经抛光的半导体晶片及其制造方法技术

本发明专利技术的涉及具有正面、背面及边缘Ｒ的抛光半导体晶片，该边缘Ｒ是位于距半导体晶片中心一段距离的半径上且是该半导体晶片经制轮廓的边界的一部分，其中在背面Ｒ－６毫米至Ｒ－１毫米的范围内背面平整度与理想平面的最大差异是０．７微米或更小。本发明专利技术还涉及一种用于制造抛光半导体晶片的方法，其中包括至少一次用液体蚀刻剂处理半导体晶片及至少一次抛光至少半导体晶片正面，在实施处理过程中该蚀刻剂是流至半导体晶片的边界上，面向蚀刻剂流体的半导体晶片边界至少一部分是经屏蔽以免遭受蚀刻剂冲击，其中该半导体晶片的边界是沿一定距离加以屏蔽，该距离是沿半导体晶片厚度ｄ的方向延伸且是至少ｄ＋１００微米长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制作电子元件的经抛光的半导体晶片，其具有正面、背面及边缘，该边缘形成该半导体的圆周且是该晶片所形成轮廓界限的一部分。该半导体晶片具有经抛光的正面，电子元件在该正面内形成。对正面平整度的要求非常严格，如果该晶片是用于容纳线宽0.1微米或以下(≤0.1微米技术)的电子结构，则该要求特别高。为使该晶片可集成最多此类型电路，需确保所要求的平整度尽可能接近该正面的边缘。
技术介绍
一般半导体晶片正、背两面尤其正面增加平整度所作的努力一贯集中在影响平整度的半导体晶片制造子步骤上。这些子步骤特别包括诸如一个或两个侧面的精研和/或研磨及抛光的步骤。实际上经常实施的是作为单侧或双侧抛光步骤实施的至少一种抛光步骤。然而，正如EP 1119031A2中清楚显示的，侧面蚀刻的子步骤也可对平整度、尤其该侧面边缘区的平整度具有效果。为除去先前成形操作(例如半导体晶片的研磨和/或精研)留在表面上的损伤，在实施第一次抛光步骤之前，通常将半导体晶片加以蚀刻。上述专利申请中公开了，如果将半导体晶片暴露于蚀刻过程中流至半导体晶片边界上的液体蚀刻剂流体，经抛光的半导体晶片正面边缘区内容易形成突起部分。为避免此效果，建议在半导体晶片前面放置屏蔽体以防止蚀刻剂能直接冲击半导体晶片的边界。该文献对半导体晶片边缘区内平整度预定影响，尤其使半导体晶片适于≤0.1微米技术方面的任何潜力并未说明。专利技术目的本专利技术的目的是展示此方面的潜力。这是因为经发现通过抛光可达成的半导体晶片边缘区平整度可通过半导体晶片先行蚀刻以预定的方式予以影响。这是令人惊奇的结果，因为迄今为止、即使EP 1119031 A2所揭示的方法，只是假设蚀刻作用对半导体晶片的几何形伙具有不良影响，而且唯有通过优化的抛光作用才可部分消除该项不良影响。本专利技术的主题是具有正面、背面及边缘R的经抛光的半导体晶片，该边缘R是位于距半导体晶片中心一段距离的半径上且是该半导体晶片所形成轮廓边界的一部分，其中在背面R-6毫米至R-1毫米的范围内背面平整度与理想平面的最大差异是0.7微米或更小。如专利技术人已证实的，本专利技术的半导体晶片背面几何形状是使半导体晶片适于≤0.1微米技术的一项主要特性。此结果同样也是非预期的，因为就电子结构的可能最低线宽而言，正面平整度是形成兴趣的重点。再者，专利技术人已证实制造具有本专利技术的背面的半导体晶片时，在第一个抛光步骤之前，以一定方式实施蚀刻步骤非常重要。所以，本专利技术的另一主题是一种用于制造经抛光的半导体晶片的方法，其中包括至少一次用液体蚀刻剂处理半导体晶片及至少一次抛光至少半导体晶片正面，在实施处理过程中该蚀刻剂流至半导体晶片的边界上，面向蚀刻剂流体的半导体晶片边界至少一部分经屏蔽以免遭受蚀刻剂直接冲击，其中该半导体晶片的边界是沿一定距离加以屏蔽，该距离是沿半导体晶片厚度d的方向延伸且是至少d+100微米长。此方法中实施蚀刻步骤所制成的半导体晶片，其正面及背面一直到达边缘区均特别平整。在随后抛光过程中至少正面的平整度加以优化，这实际上也可归功于背面的改良平整度能，因为如果半导体晶片背面平整度是相对普通的，则半导体晶片的正面平整度几乎无法通过抛光步骤加以改进。此对本专利技术极为重要，因为面向蚀刻剂流体的半导体晶片边界不仅至少部分加以屏蔽以防蚀刻剂流入，而且为了覆盖半导体晶片边缘前面区域的屏蔽作用，如沿垂直于蚀刻剂流动方向及平行于半导体晶片厚度的方向所看到的，该边界的最低长度对应于半导体晶片厚度与100微米长度之和。所以，本专利技术的另一主题是一种配置，其中包括半导体晶片及屏蔽体，该屏蔽体位于半导体晶片边界的前方且至少部分屏蔽该半导体晶片的边界以防止液体蚀刻剂流至边界上，该半导体晶片的边界具有轮廓，该轮廓由内轮廓端E、通过长度ρ，延伸至半导体晶片的边缘R，该边缘位于距半导体晶片中心一段距离的半径上并形成该半导体晶片的圆周，该屏蔽体具有最接近半导体晶片边界且距内轮廓端E一段距离△的边沿S及位于距半导体晶片边界最远处的边沿，该屏蔽体所屏蔽的半导体晶片边界是沿一距离面向蚀刻剂的流体，该距离是沿半导体晶片厚度d的方向延伸且至少是d+100微米长。附图说明将参考以下附图对本专利技术加以更详细的说明图1所示是一部分半导体晶片的截面图。图2所示的是半导体晶片的边缘区及该边缘区与理想平面的关系。图3所示是本专利技术半导体晶片及屏蔽体配置的一般形式。图4是基于一个比较例及三个实施例的示意图以说明本专利技术对边缘区内半导体晶片背面平整度的影响。图5至图12所示是半导体晶片蚀刻过程中半导体晶片及屏蔽体配置的各种实施方式；图5内的配置形成现有技术的一部分。具体实施例方式在图1内，半导体晶片上的图示仅限于其边缘区，因为本专利技术对此区域的平整度具有改良效果。半导体晶片1是结合二维坐标系统来说明的，通过该二维坐标系统，随后可将半导体晶片及屏蔽体的相对位置表达清楚。该坐标系统的参考点是半导体晶片的中心，在实施蚀刻过程中，该半导体晶片是围绕该中心转动。该半导体晶片的边缘R是位于距该中心一段距离的半径上且形成该半导体晶片的圆周。该边缘是半导体晶片所形成轮廓的边界4的一部分，该轮廓是利用成形工具(例如轮廓研磨轮)在公知的圆边步骤内以机械方式制成的。最接近中心的轮廓位置标记为内轮廓端E。该半导体晶片的边界可对称地或非对称地磨圆。本专利技术特别感兴趣的半导体晶片边缘区是特别位于半导体晶片正面2及背面3上、距半导体晶片中心R-1毫米至R-6毫米处。在蚀刻过程中，半导体晶片(优选基本上包括硅)是暴露于液体蚀刻剂流体，该液体蚀刻剂是以特定的速度、平行于坐标系统所示的径向流至半导体晶片边界。适当的蚀刻剂是碱性及酸性反应液。然而，优选酸性反应液，因为这些酸性反应液将金属杂质引进半导体材料内的风险大幅减低。特别优选的蚀刻剂含有氟化氢水溶液、至少一种氧化酸(优选硝酸)、及任选其他添加剂，为使通过蚀刻更加均匀地除去材料，优选将小气泡分散在蚀刻剂中。例如，这可依照US 5,451,267中所述来实施。面向蚀刻剂流体的半导体晶片边界将至少部分地以本专利技术的方式屏蔽。此意谓位于蚀刻剂流动方向半导体晶片圆周的至少一部分被屏蔽。然而，如果位于蚀刻剂流动方向的半导体晶片圆周是以本专利技术的方式加以完全屏蔽，屏蔽对半导体晶片侧面平整度的效果则最高。所以此项选择也是特别优选的。另一方面，除最低要求之外，以本专利技术的方式将半导体晶片加以部分或完全屏蔽也属可能。由图2可看出半导体晶片1的边缘区内(尤其R-1毫米至R-4毫米的范围内)显示材料的除去量增加。这导致在此区域与理想平面的或多或少的明显差异，该理想平面是正面及背面成形过程中试图使平整度接近的模式。因随后的抛光作用，仅能对该项差异作有限度的消除，希望在蚀刻步骤之后该差异得以缩小。由图3可看出，这可通过半导体晶片的边界4利用本专利技术的方法达成，该边界4面向蚀刻剂流体，且是沿垂直于蚀刻剂流动方向的方向及沿至少为d+100微米长的距离加以屏蔽，此处d是指半导体晶片的厚度。就所示坐标系统而言，此意谓在蚀刻剂抵达半导体晶片边界之前，其被阻止沿径向流至半导体晶片上，障碍物沿坐标系统垂直方向存在的长度至少对应于半导体晶片厚度d与100微米的距离之和。为达成此目的，建议依照上述EP 119031 A2内所述的方式将屏蔽体5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经抛光的半导体晶片，其具有正面、背面及边缘Ｒ，该边缘Ｒ位于距半导体晶片中心一段距离的半径上、形成半导体晶片的圆周且是该半导体晶片所形成轮廓的边界的一部分，其中在背面Ｒ－６毫米至Ｒ－１毫米的范围内背面平整度与理想平面的最大差异是０．７微米或更小。

【技术特征摘要】
DE 2003-1-23 10302611.81.一种经抛光的半导体晶片，其具有正面、背面及边缘R，该边缘R位于距半导体晶片中心一段距离的半径上、形成半导体晶片的圆周且是该半导体晶片所形成轮廓的边界的一部分，其中在背面R-6毫米至R-1毫米的范围内背面平整度与理想平面的最大差异是0.7微米或更小。2.如权利要求1的半导体晶片，其中在背面R-6毫米至R-1毫米范围内背面平整度与理想平面的最大差异是0.5微米或更小。3.如权利要求1或2的半导体晶片，其中所述正面由外延沉积层形成。4.一种用于制造经抛光的半导体晶片的方法，其包括至少一次用液体蚀刻剂处理半导体晶片及至少一次抛光至少半导体晶片正面，在实施处理过程中该蚀刻剂流至半导体晶片的边界上，面向蚀刻剂流体的半导体晶片边界至少一部分经屏蔽以免蚀刻剂直接冲击，其中该半导体晶片的边界是沿一定距离加以屏蔽，该距离是沿半导体晶片厚度d的方向延伸且是至少d+10...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯托伊施勒，京特施瓦布，马克西米利安施塔德勒，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]