制备抛光的半导体的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备半导体晶片的方法，将所述半导体晶片从晶体切割，并对其实施从所述半导体晶片的正面和背面去除材料的一系列加工步骤，其包括以下加工步骤：机械加工步骤，蚀刻步骤，其中将所述半导体晶片氧化，并且借助于含有氢氟酸的气体蚀刻剂，在２０～７０℃的温度下从所述晶片的正面去除材料，以及抛光所述半导体晶片正面的抛光步骤，其中从所述半导体晶片正面抛光的加工步骤导致量总计不多于５微米的材料去除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备抛光的半导体晶片的方法，将该半导体晶片从晶体切割出，并对其实施一系列的加工步骤。
技术介绍
在从诸如硅晶体的晶体切割出半导体晶片后，抛光半导体晶片的制备需要一系列的加工步骤，根据其用途，其可以宽泛地分为两类成型加工步骤(成晶片的步骤)和使其光滑的加工步骤。成型步骤特别用于赋予半导体晶片以一定的形状，其特征是圆角边缘和平面状平行相反的两侧。在所述方法进一步的进程中，使通常为正面的至少一个面成为抛光过的状态，其中只有在此时其才具有微小的粗糙度，并因此而特别适合于作为生产电子电路的基板。除了倒园半导体晶片的边缘外，所述成型加工步骤特别涉及研磨和磨削所述侧面。后两种机械加工步骤可以同时实施，研磨，接下来是磨削，或者仅进行两个加工步骤中的一种。侧面的磨削可以再分为粗磨和精磨步骤。在粗磨中，材料被更粗糙且更快速地去除掉，其在晶格中留下延展得较大的粗糙度和损伤。在精磨中情况相反。磨削可以限制在半导体晶片的一个侧面，或包括半导体晶片的两个侧面。如果要磨削两个侧面，那么可以连续进行，或者在一个步骤中进行。在成型加工步骤结束时达到的晶片几何尺寸通常不应在光滑所述侧面的随后加工步骤中进一步增加，该几何尺寸是实现的形状的量度，并且例如由厚度变化或总的平面度表示。相反，遇到的问题就是在成型后的几何尺寸被随后的加工步骤损害。因为在所述成型加工步骤中半导体晶片的表面区域受损，因此在随后的光滑加工步骤中，目的也包括去除所述受损的区域。这些加工步骤尤其包括蚀刻和抛光步骤。在蚀刻期间，使液体蚀刻剂作用在半导体晶片上，例如通过将半导体晶片浸渍在蚀刻剂中，并且任选使所述蚀刻剂绕其流动。已知的是具有碱性pH、包含例如KOH的液体蚀刻剂几乎不会损害在成型加工步骤后实现的半导体晶片的几何尺寸。但是，其缺点是导致表面的粗糙度增加。而且，它们通常会成半导体晶片的痕量金属的污染源。具有酸性范围的pH的蚀刻剂，例如含有HF和HNO3混合物的蚀刻剂则没有这种缺点，但是就保持几何尺寸而言与碱性蚀刻剂相比表现较差。因此，已建议的是相继地使用碱性和酸性反应蚀刻剂，在此情况下，可以结合其各自的优点，而使其各自的缺点发挥较小的作用。US 2004/0020513A1描述了一种通过气相蚀刻来薄化半导体晶片的方法，其中通常为蒸气的气相状态的HF作用在半导体晶片上，并且溶解存在于半导体晶片上的氧化物，形成水和SiF4。为了形成氧化物，需要氧化剂如O3，首先需要使氧化剂作用在待用HF加工的半导体晶片的表面上。所述过程的时间选择可以构建为使HF和氧化剂同时作用。气相蚀刻的特别的优点是蚀刻剂的消耗本质上少于当使用液体蚀刻剂和清洁半导体晶片时，所述清洁是在用液体蚀刻剂蚀刻后进行的，其不需要太剧烈或可以完全被排除。缺陷排除和平面度的条件太过苛刻，以至于只能借助于蚀刻步骤才能完成，而电子电路生产商特别需要该条件用于半导体晶片的正面。相反，也需要实施至少一个抛光步骤，通过该抛光步骤来除去受损的晶体区，并且至少降低正面的粗糙度。已发现采用磨蚀抛光(stock polishing)是特别有利的，对半导体晶片两个侧面的每一面去除至少约10微米的材料，接下来仅对正面进行镜面抛光，材料的去除为小于1微米。两个侧面的磨蚀抛光可以为同时进行的双面抛光，或可以包括相继进行的两个单面的抛光步骤。与该抛光的有利效果相反，存在的缺点是该抛光代表了相对昂贵的加工步骤，其消耗高级别的抛光剂和抛光布，并且所述磨蚀抛光不利地影响通过成型加工步骤所实现的半导体晶片的几何尺寸。而且，包含于抛光剂中的痕量金属可以转移到半导体晶片上和进入半导体晶片中，而该作用又取决于所述抛光的持续时间。
技术实现思路
就抛光的半导体晶片需要满足的程序的多重要求，以及对它们而言可以获得的加工步骤有时候相互矛盾的效果而言，本专利技术的目的是提供一种方法顺序，其完全符合半导体晶片的质量要求，并且也是经济的。本专利技术涉及一种制备半导体晶片的方法，将所述半导体晶片从晶体切割，并对其实施从所述半导体晶片的正面和背面去除材料的一系列加工步骤，其包括以下加工步骤机械加工步骤，蚀刻步骤，其中将所述半导体晶片氧化，并且借助于含有氢氟酸的气体蚀刻剂，在20～70℃的温度下从所述半导体晶片的正面去除材料，以及抛光所述半导体晶片正面的抛光步骤，该抛光所述半导体晶片正面的加工步骤导致去除材料的量总计不多于5微米。所述方法包括至少所述正面的气相蚀刻，作用为使半导体晶片的加工过的侧面光滑的加工步骤。气相蚀刻所施加的光滑效果，即降低粗糙度的效果是不知道也无法预期的。在少量的材料被去除后就可以观察到所述的光滑效果。将气相蚀刻加入光滑加工的步骤系列中，特别是作为磨蚀抛光之前的加工步骤使得能够显著减少从半导体晶片侧面的总去除量，不用损失质量。减少的总去除特别是由于可以缩短磨蚀抛光的事实，所以包括镜面抛光，不超过5微米的材料、特别优选不超过2.5微米的材料需要从半导体晶片的侧面去除。取决于半导体晶片侧面的平面度要求，所述磨蚀抛光可以甚至被完全排除。用于光滑目的的气相蚀刻的使用使得基本上避免了与磨蚀抛光有关的问题，由此不用承受其他的缺点。气相蚀刻优选在潮湿环境中进行，即，在提供的水的存在下进行。例如，在气相蚀刻开始前将水喷洒到待处理的半导体晶片的侧面上。作为备选方案，氧化剂或气体蚀刻剂或两者可以用水富集(enrich)，例如使这些物质在到达半导体晶片之前经过水。将优选为O3的氧化剂在气体蚀刻剂之前或与其一同进料到待处理的半导体晶片的侧面。可以向待加工的半导体晶片的侧面提供用含有臭氧的水来替代纯水。除了HF以外，以气相提供的蚀刻剂可以含有一种或多种其它的物质，例如载气，如N2、水蒸汽或O3。提高晶片表面润湿的添加剂如异丙醇也可以加入。半导体晶片的气相蚀刻优选以单晶片加工的形式进行，其间所述半导体晶片的正面或正面和背面被同时蚀刻。适宜于此的反应器描述在例如以上所引用的US 2004/0020513A1中。然而，还可以使多个半导体晶片同时进行气相蚀刻，在此情况下，仍然存在对一面或两面进行加工的选择。气相蚀刻在20～70℃的温度下进行，将至少半导体晶片、提供的蚀刻剂或提供的水升高至此温度。30～70℃的温度范围是优选的，因为加工过的侧面的光滑在低于此温度下进行得太缓慢，而在高于此温度时则没有光滑效果，相反，加工过的侧面的粗糙度增加。40℃左右的温度是特别优选的。气相蚀刻优选在开始和结束时包括几个次级步骤，而这同样是优选的，其可以有短暂的洗涤步骤，在该步骤中，用水洗涤半导体晶片加工过的侧面。这样的次级步骤优选重复1-20次，特别优选5-10次，其包括例如用水喷洒待加工的半导体晶片的侧面，向待加工的半导体晶片的侧面提供含有HF或O3的气体蚀刻剂，以及在特定的作用时间流逝后用水洗涤该侧面。就提供水、HF和氧化剂而言，以上备选提及的方法也可以被用来替代它。通过使用气相蚀刻，本专利技术的目的是使加工过的晶片侧面光滑，以便使材料的去除最小化，这种去除是通过使用其它光滑加工步骤实现所述半导体晶片的目标几何尺寸所需要的，本专利技术的目的还有所述半导体晶片加工侧面的目标平面度。当由于所采用的除机械加工步骤外的全部加工步骤所导致的材料去除在晶片侧面上不超过25微米，以及由于磨蚀抛光而导致的材料去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备半导体晶片的方法，将所述半导体晶片从晶体切割，并对其实施从所述半导体晶片的正面和背面去除材料的一系列加工步骤，其包括以下加工步骤：机械加工步骤，蚀刻步骤，其中将所述半导体晶片氧化，并且借助于含有氢氟酸的气体蚀刻剂，在 ２０～７０℃的温度下从所述半导体晶片的正面去除材料，以及抛光所述半导体晶片正面的抛光步骤，该抛光所述半导体晶片正面的加工步骤导致去除材料的量总计不多于５微米。

【技术特征摘要】
DE 2006-5-4 102006020823.41.一种制备半导体晶片的方法，将所述半导体晶片从晶体切割，并对其实施从所述半导体晶片的正面和背面去除材料的一系列加工步骤，其包括以下加工步骤机械加工步骤，蚀刻步骤，其中将所述半导体晶片氧化，并且借助于含有氢氟酸的气体蚀刻剂，在20～70℃的温度下从所述半导体晶片的正面去除材料，以及抛光所述半导体晶片正面的抛光步骤，该抛光所述半导体晶片正面的加工步骤导致去除材料的量总计不多于5微米。2.权利要求1的方法，其中除所述机械加工步骤外，加工所述半导体晶片正面的步骤导致从所述半导体晶片正面去除材料的量总计不多于25微米。3.权利要求1的方法，其中除所述机械加工步骤外，加工所述半导体晶片背面的步骤导致从所述半导体晶片背面去除材料的量总计不多于25微米。4.权利要求1-3之一的方法，其中借助于气体蚀刻剂在30～70℃的温度下对所述半导体晶片的前面进行加工。5.权利要求1-4之一的方法，其中所述气体蚀刻剂包含氧化剂。6.权利要求1-5之一的方法，其中所述气体蚀刻剂包含异丙醇。7.权利要求1-6之一的方法，其中所述气体蚀刻剂包含水。8.权利要求1-7之一的方法，其中所述加工步骤包括以下的步骤顺序在液相中的蚀刻步骤，采用气体蚀刻剂的蚀刻步骤，进行双面抛光的磨蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克西米利安施塔德勒，京特施瓦布，迭戈费若，卡尔海因茨朗斯多夫，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]