TW201135822A - Method and apparatus for processing compound semiconductor wafer - Google Patents

Description

201135822 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係、關於-種對化合物半導體晶圓進行雙面研磨之 加工方法及加工裝置者。 【先前技術】 於製作雷射二極體等之化合物半導體晶圓中，自先前以 來，預先將晶圓之圓周部之一部分直線劈開而露出準:之 結晶面，以該解理面作為基準進行其後之裝置製程中之圖 案曝光時之對準。藉此，將雷射元件端面（解理面）鱼雷射 光程（於圖案曝光甲形成）之角度之偏差抑制於最小限度， 由此可實現抑制雷射光之輸出變動及提高元件之 利文獻1)。 : 該化合物半導體晶圓係採用於研磨步驟中夾持於上下定 盤間而對兩表面同時進行研磨之加工方法。即，視需要使 用夾具將化合物半導體晶圓 子瓶日日圓6又置於下定盤上，並使上定盤 下降而抵壓於化合物半導體曰圓 ^ t 〇 干等媸日日圓，一面施加適當之負重一 面使用研磨劑進行研磨加工。 然而於將上疋盤抵壓於化合物半導體晶圓(觸盤)時， 存在化合物半導體晶圓產生缺損或《之問題。尤其，若 對解理面之部分進行倒自 角加工’則於囷案曝光時無法獲得 使用顯微鏡之光學對準之接 +之精度’因此較理想的是儘量為銳 角之狀態之邊緣（角）。相θ ^ ；'疋’當定盤接觸於銳角狀態之邊 緣時’存在角產生缺損之媸 貝 <機率相當大，且有時晶圓會自該 缺損部分產生斷裂。 153041.doc 201135822 因此，於專利文獻2中，揭示有在使上定盤下降某種程 度後’使下定盤微細地上升而使晶圓觸盤之方法。藉由該 方法’斷裂不良之產生率減少至先前之一半左右’但並未 完全消除斷裂不良。 又’於專利文獻3中，揭示有藉由在定盤上設置多個剖 面形狀V字狀之溝槽而防止晶圓斷裂之技術，但仍然無法 完全消除斷裂不良。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :日本專利特開2002-367940號公報 專利文獻2 :曰本專利特開平〇4_2581 19號公報 專利文獻3 :曰本專利特開平〇6_〇丨556丨號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 本發明提供一種可消除化合物半導體晶圓之研磨加工時 之晶圓之缺損、斷裂不良之加工方法。 解決問題之技術手段 本發明之實施形態係關於一種化合物半導體晶圓之加工 方法，其特徵在於：其係對化合物半導體晶圓之兩表面進 仃研磨加工之方法’其包括將上述半導體晶圓配置於上定 盤^下疋盤之間進行研磨加工之步驟，且於上述上定盤之 上述晶圓側之面上貼附有軟質材料。 於本發明之加工方法之另一實施形態中，上述軟質材料 又為0.5 mm以上且5 mm以下，且AskerC硬度為⑽以 153041 .doc 201135822 上且90以下。 於本發明之加工方法之又一實施形態中，於上述軟質材 料之上述晶圓側之面上形成有溝槽。 於本發明之加工方法之又一實施形態中，上述溝槽之寬 度為1 mm以上且5 mm以下。 本發明之另一實施形態係關於一種加工裝置，其特徵在 於：其係包含上定盤與下定盤且用以將半導體晶圓配置於 〇 上述上定盤與下定盤之間而對其兩表面進行研磨加工者， 於上述上定盤之上述晶圓側之面上貼附有軟質材料。 於本發明之加工裝置之另一實施形態中，上述軟質材料 之厚度為0.5 mm以上且5 mm以下，且AskerC硬度為40以 上且9 0以下。 於本發明之加工裝置之又一實施形態中，於上述軟質材 料之上述晶圓側之面上形成有溝槽。 於本發明之加工裝置之又一實施形態中，上述溝槽之寬 〇 度為1 mm以上且5 mm以下。 發明之效果 根據本發明，可消除化合物半導體晶圓之研磨加工時之 晶圓之斷裂不良。 【實施方式】 本發明之化合物半導體晶圓之加工方法之特徵在於，其 係對化合物半導體晶圓之兩表面進行研磨加工之方法，其 包括將上述半導體晶圓配置於上定盤與下定盤之間進行研 磨加工之步驟，且於上述上定盤之上述晶圓側之面上貼附 I53041.doc 201135822 有軟質材料。本發明之化合物半導體晶圓之加工裝置用於 本發明之加工方法中。 首先，參照圖丨對本發明之化合物半導體晶圓之加工裝 置進行說明。 ~ 圖1係對化合物半導體晶圓之兩表面進行研磨加工之加 工裝置將上述半導體晶圓4配置於上定盤丨與下定盤2之 間而進行研磨加工。於上述上定盤1之上述晶圓側之面上 貼附有軟質材料3。 作為軟質材料3，可列舉含浸有胺基甲酸S旨樹脂之不織 布超巧刀子聚乙烯、胺基甲酸酯泡沫及矽橡膠等。較好 =是將該等材料加工為與以盤以同之大小而貼附於上 正個面上。貼附之方法並無特別限定，既可以雙面 膠帶進行貼附’亦可以接著劑直接貼附。 軟質材料3之厚度較好的B.5 _以上且5 _以下。若 未達0.5 mm，則存在軟質材料不具有效果而導致晶圓產生 斷裂之清形°右超過5 mm，則晶圓向軟質材料之陷入量增 大’晶圓邊緣部之壓陷(塌邊)會變得過大。 軟質材料3之AskerC硬度較好的是以上且卯以下。於

Askers度未達4〇之情形時，會產生塌邊，且因其面壓陷 導致圖案曝光時之不良’於AskerC硬度超過90之情形 時’減少邊緣部之缺損之效果會降低，故而任 佳。 好的疋於軟貝材料3之在研磨加工時與晶圓抵接之側 /成有溝^溝槽較好的是以格子狀設置有多個。藉由溝 153041.doc 201135822 槽 了使研磨液良好地流動，從而可順利進行研磨加工。 又，若形成溝槽，則可防止於研磨加工結束後，在使上定 盤1上升4晶圓與上定盤一同升起之情況。於無溝槽之情 开y 0守，研磨液之流動較差，因此研磨時間會變長，但仍可 進行研磨。X ’於無;㈣之情料，村能使半導體晶圓 與上定盤一同升起’故而必須於研磨結束後謹慎地使上定 盤上升。 溝槽之寬度較好的是i mm以上且5 mm以下。若未達1 咖，則有可能會於研磨加卫結束後，在使上定盤上升時 晶圓與上定盤-同升起。若溝槽之寬度超過5麵則對晶圓 之加壓力會產生不均，因此厚度變動（TTV : Total 几心如Va—，總厚度變動）或局部之平坦度（LTV: Local Thickness Variati〇n ’局部厚度變動）等晶圓精度惡 〇 溝槽與溝槽之間_距）較好的是H)酿以上且50 mm 以下。若未達1〇 _、或超過5〇 _，則於研磨加工結束 後’在使上定盤上升時晶圓會與上定盤—同升^，故而欠 佳。 。於溝槽之深度未達0.1 同升起’於溝槽之深度 部之研磨液易固化，因 溝槽之深度較好的是0H.〇爪瓜 mm之情形時，晶圓會與上定盤一 超過1.0 mm之情形時滲入至溝槽内 此任一情形均欠佳。 上疋盤1並無特別限定，較 θ 平乂野的疋由鑄鐵、SUS(Steel

Use Stamless，不鏽鋼）等

…寻裂3"其中’尤其理想的是SUS 153041.doc 201135822 (不鏽鋼）。 下定盤2上並不貼附軟質材料。藉由下定盤2對化合物半 導體晶圓之表面以成為所需之表面粗糙度之方式進行研磨 而形成精加工面。 下定盤2較好的是由麵、錫等製造，並無特別限定。 下疋盤2之硬度之上限為所研磨加工之化合物半導體晶圓 之硬度，例如若為GaAs則維氏硬度為Hv75〇，若為則 為Hv450。了限較理想的是办22〇。#下定盤之硬度變得 過硬則易在化合物半導體晶圓之表面產生細小之傷痕。 又，若過於柔軟則研磨時之下定盤之磨損加快 ^日 圓之精度惡化。 ¥ Μ 化合物半導體晶圓4並無特別限定，例如為Μ GaN。 於下定盤2上，以夾持或包圍化合物半導體晶圓*之方 配置有夾具5。該炎具之外周部分具有齒輪，以便使化: 物半導體晶圓4相對於定盤進行固定之移動。 明其次’對本發明之化合物半導體晶圓之加工方法進行說 首先’於上定盤!上貼附軟質材料3。作為軟質材料3, 可列舉含浸有胺基甲酸醋樹脂之不織布、超高 :為：基甲酸酯泡沫及矽橡膠等。較好的是將該等材料加 為”上定盤1相同之大小而貼附於上定盤之整個面上 ^附之方法並無特別限定’既可以雙面膠帶進行貼附，亦 可以接著難接㈣。再者，於在㈣材❹形成有溝3 15304] .doc 201135822 之清形時’例如，亦可使用藉由鑽石磨石進行磨削 法。 繼而，將下定盤2與貼附有軟質材料3之上定盤！安裝於 • 加，裝置（研磨裝置）。於安裝後，亦可使用平坦之炎具（未 • 圖丁）對下疋盤2與上定盤U軟質材料3)進行磨削而使其平 面化（修正作業）。 然後，於下定盤2上配置半導體晶圓4與夾具5。 0 '、要至乂至該階段為止可準備用以雙面加工之化合物半 導體晶圓4即可。化合物半導體晶圓4並無特別限定，例 如，可列舉GaAs、InP、GaN等化合物半導體。 上述夹具5係以夾持或包圍化合物半導體晶圓4之方式配 置於下定盤2上。該夹具5之外周部分具有齒輪，以便使化 合物半導體晶圓4相對於定盤進行固定之移動。 接下來，藉由上述加工裝置，於特定之研磨條件下對半 導體晶圓4進行研磨。上述研磨條件亦可為例如每單位面 〇 積晶圓約5〇g/cm2之負重且定盤轉速10〜50rpm。 實施例1 用雙面谬帶將軟質材料貼附於上定盤。m才料係 •尬erC硬度為72之不織布，且厚度為15 _。於該不織布 •+呈格子狀地設置有間距10 mm、寬度3 _、深度〇 5匪 之溝槽。 將上述上定盤安裝至現有之研磨機來對化合物半導體晶 圓進行研磨。化合物半導體係使用如下晶圓：將以 VB(Vertical Bridgman，垂直型布裏基曼）法製造，含有 153041.doc 201135822 5χ1017〜3xl018 atoms/cc之Si作為摻雜劑，且結晶缺陷 EPD(Etch Pit Density，腐蝕坑密度）之面内平均值為500個/ cm2以下之GaAs結晶以偏離（100)15。之<111>±0.1。切片， 將晶圓之（0-1-1)面劈開之後，對解理面以外之晶圓之外周 進行倒角加工。下定盤係使用切開有1 〇 cm見方之狹缝之 硬度為Hv450之硼矽玻璃。雖對300片晶圓進行了研磨，但 未產生缺損、斷裂不良。 為進行比較，使用未貼附有軟質材料之上定盤對化合物 半導體晶圓進行研磨。對300片晶圓進行研磨，缺損、斷 裂不良之產生率為2%。 實施例2 於表1中表示軟質材料，與實施例1相同地以300片為單 位對化合物半導體晶圓進行研磨。將其結果示於表1。再 者，不織布之AskerC硬度會根據改變樹脂之含浸量或胺基 曱酸酯原料之調配比而發生變更。 [表1] 軟質材料 AskerC硬度 缺損、斷裂之產生之有無 含浸有樹脂之不織布1 90 無 含浸有樹脂之不織布2 85 無 含浸有樹脂之不織布3 75 無 含浸有樹脂之不織布4 55 無 聚胺基曱酸酯泡沫材 40 無 石夕橡膠 20 無 自表1可知，若將AskerC硬度為20〜90之軟質材料貼附於 上定盤，則可消除缺損、斷裂不良。但是，於AskerC硬度 153041.doc -10- 201135822 為20(較軟）之情形時，塌邊會增大，實質上無法使用。若 AskerC硬度為40，則雖然產生塌邊，但仍可使用。 為進行比較，代替實施例1中之軟質材料，而貼附洛氏硬 度（Rockwell hardness)HRR126 之 PEEK(Polyetheretherketone， 聚_醚_)、洛氏硬度HRR120之PC(Polycarbonate，聚碳酸

I 酯）、洛氏硬度HRR100之PP(Polypropylene，聚丙浠），與 實施例1相同地進行研磨加工後，無法消除缺損、斷裂不 八 良。 〇 產業上之可利用性 根據本發明，可消除化合物半導體晶圓之研磨加工時之 晶圓之缺損、斷裂不良。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之化合物半導體晶圓之加工裝置之剖面模 式圖。 【主要元件符號說明】 〇 1 上定盤 2 下定盤 3 軟質材料 4 化合物半導體晶圓 5 夾具 153041.doc -11 ·

Claims (1)

1. 201135822 七、申請專利範圍： 1. 一種化合物半導體晶圓之加工方法，其特徵在於：其係 對化&物半導體晶圓之兩表面進行研磨加工之方法，其 包括將上述半導體晶圓配置於上定盤與下定盤之間進行 研磨加工之步驟，且於上述上定盤之上述晶圓侧之面上 貼附有軟質材料。 2·如請求項1之化合物半導體晶圓之加工方法，其中，上 。述軟質材料之厚度為0.5 mm以上且5 mm以下，且AskerC 硬度為40以上且9〇以下。 3. 如明求項1或2之化合物半導體晶圓之加工方法，其中， 於上述軟質材料之上述晶圓侧之面上形成有溝槽。 4. 如請求項3之化合物半導體晶圓之加工方法，其中，上 过冓槽之寬度為1 mm以上且5 mm以下。 5. —種加工裝置，其特徵在於：其係包含上定盤與下定 盤，且用以將半導體晶圓配置於上述上定盤與下定盤之 Q 間來對其兩表面進行研磨加工者， 於上述上定盤之上述晶圓側之面上貼附有軟質材料。 6. 如請求項5之加工裝置，其中，上述軟質材料之厚度為 5 以上且5 mm以下，且AskerC硬度為40以上且90以 .下。 7. 如吻求項5或6之加工裝置，其中，於上述軟質材料之上 述晶圓側之面上形成有溝槽。 8_如6月求項7之加工裝置，其中，上述溝槽之寬度為1_ 以上且5 mm以下。 153041.doc