一种异形半导体晶片及其制备方法
一种异形半导体晶片及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种半导体晶片及其制备方法，更具体地，设及一种异形半导体晶片 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 半导体晶片由于其在电子、通讯及能源等多种领域中的应用，越来越广泛地受到 关注。其中，将半导体晶片用作太阳能电池的衬底材料是一个重要的应用方向。目前，太阳 能电池的衬底材料多为圆形衬底，在衬底的外延和后续电池工艺完成后，再切割成方形的 电池进行模组的加工，该造成靠近圆形半导体晶片边缘的电池材料的浪费。开发方形衬底， 能节约半导体晶片外延和电池制作的成本，并能方便后续电池模组的加工。此外，在许多其 他应用领域中，也希望使用方形半导体晶片。因此，研究包括方形半导体晶片在内的非圆形 半导体晶片（统称为异形半导体晶片）的制备具有重要意义。
[0003] 晶片在制造过程中需要研磨和抛光，为此，将晶片置于一个晶片支承垫（carrier) (也称游星轮）中呈穿透的洞形状的内腔内，在研磨或抛光设备中进行处理（其中支承垫放 在研磨、抛光设备下盘的抛光垫上，晶片放在支承垫的内腔中，晶片下表面与抛光垫接触， 研磨、抛光设备上盘的抛光垫压住晶片上表面，在抛光设备的带动下晶片做公转和自转，实 现研磨和抛光）。在该些处理步骤中，与圆形半导体晶片相比，异形半导体晶片的处理要 困难得多，例如，如果方形半导体晶片置于具有圆形内腔的传统圆片研磨和抛光设备中的 晶片支承垫内，则方形晶片的直角处需采用较大的过渡圆弧，造成晶片有效面积的浪费；同 时，在操作过程中，也不易将晶片控制在圆形的支承垫的内腔内，相反，晶片易从圆形的支 承垫的内腔"逃"出，结果造成晶片的破碎。如果直接采用方形内腔的支承垫，则在操作过 程中晶片角部集中受力，也同样易于造成晶片的破碎。
[0004] 迄今为止，尚未见有成熟的、能W工业规模生产非圆形，即异形半导体晶片的方 法。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种制备异形半导体晶片的方法，该方法包括W 下步骤：
[0006] (1)由一种晶椿切割出晶片；
[0007] (2)对晶片进行表面研磨加工；
[000引 （3)将晶片解理成异形晶片；
[0009] (4)对异形晶片进行磨边处理；和
[0010] (5)将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行 精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。
[0011] 任选地，对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。
[0012] 此外，本发明还提供了一种异形半导体晶片，其表面微粗趟度Ra(用原子力显微 镜（AFM)测试，下同，详见实施例部分）不高于0.5纳米。
[0013] 本发明制备异形半导体晶片的方法减少或避免了加工过程中晶片破损的风险，提 高了晶片的成品率。此外，由本发明方法制得的异形半导体晶片还具有良好的晶片平整度， 适于进行外延生长。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明方法的晶片倒角的示意图，其中图la倒角为圆弧状，图化倒角为坡 形；
[0015] 图2为本发明一个实施方案中所用多边形晶片磨削机及其主要部件示意图；
[0016] 图3为用于实施本发明研磨、抛光方法的设备的一个实例。
【具体实施方式】
[0017] 在本发明中，所述异形是指非圆形的、各边均为直边的形状，例如长方形、正方形、 菱形或其他多边形等。
[0018] 在本发明中，如无其他说明，则所有操作均在室温、常压实施。
[0019] 本发明制备异形半导体晶片的方法，包括W下步骤：
[0020] (1)由一种晶椿切割出晶片；
[0021] (2)对晶片进行表面研磨加工；
[0022] (3)将晶片解理成异形晶片；
[0023] (4)对异形晶片进行磨边处理；和
[0024] (5)将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行 精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。
[0025] 任选地，对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。
[0026] 在本发明方法的步骤（1)中，由一种晶椿切割出晶片。晶片厚度通常不高于850 微米。所述晶椿可商购得到，或由本领域已知的方法制备。
[0027] 在本发明的一个优选实施方案中，所述晶椿为娃晶椿、错晶椿、IIIA-VA族半导体 晶椿（即由IIIA族和VA族元素形成的半导体晶椿，例如神化嫁晶椿、磯化铜晶椿或磯化嫁 晶椿）、碳化娃晶椿W及藍宝石（主要成分为氧化侣）晶椿等。
[002引在本发明的一个优选实施方案中，所述晶椿为单晶晶椿。
[0029] 在本发明的一个优选实施方案中，所述晶椿为横向截面为圆形的晶椿（简称圆形 晶椿），其长度方向的截面为长方形或正方形，其圆形横截面的直径通常为2-15厘米，优选 为5-12厘米。
[0030] 当然，晶椿也可W是横向截面为其他形状的晶椿，例如由圆形晶椿经过处理而得 的横向截面为异形的晶椿，此时，步骤（1)所切割出的晶片为异形晶片（在该种实施方案 中，上述第（3)步可W省略）。
[0031] 所述切割通常使用本领域已知的外圆切割机、内圆切割机或多线切割机进行。由 于多线切割机具有好的生产效率和出片率，因此优选多线切割机。通常，切出的晶片厚度为 250-850微米，优选为270-820微米，更优选为300-800微米。
[0032] 优选地，在步骤（1)切割之后，还进行步骤（r);对步骤（1)切出的晶片进行边缘 倒角处理（如图la和图化所示），使晶片边缘获得合适的圆弧（图la)或坡度（图化，其 中a优选为45 + 10° )。图la和化为晶片倒角前后的横截面图示。优选地，使得晶片边 缘的横截面具有圆弧状的边缘（图la)。优选地，经过此步骤处理，可W减少或避免后续步 骤中半导体晶片破损的风险。所述倒角处理通常使用倒角机进行，任何现有技术的倒角机 均可用于该步骤。可W理解的是，如果步骤（1)所切割出的晶片为异形晶片，则此步骤优选 对异形晶片的所有周边作倒角处理，但是，也可W只对晶片的角部作倒角处理。
[003引步骤似为对晶片进行表面研磨加工，可在一种已知的研磨设备中进行（例如类 似图3的设备），晶片置于一个支承垫中，上下两侧垫有研磨垫（通常为聚醋类研磨垫），研 磨过程使用研磨液（可用已知的研磨液）。例如，在采用上下盘式的研磨设备（上下盘反向 旋转）时，研磨过程中，晶片所受压力为0. 03-0. 18千克/平方厘米，优选0. 05-0. 15千克 /平方厘米。上盘转速2-12转/分钟，优选3-10转/分钟；下盘转速5-20转/分钟，优选 8-15转/分钟。研磨液量为60-120ml/m2研磨盘面积/分钟（按设备盘单面计）。研磨时 间为20-50分钟，优选25-40分钟。表面研磨加工是为了消除切片工序中晶片表面的银纹 损伤，获得足够的晶片平整度，为后续的抛光工序作准备。在一个优选的实施方案中，将晶 片放置在一种支承垫中对其进行双面研磨加工，消除切片工序带来的银纹损伤。
[0034] 步骤（3)为将晶片解理成异形晶片。此处，解理的含义是指将圆形晶片加工成异 形晶片。解理可W采用W下方法：在圆形晶片上按照需要的异形晶片图形，用尖锐工具一例 如钻石笔、手术刀等---切割晶片各边缘，使晶片各边缘成为直边。或者，也可W采用砂轮 等磨出直边。
[0035] 优选地，在步骤（3)中，将多片晶片一起加工成异形晶片。为此，可W使用粘结剂 将多片晶片粘接在一起，然后将粘接在一起的多片晶片切割成异形晶片。例如，采用内圆 切割机实施切割。该样，可W进一步提高生产效率。所述粘结剂可选自下列之一；天然及 合成聚合物，例如纤维素类物质（例如駿甲基纤维素）、阿拉伯树胶、聚己締醇、聚己酸己締 醋、天然磯脂（如脑磯脂和卵磯脂）、合成磯脂、矿物油、植物油、蜡和松香等，优选蜡，例如 蜂蜡。此外，在切割之后，粘结剂的去除可使用本领域已知的去除粘结剂的任何常规方法， 包括物理方法和化学方法等，例如可使用加热、或使用水或有机溶剂如IPA(异丙醇）、酒精 或化蜡剂等去除粘结剂，W不对晶片产生不利影响为限。优选地，粘结剂为水溶性粘结剂。
[0036] 在本发明的一个优选实施方案中，所述异形晶片为方形晶片，例如正方形或长方 形晶片。
[0037] 步骤（4)为对异形晶片进行磨边处理。所述磨边处理可使用多边形晶片磨边机进 行。例如，所述多边形晶片磨削机可W采用中国实用新型专利第201020567085. 9号的晶片 磨削机，该多边形晶片磨削机1如图2所示，包括：
[003引工作吸盘2,用于通过抽真空容纳保持待磨边的多边形晶片的巧料，工作吸盘2可W围绕其轴线转动，该工作吸盘2优选采用吸气孔吸附方式或吸气槽吸附方式抽真空，吸 气孔或吸气槽在工作吸盘上均匀且对称分布，使多边形晶片巧料受力均匀地吸附固定在该 工作吸盘上；与多边形晶片相对应，工作吸盘为相应的多边形，在示例的实施方案中为正方 形或长方形；
[0039] 靠模6,按照多边形晶片成品期望的边缘形状制成并用作母型，设置在工作吸盘2 的下方，与工作 吸盘2同轴设置，并相对于工作吸盘2固定；
[0040] 两个定位挡板3,用于在磨削作业开始前或在磨削作业过程中通过顶靠晶片巧料， 而使它们在工作吸盘2上准确定位；
[0041] 砂轮4,用于磨削所述晶片；
[0042] 靠轮5,设置在砂轮4下方且与砂轮4同轴设置，在磨削过程中，该靠轮5顶在所述 靠模6上，W使砂轮4按照该靠模6的形状来磨削晶片；W及
[0043] 调整机构，其通过调整靠轮5和靠模6之间的相对位置，确保靠轮5和靠模6处于 同一水平高度，防止了在磨削晶片的过程中出现直边不直、倒角的上下面宽度不一致的情 况。
[0044] 其中同轴设置的工作吸盘和靠模与同轴设置的砂轮和靠轮之间可W相对移动。
[0045] 利用该多边形晶片磨削机对异形晶片的磨削可W按如下所述实施；首先，将该异 形晶片放置在相应异形的工作吸盘2上。为确保该晶片准确定位，优选使该晶片的两个边 顶靠在两个定位挡板3上。然后，开启抽真空装置，使该晶片吸附固定在工作吸盘2上。此 时，可W撤出两个定位挡板3。接着，移动同轴设置的砂轮4和靠轮5,使它们朝晶片的方向 移动，同时砂轮冷却水打开。当砂轮进入磨削作业时，工作吸盘2开始旋转，设置在砂轮4 下方的靠轮5顶在靠模6上，使得砂轮4将会按照该靠模6的形状来磨削该晶片。当上述 磨削进行至原始起点使该晶片被磨削一周后，即在放置该晶片的工作吸盘2相应旋转一周 后，优选地，使该工作吸盘2接着继续旋转超过约5%至约10%来对该晶片进一步磨削，然 后再转回至原始起点，W防止在磨削的异形晶片中出现接口。接下来，工作吸盘2停止转 动，砂轮4后退，两个定位挡板3前进。最后，切断真空，取下磨边完毕后的异形晶片。
[0046] 进行所述磨边处理可W去除外边缘的加工余量和锋利的棱角，获得所需的边形。
[0047] 优选对磨边之后的晶片进行边缘倒角处理（可W参考图la和图化），使晶片边缘 获得合适的圆弧（图la)或坡度（图化）。优选地，使得晶片边缘的截面具有圆弧状的边缘 (图la)。
[0048] 在本发明的另一个实施方案中，步骤（1)至（4)也可调换为步骤（1)、（3)、（4)、 (2)。
[0049] 步骤（5)为将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光， 然后进行精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。更具体而言，将来自第（4)步的晶片一优 选已经作过倒角处理一用一种粘结剂固定在支撑物上，借助于支撑物的固定和支撑，对异 形晶片实施粗抛光和精抛光。所述支撑物为刚性的平板，表面大小足于容纳异形晶片，优选 与待抛光的异形晶片具有相同的形状、与异形晶片相匹配，或者优选为圆形。通常，支撑物 的厚度与晶片厚度类似，例如为150-750微米，优选为165-720微米，更优选为180-700微 米。支撑物表面平坦；优选表面光滑。支撑物表面微粗趟度Ra优选不高于0.5微米，更优 选不高于0.3微米。支撑物外缘形状为圆形时，则步骤（5)可W利用已有的处理圆形晶片 的设备，使支撑物与处理设备的形状匹配；当然，支撑物的外缘也可W是非圆形的，此时只 需对抛光设备中的晶片固定机构略作修改即可。如果希望进行单面抛光，则将不需要抛光 的一面通过粘结剂将晶片粘在支撑物上；如果希望进行双面抛光，则先加工一面，然后再加 工另一面。考虑到晶片抛光时的实际条件，通常的刚性材料均足于保证抛光所需，即支撑物 在抛光过程中不发生变形和破碎。通常，支撑物例如由塑料、石英、玻璃、陶瓷或在抛光条件 下为惰性的金属（例如侣）制成。支撑物优选由塑料、玻璃、石英或陶瓷制成。通过采用支 撑物，可w避免异形晶片在抛光过程中因受力不均而破损，提高晶片的成品率。固定晶片所 使用的粘结剂可为可用于粘接目的并能使晶片与支撑物之间在抛光过程中不发生相对位 移的任何粘结剂，其烙点（或软化点）高于抛光温度；另一方面，考虑到抛光后粘结剂的移 除，优选粘结剂的烙点（或软化点）不应过高。通常，所述粘结剂的烙点（或软化点）可为 40-150，°C优选为50-120，°C更优选为60-100。°C所述粘结剂可选自下列之一；天然及 合成聚合物，例如纤维素类物质（例如駿甲基纤维素）、阿拉伯树胶、聚己締醇、聚己酸己締 醋、天然磯脂（如脑磯脂和卵磯脂）、合成磯脂、矿物油、植物油、蜡和松香等，优选蜡，例如 蜂蜡。粘结剂的去除可使用本领域已知的去除粘结剂的任何常规方法，包括物理方法和化 学方法等，例如可使用加热、或使用水或有机溶剂如IPA(异丙醇）、酒精或化蜡剂等去除粘 结剂，W不对晶片产生不利影响为限。优选地，粘结剂为水溶性粘结剂。
[0化0] 在一个优选的实施方案中，将异形晶片的一面涂覆液体蜡并将该晶片贴在平整的 陶瓷支撑物，轻轻施加压力W确保晶片和陶瓷盘之间没有间隙。将然后将载有晶片的陶瓷 盘放在抛光机上，进行粗抛和精抛。
[0051] 所述粗抛光和精抛光均可使用本领域已知的任何抛光方法和抛光设备进行。
[0052] 对于粗抛光，也即机械化学抛光，例如在晶片为GaAs晶片的情况下，使用的粗抛 光溶液，除水W外，还包括二氯代异氯尿酸盐、横酸盐、焦磯酸盐、碳酸氨盐和娃溶胶。在 本发明的一种优选实施方案中，粗抛光溶液中除水W外的成分按它们的重量百分比计（基 于除水之外的成分的总量计），包括二氯代异氯尿酸盐8. 0-22. 0%、横酸盐0. 01-0. 30%、 焦磯酸盐4. 5-19. 0 %、碳酸氨盐3. 0-13. 0 %和娃溶胶55. 0-72. 0%，各组分含量总和为 100%。上述各组分溶于水后的总重量百分比W不对晶片产生不利影响为限，可W为任何浓 度，但是优选不高于6.0%。在另一个实施方案中，在晶片为InP晶片的情况下，可使用商购 抛光磨料W已知的常规方法进行，所述商购抛光磨料如日本化jimiCo巧oration的化jimi INSECSP抛光磨料或INSECIPP抛光磨料等。而在晶片为Si晶片的情况下，可使用购自美 国AKZ0NOB化Inc.的化Ico2371抛光液。
[0化3] 对于粗抛光，在采用上下盘式的抛光设备（上下盘反向旋转）时，抛光过程中，晶 片所受压力为0. 04-0. 15千克/平方厘米，优选0. 05-0. 12千克/平方厘米。上盘转速10-45 转/分钟，优选15-35转/分钟；下盘转速5-40转/分钟，优选8-30转/分钟。抛光液流 量为60-120升/cm2晶片面积/小时。抛光时间为20-70分钟，优选25-60分钟。
[0054] 对于精抛光，也即化学机械抛光，例如在晶片为GaAs晶片的情况下，使用的精抛 光溶液，除水W外，包括二氯代异氯尿酸盐、横酸盐、酸式焦磯酸盐、碳酸氨盐和碳酸盐。在 本发明的一个优选实施方案中，除水之外，按重量百分比计（基于除水之外的成分的总量 计），精抛光溶液包括二氯代异氯尿酸盐29. 00-40. 00%、横酸盐0. 20-0. 45%、酸式焦磯酸 盐18. 00-35. 00%、碳酸氨盐17. 00-24. 00%和碳酸盐15. 00~23. 00%，各组分含量总和为 100%。上述各组分溶于水后的总重量百分比W不对晶片产生不利影响为限，可W为任何浓 度，但是优选不高于3. 0%。在另一个实施方案中，在晶片为InP晶片的情况下，可使用商 购抛光液W已知的常规方法进行，所述商购抛光液如日本化jimiCorperation的化jimi INSECSP抛光液或化jimiCOMP化80抛光液等。而在晶片为Si晶片的情况下，可使用购 自美国RodelCorporation的RodelLS-10 抛光液。
[0化5] 对于精抛光，在采用上下盘式的抛光设备（上下盘反向旋转）时，抛光过程中，晶 片所受压力为0. 05-0. 15千克/平方厘米，优选0. 07-0. 12千克/平方厘米。上盘转速20-60 转/分钟，优选25-50转/分钟；下盘转速12-40转/分钟，优选15-30转/分钟。抛光液 流量为0. 5-1.Oml/cm2晶片面积/分钟。抛光时间为3-20分钟，优选5-15分钟。
[0化6] 在本发明的各抛光溶液中，二氯代异氯尿酸盐、（酸式）焦磯酸盐、碳酸氨盐和碳 酸盐可W使用它们各自的水溶性盐类之一。优选的是，二氯代异氯尿酸盐、（酸式）焦磯酸 盐、碳酸氨盐和碳酸盐为各自的水溶性的碱金属盐之一或为锭盐，特别优选为各自的钢盐 或锭盐。
[0化7] 对于娃溶胶，可W使用常规的娃溶胶，例如市售的娃溶胶，或者是使用现有技术方 法制备的娃溶胶。
[0化引对于横酸盐，可W使用水溶性横酸盐，优选水溶性碱金属盐之一或为锭盐，特别优 选为钢盐或锭盐。优选的是，横酸盐为例如Ce_ie芳基（即含6-16个碳原子的芳基，包括取代 的芳基）的单横酸盐或二横酸盐（例如Cy。烷基-苯横酸盐、苯横酸盐、蒙横酸盐、慈横酸 盐、Cw。烷基-苯基二横酸二盐、苯基二横酸二盐、蒙基二横酸二盐或慈基二横酸二盐，例如 1，2-苯二横酸二盐、1，3-苯二横酸二盐、苯横酸盐或蒙横酸盐）、烷基横酸盐（优选为4-10 个碳原子烷基的横酸盐，例如了烷基横酸盐、戊烷基横酸盐、己烷基横酸盐、庚烷基横酸盐、 辛烷基横酸盐、壬烷基横酸盐和癸烷基横酸盐等）和酪横酸盐之一，进一步优选1，3-苯二 横酸盐、苯横酸盐、蒙横酸盐或己烷基横酸盐。
[0059] 对于粗抛光和精抛光，虽然上面对于某些晶片示例了各自的方法，但是，由于粗抛 光和精抛光本身可W采用现有技术的方法进行，因此不作进一步寶述。
[0060] 经过粗抛光和精抛光，异形半导体晶片其表面微粗趟度不高于0. 5纳米。优选地， 该晶片厚度不高于750微米，例如为200-750微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 5纳米。进一步 优选地，所述异形半导体晶片厚度为280-700微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。再进一 步优选地，所述异形半导体晶片厚度为320-650微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。按其 所能形成的外接圆（与异形形状各个角都相交的圆）的直径计算，本发明的异形半导体晶 片的外接圆直径通常为2-15厘米，优选为5-12厘米。
[00W] 普通技术人员可W领会的是，如果在步骤（1)所切割出的晶片为异形晶片，则在 上述步骤（r)-妨中，无需实施步骤（3)(即；将晶片解理成异形晶片）和（4)(即；对异 形晶片进行磨边处理）。此时，在步骤（2)(即；对晶片进行表面研磨加工）中，也优选采用 粘结剂，将晶片固定在支撑物上之后，再进行表面研磨；在需要双面研磨时，也采用先加工 一面，然后再加工另一面的方式。
[0062] 任选地，对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理，优选进行湿法表面清洗处理。对 清洗处理的过程无特别限制，只要其能使晶片表面达到所需的清洁程度即可。就湿法清洗 处理而言，可根据所制备的异形半导体晶片的种类进行适当选择，套用现有技术处理圆形 晶片的方法。优选地，所述步骤化）的表面湿法清洗处理在不低于1000级的洁净室中进 行。所述洁净室等级的定义参考美国联邦标准209D洁净室规格（见下表1)。在此，通常只 考察微尘粒子数，例如，千级洁净室一般指，每立方英尺中，> 0. 5微米的颗粒数《1000颗； >5.0微米的颗粒数《10颗。优选地，经过步骤（6)的表面清洗处理，在光照下目测，晶片 表面无颗粒、无白雾。并且晶片表面化和化金属残余量分别《l〇Xl(T原子/cm2。该样， 本发明方法的异形半导体晶片，不需要再进行任何外延前的处理，可达到开盒即用的水平。 由于清洗可w采用现有技术的方法，在此不作进一步寶述。
[0063] 表1美国联邦标准209D洁净室规格
[0064]
[0065] 发明所述制备异形半导体晶片的方法，由于在抛光过程中晶片用粘结剂被固定在 支撑物上，从而有效减少或避免了晶片破损的风险，提高了晶片的成品率，使工业化生产圆 形晶片成为可能。
[0066] 此外，本发明提供了一种异形半导体晶片，其表面微粗趟度不高于0.5纳米。优选 地，该晶片厚度不高于750微米，例如为200-750微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 5纳米。进 一步优选地，所述异形半导体晶片厚度为280-700微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。再 进一步优选地，所述异形半导体晶片厚度为320-650微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。
[0067] 按其所能形成的外接圆的直径计算，本发明的异形半导体晶片的外接圆直径通常 为2-15厘米，优选为5-12厘米。
[0068] 优选的是，本发明的异形半导体晶片在光照下目巧U，晶片表面无颗粒、无白雾。并 且晶片表面金属化和化残余量分别《10X1〇1°原子/cm2。
[0069] 在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中，所述异形半导体晶片为娃晶 片、错晶片、IIIA-VA族半导体晶片（即由IIIA族和VA族元素形成的半导体晶片，例如神 化嫁晶片、磯化铜晶片或磯化嫁晶片）、碳化娃晶片W及藍宝石（主要成分为氧化侣）晶片 等。
[0070] 在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中，所述异形半导体晶片为单晶晶 片。
[0071] 在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中，所述异形半导体晶片为方形晶 片，例如正方形或长方形晶片。
[0072] 为更好地理解本发明，下文将结合实施例对本发明进行详细描述，但应认识到该 些实施例仅为对本发明进行示例说明，而非意在限制本发明。
[0073] 连施例
[0074] 在各实施例中，采用图3所示的研磨和抛光机（上下盘直径1.0米）实施研磨和抛 光，其中R1和R2为转动轴，11为研磨液或抛光液管，12为设备上盘，13为设备下盘，14为 晶片和支承垫，16为研磨垫或抛光垫（研磨垫为购自美国环球光学公司化iversal化tics Co.Ltd的聚醋类研磨垫，牌号为LI^S研磨垫；粗抛光垫为购自美国Rohmand化SSInc.公 司的聚氨醋抛光垫，牌号Suba-X化d;精抛光垫为购自美国Rohmand化SSInc.公司的聚 氨醋抛光垫，牌号P0LITEX化d。下盘也有研磨垫和抛光垫，与上盘的相同，位于晶片和支承 垫之下，未示出）。支承垫（研磨和抛光采用同一支承垫）、研磨垫和抛光垫直径为1米；支 承垫用于承载晶片的4个孔位于半径方向的中部，沿圆周方向均匀分布。
[0075] 研磨液采用日本化jimiCo巧oration化jimi20TS氧化二侣研磨粉和水的混合 液，重量比为1 ;1，研磨过程中的研磨液流量为每分钟90毫升/平方米设备盘面积（单面 计）。
[0076] 如无相反说明，则所制备的异形半导体晶片的检测条件如下（所测晶片表面为在 抛光机中朝上的一面）：
[0077] 1.用TXRF(反射X射线巧光分析仪；TREX610 型，OSAKAJapanTechnos公司） 检测经湿法清洗处理的方形晶片的表面痕量金属原子化和化残余量，合格标准为分别 《10Xl(^原子/cm2;
[007引 2.用AFM(原子力显微镜）（美国DigitalInstrument公司^noScopeIlia型） (垂直分辨率0. 03纳米，分析区域5ymX5ym)测试晶片的表面粗趟度Ra，W纳米表示；
[0079] 3.W目测无裂纹的晶片作为合格产品，除W处理的晶片总数，乘W100%表示成 品率，W超过90%为合格；
[0080] 4.用叫trasortInstrument(平整度测试仪Tropel，生产商美国CorningTropel Co巧eration)测试抛光后晶片的平整度参数，WTTV(总体厚度变化）《7ym，LTV(局部 厚度变化）《[email protected]区域内，WARP(翅曲度）《10ym，Bow(弯曲度）《5ym表 示合格表示）；
[OOW] 5.于日本SYNTECInc.公司产Yamada强光灯（光强大于100,000Lux)下目测是 否有颗粒、白雾；
[00間 6.晶片厚度用接触式测厚仪（日本Mi化toyo,型号；ID-C112ED)检测。
[0083] 7.Tencor6220 (表面颗粒度测试仪生产商美国KLA-Tencor公司）在0. 3微米阔 值条件下测试晶片表面的颗粒度，《1颗/平方厘米表示合格（标为"无"）。
[0084] 在多个晶片的情况下，数值取平均值。
[00化]实施例1
[0086] 由一个直径5. 1厘米的GaAs圆形晶椿用多线切割机一次切出50片（按15、15、 1〇、1〇片分成第1-4组）厚度相同的圆形晶片，厚度均为450微米；使用倒角机对各片圆形 晶片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形；然后将经倒角的晶片放置在和270微米 厚度的支承垫（型号为Carrier-9B-50,购自江苏江阴晶科电子研磨材料厂）中，在0.08千 克/平方厘米压力下进行双面研磨加工30分钟，消除切片工序带来的银纹损伤，其中，下盘 逆时针旋转，转速为10转/分钟，中屯、齿圈和上盘顺时针旋转，转速为4转/分钟，外齿圈 逆时针旋转，转速为8转/分钟。然后，将该晶片解理成3. 5X3. 5厘米的正方形晶片；使 用类似于附图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶片进行磨边处理，获得合适的边缘形 状；将经磨边的晶片的一面涂覆阿拉伯树胶后贴在一个3. 6X3. 6厘米方形的500微米厚的 平坦陶瓷板（Ra<0. 5微米）上，轻轻施加压力确保晶片和陶瓷板之间没有气泡；将载有晶 片的陶瓷板放在抛光机的支承垫腔内（紧贴陶瓷板），先将表2所示的粗抛光溶液用于该 抛光设备，在表2所示粗抛条件下抛光60分钟，用去离子水（电阻率大于17. 5兆欧姆?厘 米----按25°C的值，下同）清洗后，干燥，再将表3所示的精抛光溶液用于该抛光设备，在 表3所示精抛条件下抛光6分钟，然后将载有晶片的陶瓷板取出放在加热炉上，使胶烙化， 将晶片移出陶瓷板，用去离子水清洗后，干燥；按下述进行表面湿法清洗处理；1.在10,°C 将晶片在含有0. 3重量％N&、1. 3重量％ (基于溶液总重量，下同）过氧化氨的水溶液中浸 溃5分钟，2.在10，°C用去离子水冲洗晶片表面3分钟，3.在20，°C将晶片用10重量％ 过氧化氨溶液浸溃5分钟，4.在15, °C用去离子水冲洗晶片表面3分钟，5.在20, °C将晶 片用10重量％氨水溶液浸溃5分钟，6.在15, °C用去离子水冲洗晶片表面3分钟，7.将晶 片放入晶片旋转干燥机中用热氮气干燥。
[0087] 对所制备的GaAs方形半导体晶片进行检测，结果见表4-5。
[0 08引表2粗抛光溶液的组成及抛光条件
[0089]
[0090] 表3精抛光溶液的组成及抛光条件
[0091]
[0097] * ;表不 1. 5X10…，下同。
[009引 实施例2
[0099] 由一个直径10. 5厘米的InP圆形晶椿用多线切割机一次切出50片（按15、15、 10、10片分成第1-4组）厚度相同的圆形晶片，厚度均为650微米；使用倒角机对各片圆形 晶片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形；然后将经倒角的晶片放置在500微米厚 度的支承垫（型号为Carrier-9B-50,购自江苏江阴晶科电子研磨材料厂）中，在0.07千克 /平方厘米压力下进行双面研磨加工30分钟，消除切片工序带来的银纹损伤，其中，下盘逆 时针旋转，转速为10转/分钟，中屯、齿圈和上盘顺时针旋转，转速为4转/分钟，外齿圈逆 时针旋转，转速为8转/分钟。然后，将该晶片解理成7. 0X7. 0厘米的正方形晶片；使用类 似于附图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶片进行磨边处理，获得合适的边缘形状； 将经磨边的晶片的一面涂覆蜂蜡后贴在一个直径11厘米的500微米厚的圆形平坦石英板 (Ra<0. 5微米）上，轻轻施加压力确保晶片和石英板之间没有气泡；将载有晶片的石英板放 在抛光机的支承垫腔内（紧贴石英板），先将液体化jimiINSECSP抛光磨料用于该抛光设 备，在表6所示粗抛条件下抛光55分钟，用去离子水清洗后，干燥，再将化jimiCOMP化80 抛光液用于该抛光设备，在表7所示精抛条件下抛光8分钟，然后将载有晶片的石英板取出 放在加热炉上烘烤，使蜂蜡烙化，将晶片移出陶瓷板，用去离子水清洗后，干燥；按下述进行 表面湿法清洗处理：
[0100] (1)将待洗晶片浸入92重量％的浓硫酸中于65°C处理4秒；
[0101] (2)将上述晶片取出然后浸入98重量％浓硫酸中于25°C处理2秒；
[0102] (3)然后于20°C，将晶片放入冲洗槽中，用去离子水冲洗晶片表面55秒；
[0103] (4)将冲洗过的晶片浸入8重量％的巧樣酸溶液中于25°C处理30秒；
[0104] 妨然后将晶片放入冲洗槽中，于20°C，用去离子水冲洗晶片表面20秒；
[010引 （6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液化202:畑40扣&0的重量比为1:2:7)中 于25°C处理5秒；
[0106] (7)然后于20。将晶片放入冲洗槽中，用去离子水冲洗晶片表面30秒；
[0107] (8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气（70°C)干燥15分钟。
[0108] 干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENCOR6220型、原子力显微镜灯检查表面。
[0109] 用强光灯（Yamada强光灯（光强大于100,OOOLux))检查晶片表面，无可见颗粒、 无白雾。用KLA-TENCOR6220型检查，面积大于0. 11ym2的颗粒15颗0). 31颗/cm2)，白 雾值化aze值）=0. 7ppm。用TXRF测量金属含量，Cu= 4xl〇w原子/cm2,化=3xl〇w原 子 /cm]。
[0110] 其余结果见表8-9。
[0111] 表6粗抛光条件
[0112]
[0115]
[0120] 实施例3
[0121] 由一个直径12厘米的Si圆形晶椿用多线切割机一次切出50片（按15、15、10、 10片分成第1-4组）厚度相同的圆形晶片，厚度均为480微米；使用倒角机对各片圆形晶 片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形；然后将经倒角的晶片放置在350微米厚度 的支承垫（型号为Carrier-9B-50,购自晶科电子研磨材料厂）中，在0. 10千克/平方厘 米压力下进行双面研磨加工30分钟，消除切片工序带来的银纹损伤，其中，下盘逆时针旋 转，转速为10转/分钟，中屯、齿圈和上盘顺时针旋转，转速为4转/分钟，外齿圈逆时针旋 转，转速为8转/分钟。然后，将该晶片解理成8. 2X8. 2厘米的正方形晶片；使用类似于附 图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶片进行磨边处理，获得合适的边缘形状；将经磨 边的晶片的一面涂覆駿甲基纤维素后贴在一个8. 3X8. 3厘米的500微米厚的方形平坦侣 板（Ra<0. 5微米）上，轻轻施加压力确保晶片和侣板之间没有气泡；将载有晶片的侣板放在 单面抛光机的支承垫腔内（紧贴侣板），先将购自美国的化Ico2371抛光液用于该抛光设 备，在表10所示粗抛条件下抛光25分钟，用去离子水清洗后，干燥，再将购自美国的Rodel LS-10抛光液用于该抛光设备，在表11所示精抛条件下抛光12分钟，然后将载有晶片的侣 板取出，水洗、将晶片移出侣板，用去离子水清洗后，干燥；按下述进行表面湿法清洗处理：
[0122] 第一步，使用的试剂由馬5〇4-馬〇2-馬0组成（其中馬5〇4:馬〇2:馬0的体积比为1 ;3 ; 2,H2SO4和H202按各在室温的下形成饱和溶液计，下同），在115°C温度下对娃片进行清洗 150 秒；
[012引第二步，使用的试剂由秘04-馬02-馬0组成，立者的体积比为1 ; 1 ;5，清洗时的温度 为75°C，历时75秒；
[0124] 第S步，采用15重量％氨氣酸化巧清洗，于23 °C处理30秒；
[0125] 第四步，采用肥1-&〇2-&0组成混合液（S种物质的摩尔比例由1 ;1 ;6)，于75°C 处理90秒。
[01%] 第五步，用去离子水冲洗3分钟。
[0127] 然后烘干，检测。检测结果见表12和13。
[0128] 表10粗抛光条件
[0129]
[0136] 对比实施例4
[0137] 取实施例1的晶片1片重复实施例1 (按第4组条件），但是支承垫厚度为200微 米，且在机械抛光步骤不采用陶瓷板，发现机械化学抛光步骤结束后，晶片破裂，不再进行 后续步骤。
[013引对比实施例5
[0139] 取实施例2的晶片1片重复实施例2 (按第4组条件），但是支承垫厚度为240微 米，且在机械抛光步骤不加石英板，发现机械化学抛光步骤结束后，晶片破裂，不再进行后 续步骤。
[0140] 对比实施例6
[0141] 取实施例3的晶片1片重复实施例3 (按第4组条件），但是支承垫厚度为220微 米，且在机械抛光步骤不加侣板，发现机械化学抛光步骤结束后，晶片破裂，不再进行后续 步骤。
[0142] 虽然已参照特定实施方案对本发明进行了说明，但本领域技术人员应认识到的 是，在不偏离本发明主旨和范围的情况下，可对所述实施方案进行改变或改进，本发明范围 通过所附权利要求书限定。
【主权项】
1. 一种制备异形半导体晶片的方法，包括以下步骤： (1) 由一种晶棒切割出晶片； (2) 对晶片进行表面研磨加工； (3) 将晶片解理成异形晶片； (4) 对异形晶片进行磨边处理；和 (5) 将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行精抛 光，其中所述支撑物为刚性的平板。2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（1)中的所述晶棒为硅晶棒、锗晶棒、 IIIA-VA族半导体晶棒、碳化硅晶棒以及蓝宝石晶棒等。3. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（1)之后，还进行步骤（1'）：对步骤（1) 切出的晶片进行边缘倒角处理，使晶片边缘获得合适的坡度或圆弧。4. 根据权利要求1的方法，其特征在于，支撑物的表面微粗糙度Ra不高于0. 5微米。5. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（5)中的所述支撑物例如由塑料、石英、 玻璃、陶瓷或在抛光条件下为惰性的金属制成。6. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（5)中的所述粘结剂选自天然及合成聚 合物。7. 根据权利要求1的方法，其特征在于，由步骤（5)得到的异形半导体晶片的厚度为 200-750微米，表面微粗糙度为0. 2-0. 5纳米。8. 根据权利要求1的方法，还对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。9. 一种异形半导体晶片，其表面微粗糙度不高于0. 5纳米。10. 根据权利要求9的异形半导体晶片，其特征在于该晶片厚度为200-750微米，表面 微粗糙度为〇. 2-0. 5纳米。
【专利摘要】本发明涉及一种异形半导体晶片及其制备方法，其中所述方法包括以下步骤：(1)由一种晶棒切割出晶片；(2)对晶片进行表面研磨加工；(3)将晶片解理成异形晶片；(4)对异形晶片进行磨边处理；(5)将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。还任选对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。
【IPC分类】H01L21/02, H01L21/304
【公开号】CN104900492
【申请号】CN201510242900
【发明人】刘文森, 王冰, 周铁军
【申请人】北京通美晶体技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月13日
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种半导体晶片及其制备方法，更具体地，设及一种异形半导体晶片 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 半导体晶片由于其在电子、通讯及能源等多种领域中的应用，越来越广泛地受到 关注。其中，将半导体晶片用作太阳能电池的衬底材料是一个重要的应用方向。目前，太阳 能电池的衬底材料多为圆形衬底，在衬底的外延和后续电池工艺完成后，再切割成方形的 电池进行模组的加工，该造成靠近圆形半导体晶片边缘的电池材料的浪费。开发方形衬底， 能节约半导体晶片外延和电池制作的成本，并能方便后续电池模组的加工。此外，在许多其 他应用领域中，也希望使用方形半导体晶片。因此，研究包括方形半导体晶片在内的非圆形 半导体晶片（统称为异形半导体晶片）的制备具有重要意义。
[0003] 晶片在制造过程中需要研磨和抛光，为此，将晶片置于一个晶片支承垫（carrier) (也称游星轮）中呈穿透的洞形状的内腔内，在研磨或抛光设备中进行处理（其中支承垫放 在研磨、抛光设备下盘的抛光垫上，晶片放在支承垫的内腔中，晶片下表面与抛光垫接触， 研磨、抛光设备上盘的抛光垫压住晶片上表面，在抛光设备的带动下晶片做公转和自转，实 现研磨和抛光）。在该些处理步骤中，与圆形半导体晶片相比，异形半导体晶片的处理要 困难得多，例如，如果方形半导体晶片置于具有圆形内腔的传统圆片研磨和抛光设备中的 晶片支承垫内，则方形晶片的直角处需采用较大的过渡圆弧，造成晶片有效面积的浪费；同 时，在操作过程中，也不易将晶片控制在圆形的支承垫的内腔内，相反，晶片易从圆形的支 承垫的内腔"逃"出，结果造成晶片的破碎。如果直接采用方形内腔的支承垫，则在操作过 程中晶片角部集中受力，也同样易于造成晶片的破碎。
[0004] 迄今为止，尚未见有成熟的、能W工业规模生产非圆形，即异形半导体晶片的方 法。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种制备异形半导体晶片的方法，该方法包括W 下步骤：
[0006] (1)由一种晶椿切割出晶片；
[0007] (2)对晶片进行表面研磨加工；
[000引 （3)将晶片解理成异形晶片；
[0009] (4)对异形晶片进行磨边处理；和
[0010] (5)将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行 精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。
[0011] 任选地，对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。
[0012] 此外，本发明还提供了一种异形半导体晶片，其表面微粗趟度Ra(用原子力显微 镜（AFM)测试，下同，详见实施例部分）不高于0.5纳米。
[0013] 本发明制备异形半导体晶片的方法减少或避免了加工过程中晶片破损的风险，提 高了晶片的成品率。此外，由本发明方法制得的异形半导体晶片还具有良好的晶片平整度， 适于进行外延生长。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明方法的晶片倒角的示意图，其中图la倒角为圆弧状，图化倒角为坡 形；
[0015] 图2为本发明一个实施方案中所用多边形晶片磨削机及其主要部件示意图；
[0016] 图3为用于实施本发明研磨、抛光方法的设备的一个实例。
【具体实施方式】
[0017] 在本发明中，所述异形是指非圆形的、各边均为直边的形状，例如长方形、正方形、 菱形或其他多边形等。
[0018] 在本发明中，如无其他说明，则所有操作均在室温、常压实施。
[0019] 本发明制备异形半导体晶片的方法，包括W下步骤：
[0020] (1)由一种晶椿切割出晶片；
[0021] (2)对晶片进行表面研磨加工；
[0022] (3)将晶片解理成异形晶片；
[0023] (4)对异形晶片进行磨边处理；和
[0024] (5)将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行 精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。
[0025] 任选地，对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。
[0026] 在本发明方法的步骤（1)中，由一种晶椿切割出晶片。晶片厚度通常不高于850 微米。所述晶椿可商购得到，或由本领域已知的方法制备。
[0027] 在本发明的一个优选实施方案中，所述晶椿为娃晶椿、错晶椿、IIIA-VA族半导体 晶椿（即由IIIA族和VA族元素形成的半导体晶椿，例如神化嫁晶椿、磯化铜晶椿或磯化嫁 晶椿）、碳化娃晶椿W及藍宝石（主要成分为氧化侣）晶椿等。
[002引在本发明的一个优选实施方案中，所述晶椿为单晶晶椿。
[0029] 在本发明的一个优选实施方案中，所述晶椿为横向截面为圆形的晶椿（简称圆形 晶椿），其长度方向的截面为长方形或正方形，其圆形横截面的直径通常为2-15厘米，优选 为5-12厘米。
[0030] 当然，晶椿也可W是横向截面为其他形状的晶椿，例如由圆形晶椿经过处理而得 的横向截面为异形的晶椿，此时，步骤（1)所切割出的晶片为异形晶片（在该种实施方案 中，上述第（3)步可W省略）。
[0031] 所述切割通常使用本领域已知的外圆切割机、内圆切割机或多线切割机进行。由 于多线切割机具有好的生产效率和出片率，因此优选多线切割机。通常，切出的晶片厚度为 250-850微米，优选为270-820微米，更优选为300-800微米。
[0032] 优选地，在步骤（1)切割之后，还进行步骤（r);对步骤（1)切出的晶片进行边缘 倒角处理（如图la和图化所示），使晶片边缘获得合适的圆弧（图la)或坡度（图化，其 中a优选为45 + 10° )。图la和化为晶片倒角前后的横截面图示。优选地，使得晶片边 缘的横截面具有圆弧状的边缘（图la)。优选地，经过此步骤处理，可W减少或避免后续步 骤中半导体晶片破损的风险。所述倒角处理通常使用倒角机进行，任何现有技术的倒角机 均可用于该步骤。可W理解的是，如果步骤（1)所切割出的晶片为异形晶片，则此步骤优选 对异形晶片的所有周边作倒角处理，但是，也可W只对晶片的角部作倒角处理。
[003引步骤似为对晶片进行表面研磨加工，可在一种已知的研磨设备中进行（例如类 似图3的设备），晶片置于一个支承垫中，上下两侧垫有研磨垫（通常为聚醋类研磨垫），研 磨过程使用研磨液（可用已知的研磨液）。例如，在采用上下盘式的研磨设备（上下盘反向 旋转）时，研磨过程中，晶片所受压力为0. 03-0. 18千克/平方厘米，优选0. 05-0. 15千克 /平方厘米。上盘转速2-12转/分钟，优选3-10转/分钟；下盘转速5-20转/分钟，优选 8-15转/分钟。研磨液量为60-120ml/m2研磨盘面积/分钟（按设备盘单面计）。研磨时 间为20-50分钟，优选25-40分钟。表面研磨加工是为了消除切片工序中晶片表面的银纹 损伤，获得足够的晶片平整度，为后续的抛光工序作准备。在一个优选的实施方案中，将晶 片放置在一种支承垫中对其进行双面研磨加工，消除切片工序带来的银纹损伤。
[0034] 步骤（3)为将晶片解理成异形晶片。此处，解理的含义是指将圆形晶片加工成异 形晶片。解理可W采用W下方法：在圆形晶片上按照需要的异形晶片图形，用尖锐工具一例 如钻石笔、手术刀等---切割晶片各边缘，使晶片各边缘成为直边。或者，也可W采用砂轮 等磨出直边。
[0035] 优选地，在步骤（3)中，将多片晶片一起加工成异形晶片。为此，可W使用粘结剂 将多片晶片粘接在一起，然后将粘接在一起的多片晶片切割成异形晶片。例如，采用内圆 切割机实施切割。该样，可W进一步提高生产效率。所述粘结剂可选自下列之一；天然及 合成聚合物，例如纤维素类物质（例如駿甲基纤维素）、阿拉伯树胶、聚己締醇、聚己酸己締 醋、天然磯脂（如脑磯脂和卵磯脂）、合成磯脂、矿物油、植物油、蜡和松香等，优选蜡，例如 蜂蜡。此外，在切割之后，粘结剂的去除可使用本领域已知的去除粘结剂的任何常规方法， 包括物理方法和化学方法等，例如可使用加热、或使用水或有机溶剂如IPA(异丙醇）、酒精 或化蜡剂等去除粘结剂，W不对晶片产生不利影响为限。优选地，粘结剂为水溶性粘结剂。
[0036] 在本发明的一个优选实施方案中，所述异形晶片为方形晶片，例如正方形或长方 形晶片。
[0037] 步骤（4)为对异形晶片进行磨边处理。所述磨边处理可使用多边形晶片磨边机进 行。例如，所述多边形晶片磨削机可W采用中国实用新型专利第201020567085. 9号的晶片 磨削机，该多边形晶片磨削机1如图2所示，包括：
[003引工作吸盘2,用于通过抽真空容纳保持待磨边的多边形晶片的巧料，工作吸盘2可W围绕其轴线转动，该工作吸盘2优选采用吸气孔吸附方式或吸气槽吸附方式抽真空，吸 气孔或吸气槽在工作吸盘上均匀且对称分布，使多边形晶片巧料受力均匀地吸附固定在该 工作吸盘上；与多边形晶片相对应，工作吸盘为相应的多边形，在示例的实施方案中为正方 形或长方形；
[0039] 靠模6,按照多边形晶片成品期望的边缘形状制成并用作母型，设置在工作吸盘2 的下方，与工作 吸盘2同轴设置，并相对于工作吸盘2固定；
[0040] 两个定位挡板3,用于在磨削作业开始前或在磨削作业过程中通过顶靠晶片巧料， 而使它们在工作吸盘2上准确定位；
[0041] 砂轮4,用于磨削所述晶片；
[0042] 靠轮5,设置在砂轮4下方且与砂轮4同轴设置，在磨削过程中，该靠轮5顶在所述 靠模6上，W使砂轮4按照该靠模6的形状来磨削晶片；W及
[0043] 调整机构，其通过调整靠轮5和靠模6之间的相对位置，确保靠轮5和靠模6处于 同一水平高度，防止了在磨削晶片的过程中出现直边不直、倒角的上下面宽度不一致的情 况。
[0044] 其中同轴设置的工作吸盘和靠模与同轴设置的砂轮和靠轮之间可W相对移动。
[0045] 利用该多边形晶片磨削机对异形晶片的磨削可W按如下所述实施；首先，将该异 形晶片放置在相应异形的工作吸盘2上。为确保该晶片准确定位，优选使该晶片的两个边 顶靠在两个定位挡板3上。然后，开启抽真空装置，使该晶片吸附固定在工作吸盘2上。此 时，可W撤出两个定位挡板3。接着，移动同轴设置的砂轮4和靠轮5,使它们朝晶片的方向 移动，同时砂轮冷却水打开。当砂轮进入磨削作业时，工作吸盘2开始旋转，设置在砂轮4 下方的靠轮5顶在靠模6上，使得砂轮4将会按照该靠模6的形状来磨削该晶片。当上述 磨削进行至原始起点使该晶片被磨削一周后，即在放置该晶片的工作吸盘2相应旋转一周 后，优选地，使该工作吸盘2接着继续旋转超过约5%至约10%来对该晶片进一步磨削，然 后再转回至原始起点，W防止在磨削的异形晶片中出现接口。接下来，工作吸盘2停止转 动，砂轮4后退，两个定位挡板3前进。最后，切断真空，取下磨边完毕后的异形晶片。
[0046] 进行所述磨边处理可W去除外边缘的加工余量和锋利的棱角，获得所需的边形。
[0047] 优选对磨边之后的晶片进行边缘倒角处理（可W参考图la和图化），使晶片边缘 获得合适的圆弧（图la)或坡度（图化）。优选地，使得晶片边缘的截面具有圆弧状的边缘 (图la)。
[0048] 在本发明的另一个实施方案中，步骤（1)至（4)也可调换为步骤（1)、（3)、（4)、 (2)。
[0049] 步骤（5)为将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光， 然后进行精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。更具体而言，将来自第（4)步的晶片一优 选已经作过倒角处理一用一种粘结剂固定在支撑物上，借助于支撑物的固定和支撑，对异 形晶片实施粗抛光和精抛光。所述支撑物为刚性的平板，表面大小足于容纳异形晶片，优选 与待抛光的异形晶片具有相同的形状、与异形晶片相匹配，或者优选为圆形。通常，支撑物 的厚度与晶片厚度类似，例如为150-750微米，优选为165-720微米，更优选为180-700微 米。支撑物表面平坦；优选表面光滑。支撑物表面微粗趟度Ra优选不高于0.5微米，更优 选不高于0.3微米。支撑物外缘形状为圆形时，则步骤（5)可W利用已有的处理圆形晶片 的设备，使支撑物与处理设备的形状匹配；当然，支撑物的外缘也可W是非圆形的，此时只 需对抛光设备中的晶片固定机构略作修改即可。如果希望进行单面抛光，则将不需要抛光 的一面通过粘结剂将晶片粘在支撑物上；如果希望进行双面抛光，则先加工一面，然后再加 工另一面。考虑到晶片抛光时的实际条件，通常的刚性材料均足于保证抛光所需，即支撑物 在抛光过程中不发生变形和破碎。通常，支撑物例如由塑料、石英、玻璃、陶瓷或在抛光条件 下为惰性的金属（例如侣）制成。支撑物优选由塑料、玻璃、石英或陶瓷制成。通过采用支 撑物，可w避免异形晶片在抛光过程中因受力不均而破损，提高晶片的成品率。固定晶片所 使用的粘结剂可为可用于粘接目的并能使晶片与支撑物之间在抛光过程中不发生相对位 移的任何粘结剂，其烙点（或软化点）高于抛光温度；另一方面，考虑到抛光后粘结剂的移 除，优选粘结剂的烙点（或软化点）不应过高。通常，所述粘结剂的烙点（或软化点）可为 40-150，°C优选为50-120，°C更优选为60-100。°C所述粘结剂可选自下列之一；天然及 合成聚合物，例如纤维素类物质（例如駿甲基纤维素）、阿拉伯树胶、聚己締醇、聚己酸己締 醋、天然磯脂（如脑磯脂和卵磯脂）、合成磯脂、矿物油、植物油、蜡和松香等，优选蜡，例如 蜂蜡。粘结剂的去除可使用本领域已知的去除粘结剂的任何常规方法，包括物理方法和化 学方法等，例如可使用加热、或使用水或有机溶剂如IPA(异丙醇）、酒精或化蜡剂等去除粘 结剂，W不对晶片产生不利影响为限。优选地，粘结剂为水溶性粘结剂。
[0化0] 在一个优选的实施方案中，将异形晶片的一面涂覆液体蜡并将该晶片贴在平整的 陶瓷支撑物，轻轻施加压力W确保晶片和陶瓷盘之间没有间隙。将然后将载有晶片的陶瓷 盘放在抛光机上，进行粗抛和精抛。
[0051] 所述粗抛光和精抛光均可使用本领域已知的任何抛光方法和抛光设备进行。
[0052] 对于粗抛光，也即机械化学抛光，例如在晶片为GaAs晶片的情况下，使用的粗抛 光溶液，除水W外，还包括二氯代异氯尿酸盐、横酸盐、焦磯酸盐、碳酸氨盐和娃溶胶。在 本发明的一种优选实施方案中，粗抛光溶液中除水W外的成分按它们的重量百分比计（基 于除水之外的成分的总量计），包括二氯代异氯尿酸盐8. 0-22. 0%、横酸盐0. 01-0. 30%、 焦磯酸盐4. 5-19. 0 %、碳酸氨盐3. 0-13. 0 %和娃溶胶55. 0-72. 0%，各组分含量总和为 100%。上述各组分溶于水后的总重量百分比W不对晶片产生不利影响为限，可W为任何浓 度，但是优选不高于6.0%。在另一个实施方案中，在晶片为InP晶片的情况下，可使用商购 抛光磨料W已知的常规方法进行，所述商购抛光磨料如日本化jimiCo巧oration的化jimi INSECSP抛光磨料或INSECIPP抛光磨料等。而在晶片为Si晶片的情况下，可使用购自美 国AKZ0NOB化Inc.的化Ico2371抛光液。
[0化3] 对于粗抛光，在采用上下盘式的抛光设备（上下盘反向旋转）时，抛光过程中，晶 片所受压力为0. 04-0. 15千克/平方厘米，优选0. 05-0. 12千克/平方厘米。上盘转速10-45 转/分钟，优选15-35转/分钟；下盘转速5-40转/分钟，优选8-30转/分钟。抛光液流 量为60-120升/cm2晶片面积/小时。抛光时间为20-70分钟，优选25-60分钟。
[0054] 对于精抛光，也即化学机械抛光，例如在晶片为GaAs晶片的情况下，使用的精抛 光溶液，除水W外，包括二氯代异氯尿酸盐、横酸盐、酸式焦磯酸盐、碳酸氨盐和碳酸盐。在 本发明的一个优选实施方案中，除水之外，按重量百分比计（基于除水之外的成分的总量 计），精抛光溶液包括二氯代异氯尿酸盐29. 00-40. 00%、横酸盐0. 20-0. 45%、酸式焦磯酸 盐18. 00-35. 00%、碳酸氨盐17. 00-24. 00%和碳酸盐15. 00~23. 00%，各组分含量总和为 100%。上述各组分溶于水后的总重量百分比W不对晶片产生不利影响为限，可W为任何浓 度，但是优选不高于3. 0%。在另一个实施方案中，在晶片为InP晶片的情况下，可使用商 购抛光液W已知的常规方法进行，所述商购抛光液如日本化jimiCorperation的化jimi INSECSP抛光液或化jimiCOMP化80抛光液等。而在晶片为Si晶片的情况下，可使用购 自美国RodelCorporation的RodelLS-10 抛光液。
[0化5] 对于精抛光，在采用上下盘式的抛光设备（上下盘反向旋转）时，抛光过程中，晶 片所受压力为0. 05-0. 15千克/平方厘米，优选0. 07-0. 12千克/平方厘米。上盘转速20-60 转/分钟，优选25-50转/分钟；下盘转速12-40转/分钟，优选15-30转/分钟。抛光液 流量为0. 5-1.Oml/cm2晶片面积/分钟。抛光时间为3-20分钟，优选5-15分钟。
[0化6] 在本发明的各抛光溶液中，二氯代异氯尿酸盐、（酸式）焦磯酸盐、碳酸氨盐和碳 酸盐可W使用它们各自的水溶性盐类之一。优选的是，二氯代异氯尿酸盐、（酸式）焦磯酸 盐、碳酸氨盐和碳酸盐为各自的水溶性的碱金属盐之一或为锭盐，特别优选为各自的钢盐 或锭盐。
[0化7] 对于娃溶胶，可W使用常规的娃溶胶，例如市售的娃溶胶，或者是使用现有技术方 法制备的娃溶胶。
[0化引对于横酸盐，可W使用水溶性横酸盐，优选水溶性碱金属盐之一或为锭盐，特别优 选为钢盐或锭盐。优选的是，横酸盐为例如Ce_ie芳基（即含6-16个碳原子的芳基，包括取代 的芳基）的单横酸盐或二横酸盐（例如Cy。烷基-苯横酸盐、苯横酸盐、蒙横酸盐、慈横酸 盐、Cw。烷基-苯基二横酸二盐、苯基二横酸二盐、蒙基二横酸二盐或慈基二横酸二盐，例如 1，2-苯二横酸二盐、1，3-苯二横酸二盐、苯横酸盐或蒙横酸盐）、烷基横酸盐（优选为4-10 个碳原子烷基的横酸盐，例如了烷基横酸盐、戊烷基横酸盐、己烷基横酸盐、庚烷基横酸盐、 辛烷基横酸盐、壬烷基横酸盐和癸烷基横酸盐等）和酪横酸盐之一，进一步优选1，3-苯二 横酸盐、苯横酸盐、蒙横酸盐或己烷基横酸盐。
[0059] 对于粗抛光和精抛光，虽然上面对于某些晶片示例了各自的方法，但是，由于粗抛 光和精抛光本身可W采用现有技术的方法进行，因此不作进一步寶述。
[0060] 经过粗抛光和精抛光，异形半导体晶片其表面微粗趟度不高于0. 5纳米。优选地， 该晶片厚度不高于750微米，例如为200-750微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 5纳米。进一步 优选地，所述异形半导体晶片厚度为280-700微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。再进一 步优选地，所述异形半导体晶片厚度为320-650微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。按其 所能形成的外接圆（与异形形状各个角都相交的圆）的直径计算，本发明的异形半导体晶 片的外接圆直径通常为2-15厘米，优选为5-12厘米。
[00W] 普通技术人员可W领会的是，如果在步骤（1)所切割出的晶片为异形晶片，则在 上述步骤（r)-妨中，无需实施步骤（3)(即；将晶片解理成异形晶片）和（4)(即；对异 形晶片进行磨边处理）。此时，在步骤（2)(即；对晶片进行表面研磨加工）中，也优选采用 粘结剂，将晶片固定在支撑物上之后，再进行表面研磨；在需要双面研磨时，也采用先加工 一面，然后再加工另一面的方式。
[0062] 任选地，对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理，优选进行湿法表面清洗处理。对 清洗处理的过程无特别限制，只要其能使晶片表面达到所需的清洁程度即可。就湿法清洗 处理而言，可根据所制备的异形半导体晶片的种类进行适当选择，套用现有技术处理圆形 晶片的方法。优选地，所述步骤化）的表面湿法清洗处理在不低于1000级的洁净室中进 行。所述洁净室等级的定义参考美国联邦标准209D洁净室规格（见下表1)。在此，通常只 考察微尘粒子数，例如，千级洁净室一般指，每立方英尺中，> 0. 5微米的颗粒数《1000颗； >5.0微米的颗粒数《10颗。优选地，经过步骤（6)的表面清洗处理，在光照下目测，晶片 表面无颗粒、无白雾。并且晶片表面化和化金属残余量分别《l〇Xl(T原子/cm2。该样， 本发明方法的异形半导体晶片，不需要再进行任何外延前的处理，可达到开盒即用的水平。 由于清洗可w采用现有技术的方法，在此不作进一步寶述。
[0063] 表1美国联邦标准209D洁净室规格
[0064]
[0065] 发明所述制备异形半导体晶片的方法，由于在抛光过程中晶片用粘结剂被固定在 支撑物上，从而有效减少或避免了晶片破损的风险，提高了晶片的成品率，使工业化生产圆 形晶片成为可能。
[0066] 此外，本发明提供了一种异形半导体晶片，其表面微粗趟度不高于0.5纳米。优选 地，该晶片厚度不高于750微米，例如为200-750微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 5纳米。进 一步优选地，所述异形半导体晶片厚度为280-700微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。再 进一步优选地，所述异形半导体晶片厚度为320-650微米，表面微粗趟度为0. 2-0. 4纳米。
[0067] 按其所能形成的外接圆的直径计算，本发明的异形半导体晶片的外接圆直径通常 为2-15厘米，优选为5-12厘米。
[0068] 优选的是，本发明的异形半导体晶片在光照下目巧U，晶片表面无颗粒、无白雾。并 且晶片表面金属化和化残余量分别《10X1〇1°原子/cm2。
[0069] 在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中，所述异形半导体晶片为娃晶 片、错晶片、IIIA-VA族半导体晶片（即由IIIA族和VA族元素形成的半导体晶片，例如神 化嫁晶片、磯化铜晶片或磯化嫁晶片）、碳化娃晶片W及藍宝石（主要成分为氧化侣）晶片 等。
[0070] 在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中，所述异形半导体晶片为单晶晶 片。
[0071] 在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中，所述异形半导体晶片为方形晶 片，例如正方形或长方形晶片。
[0072] 为更好地理解本发明，下文将结合实施例对本发明进行详细描述，但应认识到该 些实施例仅为对本发明进行示例说明，而非意在限制本发明。
[0073] 连施例
[0074] 在各实施例中，采用图3所示的研磨和抛光机（上下盘直径1.0米）实施研磨和抛 光，其中R1和R2为转动轴，11为研磨液或抛光液管，12为设备上盘，13为设备下盘，14为 晶片和支承垫，16为研磨垫或抛光垫（研磨垫为购自美国环球光学公司化iversal化tics Co.Ltd的聚醋类研磨垫，牌号为LI^S研磨垫；粗抛光垫为购自美国Rohmand化SSInc.公 司的聚氨醋抛光垫，牌号Suba-X化d;精抛光垫为购自美国Rohmand化SSInc.公司的聚 氨醋抛光垫，牌号P0LITEX化d。下盘也有研磨垫和抛光垫，与上盘的相同，位于晶片和支承 垫之下，未示出）。支承垫（研磨和抛光采用同一支承垫）、研磨垫和抛光垫直径为1米；支 承垫用于承载晶片的4个孔位于半径方向的中部，沿圆周方向均匀分布。
[0075] 研磨液采用日本化jimiCo巧oration化jimi20TS氧化二侣研磨粉和水的混合 液，重量比为1 ;1，研磨过程中的研磨液流量为每分钟90毫升/平方米设备盘面积（单面 计）。
[0076] 如无相反说明，则所制备的异形半导体晶片的检测条件如下（所测晶片表面为在 抛光机中朝上的一面）：
[0077] 1.用TXRF(反射X射线巧光分析仪；TREX610 型，OSAKAJapanTechnos公司） 检测经湿法清洗处理的方形晶片的表面痕量金属原子化和化残余量，合格标准为分别 《10Xl(^原子/cm2;
[007引 2.用AFM(原子力显微镜）（美国DigitalInstrument公司^noScopeIlia型） (垂直分辨率0. 03纳米，分析区域5ymX5ym)测试晶片的表面粗趟度Ra，W纳米表示；
[0079] 3.W目测无裂纹的晶片作为合格产品，除W处理的晶片总数，乘W100%表示成 品率，W超过90%为合格；
[0080] 4.用叫trasortInstrument(平整度测试仪Tropel，生产商美国CorningTropel Co巧eration)测试抛光后晶片的平整度参数，WTTV(总体厚度变化）《7ym，LTV(局部 厚度变化）《[email protected]区域内，WARP(翅曲度）《10ym，Bow(弯曲度）《5ym表 示合格表示）；
[OOW] 5.于日本SYNTECInc.公司产Yamada强光灯（光强大于100,000Lux)下目测是 否有颗粒、白雾；
[00間 6.晶片厚度用接触式测厚仪（日本Mi化toyo,型号；ID-C112ED)检测。
[0083] 7.Tencor6220 (表面颗粒度测试仪生产商美国KLA-Tencor公司）在0. 3微米阔 值条件下测试晶片表面的颗粒度，《1颗/平方厘米表示合格（标为"无"）。
[0084] 在多个晶片的情况下，数值取平均值。
[00化]实施例1
[0086] 由一个直径5. 1厘米的GaAs圆形晶椿用多线切割机一次切出50片（按15、15、 1〇、1〇片分成第1-4组）厚度相同的圆形晶片，厚度均为450微米；使用倒角机对各片圆形 晶片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形；然后将经倒角的晶片放置在和270微米 厚度的支承垫（型号为Carrier-9B-50,购自江苏江阴晶科电子研磨材料厂）中，在0.08千 克/平方厘米压力下进行双面研磨加工30分钟，消除切片工序带来的银纹损伤，其中，下盘 逆时针旋转，转速为10转/分钟，中屯、齿圈和上盘顺时针旋转，转速为4转/分钟，外齿圈 逆时针旋转，转速为8转/分钟。然后，将该晶片解理成3. 5X3. 5厘米的正方形晶片；使 用类似于附图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶片进行磨边处理，获得合适的边缘形 状；将经磨边的晶片的一面涂覆阿拉伯树胶后贴在一个3. 6X3. 6厘米方形的500微米厚的 平坦陶瓷板（Ra<0. 5微米）上，轻轻施加压力确保晶片和陶瓷板之间没有气泡；将载有晶 片的陶瓷板放在抛光机的支承垫腔内（紧贴陶瓷板），先将表2所示的粗抛光溶液用于该 抛光设备，在表2所示粗抛条件下抛光60分钟，用去离子水（电阻率大于17. 5兆欧姆?厘 米----按25°C的值，下同）清洗后，干燥，再将表3所示的精抛光溶液用于该抛光设备，在 表3所示精抛条件下抛光6分钟，然后将载有晶片的陶瓷板取出放在加热炉上，使胶烙化， 将晶片移出陶瓷板，用去离子水清洗后，干燥；按下述进行表面湿法清洗处理；1.在10,°C 将晶片在含有0. 3重量％N&、1. 3重量％ (基于溶液总重量，下同）过氧化氨的水溶液中浸 溃5分钟，2.在10，°C用去离子水冲洗晶片表面3分钟，3.在20，°C将晶片用10重量％ 过氧化氨溶液浸溃5分钟，4.在15, °C用去离子水冲洗晶片表面3分钟，5.在20, °C将晶 片用10重量％氨水溶液浸溃5分钟，6.在15, °C用去离子水冲洗晶片表面3分钟，7.将晶 片放入晶片旋转干燥机中用热氮气干燥。
[0087] 对所制备的GaAs方形半导体晶片进行检测，结果见表4-5。
[0 08引表2粗抛光溶液的组成及抛光条件
[0089]
[0090] 表3精抛光溶液的组成及抛光条件
[0091]
[0097] * ;表不 1. 5X10…，下同。
[009引 实施例2
[0099] 由一个直径10. 5厘米的InP圆形晶椿用多线切割机一次切出50片（按15、15、 10、10片分成第1-4组）厚度相同的圆形晶片，厚度均为650微米；使用倒角机对各片圆形 晶片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形；然后将经倒角的晶片放置在500微米厚 度的支承垫（型号为Carrier-9B-50,购自江苏江阴晶科电子研磨材料厂）中，在0.07千克 /平方厘米压力下进行双面研磨加工30分钟，消除切片工序带来的银纹损伤，其中，下盘逆 时针旋转，转速为10转/分钟，中屯、齿圈和上盘顺时针旋转，转速为4转/分钟，外齿圈逆 时针旋转，转速为8转/分钟。然后，将该晶片解理成7. 0X7. 0厘米的正方形晶片；使用类 似于附图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶片进行磨边处理，获得合适的边缘形状； 将经磨边的晶片的一面涂覆蜂蜡后贴在一个直径11厘米的500微米厚的圆形平坦石英板 (Ra<0. 5微米）上，轻轻施加压力确保晶片和石英板之间没有气泡；将载有晶片的石英板放 在抛光机的支承垫腔内（紧贴石英板），先将液体化jimiINSECSP抛光磨料用于该抛光设 备，在表6所示粗抛条件下抛光55分钟，用去离子水清洗后，干燥，再将化jimiCOMP化80 抛光液用于该抛光设备，在表7所示精抛条件下抛光8分钟，然后将载有晶片的石英板取出 放在加热炉上烘烤，使蜂蜡烙化，将晶片移出陶瓷板，用去离子水清洗后，干燥；按下述进行 表面湿法清洗处理：
[0100] (1)将待洗晶片浸入92重量％的浓硫酸中于65°C处理4秒；
[0101] (2)将上述晶片取出然后浸入98重量％浓硫酸中于25°C处理2秒；
[0102] (3)然后于20°C，将晶片放入冲洗槽中，用去离子水冲洗晶片表面55秒；
[0103] (4)将冲洗过的晶片浸入8重量％的巧樣酸溶液中于25°C处理30秒；
[0104] 妨然后将晶片放入冲洗槽中，于20°C，用去离子水冲洗晶片表面20秒；
[010引 （6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液化202:畑40扣&0的重量比为1:2:7)中 于25°C处理5秒；
[0106] (7)然后于20。将晶片放入冲洗槽中，用去离子水冲洗晶片表面30秒；
[0107] (8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气（70°C)干燥15分钟。
[0108] 干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENCOR6220型、原子力显微镜灯检查表面。
[0109] 用强光灯（Yamada强光灯（光强大于100,OOOLux))检查晶片表面，无可见颗粒、 无白雾。用KLA-TENCOR6220型检查，面积大于0. 11ym2的颗粒15颗0). 31颗/cm2)，白 雾值化aze值）=0. 7ppm。用TXRF测量金属含量，Cu= 4xl〇w原子/cm2,化=3xl〇w原 子 /cm]。
[0110] 其余结果见表8-9。
[0111] 表6粗抛光条件
[0112]
[0115]
[0120] 实施例3
[0121] 由一个直径12厘米的Si圆形晶椿用多线切割机一次切出50片（按15、15、10、 10片分成第1-4组）厚度相同的圆形晶片，厚度均为480微米；使用倒角机对各片圆形晶 片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形；然后将经倒角的晶片放置在350微米厚度 的支承垫（型号为Carrier-9B-50,购自晶科电子研磨材料厂）中，在0. 10千克/平方厘 米压力下进行双面研磨加工30分钟，消除切片工序带来的银纹损伤，其中，下盘逆时针旋 转，转速为10转/分钟，中屯、齿圈和上盘顺时针旋转，转速为4转/分钟，外齿圈逆时针旋 转，转速为8转/分钟。然后，将该晶片解理成8. 2X8. 2厘米的正方形晶片；使用类似于附 图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶片进行磨边处理，获得合适的边缘形状；将经磨 边的晶片的一面涂覆駿甲基纤维素后贴在一个8. 3X8. 3厘米的500微米厚的方形平坦侣 板（Ra<0. 5微米）上，轻轻施加压力确保晶片和侣板之间没有气泡；将载有晶片的侣板放在 单面抛光机的支承垫腔内（紧贴侣板），先将购自美国的化Ico2371抛光液用于该抛光设 备，在表10所示粗抛条件下抛光25分钟，用去离子水清洗后，干燥，再将购自美国的Rodel LS-10抛光液用于该抛光设备，在表11所示精抛条件下抛光12分钟，然后将载有晶片的侣 板取出，水洗、将晶片移出侣板，用去离子水清洗后，干燥；按下述进行表面湿法清洗处理：
[0122] 第一步，使用的试剂由馬5〇4-馬〇2-馬0组成（其中馬5〇4:馬〇2:馬0的体积比为1 ;3 ; 2,H2SO4和H202按各在室温的下形成饱和溶液计，下同），在115°C温度下对娃片进行清洗 150 秒；
[012引第二步，使用的试剂由秘04-馬02-馬0组成，立者的体积比为1 ; 1 ;5，清洗时的温度 为75°C，历时75秒；
[0124] 第S步，采用15重量％氨氣酸化巧清洗，于23 °C处理30秒；
[0125] 第四步，采用肥1-&〇2-&0组成混合液（S种物质的摩尔比例由1 ;1 ;6)，于75°C 处理90秒。
[01%] 第五步，用去离子水冲洗3分钟。
[0127] 然后烘干，检测。检测结果见表12和13。
[0128] 表10粗抛光条件
[0129]
[0136] 对比实施例4
[0137] 取实施例1的晶片1片重复实施例1 (按第4组条件），但是支承垫厚度为200微 米，且在机械抛光步骤不采用陶瓷板，发现机械化学抛光步骤结束后，晶片破裂，不再进行 后续步骤。
[013引对比实施例5
[0139] 取实施例2的晶片1片重复实施例2 (按第4组条件），但是支承垫厚度为240微 米，且在机械抛光步骤不加石英板，发现机械化学抛光步骤结束后，晶片破裂，不再进行后 续步骤。
[0140] 对比实施例6
[0141] 取实施例3的晶片1片重复实施例3 (按第4组条件），但是支承垫厚度为220微 米，且在机械抛光步骤不加侣板，发现机械化学抛光步骤结束后，晶片破裂，不再进行后续 步骤。
[0142] 虽然已参照特定实施方案对本发明进行了说明，但本领域技术人员应认识到的 是，在不偏离本发明主旨和范围的情况下，可对所述实施方案进行改变或改进，本发明范围 通过所附权利要求书限定。
【主权项】
1. 一种制备异形半导体晶片的方法，包括以下步骤： (1) 由一种晶棒切割出晶片； (2) 对晶片进行表面研磨加工； (3) 将晶片解理成异形晶片； (4) 对异形晶片进行磨边处理；和 (5) 将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行精抛 光，其中所述支撑物为刚性的平板。2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（1)中的所述晶棒为硅晶棒、锗晶棒、 IIIA-VA族半导体晶棒、碳化硅晶棒以及蓝宝石晶棒等。3. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（1)之后，还进行步骤（1'）：对步骤（1) 切出的晶片进行边缘倒角处理，使晶片边缘获得合适的坡度或圆弧。4. 根据权利要求1的方法，其特征在于，支撑物的表面微粗糙度Ra不高于0. 5微米。5. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（5)中的所述支撑物例如由塑料、石英、 玻璃、陶瓷或在抛光条件下为惰性的金属制成。6. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤（5)中的所述粘结剂选自天然及合成聚 合物。7. 根据权利要求1的方法，其特征在于，由步骤（5)得到的异形半导体晶片的厚度为 200-750微米，表面微粗糙度为0. 2-0. 5纳米。8. 根据权利要求1的方法，还对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。9. 一种异形半导体晶片，其表面微粗糙度不高于0. 5纳米。10. 根据权利要求9的异形半导体晶片，其特征在于该晶片厚度为200-750微米，表面 微粗糙度为〇. 2-0. 5纳米。
【专利摘要】本发明涉及一种异形半导体晶片及其制备方法，其中所述方法包括以下步骤：(1)由一种晶棒切割出晶片；(2)对晶片进行表面研磨加工；(3)将晶片解理成异形晶片；(4)对异形晶片进行磨边处理；(5)将异形晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，对晶片进行粗抛光，然后进行精抛光，其中所述支撑物为刚性的平板。还任选对精抛后的异形晶片进行表面清洗处理。
【IPC分类】H01L21/02, H01L21/304
【公开号】CN104900492
【申请号】CN201510242900
【发明人】刘文森, 王冰, 周铁军
【申请人】北京通美晶体技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月13日
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