CN108352310A - 半导体晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

首先将半导体单晶锭切片，制作薄圆板状的晶片(切片工序)，通过在该晶片的第一面整体涂覆固化性材料来形成平坦化的涂覆层后(涂覆层形成工序)，使该涂覆层固化(涂覆层固化工序)。接着，借助研磨装置将与晶片的第一面相反的一侧的第二面平面研磨后，从晶片的第一面除去涂覆层。进而借助研磨装置将晶片的第一面平面研磨。对上述切片工序后且上述涂覆层形成工序前的晶片的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为0.5μm以上时，重复多次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。

Description

半导体晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及加工半导体晶片的方法，特别涉及用于使半导体晶片的表面平坦化的加工方法。另外，本国际申请主张基于2015年10月20日申请的日本专利申请第206066号(日本特愿2015-206066)的优先权，将日本特愿2015-206066的全部内容引用于本国际申请。
背景技术
以往，半导体晶片为了通过照相制版作成细微的图案，需要晶片的表面的平坦化。特别是被称作“纳米形貌”的表面波纹为空间波长成分存在于约0.2~20mm的晶片表面的凹凸，最近，用于通过减少该纳米形貌来使半导体晶片的平坦度提高的技术被提出。作为这样的晶片的平坦化加工方法公开了如下晶片的制造方法：将单晶锭切片，制作薄圆板状的晶片，在该晶片的第一面涂覆固化性材料，将涂覆于晶片的第一面的固化性材料平坦地形成，以该固化性材料固化后固化性材料的平坦面接触晶片保持机构的方式将晶片载置于晶片保持机构，将与第一面相反的一侧的第二面研磨，进而除去固化性材料后，以上述被研磨的第二面接触于晶片保持机构的方式将晶片载置于晶片保持机构，研磨第一面(例如参照专利文献1。)。在该晶片的制造方法中，涂覆工序中涂覆于晶片的第一面的固化性材料的厚度为40μm以上且不足300μm。
这样构成的晶片的制造方法中，研磨晶片的第二面时，固化性材料被涂覆成40μm以上且不足300μm的厚度，所以能够将晶片的表面波纹充分吸收，研磨时表面波纹不会被转印于晶片的加工面。这样，晶片的第二面在不进行抛光工序或双头研磨工序的情况下，通过研磨工序，加工成除去表面波纹的均匀的平坦面。然后，除去涂覆于第一面的固化性材料后，研磨晶片的第一面时，接触于吸盘台的第二面为平坦面，所以表面波纹也不会转印至第一面，能够加工成厚度均匀的平坦面。
另一方面，公开了如下晶片的制造方法：固化收缩率为7%以下且储能弹性模量的25℃下的值为1.0×106~3.0×109Pa的固化性树脂组合物以10μm~200μm的膜厚涂覆于由铸锭切片所得到的薄板状晶片的第一面，将涂覆有固化性树脂组合物的晶片的第二面借助推压机构推压，由此将涂覆于第一面的固化性树脂组合物层平坦化，对解除基于推压机构的推压后涂覆于晶片的固化性树脂组合物层照射活性能量线，在晶片表面使其固化，进而将在固化性树脂组合物层被固定的晶片的第二面平坦地研磨加工后，将通过表面加工工序被平坦化的晶片的第二面作为基准面，将第一面研磨加工(例如参照专利文献2。)。
这样构成的晶片的制造方法中，将固化性树脂组合物涂覆于从铸锭切片所得到的晶片的第一面，由此形成固化性树脂组合物层，以固化性树脂组合物层存在的面为底面的方式将晶片借助平坦的板状部件等推压机构均等地推压来加工成平坦面，使推压机构从晶片离开后，对固化性树脂组合物层照射活性能量线来使其固化，将与平坦面相反的一侧的晶片的第二面研磨。这里，将储能弹性模量的25℃下的值为1.0×106~3.0×109Pa的固化性树脂组合物在晶片的第一面以厚度10μm~200μm涂覆，由此能够借助该固化性树脂组合物层将晶片的表面波纹充分吸收，表面波纹不会在研磨加工工序转印至晶片的加工面。
然后，除去涂覆于第一面的固化性树脂组合物层后，研磨晶片的第一面。此时，接触于固定部件的第二面为平坦面，所以表面波纹也不会转印至第一面，能够加工成厚度均匀的平坦面。这样，在研磨工序中，能够除去在切片时产生的晶片的表面波纹。
专利文献1 : 日本特开2006-269761号公报(权利要求1、[0012]段、[0013]段、图1)。 专利文献2 : 日本特开2009-272557号公报(权利要求1、[0015]段、[0016]段、图1)。
但是，在上述以往的专利文献1及2所示的晶片的制造方法中，形成于晶片的表面的固化性树脂组合物层仅为一层，所以有固化性树脂组合物在固化时收缩、晶片的表面波纹被转印至固化性树脂组合物层的不利情况。若将转印有该晶片的表面波纹的固化性树脂组合物层的表面作为基准来研磨晶片表面，则有在研磨后的晶片残留上述固化性树脂组合物层的表面波纹的问题。因此，为了减少由于上述固化性树脂组合物的固化收缩的影响，考虑使固化性树脂组合物层的厚度变厚的方法。但是，若使固化性树脂组合物层的厚度变厚，则容易受到固化性树脂组合物固化前的流动性(容易流动性)的影响，所以在上述以往的专利文献1及2所示的晶片的制造方法中，有难以使固化性树脂组合物层表面平坦、在固化性树脂组合物层表面产生凹凸的问题。若以在该表面有凹凸的固化性树脂组合物层的表面为基准研磨晶片，则有上述固化性树脂组合物层表面的凹凸被转印至研磨后的晶片表面的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种半导体晶片的加工方法，前述半导体晶片的加工方法为，通过在具有比较大的表面波纹的半导体晶片表面形成多个涂覆层，减少作为半导体晶片的研磨时的基准的最外侧的涂覆层的表面波纹来使该表面平坦化，由此能够除去研磨后的半导体晶片的表面波纹，能够使其表面平坦化。本发明的另外的目的在于，提供一种半导体晶片的加工方法，前述半导体晶片的加工方法为，在半导体晶片表面分多次形成涂覆层，使各涂覆层的厚度变薄，由此能够缓和用于形成涂覆层的树脂等固化性材料的固化收缩的影响，并且能够缓和树脂等固化性材料的流动性的影响，能够使多个涂覆层的最外侧的涂覆层表面稳定来形成平坦的面。
通常，以半导体晶片的表面波纹的除去、即纳米形貌的改善为目的，将软质的的树脂等固化性材料涂覆于晶片的一方的面(第一面)来形成涂覆层，由此形成平坦的基准面，吸附该基准面，由此在不使晶片弹性变形的情况下进行支承，将上述晶片的另一方的面(第二面)研磨。但是，相对于表面波纹较大的晶片，涂覆层仅为一层的话，不能将晶片的表面波纹充分地完全吸收而晶片的表面波纹被转印至涂覆层表面，不能充分地进行晶片的表面波纹的除去、即纳米形貌的改善。因此，本发明人发现，在借助一层的涂覆层缓和表面波纹的该涂覆层表面进一步形成涂覆层，由此能够除去半导体晶片的表面波纹，即能够改善纳米形貌，作出本发明。
本发明的第1方案为一种晶片的加工方法，前述晶片的加工方法包括切片工序、涂覆层形成工序、涂覆层固化工序、第1平面研磨工序、涂覆层除去工序、第2平面研磨工序，在前述切片工序，借助线锯装置将半导体单晶锭切片，得到薄圆板状的半导体晶片，在前述涂覆层形成工序，在该晶片的第一面整体涂覆固化性材料，由此形成平坦化的涂覆层，在前述涂覆层固化工序，使该涂覆层固化，在前述第1平面研磨工序，以已固化的该涂覆层的表面抵接于研磨装置的工作台的基准面的方式将晶片载置于工作台，接着借助研磨装置将与晶片的第一面相反的一侧的第二面平面研磨，在涂覆层除去工序，将已固化的上述涂覆层从晶片的第一面除去，在前述第2平面研磨工序，以已除去该涂覆层的晶片的第二面抵接于研磨装置的工作台的基准面的方式将晶片载置于工作台，接着借助研磨装置将晶片的第一面平面研磨，其特征在于，对切片工序后且涂覆层形成工序前的晶片的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为0.5μm以上时，重复多次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。
本发明的第2方案是基于第1方案的发明，其特征在于，进而对切片工序后且涂覆层形成工序前的晶片的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm时，重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。
本发明的第3方案是基于第1方案的发明，其特征在于，进而对切片工序后且涂覆层形成工序前的晶片的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为2.0μm以上时，重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。
发明效果
本发明的第1方案的半导体晶片的加工方法中，对切片工序后且涂覆层形成工序前的晶片的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为0.5μm以上时，重复多次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，所以形成于表面波纹的振幅比较大的晶片的第一面的多个涂覆层中的作为晶片的研磨时的基准的最外侧的涂覆层的表面波纹被减少，该表面平坦化。结果，将上述被平坦化的最外侧的涂覆层表面作为基准面来研磨晶片，所以能够除去晶片的表面波纹，能够使该表面平坦化。此外，在晶片表面分多次形成涂覆层来使各涂覆层的厚度变薄，由此能够缓和用于形成涂覆层的树脂等固化性材料的固化收缩的影响，并且能够缓和树脂等固化性材料的流动性的影响。结果，能够使多个涂覆层中的最外侧的涂覆层表面稳定地形成平坦的面。另外，10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅不足0.5μm时，仅通过进行一次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，减少涂覆层的表面波纹，其表面被平坦化。
本发明的第2方案的半导体晶片的加工方法中，对切片工序后且涂覆层形成工序前的晶片的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm时，重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，第1涂覆层及第2涂覆层按照该顺序形成于晶片的第一面，所以通过重复比较少的涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，能够减少作为晶片的研磨时的基准的第2涂覆层的表面波纹来使该表面平坦化。结果，能够将研磨后的晶片的表面波纹切实地除去，能够使该表面切实地平坦化。
本发明的第3方案的半导体晶片的加工方法中，对切片工序后且涂覆层形成工序前的晶片的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为2.0μm以上时，重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，第1涂覆层、第2涂覆层及第3涂覆层按照该顺序形成于晶片的第一面，所以即使晶片的第一面的表面波纹的振幅比较大，也能够减少作为晶片的研磨时的基准的第3涂覆层的表面波纹来使该表面平坦化。结果，能够将研磨后的晶片的表面波纹切实地除去，能够使该表面切实地平坦化。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的半导体晶片的加工方法的概略工序的流程图。
图2是表示该概略工序中的第1涂覆层形成工序中在晶片处形成第1涂覆层时的第1涂覆层表面的表面波纹和在第2涂覆层形成工序中在晶片处形成第2涂覆层时的第2涂覆层表面的表面波纹的振幅的不同的示意剖视图。
图3是表示该概略工序中的第1涂覆层形成工序至第2平面研磨工序的示意工序图。
图4是表示实施例1的晶片的加工的各工序的晶片的状态的示意剖视图。
图5是表示比较例1的晶片的加工的各工序的晶片的状态的示意剖视图。
图6是表示比较例2的晶片的加工的各工序的晶片的状态的示意剖视图。
图7是表示比较例3的晶片的加工的各工序的晶片的状态的示意剖视图。
图8是表示相对于表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的材料(晶片)实施实施例3、实施例4及比较例4~6的加工后的各晶片的纳米形貌(表面波纹)的图。
图9是表示相对于表面波纹的振幅为2.0μm以上的材料(晶片)实施实施例1、实施例2及比较例1~3的加工后的各晶片的纳米形貌(表面波纹)的图。
图10是相对于已实施实施例1、实施例2及比较例1~3的加工的晶片进一步实施镜面研磨后的纳米形貌图(表示晶片表面的高度分布(高低差)的图)。
图11是表示相对于表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的材料(晶片)实施实施例1、实施例2及比较例1的加工后的各晶片的表面波纹的频率分析结果的图。
图12是表示相对于表面波纹的振幅为2.0μm以上的材料(晶片)实施实施例3、实施例4及比较例4的加工后的各晶片的表面波纹的频率分析结果的图。
图13是表示相对于表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的材料(晶片)实施实施例1、实施例2及比较例1的加工后进一步实施镜面研磨的各晶片的表面波纹的频率分析结果的图。
图14是表示相对于表面波纹的振幅为2.0μm以上的材料(晶片)实施实施例3、实施例4及比较例4的加工后进一步实施镜面研磨的各晶片的表面波纹的频率分析结果的图。
图15是表示相对于表面波纹的振幅不足0.5μm的材料(晶片)实施参考例1~3的加工后的各晶片的表面波纹的频率分析结果的图。
图16是表示相对于表面波纹的振幅不足0.5μm的材料(晶片)实施参考例1~3的加工后进一步实施镜面研磨的各晶片的表面波纹的频率分析结果的图。
具体实施方式
接着，基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。如图1(a)~(h)所示，本发明的半导体晶片的加工方法包括切片工序(图1(a))、涂覆层形成工序(图1(b)及(d))、涂覆层固化工序(图1(c)及(e))、第1平面研磨工序(图1(f))、涂覆层除去工序(图1(g))、第2平面研磨工序(图1(h))，在前述切片工序，借助线锯装置将半导体单晶锭切片来得到薄圆板状的晶片(图1(a))，在前述涂覆层形成工序(图1(b)及(d))，通过将固化性材料涂覆于该晶片的第一面整体，形成平坦化的涂覆层(图1(b)及(d))，在前述涂覆层固化工序，使该涂覆层固化(图1(c)及(e))，在前述第1平面研磨工序，以将该已固化的涂覆层的表面抵接于研磨装置的工作台的基准面的方式，将晶片载置于工作台，接着借助研磨装置将与晶片的第一面相反的一侧的第二面平面研磨(图1(f))，在前述涂覆层除去工序，将上述已固化的涂覆层从晶片的第一面除去(图1(g))，在前述第2平面研磨工序，以该涂覆层已被除去的晶片的第二面抵接于研磨装置的工作台的基准面的方式将晶片载置与工作台，接着借助研磨装置将晶片的第一面平面研磨(图1(h))。作为半导体晶片，列举硅晶片、碳化硅(SiC)晶片、砷化镓(GaAs)晶片、蓝宝石晶片等，作为半导体单晶锭，列举硅单晶锭、碳化硅(SiC)单晶锭、砷化镓(GaAs)单晶锭、蓝宝石单晶锭等。另外，图1中未特别表示将半导体晶片的外周缘倒角的倒角工序，但倒角工序例如在图1(a)后进行一次倒角，在图1(h)后进行与一次倒角相比倒角量大的二次倒角等，也可以在图1(a)~图1(h)的各工序中的某一工序后进行，此外也可以进行多次。
如图2(a)所示，在刚切片后的晶片10的第一面11，产生有周期地起伏的凹凸的表面波纹11a，在刚切片后的晶片10的第二面12，产生有周期地起伏的凹凸的表面波纹12a。本发明的特征在于，将切片工序后涂覆层形成工序前的晶片10的第一面的表面高度进行频率分析，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹11a的振幅为0.5μm以上时，多次重复涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。此外，10~100mm的波长区域的晶片10的第一面的表面波纹11a的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm时，优选地重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，在10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为2.0μm以上时，优选地重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。另外，在切片工序后最初的涂覆层形成工序前，也可以不进行双面抛光处理、双头研磨处理等不具有基准面的双面同时平坦化加工。由此，在晶片10的第一面11形成最初的涂覆层(第1涂覆层21)前，能够缓和预先特定的波长区域(10~100mm)的晶片10的第一面11的表面波纹11a及第二面12的表面波纹12a。
图1~图3中表示10~100mm的波长区域的晶片10的第一面11的表面波纹11a的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的情况，该情况下，优选地重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。这里，10~100mm的波长区域的晶片10的第一面11的表面波纹11a的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm时，将涂覆层形成工序及涂覆层固化工序的优选的重复次数设为两次是因为，晶片10的第一面11的表面波纹11a的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm，比较小，所以仅通过将涂覆层形成工序及涂覆层固化工序重复两次，能够使第2涂覆层22的表面波纹22a极小(图2)。即，首先，在晶片10的第一面11经由第1涂覆层形成工序及第1涂覆层固化工序，形成已固化的第1涂覆层21，由此晶片10的第一面11的表面波纹11a被缓和，被转印至第1涂覆层21表面，所以第1涂覆层21的表面波纹21a比晶片10的第一面11的表面波纹11a小(图2(b)及图3(c))。接着，在第1涂覆层21表面，经过第2涂覆层形成工序及第2涂覆层固化工序，形成已固化的第2涂覆层22，由此第1涂覆层21的表面波纹21a被缓和，被转印至第2涂覆层22表面，所以第2涂覆层22的表面波纹22a极小(图2(c))。
另一方面，优选地，10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为2.0μm以上时，重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，在晶片的第一面形成已固化的第1涂覆层，在该第1涂覆层的表面形成已固化的第2涂覆层，进而在该第2涂覆层的表面形成已固化的第3涂覆层。这里，10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅为2.0μm以上时，将涂覆层形成工序及涂覆层固化工序的优选的重复次数设为三次是因为，晶片的第一面的表面波纹的振幅为2.0μm以上，比较大，所以在将涂覆层形成工序及涂覆层固化工序重复两次的情况下，即使能够使第2涂覆层的表面波纹某种程度地减小，也不能使其极小，在该第2涂覆层的表面形成第3涂覆层，由此能够使第3涂覆层的表面波纹极小。另外，10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅不足0.5μm时，能够仅通过进行一次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，减小涂覆层的表面波纹，使其表面平坦化。
另一方面，重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序的情况下，第1涂覆层21的表面波纹21a比晶片10的表面波纹11a小，所以优选地，将第2涂覆层22的厚度形成为比第1涂覆层21的厚度薄(图2及图3)。例如，优选地，将第1涂覆层21的厚度形成在40~200μm的范围内，将第2涂覆层22的厚度形成在20~100μm的范围内且形成为比第1涂覆层21的厚度薄。即，优选地，将第1涂覆层21的厚度设为1时，将第2涂覆层22的厚度形成在0.4~0.7的范围内。这里，通过使第2涂覆层22的厚度比第1涂覆层21的厚度薄，能够削减总的树脂成本。此外，优选地，与重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序的情况相同，重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序的情况下，将第2涂覆层的厚度形成为比第1涂覆层的厚度薄，将第3涂覆层的厚度形成为比第2涂覆层的厚度薄。例如，优选地，将第1涂覆层的厚度形成在40~200μm的范围内，将第2涂覆层的厚度形成在20~140μm的范围内，且形成为比第1涂覆层的厚度薄，将第3涂覆层的厚度形成在10~80μm的范围内，且形成为比第2涂覆层的厚度薄。即，优选地，将第1涂覆层的厚度设为1时，将第2涂覆层的厚度形成在0.4~0.7的范围内，将第3涂覆层的厚度形成在0.2~0.4的范围内。这里，通过随着从第1涂覆层向第3涂覆层使厚度逐级变薄，能够削减总的树脂成本。
基于图3详细说明本发明的半导体晶片10的具体的加工方法。在图3(a)表示借助固定研磨颗粒方式的线锯切割的刚切片后的晶片10的状态。该切片使用图中未示出的公知的多线锯装置，能够一次从铸锭制造多张晶片10。多线锯装置具备设置有多个引导线材的槽的多个引导辊，在引导辊和引导辊之间缠绕多列极细钢线的线材。是使辊高速旋转来将被切割物推抵至在引导辊和引导辊之间露出的多列线材而将被切割物切割成多张的装置。此外，多线锯装置中，根据用于切割的研磨颗粒的使用方法，存在固定研磨颗粒方式和游离研磨颗粒方式。固定研磨颗粒方式为，把将金刚石研磨颗粒等通过蒸镀等来使其附着的钢线用作线材。游离研磨颗粒方式为，将混有研磨颗粒和油剂的浆料附在线材上的同时来使用。固定研磨颗粒方式由于固接有研磨颗粒的线材自身切割被切割物，所以切割时间短，生产率优异。此外，固定研磨颗粒方式由于不使用浆料，所以不需要将混杂有切割后的切屑的浆料废弃，也对环境有利，而且较为经济。本发明可以使用任一方式，但优选使用环境方面及经济方面上有利的固定研磨颗粒方式。另外，使用固定研磨颗粒方式的多线锯的情况下，虽然对晶片10表面施加的加工损伤较大，在切割后的晶片10产生的表面波纹11a、12a也较大，所以有纳米形貌(表面波纹)更加恶化的问题，但能够通过使用本发明的加工方法制造纳米形貌特性优异、即纳米形貌的值小的晶片10。
在固定研磨颗粒方式的借助多线锯刚切割后的切片的晶片10的第一面11，产生周期地起伏的凹凸的表面波纹11a、基于线锯切割加工的加工翘曲(加工损伤层)11b，在刚切片后的晶片10的第二面12，产生周期地起伏的凹凸的表面波纹12a、基于线锯切割加工的加工翘曲(加工损伤层)12b(图3(a))。因此，虽在图3未示出，但也可以相对于晶片10进行双面抛光处理、双头研磨处理等不具有基准面的双面同时平坦化加工。由此，在晶片10的第一面11形成第1涂覆层21前，能够预先将特定的波长区域(10~100mm)的晶片10的第一面11的表面波纹11a及第二面12的表面波纹12a缓和。
图3(b)~(d)中表示第1涂覆层形成工序及第2涂覆层形成工序中使用的保持・推压装置13的一例。首先，对保持・推压装置13的以高精度平坦化的平板13a上滴下作为第1涂覆层21的固化性材料14来涂覆(图3(b))。接着，使晶片10的第二面12吸引保持于保持・推压装置13的推压台13b，使推压台13b向下方移动，将晶片10的第一面11向固化性材料14推压。之后，解除推压台13b的压力，在不对残留于晶片10的第一面11的表面波纹11a造成弹性变形的状态下，在晶片10的第一面11使固化性材料14固化，形成第1涂覆层21。该固化性材料14固化时，晶片10的第一面11的表面波纹11a被缓和，被向第1涂覆层21表面转印，所以第1涂覆层21的表面波纹21a比晶片10的第一面11的表面波纹11a小(图2(b))。
接着，使推压台13b与晶片10及第1涂覆层21一同向上方移动，从平板13a剥离第1涂覆层21后，对平板13a上滴下作为第2涂覆层22的固化性材料16来涂覆(图3(c))。然后，使推压台13b向下方移动，将晶片10的第一面11的第1涂覆层21表面向固化性材料16推压(图3(d))。之后，解除推压台13b的压力，在不对残留于第1涂覆层21的表面波纹21a造成弹性变形的状态下，在晶片10的第一面11的第1涂覆层21表面使固化性材料16固化，形成第2涂覆层22。该固化性材料16固化时，第1涂覆层21的表面波纹21a被缓和，被向第2涂覆层22表面转印，即晶片10的第一面11的表面波纹11a进一步被缓和而被向第2涂覆层22表面转印，所以第2涂覆层22的表面波纹22a极小(图2(c))。该表面波纹22a极小的第2涂覆层22表面为晶片10的第二面12的研磨时的基准面。另外，第1涂覆层21粘接于晶片10的第一面11，第2涂覆层22粘接于第1涂覆层21表面。即，第1及第2涂覆层21、22被层叠粘接于晶片10的第一面11。
作为对晶片10的第一面11涂覆固化性材料14的方法，列举使晶片10的第一面11向上而使固化性材料14向该第一面11上滴下从而旋转晶片10来使固化性材料14遍及第一面11整体的旋转涂胶法、在晶片10的第一面11设置屏蔽膜来将固化性材料14载置于该屏蔽膜上从而借助刮刀推入的屏蔽印刷法、或在借助通过电喷射沉积法对晶片10的第一面11整体喷射的方法等涂覆后在以高精度平坦化的平板上接触涂覆面来推压的方法，或不限于这些方法，列举借助固化性材料14使晶片10的第一面11以高精度平坦化的方法。在第1涂覆层21表面涂覆固化性材料16的情况也以与上述相同的方法涂覆。此外，作为固化性材料14、16，列举热固化性树脂、热可逆性树脂、感光性树脂等，这些固化性材料14、16由于加工后容易剥离的方面而被优选。特别是，感光性树脂也由于不会由于热而施加压力这点较适合。在后述的实施例中，作为固化性材料14、16，使用基于UV固化的树脂。此外，作为其他具体的固化性材料14、16的材质，列举合成橡胶、粘接剂(蜡等)等。
图3(e)表示第1平面研磨工序使用的平面研磨装置17的一例。首先，将在晶片10的第一面11经由第1涂覆层21形成的第2涂覆层22表面，置于平面研磨装置17的真空吸盘台17a的以高精度平坦化的上表面来吸引保持。接着，在该晶片10的上方，设置将砥石17b固定于下表面的平台17c。接着，使平台17c与砥石18b一同下降，使砥石17b下表面接触于晶片1的第二面12，使平台17c上部的主轴17d和真空吸盘台17a下部的主轴17e互相向相反方向旋转，使砥石17b下表面与晶片10的第二面11旋转接触，由此将晶片10的第二面12研磨。
图3(f)中表示第1及第2涂覆层除去工序。在第1平面研磨工序，将晶片10的第二面12与以高精度平坦化的晶片10的第一面11层叠粘接的第1及第2涂覆层21、22从晶片10剥下。另外，第1及第2涂覆层也可以使用溶剂来化学性地除去。
在图3(g)表示第2平面研磨工序的一例。平面研磨装置17与在第1平面研磨工序中使用的平面研磨装置相同。首先，将在第1平面研磨工序中以高精度平坦化的晶片10的第二面12置于真空吸盘台17a的以高精度平坦化的上表面来吸引保持。接着，在该晶片10的上方，设置将砥石17b固定于下表面的平台17c。接着，使平台17c与砥石17b一同下降，使砥石17b下表面接触晶片10的第一面11，使平台17c上部的主轴17d和真空吸盘台17a下部的主轴17e互相向相反方向旋转，使砥石17b下表面和晶片10的第一面11旋转接触，由此将晶片10的第一面11研磨。结果，在第1平面研磨工序中，第二面12的表面波纹12a及加工翘曲(加工损伤层)12b被除去，在第2平面研磨工序中，第一面11的表面波纹11a及加工翘曲(加工损伤层)11b被除去，得到第一面11及第二面12被平坦化的晶片10(图3(h))。此外，在晶片10的第一面11重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，形成第1及第2涂覆层21、22，由此能够使第1及第2涂覆层21、22的各自的厚度变薄，所以能够缓和用于形成第1及第2涂覆层21、22的树脂等固化性材料14、16的固化收缩的影响，并且能够缓和固化性材料14、16的流动性的影响。
实施例
接着，将本发明的实施例与比较例及参考例一同详细地说明。
＜实施例1＞
首先，将硅单晶锭借助固定研磨颗粒方式的多线锯装置切割(切片)，制作多张直径300mm的硅晶片。然后，对晶片10的第一面11的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片10的第一面11的表面波纹11a的振幅(材料的表面波纹的振幅)为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片10(图4(a))。在该选择的晶片10的第一面11作为固化性材料将UV固化性树脂通过第1涂覆层形成工序涂覆后(图4(b))，使由该UV固化性树脂构成的固化性材料通过第1涂覆层固化工序固化，在晶片10的第一面11形成第1涂覆层21。接着，在形成于晶片10的第一面11的第1涂覆层21表面作为固化性材料将UV固化性树脂通过第2涂覆层形成工序涂覆后(图4(c))，使由该UV固化性树脂构成的固化性材料通过第2涂覆层固化工序固化，在第1涂覆层21表面形成第2涂覆层22。即，重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序。接着，在晶片10的第一面11将经由第1涂覆层21形成的第2涂覆层21表面向保持・推压装置13的平板13a(图3)吸引，由此保持晶片10，将该晶片10的第二面12平面研磨至图4(d)的虚线后(图4(e))，剥下第1及第2涂覆层21、22(图4(f))。进而，将已平面研磨的晶片10的第二面12向保持・推压装置的平板(图3)吸引，由此保持晶片10，将该晶片10的第一面11平面研磨至图4(g)的虚线(图4(h))。将该晶片10作为实施例1。
＜实施例2＞
除了重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序以外，与实施例1相同地得到将双面研磨的晶片。将该晶片作为实施例2。
＜实施例3＞
对晶片的第一面的表面高度进行频率分析，除了选择10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅(材料的表面波纹的振幅)为2.0μm以上的晶片以外，与实施例1相同地得到将双面研磨的晶片。将该晶片作为实施例3。
＜实施例4＞
对晶片的第一面的表面高度进行频率分析，除了选择10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅(材料的表面波纹的振幅)为2.0μm以上的晶片，重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序以外，与实施例1相同地得到将双面研磨的晶片。将该晶片作为实施例4。
＜比较例1＞
如图5所示，对晶片5的第一面1的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片5的第一面1的表面波纹1a的振幅(材料的表面波纹的振幅)为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片5，对该晶片5的第一面1进行一次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，在晶片5的第一面1形成有第1涂覆层6后(图5(b)及(c))，以第1涂覆层6表面为基准，将晶片5的第二面2研磨至图5(c)的虚线(图5(d))，进而以第二面2为基准，将晶片5的第一面1研磨至图5(e)的虚线(图5(f))。将该晶片5作为比较例1。
＜比较例2＞
如图6所示，首先，对晶片5的第一面1的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片5的第一面1的表面波纹1a的振幅(材料的表面波纹的振幅)为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片5。接着，以晶片5的第一面1为基准将晶片5的第二面2研磨至图6(b)的虚线后，以晶片5的第二面2为基准将晶片5的第一面1研磨至图6(c)的虚线。接着，在晶片5的第一面1将由UV固化性树脂构成的固化性材料通过一次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序形成第1涂覆层6 (图6(d))。进而，以第1涂覆层6表面为基准研磨晶片5的第二面2后(图6(e))，从晶片6剥下第1涂覆层6 (图6(f))，以晶片5的第二面2为基准研磨晶片5的第一面1 (图6(g))。将该晶片5设为比较例2。
＜比较例3＞
如图7所示，首先，对晶片5的第一面1的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片5的第一面1的表面波纹1a的振幅(材料的表面波纹的振幅)为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片5后，对晶片5的第一面1及第二面2进行抛光(图7(b))。接着，以晶片5的第一面1为基准将晶片5的第二面2研磨至图7(c)的虚线(图7(d))。进而，以晶片5的第二面2为基准将晶片5的第一面1研磨至图7(d)的虚线(图7(e))。将该晶片5作为比较例3。另外，上述抛光借助图中未示出的抛光装置将晶片5的第一面1及第二面2同时平坦化加工。
＜比较例4＞
除了对晶片的第一面的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅(材料的表面波纹的振幅)为2.0μm以上的晶片以外，与比较例1相同地，在晶片的第一面形成第1涂覆层，研磨晶片的第二面及第一面。将该晶片作为比较例4。
＜比较例5＞
除了对晶片的第一面的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅(材料的表面波纹的振幅)为2.0μm以上的晶片以外，与比较例2相同地，将晶片的第二面及第一面研磨，在该晶片的第一面形成第1涂覆层，进而研磨晶片的第二面及第一面。将该晶片设为比较例5。
＜比较例6＞
除了对晶片的第一面的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅(材料的表面波纹的振幅)为2.0μm以上的晶片以外，与比较例3相同地，将晶片的双面抛光，研磨该晶片的第二面及第一面。将该晶片作为比较例6。
＜比较试验1及评价＞
调查实施例1~4及比较例1~6的各晶片的表面形状对镜面研磨处理后的晶片表面的纳米形貌(表面波纹)造成怎样的影响。该试验中，分别制作多张与实施例1~4及比较例1~6相同条件的晶片，相对于该多个晶片的每一个，作为共通的镜面研磨处理，使用双面研磨装置对各晶片的双面施加相同条件的粗研磨处理后，使用单面研磨装置，对各晶片的第一面实施相同条件的精加工研磨处理，制作各晶片的第一面被镜面研磨的晶片。然后，对于被镜面研磨的各晶片的第一面，使用光学干涉式的平坦度测定装置(KLA Tencor公司：Wafersight2)测定各晶片的第一面的窗口尺寸10mm×10mm的纳米形貌值(表面波纹的高低差)。将其结果在图8及图9表示。
如从图8及图9可知，在比较例1~3中，纳米形貌值变大至17~27nm、18~22nm及14~32nm，在比较例4~6中，纳米形貌值进而变大至25~31nm、22~32nm及28~37nm。与这些相对，在实施例1、2及4中，纳米形貌值极度变小至7~8nm、6~8nm及6~8nm，在实施例3中，纳米形貌值变为较小的14~18nm。结果，可知，若相对于材料的表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片，重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，则纳米形貌值变为极小，相对于材料的表面波纹的振幅为2.0μm以上的晶片，即使仅重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，纳米形貌值也变为比较小，若重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，则纳米形貌值变为极小。
＜比较试验2及评价＞
在该比较试验2中，与比较试验1相同地，调查实施例1~4及比较例1~6的各晶片的表面形状对其后进行的镜面研磨处理后的晶片表面的纳米形貌(表面波纹)造成怎样的影响。具体地，首先，相对于实施例1~4及比较例1~6中所得到的各晶片的每一个，作为共通的镜面研磨处理，使用双面研磨装置对各晶片的双面实施相同条件的粗研磨处理后，使用单面研磨装置对各晶片的第一面实施相同条件的精加工研磨处理，制作各晶片的第一面被镜面研磨的晶片。然后，对于被镜面研磨的各晶片的第一面，使用光学干涉式的平坦度测定装置(KLATencor公司：Wafersight2)测定各晶片表面的高度分布(高低差)，制作纳米形貌图。将其结果在图10表示。另外，图10为，将镜面研磨处理后的各晶片的测定结果过滤处理来除去长波长成分后，将纳米形貌的测定结果用浓淡色来图示化。此外，记载于图10的高低差的图是表示纳米形貌的高低差的图，颜色越浓则高度越低，最浓的部分距中心高度-20nm，颜色越淡则高度越高，最淡的部分距中心高度＋20nm。最低高度至最高高度的高低差为40nm。进而，纳米形貌的测定是将晶片的外缘的任意的3点固定来测定的，所以纳米形貌图表示晶片在非吸附的状态下的表面的高低差。
如从图10可知，与比较例1~6中，在晶片的第一面整面条纹图案的浓淡的差较大地出现而呈比较大的高低差相对，在实施例3中，虽在晶片的第一面的约一半条纹图案的浓淡的差较小地出现而在剩余的大致一半不出现条纹图案而高低差比较小，实施例1、2及4中，在晶片的第一面整面大致不出现条纹图案而大致没有高低差。
＜比较试验3及评价＞
对实施例1~4、比较例1及比较例4的实施镜面研磨处理前的各晶片的表面高度进行频率分析，调查表面波纹成分的波长的振幅。具体地，关于实施实施例1~4、比较例1及比较例4的镜面研磨处理前的各晶片的每一个，使用电容式的形状测定装置(株式会社神钢科研（コベルコ科研）：SBW)进行晶片的表面高度的频率分析。然后，将晶片的表面高度测定数据中短波长周期成分不足10mm、长波长周期成分超过100mm的波长带域切断来进行带通过滤处理，求出10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅。将其结果在图11及图12中表示。另外，分别将已切片的晶片中的材料的表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片和材料的表面波纹的振幅为2.0μm以上的晶片作为切片晶片选择，分别求出这些切片晶片的10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅，在图11及图12中表示。
如从图11可知，在使用材料的表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片的情况下，与在切片晶片中，10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅最大超过1μm，且在比较例1中，10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅最大还大至0.2μm相对，在实施例1及2中，能够将10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减少至0.1μm以下。
如从图12可知，在使用材料的表面波纹的振幅为2.0μm以上的晶片的情况下，在切片晶片中，与10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅最大超过2μm，且在比较例4中，10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅最大还大至0.4μm相对，在实施例3中，能够将10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减小至0.2μm以下，在实施例4中，能够将10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减小至0.1μm以下。
＜比较试验4及评价＞
对实施例1~4、比较例1及比较例4的实施镜面研磨处理后的各晶片的表面高度进行频率分析，调查表面波纹成分的波长的振幅。具体地，与比较试验3相同地，关于实施例1~4、比较例1及比较例4的进行镜面研磨处理后的各晶片的每一个，使用光学干涉式的平坦度测定装置(KLA Tencor公司：Wafersight2)测定晶片的表面高度，进行该频率分析。然后，将晶片的表面高度测定数据中短波长周期成分不足10mm、长波长周期成分超过100mm的波长带域切断进行带通过滤处理，求出10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅。将其结果在图13及图14表示。
如从图13可知，使用材料的表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm的晶片的情况下，与在比较例1中，10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅最大变大至1.8nm相对，在实施例1及2中，能够将10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减少至0.5nm以下。
如从图14可知，使用材料的表面波纹的振幅为2.0μm以上的晶片的情况下，与在比较例4中，10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅最大变大至2.1nm相对，在实施例3中，能够将10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减少至1.3nm以下，在实施例4中，能够将10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减少至0.6nm以下。
＜参考例1＞
除了对晶片的第一面的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅(材料的表面波纹的振幅)不足0.5μm的晶片以外，与比较例1相同地，在晶片的第一面进行一次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，在晶片的第一面形成第1涂覆层后，以第1涂覆层表面为基准研磨晶片的第二面，进而以第二面为基准研磨晶片的第一面。将该晶片作为参考例1。
＜参考例2＞
除了对晶片的第一面的表面高度进行频率分析，选择10~100mm的波长区域的晶片的第一面的表面波纹的振幅(材料的表面波纹的振幅)不足0.5μm的晶片以外，与实施例1相同地，重复两次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序，在晶片的第一面形成第1及第2涂覆层，以第2涂覆层的表面为基准研磨晶片的第二面后，剥下第1及第2涂覆层，进而以晶片的第二面为基准研磨晶片的第一面。将该晶片作为参考例2。
＜参考例3＞
除了重复三次涂覆层形成工序及涂覆层固化工序以外，与参考例2相同地得到已将双面研磨的晶片。将该晶片作为参考例3。
＜比较试验5及评价＞
与比较试验3相同，对参考例1~3的实施镜面研磨处理前的各晶片的表面高度进行频率分析，求出10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅。将其结果在图15中表示。另外，选择已切片的晶片中的材料的表面波纹的振幅不足0.5μm的晶片作为切片晶片，分别求出该切片晶片的10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅，在图15中表示。
如从图15可知，在使用材料的表面波纹的振幅不足0.5μm的晶片的情况下，在切片晶片中，10~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅变大成最大接近至1μm，与此相对，在参考例1~3中，能够将10~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减少至0.1μm以下。
＜比较试验6及评价＞
与比较试验4相同地，对参考例1~3的施加镜面研磨处理后的各晶片的表面高度进行频率分析，求出10mm~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅。将其结果在图16中表示。
如从图16可知，在使用材料的表面波纹的振幅不足0.5μm的晶片的情况下，在参考例1~3中，能够将10~100mm的波长区域的表面波纹成分的波长的振幅减少至0.5nm以下。
附图标记说明
10　 半导体晶片
11　 第一面
11a　 第一面的表面波纹
12　 第二面
14、16　固化性材料
21　 第1涂覆层
22　 第2涂覆层。

Claims (3)

1.一种半导体晶片的加工方法，前述半导体晶片的加工方法包括切片工序、涂覆层形成工序、涂覆层固化工序、第1平面研磨工序、涂覆层除去工序、第2平面研磨工序，
在前述切片工序，借助线锯装置将半导体单晶锭切片，得到薄圆板状的半导体晶片，
在前述涂覆层形成工序，在前述晶片的第一面整体涂覆固化性材料，由此形成平坦化的涂覆层，
在前述涂覆层固化工序，使前述涂覆层固化，
在前述第1平面研磨工序，以已固化的前述涂覆层的表面抵接于研磨装置的工作台的基准面的方式将前述晶片载置于前述工作台，接着借助前述研磨装置将与前述晶片的第一面相反的一侧的第二面平面研磨，
在涂覆层除去工序，将已固化的前述涂覆层从前述晶片的第一面除去，
在前述第2平面研磨工序，以已除去前述涂覆层的前述晶片的第二面抵接于前述研磨装置的工作台的基准面的方式将前述晶片载置于前述工作台，接着借助前述研磨装置将前述晶片的第一面平面研磨，
其特征在于，
对前述切片工序后且前述涂覆层形成工序前的前述晶片的第一面的表面高度进行频率分析，
在10~100mm的波长区域的前述晶片的第一面的表面波纹的振幅为0.5μm以上时，重复多次前述涂覆层形成工序及前述涂覆层固化工序。
2.如权利要求1所述的半导体晶片的加工方法，其特征在于，
对前述切片工序后且前述涂覆层形成工序前的前述晶片的第一面的表面高度进行频率分析，
在10~100mm的波长区域的前述晶片的第一面的表面波纹的振幅为0.5μm以上且不足2.0μm时，重复两次前述涂覆层形成工序及前述涂覆层固化工序。
3.如权利要求1所述的半导体晶片的加工方法，其特征在于，
对前述切片工序后且前述涂覆层形成工序前的前述晶片的第一面的表面高度进行频率分析，
在10~100mm的波长区域的前述晶片的第一面的表面波纹的振幅为2.0μm以上时，重复三次前述涂覆层形成工序及前述涂覆层固化工序。
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