專利名稱：具有成形邊緣的半導(dǎo)體晶片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有成形邊緣的半導(dǎo)體晶片的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體晶片與晶體分離，并且經(jīng)受進(jìn)一步的機(jī)加工處理步驟。
更具體地講，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片的制造方法，其中所述半導(dǎo)體晶片用作為用于電路的基板晶片，例如由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片或復(fù)合半導(dǎo)體或其它以分層的方式構(gòu)成的、并包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的至少一層的半導(dǎo)體晶片。這種半導(dǎo)體晶片的制造構(gòu)成了一種特別的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈儽仨殱M足極端嚴(yán)格的要求，不僅針對(duì)所使用的材料的純度，還針對(duì)形狀和平坦度。
背景技術(shù)：
專用于在與晶體分離之后成形半導(dǎo)體晶片的傳統(tǒng)的機(jī)加工步驟旨在賦予半導(dǎo)體晶片這樣一種形狀，更具體地講，其通過成形邊緣以及以平面平行的方式彼此相對(duì)的側(cè)部而被區(qū)別。制造邊緣輪廓的機(jī)加工步驟是必須的，因?yàn)檫吘売绕湟子谠诜菣C(jī)加工的狀態(tài)中斷裂，并且甚至通過邊緣區(qū)域中的輕微的壓力和/或溫度負(fù)載，半導(dǎo)體晶片可受到損害。除了邊緣輪廓制造步驟以外，成形機(jī)加工步驟包括更具體地講側(cè)部的拋光和研磨。最后所提及的兩個(gè)機(jī)械加工步驟可一起被采用，研磨之后拋光，或以使得這兩個(gè)機(jī)加工步驟中僅僅一個(gè)機(jī)加工步驟被完成。取決于所使用的磨粒的粒度，側(cè)部的研磨可被劃分成粗磨步驟和細(xì)磨步驟。此外，研磨可限于半導(dǎo)體晶片的一側(cè)或者包括半導(dǎo)體晶片的兩側(cè)。如果兩側(cè)將被研磨，則那么，這可逐步地或在一個(gè)步驟中被完成。專利公開文獻(xiàn)DE102004005702A1公開了一種雙側(cè)研磨機(jī)，其具有雙心軸；以及用這種機(jī)器所實(shí)現(xiàn)的方法，其中半導(dǎo)體晶片的兩側(cè)同時(shí)地被研磨。半導(dǎo)體晶片以自由浮動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的方式在兩個(gè)相互相對(duì)的磨盤之間被引導(dǎo)，并且通過圍繞其的引導(dǎo)環(huán)(轉(zhuǎn)子環(huán))被保持就位。例如，通過槽指部使得半導(dǎo)體晶片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中所述槽指部接合半導(dǎo)體晶片的外周上的定向槽；或者通過摩擦帶使得半導(dǎo)體晶片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中所述摩擦帶在外周上部分地包圍半導(dǎo)體晶片。對(duì)于未受擾動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)前提是，半導(dǎo)體晶片是圓的，也就是說，其具有圓形的外周。
這樣的半導(dǎo)體晶片具有有利的特性，這些特性尤其在熱學(xué)處理和各層沉積在半導(dǎo)體晶片上的方法中是明顯的，在所述半導(dǎo)體晶片中，晶格的指向稍微偏離與半導(dǎo)體晶片所分離的晶體的指向。根據(jù)專利公開文獻(xiàn)DE 19954349A1，如果半導(dǎo)體并不垂直地與晶體軸線分離，而是成一角度，該角度偏離晶體軸線，并且對(duì)應(yīng)于將要出現(xiàn)的錯(cuò)誤指向的角度，則獲得具有錯(cuò)誤指向的半導(dǎo)體晶片。通過以圓形的方式研磨的、具有一致直徑的晶體獲得橢圓形晶片。由于這種形狀，這種半導(dǎo)體晶片最初不可承受通過同時(shí)研磨側(cè)部的側(cè)部機(jī)械加工。例如，避免這種問題的相對(duì)復(fù)雜的可能性包括將錯(cuò)誤指向的半導(dǎo)體晶片與具有橢圓橫截面的晶體分離，其中所述晶體的尺寸設(shè)置成在分離的過程中圓形半導(dǎo)體晶片升高。
制造邊緣輪廓的機(jī)加工步驟可以在半導(dǎo)體晶片的側(cè)部的機(jī)械加工之前或之后完成。對(duì)于機(jī)加工步驟不利的是，所述機(jī)加工步驟并不制造邊緣輪廓，直至半導(dǎo)體晶片的側(cè)部已經(jīng)被機(jī)械加工之后，而邊緣在未機(jī)加工的狀態(tài)中非常敏感，從而半導(dǎo)體晶體經(jīng)常并不承受側(cè)部的機(jī)械加工，而在加工處理中并不受到損害。然而，具有成形邊緣的半導(dǎo)體晶片保持敏感，即使諸如邊緣破碎或裂縫的嚴(yán)重的損害不常見。因而，如果在機(jī)械加工完成之前制造邊緣輪廓，則同樣是不利的，這是因?yàn)閷?duì)于邊緣的隨后的損害不再能完全地被修復(fù)。
專利公開文獻(xiàn)US 6066565公開了一種方法，其中在兩個(gè)獨(dú)立的機(jī)械加工步驟中制造邊緣輪廓，在所述機(jī)械加工步驟之間，提供半導(dǎo)體晶片的側(cè)部的機(jī)械加工。在兩個(gè)步驟中的第一步驟中，邊緣在側(cè)部被倒角，邊緣的一部分仍未被機(jī)加工。這種方法的目的是借助于第一粗糙機(jī)加工穩(wěn)定邊緣，從而在隨后的側(cè)部研磨步驟中避免嚴(yán)重的損害，其中所述隨后的側(cè)部研磨步驟旨在保持半導(dǎo)體晶片相對(duì)于水平反射平面的對(duì)稱性。關(guān)于這種方法不利的是，在側(cè)部的機(jī)械加工的過程中，半導(dǎo)體晶片的邊緣具有這樣區(qū)域，其仍未被機(jī)加工，并且因而是特別敏感的，并且結(jié)果，比如果邊緣機(jī)加工根本沒有實(shí)現(xiàn)的情況，并不會(huì)被保護(hù)更多。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是指定一種方法，其以高精度和高產(chǎn)量的方式實(shí)現(xiàn)與晶體分離的半導(dǎo)體晶片的成形機(jī)加工，這是因?yàn)樯鲜鋈秉c(diǎn)并不與其相連。
該目的借助于具有成形邊緣的半導(dǎo)體晶片的制造方法被實(shí)現(xiàn)，其中所述制造方法包括以下步驟將所述半導(dǎo)體晶片與晶體分離；邊緣輪廓制造步驟，其中所述邊緣被機(jī)械加工，并且獲得相對(duì)于目標(biāo)輪廓真正成比例的輪廓；機(jī)械加工步驟，其中所述半導(dǎo)體晶片的厚度被減??；以及邊緣輪廓機(jī)加工步驟，其中所述邊緣被機(jī)械加工，并且獲得所述目標(biāo)輪廓。
在邊緣輪廓制造步驟中，邊緣獲得相對(duì)于目標(biāo)輪廓真正成比例的、換句話說幾何相同的輪廓。目標(biāo)輪廓是邊緣輪廓機(jī)加工步驟之后所述邊緣將具有的輪廓。在邊緣輪廓制造步驟中所制造的輪廓保護(hù)邊緣免受損害至與已經(jīng)具有目標(biāo)輪廓的邊緣相同的程度。然而，因?yàn)檫@種保護(hù)僅僅是有限的并且在半導(dǎo)體晶片的側(cè)部的隨后的機(jī)械加工的過程中損害更多地出現(xiàn)，所以在半導(dǎo)體晶片的側(cè)部的機(jī)械加工之后提供附加的邊緣機(jī)加工步驟，從而消除這種損害。在所述附加的機(jī)加工步驟過程中，從邊緣均勻地以機(jī)械的方式去除材料，從而已經(jīng)制成的輪廓不再改變其形狀，而是僅僅被減小至目標(biāo)輪廓。然而，均勻的材料去除具有完全去除對(duì)于邊緣的損害的作用，其中所述損害由于半導(dǎo)體晶片的側(cè)部的先前的機(jī)械加工而出現(xiàn)。
方法將邊緣的機(jī)械加工劃分成兩個(gè)步驟，它們通過側(cè)部的機(jī)械加工而被中斷。然而，與專利公開文獻(xiàn)US 6066565中前述的相反，該方法具有一系列優(yōu)點(diǎn)。因而，在側(cè)部的機(jī)械加工之前，邊緣并不保持局部未被機(jī)加工，并且比僅僅被倒角的邊緣更小敏感。因此，不僅不常見的是，在側(cè)部的機(jī)械加工的過程中半導(dǎo)體晶片將受到損害，例如作為破碎、裂縫、劃痕等的結(jié)果，而且還不常見的是，這種損害造成了對(duì)于機(jī)加工機(jī)器的各部件的損害或較快的磨損，所述部件尤其為雙側(cè)研磨機(jī)的引導(dǎo)環(huán)以及槽指部。此外，具有橢圓形且其邊緣在邊緣的機(jī)械加工的第一步驟中僅僅被倒角的半導(dǎo)體晶片將保持其橢圓的形狀，并且將不適于借助于雙側(cè)研磨機(jī)被研磨。在根據(jù)本發(fā)明的方法的情況中，具有橢圓形的半導(dǎo)體晶片在制造邊緣輪廓的第一機(jī)加工步驟的情況中以圓形的方式被同時(shí)研磨。


以下參看附圖、基于特別優(yōu)選的實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖示出了在該方法的過程中示意性邊緣輪廓以及其變化。
圖1和2示出了側(cè)部1的輪廓；圖3和4示出了側(cè)部1的輪廓。
具體實(shí)施例方式
在方法的開始，設(shè)有一種與晶體分離的半導(dǎo)體晶片，例如，由硅制成的晶片，其通過借助于鋼絲鋸劃分晶體與多種相同類型的晶片一起被獲得。這種半導(dǎo)體晶片的橫截面為大致矩形。圖1和2示出了側(cè)部1的輪廓作為一組線，從而示出了在半導(dǎo)體晶片的分離之后側(cè)部的粗糙度。在隨后的邊緣輪廓制造步驟中，邊緣被機(jī)械加工，并且因而獲得輪廓2，其真正地相對(duì)于目標(biāo)輪廓3成比例。邊緣輪廓制造步驟利用具有粘結(jié)的磨粒的研磨工具被完成，例如利用磨盤，其優(yōu)選地具有粗糙的粒度。目標(biāo)輪廓的形狀是由半導(dǎo)體晶片的客戶預(yù)限定。這例如可涉及根據(jù)圖1和3的R-輪廓(徑向輪廓)或根據(jù)圖2和4的T-輪廓(梯形輪廓)。邊緣輪廓制造步驟可被劃分為兩個(gè)或多個(gè)局部步驟，一個(gè)局部步驟優(yōu)選利用具有比前一局部步驟更加精細(xì)的粒度的磨粒。
隨后的機(jī)械加工步驟用于減薄半導(dǎo)體晶片并且獲得盡可能平坦和平行的橫向表面，在所述隨后的機(jī)械加工步驟中，通過拋光和/或研磨的方式從半導(dǎo)體晶片的側(cè)部去除材料。該機(jī)加工步驟的結(jié)果是根據(jù)圖3或圖4的半導(dǎo)體晶片，這取決于輪廓的形狀。在隨后的邊緣輪廓機(jī)加工步驟中，邊緣被機(jī)械加工第二時(shí)間。在這種情況中所實(shí)現(xiàn)的材料去除造成了目標(biāo)輪廓3。輪廓2和目標(biāo)輪廓3在幾何上相同，或者換句話說，輪廓2相對(duì)于目標(biāo)輪廓3真正成比例。邊緣輪廓機(jī)加工步驟利用具有粘結(jié)的磨粒的研磨工具被實(shí)現(xiàn)，例如，利用磨盤、研磨布或研磨帶，它們優(yōu)選具有精細(xì)的粒度。磨粒的平均尺寸優(yōu)選為15μm至0.5μm，特別優(yōu)選地為5μm至0.5μm。邊緣輪廓機(jī)加工步驟可被劃分成兩個(gè)或多個(gè)局部步驟，一個(gè)局部步驟優(yōu)選利用具有比前一局部步驟更加精細(xì)的粒度的磨粒。
當(dāng)在邊緣輪廓機(jī)加工步驟中使用特別精細(xì)研磨的磨粒時(shí)，邊緣可被光滑至這樣的程度，即邊緣的后續(xù)的化學(xué)機(jī)械拋光可被免除。因而，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的方法同樣有利的是，并不包括化學(xué)機(jī)械拋光，也就是說，在存在包含蝕刻活性物質(zhì)以及研磨作用固體的漿料情況下，利用拋光布實(shí)現(xiàn)拋光。
以這種方式所獲得的半導(dǎo)體晶片然后優(yōu)選在兩側(cè)上被蝕刻或精細(xì)研磨以及拋光，或者在兩側(cè)上被蝕刻并且精細(xì)研磨和拋光，從而消除表面附近晶格的損害，并且增加橫向表面的局部平坦度。
實(shí)例1在對(duì)比測(cè)試中，由硅制成的、具有300mm直徑的600個(gè)半導(dǎo)體晶片以根據(jù)本發(fā)明的方式被機(jī)械加工(利用具有粗糙粒度的磨盤實(shí)現(xiàn)邊緣輪廓制造步驟，在兩側(cè)上同時(shí)進(jìn)行研磨，并且利用具有精細(xì)粒度的磨盤實(shí)現(xiàn)邊緣輪廓機(jī)加工步驟)，而在邊緣輪廓機(jī)加工步驟之后由于對(duì)于邊緣的損害所導(dǎo)致的故障晶片沒有被制造出。相反，如果在兩側(cè)上研磨側(cè)部之前取消邊緣機(jī)加工并且邊緣僅僅在后來設(shè)有目標(biāo)輪廓，則以這種方式所處理的一些半導(dǎo)體晶片由于對(duì)于邊緣的損害而失效。
實(shí)例2由硅制成的、具有錯(cuò)誤指向的晶格以及0.3至0.7mm的橢圓度的2000個(gè)半導(dǎo)體晶片以根據(jù)本發(fā)明的方式被機(jī)械加工(利用具有粗糙粒度的磨盤實(shí)現(xiàn)邊緣輪廓制造步驟，在兩側(cè)上同時(shí)進(jìn)行研磨，并且利用具有精細(xì)粒度的磨盤實(shí)現(xiàn)邊緣輪廓機(jī)加工步驟)，而在邊緣輪廓機(jī)加工步驟之后由于對(duì)于邊緣的損害所導(dǎo)致的故障晶片沒有被制造出。
權(quán)利要求
1.一種具有成形輪廓的半導(dǎo)體晶片的制造方法，包括以下步驟將所述半導(dǎo)體晶片與晶體分離；邊緣輪廓制造步驟，其中所述邊緣被機(jī)械加工，并且獲得相對(duì)于目標(biāo)輪廓真正成比例的輪廓；機(jī)械加工步驟，其中所述半導(dǎo)體晶片的厚度被減??；以及邊緣輪廓機(jī)加工步驟，其中所述邊緣被機(jī)械加工，并且獲得所述目標(biāo)輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述邊緣輪廓制造步驟中，橢圓形的所述半導(dǎo)體晶片被轉(zhuǎn)變成圓形的半導(dǎo)體晶片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，用于減小所述半導(dǎo)體晶片的厚度的所述機(jī)械加工步驟與所述邊緣輪廓機(jī)加工步驟被同時(shí)完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的制造方法，其特征在于，在所述邊緣輪廓制造步驟的過程中，借助于具有粗糙粒度的研磨工具機(jī)加工所述邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的制造方法，其特征在于，在所述邊緣輪廓機(jī)加工步驟的過程中，借助于具有精細(xì)粒度的研磨工具機(jī)加工所述邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述研磨工具的粒度對(duì)應(yīng)于15μm至0.5μm的平均磨粒尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的制造方法，其特征在于，所述邊緣輪廓制造步驟包括兩個(gè)或多個(gè)局部步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的制造方法，其特征在于，所述邊緣輪廓機(jī)加工步驟包括兩個(gè)或多個(gè)局部步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的制造方法，其特征在于，未對(duì)所述邊緣執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有成形輪廓的半導(dǎo)體晶片的制造方法，包括以下步驟將所述半導(dǎo)體晶片與晶體分離；邊緣輪廓制造步驟，其中所述邊緣被機(jī)械加工，并且獲得相對(duì)于目標(biāo)輪廓真正成比例的輪廓；機(jī)械加工步驟，其中所述半導(dǎo)體晶片的厚度被減?。灰约斑吘壿喞獧C(jī)加工步驟，其中所述邊緣被機(jī)械加工，并且獲得所述目標(biāo)輪廓。
文檔編號(hào)B24B29/00GK101071770SQ20071010111
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者約阿希姆·馬特斯, 安東·胡貝爾, 約爾格·默澤 申請(qǐng)人:硅電子股份公司