[发明专利]超薄晶片的抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种大尺寸超薄晶片的抛光方法。

背景技术

化学机械抛光（CMP）技术是晶片表面加工的关键技术之一，在大尺寸裸晶片如太阳能电池用超薄硅单晶片，集成电路用超薄硅单晶片，LED用蓝宝石衬底晶片等的表面抛光工艺中得到广泛应用。

抛光可以改善晶片表面的粗糙度，降低晶片的TTV，在晶片表面实现超高的平整度，对于一些光学用晶片还能提高其对光的利用率。例如在集成电路的制造过程中，硅晶圆基片上往往构建了成千上万的结构单元，这些结构单元通过多层金属互联进一步形成功能性电路的器件。在多层金属互联结构中，金属导线之间填充介质层，随着集成电路技术的发展，金属线宽越来越小，布线层数越来越多，此时利用CMP工艺对晶片表面的介质层进行平坦化处理可以有助于多层线路的制作，且能防止将电介质层涂覆在不平表面上引起的畸变。

比如太阳能电池用超薄硅单晶片的背抛光技术就可以大大改善太阳能硅片的光学效益，增强硅片背表面钝化效果，提升太阳能电池的光电转换效率，并且可以与SE、LBSF、PERL、MWT等主流技术叠加，兼容性好，可以进一步提高采用这些技术的太阳能电池性能，推进高效率太阳能电池产业化的发展。

CMP过程是一个机械作用和化学作用相平衡的过程。例如在硅晶片的抛光过程中，首先利用真空吸附垫模板将晶片固定在抛光头上，在抛光头的压力下，由真空吸附垫模板的旋转、抛光盘的旋转造成晶片与抛光垫的摩擦。此时化学作用为碱性的抛光液与晶片表面接触发生腐蚀反应，晶片表面会被碱液腐蚀，摩擦则将该腐蚀层去除，通过循环这两个作用过程，就可以实现晶片的抛光。

对于300μm厚度以上的晶片，通过上述方法可以达到较好的抛光效果，但是对于更薄的晶片，对于真空吸附垫模板吸附法，由于抛光过程中必须要有足够厚度的晶片露出模板表面，过薄的晶片在模板里面嵌入的厚度较少，极容易在快速的旋转过程中飞出模板造成碎片。

因此对于晶片厚度小于300μm的超薄晶片，业界一般采用有蜡贴片的单面抛光技术，晶片依靠蜡膜作为介质将晶片紧紧地与陶瓷盘粘贴在一起进行抛光加工。有蜡贴片抛光虽能提高加工精度，但其涂蜡工艺比较复杂，所使用的蜡的形式较多，其抛光加工精度直接与所使用的蜡的种类及蜡膜厚度和其均匀程度、硅片涂蜡的工艺环境的洁净程度等因素相关。故在使用有蜡贴片单面抛光中，硅片涂蜡的工艺均应在洁净室内进行(至少不低于100级)，要求蜡膜的厚度合适(≈1.5μm)、均匀。

采用有蜡抛光虽然可以避免碎片的发生，但是贴蜡机及配套设备的投资是很高的，尤其是对于较老的抛光设备，需要投入较大的资金进行改造，增加了资金投入且不利于该设备的有效利用，同时有蜡工艺产出较小，不能满足日益增长的市场需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种超薄晶片的抛光方法，利用胶带或者胶体对超薄晶片进行贴膜，然后再用模板法进行抛光，有效的弥补了晶片的厚度和增加了机械强度。

按照本发明提供的技术方案，所述的超薄晶片的抛光方法包括以下步骤：

步骤一、在晶片非抛光面贴一层胶带，或涂布胶体并固化，或者先在晶片非抛光面涂布胶体然后在固化的胶体表面黏贴胶带，构成一个整体厚度增加的贴膜芯片；所述胶带包含两层：胶膜和提供机械力的表层膜，表层膜通过胶膜跟晶片结合在一起；

步骤二、将所述贴膜晶片吸附在模板里面，晶片露出模板外面的厚度在10μm~700μm，贴膜晶片整体嵌入模板的厚度在10μm~700μm；

步骤三、对晶片实施抛光工艺，使晶片达到预定厚度；

步骤四、将贴膜晶片从模板中取出，通过加热或辐射方式去除胶带或胶体，或者依次去除胶带和胶体。

具体的，所述胶体用旋转涂布法涂布，或者用贴膜法涂布，或者用喷胶法涂布；涂布后的胶体直接进行固化，或者先通过烘烤表面流平后固化。

所述胶体厚度在10nm~1500μm。

所述固化方式为加热或辐射方式。

具体的，所述胶膜的厚度在10nm~500μm，表层膜的厚度在1μm~1000μm。

所述胶膜是树脂类粘性物质，且该胶膜通过加热或辐射方式作用后，黏性会降低或消失；所述表层膜是塑料膜或者金属薄膜。

去除胶体的方法为：所述胶体通过加热或辐射方式失去胶性，再通过水洗、等离子体氧化、有机去胶液浸泡工艺去除；或者所述胶体固化后形成一种膜，通过加热或辐射方式使膜与晶片间失去黏性，再通过机械力将该膜从晶片上撕下来。