專利名稱：半導(dǎo)體晶片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片的制造方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，半導(dǎo)體晶片在多個連續(xù)的加工步驟中制造，其通?？梢詣澐殖梢?下的組a)制造半導(dǎo)體材料的單晶(拉晶)；b)將半導(dǎo)體單晶切割成單個晶片(“切片”、“鋸割”)；c)機(jī)械加工半導(dǎo)體晶片；d)化學(xué)加工半導(dǎo)體晶片；e)化學(xué)機(jī)械加工半導(dǎo)體晶片；f)熱處理半導(dǎo)體晶片和/或外延涂覆半導(dǎo)體晶片。此外還有許多二次步驟，如清潔、測量和包裝。通常通過從熔體拉伸單晶(CZ法或Czochralski法)或者通過多晶半導(dǎo)體材料的 棒材的再結(jié)晶(FZ法或浮區(qū)法)來制造半導(dǎo)體單晶。已知鋼絲鋸割(多線切割，麗S)以及內(nèi)徑鋸割作為切割法。在鋼絲鋸割中，在一個加工過程中從一個晶體塊切割成許多半導(dǎo)體晶片。機(jī)械加工用于去除鋸割波紋，用于去除掉通過更粗糙的鋸割過程在結(jié)晶方面損傷 的或者被鋸線污染的表面層，主要是用于半導(dǎo)體晶片的整體找平。在此已知表面研磨(單 面、雙面)及精研，以及邊緣機(jī)械加工步驟。在單面研磨中，將半導(dǎo)體晶片的背面放置在底座(卡盤chuck)上，并用罐式研磨 圓盤(Topfschleifscheibe)在旋轉(zhuǎn)底座和研磨圓盤及緩慢地徑向進(jìn)給的情況下對正面 進(jìn)行找平。例如US-3, 905，162及US-5, 400，548或者EP-0955126公開了用于對半導(dǎo)體晶 片進(jìn)行表面研磨的方法和裝置。在此情況下，將半導(dǎo)體晶片的一個表面固定在晶片保持器 上，同時通過旋轉(zhuǎn)晶片保持器和研磨圓盤及將其彼此壓緊，而用研磨圓盤加工其相對的表 面。在此，將半導(dǎo)體晶片固定在晶片保持器上，從而使其中心基本上對應(yīng)于晶片保持器的旋 轉(zhuǎn)中心。此外，定位研磨圓盤，從而使半導(dǎo)體晶片的旋轉(zhuǎn)中心到達(dá)加工區(qū)域內(nèi)或者研磨圓盤 的由齒形成的邊緣區(qū)域。由此可以研磨半導(dǎo)體晶片的整個表面，無需在研磨平面內(nèi)移動。在同時進(jìn)行雙面研磨(雙圓盤研磨，DDG)時，將半導(dǎo)體晶片以自由浮動的方式在 兩個安裝在相對的共線的轉(zhuǎn)軸上的研磨圓盤之間同時進(jìn)行雙面加工，并在此以基本上無約 束力的方式在作用在正面和背面上的水墊(流體靜力學(xué)原理)或氣墊(空氣靜力學(xué)原理) 之間軸向通過，并避免在徑向上由周圍的薄的引導(dǎo)環(huán)或者各個徑向輪幅松散地由此漂移。在精研的情況下，半導(dǎo)體晶片在上下加工圓盤之間引入包含研磨劑的懸浮液(漿 料)的情況下在特定壓力下移動，加工圓盤通常由鋼組成并通常具有用于更佳地分配精研 劑的槽，從而去除半導(dǎo)體材料。DE 10;344602A1和DE 10200603M55A1公開了以類似于精研的移動順序同時同步研磨多個半導(dǎo)體晶片的兩面的方法，但是其特征在于，使用牢固地粘結(jié)在加工層(“薄膜”、 “墊”)中的研磨劑，其施加在加工圓盤上。此類方法稱作“以精研運(yùn)動學(xué)的精細(xì)研磨”或“行 星式研磨(Planetary Pad Grinding, PPG) ”。例如US 6，007，407A和US 6，599，177B2描述了在PPG中采用的粘結(jié)在兩個加工
圓盤上的加工層。在加工期間，將半導(dǎo)體晶片插入薄的引導(dǎo)籠(Fiihrungskafige),即所謂 的載體圓盤(Lauferscheiben)中，其具有用于接收半導(dǎo)體晶片的相應(yīng)的開口。該載體圓 盤具有外嚙合(Auiienverzahrumg)，其嚙合在包含內(nèi)部和外部的齒輪圈的滾動裝置中，并 利用所述滾動裝置在上下加工圓盤之間形成的加工間隙中移動。通常還對包含任選存在的機(jī)械標(biāo)記如取向刻痕(notch)的半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn) 行加工(邊緣倒圓，邊緣刻痕研磨“edge-notch-grinding”)。為此采用具有壓型研磨圓盤 的傳統(tǒng)研磨步驟或者具有連續(xù)或周期性的工具進(jìn)給的帶式研磨法。需要這些邊緣倒圓法，因為未經(jīng)加工的狀態(tài)下的邊緣具有特別的斷裂敏感性，而 即使在邊緣區(qū)域內(nèi)的輕微的壓力和/或溫度負(fù)荷也會損害半導(dǎo)體晶片。在后續(xù)的加工步驟中，通常對經(jīng)研磨的、用蝕刻介質(zhì)處理過的晶片邊緣進(jìn)行拋光。 在此，以特定的力(壓緊力)將繞其中心旋轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體晶片的邊緣壓在繞其中心旋轉(zhuǎn)的拋 光滾筒上。US 5，989，105公開了用于邊緣拋光的此類方法，其中拋光滾筒由鋁合金組成，并 將拋光墊施加在其上。半導(dǎo)體晶片通常固定在平面的晶片保持器，即所謂的卡盤上。半導(dǎo) 體晶片的邊緣凸出于卡盤，從而使其自由地到達(dá)拋光滾筒?；瘜W(xué)加工步驟的組通常包括濕式化學(xué)的清潔步驟和/或蝕刻步驟?；瘜W(xué)機(jī)械加工步驟的組包括拋光步驟，其中通過部分化學(xué)反應(yīng)和部分機(jī)械去除材 料(磨削，Abrasion)而使表面光滑化，并去除表面的殘留損傷。單面加工的拋光法(single-side polishing)通常導(dǎo)致更差的平面平行度，而利 用雙面作用的拋光法(double-side polishing)可以制造具有改善的平面度的半導(dǎo)體晶 片。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在研磨步驟、清潔步驟和蝕刻步驟之后，通過去除材料式拋光對半 導(dǎo)體晶片的表面實(shí)施光滑化。在單面拋光(SSP)的情況下，在加工期間利用粘合劑、通過真 空或者通過粘結(jié)將半導(dǎo)體晶片的背面保持在載體圓盤上。在雙面拋光(DSP)的情況下，將 半導(dǎo)體晶片松散地插入薄的齒盤中，并在覆蓋有拋光墊的上下拋光圓盤之間以“自由浮動” 的方式同時對正面和背面進(jìn)行拋光。此外，半導(dǎo)體晶片的正面通常以無光霧的方式例如利用柔軟的拋光墊借助堿性 拋光溶膠進(jìn)行拋光。在文獻(xiàn)中通常將該步驟稱作CMP拋光(化學(xué)機(jī)械拋光)。例如US 2002/0077039 和 US 2008/0305722 公開了 CMP 法。在現(xiàn)有技術(shù)中同樣已知所謂的“固定磨料拋光(Fixed Abrasive Polishing, FAP) ”技術(shù)，其中硅晶片在拋光墊上進(jìn)行拋光，但是該拋光墊包含粘結(jié)在拋光墊中的研磨劑 (固定磨料墊“fixed-abrasive pad”)。下面將其中采用該FAP拋光墊的拋光步驟簡稱為 FAP步驟。WO 99/5M91A1中描述了一種兩步拋光法，其包括第一 FAP拋光步驟及后續(xù)的第 二 CMP拋光步驟。在CMP中，拋光墊不包含粘結(jié)的研磨劑。在此，如同DSP步驟，研磨劑以 懸浮液的形式引入硅晶片與拋光墊之間。該兩步拋光法尤其是用于消除由FAP步驟殘留在經(jīng)拋光的基底表面上的刮痕。德國專利申請DE 102007035266A1中描述了一種用于拋光由硅材料組成的基底 的方法，其包括2個FAP型拋光步驟，區(qū)別在于，在一個拋光步驟中將包含固體形式的未粘 結(jié)的研磨劑的拋光劑懸浮液引入基底與拋光墊之間，而在第二拋光步驟中用不含固體的拋 光劑溶液替換拋光劑懸浮液。半導(dǎo)體晶片通常設(shè)置有外延層，即以相同晶體取向單晶生長的層，隨后在其上 施加半導(dǎo)體元件。與由均質(zhì)材料組成的半導(dǎo)體晶片相比，此類經(jīng)外延涂覆的半導(dǎo)體晶 片具有特定的優(yōu)點(diǎn)，例如避免在雙極CMOS電路中的電荷反轉(zhuǎn)及隨后的元件短路(閂鎖 “Latch-up”問題)，更低的缺陷密度(例如減少的COP (晶體原生顆粒，crystal-originated particles)數(shù)量)，以及不存在明顯的氧含量，由此通過在與元件相關(guān)的區(qū)域內(nèi)的氧析出 物可以排除短路風(fēng)險。如何在用于制造半導(dǎo)體晶片的工藝步驟中設(shè)置如前所述的機(jī)械方法步驟及化學(xué) 機(jī)械方法步驟或者純化學(xué)的方法步驟是決定性的。已知諸如SSP、DSP和CMP的拋光步驟、蝕刻處理以及外延步驟導(dǎo)致半導(dǎo)體晶片，尤 其是在邊緣區(qū)域內(nèi)的平面度變差。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中努力嘗試在拋光時保持去除材料的量盡可能少，從而還將平 面度的變差限制在最小的程度。US 5，942，445A建議將晶體切割(鋸割)成半導(dǎo)體晶片，對半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn) 行導(dǎo)圓，隨后實(shí)施可以包括對半導(dǎo)體晶片的正面和背面進(jìn)行雙面研磨和單面研磨的研磨步 驟，對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行堿性濕法蝕刻，及最后利用DSP對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行拋光。還可用精研 步驟代替雙面研磨。在濕法蝕刻之后還可實(shí)施等離子蝕刻。最后可以用等離子蝕刻代替研 磨步驟和濕法蝕刻。通過該方法獲得的利用DSP拋光的半導(dǎo)體晶片由于采用濕式化學(xué)處理以及由等 離子促進(jìn)的化學(xué)蝕刻(PACE)而在邊緣區(qū)域內(nèi)具有不令人滿意的幾何形狀。由此，若總是基 于至少為2mm的邊緣排除區(qū)域，參見ITRS “藍(lán)圖”，則可在最佳情況下提供具有可接受的平 面度數(shù)值的半導(dǎo)體晶片。尤其是蝕刻法對納米形貌有負(fù)面影響。在DSP中需要增加材料去 除量，以改善蝕刻步驟之后的納米形貌，但是這又對邊緣區(qū)域內(nèi)的幾何形狀有負(fù)面影響。為了能夠提供用于未來一代技術(shù)的半導(dǎo)體晶片，其滿足對于半導(dǎo)體晶片的邊緣區(qū) 域的嚴(yán)格要求，即為了例如對即使晶片的最外邊緣區(qū)域?qū)嵤┈F(xiàn)代光刻法(浸沒式光刻)，需 要其他的方法。

發(fā)明內(nèi)容
由所述問題給出本發(fā)明的目的在于，提供用于制造尤其是直徑為450mm的半導(dǎo)體 晶片的新型工藝步驟。本發(fā)明的目的是通過用于制造半導(dǎo)體晶片的方法實(shí)現(xiàn)的，其包括(a)利用包含平均粒徑為20. 0至60. 0 μ m的磨料的研磨圓盤對由單晶切割的半導(dǎo) 體晶片的邊緣進(jìn)行導(dǎo)圓；(b)對半導(dǎo)體晶片同時進(jìn)行雙面去除材料式加工，所述半導(dǎo)體晶片以可自由移動 的方式位于多個利用滾動裝置旋轉(zhuǎn)的載體圓盤之一的凹坑中，并由此以擺線軌跡移動，其中半導(dǎo)體晶片在2個旋轉(zhuǎn)的環(huán)形加工圓盤之間進(jìn)行加工，每個加工圓盤具有包含平均粒徑 為5. 0至20. 0 μ m的磨料的加工層；(c)對半導(dǎo)體晶片同時進(jìn)行雙面去除材料式加工，所述半導(dǎo)體晶片以可自由移動 的方式位于多個利用滾動裝置旋轉(zhuǎn)的載體圓盤之一的凹坑中，并由此以擺線軌跡移動，其 中半導(dǎo)體晶片在2個旋轉(zhuǎn)的環(huán)形加工圓盤之間進(jìn)行加工，每個加工圓盤具有包含平均粒徑 為0. 5至15. 0 μ m的磨料的加工層；(d)利用包含平均粒徑為1. 0至20. 0 μ m的磨料的研磨圓盤對半導(dǎo)體晶片的邊緣 進(jìn)行導(dǎo)圓；(e)在半導(dǎo)體晶片的每面的材料去除量不多于1 μ m的情況下，用蝕刻介質(zhì)處理半 導(dǎo)體晶片的兩面；(f)利用包含粒徑為0. 1至1. 0 μ m的磨料的拋光墊對半導(dǎo)體晶片的至少一面進(jìn)行 拋光；(g)對半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn)行拋光；(h)至少對正面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。根據(jù)本發(fā)明的方法包括在步驟(b)和(C)中對半導(dǎo)體晶片的正面和背面的2次同 時雙面加工，其中第一步驟提供粗研磨，而第二步驟提供精研磨，在此期間半導(dǎo)體晶片類似 于精研和DSP位于載體圓盤的凹坑中。此外，在半導(dǎo)體晶片表面的加工方面，對半導(dǎo)體晶片 的正面實(shí)施至少一次FAP拋光及至少一次CMP拋光。根據(jù)本發(fā)明，所述方法絕不包括全面的表面機(jī)械加工，其中利用晶片保持器(例 如真空卡盤)將半導(dǎo)體晶片固定在其一面上，同時通過旋轉(zhuǎn)的研磨圓盤的進(jìn)給而加工另一在步驟(b)和(C)中半導(dǎo)體晶片以無約束力的方式，并不將半導(dǎo)體晶片固定地夾 緊在保持器(卡盤)上，即以“自由浮動”的方式進(jìn)行雙面同時加工。其優(yōu)點(diǎn)在于，避免在“卡盤加工”中半導(dǎo)體晶片的變形。所有與去除材料相關(guān)的表 面加工步驟包括行星式運(yùn)動學(xué)以及對半導(dǎo)體晶片表面的全面加工。該方法允許相對溫和 地改變半導(dǎo)體晶片與加工圓盤之間的相對速率，還允許平衡且均勻地利用加工圓盤的加工 層。該方法不包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的單面研磨(SSG)過程，既不是以粗研磨的形式， 也不是以精研磨的形式。此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中不設(shè)置同時的雙面研磨(DDG)。由此避免在SSG和DDG之后在半導(dǎo)體晶片中心的諸如研磨臍(khleifnabel) 的缺陷，在DDG中的“修光標(biāo)記(Ausfeuermarken) ”以及在SSG中的研磨劃痕 (Schleifriefen)，從而僅列舉一些。如后所述，還可在分成2部分的自由浮動法(Free-Floating-Prozess)中實(shí)施步 驟(f)和(h)，其中使用傳統(tǒng)的雙面拋光機(jī)，從而可以對在載體晶片中自由浮動地引導(dǎo)的半 導(dǎo)體晶片的兩面進(jìn)行同時同步地拋光，其將傳統(tǒng)的DSP和CMP相結(jié)合。由此以無約束力的 方式同時對雙面實(shí)施全部的化學(xué)機(jī)械表面加工或純機(jī)械的表面加工。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的主要步驟及其優(yōu)選的實(shí)施方案。首先將利用CZ或FZ生長的由半導(dǎo)體材料組成的單晶切割成半導(dǎo)體晶片。優(yōu) 選利用鋼絲鋸切割半導(dǎo)體晶片。例如US 4,655，191、EP 522542AU DE 39似671A1或EP 433956A1公開了利用鋼絲鋸切割半導(dǎo)體晶片。所生長的由半導(dǎo)體材料組成的單晶優(yōu)選為由硅組成的單晶。半導(dǎo)體晶片優(yōu)選為單 晶娃晶片。所述方法優(yōu)選以根據(jù)本發(fā)明方法的步驟(a)至(h)的指定的順序?qū)嵤８鶕?jù)步驟 (g)的邊緣拋光可以在步驟(h)之前或之后實(shí)施。優(yōu)選還實(shí)施2次邊緣拋光，其中第一邊緣 拋光在步驟(f)與步驟(h)之間實(shí)施，而第二邊緣拋光在步驟(h)之后實(shí)施，第二邊緣拋光 優(yōu)選利用溫和地去除材料的硅溶膠實(shí)施(溫和邊緣拋光，Soft-Kantenpolitur)。步驟(a)——利用粗研磨劑對半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn)行導(dǎo)圓在步驟(a)中半導(dǎo)體晶片設(shè)置有經(jīng)導(dǎo)圓的邊緣。為此，將半導(dǎo)體晶片固定在旋轉(zhuǎn)的桌上，并以其邊緣與加工工具的同樣旋轉(zhuǎn)的加 工面相對地進(jìn)給。在此使用的加工工具可以作為圓盤構(gòu)成，其固定在轉(zhuǎn)軸上并具有用作加 工面以加工半導(dǎo)體晶片邊緣的圓周面。例如DE 19535616A1公開了適合于此的裝置。半導(dǎo)體晶片優(yōu)選設(shè)置有相對于晶片中心平面對稱的輪廓，其在晶片正面和晶片背 面上具有同類的小面O^acetten)，或者設(shè)置有不對稱的邊緣輪廓，其在正面和背面上具有 不同的小面寬度。在此半導(dǎo)體晶片邊緣獲得在幾何上與目標(biāo)輪廓相似的輪廓。所用的研磨圓盤優(yōu)選具有溝槽輪廓。DE 102006048218A1公開了一種優(yōu)選的研磨圓盤。加工面還可以研磨墊的形式或者作為研磨帶構(gòu)成。去除材料的顆粒，優(yōu)選為金剛石，可以牢固地錨定在加工工具的加工面中。所用的 顆粒具有粗的粒度。根據(jù)Jis R 6001 1998，粒度(篩號，目)為#240至#800。平均粒徑為20至60 μ m,優(yōu)選為25至40 μ m,更優(yōu)選為25至30 μ m或30至40 μ m。步驟(b)——利用粗研磨劑對由單晶切割的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行雙面去除材料式加工在本發(fā)明方法的步驟(b)中，對半導(dǎo)體晶片的兩面進(jìn)行去除材料式加工。PPG是對多個半導(dǎo)體晶片進(jìn)行同時雙面研磨的方法，其中各個半導(dǎo)體晶片以可自 由移動的方式位于多個利用滾動裝置旋轉(zhuǎn)的載體圓盤之一的凹坑中，并由此以擺線軌跡移 動，其中半導(dǎo)體晶片在2個旋轉(zhuǎn)的加工圓盤之間進(jìn)行去除材料式加工，每個加工圓盤具有 包含粘結(jié)的研磨劑的加工層。莫氏硬度> 6的硬質(zhì)材料優(yōu)選作為粘結(jié)在加工層中的研磨劑。作為研磨劑優(yōu)選考 慮金剛石、碳化硅(SiC)、二氧化鈰(CeO2)、剛玉(氧化鋁，Al2O3)、二氧化鋯(ZrO2)、氮化硼 (BN ；立方氮化硼，CBN)、其他的二氧化硅(SiO2)、碳化硼(B4C)直至明顯更柔軟的物質(zhì)，如碳 酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)或碳酸鎂(MgCO3)。但是特別優(yōu)選為金剛石、碳化硅(SiC)和 氧化鋁(Al2O3 ；剛玉)。研磨劑的平均粒徑為5至20 μ m，優(yōu)選為5至15 μ m，更優(yōu)選為5至10 μ m。研磨顆 粒優(yōu)選單獨(dú)地或者作為聚集體粘結(jié)在加工層的粘結(jié)基體中。在聚集體粘結(jié)的情況下，優(yōu)選 的粒徑涉及聚集體成分的初級顆粒的粒徑。
優(yōu)選使用陶瓷粘結(jié)的加工層，特別優(yōu)選為合成樹脂粘結(jié)；在具有聚集體的加工層 的情況下，還可以是雜混粘結(jié)的系統(tǒng)(在聚集體中的陶瓷粘結(jié)和在聚集體與加工層基體之 間的合成樹脂粘結(jié))。在加工期間優(yōu)選使在加工層之間形成的加工間隙中的溫度保持恒定。為此，載體 圓盤可以具有開口，通過開口可以在下加工圓盤與上加工圓盤之間交換冷卻潤滑劑，從而 使上下加工層總是具有相同的溫度。這抵消了在交替變化的負(fù)荷下由于熱膨脹通過加工層 或加工圓盤的變形而導(dǎo)致的在加工層之間形成的加工間隙的非期望的變形。此外，改善了 粘結(jié)在加工層中的磨料的冷卻，并且變得更加均勻，由此延長了其有效的壽命。優(yōu)選在研磨期間確定在加工層之間形成的加工間隙的形狀，并取決于所測的加工 間隙的幾何形狀以機(jī)械或熱的方式改變至少一個加工圓盤的加工面的形狀，從而使加工間 隙具有預(yù)定的形狀。半導(dǎo)體晶片優(yōu)選在加工期間暫時以其面的一部分離開由加工層限定的加工間隙， 其中在徑向方向上的最大偏移量為大于半導(dǎo)體晶片直徑的0%且最大為20%，偏移量定義 為相對于加工圓盤在徑向方向上測得的、半導(dǎo)體晶片在研磨期間在特定的時間點(diǎn)凸出于加 工間隙的內(nèi)邊緣或外邊緣的長度。在加工快要結(jié)束時優(yōu)選將粘度至少為3X 10_3N/m2 · s且最高為100X 10_3N/m2 · s 的液體介質(zhì)經(jīng)由載體圓盤的開口引入加工圓盤與半導(dǎo)體晶片之間。至少在加工圓盤與半導(dǎo) 體晶片分離時，應(yīng)當(dāng)存在該介質(zhì)，從而減少被加工層機(jī)械去除的量。由此可以避免否則在現(xiàn) 有技術(shù)中觀察到的研磨缺陷，如劃痕、刮痕或提升標(biāo)記(Abhebemarken)。這在未預(yù)先公開的 第102009048436. 1號德國專利申請中有所述及，在此將其全部內(nèi)容并入本申請作為參考。作為所述介質(zhì)優(yōu)選考慮·包含多元醇(甘油、單體二醇、低聚二醇、聚二醇和多元醇)的含水混合物·甘油、丁醇和表面活性劑的含水混合物·懸浮液，其中通過固體含量確保所需的介質(zhì)粘度(包含二氧化硅或鈰氧化物顆 粒的膠體狀分散體)，優(yōu)選取決于固體含量額外包含提高粘度的介質(zhì)(例如醇)。步驟(c)——利用更細(xì)的研磨劑對由單晶切割的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行雙面去除材料式 加工在步驟(c)中同樣實(shí)施半導(dǎo)體晶片的PPG研磨，其中使用具有比步驟(b)中更細(xì) 的粒度的研磨墊。研磨劑的平均粒徑為0. 5至10 μ m，優(yōu)選為0. 5至7 μ m，更優(yōu)選為0. 5至4 μ m，特 別優(yōu)選為0. 5至2 μ m。在通過本發(fā)明方法的步驟(b)進(jìn)行加工之前的起始厚度優(yōu)選為500至1000 μ m。 對于直徑為300mm的硅晶片，起始厚度特別優(yōu)選為775至950 μ m。通過步驟(b)和(C)的總的材料去除量，即半導(dǎo)體晶片的雙面單獨(dú)的材料去除量 之和，優(yōu)選為7. 5至120 μ m，更優(yōu)選為15至90 μ m。步驟(d)——利用更細(xì)的研磨劑對邊緣進(jìn)行導(dǎo)圓在步驟(d)中，實(shí)施第二邊緣導(dǎo)圓步驟。但是使用具有更細(xì)的粒度的研磨工具。為此，再次將半導(dǎo)體晶片固定在旋轉(zhuǎn)的桌上，并以其邊緣與加工工具的同樣旋轉(zhuǎn) 的加工面相對地進(jìn)給。在此使用的加工工具可以作為圓盤構(gòu)成，其固定在轉(zhuǎn)軸上并具有用作加工面以加工半導(dǎo)體晶片邊緣的圓周面。加工面還可以研磨 墊的形式或者作為研磨帶構(gòu)成。去除材料的顆粒，優(yōu)選為金剛石，可以牢固地錨定在加工工具的加工面中。所用的顆粒具有細(xì)的粒度。根據(jù)JIS R 6001 :1998，粒度應(yīng)當(dāng)小于#800，優(yōu)選為 #800 至 #8000。平均粒徑為0. 5至20 μ m，優(yōu)選為0. 5至15 μ m，更優(yōu)選為0. 5至10 μ m，特別優(yōu)選 為 0. 5 至 5μπι。步驟(e)——蝕刻或清潔半導(dǎo)體晶片在本發(fā)明方法的步驟(e)中，在半導(dǎo)體晶片的每面的材料去除量不多于Iym的情 況下用蝕刻介質(zhì)處理半導(dǎo)體晶片的兩面。半導(dǎo)體晶片的每面的最小材料去除量優(yōu)選為1個單分子層，即約0. lnm。優(yōu)選利用酸性介質(zhì)對半導(dǎo)體晶片實(shí)施濕式化學(xué)處理。氫氟酸、硝酸或乙酸的水溶液適合作為酸性介質(zhì)。特別優(yōu)選利用包含氟化氫和至少一種氧化半導(dǎo)體晶片表面的氧化劑的氣態(tài)介質(zhì) 處理半導(dǎo)體晶片。在此情況下，特別有利的是氣態(tài)介質(zhì)以40mm/s至300m/s的相對速率迎 流半導(dǎo)體晶片的表面。因此，氣態(tài)介質(zhì)包含氟化氫和至少一種氧化劑。氧化劑必須能夠氧化半導(dǎo)體材料， 例如硅。在對硅表面進(jìn)行氧化時，例如產(chǎn)生硅氧化物，優(yōu)選為二氧化硅。其轉(zhuǎn)而被氟化氫化 學(xué)攻擊，產(chǎn)生六氟硅酸(H2SiF6)、四氟化硅(SiF4)和水作為反應(yīng)產(chǎn)物，其被氣態(tài)介質(zhì)的流排 出。此外，氣態(tài)介質(zhì)可以包含其他成分，例如惰性載氣，如氮?dú)饣驓鍤?，以影響流動條件和去 除材料的速率。優(yōu)選使用至少一種選自以下組中的氧化劑二氧化氮、臭氧和氯氣。在使用純氯氣 時，需要添加水蒸汽以對硅表面進(jìn)行氧化。在使用二氧化氮和氯氣以及臭氧和氯氣的混合 物時，添加氯氣用于將在氟化氫與二氧化硅的反應(yīng)中釋放的水用于對硅表面進(jìn)行進(jìn)一步氧 化，并由此避免即使在低的流速和溫度下在反應(yīng)中釋放的水發(fā)生冷凝。特別優(yōu)選使用臭氧， 這是因為其高的氧化電位、毫無問題的反應(yīng)產(chǎn)物以及通過在半導(dǎo)體工業(yè)中廣泛使用的臭氧 發(fā)生器而容易供應(yīng)。為了產(chǎn)生氣態(tài)介質(zhì)，可以所期望的量的比例將各成分加以混合。通常選擇氟化氫 與氧化劑的比例為1 1至4 1?？梢酝ㄟ^將各種組分直接導(dǎo)入加工室內(nèi)或設(shè)置在其上 游的混合器內(nèi)，或者通過引導(dǎo)氣態(tài)氧化劑經(jīng)過氟化氫的適當(dāng)濃度的液態(tài)水溶液，從而引入 氣態(tài)介質(zhì)。這例如可以在所謂的洗滌瓶或可比較的裝置中進(jìn)行。在氣態(tài)氧化劑經(jīng)過水溶液 時，其富含水和氟化氫，從而產(chǎn)生所需的氣態(tài)介質(zhì)。在相同的方法參數(shù)以及氟化氫與氧化劑的恒定比例下，溫度的升高及濃度的升高 表現(xiàn)出促進(jìn)反應(yīng)的作用。在氣相中的蝕刻用于降低半導(dǎo)體晶片的粗糙度，從而可以減少所需的拋光去除材 料的量，此外用于去除雜質(zhì)和減少晶體結(jié)構(gòu)的表面缺陷。優(yōu)選以單晶片處理的方式實(shí)施所述清潔法和蝕刻法。特別是對于在本發(fā)明方法范疇內(nèi)特別優(yōu)選的直徑為450mm的半導(dǎo)體晶片而言，美國Solid State Equipment公司的針對尺寸最大為500mmX500mm的基底設(shè)計的SSEC 3400ML適合于此。步驟(f)—對半導(dǎo)體晶片的至少一面實(shí)施FAP拋光在步驟(f)中，利用包含平均粒徑為0. 1至1. 0 μ m的磨料的拋光墊對半導(dǎo)體晶片 的至少一面進(jìn)行拋光。在步驟(f)中優(yōu)選對半導(dǎo)體晶片的正面和背面同時同步進(jìn)行拋光。傳統(tǒng)的DSP拋 光機(jī)適合于此，其中所用的拋光墊包含磨料。在步驟(f)中優(yōu)選僅拋光半導(dǎo)體晶片的正面。在該拋光步驟中，優(yōu)選將不含固體物質(zhì)的拋光劑溶液引入半導(dǎo)體晶片的待拋光的 面與拋光墊之間。在最簡單的情況下，拋光劑溶液是水，優(yōu)選為去離子水(DIW)，其具有對于半導(dǎo)體 工業(yè)中的應(yīng)用通常的純度。但是拋光劑溶液還可以包含化合物，如碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鈉 (NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氧化四甲基銨(TMAH)或其任意的混合物。特 別優(yōu)選使用碳酸鉀。在此情況下，拋光劑溶液的PH值優(yōu)選為10至12，拋光劑溶液中所述化 合物的比例優(yōu)選為0.01至10重量％，更優(yōu)選為0.01至0.2重量％。此外，拋光劑溶液可以包含一種或多種其他的添加劑，例如表面活性添加劑如潤 濕劑和表面活性劑、發(fā)揮保護(hù)膠體作用的穩(wěn)定劑、防腐劑、殺生物劑、醇和絡(luò)合劑。所用的拋光墊包含粘結(jié)在拋光墊中的研磨劑(FAP墊或FA墊)。合適的研磨劑例如包含元素鈰、鋁、硅、鋯的氧化物的顆粒以及諸如碳化硅、氮化 硼和金剛石的硬質(zhì)材料的顆粒。特別合適的拋光墊具有顯示為重復(fù)的顯微結(jié)構(gòu)的表面形貌。所述顯微結(jié)構(gòu)(柱狀 物，posts)例如具有圓柱或多角形截面的柱的形狀，或者具有棱錐或截棱錐的形狀。例如WO 92/13680A1和US 2005/227590A1中包含該拋光墊的更詳細(xì)的描述。特別優(yōu)選使用具有牢固地粘結(jié)在其中的鈰氧化物磨料的拋光墊，例如在US 6，602，117B1 中所述。該磨料的平均粒徑優(yōu)選為0. 1至0. 6 μ m。平均粒徑特別優(yōu)選為0. 1至0. 25 μ m。對于FA拋光優(yōu)選以每面大于或等于1 μ m的材料去除量進(jìn)行加工，其中在此更優(yōu) 選在1至3μπι的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在1.5至2μπι的范圍內(nèi)進(jìn)行加工。在步驟(f)中優(yōu)選同時同步地用FA拋光墊對半導(dǎo)體晶片的正面及用CMP拋光墊 對半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行拋光。傳統(tǒng)的DSP拋光機(jī)同樣適合于此，其中一個拋光圓盤配備 有FA拋光墊，而第二拋光圓盤配備有傳統(tǒng)的CMP拋光墊。步驟(g)——對半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn)行拋光在步驟(g)中對半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn)行拋光?？缮藤彽淖詣舆吘墥伖鈾C(jī)適合于實(shí)施本發(fā)明方法的步驟(g)。US 5，989，105公開了所述用于邊緣拋光的裝置，其中拋光滾筒由鋁合金組成并配 備有拋光墊。半導(dǎo)體晶片通常固定在平面的晶片保持器，即所謂的卡盤上。半導(dǎo)體晶片的邊緣凸出于卡盤，從而使其可以自由地達(dá)到拋光滾筒。相對于卡盤傾斜特定角度的、繞中心旋轉(zhuǎn) 的、配備有拋光墊的拋光滾筒與裝有半導(dǎo)體晶片的卡盤相互進(jìn)給，并以特定的壓緊力在連 續(xù)送入拋光劑的情況下相互壓緊。在邊緣拋光時，卡盤連同保持在其上的半導(dǎo)體晶片繞中心旋轉(zhuǎn)?？ūP旋轉(zhuǎn)一周優(yōu)選持續(xù)20至300秒，更優(yōu)選為50至150秒(旋轉(zhuǎn)時間)。優(yōu)選以300至ΙδΟΟπ ιΓ1，更優(yōu)選500至lOOOmirT1的轉(zhuǎn)速繞中心旋轉(zhuǎn)的、覆蓋有 拋光墊的拋光滾筒與卡盤相互進(jìn)給，其中拋光滾筒以相對于半導(dǎo)體晶片的裝配角傾斜地設(shè) 置，半導(dǎo)體晶片固定在卡盤上，從而使半導(dǎo)體晶片輕微地凸出于卡盤，并因此可以達(dá)到拋光 滾筒。裝配角優(yōu)選為30°至50°。半導(dǎo)體晶片和拋光滾筒以特定的壓緊力在以優(yōu)選為0. 1至1升/min，更優(yōu)選為 0. 15至0. 40升/min的拋光劑流量連續(xù)地送入拋光劑的情況下相互壓緊，其中壓緊力可以 通過在滾筒上承受的重量加以調(diào)節(jié)，優(yōu)選為1至^g，更優(yōu)選為2至4kg。優(yōu)選在半導(dǎo)體晶片或裝有半導(dǎo)體晶片的卡盤旋轉(zhuǎn)2至20周，更優(yōu)選2至8周之后， 拋光滾筒和半導(dǎo)體晶片相互分離。在這些常用的邊緣拋光法中，通常對在半導(dǎo)體晶片的邊緣區(qū)域內(nèi)的局部幾何形狀 有負(fù)面影響。這涉及，在此使用的相對“較柔軟的邊緣拋光墊”(通常使用相對較柔軟的配 備有硅溶膠的拋光墊)不僅拋光邊緣本身，而且還拋光半導(dǎo)體晶片的正面和/或背面的外 部，這可以通過將硬質(zhì)邊緣“浸入”配備有拋光劑懸浮液的拋光墊中而加以解釋。這確實(shí)是 不僅在實(shí)際的邊緣區(qū)域內(nèi)而且在正面和/或背面的相鄰區(qū)域內(nèi)去除材料。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，優(yōu)選通過將半導(dǎo)體晶片固定在繞中心旋轉(zhuǎn)的卡盤 上，將半導(dǎo)體晶片和相對于卡盤傾斜的、繞中心旋轉(zhuǎn)的、配備有包含牢固地粘結(jié)的磨料的 拋光墊(FAP拋光墊)的拋光滾筒進(jìn)給，并將半導(dǎo)體晶片與拋光滾筒在連續(xù)地送入不含固體 物質(zhì)的拋光劑溶液的情況下相互壓緊，從而對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行邊緣拋光。由此可以針對性地影響晶片邊緣，而不會損害半導(dǎo)體晶片的正面和/或背面的相 鄰區(qū)域，并由此例如僅在晶片邊緣上調(diào)節(jié)所期望的幾何特性和表面特性。與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)使用的拋光墊相比，所用的FAP墊明顯更硬且更不易被壓縮，此外提 供無需堿性裝載的硅溶膠例如僅通過使用堿性溶液而實(shí)施材料去除的優(yōu)點(diǎn)，這額外地避免 了在晶片正面上傳播拋光劑(Poliermittelverschl印pung)，并由此避免了由于初始侵蝕 (AnStzungen)對晶片表面的額外的負(fù)面影響，其例如是提高的缺陷率，如LLS(局部光散 射體)的形式。額外地可以接著在相同的FAP拋光墊上使用溫和地去除材料的硅溶膠實(shí)施短的 拋光步驟，以降低邊緣粗糙度和邊緣缺陷率。這兩個拋光步驟可以相互協(xié)調(diào)，從而針對性地積極影響晶片邊緣幾何形狀和表 面，而不會對晶片正面和晶片背面上的晶片部分位點(diǎn)有負(fù)面影響。因此，原則上優(yōu)選利用其表面上粘結(jié)有包含牢固地粘結(jié)的磨料的、不易壓縮的、硬 的拋光墊的拋光滾筒在送入堿性溶液的情況下對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行拋光。隨后優(yōu)選在第二步驟中在相同的拋光墊上在送入硅溶膠如包含約1重量％的SW2 的Glanz0x 3900*的情況下實(shí)施光滑化步驟。
^Glanzox 3900是由日本Fujimi公司作為濃縮物提供的拋光劑懸浮液的產(chǎn)品名。 該濃縮物的基礎(chǔ)溶液的PH值為10. 5，并包含約9重量％的平均粒徑為30至40nm的膠體 SiO20已發(fā)現(xiàn)通過所述利用FAP墊進(jìn)行的邊緣拋光完全避免了在現(xiàn)有技術(shù)中觀察到的 在半導(dǎo)體晶片的邊緣區(qū)域內(nèi)的局部幾體形狀變差現(xiàn)象。另一個優(yōu)點(diǎn)在于，避免了在邊緣拋光的去除材料步驟中傳播拋光劑 (Poliermittelverschl印pungen)，及因此避免了由于在晶片表面上不受控制的初始侵蝕 (Anatzungen)而產(chǎn)生表面缺陷。在最簡單的情況下，在邊緣拋光時所用的拋光劑溶液是水，優(yōu)選為去離子水 (DIW)，其具有對于半導(dǎo)體工業(yè)中的應(yīng)用通常的純度。但是拋光劑溶液還可以包含化合物，如碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鈉 (NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氧化四甲基銨(TMAH)或其任意的混合物。特別優(yōu)選使用碳酸鉀。拋光劑溶液的pH值優(yōu)選為10至12，拋光劑溶液中所述化合物的比例優(yōu)選為0. 01 至10重量％，更優(yōu)選為0.01至0.2重量％。此外，拋光劑溶液可以包含一種或多種其他的添加劑，例如表面活性添加劑如潤 濕劑和表面活性劑、發(fā)揮保護(hù)膠體作用的穩(wěn)定劑、防腐劑、殺生物劑、醇和絡(luò)合劑。在邊緣拋光的優(yōu)選的第二步驟中，使用包含磨料的拋光劑。該步驟優(yōu)選在步驟(h) 之后實(shí)施，其中第一邊緣拋光過程在步驟(f)與步驟(h)之間實(shí)施。在拋光劑懸浮液中研磨劑的比例優(yōu)選為0. 25至20重量％，更優(yōu)選為0. 25至1重 量％。研磨劑顆粒的粒徑分布優(yōu)選表示為單峰。平均粒徑為5至300nm，優(yōu)選為5至50nm。研磨劑包含機(jī)械去除基底材料的材料，優(yōu)選包含一種或多種元素鋁、鈰或硅的氧 化物。拋光劑懸浮液特別優(yōu)選包含膠體狀分散的二氧化硅。在邊緣拋光的任選實(shí)施的第二步驟中，與第一步驟不同，優(yōu)選不加入添加劑，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 四甲基銨(TMAH)。但是所述拋光劑懸浮液可以包含一種或多種其他的添加劑，例如表面活性添加劑 如潤濕劑和表面活性劑、發(fā)揮保護(hù)膠體作用的穩(wěn)定劑、防腐劑、殺生物劑、醇和絡(luò)合劑。在本發(fā)明方法的步驟(g)中使用的拋光墊優(yōu)選包含粘結(jié)在拋光墊中的研磨劑 (FAP墊或FA墊)。合適的研磨劑例如包含元素鈰、鋁、硅、鋯的氧化物的顆粒以及諸如碳化硅、氮化 硼和金剛石的硬質(zhì)材料的顆粒。特別合適的拋光墊具有顯示為重復(fù)的顯微結(jié)構(gòu)的表面形貌。所述顯微結(jié)構(gòu)(柱狀 物，posts)例如具有圓柱或多角形截面的柱的形狀，或者具有棱錐或截棱錐的形狀。FAP拋光墊的平均粒徑優(yōu)選為0. 1至1. 0 μ m，更優(yōu)選為0. 1至0. 6 μ m，特別優(yōu)選為 0. 1 至 0. 25 μ m。
具有多層結(jié)構(gòu)的拋光墊特別適合于實(shí)施所述方法，其包括一層具有磨料的層、一 層硬塑料層以及柔性非織物的層，其中利用壓力敏感性粘結(jié)層相互粘結(jié)所述層。硬塑料層優(yōu)選包含聚碳酸酯。拋光墊可以包含一層額外的聚氨酯泡沫層。在此，拋光墊中的一層是柔性的。柔性層優(yōu)選為非織物層。柔性層優(yōu)選包含聚酯纖維。特別合適為用聚氨酯浸漬的聚酯纖維層(非織物)。通過柔性層可以適應(yīng)墊的高度，并遵循連續(xù)的過渡。柔性層優(yōu)選對應(yīng)于拋光墊的最底層。例如由聚氨酯組成的泡沫層優(yōu)選位于其上， 泡沫層利用粘結(jié)層固定在柔性層上。由更硬的硬質(zhì)材料，優(yōu)選由硬塑料組成的層位于PU泡 沫之上，例如聚碳酸酯適合于此。具有重復(fù)的顯微結(jié)構(gòu)的層，即真正的固定磨料層，位于所 述硬質(zhì)層之上。但是柔性層還可以位于泡沫層與硬質(zhì)層之間，或者在固定磨料層的直接下方。優(yōu)選利用壓力敏感性粘結(jié)層(PSA)相互固定不同的層。拋光墊優(yōu)選包含具有重復(fù)的顯微結(jié)構(gòu)的層、柔性層和由硬塑料如聚碳酸酯組成的 層，其中柔性層可以是拋光墊的中間層或者是最底層。所用的多層FAP拋光墊的粒徑優(yōu)選為大于或等于0. 1 μ m且小于或等于1.0 μ m，更 優(yōu)選為0. 1至0. 6 μ m，特別優(yōu)選為0. 1至0. 25 μ m。步驟(h)——至少對正面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光在所述方法的步驟(h)中，至少對半導(dǎo)體晶片的正面進(jìn)行CMP拋光。在該步驟中，優(yōu)選利用CMP對半導(dǎo)體晶片的兩面進(jìn)行拋光。傳統(tǒng)的DSP拋光機(jī)適 合于此，但是在所述機(jī)器中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DSP去除材料式拋光墊而使用更軟的CMP拋光墊。所用的CMP拋光墊是具有多孔基體的拋光墊。所述拋光墊優(yōu)選由熱塑性或熱可硬化的聚合物組成。作為所述材料可以考慮許多 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)選包含固體微孔聚氨酯。優(yōu)選還使用由發(fā)泡的圓盤或毛氈基底或纖維基底組成的拋光墊，其用聚合物浸漬 過。還可以構(gòu)成經(jīng)涂覆/浸漬的拋光墊，從而在基底中具有不同于涂層中的其他的孔 徑分布和孔徑尺寸。拋光墊可以基本上是平面的，或者還可以是打孔的。可以將填料引入拋光墊中，以控制拋光墊的孔隙率?？缮藤彽膾伖鈮|例如是Rodel公司的SPM 3100或者Rohm & Haas的DCP系列的 墊以及商標(biāo)為IC1000TM、PolytexTM或SUBA 的墊。在步驟(h)中，優(yōu)選同時同步地利用FA拋光墊即具有牢固粘結(jié)的磨料的拋光墊對 半導(dǎo)體晶片的背面以及利用CMP拋光墊(不含磨料)對半導(dǎo)體晶片的正面進(jìn)行拋光。傳統(tǒng) 的DSP拋光機(jī)同樣適合于此，例如Rendsburg(德國)的Peter Wolters公司的AC2000型 機(jī)器，其中一個拋光圓盤配備有FA拋光墊，而第二拋光圓盤配備有傳統(tǒng)的CMP拋光墊。在此情況下，通過首先在正面/背面上及隨后在背面/正面上同時實(shí)施FAP拋光和CMP拋光，從而由步驟(f)和(h)提供結(jié)合的同步雙面拋光過程。省略掉傳統(tǒng)的DSP步驟和后續(xù)的分離的CMP步驟。Rendsburg(德國)的Peter Wolters公司的AC2000型拋光機(jī)配備有外輪圈和內(nèi) 輪圈的銷釘嚙合(Stiftverzahrumg)用于驅(qū)動載體圓盤。所述設(shè)備可以設(shè)計用于一個或多 個載體圓盤。由于通過量更大，優(yōu)選為用于多個載體圓盤的設(shè)備，例如在DE-10007390A1中 所述，其中載體圓盤在行星式路徑上圍繞設(shè)備中心移動。所述設(shè)備包括下拋光圓盤和上拋 光圓盤，它們可以水平地自由轉(zhuǎn)動并覆蓋有拋光墊。在拋光期間半導(dǎo)體晶片位于載體圓盤 的凹坑中，在2個轉(zhuǎn)動的且施加有特定的拋光壓力的拋光圓盤之間，同時連續(xù)地送入拋光 劑。在此，還使載體圓盤移動，優(yōu)選通過轉(zhuǎn)動的銷釘輪圈，其嚙合在載體圓盤的圓周上的齒 中。典型的載體圓盤包含用于接收3個半導(dǎo)體晶片的凹坑。在凹坑的圓周上具有應(yīng)當(dāng) 保護(hù)半導(dǎo)體晶片的斷裂敏感性邊緣的襯墊，尤其是防止從載體圓盤體釋放金屬。載體圓盤 體例如可以由金屬、陶瓷、塑料、纖維增強(qiáng)的塑料或者涂覆有塑料或類金剛石碳層(DLC層) 的金屬組成。但是優(yōu)選為鋼材，特別優(yōu)選為不銹鉻鋼。凹坑優(yōu)選設(shè)計用于接收直徑至少為 200mm,優(yōu)選為300mm，更優(yōu)選為450mm且厚度為500至1000 μ m的奇數(shù)個半導(dǎo)體晶片。在結(jié)合的同步雙面拋光(FAP+CMP)中，送入包含磨料的拋光劑懸浮液。研磨劑顆粒的粒徑分布優(yōu)選表示為單峰。平均粒徑為5至300nm，優(yōu)選為5至50nm。研磨劑包含機(jī)械去除基底材料的材料，優(yōu)選包含一種或多種元素鋁、鈰或硅的氧 化物。在拋光劑懸浮液中研磨劑的比例優(yōu)選為0. 25至20重量％，更優(yōu)選為0. 25至1重量％。特別優(yōu)選使用膠體狀分散的二氧化硅作為拋光劑懸浮液。例如使用Bayer股份公司的Levasil 200和Fujimi公司的Glanzox 3900 型 含水拋光劑。拋光劑優(yōu)選包含添加劑，如碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)、氫 氧化鉀(KOH)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氧化四甲基銨(TMAH)。但是所述拋光劑懸浮液可以包含一種或多種其他的添加劑，例如表面活性添加劑 如潤濕劑和表面活性劑、發(fā)揮保護(hù)膠體作用的穩(wěn)定劑、防腐劑、殺生物劑、醇和絡(luò)合劑。
所用的FAP拋光墊優(yōu)選具有(f)中所述的特性。優(yōu)選在步驟(h)之后重新實(shí)施邊緣拋光，特別優(yōu)選作為精細(xì)研磨，其利用與步驟 (g)中相比更柔軟的拋光墊或者利用包含與步驟(g)中所述FA拋光墊相比更細(xì)的磨料的拋光墊。特別優(yōu)選的實(shí)施方案下面給出本發(fā)明方法的特別優(yōu)選的實(shí)施方案A至E。之前解釋了所用的縮寫PPG、 DDG、FAP和CMP。詞尾“_粗”是指使用具有粗的粒度的研磨劑(研磨圓盤、加工層)，而在 具有詞尾“_細(xì)”的步驟中使用具有更細(xì)的粒度的研磨劑。之前解釋了在邊緣導(dǎo)圓和在PPG 中使用的研磨劑和優(yōu)選的粒徑。“邊緣拋光_細(xì)”是指利用溫和地去除材料的硅溶膠實(shí)施的 溫和邊緣拋光(Soft-Kantenpolitur)。
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A從單晶切割晶片-邊緣導(dǎo)圓_粗_PPG_粗_PPG_細(xì)-邊緣導(dǎo)圓_細(xì)-蝕刻-對半 導(dǎo)體晶片的正面和背面實(shí)施FAP-邊緣拋光-對正面實(shí)施CMPB從單晶切割晶片-邊緣導(dǎo)圓_粗_PPG_粗_PPG_細(xì)-邊緣導(dǎo)圓_細(xì)-蝕刻-對半 導(dǎo)體晶片的正面和背面實(shí)施FAP-邊緣拋光-對半導(dǎo)體晶片的正面和背面實(shí)施CMPC從單晶切割晶片-邊緣導(dǎo)圓_粗_PPG_粗_PPG_細(xì)-邊緣導(dǎo)圓_細(xì)-蝕刻-對正 面實(shí)施FAP同時對背面實(shí)施CMP-對背面實(shí)施FAP同時對正面實(shí)施CMP-邊緣拋光D從單晶切割晶片-邊緣導(dǎo)圓_粗_PPG_粗_PPG_細(xì)-邊緣導(dǎo)圓_細(xì)-蝕刻-對正 面實(shí)施FAP同時對背面實(shí)施CMP-邊緣拋光-對背面實(shí)施FAP同時對正面實(shí)施CMP-邊緣拋 光_細(xì)E從單晶切割晶片-邊緣導(dǎo)圓_粗_PPG_粗_PPG_細(xì)-邊緣導(dǎo)圓_細(xì)-蝕刻-對正 面實(shí)施FAP同時對背面實(shí)施CMP-邊緣拋光-對背面實(shí)施FAP同時對正面實(shí)施CMP。
權(quán)利要求
1.用于制造半導(dǎo)體晶片的方法，其包括(a)利用包含平均粒徑為20.0至60.0μ m的磨料的研磨圓盤對由單晶切割的半導(dǎo)體晶 片的邊緣進(jìn)行導(dǎo)圓；(b)對半導(dǎo)體晶片同時進(jìn)行雙面去除材料式加工，所述半導(dǎo)體晶片以可自由移動的方 式位于多個利用滾動裝置旋轉(zhuǎn)的載體圓盤之一的凹坑中，并由此以擺線軌跡移動，其中半 導(dǎo)體晶片在2個旋轉(zhuǎn)的環(huán)形加工圓盤之間進(jìn)行加工，每個加工圓盤具有包含平均粒徑為 5. 0至20. 0 μ m的磨料的加工層；(c)對半導(dǎo)體晶片同時進(jìn)行雙面去除材料式加工，所述半導(dǎo)體晶片以可自由移動的方 式位于多個利用滾動裝置旋轉(zhuǎn)的載體圓盤之一的凹坑中，并由此以擺線軌跡移動，其中半 導(dǎo)體晶片在2個旋轉(zhuǎn)的環(huán)形加工圓盤之間進(jìn)行加工，每個加工圓盤具有包含平均粒徑為 0. 5至15. 0 μ m的磨料的加工層，粒徑小于步驟(a)中采用的粒徑；(d)利用包含平均粒徑為1.0 μ m至最大20. 0 μ m的磨料的研磨圓盤對半導(dǎo)體晶片的邊 緣進(jìn)行導(dǎo)圓，粒徑小于步驟(a)中采用的粒徑；(e)在半導(dǎo)體晶片的每面的材料去除量不多于1μ m的情況下，用蝕刻介質(zhì)處理半導(dǎo)體 晶片的兩面；(f)利用包含平均粒徑為0.1至1. 0 μ m的磨料的拋光墊對半導(dǎo)體晶片的至少一面進(jìn)行 拋光；(g)對半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn)行拋光；(h)至少對正面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(f)中利用包含平均粒徑為0.1至1.Oym的牢 固粘結(jié)的磨料的拋光墊對半導(dǎo)體晶片的正面進(jìn)行拋光，同時利用CMP對半導(dǎo)體晶片的背面 進(jìn)行拋光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中在步驟(h)中在對正面進(jìn)行CMP拋光的同時同步 地利用包含牢固地粘結(jié)的磨料的拋光墊對半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行拋光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中在步驟(f)中使用的拋光墊包含選自以下組中的 磨料顆粒碳化硅、氮化硼、金剛石和元素鈰、鋁、硅、鋯的氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的方法，其中在步驟(e)中半導(dǎo)體晶片的每面的材料去除 量至少為0. Inm,且最多為1 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其中在步驟(g)中繞中心旋轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體晶片的邊 緣以特定的力壓在繞中心旋轉(zhuǎn)的拋光滾筒上，拋光滾筒配備有包含牢固地粘結(jié)的磨料的拋 光墊，并且不含固體物質(zhì)的拋光劑溶液被連續(xù)地送入，所用的拋光墊包含選自以下組中的 磨料顆粒碳化硅、氮化硼、金剛石和元素鈰、鋁、硅、鋯的氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的方法，其中在步驟(a)中所述研磨圓盤的平均粒徑為25 g30ymg30g40ym。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其中在步驟(b)中所述加工層的磨料的平均粒徑 為5至10 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的方法，其中在步驟(c)中所述加工層的磨料的平均粒徑 為 0. 5 至 4μπι。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的方法，其中在步驟(a)中所述研磨圓盤的平均粒徑為·0. 5 至 ΙΟμ 。
全文摘要
一種用于制造半導(dǎo)體晶片的方法，其包括(a)利用包含磨料的研磨圓盤對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行邊緣導(dǎo)圓；(b)在2個加工圓盤之間對半導(dǎo)體晶片同時進(jìn)行雙面去除材料式加工，每個加工圓盤具有包含磨料的加工層；(c)在2個加工圓盤之間對半導(dǎo)體晶片同時進(jìn)行雙面去除材料式加工，每個加工圓盤具有包含磨料的加工層，磨料的粒徑小于步驟(a)中采用的粒徑；(d)利用包含磨料的研磨圓盤對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行邊緣導(dǎo)圓，磨料的粒徑小于步驟(a)中采用的粒徑；(e)用蝕刻介質(zhì)處理半導(dǎo)體晶片的兩面；(f)利用包含磨料的拋光墊對半導(dǎo)體晶片的至少一面進(jìn)行拋光；(g)對半導(dǎo)體晶片的邊緣進(jìn)行拋光；(h)至少對正面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。
文檔編號H01L21/02GK102069448SQ20101053037
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者D·費(fèi)霍, G·施瓦布, G·皮奇, J·施萬德納, M·克斯坦, T·布施哈爾特 申請人:硅電子股份公司