[发明专利]一种碲锌镉晶片的抛光工艺

说明书

一种碲锌镉晶片的抛光工艺，包括以下步骤：研磨：选用磨砂膨化玻璃盘对碲锌镉晶体进行研磨；铣磨：铣磨机的磨轮旋转并去除晶片的表面损伤层，控制去除量为80μm‑150μm，表面粗糙度≤20nm，铣磨过程中在晶片和磨轮之间喷淋冷却水，加工完成后传递至抛光工序；化学机械抛光：将承载盘表面设置为由盘中间向盘圆周逐渐降低的倾斜形状，倾斜角度为2±0.5度，将碲锌镉晶片放置在承载盘上，化学机械抛光的过程中加入pH值为9‑11的抛光液，控制研磨头的转速为：3‑20r/min，压力为2‑10N/cm²，去除量为20‑40μm，时间为20‑40min，抛光结束后，抛光液回流并返回抛光液供液系统。该抛光工艺可有效减少晶片划伤、划痕、暗裂且能减小晶片表面粗糙度，具有极为广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及晶片加工技术领域，具体涉及的是一种碲锌镉的抛光工艺。

背景技术

碲锌镉晶体是宽禁带II-VI族化合物半导体，其具有优异的光电性能，是迄今为止制造室温X射线及γ射线探测器最为理想的半导体材料，被广泛用作红外探测器HgCdTe的外延衬底和室温核辐射探测器等领域。现有的碲锌镉晶片抛光工艺，通常先对晶片进行机械研磨然后进行化学机械抛光，在机械研磨的过程中，制作研磨盘的材料通常为球墨铸铁，这种材质容易氧化得到三氧化二铁颗粒，从而造成晶片划伤、划痕、暗裂。

化学机械抛光技术(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是集成电路制造中获得全局平坦化的一种手段，化学机械抛光系统由一个旋转的晶片夹持器、承载抛光垫的承载盘和抛光液供给装置三大部分组成，进行抛光加工时，亚微米纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在工件和抛光垫之间流动，使得工件表面发生化学反应并生成一层反应膜，该反应膜由磨粒和抛光垫的机械作用去除，在化学成膜和机械去膜的交替过程中实现超精密表面加工。CMP技术与传统的纯机械抛光相比可以有效避免表面损伤，与纯化学抛光相比，其抛光速度较快、表面平整度和抛光一致性较好。但是化学机械研磨中仍然存在的问题是：晶片的中间线速度较慢，越靠近外缘线速度越大，引起了晶片内外掉量不均衡的现象始终存在，从而使得产品的表面粗糙度始终无法进一步改善。据报道，现有的碲锌镉晶片表面粗糙度通常在1nm以上。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种可有效减少晶片划伤、划痕、暗裂且能减小表面粗糙度的碲锌镉晶片的抛光工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种碲锌镉晶片的抛光工艺，包括以下步骤：

步骤一、机械研磨：选用膨化玻璃盘并加工形成带有磨砂面的磨砂膨化玻璃盘，然后对碲锌镉晶体进行研磨。

步骤二、铣磨：使用真空吸附机械手将晶片传递到微孔真空吸盘并固定，铣磨机的磨轮旋转并去除晶片的表面损伤层，控制去除量为80μm-150μm，铣磨过程中在晶片和磨轮之间喷淋冷却水，加工完成后晶片表面粗糙度≤20nm，传递至化学机械抛光工序。

步骤三：化学机械抛光：将承载盘表面设置为由盘中间向盘圆周逐渐降低的倾斜形状，倾斜角度为2±0.5度，将碲锌镉晶片放置在承载盘上，通过抛光液供液系统加入pH值为9-11的碱性抛光液，控制研磨头的转速为：3-20r/min，压力为2-10N/cm²，去除量为20-40μm，时间为20-40min，研磨头的旋转方向和承载盘的旋转方向相反，抛光结束后，抛光液回流并返回抛光液供液系统。

优选地，步骤一中磨砂膨化玻璃盘的边缘加工成D型或者T型。

优选地，步骤一中研磨时以研磨辅料配合进行，所述研磨辅料选用粒径为6-9um的氧化铝研磨粉。

优选地，步骤二中铣磨时控制温度为15-25℃。

优选地，步骤三中承载盘的倾斜角度为2度，研磨头的转速为11r/min，压力为6N/cm²，去除量为30μm，时间为30min。