一种大尺寸锑化物晶片抛光方法与流程

本申请涉及半导体，尤其涉及一种大尺寸锑化物晶片抛光方法。

背景技术：

1、锑化物晶片材料是指由一种或几种金属与锑的化合物所组成的晶片材料。主要有gasb、insb、algasb、inassb、ingaassb、algaassb等，它们的晶格常数一般都在0.61nm左右。其中gasb、insb等晶体材料制备的衬底材料可以用于外延超晶格材料等，其禁带宽度可以在较宽的范围内调节，能够较好的实现晶格或者应变匹配，非常有利于生长高质量的材料。生长出的材料对应的波长可覆盖0.78μm(近红外)到12μm(远红外)的光谱区域，所以可以用于制备光电探测器、热光伏电池、激光器等，广泛应用于环境监测、化学物品探测、生物医学、卫星遥感、激光雷达、目标指示等领域中。但是随着对更大规模、高灵敏度探测阵列，更大规格高性能热光伏电池等应用的需求，急需更大尺寸的，质量更优的锑化物晶片材料。晶片的几何、表面质量是衡量晶片加工质量的重要参数，而晶片抛光是晶片加工中最为重要的工艺，所以晶片抛光工艺决定了晶片最终的加工质量。锑化物材料本身软脆且化学活性高，而抛光工艺又是物理作用与化学作用相结合的工艺，所以很难获得质量较优的锑化物抛光晶片。大尺寸的锑化物晶片在抛光过程中边缘与中心的物理、化学作用不均匀性更为明显，导致“塌边”效应严重，加工质量更难控制，所以获得高质量的大尺寸锑化物抛光晶片是非常困难的。

2、现有技术中，厦门华芯晶圆半导体有限公司在2022年5月申请的，专利申请号为cn202210537943.2，名称为一种针对锑化铟单晶片的抛光方法的专利中重点限定了抛光压力、抛光布、抛光流量等抛光工艺参数，实现对锑化铟晶片的厚度及表面粗糙度的控制，同时能够提高抛光效率。云南北方昆物光电科技发展有限公司在2020年2月申请的，专利申请号为cn201911058917.x，名称为一种锑化铟单晶片的抛光方法的专利中同样重点限定了抛光盘转速、抛光液滴速、抛光液组成配比等抛光工艺参数，实现对锑化铟晶片的超精密平整化加工。广东先导微电子科技有限公司在2021年10月申请的，专利申请号为cn202111277255.9，名称为一种锑化镓晶片的单面抛光方法的专利，是对锑化镓晶片抛光工艺的抛光液以及抛光步骤进行了限定，最终获得高表面平整度的抛光片。北京有色金属研究总院在2010年12月申请的，专利申请号为cn201010622620.0，名称为一种锑化镓晶片双面抛光方法的专利，是采用了正反面两次单面抛光的方法，并限定清洗、粘片、腐蚀的工艺参数以及抛光液配比，获得了搞平整度、高表面质量的抛光片。以上四个专利仅对传统的抛光工艺参数进行了一定的优化，对小尺寸锑化物晶片的表面粗糙度等表面质量有一定提升，但是上述专利中没有涉及针对大尺寸锑化物晶片“塌边”问题的有效解决方法，所以无法获得平整度、ttv等几何参数较优的大尺寸锑化物晶片。中国电子科技集团公司第四十六研究在2020年10月公开的，专利公开号为cn202011141093.1，名称为一种用于锑化铟单晶片的抛光方法的专利中通过采用激光抛光加化学机械抛光的方法，实现了对锑化铟晶片的高效率加工。该专利使用办法虽然能够在一定程度上解决边缘及中心去除速率不一致的问题，但是因激光抛光工艺采取的是热作用原理，而锑化物材料熔点较低、导热系数差，所以专利采用的激光抛光工艺极易导致晶片表面产生裂纹，还容易形成表面波纹，对材料表面及亚表面影响较大。在激光抛光工艺完成后，还需要使用化学机械抛光工艺去除一定的厚度，这同样也会导致晶片塌边，劣化晶片几何参数。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种大尺寸锑化物晶片抛光方法，用以获得高平整度、高表面质量的大尺寸锑化物晶片。

2、本申请实施例提供一种大尺寸锑化物晶片抛光方法，包括：

3、提供带有晶片槽的托盘，其中所述托盘上还设置有操作槽，所述操作槽与所述晶片槽形相通，所述晶片槽具有设定的规格；

4、基于所述操作槽，将指定厚度的垫片设置到所述托盘上；

5、将晶片设置到所述垫片上，并使得所述晶片表面的平整度满足需求；

6、对设置晶片后的托盘进行清洗；

7、清洗后，使用抛光液对晶片进行粗抛光，以及使用化学机械抛光或者化学抛光对晶片进行精抛光，以完成抛光。

8、可选的，提供带有晶片槽的托盘，所述托盘上设置的晶片槽的形状与晶片形状相同，且直径大于晶片0.01mm～1mm，晶片槽的深度为0.1mm～15mm，所述操作槽是设置在晶片槽的边缘区域的弧形槽，所述晶片槽及操作槽边缘设置有倒角。

9、可选的，所述垫片采用陶瓷、石英、聚四氟乙烯或蓝宝石材料制成，所述垫片的厚度为50μm～5000μm，所述垫片的尺寸与晶片尺寸相同。

10、可选的，采用多层垫片，且各层垫片的厚度可以不同，与晶片接触的垫片表面为粗糙表面，其中，各层垫片的厚度加上晶片的厚度、减去抛光去除的晶片厚度等于晶片槽的深度。

11、可选的，在各层垫片粘接后，最后一层垫片表面的平整度≤2μm；

12、将晶片设置到所述垫片上，使得所述晶片表面的平整度≤3μm。

13、可选的，在晶片粘接完成后，使用液体蜡或固体蜡填充垫片、晶片与托盘之间的缝隙，蜡凝固后的高度与托盘上表面持平。

14、可选的，使用抛光液对晶片进行粗抛光后，使得晶片抛光去除厚度为thkd-1μm，其中thkd为晶片抛光去除总厚度，且去除厚度以晶片中心厚度值为基准。

15、本申请实施例的晶片抛光方法，能够获得高平整度、高表面质量的大尺寸锑化物晶片。

16、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种大尺寸锑化物晶片抛光方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的大尺寸锑化物晶片抛光方法，其特征在于，提供带有晶片槽的托盘，所述托盘上设置的晶片槽的形状与晶片形状相同，且直径大于晶片0.01mm～1mm，晶片槽的深度为0.1mm～15mm，所述操作槽是设置在晶片槽的边缘区域的弧形槽，所述晶片槽及操作槽边缘设置有倒角。

3.如权利要求1所述的大尺寸锑化物晶片抛光方法，其特征在于，所述垫片采用陶瓷、石英、聚四氟乙烯或蓝宝石材料制成，所述垫片的厚度为50μm～5000μm，所述垫片的尺寸与晶片尺寸相同。

4.如权利要求3所述的大尺寸锑化物晶片抛光方法，其特征在于，采用多层垫片，且各层垫片的厚度可以不同，与晶片接触的垫片表面为粗糙表面，其中，各层垫片的厚度加上晶片的厚度、减去抛光去除的晶片总厚度等于晶片槽的深度。

5.如权利要求4所述的大尺寸锑化物晶片抛光方法，其特征在于，在各层垫片粘接后，最后一层垫片表面的平整度≤2μm；

6.如权利要求5所述的大尺寸锑化物晶片抛光方法，其特征在于，在晶片粘接完成后，使用液体蜡或固体蜡填充垫片、晶片与托盘之间的缝隙，蜡凝固后的高度与托盘上表面持平。

7.如权利要求1所述的大尺寸锑化物晶片抛光方法，其特征在于，使用抛光液对晶片进行粗抛光后，使得晶片抛光去除厚度为thkd-1μm，其中thkd为晶片抛光去除总厚度，且去除厚度以晶片中心厚度值为基准。

技术总结
本申请公开了一种大尺寸锑化物晶片抛光方法，包括：提供带有晶片槽的托盘，其中所述托盘上还设置有操作槽，所述操作槽与所述晶片槽形相通，所述晶片槽具有设定的规格；基于所述操作槽，将指定厚度的垫片设置到所述托盘上；将晶片设置到所述垫片上，并使得所述晶片表面的平整度满足需求；对设置晶片后的托盘进行清洗；清洗后，使用抛光液对晶片进行粗抛光，以及使用化学机械抛光或者化学抛光对晶片进行精抛光，以完成抛光。本申请的方法能够获得高平整度、高表面质量的大尺寸锑化物晶片。

技术研发人员：赵超,孔忠弟,董涛,彭志强,庞新义,折伟林
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十一研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17