專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制造拋光的半導(dǎo)體晶片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造拋光的半導(dǎo)體晶片的方法，所述方法包括以下順序的多 個(gè)步驟-由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的棒切割出半導(dǎo)體晶片，-對(duì)半導(dǎo)體晶片的至少一側(cè)進(jìn)行材料去除處理，以及-拋光半導(dǎo)體晶片的所述至少一側(cè)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶片通常具有拋光的前側(cè)，裝置插入所述前側(cè)中。日益迫切的需要涉及到 前側(cè)的平坦度。為了能夠在半導(dǎo)體晶片上制造最大可能數(shù)目的裝置，直到前側(cè)的邊緣必須 盡可能地嚴(yán)格地確保必需的平坦度。用于總體上講提高半導(dǎo)體晶片的側(cè)表面的平坦度和具體地講提高前側(cè)的平坦度 的絕大部分的努力始終集中在影響平坦度的半導(dǎo)體晶片的材料去除處理的步驟上。它們特 別是包括諸如一個(gè)或兩個(gè)側(cè)表面的研磨、磨削和拋光的步驟。實(shí)際上總要執(zhí)行被實(shí)施為單 面或雙面拋光的至少一種拋光過(guò)程。然而，如DE10302611A1所述，諸如蝕刻側(cè)表面的處理 步驟也會(huì)影響平坦度，特別是側(cè)表面的邊部區(qū)域中的平坦度。半導(dǎo)體晶片通常在第一次拋 光過(guò)程之前被蝕刻，以消除由前面的成形處理例如由于對(duì)半導(dǎo)體晶片的磨削或研磨(或這 些方法的組合)對(duì)表面造成的損壞。所引用的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種蝕刻方法，其中，半導(dǎo)體 晶片在蝕刻過(guò)程中暴露在被引導(dǎo)到半導(dǎo)體晶片的邊緣上的液體蝕刻劑流下。為了在蝕刻過(guò) 程中使半導(dǎo)體晶片獲得直到最外的邊部的最可能平坦的側(cè)表面，半導(dǎo)體晶片的邊部在蝕刻 過(guò)程中借助于特殊的屏蔽件被屏蔽而免受流動(dòng)的蝕刻劑。在拋光之前直到最外的邊部的盡 可能平坦的半導(dǎo)體晶片的側(cè)表面被認(rèn)為是使拋光的半導(dǎo)體晶片在邊部區(qū)域也具有非常好 的幾何形狀的前提條件。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，邊部區(qū)域中的幾何形狀仍有改進(jìn)的需要，即使采 用了 DE10302611A1的教導(dǎo)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步改善拋光的半導(dǎo)體晶片在邊部區(qū)域中的幾何形狀。上述目的通過(guò)一種用于制造拋光的半導(dǎo)體晶片的方法實(shí)現(xiàn)，所述方法包括以下順 序的多個(gè)步驟-由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的棒切割出半導(dǎo)體晶片，-對(duì)半導(dǎo)體晶片的至少一側(cè)進(jìn)行材料去除處理，以及-拋光半導(dǎo)體晶片的所述至少一側(cè)，其中，在所述材料去除處理之后、對(duì)待拋光的所述至少一側(cè)進(jìn)行拋光之前，半導(dǎo)體 晶片沿著其邊部具有環(huán)形局部隆起部，所述局部隆起部具有至少0. 1 μ m的最大高度，且局 部隆起部在半導(dǎo)體晶片的邊部處的IOmm寬的環(huán)內(nèi)達(dá)到其最大高度。與DE10302611A1的教導(dǎo)不同，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在拋光之前盡可能平坦的半導(dǎo)體晶片并不是在拋光之后在晶片邊部處獲得良好的幾何形狀的最佳的前提條件。相反，根據(jù) 本發(fā)明，在待拋光的半導(dǎo)體晶片的至少一側(cè)的邊部區(qū)域上設(shè)有輕微的局部隆起部，所述隆 起部在拋光過(guò)程中去除。拋光此時(shí)會(huì)產(chǎn)生這樣一種半導(dǎo)體晶片，其直到最外的邊部均具有 良好的平坦度而不具有明顯的塌邊。優(yōu)選地，隆起部形成在半導(dǎo)體晶片的經(jīng)受拋光的每一 側(cè)的邊部處，即，在單面拋光的情況下僅在一側(cè)、在雙面拋光的情況下在兩側(cè)形成隆起部。隆起部的最大高度以及高度最大值的位置根據(jù)隨后的拋光步驟的處理參數(shù)選擇。 這些處理參數(shù)主要包括接觸壓力、拋光墊質(zhì)量(硬度)、拋光漿液的成分、拋光板和承載件 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度以及主要的要達(dá)到的拋光去除的高度。在半導(dǎo)體晶片的經(jīng)受拋光的每一側(cè)上， 通過(guò)拋光產(chǎn)生的材料去除量通常為3-30 μ m。拋光去除量越高，根據(jù)本發(fā)明的隆起部的高度 就必須越大，以便獲得所希望的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明，局部隆起部的最大值位于沿著晶片邊緣的從邊緣向內(nèi)延伸1Omm的 環(huán)形區(qū)域中。優(yōu)選地，局部隆起部的高度最大值位于半導(dǎo)體晶片的最外的5毫米上，即位于 從晶片邊緣向內(nèi)延伸5mm的環(huán)的表面上。根據(jù)本發(fā)明，局部隆起部的高度為至少0. 1 μ m。在0. Iym的高度以下時(shí)，在隨后 的拋光過(guò)程中即使在非常小的材料去除量的情況下也不再能獲得期望的結(jié)果。優(yōu)選地，根 據(jù)本發(fā)明的隆起部不高于10 μ m，這是因?yàn)榉駝t會(huì)需要非常高的拋光去除量才能借助于拋 光獲得不具有邊部隆起部的平坦晶片邊部。由于這些原因，在拋光之前的隆起部的高度特 別優(yōu)選地位于0. 5-5 μ m的范圍內(nèi)。


下面，參看附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明以及優(yōu)選的實(shí)施例，附圖包括圖1示出了用于描述半導(dǎo)體晶片的邊部處的根據(jù)本發(fā)明的隆起部的參數(shù)；圖2a、2b和2c示意性地示出了通過(guò)杯形磨削盤(pán)處理半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明 的隆起部的情況；圖3示意性地示出了通過(guò)使用屏蔽晶片邊部的屏蔽件的蝕刻產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的 隆起部的情況；圖4示意性地示出了一種布置方式，所述布置方式包括半導(dǎo)體晶片和屏蔽件，所 述屏蔽件可用于蝕刻方法中，以便在半導(dǎo)體晶片的前側(cè)和后側(cè)產(chǎn)生位于半導(dǎo)體晶片的邊部 區(qū)域的隆起部；圖5示意性地示出了一種布置方式，所述布置方式包括半導(dǎo)體晶片和屏蔽件，所述屏蔽件可用于蝕刻方法中，以便僅在一側(cè)產(chǎn)生位于半導(dǎo)體晶片的邊部區(qū)域的隆起部；以 及圖6示出了通過(guò)使用不同的屏蔽件和沒(méi)有屏蔽件的蝕刻方法產(chǎn)生的各種邊部幾何形狀。
具體實(shí)施例方式作為進(jìn)一步描述本發(fā)明的基礎(chǔ)，首先使用圓形半導(dǎo)體晶片的示例介紹幾何參數(shù) (還請(qǐng)參看圖1-5)。然而，本發(fā)明原則上還可應(yīng)用于非圓形的半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體晶片1 的物理邊界R距離半導(dǎo)體晶片1的中心為半徑r的距離處，且形成半導(dǎo)體晶片的外周。半導(dǎo)體晶片1的邊緣4部分設(shè)有型廓部，所述型廓部在所謂的邊緣圓角步驟中通過(guò)成形工具、 例如型廓部磨削盤(pán)以機(jī)械方式產(chǎn)生。半導(dǎo)體晶片的成型的邊緣的內(nèi)端，即從半導(dǎo)體晶片的 邊緣型廓部的棱面到大致平坦的表面的過(guò)渡部位以E表示，且距離物理邊界R以距離P表 示。半導(dǎo)體晶片的邊緣4可對(duì)稱(chēng)地或非對(duì)稱(chēng)地圓角。根據(jù)本發(fā)明的特別關(guān)心的半導(dǎo)體晶片 的邊部區(qū)域在半導(dǎo)體晶片1的前側(cè)2和后側(cè)3上距離半導(dǎo)體晶片1的物理邊界R的O-IOmm 的距離處。半導(dǎo)體晶片1的厚度d與半導(dǎo)體晶片的前側(cè)2和后側(cè)3之間的距離對(duì)應(yīng)。局部隆起部的高度比及其高度最大值的位置可以通過(guò)塌邊(ERO)描述。ERO可 借助于可在市場(chǎng)上獲得的測(cè)量裝置例如來(lái)自Kobelco研究院的裝置LER-310確定，所述裝 置根據(jù)斜射光線相移干涉測(cè)量原理操作。該測(cè)量產(chǎn)生半導(dǎo)體晶片的形貌結(jié)構(gòu)的徑向輪廓線 h(x)。在這種情況下，半導(dǎo)體晶片的前側(cè)或后側(cè)或者兩側(cè)同時(shí)可被測(cè)量。為了確定對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)重要的變量(局部隆起部的最大高度和最大值的位置)， 使用標(biāo)準(zhǔn)SEMI M69中描述的算法(參見(jiàn)圖1)。與僅在預(yù)定的徑向位置處確定的標(biāo)準(zhǔn)中描 述的參數(shù)R0A( “在位置χ處的三階多項(xiàng)式擬合和降趨之后的塌邊量(ROA) ”;在三階多項(xiàng)式 擬合及其減法之后的位置χ處的塌邊的尺寸)不同，使用連續(xù)高度輪廓描述本發(fā)明，下面將 描述所述高度輪廓的確定。在這種情況下，χ作為距離半導(dǎo)體晶片1的物理邊界R的以mm 表示的距離來(lái)表示徑向位置。用于描述局部隆起部的基礎(chǔ)是，通過(guò)根據(jù)SEMI M69對(duì)半導(dǎo)體晶片的形貌結(jié)構(gòu)的測(cè) 量的徑向輪廓線h(x)進(jìn)行三階多項(xiàng)式擬合來(lái)定義一個(gè)參考曲線RL(X)。為了本發(fā)明的目 的，參考曲線RL(X)在徑向區(qū)域11擬合測(cè)量的徑向輪廓線h(x)，所述徑向區(qū)域從距離晶片 物理邊界的χ = Ilmm的距離處延伸到χ = 30mm的距離處。三個(gè)不同的徑向輪廓線h(x) 示于圖1中，且以P1、P2和P3表示。所獲得的三階多項(xiàng)式RL(X)隨后被外推到半導(dǎo)體晶片1的物理邊界(位置χ = Omm)，且在O-IOmm的邊部區(qū)域中測(cè)量的徑向輪廓線h(x)與外推的曲線RL(x)的高度偏差 hE(x)通過(guò)以下差分公式確定hK(x) =h(χ)-RL(x)0這種減法消除了半導(dǎo)體晶片的總體幾 何形狀(凹入、凸出)，使得hK(x)實(shí)際上僅反映相對(duì)于總體幾何形狀的局部偏差，該局部偏 差對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。在本說(shuō)明書(shū)中，隨徑向位置變化的所述偏差的大小稱(chēng)為“隆 起部的高度”hK(x)，且實(shí)際徑向輪廓線與外推曲線之間的最大正的偏差稱(chēng)為“隆起部的最 大高度”hK,max。使隆起部達(dá)到其最大高度的徑向位置下面簡(jiǎn)稱(chēng)為“最大值的位置”x_。在 任何情況下，本發(fā)明至少在半導(dǎo)體晶片的最外部的IOmm的局部區(qū)域中需要正的偏差；其最 大高度hK,max為至少0. Iym0可以為半導(dǎo)體晶片1的前側(cè)2和后側(cè)3均指定hK(x)，正值總表示的是隆起部。隆起部的最大值的位置(Xmax)可正好位于從半導(dǎo)體晶片1的平坦表面到邊緣圓角 部的棱面的過(guò)渡點(diǎn)E處，但也可朝半導(dǎo)體晶片1的中心的方向進(jìn)一步偏移。平臺(tái)也是可以 的。三種不同的形式示例性地示于圖1中，其中，輪廓線Pl不是根據(jù)本發(fā)明的輪廓線。輪 廓線P2和P3是邊部區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的局部隆起部的可能的變化方式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，邊 部區(qū)域中的隆起部甚至在hK(x)向著邊緣已經(jīng)再次下降時(shí)也可改善拋光之后的局部幾何形 狀。在這種情況下，hK(max)也可以是負(fù)的。形式(最大值的高度和位置以及上升的梯度) 可借助于用于邊部區(qū)域中的環(huán)形局部隆起部的不同的形成變量設(shè)定，從而可最優(yōu)地適配于 隨后的拋光步驟。然而，在任何情況下應(yīng)當(dāng)在圖1中示出的區(qū)域12內(nèi)實(shí)施，即在半導(dǎo)體晶片的最外側(cè)的10毫米上實(shí)施。在半導(dǎo)體晶片的最外的邊部處的根據(jù)本發(fā)明的局部隆起部不應(yīng)與現(xiàn)有技術(shù)中公 知的總體凹形幾何形狀相混淆，該總體凹形幾何形狀同樣是用于改善隨后的拋光過(guò)程之后 的平坦度。作為用于隨后的雙面拋光處理的初始幾何形狀的這種總體凹形幾何形狀示例 性地描述于EP0750967A2中。與此相比，根據(jù)本發(fā)明，在拋光之前，局部隆起部設(shè)置在接近 邊緣的區(qū)域。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這會(huì)與半導(dǎo)體晶片的總體幾何形狀無(wú)關(guān)地使隨后的拋光步驟之后 的塌邊最小化。這已經(jīng)證明在拋光之后改善了幾何形狀參數(shù)，例如SFQR，SFQD，SBIR(根 據(jù) SEMI Ml 附錄 1 and SEMI MF1530-0707)，PSFQR (SEMIM70-1108)，ESFQR, ESFQD，ESBIR, ESBID (SEMI M67-1108)和ZDD (SEMIM68-1108)。根據(jù)本發(fā)明制備的半導(dǎo)體晶片甚至對(duì)拋光 之后的全局參數(shù)例如GBIR(SEMI Ml附錄1和SEMI MF1530-0707)也具有積極影響。在半 導(dǎo)體晶片的邊部區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的隆起部可-根據(jù)隨后的拋光步驟的要求即根據(jù)由 所述拋光步驟引起的晶片幾何形狀的變化-與總體凹入、平坦或可選的凸出的基本形狀組 合。因此，可產(chǎn)生對(duì)隨后的拋光步驟來(lái)說(shuō)被最優(yōu)化的半導(dǎo)體晶片。用于產(chǎn)生邊部區(qū)域中的隆起部的起始材料例如是借助于多線鋸從通常為單晶體 的半導(dǎo)體棒切割的半導(dǎo)體晶片。所述半導(dǎo)體晶片隨后經(jīng)受材料去除處理，所述材料去除處 理通常包括多個(gè)步驟。示例性地，所述晶片在兩側(cè)被以機(jī)械方式處理，例如磨削或研磨，以 去除鋸切凹槽。根據(jù)本發(fā)明的局部隆起部在材料去除處理的一個(gè)合適步驟中產(chǎn)生。這例如 可通過(guò)磨削或蝕刻進(jìn)行。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，隆起部通過(guò)磨削產(chǎn)生，如圖2示意性地所示。隆起部可通過(guò)單面磨削而在半導(dǎo)體晶片1的一側(cè)上產(chǎn)生或通過(guò)順序的或同時(shí)的 雙面磨削而在半導(dǎo)體晶片1的兩側(cè)上產(chǎn)生。在任何情況下，所述處理優(yōu)選借助于杯形磨削 盤(pán)21實(shí)施，所述杯形磨削盤(pán)21繞著與半導(dǎo)體晶片1的表面垂直的軸線22轉(zhuǎn)動(dòng)。在單面磨 削和順序的雙面磨削的情況下，半導(dǎo)體晶片1在處理過(guò)程中通過(guò)一側(cè)固定在卡盤(pán)23上，而 半導(dǎo)體晶片1的另一側(cè)借助于杯形磨削盤(pán)21處理。這在單面磨削的情況下僅在一側(cè)上進(jìn) 行；在順序的雙面磨削的情況下，半導(dǎo)體晶片在處理第一側(cè)之后被翻轉(zhuǎn)，即已經(jīng)被處理的第 一側(cè)夾持在卡盤(pán)上，還未處理的第二側(cè)被磨削。在順序的雙面磨削的情況下，在第一步驟中 在半導(dǎo)體晶片的第一側(cè)上產(chǎn)生的隆起部在第二步驟中不要抵靠在卡盤(pán)23上，即卡盤(pán)23在 這種情況下必須具有比半導(dǎo)體晶片1小的直徑。相反，在同時(shí)雙面磨削的情況下，半導(dǎo)體晶 片未被牢固地固定，而是以基本無(wú)約束力的方式在兩個(gè)靜壓支承件之間被引導(dǎo)(未示出)， 且借助于兩個(gè)相對(duì)的杯形磨削盤(pán)21同時(shí)在兩側(cè)上被處理，所述杯形磨削盤(pán)繞著同線設(shè)置 的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線22轉(zhuǎn)動(dòng)。該項(xiàng)技術(shù)還稱(chēng)作“雙盤(pán)磨削”，DDG0為了在半導(dǎo)體晶片的邊部處產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的隆起部，在單面或雙面磨削的情況 下，必須注意確保處理除了最外的邊部區(qū)域以外的半導(dǎo)體晶片的整個(gè)表面。這可通過(guò)選擇 具有相應(yīng)小的外徑rA的杯形磨削盤(pán)21且相對(duì)于杯形磨削盤(pán)21相應(yīng)地定位半導(dǎo)體晶片1實(shí) 現(xiàn)，如圖2所示。在這種情況下，杯形磨削盤(pán)始終在半導(dǎo)體晶片的中心上進(jìn)行磨削，即與通 常傳統(tǒng)的實(shí)踐不同，不會(huì)磨削超過(guò)半導(dǎo)體晶片的邊部，即使得邊部區(qū)域未被處理。半導(dǎo)體晶 片1的半徑r和要產(chǎn)生的邊部隆起部的期望寬度wK對(duì)杯形磨削盤(pán)的精確尺寸(覆蓋磨料 的環(huán)形區(qū)域的外徑rA和寬度ds)至關(guān)重要。材料區(qū)域量依賴(lài)于期望的-即隨后的拋光方法 所需的-邊部隆起部高度hK。
磨削特別適合于產(chǎn)生平坦?fàn)畹木植柯∑鸩?。半?dǎo)體晶片的平坦表面與邊部隆起部之間的突變的臺(tái)階在隨后的拋光處理中可 能存在問(wèn)題。因此，所使用的磨削盤(pán)可在外徑處被倒角，以防止在被處理的區(qū)域與未被處理 的區(qū)域之間出現(xiàn)突變的臺(tái)階。平坦表面與邊部隆起部之間的過(guò)渡部分的平滑也可通過(guò)隨后 的去除蝕刻實(shí)現(xiàn)。根據(jù)第二實(shí)施例，在半導(dǎo)體晶片的邊部區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的隆起部也可借助于 蝕刻方法產(chǎn)生，例如以DE10302611A1中描述的方式產(chǎn)生。與DE10302611A1不同，屏蔽件以 及其相對(duì)于半導(dǎo)體晶片的布置方式被構(gòu)造成使得半導(dǎo)體晶片的邊部區(qū)域在蝕刻過(guò)程中被 屏蔽得如此好，從而由于局部材料去除的進(jìn)一步的降低而在邊部區(qū)域出現(xiàn)隆起部。合適的 布置方式以總體視圖示于圖3中，更詳細(xì)地示于圖4和5中。在蝕刻過(guò)程(參看圖3)中，優(yōu)選主要由硅制成的半導(dǎo)體晶片1暴露在液體蝕刻劑 流下，所述液體蝕刻劑以與側(cè)表面(前側(cè)2和后側(cè)3)平行的特定流率流到半導(dǎo)體晶片1的 邊緣4。蝕刻劑的流動(dòng)方向在圖3中以箭頭7表示。合適的蝕刻劑包括堿性和酸性溶液。 然而，優(yōu)選酸性溶液，這是因?yàn)樗鼈儗⒔饘傥廴疚飳?dǎo)入半導(dǎo)體材料中的危險(xiǎn)明顯較低。特別 優(yōu)選的蝕刻劑包含含水氫氟酸溶液，至少一種氧化酸、特別優(yōu)選硝酸，以及合適情況下的其 他添加劑。還特別優(yōu)選地，小的氣泡分散在蝕刻劑中，以獲得均勻的蝕刻去除。這可例如根 據(jù)US5451267實(shí)施。為了獲得盡可能均勻的材料去除，半導(dǎo)體晶片在蝕刻過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)。半 導(dǎo)體晶片的轉(zhuǎn)動(dòng)在圖3中以箭頭9表示。半導(dǎo)體晶片例如通過(guò)至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸8轉(zhuǎn) 動(dòng)。在圖3中示例性地示出了三個(gè)驅(qū)動(dòng)軸8。屏蔽件5當(dāng)沿流動(dòng)方向7觀看時(shí)位于半導(dǎo)體 晶片1的邊緣4的上游，所述屏蔽件防止邊緣4的一部分遭受蝕刻劑。本發(fā)明的第二實(shí)施例使得蝕刻劑在上面流動(dòng)的半導(dǎo)體晶片1的邊緣4以圖4和5 中所示的方式至少部分被屏蔽。這意味著，位于蝕刻劑的流動(dòng)方向7上的半導(dǎo)體晶片的邊 緣4的至少一部分，包括半導(dǎo)體晶片的平坦表面的最外區(qū)域，被屏蔽。然而，如果位于蝕刻 劑的流動(dòng)方向上的半導(dǎo)體晶片的圓周被完全屏蔽，則對(duì)半導(dǎo)體晶片的側(cè)表面的邊部區(qū)域的 幾何形狀的屏蔽作用是最大的。因此，這也是特別優(yōu)選的。為了實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)，屏蔽件5當(dāng)沿蝕刻劑的流動(dòng)方向7觀看時(shí)設(shè)置在半導(dǎo)體晶片1的 邊緣4的上游，以與DE10302611A1中描述的方式類(lèi)似的方式設(shè)置。然而，與該現(xiàn)有技術(shù)不 同，屏蔽件及其相對(duì)于半導(dǎo)體晶片的布置方式被構(gòu)造成使得根據(jù)本發(fā)明的隆起部在蝕刻 過(guò)程中出現(xiàn)在半導(dǎo)體晶片的邊部區(qū)域中。特別地，這在圖4和5示出的布置方式中是可能的。屏蔽件5具有離半導(dǎo)體晶片的 邊緣最遠(yuǎn)的下邊界H和離半導(dǎo)體晶片的邊緣最接近的上邊界G。屏蔽件的尺寸、特別是長(zhǎng)度 1和高度h主要由半導(dǎo)體晶片的尺寸確定。長(zhǎng)度1至少比半導(dǎo)體晶片的直徑稍大。對(duì)于直 徑為300mm的半導(dǎo)體晶片來(lái)說(shuō)，高度h，即上邊界G和下邊界H之間的距離，優(yōu)選為5-200mm， 特別優(yōu)選為30-180mm。根據(jù)所示的相對(duì)于與半導(dǎo)體晶片1的側(cè)表面2、3垂直的方向的剖 視圖，下邊界H可以為直的或圓的。而且，根據(jù)所述的剖視圖，屏蔽件5的本體可具有厚度 t恒定的矩形周邊，或可以向著一個(gè)或兩個(gè)邊界收縮的方式實(shí)施(未示出)。當(dāng)同時(shí)蝕刻多 個(gè)半導(dǎo)體晶片時(shí)，屏蔽件的厚度t由各個(gè)半導(dǎo)體晶片之間的縫隙距離限制。兩個(gè)相鄰的屏 蔽件之間的距離應(yīng)選擇成使蝕刻介質(zhì)可以以足夠的量在屏蔽件之間流過(guò)。半導(dǎo)體晶片1的 物理邊界R與屏蔽件5的上邊界G之間的距離β應(yīng)至少為0. 1mm，但也可明顯大些。
為了最優(yōu)地屏蔽邊緣4附近的晶片表面(前側(cè)2和/或后側(cè)3)上的區(qū)域以及為 了借助于蝕刻過(guò)程在邊部區(qū)域中產(chǎn)生隆起部，屏蔽件5優(yōu)選具有至少一個(gè)凸出部分(凸出 部10)，所述凸出部分在與半導(dǎo)體晶片的表面平行的平面上朝半導(dǎo)體晶片1的中心的方向 凸出。圖4和5示出了在半導(dǎo)體晶片1的兩側(cè)各具有一個(gè)凸出部10 ；然而，也可想像到，完 全省去一側(cè)的凸出部10。在圖4和5中，用于所有變量的標(biāo)記2涉及半導(dǎo)體晶片的前側(cè)2或相應(yīng)的凸出部 10，標(biāo)號(hào)3涉及半導(dǎo)體晶片的后側(cè)或相應(yīng)的凸出部10。示例性地，Y2表示屏蔽半導(dǎo)體晶片 的前側(cè)的凸出部10的高度(S卩，凸出部的端部S2與屏蔽件5的上邊界G之間的距離的長(zhǎng) 度)，Y 3表示屏蔽半導(dǎo)體晶片的后側(cè)的凸出部10的高度(即，凸出部的端部S3與屏蔽件5 的上邊界G之間的距離的長(zhǎng)度)。相比，序號(hào)i涉及兩個(gè)凸出部，即Yi表示￥2或Y3。凸出部10的厚度Wi明顯小于屏蔽件的厚度t，使得當(dāng)垂直于半導(dǎo)體晶片1的表面 觀看時(shí)，在半導(dǎo)體晶片1(具有厚度d)與凸出部10之間仍保留有距離ai。壁厚度Wi應(yīng)在 0. I-Imm之間。半導(dǎo)體晶片的側(cè)2和3與凸出部10之間的距離 應(yīng)在0. I-Imm之間。凸 出部10在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體晶片1的一側(cè)與屏蔽件5的表面平齊地終止。凸出部具有高度Yi。 如果具有兩個(gè)凸出部10，則在凸出部10之間形成深度為Y”寬度為η的缺口 6，半導(dǎo)體晶 片沿徑向伸入到所述缺口中長(zhǎng)度Aitj特別地，Ai > Pi,也就是說(shuō)，半導(dǎo)體晶片的平坦表面 在邊部處也被至少一個(gè)凸出部屏蔽。缺口的寬度η應(yīng)選擇成使半導(dǎo)體晶片的被屏蔽的區(qū)域 不與凸出部接觸且半導(dǎo)體晶片可以可靠地下垂到缺口中。長(zhǎng)度Ai與凸出部10的高度Yi與距離β之差A(yù)i= γ ,-β 一致。在半導(dǎo)體晶 片的期望產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的隆起部的一側(cè)上，長(zhǎng)度Ai優(yōu)選在I-IOmm的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選 在l-5mm的范圍內(nèi)。如果例如在雙面拋光處理之前期望在半導(dǎo)體晶片1的兩側(cè)上產(chǎn)生相同類(lèi)型的隆 起部，則屏蔽件5相對(duì)于半導(dǎo)體晶片的對(duì)稱(chēng)平面對(duì)稱(chēng)地構(gòu)造，如圖4所示。特別地，兩側(cè)的 凸出部10的高度Yi相同，即Y2 = Y30這自然還意味著Δ2= Δ3，從而，半導(dǎo)體晶片的 兩側(cè)2和3在邊部區(qū)域以相同的方式被屏蔽。相比，如果根據(jù)本發(fā)明的邊部隆起部期望僅在半導(dǎo)體晶片1的一側(cè)上產(chǎn)生，例如 僅在前側(cè)2上產(chǎn)生以準(zhǔn)備前側(cè)的單面拋光，則優(yōu)選使屏蔽件5具有非對(duì)稱(chēng)的實(shí)施方式，特別 地使凸出部10具有非對(duì)稱(chēng)的實(shí)施方式，如圖5所示。如果屏蔽半導(dǎo)體晶片的前側(cè)的凸出部 10的高度Y2與屏蔽半導(dǎo)體晶片的后側(cè)的凸出部10的高度Y3不同，則可在半導(dǎo)體晶片的 一側(cè)上(在圖5的情況下，在前側(cè)2上)比在另一側(cè)上產(chǎn)生更大的隆起部。特別地，屏蔽件 的幾何形狀可被選擇成使根據(jù)本發(fā)明的隆起部借助于蝕刻方法產(chǎn)生在半導(dǎo)體晶片的一側(cè) 上，而半導(dǎo)體晶片的另一側(cè)根據(jù)DE10302611A1的教導(dǎo)幾乎保持完全平坦。所提供的所有屏蔽件參數(shù)會(huì)影響根據(jù)本發(fā)明的隆起部在半導(dǎo)體晶片的邊部區(qū)域 中的位置和尺度，且必須適配于隨后的拋光步驟。凸出部的壁厚度化和高度[以及半導(dǎo) 體晶片1與凸出部10的內(nèi)側(cè)之間的距離ai還可非對(duì)稱(chēng)地實(shí)施。與屏蔽件的幾何尺寸并列 的另外的重要參數(shù)是，蝕刻過(guò)程中的蝕刻介質(zhì)的流率和半導(dǎo)體晶片的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。這些參數(shù) 應(yīng)以合適的方式借助于簡(jiǎn)單的初步實(shí)驗(yàn)選擇，以便獲得根據(jù)本發(fā)明的效果。根據(jù)本發(fā)明的隆起部還可借助于其他方法產(chǎn)生。示例性地，隆起部可通過(guò)向半導(dǎo) 體晶片的至少一側(cè)噴射蝕刻劑產(chǎn)生，其中，半導(dǎo)體晶片的期望產(chǎn)生隆起部的那個(gè)邊部區(qū)域被覆蓋。通過(guò)這種方式，邊部區(qū)域未暴露在蝕刻侵蝕下，從而在邊部區(qū)域中產(chǎn)生隆起部。隨后的拋光以及合適情況下的預(yù)先和后來(lái)實(shí)施的清潔步驟應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行。 半導(dǎo)體晶片的至少前側(cè)的至少一遍拋光被執(zhí)行。拋光可作為單面拋光或作為雙面拋光被執(zhí) 行。在前側(cè)的單面拋光的情況下，半導(dǎo)體晶片通過(guò)后側(cè)固定例如粘接到支撐板上。在雙面 拋光的情況下，半導(dǎo)體晶片以可自由移動(dòng)的方式位于承載件中的缺口中。在隨后的拋光過(guò)程中，在蝕刻過(guò)程中故意產(chǎn)生的幾何缺陷通過(guò)晶片邊部區(qū)域的本 會(huì)導(dǎo)致塌邊的局部增大的材料去除被精確地補(bǔ)償，從而，產(chǎn)生了一種直到邊緣的極其平坦 的半導(dǎo)體晶片。如果前側(cè)拋光多遍，有利地，第一遍拋光過(guò)程被配置成一次拋光，最后的拋光過(guò)程 被配置成接觸拋光(touch polishing)，它們?cè)趻伖膺^(guò)程中所達(dá)到的材料去除量方面明顯 不同，在接觸拋光的情況下，材料去除量通常為2μπι或更小，而在一次拋光的情況下，材料 去除量通常為3μπι或更多。除了最后的拋光過(guò)程以外，半導(dǎo)體晶片還可被涂覆，例如通過(guò) 在前側(cè)沉積外延層和/或通過(guò)利用多晶體材料層和/或利用氧化層密封后側(cè)。在之前在 邊部區(qū)域中已具有根據(jù)本發(fā)明的局部隆起部的每側(cè)上，由拋光產(chǎn)生的材料去除量?jī)?yōu)選在 3-30 μ m的范圍內(nèi)。一種用于制造本發(fā)明要求保護(hù)的半導(dǎo)體晶片的特別優(yōu)選的處理過(guò)程包括通過(guò) 鋸切單晶體切割出半導(dǎo)體晶片；圓滑半導(dǎo)體晶片的邊緣，如果合適，磨削半導(dǎo)體晶片，所述 磨削可作為單面磨削或者順序或同時(shí)的雙面磨削實(shí)施，和/或研磨、濕化學(xué)蝕刻，如果合適 進(jìn)行棱邊拋光，以及拋光半導(dǎo)體晶片，所述拋光至少執(zhí)行一次，在這些處理之間執(zhí)行清潔步 驟，在側(cè)表面的最后拋光之后執(zhí)行一次或多次涂覆處理。在邊部區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的局 部隆起部可優(yōu)選在磨削或蝕刻的情況下產(chǎn)生，或者也可想到組合使用這兩種過(guò)程。示例性 地，在半導(dǎo)體晶片的邊部處的根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的通過(guò)磨削產(chǎn)生的隆起部可另外再 被成形，且如何合適可借助于根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的蝕刻步驟補(bǔ)充。示例和比較例由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片通過(guò)多線鋸由直徑為300mm的圓柱形單晶硅切割而成。所 有半導(dǎo)體晶片隨后通過(guò)同時(shí)雙面磨削以相同的方式被處理。半導(dǎo)體晶片然后經(jīng)受蝕刻過(guò) 程。通過(guò)使用具有分散的小的氣泡的氟化氫/硝酸溶液，總共25 μ m(前、后側(cè)的蝕刻去除 量的總和)被侵蝕掉。在蝕刻過(guò)程中半導(dǎo)體晶片的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在蝕刻介質(zhì)進(jìn)入蝕刻槽的流入 速率為1651/min的情況下為3. Orpm。在半導(dǎo)體晶片的蝕刻過(guò)程中，各種邊部幾何形狀通過(guò)不同地屏蔽半導(dǎo)體晶片的邊 部區(qū)域產(chǎn)生。在此，使用以下設(shè)置比較例1 沒(méi)有屏蔽件比較例2 具有根據(jù)圖4的屏蔽件(t = 2. 5匪/ Y2= Y3 = O. 4匪/ Ai = O. 25匪)示例具有根據(jù)圖4的屏蔽件(t = 2. 5匪/ Y2 = Y3 = 2. 0匪/ Ai = 1. 85匪)缺口 6的寬度η在所有示例中和比較例中均為2mm。半導(dǎo)體晶片在蝕刻之后借助于塌邊測(cè)量裝置Kobelco LER 310測(cè)量。圖6示出了在邊緣附近的半導(dǎo)體晶片的形貌結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的徑向輪廓線h(x)，其 中，左側(cè)縱坐標(biāo)表示前側(cè)的輪廓線h2 (χ)(上三個(gè)曲線)，右側(cè)縱坐標(biāo)表示半導(dǎo)體晶片的后側(cè) 的輪廓線h3(x)(下三個(gè)曲線)。在比較例1的情況下(沒(méi)有屏蔽件；圖6中的短劃虛線)，在前、后側(cè)均出現(xiàn)了明顯的塌邊。在比較例2的情況下(具有屏蔽件，且半導(dǎo)體晶片1插入 缺口 6的插入深度Δ i = 0. 25mm ；圖6中的點(diǎn)虛線)也可另外地發(fā)現(xiàn)具有塌邊，與比較例1 相比，該塌邊減小。根據(jù)示例，只有在明顯較大的插入深度Ai = L 85mm的情況下才在晶片 邊部處產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的局部隆起部，該局部隆起部具有近似1. 2μπι的最大高度hK,max(圖 6中的實(shí)線)。最大高度距離晶片邊緣的距離近似為1. 7mm。在測(cè)量之后，根據(jù)所有示例和比較例的半導(dǎo)體晶片均勻地分配給總共八個(gè)拋光道 次，且在來(lái)自Peter Wolters AG的型號(hào)為AC 2000的雙面拋光機(jī)上進(jìn)行拋光。拋光去除量 為總共20 μ m(前、后側(cè)的拋光去除量的總和)。半導(dǎo)體晶片在拋光之后被清潔，然后借助于 來(lái)自KLA-Tencor公司的型號(hào)為Wafersight的測(cè)量裝置測(cè)量它們的平坦度(PSFQR)。獲得 的均值以及統(tǒng)計(jì)估計(jì)的進(jìn)一步的結(jié)果提供在下表中。
權(quán)利要求
1.一種用于制造拋光的半導(dǎo)體晶片的方法，所述方法包括以下順序的多個(gè)步驟-由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的棒切割出半導(dǎo)體晶片，-對(duì)半導(dǎo)體晶片的至少一側(cè)進(jìn)行材料去除處理，以及-拋光半導(dǎo)體晶片的所述至少一側(cè)， 其中，在所述材料去除處理之后、對(duì)待拋光的所述至少一側(cè)進(jìn)行拋光之前，半導(dǎo)體晶片 沿著其邊部具有環(huán)形局部隆起部，所述局部隆起部具有至少0. 1 μ m的最大高度，且局部隆 起部在半導(dǎo)體晶片的邊部處的IOmm寬的環(huán)內(nèi)達(dá)到其最大高度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，局部隆起部在半導(dǎo)體晶片的邊部處的5mm寬 的環(huán)內(nèi)達(dá)到其最大高度。
3.如權(quán)利要求1-2中任一所述的方法，其特征在于，所述局部隆起部的最大高度為 0.1-10 μm。
4.如權(quán)利要求1-2中任一所述的方法，其特征在于，所述局部隆起部的最大高度為 0. 5-5 μ m0
5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，在半導(dǎo)體晶片的經(jīng)受拋光的每一 側(cè)上，通過(guò)拋光產(chǎn)生的材料去除量為3-30 μ m。
6.如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述材料去除處理包括至少一種 利用液體蝕刻劑對(duì)半導(dǎo)體晶片的處理，其中，蝕刻劑在處理過(guò)程中與半導(dǎo)體晶片的表面大 致平行地流到半導(dǎo)體晶片的邊緣上，局部隆起部通過(guò)至少局部屏蔽半導(dǎo)體晶片的邊部處的 環(huán)以防止蝕刻劑直接在所述環(huán)上流動(dòng)產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述材料去除處理包括至少一種 利用液體蝕刻劑對(duì)半導(dǎo)體晶片的處理，其中，蝕刻劑噴射到半導(dǎo)體晶片的至少一側(cè)上，且半 導(dǎo)體晶片的邊部處的所述環(huán)至少部分被遮蓋。
8.如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述材料去除處理包括至少一種 借助于至少一個(gè)杯形磨削盤(pán)對(duì)半導(dǎo)體晶片的至少一側(cè)的磨削處理，其中，所述至少一個(gè)杯 形磨削盤(pán)在磨削處理過(guò)程中相對(duì)于半導(dǎo)體晶片定位成使半導(dǎo)體晶片的邊部處的所述環(huán)未 被處理，從而，在磨削處理過(guò)程中在所述環(huán)的表面上產(chǎn)生局部隆起部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造拋光的半導(dǎo)體晶片的方法，所述方法包括以下順序的多個(gè)步驟-由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的棒切割出半導(dǎo)體晶片，-對(duì)半導(dǎo)體晶片的至少一側(cè)進(jìn)行材料去除處理，以及-拋光半導(dǎo)體晶片的所述至少一側(cè)，其中，在所述材料去除處理之后、對(duì)待拋光的所述至少一側(cè)進(jìn)行拋光之前，半導(dǎo)體晶片沿著其邊部具有環(huán)形局部隆起部，所述局部隆起部具有至少0.1μm的最大高度，且局部隆起部在半導(dǎo)體晶片的邊部處的10mm寬的環(huán)內(nèi)達(dá)到其最大高度。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101996863SQ20101022620
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者B·莫克爾, H·弗蘭克 申請(qǐng)人:硅電子股份公司