微孔材料形成，以使它能够与圆盘粘附。硬化后，该材料必须能够让表面不会坚固。例如，采用商标为“NEWMAN, pbl00-AD8”已知材料，其厚度为1.5_。
根据本发明的另一种优选实施方法，支承座由多孔聚酯/聚胺酯组成，通过薄粘附膜在低温下固定在圆盘上。例如，采用商标为“R0DELWB20”已知材料，其厚度一般，包括粘附膜其厚度在0.5mm数量级或更薄。
一个没有用来形成支承座的材料例子，即商标为“RODEL DF200”已知材料，对于本发明来说，没有足够的多孔使得单晶硅片粘附性能够防止抛光过程中单晶硅片横向的运动。 根据本发明的减薄方法的实现按下列步骤进行。
单晶硅片最好先进行化学腐蚀，例如对其背面进行以减薄厚度。然后，单晶硅片至少在其背面进行机械-化学抛光。化学腐蚀终止时的单晶硅片厚度最好相应于所期望的最终厚度，对要被抛光的每表面再加上至少20um。
在可能的研磨修整和机械-化学抛光间采用化学腐蚀的一个优点就是腐蚀可以几百片地进行，而抛光只能一片一片地进行，或2到3片一组。因为一定厚度的减薄所持续的时间基本一致，所以平均到每片的处理时间减少了。此外，在抛光过程中与加热相关的破裂危险可以避免，并且同一毡抛光的单晶硅片数量通过限制负荷而增加。
当多微孔性支承座是新的时，为了提高单晶硅片与支承座间的粘附性，在将硅片定位进行处理前要把它弄湿。此外，与圆盘相关的支承座最好用一个与抛光单晶硅片直径相同的硅片挤压，以在支承座上形成很浅的凹槽，这个凹槽优化了将要放到支承座上抛光单晶娃片的横向固定。
新支承座的准备包括在设备圆盘上固定一个多孔性支承座。例如，如果是一个为支承座在低温下固定的材料，就将支承座表面贴在圆盘的平面上，然后进行挤压，将支承座与圆盘间可能存在的所有空气小气泡挤出。这里，为支承座采用多微孔性材料的另一个优点变得明显。在挤压过程中，支承座的自由面最好用干净薄片保护，避免接下来单晶硅片键合表面中灰尘的侵入。
单晶硅片放置的进行，是把与抛光面相对的单晶硅片表面放到支承座的自由面上。通过施加微小均匀压力到硅片上，由于采用了多微孔性材料，在单晶硅片和支承座之间会产生使得贴在支承座上的单晶硅片被吸附的分子真空。当然，要注意不要施加太大的压力，因为硅片脆弱，至少在加工前它是非常易碎的。
这个组合然后固定在单晶硅片舟中。然后，通过靠一个分配器提供抛光液，如液胶质硅石和氢氧化钾(KOH)溶液来进行传统的表面机械-化学抛光。
单晶硅片最终厚度直接与机械-化学抛光持续时间相关。根据本发明，最好进行机械-化学抛光，直到单晶硅片厚度小于80um，并且最好在25到60um间也采用。
如果在硅片上做完电子器件后进行单晶硅片减薄，那么修整是在单个平面上进行(器件相对的表面)，相反地，在做完器件之前减薄硅片是在两面进行，尤其是制作功率器件。在这个例子中，单晶硅片的第一面首先修整。然后单晶硅片反过来修整第二面，直到期望的最终厚度。对于小于80um的最终厚度，单晶硅片两面的抛光修整相对于单面来说，会改善所得单晶硅片翘曲容量。
为了在抛光周期结束时释放单晶硅片，例如可采用单晶硅片与支承座间滑动的尼龙线，最好采用厚度薄(例如80um的数量级)的薄片，如非毛绒的纸片，它具有优越性，尤其是如果在单晶硅片达到具有柔韧性的厚度之前要取下单晶硅片，为了减少或减小单晶硅片外围裂痕的危险时更具有优越性。在这个例子中，粘附性导致取片阻力使得单晶硅片不会仅靠纸片就可以移动，而是要对支承座和单晶硅片冲洗，如用水，这使得取片通过水重新进入支承座气孔而变得更容易。
根据本发明，采用厚度非常薄的硅片具有许多优点。
第一个优点是所得单晶硅片的柔韧性。这个优点对于半导体器件制造来说具有许多有利之处。首先这种柔韧性使得单晶硅片较小脆性，尤其是比传统单晶硅片要不易碎。这样，在制造半导体器件时，不管分立或集成电路，所采用的在不同加工台之间进行单晶硅片处理所带来的危险就会减小。
单晶硅片的柔韧性随着厚度的减少而增加。例如，根据本发明，直经为120_以及厚度为50um的单晶硅片可以在两手指间夹住其边缘，并且可以弯曲直到形成基本平行的U形。对于同一直径，但厚度为25um的单晶硅片，类似的操作可使得两条对边相接触。
单晶硅片的柔韧性导致所制造器件的柔韧性，尤其是一次性切割的集成电路芯片。现在，根据本发明，加到非常薄单晶硅片上的各层金属，表现出保持所做电路的柔韧性。为了制作一个柔韧的芯片，通常用作不同金属层间的隔离的二氧化硅，可由更柔韧的材料取代，例如有机树脂(例如聚酰亚胺)。
集成电路不仅柔韧，而且有弹性，这使得电路能够恢复其结构以及电学特性，这种特性优点在于使得集成电路芯片可以变得更小的脆性。一个本发明尤为具有优越性的应用例子与所谓的“芯片”卡，“信用”卡或“预付”卡相关，在这些卡中，集成电路芯片包括在一个薄塑料卡中。在这样一个应用中，采用了芯片插入卡中的方式，卡能够保持柔韧，而且因为由于处理用户而损坏芯片的危险减少或减小，所以使得卡的寿命延长。
本发明的另一个优点在于，对于非常薄的单晶硅片，例如形成功率器件的衬底，比较容易，也比较快地得到相似的掺杂水平。此外，也很明显，在衬底上形成隔离井的隔离墙制作非常简单，并且速度加快。
另一个优点，尤其对于N型衬底中的MOS功率晶体管的制作来说，在于制作的晶体管的开态漏-源电阻减少或减小。
当然，本发明可能有各种变化，调整以及改进，它们为本领域的技术人员所认知。尤其是，尽管以上描述的机械-化学抛光形成了根据本发明的获得极薄硅片的优选方法，但是，其它减薄方法也可以使用。此外，硅片最终厚度的选取，尤其要根据所期望的柔韧性以及/或者制作功率器件所期望的厚度。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种单晶硅片，其特征在于所述硅片具有小于SOum的均匀厚度，并且柔韧而且富有弯曲弹性。
2.根据权利要求1所述的单晶硅片，其特征在于厚度在25到60um间。
3.根据权利要求1所述的单晶硅片，其特征在于硅片作为半导体功率器件制造的衬底。
4.根据权利要求1所述的单晶硅片，其特征在于在正面包括组成集成电路的元件。
5.一种单晶硅片减薄方法，其特征在于其步骤包括至少对硅片第一面进行机械-化学抛光修整，以及只靠圆片第二面和固定设备的平面支承座间产生的分子真空将圆片悬挂到相对于抛光毡以摆线旋转运动方式驱动的固定设备上。
6.根据权利要求5所述的单晶硅片减薄方法，其特征在于所述单晶硅片厚度在SOum以下。
7.根据权利要求5所述的单晶硅片减薄方法，其特征在于包括在进行机械-化学抛光之前至少对圆片的第一表面进行化学腐蚀。
8.一个半导体功能器件，其特征在于包括权利要求1-4任一项所述的单晶硅片及权利要求5-7任一项所述的方法制备的厚度小于SOum的所述单晶硅片衬底。
9.一个集成电路芯片，其特征在于包括权利要求8所述半导体功能器件，厚度小于80um。
【专利摘要】本发明公开了一种单晶硅片及单晶硅片的减薄方法及应用。所述硅片具有小于80um的均匀厚度，并且柔韧而且富有弯曲弹性。所述单晶硅片减薄方法，包括至少对硅片第一面进行机械-化学抛光修整，以及只靠圆片第二面和固定设备的平面支承座间产生的分子真空将圆片悬挂到相对于抛光毡以摆线旋转运动方式驱动的固定设备上。所述单晶硅片可以作为一个半导体功能器件的衬底，应用于集成电路芯片上，使芯片厚度小于80um。本发明所得单晶硅片厚度基本均匀；在承受机械应力时，厚度小于80um的单晶硅片会弯曲，不会破裂；另外，单晶硅片的柔韧性并没有改变单晶硅作为半导体材料的功能；本发明工艺简单易实施，成本低廉，适于规模化生产。
【IPC分类】H01L21-306, H01L29-06, H01L29-16, H01L21-304
【公开号】CN104701358
【申请号】CN201510073278
【发明人】袁建新
【申请人】南通奥斯特鞋业有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月12日