CN113211306A - 一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于半导体晶片无蜡抛光的整体式抛光陶瓷载盘。它具有盘体、位于盘体上的凹槽，所述的凹槽与盘体为一体式，凹槽顶部与盘体平齐，且凹槽分布于盘体上端四周呈旋转对称形，所述凹槽用于承载半导体晶片。本发明解决了半导体晶片抛光过程中温度较低移除率无法加快的问题，同时保证了晶片在加工过程中不会发生滑动和抖动，保证晶片的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及晶体生长加工技术领域，具体地涉及一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘。
背景技术
为了保证半导体晶片加工后的TTV（Total Thickness Variation，衬底整片厚度差）和表面粗糙度合规，在半导体晶片抛光前需要先对晶片进行贴蜡固定。由于蜡的软化温度大约是40℃，限制了半导体晶片在或抛光时的温度不能超过40℃，否则抛光过程中会造成滑蜡，晶片脱落导致破片，然而，温度越高，抛光过程中的化学反应速度越快，由于蜡的存在限制了半导体晶片的抛光过程中温度不能超过40℃，抛光过程中化学作用不足，导致移除率无法加快。
发明内容
鉴于上述半导体晶片加工过程中出现的问题，本发明提供了一种半导体晶片的抛光方法，其在抛光过程中使用本发明所提供的用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘进行作业，解决了半导体晶片抛光过程中温度较低移除率无法加快的问题，同时保证了晶片在加工过程中不会发生滑动和抖动，保证晶片的加工质量。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘，其结构包括：盘体、位于盘体上的凹槽，所述凹槽与盘体为一体式，凹槽顶部与盘体平齐，且凹槽分布于盘体上端四周呈旋转对称形，所述凹槽用于承载半导体晶片。
可选地，在本发明一实施例中，所述凹槽包括圆弧部和平边部，圆弧部和平边部配合围成所述凹槽，所述凹槽的形状与所承载的半导体晶片形状一致，避免抛光过程中半导体晶片在凹槽内部发生剧烈的滑动和抖动，对半导体晶片的质量造成影响。
可选地，在本发明一实施例中，所述凹槽的平边部统一面向或者背向所述载盘的中心，抛光过程中半导体晶片位于陶瓷盘体上均匀分布的凹槽内，且晶片摆放方式一致，
有利于晶片的受力平衡，避免造成抛光过程中的TTV（Total ThicknessVariation，衬底整片厚度差）异常，产生斜片。
可选地，在本发明一实施例中，所述凹槽的直径比所述承载的半导体晶片的直径大1mm，所述凹槽的深度为所述承载的半导体晶片的厚度的1/3~3/4，凹槽深度过深和过浅都会对抛光质量造成影响，凹槽的深度太深，抛光液无法流入半导体晶片的表面，造成移除率偏低，凹槽的深度太浅，半导体晶片在抛光过程中则易滑出凹槽，造成破片。
可选地，在本发明一实施例中，所述凹槽的平边部长度比所述承载衬底的平边长度小2.5mm，凹槽的直径和平边部长度尺寸所围成的区域面积对比于承载的半导体晶片面积略大，既可以保证承载晶片，又可以避免晶片在凹槽内部发生剧烈的滑动和抖动，对半导体晶片的质量造成影响。
可选地，在本发明一实施例中，所述凹槽底部的粗糙度为0.2um~1.2um，所述凹槽底部的平整度小于1μm。
本发明的另一方面，还提供了一种半导体晶片的抛光方法，所述抛光方法使用上述内容所述的用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘进行作业，其作业步骤如下：
S1、利用去离子水把所述陶瓷载盘的凹槽润湿。
S2、将半导体晶片放入所述凹槽内，使所述半导体晶片与凹槽内的去离子水完全浸润。
可选地，在本发明一实施例中，利用半导体晶片与凹槽之间的去离子水的表面张力使衬底被固定在凹槽内部。
S3、将放满半导体晶片的陶瓷载盘放上抛光机台，按照预设参数进行抛光。
其中，预设参数中的温度设定为40~60℃，抛光压力、流量、转速按照常规的抛光工艺设置。
S4、完成抛光后，利用吸盘将半导体晶片从所述凹槽内取出。
综上所述，本发明以上所述的用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘及半导体晶片的加工方法至少具有以下有益效果：
1、 本发明所述的用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘结构简单，采用加工机器按照预设的凹槽轮廓线进行加工，使其成品符合要求的轮廓尺寸、粗糙度和平整度即可，加工工艺简单易操作，工艺稳定，加工精度高，偏差量小。
2、 采用本发明所提供的陶瓷载盘对半导体晶片进行抛光加工，陶瓷载盘凹槽上无需设置塑料或者胶制垫层，在传统的抛光工艺中，这些塑料或者胶制垫层的材质在碱性或者酸性抛光液中容易被腐蚀，稳定性较差。
3、 采用本发明所述的半导体晶片抛光方法时，将半导体晶片放置于陶瓷载盘的凹槽内，利用去离子水的表面张力作用使晶片固定在凹槽内部，无需再使用常规的贴蜡步骤，另外，蜡的软化温度大约是40℃，传统的抛光过程中抛光温度一般不超过40℃，否则会造成抛光过程中滑蜡，晶片脱落导致破片，而采用本发明所述的半导体晶片抛光方法，其抛光温度可设置在40~60℃，温度增高，抛光过程中的化学反应速度加快，抛光移除率随之加快。
本发明的附加优点、目的，以及特征在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。在附图中：
图1为本发明一实施例中的陶瓷载盘的俯视图；
图2为本发明一实施例中半导体晶片的抛光工艺流程图。
附图标记列表：
1：盘体，2：凹槽，3：平边部，4：圆弧部。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
需要预先说明的是，本文所使用的术语“包括/包含”是指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除还存在一个或多个其他特征、要素、步骤或组件。
如附图1所示为本发明一实施例中的陶瓷载盘的俯视图，其结构包括：盘体1、位于盘体上的凹槽2，凹槽与盘体为一体式，凹槽顶部与盘体平齐，且凹槽分布于盘体上端四周呈旋转对称形，凹槽用于承载半导体晶片。
在本发明一实施例中，待抛光的半导体晶片最大直径为150±0.1mm，平边部长度为47.5±0.1mm，厚度为1300±15μm。
在本发明一实施例中，陶瓷载盘的直径为485mm，凹槽的最大直径为151±0.1mm。
在本发明一实施例中，凹槽包括圆弧部4和平边部3，圆弧部4和平边部3配合围成凹槽，凹槽的形状与所承载的半导体晶片形状一致，避免抛光过程中半导体晶片在凹槽内部发生剧烈的滑动和抖动，对半导体晶片的质量造成影响，凹槽的平边长度为45±0.1mm。
在本发明一实施例中，凹槽的平边部统一背向陶瓷载盘的中心，抛光过程中半导体晶片位于陶瓷盘体上均匀分布的凹槽内，且晶片摆放方式一致，有利于晶片的受力平衡，避免造成抛光过程中的TTV（Total Thickness Variation，衬底整片厚度差）异常，避免产生斜片。
在本发明一实施例中，凹槽的深度为承载的半导体晶片的厚度的1/3~3/4，凹槽深度过深和过浅都会对抛光质量造成影响，凹槽的深度太深，抛光液无法流入半导体晶片的表面，造成移除率偏低，凹槽的深度太浅，半导体晶片在抛光过程中则易滑出凹槽，造成破片。
在本发明一实施例中，所述凹槽底部的粗糙度介于0.2um~1.2um之间，所述凹槽底部的平整度小于1μm。
在本发明的另一实施例中，还公开了一种半导体晶片的抛光方法，其抛光工艺流程图如图2所示：
S1、利用去离子水把所述陶瓷载盘的凹槽润湿。
S2、将半导体晶片放入所述凹槽内，使所述半导体晶片与凹槽内的去离子水完全浸润，利用半导体晶片与凹槽之间的去离子水的表面张力使衬底被固定在凹槽内部。
S3、将放满半导体晶片的陶瓷载盘放上抛光机台，按照预设参数进行抛光。
其中，预设参数中的温度设定为40~60℃，抛光压力、流量、转速按照常规的抛光工艺设置。
S4、完成抛光后，利用吸盘将半导体晶片从所述凹槽内取出。
综上所述，本发明以上所述的用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘及半导体晶片的加工方法至少具有以下有益效果：
1、 本发明所述的用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘结构简单，采用加工机器按照预设的凹槽轮廓线进行加工，使其成品符合要求的轮廓尺寸、粗糙度和平整度即可，加工工艺简单易操作，工艺稳定，加工精度高，偏差量小。
2、 采用本发明所提供的陶瓷载盘对半导体晶片进行抛光加工，陶瓷载盘凹槽上无需设置塑料或者胶制垫层，在传统的抛光工艺中，这些塑料或者胶制垫层的材质在碱性或者酸性抛光液中容易被腐蚀，稳定性较差。
3、 采用本发明所述的半导体晶片抛光方法时，将半导体晶片放置于陶瓷载盘的凹槽内，利用去离子水的表面张力作用使晶片固定在凹槽内部，无需再使用常规的贴蜡步骤，另外，蜡的软化温度大约是40℃，传统的抛光过程中抛光温度一般不超过40℃，否则会造成抛光过程中滑蜡，晶片脱落导致破片，而采用本发明所述的半导体晶片抛光方法，其抛光温度可设置在40~60℃，温度增高，抛光过程中的化学反应速度加快，抛光移除率随之加快，与传统的上蜡抛光工艺方式对比，本发明所述的半导体晶片抛光方法去除了贴蜡步骤，节省了蜡的成本，且抛光移除率提高了10%以上。
以上具体的实施例仅仅是对本发明的解释，而并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘，其结构包括：盘体、位于盘体上的凹槽，其特征在于，所述凹槽与盘体为一体式，凹槽顶部与盘体平齐，且凹槽分布于盘体上端四周呈旋转对称形，所述凹槽用于承载半导体晶片。
2.根据权利要求1所述的一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘，其特征在于，所述凹槽包括圆弧部和平边部，圆弧部和平边部配合围成所述凹槽。
3.据权利要求2所述的一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘，其特征在于，所述凹槽的平边部统一面向或者背向所述载盘的中心。
4.根据权利要求1所述的一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘，其特征在于，所述凹槽的直径比所述半导体晶片的直径大1mm，所述凹槽的深度为所述半导体晶片厚度的1/2~3/4。
5.根据权利要求2所述的一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘，其特征在于，所述凹槽的平边部长度比所述半导体晶片的平边长度小2.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘，其特征在于，所述凹槽底部的粗糙度为0.2um~1.2um，所述凹槽底部的平整度小于1μm。
7.一种半导体晶片的抛光方法，其特征在于，使用权利要求1~6中任意一项所述的用于半导体晶片抛光的陶瓷载盘进行抛光。
8.根据权利要求7所述的一种半导体晶片的抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、利用去离子水把所述陶瓷载盘的凹槽润湿；
S2、将半导体晶片放入所述凹槽内，使所述半导体晶片与凹槽内的去离子水完全浸润；
S3、将放满半导体晶片的陶瓷载盘放上抛光机台，按照预设参数进行抛光；
S4、完成抛光后，利用吸盘将半导体晶片从所述凹槽内取出。
9.根据权利要求8所述的一种半导体晶片的抛光方法，其特征在于，所述预设参数中温度设定为40~60℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 | ||
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Application publication date: 20210806 |