一种用于热光调制PLC光芯片的磨抛方法与流程

一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法
技术领域
1.本发明属于光通讯的技术领域，尤其涉及一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法。


背景技术：

2.随着光纤通信的飞速发展，光器件随着通信的行业发展脱颖而出，在通信领域有广阔的应用前景。硅基二氧化硅光波导光芯片为了实现端面耦合，需要将芯片端面进行磨抛处理。传统半导体工艺中，采用适当的夹具，将芯片加持住，并采用适当的角度进行端面磨抛。当把整个夹具圆盘放在一个旋转的抛磨盘上时，芯片端面与磨抛盘接触，在磨抛盘上添加一些研磨液，旋转磨抛盘，就能把芯片端面磨平。
3.有源器件的上表面生长有一层金属电极，当直接对芯片进行加持，容易损伤整个表面的金属电极，引起芯片不良，甚至报废。通过在芯片上表面粘贴一层剥离盖板，通过剥离盖板保护上表面及端面波导在抛磨过程中不受损，磨抛结束后，去除盖板。另外，为了提高抛磨的一致性及抛磨效率，也有切磨抛工艺是先将晶圆切沿切割道切割成bar条，再在bar条上表面的金属电极上粘贴一层剥离盖板。例如，专利公开号cn108372457a公开了一种低通道阵列波导光栅波分复用器芯片的研磨切割方法，将条状芯片宽度方向的两个端面在研磨机上进行研磨和抛光至两个端面与第一玻璃盖板的上表面分别成不同的预设角度，从而实现单颗芯片的输入端面和输出端面与第一玻璃盖板的上表面分别成不同的预设角度；条状芯片尺寸较大，便于研磨和抛光，且对条状芯片宽度方向的两个端面进行角度检测，即可同时实现对多个单颗芯片输入端面和输出端面的角度检测，提高检测效率。但是，采用在bar条上粘贴盖板的形式无法保证盖板与bar条的平行，磨抛端面与光波导器件输出端面不一致。同时，上述工艺中，在端面磨抛完成后均需要去除盖板，由于在粘贴盖板时的胶黏剂通常为热熔胶，在去除的过程中，需要先将芯片进行加热，使热熔胶熔化后再将盖板剥离，随后使用丙酮等有机溶剂清洗残存的热熔胶。这就导致金属电极表面容易残留胶黏剂，且在去除清洗的过程中容易损伤金属表面，导致后续金属键合工艺稳定性差，可靠性降低；并且上述抛光工艺复杂繁琐，使用材料成本高，无法有效节省成本。


技术实现要素：

4.针对芯片端面磨抛后需要去除金属电极表面盖板的技术问题，本发明提出一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，抛磨结束后不需要去除金属电极上的盖板，避免了金属电极上残存胶黏剂的问题。
5.为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，包括如下步骤：
7.步骤1、将整张盖板进行超短条状切割，切割成条状盖板，条状盖板长度与晶圆相对位置的切割道长度相同。
8.步骤2、通过紫外固化胶水，将条状盖板跟晶圆切割道位置进行对应，按压粘贴，保
证条状盖板与晶圆紧密粘贴，无气泡产生。
9.步骤3、通过紫外光灯进行照射，对粘贴处的紫外固化胶水进行一次固化。
10.步骤4、将一次固化后的晶圆及盖板放进高温烘烤箱内，进行二次固化。
11.步骤5、将晶圆放入切割机台内，沿切割道将晶圆切割成bar条，每个条状盖板被分割为两条窄盖板，每个bar条上表面的两端粘贴有两条窄盖板。
12.步骤6、采用夹具加持bar条的上下表面，夹具与上表面的窄盖板接触，避免夹具的夹板直接与金属电极接触，随后将bar条宽度方向的两个端面进行磨抛成预设角度。
13.所述条状盖板的材料为二氧化硅，例如二氧化硅玻璃。
14.所述步骤1中的条状盖板的宽度大于切割道的宽度，小于切割道两侧相邻金属电极之间的距离，并且要保证端面磨抛出预设角度。
15.优选的，条状盖板的宽度最大于2.3-5mm。
16.所述步骤1中的条状盖板厚度在0.2mm-1mm之间。
17.所述步骤1中的晶圆上表面具有金属电极。
18.所述步骤2中的晶圆切割道宽度与切割刀宽度一致。
19.优选的，晶圆切割道宽度为0.3mm。
20.所述步骤2中的盖板与晶圆进行粘贴，保证胶内无气泡，盖板两边多余的胶水通过无尘纸进行擦拭去除。
21.优选的，所述步骤2中条状盖板与切割道的中轴线重合。
22.所述步骤4中高温烘烤箱二次固化温度约为70-90
°
。
23.所述步骤5中所述窄盖板的宽度为1-2mm。
24.所述步骤6中的bar条磨抛时，热光调制金属电极表面需覆盖蜡层，保证磨抛过程中金属层不被损伤。
25.本发明的有益效果：
26.(1)本发明通过采用条状盖板，在晶圆级时，将条状盖板粘贴在两组晶圆bar条切割道的中间位置，对晶圆进行切割bar条的同时，也对上层的条状盖板从切割道中间位置一分为二。相较于直接在bar条或芯片上粘贴盖板的效率更高，节省材料成本，并且，切割后窄盖板的端面与bar条输出端面一致。
27.(2)后续利用夹具进行加持对其热光调制器件进行端面磨抛时，夹具与上表面的窄盖板接触，能够避免夹具的夹板直接与金属电极接触，避免损伤金属电极。
28.(3)在进行端面耦合的过程中，窄盖板作为输出端面的一部分也要参与耦合，窄盖板增大的耦合面积，提高了端面的耦合强度。
29.(4)本发明在抛磨时金属电极上不需要涂覆胶黏剂，抛磨结束后不需要去除金属电极上的盖板，避免了金属电极上残存胶黏剂的问题。同时，该方法可靠性高，实现简单，保证了金属电极的完整性及光波导出射端面的一致性，并提高了整体工艺效率，降低人工材料成本。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为粘贴有条形盖板的晶圆整体示意图。
32.图2为晶圆的切割示意图。
33.图3为切割后plc器件的bar条示意图。
34.图4为plc器件bar条磨抛后侧视示意图。
35.图中，1、晶圆；11、切割道；12、bar条；13、金属电极；2、条状盖板；21、窄盖板。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例1
38.一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，包括如下步骤：
39.步骤1、将整张玻璃盖板进行超短条状切割，切割成条状盖板2，条状盖板2长度与晶圆1相对位置的切割道11长度相同；条状盖板2的宽度为2.3mm，厚度为0.5mm。
40.步骤2、通过涂覆紫外固化胶水，将条状盖板2跟晶圆1切割道11位置进行对应，条状盖板2与切割道11的中轴线重合，按压粘贴，保证条状盖板2与晶圆1紧密粘贴，无气泡产生，并且将盖板两边多余的胶水通过无尘纸进行擦拭去除；晶圆1上表面具有金属电极13，应避免条状盖板2粘贴在金属电极13上，其结构如图1所示。
41.步骤3、通过紫外光灯进行照射，对粘贴处的紫外固化胶水进行一次固化。
42.步骤4、将一次固化后的晶圆1及盖板放进高温烘烤箱内，在85℃的条件下进行二次固化。
43.步骤5、将晶圆1放入切割机台内，切割机台中切割刀的宽度为0.3mm，沿切割道11将晶圆1切割成bar条12(如图2所示)，每个条状盖板2被分割为两条窄盖板21，每个bar条12上表面的两端粘贴有两条窄盖板21(如图3所示)，窄盖板21的宽度为1mm。
44.步骤6、金属电极13表面覆盖蜡层，保证磨抛过程中金属层不被损伤，采用夹具加持bar条12的上下表面，夹具与上表面的窄盖板21接触，避免夹具的夹板直接与金属电极13接触，随后将bar条12宽度方向的两个端面进行磨抛成8
°
，如图4所示。
45.实施例2
46.一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，包括如下步骤：
47.步骤1、将整张玻璃盖板进行超短条状切割，切割成条状盖板2，条状盖板2长度与晶圆1相对位置的切割道11长度相同；条状盖板2的宽度为4.3mm，厚度为1mm。
48.步骤2、通过涂覆紫外固化胶水，将条状盖板2跟晶圆1切割道11位置进行对应，条状盖板2与切割道11的中轴线重合，按压粘贴，保证条状盖板2与晶圆1紧密粘贴，无气泡产生，并且将盖板两边多余的胶水通过无尘纸进行擦拭去除；晶圆1上表面具有金属电极13，应避免条状盖板2粘贴在金属电极13上，其结构如图1所示。
49.步骤3、通过紫外光灯进行照射，对粘贴处的紫外固化胶水进行一次固化。
50.步骤4、将一次固化后的晶圆1及盖板放进高温烘烤箱内，在70℃的条件下进行二次固化。
51.步骤5、将晶圆1放入切割机台内，切割机台中切割刀的宽度为0.3mm，沿切割道11将晶圆1切割成bar条12(如图2所示)，每个条状盖板2被分割为两条窄盖板21，每个bar条12上表面的两端粘贴有两条窄盖板21(如图3所示)，窄盖板21的宽度为2mm。
52.步骤6、金属电极13表面覆盖蜡层，保证磨抛过程中金属层不被损伤，采用夹具加持bar条12的上下表面，夹具与上表面的窄盖板21接触，避免夹具的夹板直接与金属电极13接触，随后将bar条12宽度方向的两个端面进行磨抛成8
°
，如图4所示。
53.实施例3
54.一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，包括如下步骤：
55.步骤1、将整张玻璃盖板进行超短条状切割，切割成条状盖板2，条状盖板2长度与晶圆1相对位置的切割道11长度相同；条状盖板2的宽度为5mm，厚度为0.2mm。
56.步骤2、通过涂覆紫外固化胶水，将条状盖板2跟晶圆1切割道11位置进行对应，条状盖板2与切割道11的中轴线重合，按压粘贴，保证条状盖板2与晶圆1紧密粘贴，无气泡产生，并且将盖板两边多余的胶水通过无尘纸进行擦拭去除；晶圆1上表面具有金属电极13，应避免条状盖板2粘贴在金属电极13上，其结构如图1所示。
57.步骤3、通过紫外光灯进行照射，对粘贴处的紫外固化胶水进行一次固化。
58.步骤4、将一次固化后的晶圆1及盖板放进高温烘烤箱内，在90℃的条件下进行二次固化。
59.步骤5、将晶圆1放入切割机台内，切割机台中切割刀的宽度为0.7mm，沿切割道11将晶圆1切割成bar条12(如图2所示)，每个条状盖板2被分割为两条窄盖板21，每个bar条12上表面的两端粘贴有两条窄盖板21(如图3所示)，窄盖板21的宽度为1.8mm。
60.步骤6、金属电极13表面覆盖蜡层，保证磨抛过程中金属层不被损伤，采用夹具加持bar条12的上下表面，夹具与上表面的窄盖板21接触，避免夹具的夹板直接与金属电极13接触，随后将bar条12宽度方向的两个端面进行磨抛成8
°
，如图4所示。
61.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将条状盖板(2)粘贴在晶圆(1)的切割道(11)上，条状盖板(2)的长度与晶圆(1)相对位置的切割道(11)长度相同；(2)将步骤(1)中粘贴有条状盖板(2)的晶圆(1)沿切割道(11)切割成bar条(12)，每个bar条(12)上表面的两端有两条窄盖板(21)；(3)采用夹具加持bar条(12)，夹具与上表面的窄盖板(21)接触，随后对bar条(12)的两个端面进行磨抛。2.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述步骤(1)中条状盖板(2)通过紫外固化胶粘贴在晶圆(1)的切割道(11)上，并采用紫外光照射固化。3.根据权利要求2所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，将紫外光照射固化后的晶圆(1)及条状盖板(2)在70-90℃的条件下烘烤，进行二次固化。4.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述条状盖板(2)的材料为二氧化硅。5.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述切割道(11)的宽度与步骤(1)中切割时所用切割刀的宽度相同。6.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述条状盖板(2)的宽度大于切割道(11)的宽度，小于切割道(11)两侧相邻金属电极(13)之间的距离。7.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述步骤(1)中条状盖板(2)粘贴在晶圆(1)的切割道(11)上，条状盖板(2)与切割道(11)的中轴线重合。8.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述条状盖板(2)厚度为0.2-1mm。9.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述窄盖板(21)的宽度为1-2mm。10.根据权利要求1所述的用于热光调制plc光芯片的磨抛方法，其特征在于，所述步骤(3)中bar条(12)磨抛时，bar条(12)上下金属电极(13)表面涂覆有蜡层。

技术总结
本发明提出了一种用于热光调制PLC光芯片的磨抛方法，属于光通讯的技术领域，用以解决芯片端面磨抛后金属电极表面残留有胶黏剂的技术问题。本发明包括以下步骤：(1)将条状盖板粘贴在晶圆的切割道上；(2)将晶圆沿切割道切割成bar条，每个条状盖板被分割为两条窄盖板，每个bar条上表面的两端粘贴有两条窄盖板；(3)采用夹具加持bar条的上下表面，夹具与上表面的窄盖板接触，随后将bar条宽度方向的两个端面进行磨抛。本发明能够避免夹具的夹板直接与金属电极接触，避免损伤金属电极。抛磨时金属电极上不需要涂覆胶黏剂，抛磨结束后不需要去除金属电极上的盖板，避免了金属电极上残存胶黏剂的问题。黏剂的问题。黏剂的问题。


技术研发人员：郜飞飞 孙静雯 高莉 郑伟 王国顺 路良 常夏森
受保护的技术使用者：河南仕佳光子科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/26