[發明專利]生產半導體晶片的方法

有效

• 申請號: 201010193354.4
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN101930909A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: J·施萬德納
• 申請（專利權）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/306;B28D5/00;B24B37/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

本發明涉及一種生產半導體晶片的方法。

特別的，本發明用于拋光下一代技術的半導體晶片，主要是直徑為300mm或更大的晶片，特別是直徑為450mm的晶片。目前，直徑為300mm的拋光或外延涂布的半導體晶片被用于電子工業中的大多數所需的應用?；闹睆綖?50mm的硅晶片正在開發。

無論微處理器還是記憶芯片，電子工業需要更大的基材用于其組件的生產的基本原因在于其擁有的巨大經濟利益。在半導體工業中，長期以來，關注可用基材面積一直是慣例，或者換句話說，考慮可以在單個基材上提供多大量的組件，即邏輯芯片或記憶芯片。這與如下事實有關，即組件制造商的加工步驟的多重性針對全部基材，以及還有用于構造基材的單獨步驟，即生產隨后形成單獨芯片的組件結構，從而用于兩組加工步驟的生產成本非常特別地通過基材尺寸確定。基材尺寸在非常大的程度上影響每個組件的生產成本，從而具有非常高的經濟重要性。

然而，增大基材直徑是很高和有時是全新的、迄今為止未知的技術問題。

最后，所有加工步驟，無論其是完全機械的(鋸切、打磨、層疊)、化學的(蝕刻、清洗)或實際上化學-機械的(拋光)以及熱加工(外延、退火)，都需要徹底修改，特別是有關用于其的機械和體系(設備)。

本發明關注：當晶片用于生產記憶芯片時，半導體晶片的拋光作為最后的基本加工步驟，或當晶片用作所謂的ep時，主要作為晶片外延附生之前的倒數第二個基本加工步驟；用于生產現代微處理器的晶片。

發明人發現，拋光450mm晶片的方法也需要基本的改變。那些被考慮用于確定新的拋光方法的現有技術中已知的拋光方法將在后呈現。這基本上包含雙面拋光(DSP)和化學機械拋光(CMP)的傳統使用方法的修飾，其在一種情況下包含用拋光墊拋光半導體晶片的兩側，同時施加拋光劑作為粗拋光(DSP步驟)，而在另一種情況下僅用更軟的拋光墊對正面(“組件一面”)進行最終拋光作為所謂的精拋光(CMP步驟)，以及相當新的所謂的“固定磨料拋光”(FAP)技術，其中在拋光墊上拋光半導體晶片，然而所述拋光墊含有結合在拋光墊上的磨料物質(“固定磨料片”)。在其中使用所述FAP拋光墊的拋光步驟將在后簡稱為FAP步驟。

除了DSP之外，現有技術中所謂的CMP拋光也是必要的，以消除缺陷和減少表面粗糙度。在CMP中，使用比在DSP中更柔軟的拋光墊。而且，僅在半導體晶片的一側用CMP拋光，即組件隨后用于制造的一側?，F有技術還涉及精拋光。例如在US?2002-0077039和US?2008-0305722中公開了CMP法。

WO?99/55491A1描述了兩步拋光法，含有第一FAP拋光步驟和隨后的第二CMP拋光步驟。在CMP中，拋光墊不含固定磨料物質。在此，如在DSP步驟中，懸浮液形式的磨料物質被引入到硅晶片和拋光墊之間。所述兩步拋光法特別用于消除FAP步驟后在基材的拋光表面上留下的刮痕。

EP?1717001A1也是用于拋光半導體晶片的FAP步驟的實例，在半導體晶片的表面上還未形成組件結構。拋光所述半導體晶片基本上用于產生至少一側特別平坦的和具有最小可能性的微粗糙度和納米拓撲結構的表面。

US?2002/00609967A1涉及到用于在生產電子組件期間拋光表面形貌的CMP方法。其主要目標是減輕在使用FAP拋光墊時的低材料去除率的缺點。提出了一系列拋光步驟，其中首先用FAP片結合拋光劑懸浮液進行拋光，而后用FAP片結合拋光劑溶液拋光。有意選擇所述系列拋光步驟是為了增加材料去除率。在此并沒有公開拋光具有均勻組合物的材料的晶片，例如半導體晶片。

同樣，WO?03/074228A1也公開了一種在電子組件的生產期間拋光表面形貌的方法。在此，所述發明的關鍵點是在CMP法中的終點識別。如已知的，終點識別包含在從特定不需要拋光的區域中去除材料之前迅速終止拋光并因而終止材料去除。為此，提出用兩步法拋光銅層。在第一步中，用FAP拋光墊拋光，在此情況下拋光劑任選地可以含有或不含磨料顆粒。在第二拋光步驟中，同樣用FAP拋光墊拋光，然而，基本上使用不含磨料顆粒的拋光劑。

德國專利申請DE?102?007?035?266?A1描述了一種用于拋光硅材料基材的方法，包含兩種不同FAP類型的拋光步驟，其中在一個拋光步驟中，將含有非結合磨料物質作為固體的拋光劑懸浮液引入到基材和拋光墊之間，而在第二拋光步驟中，拋光劑懸浮液被不含固體的拋光劑溶液代替。

以下將使用“拋光劑”的表述作為拋光劑懸浮液和拋光劑溶液的涵蓋性術語。