專利名稱：半導體晶片的制造方法及晶片的制作方法
技術領域：
本發明涉及實現高平面度的半導體晶片(以下有時簡稱為晶片)的制造方法，特別涉及在具有堿性蝕刻工序的半導體晶片的制造工序以及具有利用蠟固定方式的研磨工序的半導體晶片的制造工序中制造高平面度的晶片的方法。
背景技術：
一直以來，半導體晶片是利用如圖7的流程圖所示的順序來制造的。該以往的半導體晶片的制造方法由將硅等單晶棒切割成薄板狀的晶片的切片工序(步驟100)、對所得的晶片的周緣部進行倒角加工的倒角工序(步驟102)、對進行了倒角加工的晶片實施磨光處理的磨光工序(步驟104)、對實施了磨光處理的晶片進行蝕刻處理的蝕刻工序(步驟106)、對進行了蝕刻處理的晶片的至少表面進行鏡面研磨的鏡面研磨工序(步驟108)構成。而且，本說明書中，有時也將鏡面研磨處理前的晶片稱為原料晶片。
其中，當硅等單晶非常堅硬而脆，如果不對晶片周緣部進行倒角加工時，則在半導體晶片的制造工序及器件的制造工序中，會產生缺口或碎片，導致成品率的降低或器件的特性變差，因此倒角加工(倒角工序)是不可缺少的工序。作為該倒角加工的方法，雖然主要有用化學的方法使晶片的周緣變圓的方法、使用磨料機械地進行周緣的倒角加工的方法，但是，在近年來的晶片的大直徑化的傾向之中，從晶片的質量的穩定性和尺寸精度的優良考慮，一般采用后者的機械的方法。
此種機械的方法中，為了對晶片的周緣進行加工，雖然有必要將晶片牢固地保持，但是從周緣的加工的本質上來說，該晶片的保持是使用晶片的主面來進行，此時容易對晶片的主面造成傷痕或污染。但是，由于晶片的主面將成為描繪器件的圖案的面，因此必須極力避免晶片的主面的傷痕或污染。所以，一般來說，在從單晶棒中切出晶片后不久進行倒角加工，在進行了倒角加工后，研削晶片的主面而進行使晶片的厚度均勻的磨光，將在倒角加工時附著在晶片的主面上的傷痕或污染除去。
但是，近年來的高集成化不斷發展的半導體技術之中，要求晶片的倒角加工面的平滑度及尺寸的精度的提高。以往在倒角加工時，通過犧牲生產性而使用尺寸小的研磨粒作為磨料，使倒角加工面的平滑度提高，同時，通過改善進行倒角加工的機器的精度或控制的技術，使倒角加工面的尺寸的精度提高。
但是，當在倒角加工之后進行磨光時，倒角加工面的平滑度或尺寸的精度的提高的質量改善的效果就會降低。即，磨光雖然是如下進行，即，將倒角加工后的晶片用上平臺和下平臺夾持，將在磨光液中混合了研磨粒的材料(研磨劑)加入晶片和上平臺及下平臺之間，通過在施加壓力的同時使之相互磨擦，對晶片的主面進行研削，但是，此時為了保持晶片要使用晶片保持夾具。因研磨粒進入該晶片保持夾具和晶片之間，將晶片的周端部分也研削掉，因此就會使晶片的形狀惡化。另外，磨光中使用的研磨粒由于與倒角加工中使用的研磨粒相比更粗，因此倒角加工面的粗糙度增大，其結果是，倒角加工面的平滑度或尺寸的精度無法維持倒角加工結束時的水平。
所以，有時在進行了磨光后才進行倒角加工。這樣就不會損害倒角加工結束時的倒角加工面的平滑度及尺寸的精度，而制造半導體晶片。另外，還有如下的優點，即，由于磨光結束后的晶片厚度均勻，因此在其后進行倒角加工時，就很容易確保倒角加工面的尺寸的精度。
其后，進行酸蝕刻或堿性蝕刻處理，除去磨光等中產生的加工變形等。
在研磨晶片時，有各種方式，例如，將晶片貼合在研磨塊上，以該研磨塊將晶片按壓在貼在研磨臺上的砂布上，使晶片與砂布滑動接觸而進行研磨。但是，作為將晶片貼合在研磨塊上的方式，有使用蠟貼合晶片的蠟固定方式和不使用蠟而利用真空吸附等保持的無蠟固定方式。無蠟方式與蠟固定方式相比，由于不需要進行晶片在研磨塊上的貼合操作或分離操作，同時研磨后的晶片清洗也十分容易，因此在生產性及成本方面有利。但是，在研磨晶片的平面度、由研磨料漿造成的晶片背面的局部的蝕刻等方面有問題，現在以蠟固定方式為主流。
該蠟固定方式中，通過用真空吸附器吸附晶片，將蠟涂布在晶片背面，使該晶片背面朝向下方，在研磨塊附近解除真空吸附器的吸附，使晶片因自重而向研磨塊上下落，從而將晶片貼合在研磨塊上。或者，通過用裝入了氣墊的真空吸附器使涂布蠟后的晶片保持原狀或反轉，將晶片背面的中央部按壓在研磨塊上，在該狀態下解除真空吸附器的吸附，從而將晶片貼合在研磨塊上。作為該研磨塊，可以使用硼酸玻璃等玻璃制、氧化鋁或碳化硅等陶瓷制的材料。隨著對晶片的平面度的要求逐漸嚴格，剛性高的陶瓷制的研磨塊逐漸成為主流。
另外，也有對晶片的表背兩面同時研磨的方法或具有用于對晶片背面進行輕拋光而獲得高平面度的晶片的工序的情況。
像這樣，在以往的晶片制造中，在將單晶硅錠切片而制成硅晶片后，對該硅晶片依次實施倒角、磨光、蝕刻等各工序，然后實施使至少晶片主面鏡面化的研磨。另外，還使用圓筒拋光輪等進行使倒角部分鏡面化的鏡面倒角加工。
但是，雖然最終的形狀由晶片的研磨工序決定，但是此前的工序(研磨前的工序)的晶片的狀態對研磨工序中的平面度也有很大的影響。
即，例如前工序的蝕刻后的晶片(以下有時簡稱為CW)的形狀對研磨后的形狀也有影響，例如蝕刻為酸蝕刻時，起伏較大，平面度難以改善。雖然通過減小該起伏來進行平面度的改善，但是這要利用堿性蝕刻和酸蝕刻的組合或堿性蝕刻等的改良來實施。
但是，雖然從平面度的改善及成本方面考慮進行堿性蝕刻是有利的，但是用此種蝕刻液會在研磨后的晶片外周部觀察到環狀的塌邊，從而產生了局部的平面度的惡化。
雖然利用堿性蝕刻可以顯著改善晶片面內的SFQR，但是因如上所述的外周部的塌邊，SFQRmax值會惡化，作為晶片整體的評價無法被評價為高平面度。特別是，近年來，要求連晶片外周部也具有高平面度的晶片，由于外周部的塌邊的影響，因此就無法利用堿性蝕刻的優點。
所謂SFQR(Site Front Least Squares Range)是指就平面度而言，對每個點算出表面基準的平均平面，表示相對于該面的凹凸的最大值的值(以在所設定的地點內用最小二乘法算出的數據的點內平面作為基準平面，由該平面起的+側、一側各個最大位移量的絕對值的和，是對每個點進行評價的值)，SFQRmax是晶片上的所有點的SFQR中的最大值。
堿性蝕刻中，雖然面內的SFQR值良好，但是由于外周部塌邊，因此在外周部存在SFQRmax值，在外觀上使晶片的質量惡化。

發明內容
本發明是鑒于這種問題而提出的，其目的在于，提供在研磨進行了堿性蝕刻的晶片(CW)時，可以制造晶片的外周部沒有環狀的塌邊的晶片的半導體晶片的制造方法及晶片外周部沒有環狀的塌邊的晶片。
本發明的半導體晶片的制造方法的方式1的特征是，具有按照鏡面研磨至原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分的方式進行背面部分研磨及鏡面倒角的背面部分研磨鏡面倒角工序、支撐進行了背面部分研磨及鏡面倒角的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序。
本發明的半導體晶片的制造方法的方式2的特征是，具有對原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的背面部分研磨工序、支撐進行了背面部分研磨的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序。也可以在對該進行了背面部分研磨的晶片進行了鏡面倒角加工后，對晶片表面進行鏡面研磨。
如所述方式1及2所示，在將原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分鏡面化后，通過研磨晶片表面可以防止晶片外周部的塌邊，從而可以制造直至晶片外周部都具有高平面度的晶片。
特別是，如果對晶片表面進行鏡面研磨的表面研磨工序中的研磨方式為蠟固定方式，則十分理想。
作為該原料晶片，優選使用進行堿性蝕刻的晶片。特別是，當使用進行了堿性蝕刻的晶片時，就可以獲得起伏少的高平面度的晶片。
本發明的半導體晶片的制造方法的方式3的特征是，由將單晶棒切割為薄板狀的晶片的切片工序、對所得的晶片進行倒角加工的第1倒角工序、對進行了倒角加工的晶片實施磨光處理的磨光工序、對進行了磨光處理的晶片實施再次的倒角加工的第2倒角工序、對實施了再次的倒角加工的晶片進行堿性蝕刻處理的蝕刻工序、對進行了蝕刻處理的晶片按照鏡面研磨至晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分的方式進行背面部分研磨及鏡面倒角的背面部分研磨鏡面倒角工序、支撐進行了背面部分研磨及鏡面倒角的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序構成。利用此種工序就可以制造高平面度的晶片。
本發明的半導體晶片的制造方法的方式4的特征是，具有將單晶棒切割為薄板狀的晶片的切片工序、對所得的晶片進行倒角加工的第1倒角工序、對進行了倒角加工的晶片實施磨光處理的磨光工序、對進行了磨光處理的晶片實施再次的倒角加工的第2倒角工序、對實施了再次的倒角加工的晶片進行堿性蝕刻處理的蝕刻工序、對進行了蝕刻處理的晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的背面部分研磨工序、支撐進行了背面部分研磨的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序。也可以在對該進行了背面部分研磨的晶片進行鏡面倒角加工后，對晶片表面進行鏡面研磨。
如本發明的半導體晶片的制造方法的方式1～4所示，通過改變接合面的倒角邊界部的形狀并研磨，外周環狀的塌邊減少，SFQRmax得以改善。
特別是，對研磨中使用的晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的范圍優選對從晶片背面的倒角部和主面的交界朝向晶片中心在1000μm以下、特別優選500μm～700μm左右的范圍進行鏡面研磨。這樣，晶片表面的平面度就會更加良好。
所述表面研磨工序中，最好按照用蠟接合支撐所述晶片的背面，并對該晶片的表面進行鏡面研磨的方式構成。
換言之，該表面研磨工序雖然意味著利用蠟固定方式的晶片的研磨方法，但是如果更具體地表現，則是通過借助蠟貼合晶片的背面，在供給研磨料漿的同時，使該晶片的表面與砂布滑動接觸，從而對該晶片的表面進行研磨的方法。
本發明的晶片是晶片表面為被鏡面研磨的面并且晶片背面為被堿性蝕刻的面的晶片，其特征是，將晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分作為鏡面研磨的面，該鏡面研磨的面為從晶片倒角部和主面的交界朝向晶片中心500μm～700μm的范圍。
特別是，本發明的晶片中，可以按照晶片背面的光澤度為40±5％，SFQRmax為0.11μm以下的方式構成。
利用本發明的半導體晶片的制造方法可以容易地制造此種級別的晶片。另外，本發明的晶片是直至晶片外周部都為高平面度的晶片，可以實現器件工序中的成品率等的提高。另外，本發明的晶片由于晶片背面與一直以來存在的面狀態接近，因此也有很大的通用性。


圖1是表示本發明的半導體晶片的制造方法的工序順序的一個例子的流程圖。
圖2是表示本發明的半導體晶片的制造方法的工序順序的其他例子的流程圖。
圖3是表示實施例1及2以及比較例1的原料晶片形狀及研磨后的晶片形狀的曲線圖及等高線圖。
圖4是表示鏡面倒角裝置的一個例子的側面概略說明圖。
圖5是表示研磨裝置的一個例子的側面概略說明圖。
圖6是表示利用本發明方法進行了研磨的晶片的說明圖，(a)表示晶片表面，(b)表示晶片背面。
圖7是表示以往的半導體晶片的制造方法的工序的一個例子的流程圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發明的實施方式進行說明，但是由于圖中示例為示例性的，不用說只要不脫離本發明的技術思想，即可以進行各種變形。
為了使半導體晶片的整體的平面度(晶片面內的平面度)良好，進行各種的蝕刻處理，例如，可以實施堿性蝕刻和酸蝕刻的組合或堿性蝕刻等的改良。如果像這樣從改善平面度及成本方面來說，雖然進行堿性蝕刻是有利的，但是使用堿性蝕刻液的蝕刻中，研磨后在晶片外周部可以觀察到環狀的塌邊，產生了平面度的惡化。
作為研磨后晶片外周部塌邊的原因，認為是由于砂布下沉，過度研磨晶片外周部的研磨的問題，或者例如在蠟固定方式中，在用蠟接合時，在外周部分突起的狀態下接合，突起的部分被過度研磨的接合時的問題，另外還有研磨前的形狀，例如先前所示的堿性蝕刻后的粗糙度或外周部形狀的不同等原材料的問題等。
在對此種產生塌邊的原因進行了深入調查后，認為是因為加在研磨中的晶片外周的負載高于面內的緣故。特別是，原料晶片的外周部形狀是問題所在，為了減少塌邊，已知利用鏡面倒角使堿性蝕刻后的晶片的有棱角的倒角邊界部的形狀變圓是有效的。這樣就可以將研磨中的晶片外周和面內的負載控制得更為均勻。特別是，蠟固定方式中，效果較好，進入面內部分的蠟厚度增大，在該處彈性提高。另外發現，對研磨中的外周部的應力分散，外周塌邊進一步減少，從而完成了本發明。
本發明的半導體晶片的制造方法的要點為研磨原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分，通過對該進行了背面部分研磨的晶片的表面進行鏡面研磨，特別是以蠟固定方式進行鏡面研磨，來制造高平面度的晶片。
所述的對原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨，既可以在進行鏡面倒角時鏡面研磨至原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分，另外也可以用與鏡面倒角工序不同的工序進行背面的一部分的鏡面研磨。而且，在用與鏡面倒角工序不同的工序進行背面的一部分的鏡面研磨的情況下，當然也可以另外進行鏡面倒角。
圖1是表示本發明的半導體晶片的制造方法的工序順序的一個例子的流程圖。圖2是表示本發明的半導體晶片的制造方法的工序順序的其他的例子的流程圖。
圖1中，直到將硅等的單晶棒切割為薄板狀的晶片的切片工序(步驟100)、對所得的晶片的周緣部進行倒角加工的第1倒角工序(步驟102)及對進行了倒角加工的晶片實施磨光處理的磨光工序(步驟104)為止，與所述的以往的半導體晶片的制造方法(圖7)相同。
圖7的以往方法中，進行了磨光的晶片被直接進行蝕刻，但是本發明方法中，對進行了磨光的晶片再次進行倒角加工(第2倒角工序、步驟105)。對該實施了再次的倒角加工的晶片實施堿性蝕刻處理(蝕刻工序、步驟106)。對該進行了蝕刻處理的晶片實施背面部分研磨鏡面倒角加工(背面部分研磨鏡面倒角工序、步驟107ab)。該背面部分研磨鏡面倒角工序除了僅對倒角部進行鏡面研磨的鏡面倒角加工以外，還包括對直至晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的背面部分研磨加工。
對該進行了背面部分研磨鏡面倒角的晶片，根據需要，對晶片背面實施輕拋光(背面輕拋光工序、步驟107c)。將該進行了鏡面倒角及背面部分研磨或背面的輕拋光的晶片的背面例如用蠟接合，并對晶片的表面進行鏡面研磨(表面研磨工序、步驟108)。
而且，圖1所示的流程圖中，背面部分研磨鏡面倒角工序(步驟107ab)雖然包括通常的僅對倒角部進行鏡面研磨的鏡面倒角加工和對直至晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的背面部分研磨加工，但是如圖2所示，可以將鏡面倒角加工和背面部分研磨加工分離，分別作為背面部分研磨工序(步驟107a)及鏡面倒角工序(步驟107b)實施。另外，該情況下，根據需要，也可以省略鏡面倒角工序(步驟107b)。
下面將對圖1的本發明的半導體晶片的制造方法的流程圖中所示的各工序進行進一步詳細說明。
(切片工序、步驟100)利用柴可拉斯基法(Czochralski Method)或浮動區域法等長成的硅等的硅錠，首先，在切片工序中，要利用內圈刀切割機或線鋸切割為薄板狀的晶片。
(第1倒角工序、步驟102)然后，當在對從單晶棒中切出的晶片立即進行磨光時，由于在晶片的周緣有角，因此在進行磨光時，晶片容易裂開，其結果是因產生的碎片、缺口而在磨光時對晶片造成損傷。通過預先進行預備的倒角加工，來防止晶片的缺口，防止在晶片上產生損傷，另外，防止在磨光結束時的晶片的主面的平面度的劣化。
該階段中進行的倒角加工與原來的倒角加工相比，以較為寬松的質量管理進行倒角加工即可，可以使用精度、功能較差的廉價的倒角加工機來進行。例如，通過在使保持在研磨臺(真空夾頭)上的晶片低速旋轉的同時以規定的負載推壓在高速旋轉的磨石上，追隨磨石的槽的形狀對晶片進行研削、倒角。當然，可以使用晶片的倒角加工時通常使用的精度、功能優良的倒角加工裝置來進行。此時，磨光前所進行的預備的倒角加工的倒角寬度，考慮到因磨光而使晶片的厚度減少，與之相伴，倒角寬度也減少，因此事先決定磨光結束時的倒角寬度。
(磨光工序、步驟104)使用富士見公司制造的FO研磨粒#1200以上作為游離研磨粒來對硅晶片的主面進行磨光處理。特別優選#1500以上。對本實施方式的磨光工序中進行的磨光方法的具體的方法進行說明。磨光方法使用如下的磨光裝置，在行星齒輪架上保持晶片，使該齒輪架進行行星運動，在上下磨光平臺之間同時對兩面進行加工。使用FO顆粒作為游離研磨粒。FO研磨粒是粉碎氧化鋁類微粉研磨材料，是混合了褐色氧化鋁質研磨粒和鋯質研磨粒的人造金剛砂研磨材料。例如，#1200的研磨粒是平均尺寸約為7～8μm左右的研磨粒。使用較其更細的研磨粒更為理想。通過使用該程度的粒度的研磨粒，在堿性蝕刻前進行處理，可以防止產生深的凹坑等。利用此種方法在兩面磨光至20μm～100μm。當像這樣進行磨光時，晶片的表面狀態的質量穩定，成為適于下一工序的面。
(第2倒角工序、步驟105)本發明的半導體晶片的制造方法中，在進行了磨光后，進一步進行倒角加工。第2倒角工序中，雖然與第1倒角工序相同，通過在使保持在研磨臺(真空夾頭)上的晶片低速旋轉的同時，以規定的負載向高速旋轉的磨石推壓，追隨磨石的槽的形狀對晶片進行研削、倒角，但是使用比第1倒角工序在精度上、功能上更為優良的倒角加工裝置來進行。這樣，就可以不會損害倒角加工結束時的倒角加工面的平滑度及尺寸的精度，而制造半導體晶片。另外還有如下優點，即由于完成磨光后的晶片厚度變得均勻，因此在繼續進行第2倒角加工時，就容易確保倒角加工面的尺寸的精度。在磨光后進行的第2倒角加工的倒角寬度一般為400μm～500μm。
所述的工序例中說明了優選的工序的例子，并無特別限制，還可以考慮附加平面研削工序、將磨光工序和平面研削工序互換等各種工序。通過實施此種工序，就預先加工出一定程度的高平面度的晶片。
(蝕刻工序、步驟106)然后，蝕刻工序利用堿性蝕刻來進行是理想的。使用堿性成分的濃度在50重量％以上的堿性水溶液作為堿性蝕刻液來進行蝕刻處理。本實施方式的蝕刻液中使用的堿性成分只要可以對硅進行蝕刻，就沒有特別的限定，但是從蝕刻能力的方面考慮，優選氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿金屬的氫氧化物，特別優選氫氧化鈉。另外，既可以將這些堿性成分單獨使用，也可以混合使用多種堿性成分。例如，既可以混合使用氫氧化鈉和氫氧化鉀，也可以單獨使用氫氧化鈉。
另外，利用本發明的蝕刻方法蝕刻除去的硅晶片的除去厚度(蝕刻量)只要是可以除去在磨光工序以前的工序中受到的加工變形的最小限度的厚度即可，沒有特別的限定，但是如果考慮到需要除去的加工變形的侵入深度的偏差，則在兩面上為15μm～40μm的范圍內。該硅晶片的除去厚度主要通過調整將硅晶片浸漬在蝕刻液中的時間來控制。另外，反過來說，硅晶片的浸漬時間由所述蝕刻量和蝕刻液的濃度的關系來設定，優選設定為蝕刻量達到15μm～40μm的范圍內的時間，通常設定為5分鐘～60分鐘左右。而且，在將硅晶片浸漬在蝕刻液中時，對晶片進行搖動等以便進行均勻的蝕刻，或對蝕刻液外加超聲波等以往所進行的方法，在本發明中可以任意組合使用。該堿性蝕刻中，晶片的光澤度大約達到15％～30％。而且，光澤度參考JIS Z8741(鏡面光澤度測定方法)，使用以該規格指定的鏡面光澤度計(光澤計-SD)，利用依照同法的方法進行測定。為了方便，假定在沒有任何物體放置在對象物位置上的狀態的輝度為0％，將鏡面化了的晶片的光澤度設為100％，是在該條件下評價的值。
(背面部分研磨鏡面倒角工序、步驟107ab)然后，背面部分研磨鏡面倒角工序例如使用如圖4所示的鏡面倒角裝置實施。圖4是表示鏡面倒角裝置的一個例子的側面概略說明圖。圖4中，10為鏡面倒角裝置，具有保持旋轉晶片W的晶片旋轉裝置12和拋光輪14被貼成圓筒狀的旋轉鼓輪16。圓筒狀拋光輪14形成以旋轉鼓輪16的旋轉軸18為中心并以每分鐘800次～3000次左右的高速旋轉的構造，圓筒狀拋光輪(拋光墊)14被貼合為與其外周面密接而覆蓋整個面。晶片W被晶片旋轉裝置12夾持，在相對于旋轉鼓輪16約以45度～55度的角度傾斜的狀態下，以旋轉軸20為中心旋轉，同時上下移動。在晶片W和圓筒狀拋光輪(拋光墊)14的接觸點上配置噴嘴22，定量地供給加工液24。在加工時，在使旋轉鼓輪16和晶片W兩者旋轉的同時，使晶片W以55度左右傾斜而與旋轉鼓輪16接觸。晶片W的邊緣部的前端在陷入圓筒狀拋光輪(拋光墊)14之中的狀態下被鏡面研磨加工。
此時，晶片背面的鏡面倒角的進入量(面寬度)，即對背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的范圍為從晶片倒角部和主面的邊界朝向晶片中心在1000μm以下、優選500μm～700μm，進行鏡面倒角。
本發明中，通過將晶片背面的外周部的一部分鏡面化，可以獲得良好效果，該范圍最好根據研磨晶片表面的研磨裝置或研磨條件來適當設定，但是特別是在從晶片倒角部和主面的邊界朝向晶片中心直至1000μm左右的范圍、優選直至1000μm以下500μm以上的范圍中進行。如果在該范圍中，則即使用利用蠟固定方式的研磨裝置也可以獲得足夠的平面度，另外使用以往的鏡面倒角裝置，僅通過設置所使用的拋光輪或鏡面倒角條件，就可以容易地對晶片背面的外周部的一部分進行鏡面研磨。而且，雖然在500μm以下在平面度的改善中也有效果，但是為了獲得今后所要求的等級的平面度的晶片，最好在500μm以上，特別優選500μm～700μm的范圍進行鏡面化。通過這樣設置，則可以獲得直至晶片外周部都為高平面度，并且晶片背面與以往所使用的蝕刻面同等的晶片，在裝置工序的處理上，也更為容易。
鏡面倒角的進入量可以利用晶片相對于旋轉鼓輪的角度的調整或拋光輪的性質來控制，特別是像第1倒角工序、磨光工序、第2倒角工序那樣，在磨光工序的前后實施倒角的工序的晶片，當進行鏡面倒角時，就可以正確地控制鏡面倒角的進入量，從而可以將面寬度的偏差控制得較少。
而且，圖1的流程圖中，在背面部分研磨鏡面倒角工序(步驟107ab)中，雖然表示了同時進行通常的鏡面倒角加工和鏡面研磨至晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分的背面部分研磨加工的例子，但是，如前所述，也可以如圖2的流程圖所示，將進行背面部分研磨加工的背面部分研磨工序(步驟107a)和鏡面倒角工序(步驟107b)分別實施。
(晶片背面的輕拋光工序、步驟107c)進而，也可以極為微量地研磨晶片背面(主面)。雖然沒有必要一定加入此種工序，但是為了調整背面的光澤度或提高平面度，也可以加入。使用一般所用的研磨裝置，將背面的研磨量設為極微量(1μm以下)來進行研磨。
通過像這樣加入晶片背面的輕拋光工序，就可以使晶片背面的光澤度一致，從而可以獲得光澤度為40±5％左右的背面。
(表面研磨工序、步驟108)最后，在表面研磨工序中，進行晶片的表面的鏡面研磨。將本實施方式中使用蠟固定方式的研磨方式作為例子，對晶片的主面(表面)側進行鏡面研磨。該研磨時，例如可以使用如圖5所示的研磨裝置。圖5是研磨裝置的側面概略說明圖。
圖5中，30為研磨裝置，具有研磨臺31、研磨劑供給機構32、研磨頭33、研磨頭旋轉機構(未圖示)及研磨臺旋轉機構(未圖示)。在利用蠟進行的將晶片W的背面貼合在研磨塊35上的操作結束后，將研磨塊35放置在研磨頭33的下方，使晶片W的表面與貼在研磨臺31上的砂布34接觸。然后，將研磨頭33下移，借助研磨塊35，將晶片W的表面推壓在砂布34上。驅動研磨頭旋轉機構及研磨臺旋轉機構，另一方面，從研磨劑供給機構32的噴嘴供給研磨料漿36，通過使晶片W的表面和砂布34滑動接觸，對晶片W的表面進行研磨。在研磨結束后，上移研磨頭33，取出研磨塊35，剝離晶片W。研磨塊35是陶瓷制的塊體，通常使用在其面(晶片貼合面)上遍布全面地形成有格子狀的槽的塊體。
通過實施所述的工序，就如圖6示意性地所示，可以制造如下的晶片，即，晶片表面W1被鏡面研磨為高平面度，并且晶片背面W2的部分鏡面部W2m被鏡面研磨，其中心部為所述堿性蝕刻的面部W2e。
部分鏡面部W2m從晶片倒角部和主面的邊界朝向晶片中心，在1000μm以下、特別是在500m～700m的范圍都成為鏡面的晶片比較理想。而且，該部分鏡面部W2m的范圍在將晶片背面的外周部的一部分鏡面化之前的階段中，晶片主面和倒角部的邊界部分是明確的，該范圍可以正確地控制，但是進行了鏡面倒角的晶片由于主面和倒角部的邊界部都成為鏡面，因此邊界部難以正確識別。
本發明中，由于倒角部的寬度沒有特別影響，因此雖然規定為離開主面和倒角部的邊界部的距離，但是在規定本發明中所得的晶片時，也可以用包括倒角部分的范圍來規定，例如，如果是從本發明的晶片倒角部和主面的邊界起朝向晶片中心在600μm的范圍被部分研磨的晶片，在其他的表現上，例如，倒角寬度的規格為400μm，則成為從晶片最外周(也稱為外周端等)起朝向晶片中心在1000μm(倒角寬度400μm+從邊界部起向晶片面內600μm)的范圍被研磨的晶片。
由于通常倒角寬度的規格為400μm～500μm左右，因此也可以考慮該規格來規定晶片。由此種制造工序獲得的晶片，可以容易地獲得SFQRmax為0.09μm～0.11μm的等級。
另外，雖然近年來開發有對表背兩面都進行研磨而制造高平面度晶片的工序，但是現在，在背面形狀為鏡面時，與器件制造工序的裝置的相容性會產生問題，從而有時無法接受，因此晶片背面經常需要為蝕刻面。
例如，器件工序中使用的干式蝕刻裝置等中，從溫度控制的方面考慮，晶片背面的粗糙度等會成為問題，而現狀下，裝置多數被背面被蝕刻的狀態的晶片校正。以往背面為蝕刻面的狀態下，無法獲得足夠的平面度，特別是無法獲得晶片外周部的形狀。
本發明的晶片中，有如下的優點，通過對晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨，僅使晶片背面的外周部(特別是僅1000μm左右的范圍)為鏡面狀，就可以沒有背面粗糙度的影響，以如上所述的器件工序在與一直以來使用的晶片相同的條件下進行處理，并且為平面度良好的晶片，器件制造商一方的成品率也提高。
實施例下面將舉出實施例對本發明進行進一步具體地說明，但是這些實施例不過是舉例而已，不用說并不應解釋為限定于這些實施例。
(實施例1、2以及比較例1)利用柴可拉斯基法獲得直徑約200mm(8英寸)、電阻率約為10Ω·cm的p型硅單晶錠。利用與圖1的流程圖相同的工序對所得的硅錠進行處理，制造出單面被鏡面研磨了的半導體晶片。
首先，用線鋸切割所述硅錠，對所得的切片晶片的外周部進行粗倒角(第1倒角)加工。然后，使用FO研磨粒#1500作為游離研磨粒，對硅晶片的主面進行磨光處理。在兩面除去70μm左右。然后，對晶片外周部進行倒角(第2倒角)加工，形成了符合規格的倒角形狀。
然后，蝕刻工序是利用使用了55wt％的氫氧化鈉的蝕刻液進行的。將液溫設為80℃，將硅晶片浸漬在蝕刻液中，按照在兩面以大約20μm的蝕刻量除去的方式進行了蝕刻處理。這樣就可以制造光澤度15～25％左右的蝕刻晶片(CW)。然后對晶片背面進行了研磨，使得光澤度達到40±5％。
本發明中，特別是如圖1的流程圖所示，為了使晶片主面的外周部鏡面化，在該階段中加入鏡面倒角工序。特別是，該鏡面倒角不僅使倒角部鏡面化，而且按照達到晶片主面的方式進行實施。而且，如圖2的流程圖所示，倒角部的鏡面化也可以在另外的工序中實施，在該階段中僅使晶片主面(背面)的外周部鏡面化。在堿性蝕刻后，在晶片表面研磨前，先改變此種晶片背面外周部的形狀。但是，如圖1的流程圖所示，如果與倒角部的鏡面化同時實施，則工序也簡略化，因而較為理想。
鏡面倒角加工中，用如圖4所示的鏡面倒角裝置，晶片的角度為55，采用在聚酯毛氈中浸漬了聚氨基甲酸乙酯的無紡布作為拋光輪，使用含有硅膠的堿性溶液作為料漿，進行了研磨。另外，調整接觸壓力等，或者將硬度不同的無紡布做成2層等，在倒角部以外，鏡面化至晶片主面的外周部的任意位置。
利用此種工序準備了多片原料晶片。將從倒角部起朝向晶片中心研磨至200μm～300μm的材料作為原料晶片1(實施例1)，將研磨至600μm～700μm的材料作為原料晶片2(實施例2)。另外，將未對主面的外周部進行鏡面化而僅對倒角部進行了鏡面倒角的材料作為原料晶片3(比較例1)。
利用蠟固定方式將如上所述的原料晶片的背面接合，使用研磨晶片的單面(表面)的如圖5所示的研磨裝置進行了研磨。具體來說，使用了在直徑630mm、厚度20mm的氧化鋁燒結體上將槽寬設為100μm、槽深設為15μm、槽間距設為3mm而形成了格子狀的槽的研磨塊。蠟使用日化精工(株)制的skyliquid，將7片8英寸晶片(直徑20mm)貼合在研磨塊上。用研磨機向貼合了晶片的研磨塊施加壓力，在流入研磨料漿的同時，用砂布進行研磨，研磨了10μm左右。此時，研磨料漿使用含有硅膠的堿性溶液(pH＝10.5)，砂布使用聚氨基甲酸乙酯的無紡布。研磨結束后，將晶片剝離，清洗晶片。
利用以上的工序，得到了表面被鏡面研磨，并且背面主面的外周部被部分研磨至200μm～300μm的晶片(本實施例中所得的晶片的倒角部為400μm，作為其他的表現形式，則是晶片背面的外周部被從晶片外周端鏡面研磨到600μm～700μm的晶片)(實施例1)。同樣，得到了晶片背面的主面外周部被部分研磨至600μm～700μm的晶片(晶片背面的外周部被從晶片外周端鏡面研磨至1000μm～1100μm的晶片，實施例2)及表面及倒角部被鏡面研磨的晶片(比較例1)。
對實施例1、實施例2及比較例1的晶片，使用平面度測定器(ADE公司制U/S9800)，研究了晶片形狀。SFQR是以單元尺寸25mm×25mm、除外區域周邊2mm(E.E.2mm)進行了評價。求得了研磨前的原料晶片的倒角部邊界部分的形狀及晶片整體的2維的等高線圖以及研磨后的晶片整體的2維的等高線圖及SFQRmax。將結果表示在圖3中。
其結果是，當使用原料晶片3(比較例1)的晶片時，研磨后，在晶片外周部可以看到環狀的塌邊。該晶片中，從外周10mm左右起塌邊。由于其影響，SFQRmax也為0.20μm左右。先將研磨中使用的原料晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分鏡面研磨而研磨的實施例1及實施例2中，改善了SFQRmax的值，從而制造出了即使觀察研磨后的等高線圖、晶片周邊部的等高線的密度也較小的高平面度的晶片。特別是，實施例2中，制造出了SFQRmax達到0.09μm的極高平面度的晶片。
未對倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的比較例1中，觀察圖3的原料晶片的外周形狀即可發現，與倒角部分的邊界部分具有棱角，由此原因造成在研磨后產生塌邊。通過如實施例1或實施例2那樣，對晶片背面的該部分進行研磨，形成略微圓形的形狀，則可以制造高平面度的晶片。
而且，背面的部分研磨的寬度和比較例1中看到的外周產生塌邊的區域的寬度雖然有很大不同，但是即使如本發明那樣的很小范圍的部分研磨(例如1000μm左右)，由于研磨中的應力等的關系，也可以作用至晶片外周10mm左右的范圍。
所述的各實施例的條件下，倒角部邊界的面內側的進入量為600μm～700μm，則平面度最好。此種條件下，SFQRmax穩定，在0.11μm以下。
以上雖然對本發明的實施方式及實施例進行了說明，但是本發明并不受這些實施方式及實施例限定，在不脫離其主旨的范圍內，可以進行各種變形。
產業上的利用可能性如上所述，根據本發明的半導體晶片的制造方法，在對進行了堿性蝕刻的晶片進行研磨時，可以制造晶片外周部沒有環狀的塌邊的晶片，特別是當利用蠟固定方式進行研磨時，十分有效。另外，本發明的晶片在晶片外周部沒有環狀的塌邊，具有高平面度。
權利要求
1.一種半導體晶片的制造方法，其特征是，具有按照鏡面研磨至原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分的方式進行背面部分研磨及鏡面倒角的背面部分研磨鏡面倒角工序、支撐進行了背面部分研磨及鏡面倒角的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序。
2.一種半導體晶片的制造方法，其特征是，具有對原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的背面部分研磨工序、支撐進行了背面部分研磨的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序。
3.根據權利要求2所述的半導體晶片的制造方法，其特征是，還具有對進行了所述背面部分研磨的晶片進行鏡面倒角的鏡面倒角工序，并對進行了鏡面倒角的晶片的表面進行鏡面研磨。
4.根據權利要求1～3中任意一項所述的半導體晶片的制造方法，其特征是，所述原料晶片為進行了堿性蝕刻的晶片。
5.一種半導體晶片的制造方法，其特征是，由將單晶棒切割為薄板狀的晶片的切片工序、對所得的晶片進行倒角加工的第1倒角工序、對進行了倒角加工的晶片實施磨光處理的磨光工序、對進行了磨光處理的晶片實施再次的倒角加工的第2倒角工序、對實施了再次的倒角加工的晶片進行堿性蝕刻處理的蝕刻工序、對進行了蝕刻處理的晶片按照鏡面研磨至晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分的方式進行背面部分研磨及鏡面倒角的背面部分研磨鏡面倒角工序、支撐進行了背面部分研磨及鏡面倒角的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序構成。
6.一種半導體晶片的制造方法，其特征是，具有將單晶棒切割為薄板狀的晶片的切片工序、對所得的晶片進行倒角加工的第1倒角工序、對進行了倒角加工的晶片實施磨光處理的磨光工序、對進行了磨光處理的晶片實施再次的倒角加工的第2倒角工序、對實施了再次的倒角加工的晶片進行堿性蝕刻處理的蝕刻工序、對進行了蝕刻處理的晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的背面部分研磨工序、支撐進行了背面部分研磨的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序。
7.根據權利要求6所述的半導體晶片的制造方法，其特征是，還具有對進行了所述背面部分研磨的晶片進行鏡面倒角加工的鏡面倒角工序，并對進行了鏡面倒角的晶片的表面進行鏡面研磨。
8.根據權利要求1～7中任意一項所述的半導體晶片的制造方法，其特征是，對所述晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分進行鏡面研磨的范圍為，從晶片倒角部和主面的邊界起朝向晶片中心在1000μm以下。
9.根據權利要求1～8中任意一項所述的半導體晶片的制造方法，其特征是，所述表面研磨工序中，用蠟接合支撐所述晶片的背面，并對該晶片的表面進行鏡面研磨。
10.一種晶片，晶片表面為鏡面研磨面，晶片背面為堿性蝕刻面，其特征是，將晶片背面的倒角部邊界的面內側的一部分作為鏡面研磨面，該鏡面研磨了的面為從晶片倒角部和主面的邊界起朝向晶片中心500μm～700μm的范圍。
11.根據權利要求10所述的晶片，其特征是，所述晶片背面的光澤度為40±5％，晶片的SFQRmax為0.11μm以下。
全文摘要
本發明提供一種半導體晶片的制造方法及晶片外周部沒有環狀的塌邊的晶片。本發明具有按照鏡面研磨至原料晶片的背面的倒角部邊界的面內側的一部分的方式進行背面部分研磨及鏡面倒角的背面部分研磨鏡面倒角工序、支撐進行了背面部分研磨及鏡面倒角的晶片的背面并對該晶片的表面進行鏡面研磨的表面研磨工序。由此，在對進行了堿性蝕刻的晶片進行研磨時，不會在晶片外周部產生環狀的塌邊。
文檔編號B24B37/04GK1650404SQ0380971
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月24日 優先權日2002年4月30日
發明者木田隆廣, 宮崎誠一, 西村和彥, 林伸之, 新井克典 申請人:信越半導體株式會社