表面，晶片几何尺寸精度较高，但残留的机械损伤层的深度受抛光种类、粒度粗细的影响，化学机械抛光是使晶片表面与抛光料发生化学反应，生成水溶性化合物，并通过受控的机械摩擦把化学反应物擦去，以达到抛光的目的，二氧化硅胶体碱性化学机械抛光是用于硅单晶片表面抛光的最常用方法，采用该方法可以获得光亮如镜的表面，目前，半导体晶片的抛光尺寸一般只有几μm，抛光过程中单凭肉眼很难分辨出抛光尺寸是否合格，从而使得许多晶片的厚度存在着较大的误差，影响着晶片的后期加工以及使用。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种半导体材料晶片的抛光方法，解决了现有技术中存在的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种半导体材料晶片的抛光方法，包括以下步骤：
S1.准备好浓度为15-20％的HCl溶液，将半导体晶片置于真空箱中的旋转盘上，利用HCl溶液对半导体晶片进行喷淋，然后再利用去离子水对半导体晶片进行冲洗，冲洗之后调节真空箱中温度为40-50℃，通入适量的氮气，对半导体晶片进行干燥处理；
S2.将抛光设备设置在工作台上，将半导体晶片固定在抛光设备上，同时在工作台上设置多轴机械爪、PLC、工业相机与红外线灯头，在PLC中设置好良品对照图像以及加工品的误差允许范围，其中红外线灯头固定在多轴机械爪的末端；
S3.利用抛光设备对半导体晶片的一面进行抛光处理，抛光完毕之后，利用工业相机拍取半导体晶片的图像并发送给PLC，PLC对图像进行灰度化处理，然后对该图像与良品对照图像进行分析对比，判断半导体晶片的抛光厚度误差是否在允许范围内；
S4.当半导体晶片表面的厚度误差过大，PLC先控制多轴机械爪带着红外线灯头移动到半导体晶片存在较大误差的区域，然后PLC再控制红外线灯头的红外线开启，利用红外线对该区域进行照射，再次利用抛光设备对出现较大误差的区域进行再次抛光处理；
S5.半导体晶片的一面抛光处理完毕之后，去除半导体晶片表面上的杂物，然后将晶片翻转到另一面，将晶片的另一面继续抛光处理，并检测处理之后的厚度误差。
优选的，所述步骤1的喷淋过程中调节真空箱中温度为60-80℃，且喷淋时间为3-5min。
优选的，所述步骤1中喷淋过程旋转盘的转速为120-200r/min，干燥过程旋转盘的转速为1200-2000r/min。
优选的，所述多轴机械爪、工业相机和红外线灯头均与PLC电性连接，所述工业相机位于抛光设备的上方。
(三)有益效果
本发明提供了一种半导体材料晶片的抛光方法。具备以下有益效果：
该半导体材料晶片的抛光方法，通过利用工业相机拍取半导体晶片的图像并发送给PLC，判断半导体晶片的抛光厚度误差是否在允许范围内，从而可以有效的分辨出抛光后的晶片是否合格，大大提高了晶片抛光的精准度，有利于晶片的后期加工以及使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种半导体材料晶片的抛光方法，包括以下步骤：
S1.准备好浓度为15％的HCl溶液，将半导体晶片置于真空箱中的旋转盘上，利用HCl溶液对半导体晶片进行喷淋，喷淋过程中调节真空箱中温度为80℃，且喷淋时间为3min，然后再利用去离子水对半导体晶片进行冲洗，冲洗之后调节真空箱中温度为50℃，通入适量的氮气，对半导体晶片进行干燥处理，喷淋过程旋转盘的转速为120r/min，干燥过程旋转盘的转速为1200r/min；
S2.将抛光设备设置在工作台上，将半导体晶片固定在抛光设备上，同时在工作台上设置多轴机械爪、PLC、工业相机与红外线灯头，在PLC中设置好良品对照图像以及加工品的误差允许范围，其中红外线灯头固定在多轴机械爪的末端，多轴机械爪、工业相机和红外线灯头均与PLC电性连接，工业相机位于抛光设备的上方；
S3.利用抛光设备对半导体晶片的一面进行抛光处理，抛光完毕之后，利用工业相机拍取半导体晶片的图像并发送给PLC，PLC对图像进行灰度化处理，然后对该图像与良品对照图像进行分析对比，判断半导体晶片的抛光厚度误差是否在允许范围内；
S4.当半导体晶片表面的厚度误差过大，PLC先控制多轴机械爪带着红外线灯头移动到半导体晶片存在较大误差的区域，然后PLC再控制红外线灯头的红外线开启，利用红外线对该区域进行照射，再次利用抛光设备对出现较大误差的区域进行再次抛光处理；
S5.半导体晶片的一面抛光处理完毕之后，去除半导体晶片表面上的杂物，然后将晶片翻转到另一面，将晶片的另一面继续抛光处理，并检测处理之后的厚度误差。
实施例二：
本发明实施例提供一种半导体材料晶片的抛光方法，包括以下步骤：
S1.准备好浓度为17.5％的HCl溶液，将半导体晶片置于真空箱中的旋转盘上，利用HCl溶液对半导体晶片进行喷淋，喷淋过程中调节真空箱中温度为70℃，且喷淋时间为4min，然后再利用去离子水对半导体晶片进行冲洗，冲洗之后调节真空箱中温度为45℃，通入适量的氮气，对半导体晶片进行干燥处理，喷淋过程旋转盘的转速为160r/min，干燥过程旋转盘的转速为1600r/min；
S2.将抛光设备设置在工作台上，将半导体晶片固定在抛光设备上，同时在工作台上设置多轴机械爪、PLC、工业相机与红外线灯头，在PLC中设置好良品对照图像以及加工品的误差允许范围，其中红外线灯头固定在多轴机械爪的末端，多轴机械爪、工业相机和红外线灯头均与PLC电性连接，工业相机位于抛光设备的上方；
S3.利用抛光设备对半导体晶片的一面进行抛光处理，抛光完毕之后，利用工业相机拍取半导体晶片的图像并发送给PLC，PLC对图像进行灰度化处理，然后对该图像与良品对照图像进行分析对比，判断半导体晶片的抛光厚度误差是否在允许范围内；
S4.当半导体晶片表面的厚度误差过大，PLC先控制多轴机械爪带着红外线灯头移动到半导体晶片存在较大误差的区域，然后PLC再控制红外线灯头的红外线开启，利用红外线对该区域进行照射，再次利用抛光设备对出现较大误差的区域进行再次抛光处理；
S5.半导体晶片的一面抛光处理完毕之后，去除半导体晶片表面上的杂物，然后将晶片翻转到另一面，将晶片的另一面继续抛光处理，并检测处理之后的厚度误差。
实施例三：
本发明实施例提供一种半导体材料晶片的抛光方法，包括以下步骤：
S1.准备好浓度为20％的HCl溶液，将半导体晶片置于真空箱中的旋转盘上，利用HCl溶液对半导体晶片进行喷淋，喷淋过程中调节真空箱中温度为60℃，且喷淋时间为5min，然后再利用去离子水对半导体晶片进行冲洗，冲洗之后调节真空箱中温度为40℃，通入适量的氮气，对半导体晶片进行干燥处理，喷淋过程旋转盘的转速为200r/min，干燥过程旋转盘的转速为2000r/min；
S2.将抛光设备设置在工作台上，将半导体晶片固定在抛光设备上，同时在工作台上设置多轴机械爪、PLC、工业相机与红外线灯头，在PLC中设置好良品对照图像以及加工品的误差允许范围，其中红外线灯头固定在多轴机械爪的末端，多轴机械爪、工业相机和红外线灯头均与PLC电性连接，工业相机位于抛光设备的上方；
S3.利用抛光设备对半导体晶片的一面进行抛光处理，抛光完毕之后，利用工业相机拍取半导体晶片的图像并发送给PLC，PLC对图像进行灰度化处理，然后对该图像与良品对照图像进行分析对比，判断半导体晶片的抛光厚度误差是否在允许范围内；
S4.当半导体晶片表面的厚度误差过大，PLC先控制多轴机械爪带着红外线灯头移动到半导体晶片存在较大误差的区域，然后PLC再控制红外线灯头的红外线开启，利用红外线对该区域进行照射，再次利用抛光设备对出现较大误差的区域进行再次抛光处理；
S5.半导体晶片的一面抛光处理完毕之后，去除半导体晶片表面上的杂物，然后将晶片翻转到另一面，将晶片的另一面继续抛光处理，并检测处理之后的厚度误差。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种半导体材料晶片的抛光方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.准备好浓度为15-20％的HCl溶液，将半导体晶片置于真空箱中的旋转盘上，利用HCl溶液对半导体晶片进行喷淋，然后再利用去离子水对半导体晶片进行冲洗，冲洗之后调节真空箱中温度为40-50℃，通入适量的氮气，对半导体晶片进行干燥处理；
S2.将抛光设备设置在工作台上，将半导体晶片固定在抛光设备上，同时在工作台上设置多轴机械爪、PLC、工业相机与红外线灯头，在PLC中设置好良品对照图像以及加工品的误差允许范围，其中红外线灯头固定在多轴机械爪的末端；
S3.利用抛光设备对半导体晶片的一面进行抛光处理，抛光完毕之后，利用工业相机拍取半导体晶片的图像并发送给PLC，PLC对图像进行灰度化处理，然后对该图像与良品对照图像进行分析对比，判断半导体晶片的抛光厚度误差是否在允许范围内；
S4.当半导体晶片表面的厚度误差过大，PLC先控制多轴机械爪带着红外线灯头移动到半导体晶片存在较大误差的区域，然后PLC再控制红外线灯头的红外线开启，利用红外线对该区域进行照射，再次利用抛光设备对出现较大误差的区域进行再次抛光处理；
S5.半导体晶片的一面抛光处理完毕之后，去除半导体晶片表面上的杂物，然后将晶片翻转到另一面，将晶片的另一面继续抛光处理，并检测处理之后的厚度误差。
2.根据权利要求1所述的一种半导体材料晶片的抛光方法，其特征在于：所述步骤1的喷淋过程中调节真空箱中温度为60-80℃，且喷淋时间为3-5min。
3.根据权利要求1所述的一种半导体材料晶片的抛光方法，其特征在于：所述步骤1中喷淋过程旋转盘的转速为120-200r/min，干燥过程旋转盘的转速为1200-2000r/min。
4.根据权利要求1所述的一种半导体材料晶片的抛光方法，其特征在于：所述多轴机械爪、工业相机和红外线灯头均与PLC电性连接，所述工业相机位于抛光设备的上方。
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