申請號：201611198428.7
　　申請人：清華大學
　　發明人：馮雪 蔡世生 張長興 李海成 張迎超 韓志遠

　　摘要： 本發明公布了一種基于納米金剛石顆粒的大規模芯片純機械無化學式減薄方法，屬于柔性可延展光子/電子器件、半導體以及微電子技術領域。本發明方法利用納米金剛石顆粒作為磨削材料純機械無化學式減薄各種芯片材料(電子、光子芯片等)；在減薄過程中，通過改變納米金剛石的粒徑來調控粗糙、中度、精細研磨以及拋光；通過調控芯片托盤的芯片槽的大小來實現不同尺寸芯片的大規模減薄。本發明方法適用于各種芯片材料大規模的減薄，同時適用于減薄到任意厚度，最終厚度可達到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。 　　主權利要求：1.一種基于納米金剛石顆粒的大規模芯片減薄方法，包括以下步驟：1)根據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，并調整減薄盤和陶瓷盤的旋轉速度，通過金剛石顆粒研磨芯片來進行減薄，具體采用等級遞進流水線式減薄方式：即根據對減薄速度和減薄后芯片質量的要求，依次選擇從大到小不同粒徑的金剛石顆粒進行漸進式減薄；5)除去陶瓷盤和芯片托盤之間的粘結劑，將芯片托盤加熱，使芯片與托盤分離，再用中性有機溶劑清洗芯片，并將芯片轉移。
　　2.如權利要求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芯片進行減薄，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中的兩個或更多個步驟按金剛石顆粒粒徑從大到小的順序進行漸進式芯片減薄：a：將陶瓷盤安放在一號減薄盤上并施加均布載荷，一號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：將陶瓷盤移動至二號減薄盤上并施加均布載荷，二號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：將陶瓷盤移動至三號減薄盤上并施加均布載荷，三號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：將陶瓷盤移動至四號減薄盤上并施加均布載荷，四號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：將陶瓷盤移動至五號減薄盤上并施加均布載荷，五號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：將陶瓷盤移動至六號減薄盤上并施加均布載荷，六號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.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟4)中，當使用的金剛石顆粒粒徑在1000-2000nm時，采用4-7.5莫氏硬度的減薄盤；當使用的金剛石顆粒粒徑在500-1000nm時，采用2-4莫氏硬度的減薄盤；當使用的金剛石顆粒粒徑在500nm以下時，采用1-2莫氏硬度的減薄盤。
　　5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)進行減薄操作時，在陶瓷盤上施加每個芯片承受的載荷為0.5-1.5KPa的均布載荷，陶瓷盤和減薄盤的旋轉速度分別為30-80rpm和30-40rpm。
　　6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟4)的減薄過程中通過管道輸送金剛石顆粒到減薄盤上進行補給。
　　7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中采用有機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劑，采用貼片技術將各尺寸及形狀的芯片放置于對應的芯片槽中，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劑，將芯片托盤底面黏附于陶瓷盤上。
　　9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)通過輸送管道輸送金剛石顆粒到減薄盤上，通過旋轉機器驅動減薄盤旋轉并控制旋轉速度，在整個減薄過程中，采用修正環促使金剛石顆粒均勻地布滿整個減薄盤。
　　10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)用中性有機溶劑清洗芯片時，芯片會依托在芯片托盤的芯片槽中，使用柔性圖章選擇性轉移不同功能的芯片至特定基底上。