提升晶片研磨后平整度的方法及研磨机技术

本发明专利技术提供了一种提升晶片研磨后平整度的方法及研磨机，该提升晶片研磨后平整度的方法包括以下步骤：(1)对晶片表面损伤进行加深处理，形成损伤层；(2)对损伤加深处理后的所述晶片进行退火处理；(3)对退火处理后的所述晶片进行双面研磨，以去除所述损伤层；(4)对双面研磨后的所述晶片进行减薄处理。本发明专利技术中的方法能够提升晶片平整度，改善因切割能力不足导致的晶片不平整，同时提升抛光后晶片面型的一致性。致性。致性。

【技术实现步骤摘要】
提升晶片研磨后平整度的方法及研磨机


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种提升晶片研磨后平整度的方法及研磨机。

技术介绍

[0002]碳化硅作为第三代半导体材料的代表，具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等独特的性能，可以用来制造各种耐高温的高频大功率器件。随着半导体产业的快速发展，行业对碳化硅衬底的表面形状要求更高，需要不断克服其加工技术难题来满足该产业未来的发展需要。
[0003]在碳化硅衬底制备的整个过程中，影响晶片形状的主要因素取决于切割段和研磨段的加工工艺。由于碳化硅本身硬度非常高，高于蓝宝石，仅次于金刚石，切割过程中受切割能力的影响因素较多，仅依靠切割来完成晶片平整度的改善，难度会很大，这就势必需要研磨来进行进一步的解决。虽然目前国内已知碳化硅晶片的研磨加工工艺可以处理一些平整度较好的晶片，而那些平整度相对较差的晶片，往往无法得到有效处理，造成成本上的浪费。
[0004]鉴于现有碳化硅研磨技术的不足，急需开发出一种能够提升碳化硅晶片研磨后平整度的方法及用于该方法中的研磨机。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种提升晶片研磨后平整度的方法及研磨机，该方法能够提升晶片平整度，改善因切割能力不足导致的晶片不平整，同时提升抛光后晶片面型的一致性。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了一种提升晶片研磨后平整度的方法。
[0007]该提升晶片研磨后平整度的方法包括以下步骤：
[0008](1)对晶片表面损伤进行加深处理，形成损伤层；
[0009](2)对损伤加深处理后的所述晶片进行退火处理；
[0010](3)对退火处理后的所述晶片进行双面研磨，以去除所述损伤层；
[0011](4)对双面研磨后的所述晶片进行减薄处理。
[0012]进一步的，进行损伤加深处理前所述晶片的弯曲度≥30μm，翘曲度≥70μm。
[0013]进一步的，所述损伤层的厚度为7～11μm。
[0014]进一步的，步骤(1)中，所述的损伤加深处理采用研磨机；其中，研磨液采用研磨油与水按一定体积比配制得到的润滑液，研磨压力为30～35g/cm2，研磨时间为8～13min。
[0015]进一步的，步骤(2)中，所述退火处理为恒温退火，温度为1000～1100℃，时间为10～12h。
[0016]进一步的，步骤(3)中，所述研磨采用双面研磨机；其中，采用中粒度为70μm的碳化
硼研磨液，研磨速率为0.9～1.1μm/min，研磨去除量为45～50μm。
[0017]进一步的，步骤(4)中，所述减薄处理采用双面抛光机；其中，采用中粒度为9μm的钻石研磨液，减薄速率为0.6～0.8μm/min，去除量为55～60μm。
[0018]进一步的，还包括对减薄处理后的所述晶片进行清洗处理。
[0019]为了实现上述目的，根据本专利技术的第二方面，提供了一种研磨机。
[0020]该研磨机用于上述的方法中对晶片表面损伤进行加深处理；其中，所述的研磨机包括上盘、下盘以及电镀在所述上盘上的金刚石颗粒。
[0021]进一步的，所述金刚石颗粒的中粒径为28～32μm，高度为19.5～22.5μm。
[0022]本专利技术的技术效果：
[0023]1、由于对碳化硅晶片的碳面和硅面分别进行了损伤加深处理，并进行了退火，因而既可以在后续的研磨过程中提高研磨的加工效率，又可以降低研磨减薄中因晶片平整度差所产生的破片率。
[0024]2、由于对晶片表面的损伤加深处理，因此可以加快退火后研磨所产生的应力释放。
[0025]3、由于对晶片表面的损伤加深处理，可以有效提升晶片表面厚度的一致性。
附图说明
[0026]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0027]图1为本专利技术实施例提供的提升碳化硅晶片研磨后平整度的方法流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例提供的金刚石盘研磨机的剖面示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例提供的碳化硅晶片在研磨机上进行加工的俯视图；
[0030]图4为本专利技术实施例提供的双面抛光机减薄加工时的剖面示意图。
[0031]图中：
[0032]1、上盘；2、金刚石颗粒；3、第一载具；4、下盘；5、外齿轮；6、内齿轮；7、碳化硅晶片；8、抛光上盘；9、抛光下盘；10、第二载具；11、抛光布。
具体实施方式
[0033]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0034]如图1所示，本专利技术实施例中提升碳化硅晶片研磨后平整度的方法包括以下步骤：
[0035]首先，晶片选择中心厚度为550μm的6寸碳化硅切割片，弯曲度大于30μm，翘曲度大于70μm。
[0036]晶片的平整度指标包括晶片的弯曲度和翘曲度，本专利技术中提升晶片研磨后平整度的方法更加适用于弯曲度大于30μm，翘曲度大于70μm的晶片；且经过该方法加工处理后晶片的弯曲度≤15μm，翘曲度≤15μm，相对于采用传统加工方法后晶片的弯曲度约20μm，翘曲
度约30μm，本专利技术中提升晶片研磨后平整度的方法效果显著。
[0037]当然，晶片弯曲度小于30μm和翘曲度小于70μm也可以适用，但加工前晶片弯曲度及翘曲度的数值越小，其加工前后的效果变化越小，所以对于弯曲度小于30μm和翘曲度小于70μm的晶片使用此方法加工后的效果不显著。
[0038]其次，对碳化硅晶片的硅面进行损伤加深处理；然后再对碳化硅晶片的碳面进行损伤加深处理。
[0039]采用研磨设备分别对碳化硅晶片的硅面和碳面进行损伤加深处理，其中，研磨液选择研磨油与水按照体积比为1:5配制得到的润滑液，研磨压力为30g/cm2，单批次可以处理15片6寸碳化硅晶片，研磨时间为10min。
[0040]在本专利技术的实施例中，研磨油为现有技术中常规使用的润滑油。
[0041]在本专利技术的实施例中，研磨设备选择金刚石盘研磨机，该金刚石盘研磨机主要用于对晶片表面进行损伤加深处理，也即采用金刚石盘研磨机对碳化硅晶片的硅面和碳面分别进行损伤加深处理。
[0042]结合图2和图3所示，金刚石盘研磨机包括上盘1、下盘4以及设置在上盘1上的金刚石颗粒2，其中：上盘1为不锈钢盘，不锈钢盘和电镀在其上的金刚石颗粒2组合形成金刚石研磨盘，当然也可以采用其他固定方式以将金刚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升晶片研磨后平整度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对晶片表面损伤进行加深处理，形成损伤层；(2)对损伤加深处理后的所述晶片进行退火处理；(3)对退火处理后的所述晶片进行双面研磨，以去除所述损伤层；(4)对双面研磨后的所述晶片进行减薄处理。2.根据权利要求1所述的提升晶片研磨后平整度的方法，其特征在于，进行损伤加深处理前所述晶片的弯曲度≥30μm，翘曲度≥70μm。3.根据权利要求1所述的提升晶片研磨后平整度的方法，其特征在于，所述损伤层的厚度为7～11μm。4.根据权利要求1所述的提升晶片研磨后平整度的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的损伤加深处理采用研磨机；其中，研磨液采用研磨油与水按一定体积比配制得到的润滑液，研磨压力为30～35g/cm2，研磨时间为8～13min。5.根据权利要求1所述的提升晶片研磨后平整度的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述退火处理为恒温退火，温度为1000～1100℃，时间为10～12h...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐良，余雅俊，占俊杰，陈素春，
申请(专利权)人：金华博蓝特电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：