[發明專利]拋光半導體晶片的方法

無效

• 申請號: 201010296792.3
• 申請日: 2010-09-27
• 公開（公告）號: CN102049723A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: J·施萬德納;T·布施哈爾特;R·柯普爾特
• 申請（專利權）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: B24B29/02
• 分類號: B24B29/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

技術領域

本發明涉及一種雙面拋光半導體晶片的方法。

背景技術

現有技術公開了在供應拋光劑的情況下用拋光墊拋光半導體晶片的兩面，為以去除材料的方式拋光(DSP步驟)，和在另一種情況下最后使用較軟的拋光墊僅拋光正面(“部件面”)，為所謂的無霧拋光(CMP步驟，“磨光”)，以及還公開了新的所謂的“固結磨料拋光”(FAP)技術，其中半導體晶片在拋光墊上被拋光，不過所述拋光墊含有固結在拋光墊中的磨料(“固結磨料墊”)。以下將使用上述FAP拋光墊的拋光步驟簡稱為FAP步驟。

WO?99/55491A1描述了兩步拋光方法，其包括第一FAP拋光步驟和隨后的第二CMP拋光步驟。在CMP的情況下，拋光墊不含固結的磨料。在這種情況下，如DSP步驟的情況一樣，磨料以漿料的形式被引入到半導體晶片和拋光墊之間。這樣的兩步拋光方法尤其用于除去由FAP步驟在襯底的拋光表面上留下的刮痕。

EP?1717001A1是當拋光在其表面上還沒有形成任何元件結構的半導體晶片時也使用FAP步驟的一個例子。在拋光這樣的半導體晶片期間，重要的是產生至少一個側面是特別平的且具有最小的微觀粗糙度和納米形貌。

US2002/00609967A1涉及在生產電子元件期間使地形表面平整的CMP方法。主要是試圖減輕當使用FAP拋光墊時相對低去除率的缺點。在該文獻中提出了拋光步驟的順序，其中首先使用FAP墊結合拋光劑漿料，然后使用FAP墊結合拋光劑溶液來進行拋光。在這種情況下，根據目標方式選擇步驟的順序，以提高去除率。該文獻沒有公開對由具有均一組成的材料構成的晶片例如硅片的拋光。

WO?03/074228A1也同樣公開了在生產電子元件期間使形貌表面平整的方法。在這種情況下，該發明的焦點是在CMP方法中的終點識別。已知的是，終點識別涉及在去除不打算被拋光的區域之前及時地結束拋光，從而結束材料的去除。為此該文獻提出了拋光銅層的兩步法。在第一步中，使用FAP拋光墊進行拋光，其中拋光劑任選包含或不包含自由的研磨顆粒。在第二拋光步驟中，同樣使用FAP墊進行拋光，但是使用具有自由研磨顆粒的拋光劑是必要的。

DE?102007035266A1描述了拋光由半導體材料組成的襯底的方法，其包括FAP類型的兩個拋光步驟，其不同之處在于在一個拋光步驟中將含有未固結的磨料的拋光劑漿料以固體的形式引入到襯底和拋光墊之間，而在第二拋光步驟中用不含固體的拋光劑溶液代替所述拋光劑漿料。

常規的拋光方法，特別是DSP拋光，產生不利的邊緣對稱性，特別是產生所謂的“塌邊”，即相對于半導體晶片的厚度邊緣處降低。

原則上，借助于拋光頭對半導體晶片進行壓制，將其待拋光的側表面抵靠放在拋光板上的拋光墊。

拋光頭還包括卡環，其將襯底橫向包圍，防止其在拋光期間從拋光頭上滑落。因此，為了防止在拋光期間發生橫向力將晶片從拋光頭推落，用這樣的卡環固定住晶片。在很多專利中(US?6293850B1；US?6033292；EP1029633A1；US?5944590)對這些裝置都有描述。

所述卡環被或緊或松地壓在拋光墊上。

在現代的拋光頭中，半導體晶片遠離拋光墊的側面支撐在彈性膜上，所述彈性膜傳遞施加的拋光壓力。如果適當地再分類，該膜是腔系統的一部分，其可形成氣體或液體緩沖(膜載體，區域載體)。

優選同心或分段排列壓力腔，并且可以分別對它們施加特定的壓力。拋光壓力通過受壓的壓力室的彈性支撐表面最終被傳遞到支撐板的背面。這例如適用于來自Applied?Materials，Inc.的多板拋光機AMAT?Reflection，其包括具有不同的可調節壓力分布的5區域膜支撐體。

在DSP和CMP的情況下，在襯底和拋光墊之間供應拋光劑并轉動拋光頭和拋光板來拋光襯底。

文件索引號為102008053610.5的沒有在先公開的德國申請公開了半導體晶片的雙面拋光法，其包括下列順序的步驟：

a)在拋光墊上拋光半導體晶片的背面，所述拋光墊含有固結在拋光墊中的磨料，其中不含固體的拋光劑溶液在拋光步驟期間被引入到半導體晶片背面和拋光墊之間；

b)在拋光墊上以去除材料的方式拋光半導體晶片的正面，所述拋光墊含有固結在拋光墊中的磨料，其中不含固體的拋光劑溶液在拋光步驟期間被引入到半導體晶片的正面和拋光墊之間；

c)通過在拋光墊上拋光半導體晶片正面從而自半導體晶片的正面去除微粗糙度，其中包含磨料的拋光劑漿料在拋光步驟期間被引入到半導體晶片正面和拋光墊之間；