【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题是一种磨削半导体材料晶圆的方法。本专利技术基于流体在磨削工具周围的最佳分布，以便以同时在两侧移除材料的方式处理半导体晶圆(zur gleichzeitigbeidseitigen material abtragenden bearbeitung einer halbleiterscheibe)。
技术介绍
1、对于电子元件、微电子元件和微机电元件，需要对整体和局部平坦度、单侧参照局部平坦度(einseitig bezogene lokale ebenheit)(纳米形貌)、粗糙度和清洁度具有极高要求的半导体晶圆作为起始材料(衬底)。半导体晶圆是由半导体材料(尤其是诸如砷化镓等的化合物半导体或诸如硅和锗等的元素半导体)制成的晶圆。
2、根据现有技术，半导体晶圆是在多个续接的加工步骤中生产的。通常使用了以下生产顺序：
3、1-生产单晶半导体棒(晶体生长)；
4、2-将半导体棒分成单独的棒段；
5、3-将棒分开成单独的晶圆(内径锯或线锯)；
6、4-对晶圆进行机械处理(研磨，磨削)；
7、5-对晶圆进行化学处理(碱性或酸性蚀刻)；
8、6-对晶圆进行化学机械处理(抛光)；
9、7-可选的进一步的涂覆步骤(例如外延、热处理)。
10、对半导体晶圆进行机械处理用于移除由锯造成的波纹，还用于移除因较粗糙的锯加工而被损害了晶体结构或被锯线污染的表面层，并且最重要的是整体上使半导体晶圆平坦化。此外，对半导体晶圆进行机械处理
11、研磨和表面磨削(单盘、双盘)是已知的对半导体晶圆进行机械处理的方法。
12、同时对多个半导体晶圆进行双盘研磨的技术由来已久，并且例如在ep 547894a1中描述。在双盘研磨中，在将含有磨削物质的悬浮液输送到上工作盘和下工作盘之间时半导体晶圆在一定压力下移动，该上工作盘和下工作盘经常由钢组成并且设置有用于更好地分布悬浮液的通道，并且由此实现了材料的移除。在研磨期间，半导体晶圆由具有用于保持半导体晶圆的凹槽的承载盘(载体，carrier)引导，而半导体晶圆通过借助驱动齿轮设置为旋转的承载盘来保持在几何路径上。
13、在单盘磨削中，半导体晶圆在后侧保持在卡盘(chunk)上，而在前侧上由杯形磨削轮在卡盘和磨削轮旋转并且轴向和径向缓慢前进的情况下进行平坦化。用于半导体晶圆的单盘表面磨削的方法和设备例如从us2008021 40 94a1或ep 0 955 126 a2中已知。
14、kr 2011 006 6282a 公开了一种磨削轮，该磨削轮为了改善冷却效率配备了至少一个冷却剂输送孔以便将冷却剂直接输送到磨削工具上。
15、在同步双盘磨削((simultaneous)-double-disc grinding，sddg)中，半导体晶圆在安装在相对的共线主轴上的两个磨削轮之间自由浮动时，同时在两侧进行处理，在这种情况下，半导体晶圆基本上不受约束力的影响在作用于前后两侧的水垫(流体静力学原理)或气垫(空气静力学原理)之间被轴向引导，并通过周围的薄引导环或各个径向辐条(speichen)松散地防止径向浮动。用于半导体晶圆的同步双盘表面磨削的方法和设备例如从ep 0 755 751 a1、ep 0 971 398 a1、de 10 2004 011 996 a1和de 10 2006032 455a1中已知。
16、然而，由于运动学的原因，半导体晶圆的双盘磨削(ddg)原则上会导致在半导体晶圆的中心(“磨削肚脐”)移除更多的材料。为了在磨削后获得具有尽可能好的几何形状的半导体晶圆，其上安装了磨削轮的两个磨削主轴必须完全共线对准，因为径向和/或轴向偏差会对被磨削的晶圆的形状和纳米形貌具有负面影响。德国申请de 10 2007 049 810 a1例如说明了用于在双盘磨削机器中校正磨削主轴位置的方法。
17、在磨削加工中(涉及单盘磨削方法和双盘磨削方法两者)，冷却磨削工具和/或正被处理的半导体晶圆是必须的。经常使用水或去离子水作为冷却剂。在双盘磨削机器中，冷却剂经常从磨削工具的中心出现，并借助离心力被输送或弹射(geschleudert，离心分离)到磨削轮外边缘上呈圆形布置的磨削齿上。冷却剂吞吐量(kühlmitteldurchsatz)(即在所限定的时间内出现的冷却剂的量)可以电子或机械地控制。
18、文献de 10 2007 030 958 a1说明了一种用于磨削半导体晶圆的方法，在这种方法中，在提供冷却剂的情况下借助至少一个磨削工具以在一侧或两侧移除材料的方式处理半导体晶圆。为了确保在磨削期间的持续冷却，冷却剂流量会随着磨削齿高度的降低而降低，因为否则保持较高而没有改变的冷却剂流量将不可避免地导致滑水(aquaplaning)效应。
19、文献de 10 2017 215 705 a1中的专利技术基于磨削工具中的流体的最佳分布，以便以同时在两侧移除材料的方式处理半导体晶圆，这是通过使用优化的滑板(schleuderplatte)实现的。文中说明了流体的不均匀分布会对磨削结果具有负面影响。
20、专利文献us2019/134782 a1公开了可被用于双盘磨削的磨削轮的一些设计。该文献还说明了使用借助喷嘴从内部施加到磨削轮的磨削齿上的水。水与磨削水一起将磨削磨损物和工具磨损物(schleifabrieb und werkzeugabrieb)从处理区域冲走。
21、所有所述的现有技术文献都具有共同的缺点，即在半导体晶圆的中心的材料的移除高于在边缘。因此，在该处理步骤中，半导体晶圆的几何参数会变坏。这种畸变(abweichung)在后续处理步骤中不能或不能被充分地纠正。利用现有技术中已知的方法借助磨削所能实现的几何形状的质量是不足够的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种不表现出上述缺点的方法。
2、该目的是通过一种磨削半导体晶圆的方法实现的，该方法在向旋转的半导体晶圆和磨削工具之间的接触区域输送冷却剂时借助包含具有高度h的磨削齿的磨削工具以移除材料的方式方式加工半导体晶圆，在磨削的每个瞬间，借助一个或多个喷嘴向半导体晶圆的一侧的第一区域施加第一冷却剂流量，并且在磨削的每个瞬间，借助一个或多个喷嘴向该半导体晶圆的该一侧的第二区域施加第二冷却剂流量，其特征在于，第一区域以半导体晶圆的右下四分之一圆为界而第二区域以左下四分之一圆为界，第一冷却剂流量与第一冷却剂流量和第二冷却剂流量的总和的比值不大于35％且不小于25％。
3、优选的是半导体晶圆具有300mm的名义直径，而冷却剂流量的总和不小于800ml/min且不大于1200ml/min。
4、优选的是以同时移除材料的方式处理半导体晶圆的两侧。
5、同样，优选的是冷却剂流量的总和随着高度h的减小而减小。
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【技术保护点】
1.一种用于磨削半导体晶圆的方法，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体晶圆(20、30)具有300mm的名义直径，而冷却剂流量的所述总和不小于800ml/min且不大于1200ml/min。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
4.根据权利要求1所述的方法，其中，
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
6.根据权利要求1所述的方法，其中，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于磨削半导体晶圆的方法，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体晶圆(20、30)具有300mm的名义直径，而冷却剂流量的所述总和不小于800ml/min且不大于1200ml/m...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·奥伯汉斯，M·克斯坦，R·魏斯，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：
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