[发明专利]经外延涂覆的硅晶片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及经外延涂覆的硅晶片的制造方法。

背景技术

经外延涂覆的硅晶片适合于在半导体工业中应用，尤其适合于制造 大规模集成的电子元件，如微处理器或存储芯片。在整体和局部平面度、 厚度分布、参考单面的局部平面度(纳米形貌)以及去除缺陷方面具有 严格要求的起始材料(基材)对于现代微电子学而言是必需的。

整体平面度涉及半导体晶片减去待确定的边缘排除区域的整个表 面。其是通过对应于以前惯用的参数TTV(“总厚度变化”)的GBIR(“参 考整个背面的理想平面/范围(global backsurface-referenced ideal plane/range)”＝半导体晶片的整个正面相对于参考背面的理想平面的正 负偏离量)加以描述的。

以前惯用的参数LTV(“局部厚度变化”)如今根据SEMI标准规定 为SBIR(“位点参考背面的理想平面/范围(site backsurface-referenced ideal plane/range)”＝具有确定尺寸的单个元件区域相对于参考背面的理 想平面的正负偏离量)，其对应于元件区域(“位点site”)的GBIR或TTV。 因此，与整体平面度GBIR不同，SBIR是基于晶片上的特定区域，即例 如尺寸为26×8mm²(位点几何形状)的测量窗口的区域格栅的片段。 最大的位点几何值SBiR_max是指在硅晶片上所考虑的元件区域的最大 SBIR值。

通常在考虑例如3mm的特定边缘排除区域(EE)的情况下，确定 最大的基于位点的平面度值或几何值，如SBiR_max。在硅晶片上位于名义 边缘排除区域以内的区域通常称作“品质保证区”，简称为FQA。一部 分区域位于FQA以外但其中心位于FQA以内的各个位点称作“部分位 点”。在确定最大的局部平面度时，通常不考虑“部分位点”，而是仅考 虑所谓的“完全位点”，即完全位于FQA以内的元件区域。为了能够比 较平面度最大值，必须规定边缘排除区域及因此FQA的尺寸，此外规定 是否考虑“部分位点”。

此外，在成本最优化方面，目前通常并不是仅仅例如因为元件区域 超过由元件生产厂商规定的SBIR_max值就拒绝硅晶片，而是允许特定的 百分比，如1％的具有更高数值的元件区域。位于或者允许位于几何参 数的特定临界值以下的位点的百分比通常被规定为PUA(“可用区域百 分比”)值，这例如在SBIR_max值小于或等于0.7μm且PUA值为99％的 情况下表明：99％的位点的SBIR_max值等于或小于0.7μm，而对于1％的 位点也允许更高的SBIR值(“芯片产率”)。

根据现有技术，可以通过以下方法序列制造硅晶片：将硅单晶切割 成晶片、对机械敏感性边缘倒圆、实施研磨步骤，如磨削或磨平，然后 抛光。EP 547894A1描述了一种磨平方法；申请EP 272531A1和 EP 580162A1请求保护磨削方法。

最终的平面度一般是通过抛光步骤实现的，需要时可以在此之前实 施用于去除干扰性晶体层及去除杂质的蚀刻步骤。例如DE 19833257C1 公开了一种合适的蚀刻方法。传统的单面抛光法通常导致较差的平面平 行度，而通过作用于双面的抛光法(“双面抛光”)能够制造具有改善的 平面度的硅晶片。

因此，在经抛光的硅晶片的情况下，尝试通过诸如磨削、磨平和抛 光的适当加工步骤达到所需的平面度。

然而，在抛光硅晶片之后，通常引起平的硅晶片的厚度在向着边缘 的方向上减少(“边缘塌边”)。蚀刻法也趋向于在边缘处更强烈地侵蚀待 处理的硅晶片，并产生此类边缘塌边。

为了加以抵消，通常对硅晶片实施凹面抛光或凸面抛光。经凹面抛 光的硅晶片在中心较薄，而其厚度在向着边缘的方向上增加，并在外部 边缘区域内发生厚度下降。不同的是，经凸面抛光的硅晶片在中心较厚， 而其厚度在向着边缘的方向上减少，并在外部边缘区域内表现出明显的 厚度下降。