專利名稱：制造半導體晶片的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造半導體晶片的方法，該方法是通過重復以下工序來完成的使用研磨工具研磨單晶的端面，然后用切割工具將半導體晶片從單晶上切割下來，在研磨期間，產(chǎn)生特定深度的磨耗，而半導體晶片是在切割平面中被切割的，該切割平面要盡可能地與經(jīng)研磨端面平行。
研磨單晶的端面在半導體晶片上產(chǎn)生第一個平坦側(cè)面。在將半導體晶片從單晶上分割開后，它即被用作參考面，而相對的側(cè)面則被研磨成平行于所述參考面。所期望的結(jié)果是半導體晶片具有平坦的且平行的側(cè)面。US-4,967,461明確地描述了如何研磨單晶的端面，才能消除在切割半導體晶片期間由鋸片偏斜產(chǎn)生的、并可導致半導體晶片翹曲的不平坦。常規(guī)情況下，使用圓鋸的鋸片作為切割工具。在鋸片切割單晶的同時，就產(chǎn)生了鋸力(sawing force)，該力使鋸片偏離平行于經(jīng)研磨的單晶端面的切割平面。因此，實際的切割平面并非完全平坦的，而是略有彎曲，而且這種不平坦反應在單晶端面的質(zhì)量上。在切割下一個半導體晶片之前，該端面必須經(jīng)再次研磨。
重復研磨單晶之端面及將半導體晶片從單晶上切割下來的工序，其應力加在了研磨工具和切割工具上。研磨工具的狀態(tài)可以用phertometer來確定。
但是，由于調(diào)查是在研磨工具上進行的，而且在拆裝以及重新調(diào)節(jié)研磨工具上都必須花費許多的時間，所以，研磨機停止運行需要相當長的時間。在時間過程和切削模式變化時，即當一塊半導體晶片的切削模式與其隨后一塊半導體晶片的切削模式不同時，磨損現(xiàn)象或者是運行參數(shù)的改變都可導致鋸片的偏斜行為。因此研制出了傳感器，以便即使是在切割操作時也能跟蹤切削模式的變化。合適的傳感器例如見US-4,991,475。
當研磨單晶的端面時，要將磨耗限制到最小。磨耗以長度單位來表示。其相應于經(jīng)研磨之端面與未經(jīng)研磨端面上的最高材料高度之間的距離。如果選定的磨耗過高，材料就被浪費，而且單位單晶之半導體晶片的產(chǎn)量也減少了。如果磨耗太低，單晶端面的不平坦不能被完全地消除，而且所制得的半導體晶片是有缺陷的。
借助于移動研磨工具和/或單晶以進行研磨的進給單元可以非常精確地設定一個特定的磨耗。例如由于鋸片的偏離度在制造晶片的過程中增大，預先確定的所要求的磨耗可能不久即證明過小。另一方面，例如由于鋸片的磨損，由鋸片在單晶中產(chǎn)生的鋸隙可能變得太窄，其結(jié)果是，如果維持原始磨耗，就將有比所需要的更多的材料被從單晶的端面上研磨下來。
因為設定的磨耗與實際需要的磨耗不同，所以就急切地要求至少能夠隨時地測定磨耗。但是，這并非易事。一種方法是在規(guī)則的間隔內(nèi)將半導體晶片從單晶上切割下來，而不事先研磨單晶的端面。然后直接通過半導體晶片的厚度來確定磨耗，其條件是從切割倒數(shù)第二塊晶片時切割條件沒有變化。如果傳感器在切割連續(xù)兩塊半導體晶片的過程中沒發(fā)現(xiàn)切削模式有任何實質(zhì)上的變化，就可以假設切削條件是穩(wěn)定的。該方法的一個缺陷是，而且特別是，因為缺少平坦的參考面，而且不能如想象的使用，所檢查的半導體晶片作為次品減少了產(chǎn)量。
因此，本發(fā)明的目的是改進半導體晶片的制造方法，而且特別是通過一種更為有利的方法來確定研磨磨耗。
本發(fā)明涉及一種如開始提到的通用方法，該方法包括a)同時研磨輔助體之表面的一部分，輔助體的表面和端面實質(zhì)上處于同一個平面中，通過研磨而從輔助體上磨掉的材料的厚度實質(zhì)上上等于磨耗；b)使用切割工具在切割平面中切入輔助體，并產(chǎn)生一個具有經(jīng)研磨部分和未經(jīng)研磨部分的切削區(qū)；及c)測定磨耗，并明確為或者是輔助體的經(jīng)研磨表面與輔助體在研磨之前的表面之間的距離，或者是未經(jīng)研磨部分中的切削區(qū)的厚度與半導體晶片的厚度之間的差值。
可以在多個間隔處測定磨耗，例如在任何當?shù)玫教囟〝?shù)量的半導體晶片的時候。但是，也可以對制得的每一塊半導體晶片測定磨耗。優(yōu)選在鋸片的監(jiān)控發(fā)現(xiàn)切削條件在切割兩塊連續(xù)的半導體晶片期間未發(fā)生實質(zhì)性變化時測定磨耗。晶片制造流程不會被延誤，且半導體晶片的產(chǎn)量都不會受到減損。
以下借助附圖
對本發(fā)明作進一步描述。附圖示意性地描述了在研磨單晶之端面期間(圖的上半部分)和在將半導體晶片從單晶上切割下來期間(圖的上半部分)的條件。
可以在切割半導體晶片之前或其同時，進行研磨。它不僅包括研磨單晶1的端面，而且還包括研磨輔助體2的表面。
所述表面實質(zhì)上與未經(jīng)研磨的端面處于同一平面。輔助體類型的選擇實質(zhì)上是沒有限制的。但是，一種可能性是使用例如由碳構(gòu)成的棒，該棒在任何常規(guī)的情況下都可用作切割半導體晶片中的輔助體。所述棒例如通過膠粘連接在單晶上，而且防止半導體晶片在從單晶上切割下來期間受到損傷。
除單晶之端面外，輔助體表面的一部分也要用研磨工具11研磨，單晶的磨耗實質(zhì)上等于輔助體的磨耗。因而，輔助體之經(jīng)研磨的表面3與單晶之經(jīng)研磨表面4都位于同一平面上。輔助體之未經(jīng)研磨表面5與經(jīng)研磨表面3之間的距離等于實際達到的磨耗。原則上，所述距離可以通過檢測在研磨期間產(chǎn)生的階梯6的深度來測定。但是，優(yōu)選的是使用為切割工具7所切割的半導體晶片來測定。切割工具在單晶中工作的切割平面應盡可能地與經(jīng)研磨端面平行。在所述切割平面中，輔助體2也被切割工具切割，這樣，產(chǎn)生一個切削區(qū)9，在該區(qū)的前側(cè)上具有階梯6。實際產(chǎn)生的磨耗C就是切削區(qū)的厚度B與半導體晶片的厚度A之間的差。厚度B等于輔助體的未經(jīng)研磨表面5與為切割工具切下的切削區(qū)的底部10之間的距離。
實際上，在使用切割工具之后，切削區(qū)與輔助體的剩余部分之間的連接是通過使用研磨工具而被分開的，半導體晶片和切削區(qū)被一個接受器接收。任意地，在切割之后測量兩個物體的厚度。也可進行多次測量，取其在各情況下測定的半導體晶片和切削區(qū)之厚度的平均值。優(yōu)選自動測量厚度。
切削區(qū)9也可用在其他方面。其經(jīng)研磨表面3可用phertometer檢查。以檢查為基礎，可得到有關研磨工具之側(cè)面的結(jié)論，而且在任何時間都可發(fā)現(xiàn)研磨工具的磨損。
根據(jù)本方法的進一步發(fā)展，可跟蹤鋸片從平行于單晶之經(jīng)研磨端面的切割平面中偏離的情況，并在此基礎上通過計算確定所需要的磨耗。所需要的磨耗要盡可能地等于通過研磨剛好足以達到平坦端面時的磨耗。如果所需要的測定磨耗與進給單元初始設定的磨耗不同，進給單元針對于所需要的磨耗要自動地或手工地重新編程?？梢杂蒙鲜龇绞綔y定實際發(fā)生的磨耗，并將該磨耗與所需要的磨耗進行比較。
權(quán)利要求
1.一種制造半導體晶片的方法，該方法是通過重復以下工序來完成的使用研磨工具研磨單晶的端面，然后用切割工具將半導體晶片從單晶上切割下來，在研磨期間產(chǎn)生特定深度的磨耗，而半導體晶片是在切割平面中被切割的，該切割平面要盡可能地與經(jīng)研磨端面平行，該方法包括a)同時研磨輔助體之表面的一部分，輔助體的表面和端面實質(zhì)上處于有關平面中，通過研磨而從輔助體上磨掉的材料的厚度實質(zhì)上上等于磨耗；b)使用切割工具在切割平面切割輔助體，并產(chǎn)生一個具有經(jīng)研磨部分和未經(jīng)研磨部分的切削區(qū)；c)測定磨耗，或者是輔助體的經(jīng)研磨表面與輔助體在研磨之前的表面之間的距離，或者是未經(jīng)研磨部分中的切削區(qū)的厚度與半導體晶片的厚度之間的差值。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，在切割半導體晶片期間，測量切割工具相對于所想平面的偏離，而所需磨耗可作為測得的偏離的函數(shù)來確定，所需磨耗所需磨耗是為研磨單晶之端面的研磨工具而設定的，而且，在下一塊半導體晶片已經(jīng)切割之后，可確定實際達到的磨耗。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中，用phertometer檢查輔助體的經(jīng)研磨表面，然后可借助檢查結(jié)果對研磨工具的狀態(tài)進行評估。
全文摘要
一種制造半導體晶片的方法，該方法包括a)同時研磨輔助體之表面的一部分，輔助體的表面和端面實質(zhì)上處于有關平面中，通過研磨而從輔助體上磨掉的材料的厚度實質(zhì)上等于磨耗；b)使用切割工具在切割平面切割輔助體，并產(chǎn)生一個具有經(jīng)研磨部分和未經(jīng)研磨部分的切削區(qū)；c)測定磨耗，并明確為或者是輔助體的經(jīng)研磨表面與輔助體在研磨之前的表面之間的距離，或者是未經(jīng)研磨部分中的切削區(qū)的厚度與半導體晶片的厚度之間的差值。
文檔編號B24B1/00GK1158289SQ9612086
公開日1997年9月3日 申請日期1996年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月29日
發(fā)明者哈尼菲·馬爾科克 申請人:瓦克硅電子半導體材料股份公司