專利名稱：一種對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及InP MMIC制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法。
背景技術(shù)：
隨著高新技術(shù)不斷應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，射頻微波信號(hào)頻率越來越高，頻段越來越寬，數(shù)字芯片的處理能力越來越強(qiáng)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)逐漸進(jìn)入了信息化時(shí)代和數(shù)字化時(shí)代。電子器件的快速發(fā)展使信號(hào)的傳輸速率越來越快，II1-V族化合物憑借其優(yōu)良的頻率特性，其半導(dǎo)體器件和相關(guān)的超高速數(shù)字/數(shù)?；旌想娐氛诔蔀檐娛峦ㄓ?、雷達(dá)、制導(dǎo)、空間防御、高速智能化武器及電子對(duì)抗等現(xiàn)代化國防裝備的核心部件之一。特別是在太赫茲研究領(lǐng)域，InP材料的使用方興未艾。在眾多的II1-V族化合物半導(dǎo)體器件中，InP材料具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這主要得益于其優(yōu)良的材料特性，例如InGaAs和InP之間很小的晶格失配，以及很高的電子飽和速率等等，所以不論HEMT結(jié)構(gòu)或者HBT結(jié)構(gòu)，都有非常優(yōu)異的高頻、大功率性能。但是InP材料的物理性能卻很差，非常易碎，很小的碰撞或振動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致晶圓碎裂而前功盡棄，因此InP材料的制造加工就面臨很多工藝上的難題。對(duì)于超高頻率、大功率的InP麗IC而言，其散熱問題一直難以很好的解決，比較成熟的解決方法是在InP晶圓襯底背面制作大面積的散熱金屬，將正面MMIC電路和背面散熱金屬通過金屬聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)熱量的有效釋放?；诖私鉀Q方案，對(duì)InP晶圓襯底進(jìn)行減薄，使之達(dá)到很薄的厚度，并且減薄的表面要實(shí)現(xiàn)鏡面效果以滿足背面金屬的強(qiáng)力粘附。但是InP脆弱的物理性能導(dǎo)致低厚度減薄和鏡面效果拋光的工藝難度很大，因此改進(jìn)完善InP材料的低損傷低厚度的CMP拋光工藝
有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，包括:將InP襯底與UV粘膜鍵合，形成UV鍵合InP襯底；使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光；清洗拋光后的該UV鍵合InP襯底；以及將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，去除UV粘膜。上述方案中，所述將InP襯底與UV粘膜鍵合形成UV鍵合InP襯底的步驟，包括:將待減薄的InP襯底片放置于UV粘膜上，在2X 10_2mabr真空下，施加0.6bar壓強(qiáng)于InP襯底上進(jìn)行鍵合，鍵合時(shí)間20分鐘。上述方案中，所述使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光的步驟中，所述CMP拋光漿液包括聚四氟乙烯凝膠顆粒、脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物以及去離子水，其中，該聚四氟乙烯凝膠顆粒的直徑為30nm 50nm，質(zhì)量50克-100克；該脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物作為表面活性劑，容積200ml-500ml ;該去離子水的容積1500ml-2000ml。上述方案中，所述使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光的步驟中，使用氨水作為PH調(diào)節(jié)劑，PH值為8-11。上述方案中，所述使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光的步驟中，使用N2氣體從容器體底部噴口噴入，攪動(dòng)CMP漿液對(duì)InP襯底進(jìn)行拋光，N2壓力2bar-3bar。上述方案中，所述清洗拋光后的該UV鍵合InP襯底的步驟，包括:將拋光后的該UV鍵合InP襯底用去離子水沖洗干凈，并用40°C的N2吹干。上述方案中，所述將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，去除UV粘膜的步驟，包括:將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，照射時(shí)間20分鐘;UV粘膠分解后去除UV粘膜，然后將InP襯底取下。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明提供的這種對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，采用N2噴射攪動(dòng)納米凝膠的CMP方法，可以大幅降低CMP拋光過程中對(duì)InP襯底的擠壓力，InP襯底的物理損傷大大降低，同時(shí)CMP效率大大提高。聚四氟乙烯凝膠的彈性很高，耐磨性很高，對(duì)InP襯底形成很好的拋光效果，整個(gè)CMP過程穩(wěn)定，速度快，可控性好，重復(fù)度高，無粉塵污染，聚四氟乙烯凝膠可以重復(fù)使用，CMP最終襯底厚度達(dá)到20 μ m以下，表面Ra < 2nm。改進(jìn)后的CMP工藝效果大大改善，工藝的整體可靠性大幅提高。


圖1是本發(fā)明提供的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法流程圖；圖2是本發(fā)明提供的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的工藝示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的是一種改進(jìn)的InP麗IC的低損傷超低厚度的CMP拋光方法。該方法采用了 UV粘膠固定InP材料，采用改進(jìn)的納米聚四氟乙烯凝膠進(jìn)行CMP拋光，采用N2噴射進(jìn)行CMP攪拌，制作出的InP低厚度高精密拋光鏡面效果，大大降低了傳統(tǒng)CMP工藝的損傷效果。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法流程圖，該方法包括以下步驟:步驟1:將InP襯底與UV粘膜鍵合，形成UV鍵合InP襯底:將待減薄的InP襯底片放置于UV粘膜上，在2 X IO^mabr真空下，施加0.6bar壓強(qiáng)于InP襯底上進(jìn)行鍵合，鍵合時(shí)間20分鐘。步驟2:使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光衆(zhòng)液中,進(jìn)行CMP拋光。如圖2所不。CMP拋光衆(zhòng)液主要成分包括:聚四氟乙烯凝膠顆粒,顆粒直徑30nm 50nm,凝膠質(zhì)量50克-100克；脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物作為表面活性劑，體積200-500ml ;其余成分為DI水，體積1500ml-2000ml ;使用氨水作為PH調(diào)節(jié)劑，PH值為8-11。使用N2從容器體底部噴口噴入，攪動(dòng)CMP漿液對(duì)InP襯底進(jìn)行拋光，N2壓力2bar_3bar0步驟3:將拋光后的該UV鍵合InP襯底用去離子水(DI)沖洗干凈，40°C N2吹干；步驟4:將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，照射時(shí)間20分鐘;UV粘膠分解后，將InP襯底取下。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其特征在于，包括: 將InP襯底與UV粘膜鍵合，形成UV鍵合InP襯底； 使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光； 清洗拋光后的該UV鍵合InP襯底；以及 將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，去除UV粘膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其特征在于，所述將InP襯底與UV粘膜鍵合形成UV鍵合InP襯底的步驟，包括: 將待減薄的InP襯底片放置于UV粘膜上,在2X l(T2mabr真空下,施加0.6bar壓強(qiáng)于InP襯底上進(jìn)行鍵合，鍵合時(shí)間20分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其特征在于，所述使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光的步驟中，所述CMP拋光漿液包括聚四氟乙烯凝膠顆粒、脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物以及去離子水，其中，該聚四氟乙烯凝膠顆粒的直徑為30nm 50nm，質(zhì)量50克-100克；該脂肪酸磺烷基酯和脂肪酸磺烷基酰胺混合物作為表面活性劑，容積200ml-500ml ;該去離子水的容積1500ml-2000ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其特征在于，所述使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光的步驟中，使用氨水作為PH調(diào)節(jié)劑，PH值為8_11。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其特征在于，所述使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光的步驟中，使用N2氣體從容器體底部噴口噴入，攪動(dòng)CMP漿液對(duì)InP襯底進(jìn)行拋光，N2壓力2bar_3bar。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其特征在于，所述清洗拋光后的該UV鍵合InP襯底的步驟，包括: 將拋光后的該UV鍵合InP襯底用去離子水沖洗干凈，并用40°C的N2吹干。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其特征在于，所述將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，去除UV粘膜的步驟，包括: 將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，照射時(shí)間20分鐘;UV粘膠分解后去除UV粘膜，然后將InP襯底取下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)InP襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，該方法包括將InP襯底與UV粘膜鍵合，形成UV鍵合InP襯底；使用真空吸盤吸附該UV鍵合InP襯底，將該UV鍵合InP襯底需要CMP的表面垂直向下侵入CMP拋光漿液中進(jìn)行CMP拋光；清洗拋光后的該UV鍵合InP襯底；以及將該UV鍵合InP襯底放入U(xiǎn)V去膠機(jī)進(jìn)行UV照射，去除UV粘膜。本發(fā)明采用了UV粘膠固定InP材料，采用改進(jìn)的納米聚四氟乙烯凝膠進(jìn)行CMP拋光，采用N2噴射進(jìn)行CMP攪拌，制作出的InP低厚度高精密拋光鏡面效果，大大降低了傳統(tǒng)CMP工藝的損傷效果。
文檔編號(hào)B24B37/04GK103144023SQ20131006859
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者汪寧, 蘇永波, 金智 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所