申請(qǐng)?zhí)枺?01611198428.7
　　申請(qǐng)人：清華大學(xué)
　　發(fā)明人：馮雪 蔡世生 張長(zhǎng)興 李海成 張迎超 韓志遠(yuǎn)

　　摘要： 本發(fā)明公布了一種基于納米金剛石顆粒的大規(guī)模芯片純機(jī)械無(wú)化學(xué)式減薄方法，屬于柔性可延展光子/電子器件、半導(dǎo)體以及微電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法利用納米金剛石顆粒作為磨削材料純機(jī)械無(wú)化學(xué)式減薄各種芯片材料(電子、光子芯片等)；在減薄過(guò)程中，通過(guò)改變納米金剛石的粒徑來(lái)調(diào)控粗糙、中度、精細(xì)研磨以及拋光；通過(guò)調(diào)控芯片托盤的芯片槽的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)不同尺寸芯片的大規(guī)模減薄。本發(fā)明方法適用于各種芯片材料大規(guī)模的減薄，同時(shí)適用于減薄到任意厚度，最終厚度可達(dá)到10μm左右，能夠很好地契合柔性可延展光子/電子器件所需的器件厚度。 　　主權(quán)利要求：1.一種基于納米金剛石顆粒的大規(guī)模芯片減薄方法，包括以下步驟：1)根據(jù)芯片的尺寸及形狀在芯片托盤上加工出芯片槽，然后將待減薄的芯片粘結(jié)到芯片槽中；2)將芯片托盤的底面黏附于陶瓷盤上；3)制備聚晶、類球狀納米金剛石顆粒，并通過(guò)輸送管道輸送金剛石顆粒到薄盤上，并使其均勻布滿在減薄盤；4)將黏附了芯片托盤的陶瓷盤安放到減薄盤上，其中芯片朝下與金剛石顆粒接觸，然后在陶瓷盤上施加均布載荷，并調(diào)整減薄盤和陶瓷盤的旋轉(zhuǎn)速度，通過(guò)金剛石顆粒研磨芯片來(lái)進(jìn)行減薄，具體采用等級(jí)遞進(jìn)流水線式減薄方式：即根據(jù)對(duì)減薄速度和減薄后芯片質(zhì)量的要求，依次選擇從大到小不同粒徑的金剛石顆粒進(jìn)行漸進(jìn)式減??；5)除去陶瓷盤和芯片托盤之間的粘結(jié)劑，將芯片托盤加熱，使芯片與托盤分離，再用中性有機(jī)溶劑清洗芯片，并將芯片轉(zhuǎn)移。
　　2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟4)利用粒徑分布在2000nm至1nm范圍內(nèi)的多種不同粒徑的金剛石顆粒，按顆粒粒徑從大到小的順序依次對(duì)芯片進(jìn)行減薄，最后減薄采用的金剛石顆粒的粒徑為40-200nm和/或1-40nm。
　　3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟4)選擇如下a至f中的兩個(gè)或更多個(gè)步驟按金剛石顆粒粒徑從大到小的順序進(jìn)行漸進(jìn)式芯片減?。篴：將陶瓷盤安放在一號(hào)減薄盤上并施加均布載荷，一號(hào)減薄盤上的金剛石顆粒的粒徑在1250-2000nm，減薄芯片厚度至一定厚度；b：將陶瓷盤移動(dòng)至二號(hào)減薄盤上并施加均布載荷，二號(hào)減薄盤上的金剛石顆粒的粒徑為1000-1250nm，減薄芯片厚度至一定厚度；c：將陶瓷盤移動(dòng)至三號(hào)減薄盤上并施加均布載荷，三號(hào)減薄盤上的金剛石顆粒的粒徑為800-1000nm，減薄芯片厚度至一定厚度；d：將陶瓷盤移動(dòng)至四號(hào)減薄盤上并施加均布載荷，四號(hào)減薄盤上的金剛石顆粒的粒徑為500-800nm，減薄芯片厚度至一定厚度；e：將陶瓷盤移動(dòng)至五號(hào)減薄盤上并施加均布載荷，五號(hào)減薄盤上的金剛石顆粒的粒徑為40-200nm，減薄芯片厚度至一定厚度；f：將陶瓷盤移動(dòng)至六號(hào)減薄盤上并施加均布載荷，六號(hào)減薄盤上的金剛石顆粒的粒徑為1-40nm，減薄芯片厚度至一定厚度。
　　4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟4)中，當(dāng)使用的金剛石顆粒粒徑在1000-2000nm時(shí)，采用4-7.5莫氏硬度的減薄盤；當(dāng)使用的金剛石顆粒粒徑在500-1000nm時(shí)，采用2-4莫氏硬度的減薄盤；當(dāng)使用的金剛石顆粒粒徑在500nm以下時(shí)，采用1-2莫氏硬度的減薄盤。
　　5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)進(jìn)行減薄操作時(shí)，在陶瓷盤上施加每個(gè)芯片承受的載荷為0.5-1.5KPa的均布載荷，陶瓷盤和減薄盤的旋轉(zhuǎn)速度分別為30-80rpm和30-40rpm。
　　6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟4)的減薄過(guò)程中通過(guò)管道輸送金剛石顆粒到減薄盤上進(jìn)行補(bǔ)給。
　　7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中采用有機(jī)溶劑和去離子水依次清洗待減薄的芯片，然后在芯片槽中注入少量的粘結(jié)劑，采用貼片技術(shù)將各尺寸及形狀的芯片放置于對(duì)應(yīng)的芯片槽中，加熱芯片托盤，并加壓后冷卻，使芯片貼合到芯片槽中。
　　8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)在陶瓷盤上均勻涂覆粘結(jié)劑，將芯片托盤底面黏附于陶瓷盤上。
　　9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)通過(guò)輸送管道輸送金剛石顆粒到減薄盤上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)器驅(qū)動(dòng)減薄盤旋轉(zhuǎn)并控制旋轉(zhuǎn)速度，在整個(gè)減薄過(guò)程中，采用修正環(huán)促使金剛石顆粒均勻地布滿整個(gè)減薄盤。
　　10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)用中性有機(jī)溶劑清洗芯片時(shí)，芯片會(huì)依托在芯片托盤的芯片槽中，使用柔性圖章選擇性轉(zhuǎn)移不同功能的芯片至特定基底上。