專利名稱：雙面拋光半導體晶片的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及雙面拋光半導體晶片的方法。特別是，本發(fā)明用于雙面拋光下一代硅片，主要是直徑為450mm的晶片。目前，在 電子工業(yè)中主要將直徑為300mm的拋光硅片或外延涂覆硅片用于最苛求的應用。襯底直徑 為450mm的硅片尚在發(fā)展中。
背景技術：
電子工業(yè)需要更大的襯底用于生產(chǎn)它們的元件，不管是微處理器或者是存儲器 片，其原因是它們巨大的經(jīng)濟優(yōu)勢前景。在半導體工業(yè)中，長期以來人們習慣將注意力放在 可利用的襯底面積上，或者換句話說考慮在一個襯底上能容納多少個元件即邏輯芯片或存 儲器芯片。這與元件生產(chǎn)商的多個工藝步驟都是針對整個襯底的事實有關，但是也有一些 單獨的步驟用于對襯底進行結構化，也就是產(chǎn)生元件結構，隨后得到單獨的芯片，因此這兩 組工藝步驟的生產(chǎn)成本都是尤其由襯底尺寸決定的。襯底尺寸在很大程度上影響每個元件 的生產(chǎn)成本，因此具有很大的經(jīng)濟重要性。然而，增加襯底尺寸帶來很大的，有時是全新的迄今未知的技術問題。最后所有的 工藝步驟，不管在性質(zhì)上是純機械(用鋸切割、研磨、磨光)、化學(蝕刻、清洗)或化學-物 理(拋光)以及熱過程(外延生長、退火)，都需要襯底的改變，在使用的機器和系統(tǒng)(設 備)上也要部分改變。本發(fā)明致力于拋光半導體晶片，當將晶片用于生產(chǎn)存儲器片時，將其作為最后的 關鍵工藝步驟，或者當將晶片用作所謂的外延片用于生產(chǎn)現(xiàn)代微處理器時，原則上將其作 為晶片外延生長之前的倒數(shù)第二個關鍵工藝步驟。在制造半導體晶片中，在距離晶片邊緣小于或等于2mm處的區(qū)域中獲得足夠好的 邊緣幾何結構和獲得納米拓撲是特別關鍵的。基于面積為2mm*2mm的正方形測量窗口，納米拓撲通常表示為高度變量PV (= “波 峰比波谷”)。術語“納米拓撲”由SEMI (國際半導體設備和材料協(xié)會)定義為整個晶片正面在 0.2-20mm的空間波長范圍(橫向相關長度)中和“質(zhì)量保證區(qū)”(FQA，在產(chǎn)品說明書中規(guī) 定的性能必須得到滿足的表面區(qū)域)內(nèi)的平面化偏差。納米拓撲通過全面掃描整個晶片表 面來測量，測量不同大小的區(qū)域并且有重疊。在這些測量區(qū)域中的任何一個表面高度變量 (峰比谷)都不允許超過整個晶片所要求的最大值。測量區(qū)域的大小根據(jù)說明書來限定，例 如在 2*2mm2、5*5mm2 和 10*10mm2 上。通常半導體晶片的最終納米拓撲是通過拋光工藝產(chǎn)生的。為了提高半導體晶片的 平面性，同時拋光半導體晶片的正面和背面的設備和方法已經(jīng)出現(xiàn)，并且在進一步發(fā)展中。例如在US3691694中描述了所謂的雙面拋光(DSP)。根據(jù)EP208315B1中描述的雙 面拋光的一個實施方案，具有合適尺寸的凹口的金屬或塑料“載板”或“模板”中的晶片在 由機器和工藝參數(shù)預定的路線上在兩個旋轉(zhuǎn)的拋光板之間移動，并從而被拋光，所述拋光板覆蓋有存在拋光溶膠的拋光墊。如例如DE10004578C1中所描述的，雙面拋光步驟通常是用硬度為60_90 (Shore Α)的均質(zhì)多孔聚合物泡沫墊來進行的。在這里公開的是粘附在上拋光板的拋光墊布滿通道 網(wǎng)絡，而粘附在下拋光板的拋光墊具有光滑表面，沒有這樣的紋理。這種措施一方面是為了 保證在拋光過程中所使用的拋光劑的均勻分布，另一方面防止在完成拋光后抬起上拋光板 時半導體晶片粘在上拋光墊上。為了進行雙面拋光，將半導體晶片放在載板的凹口中，使得半導體晶片的背面位 于下拋光板上。除了 DSP之外，為了消除缺陷和降低表面粗糙度，現(xiàn)有技術中所謂的CMP也是必須 的。在CMP中，使用比DSP中柔軟的拋光墊。而且，通過CMP僅拋光半導體晶片的一面，也 就是隨后欲將元件生產(chǎn)其上的面。現(xiàn)有技術也稱為精整拋光(finish polishing)。CMP方 法在例如 US2002-0077039 和 US2008-0305722 中有公開。W099/55491 Al描述了一種兩階段拋光方法，第一 FAP( “固著磨料拋光”)拋光步 驟使用磨料固定在其中的拋光板，隨后是第二 CMP (“化學機械拋光”)拋光步驟。在CMP中 (如在DSP中)，與FAP拋光相比，拋光墊中不含固著的磨料物質(zhì)。這里，如在DSP步驟中，懸 浮液形式的磨料物質(zhì)加入到硅片和拋光墊之間。這樣的兩階段拋光方法特別用于消除FAP 步驟在襯底拋光的表面上留下的刮痕。德國專利申請DE 102 007 035 266 Al描述了一種拋光硅材料襯底的方法，其包 括兩個FAP類型的拋光步驟，不同之處在于含有游離的磨料物質(zhì)固體的拋光劑懸浮液在一 個拋光步驟中加入到襯底和拋光墊之間，而在第二個拋光步驟中，所述拋光劑懸浮液被不 含固體的拋光劑溶液代替。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雙面拋光之后進行現(xiàn)有技術已知的精整CMP拋光的方法將不能滿足以 后邊緣幾何學和納米拓撲學的要求，不適用于加工襯底直徑為450mm的晶片。這個問題帶來了本發(fā)明的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的通過一種雙面拋光半導體晶片的方法來實現(xiàn)，所述方法包括在第一 步中，用含有固著磨料的拋光墊拋光半導體晶片的正面，同時用不含磨料的拋光墊拋光半 導體晶片的背面，但是在這個過程中將含有磨料的拋光劑加入到該拋光墊和半導體晶片的 背面之間，然后翻轉(zhuǎn)半導體晶片，然后在第二步中，用含有固著磨料的拋光墊拋光半導體晶 片的背面，同時用不含固著磨料的拋光墊拋光半導體晶片的正面，含有磨料的拋光劑被加 入到該拋光墊和半導體晶片的正面之間。
具體實施例方式因此本發(fā)明提供了一種組合的同時雙面拋光工藝。其中FAP拋光和CMP拋光首先 同時在正面/背面進行，然后在背面/正面進行。這個新的方法可以避免傳統(tǒng)的DSP步驟 和隨后獨立的CMP步驟。本發(fā)明可在現(xiàn)有的進行雙面拋光半導體晶片的設備上進行，例如在來自Peter ffolters, Rendsburg (Germany)的AC2000類型的市售雙面拋光機。式聯(lián)鎖裝置以驅(qū)動載板。所述裝置可設計成用于 一個或多個載板。為了較高的產(chǎn)量優(yōu)選配有多個載板，如例如DE-100 07 390 Al中所描述 的，其中，載板在圍繞裝置中心的行星路線上移動。該裝置包括下拋光板和上拋光板，所述 拋光板可水平地自由旋轉(zhuǎn)，并且覆蓋有拋光墊。在拋光過程中，半導體晶片位于載板的凹口 中和兩個拋光板之間，所述拋光板旋轉(zhuǎn)并且對半導體晶片施加特定的拋光壓力，同時持續(xù) 供應拋光劑。也使載板在運動中，優(yōu)選通過咬合在載板周圍的齒上的旋轉(zhuǎn)銷環(huán)。典型的載板包含凹口以容納三個半導體晶片。在凹口的周圍有鑲嵌物用于保護半 導體晶片的易碎邊緣，特別包括保護其受到由載板主體釋放出的金屬的影響。載板主體可 由例如金屬、陶瓷、塑料、纖維增強塑料或者涂有“類金剛石”(DLC層)的金屬組成。不過優(yōu) 選鋼，特別優(yōu)選不銹鉻鋼。優(yōu)選設計凹口以容納奇數(shù)個直徑為至少200mm，優(yōu)選300mm，特別 優(yōu)選450mm和厚度為500-1000 μ m的半導體晶片。所用的拋光劑含有磨料。磨料物質(zhì)顆粒的粒徑分布優(yōu)選呈單峰分布。平均粒徑為5-300nm，特別優(yōu)選5_50nm。磨料物質(zhì)由機械去除襯底材料的材料，優(yōu)選元素鋁、鈰或硅的一種或多種氧化物 組成。磨料物質(zhì)在拋光劑懸浮液中的比例優(yōu)選為0. 25-20重量％，特別優(yōu)選0. 25-1重量％。特別優(yōu)選使用膠體分散的二氧化硅作為拋光劑懸浮液。例如，可使用來自Bayer AG的含水拋光劑Levasil 200和來自Fujimi的 Glanzox 3900 ο拋光劑優(yōu)選含有添加劑，例如碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)、 氫氧化鉀(KOH)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氧化四甲銨(TMAH)。不過，拋光劑懸浮液可含有一種或多種其它添加劑，例如表面活性添加劑如潤濕 劑和表面活性劑、用作保護膠體的穩(wěn)定劑、防腐劑、生物殺滅劑、醇和螯合劑。在本發(fā)明的方法中，使用含有磨料物質(zhì)粘合在其中的拋光墊(FAP或FA墊)。合適的磨料物質(zhì)包括例如元素鈰、鋁、硅或鋯的氧化物顆粒和硬質(zhì)物質(zhì)如碳化硅、 氮化硼和金剛石的顆粒。特別合適的拋光墊具有多個重復的微結構賦予的表面形貌。這些微結構(“柱”) 具有例如橫截面為圓柱形或多邊形的柱狀或者角錐狀或平截頭角錐狀。在例如W092/13680A1和US2005/227590A1中對這樣的拋光墊有更詳細的描述。更特別優(yōu)選使用其中固著氧化鈰磨料的拋光墊，如在例如US6602117B1中所描述 的。所用的FAP拋光墊的粒徑(固著磨料/顆粒的粒徑)優(yōu)選大于或等于0. 1 μ m并 且小于或等于Ι.Ομπι。特別優(yōu)選粒徑為0. 1-0. 6 μ m。更特別優(yōu)選粒徑為0. 1-0. 25 μ m。一個拋光板配有這樣的一個FAP墊。
第二個拋光板帶有傳統(tǒng)的CMP拋光墊。
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所用的CMP拋光墊是具有多孔基質(zhì)的拋光墊。拋光墊優(yōu)選由熱塑性或熱固性聚合物組成。對于這種材料可使用多種物質(zhì)，例如 聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚酯等。拋光墊優(yōu)選含有多微孔的固體聚氨酯。也優(yōu)選使用由泡沫板或氈或纖維底材制成的拋光墊，其浸漬有聚合物。也可將涂覆/浸漬拋光墊設計成底材和涂層具有不同的孔分布和不同的孔徑。拋光墊可以是基本平坦的或多孔的。為了控制拋光墊的多孔性，可在拋光墊中加入填料。市售的拋光墊有例如，來自Rodel Inc.的SPM3100、或來自Rohm&Hass的DCP系列 墊和 IC1000 、Polytex 或 SUBA 品牌墊。半導體晶片優(yōu)選是硅片、硅鍺片、二氧化硅片、氮化硅片或砷化鎵片和其它所謂的 III-V半導體晶片。優(yōu)選使用單晶形式的硅，例如通過Czochralski或懸浮區(qū)熔法進行晶化。特別優(yōu)選具有(100)、(110)或(111)晶向的硅。本發(fā)明的方法的起始產(chǎn)物是多個半導體晶片，其以已知的方式由晶體切割成，邊 緣成圓形，并任選進行進一步的工藝步驟。所述半導體晶片可具有磨光的、研磨的、蝕刻的、 拋光的、外延涂覆的或其它方式涂覆的表面。如上所述，當在雙面拋光機例如來自Peter ffolters/Rendsburg的AC2000型的機 器上進行本發(fā)明的拋光時，現(xiàn)有技術中必須的單面精整拋光(CMP)可以避免掉，因為決定 幾何學的拋光和決定表面質(zhì)量的拋光都在一種機器上完全進行。在現(xiàn)有技術中，一次拋光和精整拋光(DSP和CMP)是在不同的拋光機上單獨進行 的?，F(xiàn)有技術中通過CMP僅拋光半導體晶片的正面。為了獲得最佳的晶片幾何學，這里最重要的是邊緣幾何學(消除塌邊)，用行星動 力學進行同時雙面拋光和結合使用固著磨料和CMP拋光墊提供了優(yōu)勢，因為固著磨料拋光 工藝可以避免含有硅溶膠的組分以得到必須的拋光去除，由于可任選設計成帶有突出物的 硬質(zhì)墊，并且可以特意使半導體晶片的邊緣區(qū)域受到影響。而且，通過其中一個配有CMP拋光墊的拋光板可以很容易地將CMP拋光結合到同 時雙面拋光中，在所述拋光板上進行CMP步驟。根據(jù)本發(fā)明的雙面拋光在兩個拋光子步驟中進行，在所述兩個子步驟之間晶片被 翻轉(zhuǎn)。整個拋光工藝是在一個拋光機上進行，這樣一個事實在很大程度上簡化了整個工 藝過程，以及節(jié)省了空間。邊緣拋光可以在本發(fā)明的雙面拋光之前進行，可以在雙面拋光的兩個拋光子步驟 之間進行，或者甚至可以在完成雙面拋光之后進行。為此，對中心旋轉(zhuǎn)的硅片的邊緣用特定的力向著中心旋轉(zhuǎn)的拋光筒按壓(施壓)。 這樣的邊緣拋光方法在US5，989，105中已知，其中拋光筒由鋁合金組成，并帶有拋光墊。通 常將硅片固定在平展的晶片容納器，所謂的夾盤中，使得拋光筒可自由接近它。這些傳統(tǒng)的邊緣拋光方法尤其不利地影響了半導體晶片的邊緣區(qū)域的局部幾何 學。這與以下事實有關用相對“較軟的邊緣拋光墊”(傳統(tǒng)上使用較軟的拋光墊，在拋光墊上施涂硅溶膠)，不僅邊緣被拋光，半導體晶片正面和/或背面上的外部也被拋光，這可以 解釋為硬硅邊緣被“浸沒”在施涂拋光劑懸浮液的拋光墊中。具體而言其影響是不僅邊緣 區(qū)域中的物質(zhì)被去除，正面和/或背面上臨近區(qū)域中的物質(zhì)也被去除。優(yōu)選的是，在本發(fā)明的方法中半導體晶片的邊緣拋光通過將半導體晶片固定在中 心旋轉(zhuǎn)的夾盤上，將半導體晶片和向夾盤相對傾斜的并且?guī)в泻讨チ系膾伖鈮|的中心 旋轉(zhuǎn)拋光筒集合在一起，并且將半導體晶片和所述拋光筒壓在一起，同時持續(xù)供應不含固 體的拋光劑溶液來進行。所述拋光劑溶液優(yōu)選是水或以下化合物的水溶液碳酸鈉(Na2C03)、碳酸鉀 (K2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氧化四甲銨(TMAH)、或其 任意混合物。所述化合物在拋光劑溶液中的比例優(yōu)選為0. 01-10重量％。拋光劑溶液的pH優(yōu)選為10-12。用于邊緣拋光的并且固定在拋光筒上的拋光墊優(yōu)選含有磨料物質(zhì)，所述磨料物質(zhì) 選自元素鈰、鋁、硅或鋯的氧化物顆粒、或者硬質(zhì)物質(zhì)如碳化硅、氮化硼和金剛石的顆粒。特 別優(yōu)選使用其中固著有氧化鈰磨料的拋光墊，如在例如US6602117B1中所描述的。磨料的平均粒徑優(yōu)選為0. 1-1 μ m,特別優(yōu)選0. 1-0. 6 μ m，更特別優(yōu)選 0. 1-0. 25 μ m。優(yōu)選進行兩階段邊緣拋光，第一階段邊緣拋光在雙面拋光的兩個子步驟之間進 行，而第二階段邊緣拋光在整個雙面拋光結束之后進行，通過分成兩個階段可以更細微地 調(diào)節(jié)邊緣拋光，并因此可以盡可能小得影響晶片邊緣幾何學，特別是因為已知邊緣拋光通 常使半導體晶片的局部邊緣區(qū)域的幾何學降級。優(yōu)選在進行第二階段邊緣拋光的同時供應含有磨料的拋光劑懸浮液。磨料物質(zhì)在所述拋光劑懸浮液中的比例優(yōu)選為0. 25-20重量％。拋光劑懸浮液中的磨料物質(zhì)優(yōu)選自元素鋁、鈰或硅的氧化物中的一種或多種。優(yōu)選拋光劑懸浮液是膠體分散的二氧化硅。拋光劑懸浮液的pH優(yōu)選為9-11. 5。優(yōu)選的是，拋光劑懸浮液的PH通過加入選自以下組中的添加劑來進行調(diào)節(jié)碳酸 鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氧化四 甲銨(TMAH)、或其任意混合物。本發(fā)明可以特意影響外邊緣區(qū)域，并提高邊緣區(qū)域的局部幾何學(小于或等于 2mm EE，特別是小于或等于Imm)。而且本發(fā)明簡化了工藝流程。通過在一個拋光劑上進行一次拋光和精整拋光工藝 縮短了整個拋光過程。避免了現(xiàn)有技術中的CMP拋光工藝，這具有成本優(yōu)勢。實施例進行分離的自由浮動式雙面拋光工藝，其在第一個步驟中從硅片中去除了大部分 要求的設定材料，在第二個步驟中進行硅片的精整拋光首先，在上FAP拋光墊上拋光正面。
同時，用CMP拋光墊拋光背面。 在第一個步驟和第二個步驟之間進行晶片的翻轉(zhuǎn)。
在第二個步驟中，在下CMP拋光墊上對正面進行精整拋光，同時在上FAP拋光墊上 對背面進行精整拋光。這兩個步驟在同一個具有行星動力學的雙面拋光機上進行。結果是精整拋光的晶片具有最佳的邊緣幾何學、改進的納米拓撲性能和可變的背 面粗糙度。上拋光板覆蓋有固著磨料拋光墊，而下拋光板覆蓋有典型的精整拋光墊?？梢哉{(diào)整FAP拋光墊以控制邊緣處的晶片邊緣幾何學，以得到晶片突出物。因而可顯著降低塌邊。在晶片的邊緣處得到改進的局部幾何學。步驟1 通過FAP拋光對晶片正面進行拋光，同時通過CMP拋光對晶片背面進行拋光。在以傳統(tǒng)的方式用基于膠體二氧化硅溶膠(例如來自Bayer AG的Levasil 200 )和堿性拋光溶液(例如K2CO3+koh)的拋光漿開始拋光工藝，也就是類似于傳統(tǒng)的DSP拋 光工藝時就開始第一個子步驟，以啟動在CMP拋光墊上的一次拋光工藝。作為CMP拋光墊(“精整墊”)，優(yōu)選使用來自Rodel Inc.的SPM 3100。在開始拋光工藝之后，停止外部的二氧化硅溶膠供應，使得兩個拋光墊現(xiàn)在僅接 收堿性拋光溶液。在停止外部二氧化硅溶膠工藝之后為了在軟CMP墊上實現(xiàn)最佳的材料去除，除了 優(yōu)選的碳酸鉀(K2CO3)和KOH之外，尤其還可以使用硅酸鉀(K2SiO3)。除了銨之外，還可以考慮碳酸鹽、氫氧化物、硅酸鹽化合物，其陽離子來自元素周 期表的第一主族(例如鈉、鋰)。例如，硅酸鉀是二氧化硅的鉀鹽。對于類似濃度的堿，K2SiO3的pH與K2CO3的pH 相當(pH 范圍11-12. 5)。通過加入少量的硅酸鉀，一旦(用二氧化硅溶膠)開始，在沒有外部膠體SiO2供 應的情況下可以維持化學_機械一次拋光工藝過程。在實現(xiàn)特定目標的材料去除，也就是大多數(shù)(>50%)的設定材料去除之后，繼而 用二氧化硅溶膠停止拋光，對于所述二氧化硅溶膠這里使用Glanz0x 3900*，因此它比其它 二氧化硅溶膠具有更好的平滑性能。這得到半導體晶片的親水表面，在所述表面上未發(fā)生不可控的蝕刻，從而得到光 滑的表面。*Glanzox 3900是由Fujimi Incorporated，Japan提供的濃縮液形式的拋光劑懸 浮液的產(chǎn)品名稱。未稀釋的溶液具有10. 5的pH，并含有約9重量％的平均粒徑為30-40nm 的膠體SiO2。中間步驟“晶片翻轉(zhuǎn)”，翻轉(zhuǎn)半導體晶片步驟2:通過FAP拋光對背面進行拋光同時通過CMP拋光(精整拋光)對正面進行拋光， 以降低缺陷率、FAP導致的微損害(FAP)和調(diào)整正面的表面粗糙度。應當選擇這第二個子步驟的持續(xù)時間使得一方面在正面(=精整拋光的表面)得 到想要的結果，另一方面得到準確限定的背面粗糙度。這里主要使用二氧化硅溶膠Glanz0x 3900作為磨料成分。
為了在對背面進行FAP拋光的過程中實現(xiàn)想要的背面粗糙度，優(yōu)選進行以下程 序在背面的平面上，半導體晶片的平均表面粗糙度Ra優(yōu)選在0. 3-4. 5nm的寬范圍 內(nèi)，以小于或等于250 μ m的空間波長來表示。適用于測定表面粗糙度的為具有250 μ m濾 波器的Chapman Surface Profiler MP 2000 (長于250 μ m的空間波長=波度數(shù)據(jù)，參照 Chapman Technical Note-TG-l, Rev-01-09)。如果想要上述范圍內(nèi)的高背面粗糙度，將優(yōu)選使用粒徑為0. 5-1. 0 μ m的FAP墊。如果想要上述范圍內(nèi)的低背面粗糙度，將優(yōu)選使用粒徑為0. 1-0. 25 μ m的FAP墊。為了在背面實現(xiàn)想要的表面粗糙度，對背面進行額外的單面拋光可能是有利的。 這優(yōu)選在三個步驟中進行，每個步驟都使用含有磨料物質(zhì)粘合在其中的拋光墊，并且將拋 光墊用拋光壓按壓到硅片的背面上，在第一個步驟中將不含固體的拋光劑加入到拋光墊和 硅片背面之間，而含有磨料物質(zhì)的拋光劑加入到第二和第三個步驟中，在第一和第二個步 驟中拋光壓為8-15psi，在第三個步驟中減至0. 5-5psi。在本發(fā)明的方法中拋光硅片的背面的第一個步驟中拋光劑溶液最簡單的情況下 是水，優(yōu)選去離子水(DIW)，純度是用于硅工業(yè)所要求的純度。不過拋光劑溶液還可含有 化合物如碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化銨 (NH4OH)、氫氧化四甲銨(TMAH)、或其任意混合物。更特別優(yōu)選使用碳酸鉀。在拋光硅片背面的第二個步驟中，使用含有磨料的拋光劑。磨料物質(zhì)由機械去除襯底材料的材料組成，優(yōu)選是元素鋁、鈰或硅的一種或多種 氧化物。特別優(yōu)選含有膠體分散二氧化硅的拋光劑懸浮液。在拋光硅片背面的第三個步驟中，與第二個步驟一樣使用含有磨料的拋光劑。與 第一和第二個步驟相比，拋光壓由8-15psi減至0. 5-5psi。傳統(tǒng)的拋光機就適用于進行這些拋光，例如來自Strasbaugh Inc.的拋光機 "nHance 6EG”。Strasbaugh Inc.的拋光機的拋光板具有拋光墊和拋光頭，其完全自動化地加工 半導體晶片。安裝的拋光頭是通用的，其包括覆蓋由“背墊”的固定的基板和移動的扣環(huán)。 拋光期間半導體晶片浮在其上的氣墊可通過基板中的孔安裝在兩個同心壓力區(qū)中內(nèi)壓力 區(qū)和外壓力區(qū)。移動的扣環(huán)可通過壓縮氣囊進行加壓以對拋光墊一與半導體晶片接觸即預 加應力，并保持其平展。
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權利要求
一種雙面拋光半導體晶片的方法，其包括在第一步中，用含有固著磨料的拋光墊拋光所述半導體晶片的正面，同時用不含磨料的拋光墊拋光所述半導體晶片的背面，但是在這個過程中將含有磨料的拋光劑加入到該拋光墊和該半導體晶片的背面之間；然后翻轉(zhuǎn)半導體晶片；接著在第二步中，用含有固著磨料的拋光墊拋光半導體晶片的背面，同時用不含固著磨料的拋光墊拋光半導體晶片的正面，含有磨料的拋光劑被加入到該拋光墊和該半導體晶片的正面之間。
2.權利要求1所述的方法，其中所述拋光劑含有選自元素鋁、鈰和硅的氧化物中的一 種或多種的磨料。
3.權利要求1所述的方法，其中所述拋光劑是膠體分散二氧化硅。
4.權利要求2或3所述的方法，其中所述拋光劑含有一種或多種選自以下組中的添加 劑碳酸鈉(Na2C03)、碳酸鉀(K2C03)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(K0H)、氫氧化銨(NH40H) 和氫氧化四甲銨(TMAH)。
5.權利要求1-4之一所述的方法，其中所述含有固著磨料的拋光墊含有選自元素鈰、 鋁、硅和鋯的氧化物的顆?；蜻x自以下硬質(zhì)物質(zhì)的顆粒碳化硅、氮化硼和金剛石。
6.權利要求5所述的方法，其中所述拋光墊含有氧化鈰顆粒。
7.權利要求1-6之一所述的方法，其中所述含有固著磨料的拋光墊含有粒徑大于或等 于0. 1 y m并且小于或等于1. 0 ii m的顆粒。
8.權利要求1-7之一所述的方法，其中所述不含固著磨料的拋光墊具有多孔基質(zhì)。
9.權利要求1-8之一所述的方法，其中所述不含固著磨料的拋光墊由熱塑性或熱固性 聚合物組成。
10.權利要求9所述的方法，其中所述拋光墊含有多微孔的固體聚氨酯。
11.權利要求1-10之一所述的方法，其中所述半導體晶片包括硅、硅-鍺、二氧化硅、氮 化硅或砷化鎵、或其它III-V半導體。
12.權利要求1-11之一所述的方法，其中半導體晶片的至少一次邊緣拋光在第一步雙 面拋光之前、或第二步雙面拋光之后或在兩步雙面拋光之間進行。
13.權利要求12所述的方法，其中進行兩次邊緣拋光，第一次邊緣拋光在兩步雙面拋 光之間進行，而第二次邊緣拋光在第二步雙面拋光之后進行。
14.權利要求13所述的方法，其中所述兩次邊緣拋光分別通過以下步驟來進行將半 導體晶片固定在中心旋轉(zhuǎn)的夾盤上，將半導體晶片和向所述夾盤相對傾斜并帶有含固著磨 料的拋光墊的中心旋轉(zhuǎn)拋光筒集合在一起，并且將半導體晶片和所述拋光筒壓在一起，同 時持續(xù)供應拋光劑。
15.權利要求14所述的方法，其中在第一次邊緣拋光中使用不含固體的拋光劑。
16.權利要求14或15所述的方法，其中進行第二次邊緣拋光的同時供應含有磨料的拋 光劑懸浮液。
17.權利要求14-17之一所述的方法，其中固定在所述拋光筒上的拋光墊含有選自元 素鈰、鋁、硅和鋯的氧化物顆粒的磨料物質(zhì)或選自以下硬質(zhì)物質(zhì)的顆粒的磨料物質(zhì)碳化 硅、氮化硼和金剛石。
18.權利要求17所述的方法，其中所述磨料的平均粒徑為0.1-1 u m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙面拋光半導體晶片的方法，所述方法包括在第一步中，用含有固著磨料的拋光墊拋光半導體晶片的正面，同時用不含磨料的拋光墊拋光半導體晶片的背面，但是在這個過程中將含有磨料的拋光劑加入到該拋光墊和半導體晶片的背面之間，然后翻轉(zhuǎn)半導體晶片，然后在第二步中，用含有固著磨料的拋光墊拋光半導體晶片的背面，同時用不含固著磨料的拋光墊拋光半導體晶片的正面，含有磨料的拋光劑被加入到該拋光墊和半導體晶片的正面之間。
文檔編號H01L21/304GK101927447SQ20101014472
公開日2010年12月29日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權日2009年6月24日
發(fā)明者J·施萬德納 申請人:硅電子股份公司