一种基于双面抛光机的晶片单面抛光方法与流程

本发明涉及晶片单面抛光，具体为一种基于双面抛光机的晶片单面抛光方法。

背景技术：

1、半导体晶片的单面抛光是晶片加工过程中十分关键的工序，晶片单面抛光质量直接决定后续器件制备的良率，对晶片表面粗糙度、平面度以及表面损伤层均有着严苛要求。半导体器件制备对晶片表面状态敏感度高，抛光后晶片表面若存在划痕、翘曲、残余损伤层等缺陷，会直接造成后续光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺失效，进而引发芯片漏电、性能衰减甚至器件报废，因此晶片单面抛光工艺的稳定性与加工精度是晶片制造环节重点管控指标。

2、在现有晶片加工设备中，双面抛光机应用较为广泛，该类设备依靠上下抛盘配合游星轮，能够同时对晶片的正反两个表面实施抛光处理。设备依靠游星轮带动晶片做行星运动，结合上下抛盘相对转动与抛光液协同作用，可同步完成晶片两面的去除加工，设备通用性强、加工效率高，工艺成熟，运行稳定性好，能够适配大批次晶片规模化生产，在大批量晶片双面加工场景得到大量使用。实际生产中，很多产线均配置有成熟的双面抛光机组，但受设备固有工作模式限制，原生的双面抛光机只适配晶片双面同时抛光工况，想要完成晶片单面抛光，无法直接上机加工，需要对工艺方式做对应调整，以此挖掘现有设备的加工能力，降低产线设备投入成本。

3、但在部分工艺需求下，仅需要对晶片的单一表面进行抛光处理，保留晶片另一面原始状态，传统工艺大多采用专用单面抛光设备完成加工，存在以下问题：

4、专用单面抛光设备购置成本较高，设备数量有限的生产场景中，无法充分利用现场已有的双面抛光机资源，若直接使用双面抛光机开展单面抛光，容易出现非加工面被抛盘磨损、划伤的问题，难以满足单面加工的工艺要求。

5、所以我们提出了一种基于双面抛光机的晶片单面抛光方法，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于双面抛光机的晶片单面抛光方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上专用单面抛光设备购置成本较高，设备数量有限的生产场景中，无法充分利用现场已有的双面抛光机资源，若直接使用双面抛光机开展单面抛光，容易出现非加工面被抛盘磨损、划伤的问题，难以满足单面加工的工艺要求的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于双面抛光机的晶片单面抛光方法，具体包括以下步骤：

3、步骤一：将两块加工片的背面通过贴蜡方式粘接在一起；

4、步骤二：定制厚度为0.7-0.8mm且适配两块加工片总高度的游星轮；

5、步骤三：将粘接在一起的待加工片放入游星轮中，使两块加工片的加工面分别与双面抛光机上下盘的抛光垫接触；

6、步骤四：设置双面抛光机的加工压力与转速，进行抛光加工；

7、步骤五：抛光结束后，将粘接的片子放入三槽清洗机，依次经过第一槽80摄氏度水加脱蜡剂处理、第二槽喷淋处理、第三槽65摄氏度清水超声处理。

8、优选的，所述步骤一中，选用不同厚度规格的加工片进行粘接加工。

9、采用上述技术方案，执行贴蜡粘接工序前，根据生产加工需求选取两种厚度存在差异的加工片，将两类不同厚度的加工片背面相对，通过贴蜡工艺粘接组合成一体工件，组合后的工件整体厚度匹配游星内部容纳空间，再送入双面抛光机内完成单面抛光加工，适配多种厚度晶片同步单面抛光生产需求。

10、优选的，所述不同厚度规格的加工片粘接时，厚度更大的加工片放置在下方。

11、采用上述技术方案，选取厚度规格不同的两块加工片进行贴蜡粘接时，将厚度尺寸更大的加工片置于下方位置，厚度偏小的加工片叠放在厚片上方，二者背面贴蜡固定形成整体工件，工件上下表面分别作为独立加工面，送入游星轮后分别对接上下抛光垫开展单面抛光。

12、优选的，所述步骤二中，游星轮厚度与两块加工片的总高度相适配。

13、采用上述技术方案，完成两块加工片背面贴蜡粘接形成整体工件后，测量两块加工片叠加后的总高度数值，按照该总高度匹配制作对应厚度尺寸的游星轮，使工件能够完整嵌入游星轮内部且不会发生上下窜动，保证抛光时加工面稳定贴合抛盘抛光垫。

14、优选的，所述步骤三中，待加工片安置于游星轮的内部容纳位置。

15、采用上述技术方案，两块加工片经贴蜡粘接为完整工件后，将整体工件垂直放入游星轮预留的内部容纳空腔中，依靠游星轮内壁对工件进行径向限位约束，抛光过程中游星轮带动工件同步公转与自转，限制工件横向偏移，维持加工面与抛光垫持续接触。

16、优选的，所述步骤三中，两块加工片的加工面分别对应接触上盘抛光垫、下盘抛光垫。

17、采用上述技术方案，粘接后的整体工件放置在游星轮容纳位置后，调整工件摆放朝向，使下方加工片朝外的加工面贴合双面抛光机下盘抛光垫，上方加工片朝外的加工面贴合双面抛光机上盘抛光，上下抛盘同步转动分别对两块晶片的单一表面实施抛光，两块晶片内侧粘接背面互相隔离不受抛垫摩擦。

18、优选的，所述步骤四中，配置多组抛光参数。

19、采用上述技术方案，启动双面抛光机抛光作业前，根据晶片材质、目标表面光洁度、加工时长等不同工艺条件，分别设置多组相互区分的加工压力、主轴转速抛光参数，依次采用各组参数对同规格粘接晶片开展抛光加工，记录每组参数对应的晶片抛光成品状态。

20、优选的，所述多组抛光参数用于开展良率对比。

21、采用上述技术方案，提前配置多组差异化抛光工艺参数，分别使用各组参数完成对应批次粘接晶片的单面抛光加工，加工结束后统一检测各批次晶片表面粗糙度、平面度、表面良率，对比多组参数对应的成品加工品质，筛选最优抛光工艺参数。

22、优选的，所述步骤五中，片子先送入第一槽进行脱蜡处理，再送入第二槽进行喷淋处理，最后送入第三槽进行清水超声处理。

23、采用上述技术方案，抛光工序结束后取出粘接在一起的晶片组件，先送入三槽清洗机第一槽内，借助加温脱蜡水溶液浸泡溶解晶片之间的粘接蜡层，脱蜡完成后转运至第二槽，通过高压水流喷淋冲除晶片表面蜡渣与抛光碎屑，最后送入第三槽利用加温清水超声震荡清洗细微残留杂质。

24、优选的，所述步骤五中，将粘接成整体的片子投入三槽清洗机完成脱蜡清洗。

25、采用上述技术方案，全部抛光工序完成后，将两块贴蜡粘接成整体的晶片一并转运投入三槽清洗机内部，依次通过三槽分段清洗工序溶解分离粘接蜡、清除表面抛光残留，清洗完成后两块晶片自动分离，分别得到仅单一表面抛光完成的成品晶片。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于双面抛光机的晶片单面抛光方法：

27、1、利用双面抛光设备实现晶片单面加工，省去专用单面抛光设备投入

28、将两块加工片背面贴蜡粘接为一体后放入适配游星轮，两块加工片内侧粘接背面相互隔绝，仅外侧加工面分别接触双面抛光机上盘抛光垫、下盘抛光垫完成单面研磨，无需采购专用单面抛光机，直接复用现有双面抛光机完成单面晶片加工，避免晶片非加工面被抛光垫划伤磨损，充分盘活车间现有抛光设备资源；

29、2、适配多种厚度晶片组合，工艺参数可对比筛选较佳抛光方案

30、可选用不同厚度规格加工片搭配粘接，厚度更大加工片置于下方后匹配对应厚度游星轮即可稳定夹持加工；抛光前能够配置多组差异化加工压力、转速抛光参数分批加工，加工完成对比各组参数对应的晶片抛光良率，快速筛选适配不同材质晶片的最优抛光工艺，提升晶片表面平面度与光洁度管控能力；

31、3、三段式三槽清洗机分步脱除粘接蜡与抛光杂质，晶片分离洁净度高

32、抛光完成后粘接晶片整体送入三槽清洗机，先经第一槽加温脱蜡水溶液溶解片间粘接蜡，第二槽高压喷淋冲除大块蜡渣与抛光碎屑，第三槽加温清水超声剥离细微残留污物，分段清洗彻底去除粘接介质与表面加工杂质，清洗后两块晶片自动分离，单片仅保留单面抛光效果，简化晶片拆分与洁净处理工序。