鏡面研磨晶圓的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鏡面研磨晶圓的制造方法，其制造多片鏡面研磨晶圓。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，硅晶圓的制造方法，一般是由以下工序所構(gòu)成。首先，實(shí)行切片工序，其將通 過單晶硅提拉裝置所提拉而得到的硅晶棒，使用SiC制的微粉末，利用線鋸切片來得到薄板 圓盤狀的硅晶圓。然后，實(shí)行倒角工序(面取D工程），其為了防止切片后的硅晶圓發(fā)生缺口 或裂紋等，而在硅晶圓的外周邊緣部進(jìn)行倒角加工。
[0003] 接著，實(shí)行行星運(yùn)動(dòng)方式的研光（y 夕'')工序，其為了除去在切片工序中所產(chǎn) 生的硅晶圓的表面的歪斜，并且使硅晶圓厚度一致，而將多片硅晶圓夾在鑄鐵制的上下平 臺(tái)之間來進(jìn)行加工。此時(shí)，一邊供給氧化鋁等游離磨粒一邊研光硅晶圓。
[0004] 然后，進(jìn)行濕式蝕刻工序，其除去在倒角工序和研光工序中所產(chǎn)生的加工變質(zhì)層。 之后，進(jìn)行雙面研磨工序，其利用行星運(yùn)動(dòng)方式并使用游離磨粒來鏡面研磨已蝕刻的硅晶 圓的雙面;邊緣研磨工序，其將邊緣部鏡面化;及，單面鏡面研磨工序，其將晶圓的單面進(jìn)行 鏡面研磨。最后，進(jìn)行清洗工序，其除去在研磨后的晶圓上殘留的研磨劑和異物等以提升清 凈度，從而完成硅晶圓的制造(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 伴隨電子設(shè)備的高集成度化，硅晶圓的平坦度規(guī)格也進(jìn)一步嚴(yán)格化。在半導(dǎo)體晶 圓的制造流程中，最能夠?qū)ζ教苟葞碛绊懙墓ば?，是將硅晶圓的雙面進(jìn)行鏡面研磨的雙 面研磨工序。
[0006] 該雙面研磨裝置，具有上平臺(tái)和下平臺(tái)、設(shè)置在下平臺(tái)的頂面的中心部的太陽(yáng)齒 輪、鄰接下平臺(tái)的周緣部設(shè)置的內(nèi)齒輪、以及多個(gè)載具。載具以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被夾在上平 臺(tái)和下平臺(tái)之間，在載具上設(shè)置一個(gè)以上的載具孔。利用該載具孔來保持硅晶圓，且一邊使 硅晶圓與載具一起相對(duì)于已貼附在上平臺(tái)和下平臺(tái)上的研磨布進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一邊通過被 安裝在上平臺(tái)側(cè)的按壓機(jī)構(gòu)來將負(fù)載施加至下方，且以批次方式來同時(shí)雙面研磨多片硅晶 圓。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本專利公開2012-186338號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] ( - )要解決的技術(shù)問題
[0011]像這樣，在將多片晶圓夾在上平臺(tái)和下平臺(tái)之間來進(jìn)行研磨的情況下，在同一批 次內(nèi)要進(jìn)行研磨的硅晶圓的晶圓之間的厚度偏差，對(duì)雙面研磨加工后的硅晶圓的平坦度帶 來較大的影響。在圖1 〇中，表示在現(xiàn)有的雙面研磨工序中，在同一批次內(nèi)要進(jìn)行研磨的硅晶 圓的晶圓之間的厚度偏差與雙面研磨工序結(jié)束后的晶圓表面的SFQRmax (S i t e Fr ο n t least Squares Range max，最大局部平整度)是22nm以下的鏡面研磨晶圓的取得率的關(guān) 系。如圖10所示，如果在雙面研磨工序的1個(gè)批次內(nèi)要進(jìn)行雙面研磨的硅晶圓之間的厚度偏 差大于1.25μπι，則雙面研磨工序結(jié)束后的硅晶圓表面的平坦度會(huì)顯著惡化。
[0012] 決定要被雙面研磨的晶圓之間的厚度偏差的工序，主要是切片歪斜除去工序。
[0013] 在切片歪斜除去工序中，將多片晶圓以批次方式進(jìn)行研光，雖然能夠?qū)⑼慌?內(nèi)進(jìn)行加工的晶圓之間的厚度偏差抑制成比較小，但是批次之間的厚度偏差會(huì)變大。
[0014] 此外，在濕式蝕刻中，雖然多片晶圓在一個(gè)蝕刻槽內(nèi)利用批次方式進(jìn)行蝕刻，能夠 將蝕刻裕度的偏差抑制成較小，但是由于蝕刻液的經(jīng)時(shí)變化的影響，會(huì)產(chǎn)生批次之間的蝕 刻裕度的偏差，而使在切片歪斜除去工序后的晶圓厚度偏差惡化。另外，在濕式蝕刻中，雖 然也有將多片硅晶圓不使用批次方式進(jìn)行蝕刻處理，而將蝕刻液噴射至硅晶圓的表面和背 面上以逐片蝕刻硅晶圓的單片式的方法，但是卻會(huì)造成生產(chǎn)性不良且成本變高。
[0015] 本發(fā)明是鑒于所述問題而完成，目的在于提供一種鏡面研磨晶圓的制造方法，其 能夠制造平坦度良好的鏡面研磨晶圓。
[0016] (二)技術(shù)方案
[0017] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中，提供一種鏡面研磨晶圓的制造方法，其對(duì)于從硅 晶棒切片而成的多片硅晶圓，以批次方式分別實(shí)施下述各工序來制造多片鏡面研磨晶圓， 這些工序包含:切片歪斜除去工序，其除去因所述切片而產(chǎn)生的表面的歪斜;蝕刻工序，其 除去在所述切片歪斜除去工序中所產(chǎn)生的歪斜；以及，雙面研磨工序，其將所述蝕刻后的硅 晶圓的雙面進(jìn)行鏡面研磨;其特征在于:從在所述切片歪斜除去工序中的同一批次內(nèi)已處 理的所述硅晶圓當(dāng)中，選擇要在所述雙面研磨工序中以批次方式處理的所述硅晶圓，且將 該選擇的硅晶圓的數(shù)量設(shè)定為與所述切片歪斜除去工序中已處理的所述硅晶圓數(shù)量相同 或其約數(shù)。
[0018] 由于在切片歪斜除去工序中的同一批次內(nèi)已處理的多片硅晶圓之間的厚度偏差 小，所以直接將這些硅晶圓在后續(xù)工序的雙面研磨工序中的同一批次內(nèi)處理，從而能夠制 造平坦度良好的鏡面研磨晶圓。
[0019]此時(shí)，優(yōu)選地，選擇在所述切片歪斜除去工序中的1個(gè)批次或多個(gè)批次內(nèi)已處理的 全部所述硅晶圓，來作為在所述蝕刻工序中以批次方式處理的所述硅晶圓，由此將該選擇 的硅晶圓的數(shù)量設(shè)定為與在所述切片歪斜除去工序中已處理的所述硅晶圓的數(shù)量相同或 其倍數(shù)。
[0020] 若這樣做，在蝕刻工序中蝕刻處理后的硅晶圓之間的厚度偏差變得更小，通過將 厚度偏差更小的硅晶圓在后續(xù)工序中的雙面研磨工序中的同一批次內(nèi)進(jìn)行處理，由此能夠 切實(shí)制造平坦度更加良好的鏡面研磨晶圓。
[0021] 此時(shí)，在所述切片歪斜除去工序中，一邊供給已混有游離磨粒的加工液，一邊通過 石英定尺寸方式的定尺寸裝置來測(cè)定所述硅晶圓的厚度，通過研光所述硅晶圓，由此能夠 除去所述硅晶圓的表面的歪斜。
[0022] 通過水晶定尺寸方式的定尺寸裝置來測(cè)定所述硅晶圓的厚度，且對(duì)應(yīng)于該測(cè)定的 厚度來控制研光的結(jié)束條件，由此能夠減少對(duì)于目標(biāo)厚度的偏差。其結(jié)果，能夠?qū)⒀泄夂蟮?批次之間的硅晶圓的厚度偏差也抑制成較小。像這樣，如果將切片歪斜除去工序中已研光 的硅晶圓之間的厚度偏差變小，則能夠切實(shí)制造平坦度良好的鏡面研磨晶圓，并且將晶圓 之間的厚度偏差抑制成較小。
[0023] 此外，優(yōu)選地，在所述切片歪斜除去工序中，一邊供給水，一邊通過光反射干涉式 的定尺寸裝置來測(cè)定所述硅晶圓的厚度，且使所述硅晶圓的雙面與磨削片滑動(dòng)接觸以進(jìn)行 磨削，由此除去所述硅晶圓的表面的歪斜，其中，在該磨削片上粘固有磨粒，該磨粒所具有 的粒徑可將所述硅晶圓的表面粗糙度Ra磨削至0.3μπι以下。
[0024] 如果利用上述磨削片來將硅晶圓的表面粗糙度Ra磨削至0.3μπι以下，則即使利用 光反射干涉式的定尺寸裝置來將激光照射至硅晶圓的加工面，也不容易引起亂反射，從而 能夠充分檢測(cè)出干涉光。因此，能夠一邊以非常高的精度來測(cè)定硅晶圓的厚度，一邊磨削硅 晶圓的雙面。其結(jié)果是，能夠?qū)⒛ハ骱蟮呐沃g的硅晶圓的厚度偏差更有效地抑制成較 小。像這樣，如果將切片歪斜除去工序中已磨削的硅晶圓之間的厚度偏差縮小，則