[發明專利]超薄晶片的拋光方法

在審

• 申請號: 201610040761.9
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN106992112A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 夏秋良
• 申請（專利權）人: 蘇州新美光納米科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/67;H01L21/683
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良,韓鳳

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種大尺寸超薄晶片的拋光方法。

背景技術

化學機械拋光（CMP）技術是晶片表面加工的關鍵技術之一，在大尺寸裸晶片如太陽能電池用超薄硅單晶片，集成電路用超薄硅單晶片，LED用藍寶石襯底晶片等的表面拋光工藝中得到廣泛應用。

拋光可以改善晶片表面的粗糙度，降低晶片的TTV，在晶片表面實現超高的平整度，對于一些光學用晶片還能提高其對光的利用率。例如在集成電路的制造過程中，硅晶圓基片上往往構建了成千上萬的結構單元，這些結構單元通過多層金屬互聯進一步形成功能性電路的器件。在多層金屬互聯結構中，金屬導線之間填充介質層，隨著集成電路技術的發展，金屬線寬越來越小，布線層數越來越多，此時利用CMP工藝對晶片表面的介質層進行平坦化處理可以有助于多層線路的制作，且能防止將電介質層涂覆在不平表面上引起的畸變。

比如太陽能電池用超薄硅單晶片的背拋光技術就可以大大改善太陽能硅片的光學效益，增強硅片背表面鈍化效果，提升太陽能電池的光電轉換效率，并且可以與SE、LBSF、PERL、MWT等主流技術疊加，兼容性好，可以進一步提高采用這些技術的太陽能電池性能，推進高效率太陽能電池產業化的發展。

CMP過程是一個機械作用和化學作用相平衡的過程。例如在硅晶片的拋光過程中，首先利用真空吸附墊模板將晶片固定在拋光頭上，在拋光頭的壓力下，由真空吸附墊模板的旋轉、拋光盤的旋轉造成晶片與拋光墊的摩擦。此時化學作用為堿性的拋光液與晶片表面接觸發生腐蝕反應，晶片表面會被堿液腐蝕，摩擦則將該腐蝕層去除，通過循環這兩個作用過程，就可以實現晶片的拋光。

對于300μm厚度以上的晶片，通過上述方法可以達到較好的拋光效果，但是對于更薄的晶片，對于真空吸附墊模板吸附法，由于拋光過程中必須要有足夠厚度的晶片露出模板表面，過薄的晶片在模板里面嵌入的厚度較少，極容易在快速的旋轉過程中飛出模板造成碎片。

因此對于晶片厚度小于300μm的超薄晶片，業界一般采用有蠟貼片的單面拋光技術，晶片依靠蠟膜作為介質將晶片緊緊地與陶瓷盤粘貼在一起進行拋光加工。有蠟貼片拋光雖能提高加工精度，但其涂蠟工藝比較復雜，所使用的蠟的形式較多，其拋光加工精度直接與所使用的蠟的種類及蠟膜厚度和其均勻程度、硅片涂蠟的工藝環境的潔凈程度等因素相關。故在使用有蠟貼片單面拋光中，硅片涂蠟的工藝均應在潔凈室內進行(至少不低于100級)，要求蠟膜的厚度合適(≈1.5μm)、均勻。

采用有蠟拋光雖然可以避免碎片的發生，但是貼蠟機及配套設備的投資是很高的，尤其是對于較老的拋光設備，需要投入較大的資金進行改造，增加了資金投入且不利于該設備的有效利用，同時有蠟工藝產出較小，不能滿足日益增長的市場需求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種超薄晶片的拋光方法，利用膠帶或者膠體對超薄晶片進行貼膜，然后再用模板法進行拋光，有效的彌補了晶片的厚度和增加了機械強度。

按照本發明提供的技術方案，所述的超薄晶片的拋光方法包括以下步驟：

步驟一、在晶片非拋光面貼一層膠帶，或涂布膠體并固化，或者先在晶片非拋光面涂布膠體然后在固化的膠體表面黏貼膠帶，構成一個整體厚度增加的貼膜芯片；所述膠帶包含兩層：膠膜和提供機械力的表層膜，表層膜通過膠膜跟晶片結合在一起；

步驟二、將所述貼膜晶片吸附在模板里面，晶片露出模板外面的厚度在10μm~700μm，貼膜晶片整體嵌入模板的厚度在10μm~700μm；

步驟三、對晶片實施拋光工藝，使晶片達到預定厚度；

步驟四、將貼膜晶片從模板中取出，通過加熱或輻射方式去除膠帶或膠體，或者依次去除膠帶和膠體。

具體的，所述膠體用旋轉涂布法涂布，或者用貼膜法涂布，或者用噴膠法涂布；涂布后的膠體直接進行固化，或者先通過烘烤表面流平后固化。

所述膠體厚度在10nm~1500μm。

所述固化方式為加熱或輻射方式。

具體的，所述膠膜的厚度在10nm~500μm，表層膜的厚度在1μm~1000μm。

所述膠膜是樹脂類粘性物質，且該膠膜通過加熱或輻射方式作用后，黏性會降低或消失；所述表層膜是塑料膜或者金屬薄膜。

去除膠體的方法為：所述膠體通過加熱或輻射方式失去膠性，再通過水洗、等離子體氧化、有機去膠液浸泡工藝去除；或者所述膠體固化后形成一種膜，通過加熱或輻射方式使膜與晶片間失去黏性，再通過機械力將該膜從晶片上撕下來。