用于生产半导体晶片的方法，其依次包括：(a)从单晶切下的半导体晶片的同步双面材料去除加工，其中半导体晶片在两个旋转的环状工作盘之间加工，其中每个工作盘含平均粒度为5.0～20.0μm的研磨剂；(b)用碱性介质处理半导体晶片的两个面；(c)研磨半导体晶片的正面和背面，其中每一情况下半导体晶片的一面都通过晶片固定器稳固地固定，而另一面则通过研磨工具加工；其中研磨工具含平均粒度为1.0～10.0μm的研磨剂，其中研磨剂的平均粒度小于步骤(a)使用的工作盘的研磨剂的平均粒度；(d)通过含平均粒度为0.1～1.0μm的研磨剂的抛光垫抛光半导体晶片的两个面；(e)通过不含研磨剂的切削抛光垫抛光半导体晶片的正面，同时提供含有研磨剂的抛光剂；(f)正面的化学机械抛光(CMP)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。根据现有技术，半导体晶片在多个相继进行的方法步骤中生产，一般可以再分成以下各类a)半导体材料构成的单晶的生产(单晶拉制)；b)半导体单晶分离成单独的晶片(“晶片生成”、“切割”)；c)半导体晶片的机械加工；d)半导体晶片的化学加工；e)半导体晶片的化学机械加工；f)导体晶片的热处理和/或半导体晶片的外延生长涂布。此外，还有许多二级步骤，如清洗、测定和包装。半导体单晶的生产方法通常包括由熔体拉制单晶(CZ或“Czochralski”方法)或者多晶半导体材料构成的晶棒再结晶(FZ或“浮融区”方法)。已知的分离方法包括线切割(“多线切割，MWS) ”和内径切割。线切割的情况下，在一个加工操作中从一块晶体上切下多个半导体晶片。机械加工用来去除切割波纹，去除由更粗糙的切割方法在晶体形状(crystalline fashion)中损伤的表层或锯线污染的表层，并主要用于半导体晶片的总体平整。表面研磨 (单面，双面)及精研已为人所知，边缘机械处理步骤也已为人所知。在单面研磨的情况下，半导体晶片背面固定在支承体(“卡盘”)上，旋转支承体和杯式研磨盘并且径向慢速推进，研磨盘对正面进行平整。例如，从US-3，905，162和 US-5, 400, 548或EP-0955U6人们已经知道用于半导体晶片表面研磨的方法和装置。在此情况下，半导体晶片其中一个表面稳固地固定在晶片固定器上，而其相对的表面通过晶片固定器和研磨盘的旋转及其相互压迫，利用研磨盘进行加工。在此情况下，半导体晶片固定在晶片固定器上，其方式能使其中心基本上对应于晶片固定器的旋转中心。此外，研磨盘的布置方式应能使半导体晶片的旋转中心可到达研磨盘齿面形成的工作区或边缘区。结果是，研磨平面不做任何运动，半导体晶片的整个表面就可以得到研磨。在同步双面研磨(“双圆盘研磨”，DDG)的情况下，半导体晶片双面同时处理，其方式应使其能在安装于相对的共线心轴上的两个研磨盘之间自由浮动，并能在方法中得到引导，其方式应使其能在作用于正面和背面的水垫(流体静力学原理)或气垫(气体静力学原理)之间在轴向基本上没有约束力，并能通过围绕的薄引导环或单独的径向辐条避免其在径向松散地飘离。在精研的情况下，在上工作盘和下工作盘之间提供含研磨材料的浆液，半导体晶片在特定的压力下移动，工作盘通常由钢构成并且一般配备有用于更好分配精研剂的通道，从而除去半导体材料。DE 10344602A1和DE 10200603M55A1公开了用于同时对多个半导体晶片的两个面进行同步研磨的方法，其包括的运动顺序类似于精研的运动顺序，但是其特征在于使用研磨剂，所述研磨剂稳固地接合在用于工作盘的工作层(“薄膜”，“垫”)中。其中一种这类方法称为“精研动力学的细细磨”或“行星垫研磨”(PPG)。例如US 6，007，407A和US 6，599，177B2描述了用于PPG情形的粘合到两个工作盘上的工作层。在加工过程中，半导体晶片插入到薄的引导盒、所谓的载具中，所述引导盒有相应的开口，用于接收半导体晶片。载具带有外齿，外齿啮合到滚动装置中，滚动装置包括内齿环和外齿环，载具通过所述滚动装置在工作盘之间形成的工作间隙中移动。半导体晶片的边缘，包括诸如定向切口的所存在的任何机械印记，通常同样进行加工(“边缘圆整”、“边缘切口研磨”)。使用曲面研磨盘的常规研磨步骤或使用连续或循环工具推进的带式研磨方法可用于此目的。通常要提供这些边缘圆整方法，因为边缘处于未加工状态时是特别断裂敏感的， 半导体晶片在边缘区域即使有轻微的压力和/或温度荷载都会造成损伤。用蚀刻介质研磨及处理的晶片边缘通常要在后续加工步骤中抛光。在此情况下， 中心旋转的半导体晶片的边缘以特定的力(接触压力)压迫在中心旋转的抛光鼓上。US 5，989，105公开了这一类型的边缘抛光方法，其中抛光鼓由铝合金构成并带有作用于其上的抛光垫。半导体晶片通常固定在平的晶片固定器、即所谓的卡盘上。半导体晶片的边缘凸出于卡盘之外，这样抛光鼓可自由地接近它。一组化学加工步骤通常包括湿化学清洗和/或蚀刻步骤。一组化学机械加工步骤包括抛光步骤，通过这些步骤，部分经由化学反应并且部分经机械材料去除(研磨)，表面得到平滑，而残留的表面损伤得以除去。对一面进行加工的抛光方法(“单面抛光”)一般会导致较差的平面平行度，而对双面进行加工的抛光方法(“双面抛光”)则能够生产平整度得到改善的半导体晶片。根据现有技术，在研磨、清洗和蚀刻步骤后，半导体晶片的表面通过切削抛光得到平滑。在单面抛光(SSP)的情况下，半导体晶片在加工过程中通过胶合、真空或通过粘接而将其背面固定在支承板上。在双面抛光(DSP)的情况下，半导体晶片松散地插入到薄的齿面盘(thin tootheddisk)中，并在抛光垫覆盖的上抛光板和下抛光板之间以“自由漂浮”方式，在正面和背面上同时进行抛光。进一步，半导体晶片的正面常常用无雾方式抛光，例如借助于碱性抛光溶胶通过软抛光垫抛光。该步骤在文献中常常称为CMP抛光(“化学机械抛光”)。例如CMP方法在 US 2002-0077039 以及 US 2008-0305722 中公开。现有技术类似地公开了所谓的“固定研磨剂抛光”(FAP)技术，其中硅晶片在抛光垫上抛光，而抛光垫含有结合在抛光垫中的研磨材料(“固定研磨剂垫”)。其中使用这类 FAP抛光垫的抛光步骤在下文中简称为FAP步骤。WO 99/5M91A1描述了两阶段抛光方法，包括FAP第一抛光步骤和随后的CMP第二抛光步骤。在CMP中，抛光垫不含结合的研磨材料。在此，如在DSP步骤的情况，研磨材料以浆液的形式引入到硅晶片和抛光垫之间。尤其是，这类两阶段抛光方法可用于除去FAP 步骤在基底抛光表面上留下的划痕。德国专利申请DE 102007035266A1描述了用于抛光由硅材料构成的基底的方法， 包括两个FAP类型的抛光步骤，其不同之处在于，在一个抛光步骤中，含有未结合的研磨材料的抛光剂浆液作为固体引入到基底和抛光垫之间，而在第二抛光步骤中，用不含固体的抛光剂溶液代替抛光剂浆液。半导体晶片常常配备有外延层，也就是以单晶方式生长且有相同晶体取向的层， 半导体元件随后施加在该层上。这类外延涂覆的半导体晶片，与由均质材料构成的半导体晶片相比具有一定的优势，例如防止双极型CMOS回路中电荷反转导致元件短路(“闩锁”问题)，有更低的缺陷密度[例如可减少C0P( “晶体原生粒子”)的数量]并且不存在明显的氧含量，由此可以排除由于元件相关区域中的氧沉淀物导致短路的危险。关键的是上述机械和化学机械或纯化学方法步骤在顺序中如何安排。已经知道，常规的抛光步骤，如SSP、DSP和CMP，蚀刻处理和外延步骤会导致半导体晶片平整度下降，特别是在边缘区域。现有技术已经尝试在抛光过程中最大程度地减少材料的去除，也是为了将平整度下降限制在最低。例如，为了此目的，已经有人建议引入细磨步骤。细磨意味着要使用比在DDG情况下粒度更细的研磨工具。这类细磨的优势已在DE 10200501M46A1中公开。可以通过细磨减少蚀刻和抛光过程中的材料去除。这可以防止诸如DDG或PPG的研磨步骤后的良好几何形状被随后的蚀刻和抛光过度削弱。然而，半导体晶片的纳米形貌也起重要的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于生产半导体晶片的方法，其依次包括：（ａ）从单晶切下的半导体晶片的同步双面材料去除加工，其中半导体晶片在两个旋转的环状工作盘之间加工，其中每个工作盘含平均粒度为５．０～２０．０μｍ的研磨剂；（ｂ）用碱性介质处理半导体晶片的两个面；（ｃ）研磨半导体晶片的正面和背面，其中每一情况下半导体晶片的一面都通过晶片固定器稳固地固定，而另一面则通过研磨工具加工；其中研磨工具含平均粒度为１．０～１０．０μｍ的研磨剂，其中研磨剂的平均粒度小于步骤（ａ）中使用的工作盘的研磨剂的平均粒度；（ｄ）通过含平均粒度为０．１～１．０μｍ的研磨剂的抛光垫抛光半导体晶片的两个面；（ｅ）通过不含研磨剂的切削抛光垫抛光半导体晶片的正面，同时提供含有研磨剂的抛光剂；（ｆ）正面的化学机械抛光（ＣＭＰ）。
【技术特征摘要】
2010.01.27 DE 102010005904.81.用于生产半导体晶片的方法，其依次包括(a)从单晶切下的半导体晶片的同步双面材料去除加工，其中半导体晶片在两个旋转的环状工作盘之间加工，其中每个工作盘含平均粒度为5. 0 20. 0 μ m的研磨剂；(b)用碱性介质处理半导体晶片的两个面；(c)研磨半导体晶片的正面和背面，其中每一情况下半导体晶片的一面都通过晶片固定器稳固地固定，而另一面则通过研磨工具加工；其中研磨工具含平均粒度为1.0 10. Ομπι的研磨剂，其中研磨剂的平均粒度小于步骤(a)中使用的工作盘的研磨剂的平均粒度；(d)通过含平均粒度为0.1 1. 0 μ m的研磨剂的抛光垫抛光半导体晶片的两个面；(e)通过不含研磨剂的切削抛光垫抛光半导体晶片的正面，同时提供含有研磨剂的抛光剂；(f)正面的化学机械抛光(CMP)。2.权利要求1的方法，其中，在步骤(a)中，半导体晶片以自由移动的方式位于多个载具之一中的切口中，通过滚动装置使所述载具旋转，半导体晶片从而在摆线轨道上移动，其中每个工作盘包括含研磨剂的工作层。3.权利要求1或2的方法，其中半导体晶片在加...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·施万德纳，M·克斯坦，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE
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