磷化铟晶圆片减薄抛光方法及化学腐蚀装置与流程

本发明涉及晶圆制备技术领域，尤其涉及一种磷化铟晶圆片减薄抛光方法及化学腐蚀装置。

背景技术：

磷化铟(InP)是重要的III-V族化合物半导体材料，是继硅(Si)和砷化镓(GaAs)之后的新一代电子功能材料。通常，InP器件制备在InP单晶抛光片的表面，所以抛光片的表面质量会影响器件性能的优劣。磷化铟的化学性质活泼，容易与氧化剂发生化学反应，尤其在酸性环境下，极易发生剧烈化学反应而出现“闪光”现象；另一方面，磷化铟的克氏硬度较小，且具有一定的脆性，容易产生加工损伤。

目前，国内外常用的InP单晶片的抛光方法一种是化学腐蚀减薄，主要是Br₂、HBr、溴甲醇等卤素系列腐蚀剂。虽然，上述卤素系列腐蚀剂具有良好的抛光性能，但是减薄速率不够高，而且对人体产生蓄积性毒害，不适用工业化生产。另外一种是化学机械抛光(CMP)，主要是在抛光液中加入高氯化物、过氧化氢等氧化物，在化学作用和机械作用的同时作用下进行减薄抛光。然而，此方法的减薄速率较慢，且不稳定，生产效率也不高，长时间减薄还会造成表面划痕增多的问题。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磷化铟晶圆片减薄抛光方法及化学腐蚀装置，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种磷化铟晶圆片减薄抛光方法，其包括如下步骤：

S1、物理研磨步骤，将磷化铟晶圆片在研磨盘上进行物理研磨，将磷化铟晶圆片厚度从300～500μm减薄至180～240μm；

S2、化学腐蚀步骤，将经过物理研磨的磷化铟晶圆片放置于化学腐蚀装置中，在浓盐酸中进行化学腐蚀；

S3、化学机械抛光步骤，将经过化学腐蚀后的磷化铟晶圆片在尼龙绒布上进行化学机械抛光。

作为本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法的改进，所述物理研磨步骤中，使用主要成分为氧化铝粉的研磨液，将磷化铟晶圆片在石英研磨盘上进行物理研磨。

作为本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法的改进，所述物理研磨步骤中，减薄速率为5～10μm/min。

作为本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法的改进，所述化学腐蚀步骤中，在30℃～40℃的浓盐酸中，在磁力搅拌下进行化学腐蚀。

作为本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法的改进，所述化学腐蚀步骤中，减薄速率为20～30μm/min。

作为本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法的改进，所述化学机械抛光步骤中，使用NaOH-H₂O₂系列抛光液，将经过化学腐蚀后的磷化铟晶圆片在尼龙绒布上进行化学机械抛光。

作为本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法的改进，所述化学机械抛光步骤中，所述抛光速率为0.3～0.6μm/min。

为实现上述发明目的，本发明提供一种化学腐蚀装置，其包括底座和把手；

所述底座的底部镂空设置，且所述底座的四周边缘垂直设置有边框，所述底座的底部和边框限定磷化铟晶圆片的收容腔；所述边框上还设置有安装耳，所述把手的两端分别凹陷设置有形状与所述安装耳形状相对应的安装槽，所述把手通过所述安装耳和安装槽拆卸地安装于所述底座上。

作为本发明的化学腐蚀装置的改进，所述底部开设有若干镂空通孔，所述若干镂空通孔以环形阵列形式排布于所述底座的底部。

作为本发明的化学腐蚀装置的改进，所述安装耳包括连接部和安装部，所述安装部通过所述连接部设置于所述边框的顶面，所述连接部的厚度和宽度分别小于所述安装部的厚度和宽度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出了一种以物理研磨和化学腐蚀分步组合进行的高效率减薄抛光方法，其能够克服现有的InP晶圆片减薄抛光方法中，存在的速率慢、表面划痕多、以及减薄过程中容易破裂等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法一具体实施方式的方法流程示意图；

图2为本发明的化学腐蚀装置一具体实施方式的立体示意图；

图3为图2中虚线部分的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明的磷化铟晶圆片减薄抛光方法包括如下步骤：

S1、物理研磨步骤，将磷化铟晶圆片在研磨盘上进行物理研磨，将磷化铟晶圆片厚度从300～500μm减薄至180～240μm。

具体地，将磷化铟晶圆片在研磨盘上进行物理研磨时，使用主要成分为氧化铝粉的研磨液进行研磨，优选地，所述研磨盘为石英研磨盘。控制减薄速率为5～10μm/min，从而在物理研磨的作用下，磷化铟晶圆片厚度从300～500μm减薄至180～240μm。

S2、化学腐蚀步骤，将经过物理研磨的磷化铟晶圆片放置于化学腐蚀装置中，在浓盐酸中进行化学腐蚀。

具体地，进行化学腐蚀时，控制减薄速率为20～30μm/min，将放置磷化铟晶圆片的化学腐蚀装置，在30℃～40℃的浓盐酸中，在磁力搅拌下进行化学腐蚀。

如图2所示，其中，所述化学腐蚀装置包括底座1和把手2。所述底座1具有放置磷化铟晶圆片及其载具的收容腔。具体地，所述底座1的底部镂空设置，为实现该目的，所述底部开设有若干镂空通孔10，所述若干镂空通孔10以环形阵列形式排布于所述底座1的底部。优选地，所述镂空通孔10为扇形，所述环形阵列的圆心为所述底座1的底部的中心。通过设置所述镂空通孔10，腐蚀时搅拌的浓盐酸流通更顺畅，从而，浓盐酸与InP晶圆的反应更加充分。

此外，所述底座1的底部还设置有若干支撑脚3，所述支撑脚3倾斜地设置有所述底座1的底面上，如此设置，以为所述底座1提供稳固的支撑作用力。优选地，所述支撑脚3的数量为3个。

进一步地，所述底座1的四周边缘垂直设置有边框11，所述底座1的底部和边框11限定所述磷化铟晶圆片及其载具的所述收容腔。为了实现所述把手2方便地安装和拆卸，所述底座1和把手2进行拆卸式连接。具体地，所述边框11还设置有安装耳13，优选地，所述安装耳13对称设置。同时，所述把手2的两端分别凹陷设置有形状与所述安装耳13形状相对应的安装槽20，所述把手2通过所述安装耳13和安装槽20拆卸地安装于所述底座1上。优选地，所述安装耳13对称跌设置于所述边框11上。所述把手2为U形，所述安装槽20位于所述U形把手2两端的内侧壁上。

上述实施方式中，所述安装耳13包括连接部131和安装部132，其中，所述安装部132通过所述连接部131设置于所述边框11的顶面，所述连接部132的厚度和宽度分别小于所述安装部131的厚度和宽度。从而，所述连接部131的尺寸小于所述安装部132的尺寸，二者之间形成台阶结构。

如此设置，当安装所述把手2时，由于把手2具有一定的弹性，从而，可将把手2撑开，然后按照所述安装耳13的安装方向，将所述安装耳13安装于所述安装槽20中。此时，所述台阶结构形成所述把手2的限位结构，避免其在水平和竖直方向发生移动。当拆卸所述把手2时，可将把手2撑开，使所述安装耳13和安装槽20分离，进而实现所述把手2的拆卸。

S3、化学机械抛光步骤，将经过化学腐蚀后的磷化铟晶圆片在尼龙绒布上进行化学机械抛光。

具体地，所述化学机械抛光步骤中，使用NaOH-H₂O₂系列抛光液，并控制所述抛光速率为0.3～0.6μm/min，将经过化学腐蚀后的磷化铟晶圆片在尼龙绒布上进行化学机械抛光。

综上所述，本发明提出了一种以物理研磨和化学腐蚀分步组合进行的高效率减薄抛光方法，其能够克服现有的InP晶圆片减薄抛光方法中，存在的速率慢、表面划痕多、以及减薄过程中容易破裂等问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。