[发明专利]基于纳米金刚石颗粒的大规模芯片减薄方法

摘要

本发明公布了一种基于纳米金刚石颗粒的大规模芯片纯机械无化学式减薄方法，属于柔性可延展光子/电子器件、半导体以及微电子技术领域。本发明方法利用纳米金刚石颗粒作为磨削材料纯机械无化学式减薄各种芯片材料(电子、光子芯片等)；在减薄过程中，通过改变纳米金刚石的粒径来调控粗糙、中度、精细研磨以及抛光；通过调控芯片托盘的芯片槽的大小来实现不同尺寸芯片的大规模减薄。本发明方法适用于各种芯片材料大规模的减薄，同时适用于减薄到任意厚度，最终厚度可达到10μm左右，能够很好地契合柔性可延展光子/电子器件所需的器件厚度。

主权项

1.一种基于纳米金刚石颗粒的大规模芯片减薄方法，根据以下步骤制备厚度在10微米或其以下的超薄芯片：1)根据芯片的尺寸及形状在芯片托盘上加工出芯片槽，然后将待减薄的芯片粘结到芯片槽中；2)将芯片托盘的底面黏附于陶瓷盘上；3)制备聚晶、类球状纳米金刚石颗粒，并通过输送管道输送金刚石颗粒到薄盘上，并使其均匀布满在减薄盘；4)将黏附了芯片托盘的陶瓷盘安放到减薄盘上，其中芯片朝下与金刚石颗粒接触，然后在陶瓷盘上施加均布载荷，并调整减薄盘和陶瓷盘的旋转速度，通过金刚石颗粒研磨芯片来进行减薄，具体采用等级递进流水线式减薄方式：即利用粒径分布在2000nm至1nm范围内的多种不同粒径的金刚石颗粒，根据对减薄速度和减薄后芯片质量的要求，依次选择从大到小不同粒径的金刚石颗粒进行渐进式减薄，具体如下：a：将陶瓷盘安放在一号减薄盘上并施加均布载荷，一号减薄盘上的金刚石颗粒的粒径在1250‑2000nm，减薄芯片厚度至100‑500μm；b：将陶瓷盘移动至二号减薄盘上并施加均布载荷，二号减薄盘上的金刚石颗粒的粒径为1000‑1250nm，减薄芯片厚度至60‑100μm；c：将陶瓷盘移动至三号减薄盘上并施加均布载荷，三号减薄盘上的金刚石颗粒的粒径为800‑1000nm，减薄芯片厚度至40‑60μm；d：将陶瓷盘移动至四号减薄盘上并施加均布载荷，四号减薄盘上的金刚石颗粒的粒径为500‑800nm，减薄芯片厚度至15‑30μm；e：将陶瓷盘移动至五号减薄盘上并施加均布载荷，五号减薄盘上的金刚石颗粒的粒径为40‑200nm，减薄芯片厚度至12‑14μm；f：将陶瓷盘移动至六号减薄盘上并施加均布载荷，六号减薄盘上的金刚石颗粒的粒径为1‑40nm，减薄芯片厚度至10微米或其以下；5)除去陶瓷盘和芯片托盘之间的粘结剂，将芯片托盘加热，使芯片与托盘分离，再用中性有机溶剂清洗芯片，并将芯片转移。