TW201234466A - Planarization method for hard and brittle wafer and polishing pad for planarization - Google Patents

Description

201234466 HVl / /pil 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關於一種硬脆性晶圓（wafer )的平坦化加 工方法以及平坦化加工用研磨墊（pad)，詳細而言，本發 明是有關於一種可將包含硬脆性材料的晶圓予以平坦化的 硬脆性晶圓的平坦化加工方法以及平坦化加工用研磨墊。 【先前技術】 近年來，作為一種硬且脆的硬脆性材料的藍寶石 (sapphire)基板以及碳化石夕（別〇)基板已受到關注。藍 Ϊ石基板被用作氮化物半導體發光元件的蟲晶（epitaxiai) 成長用的基板等。又，碳化矽基板作為如下的半導體基板 而具有優異的物理性質，該半導體基板與矽（silic〇n)基 板相比較’能帶隙（band gap)約為3倍，絕緣擊穿電場 約為7倍，熱導率約為3倍。 其中，作為先前的藍寶石基板的製造方法，例如專利 文獻U尤其是該專利文獻i的實例3)所揭示的方法已為 人所知。於專利文獻1的製造方法中，對於對藍寶石單晶 （ingot)進行切割（slice)所得的藍寶石晶圓，依序 實鈿（1)使用包含GC研磨粒（綠色碳化矽系）等的游離 :磨粒的磨削（lapping)液來進行的磨削；⑺晶圓外周 ，的倒角；（3)-邊供給包含直徑比上述雜研磨粒的直 徑更小的鑽石（diamond)研磨粒的磨削液，一邊進行的鑽 石磨削；（4)使用有不織布製的研磨布的晶圓表.面的粗研 磨，以及（5)晶圓表面的精細研磨。再者，以碳化矽單晶

S 4 201234466 40177pif 鑄錠為原料，依序實施與上述藍寶石基板的情形相同的晶 圓加工，從而製造碳化矽基板。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利特開2008_44078號公報 如此，藍寶石晶圓以及碳化矽晶圓具有硬且脆的物理 性質。因此，與在上述磨削、鑽石賴、粗研磨以及精細 研磨中，分別對矽晶圓進行加工的情形相比較，加工速率 jrate)低，且晶圓的加工層中產生的加工應變亦大，經 常產生微痕（micro scratch)。原因在於：磨削液中及研磨 ，中的各游離研磨粒會嵌入至金屬製的磨削定盤以及研磨 定盤，游離研磨粒猶如固定研磨粒般產生作用。結果，將 ，大的加工應變等予以除去時所需的晶圓加工層的總除去 里變大，用以製作藍寶石基板或碳化矽基板的總平坦化加 工時間變長，基板的生產性下降。 因此，發明人進行仔細研究之後，著眼於具有高強度 與高彈性率的高強度高彈性率纖維，該高強度高彈性率纖 維作為對硬脆性晶圓進行平坦化加工的研磨墊的素材。亦 即，若藉由尚強度咼彈性率纖維來製作平坦化加工用研磨 墊，則於晶圓平坦化加工時，與研磨液一併供給至平坦化 加工用研磨墊的大半的游離研磨粒會流入至高強度高彈性 率纖維之間的凹穴（pocket)(間隙），該游離研磨粒會以 小力來對硬脆性晶圓產生研削作用。另一方面，剩餘的游 離研磨粒存在於高強度高彈性率纖維的凹穴之外。具體而 201234466

TV 1 / /jJlJL έ，一般認為：上述剩餘的游離研磨粒會附著於如下的部 分，該部分是配置於研磨墊最表面側的高強度高彈性率纖 維的外周面中，在平坦化加工時直接與硬脆性晶圓發生接 觸的部分，上述剩餘的游離研磨粒於平坦化加工時，以大 力來對硬脆性晶圓產生研削作用。根據以上的内容，已知： 確保了平坦化加工中的游離研磨粒的回避處，且與先前方 法相比較，加工應變以及微痕減少。 因此，若使用上述平坦化加工用研磨墊，且將先前方 去的磨削至粗研磨為止的各步驟合為一個步驟來實施，則 與〇前方法相比較，平坦化加工所需的晶圓加工層的總除 去量（總切削裕度）減少，而且可使自硬脆性晶圓獲得作 為製品的硬脆性基板所需的總平坦化加工時間縮短。而 且，由平坦化加工產生的晶圓的總除去量減少，因此，可 使自鑄錠切割出的晶圓的厚度比先前更薄，結果，已確認 自1根鑄錠獲得的晶圓的塊數增加，從而完成了本發明。 【發明内容】 本發明的目的在於提供如下的硬脆性晶圓的平坦化加 工方法以及平坦化加工用研磨墊，該硬脆性晶圓的平坦化 加工方法可使硬脆性晶圓的加工應變以及微痕減少，使總 2坦化加工時間縮短，並且可使切割出的晶圓的厚度比先 别更薄’從而可使自1根鑄旋獲得的晶圓的塊數增加。 第1觀關發明是-種硬脆性晶圓的平坦化加工方 ’該硬脆性晶圓的平坦化加卫方法對於對硬脆性鎢錠進 行切割所得的硬脆性晶圓實施平坦化加工，將包含高強度

S 6 201234466 40177pif 高彈性率纖維的平坦化加i用研磨㈣壓至切割之後的上 述硬脆性晶圓的表面及背面中的至少―表面，於上述狀雜 下，-邊供給包含游離研磨粒的加工液，一邊使上述硬： 性晶圓與上述平坦化加工用研錄相對地旋轉，藉此來^ 上述硬脆性晶®進行粗平坦化加工，然後，對經上述粗平 坦化加工的硬脆性晶圓的表面進行精細研磨。 又 第2觀點的發明是一種硬脆性晶圓的平坦化加工 用研磨墊，該魏性晶圓的平坦化加Μ研磨㈣硬脆性 晶圓進行平坦化加玉’上述平坦化加工㈣錄包含高強 度高彈性率纖維。 根據第1觀點以及第2觀點的發明，於硬脆性晶圓的 平坦化加工時，加工液被供給至平坦化加工用研磨墊，加 工液令的游離研磨粒附著且保持於平坦化加工用研磨墊的 高強度高彈性率纖維。於上述狀態下，將平坦化加工用研 磨墊推壓至硬脆性晶圓，使硬脆性晶圓與平坦化加工用研 磨墊相對地旋轉，對硬脆性晶圓進行平坦化加工。 根據此處所使用的高強度高彈性率纖維的特性，當在 曰曰圓平坦化加工時被推壓至硬脆性晶圓時，供給至平坦化 加工用研磨墊的大半的游離研磨粒會流入至高強度高彈性 率纖維之間的凹穴，該游離研磨粒以小力來對硬脆性晶圓 產生研削作用。 另一方面，一般認為：一部分的游離研磨粒存在於高 強度高彈性率纖維的凹穴之外，該部分的游離研磨粒會以 大力來對硬脆性晶圓產生研削作用。結果，痛保了平坦化 201234466 HVl / /ριι 加工中的游離研磨粒的回避處，先前方法的問題消失，該 問題是指游離研磨粒的一部分有可能會因加工壓的作用而 埋入至金屬製的定盤，從而成為固定研磨粒。藉此，可使 硬脆性晶圓的加工層（表層）中產生的加工應變以及微痕 減少。藉此，與依序實施磨削、鑽石磨削、粗研磨、以及 精細研磨的先前方法相比較，可使硬脆性晶圓的總平坦化 加工時間縮短。而且，由平坦化加工產生的晶圓的表背面 中的至少一表面的總除去量減少。因此，可使自鑄錠切割 出的晶圓的厚度比先前更薄，結果，可使自1根鑄錠獲得 的晶圓的塊數增加。 【實施方式】 第1觀點的發明是一種硬脆性晶圓的平坦化加工方 法，该硬脆性晶圓的平坦化加工方法對於對硬脆性鑄錠進 行切割所得的硬脆性晶圓實施平坦化加工，將包含高強度 南彈性率纖維的平坦化加工用研磨墊推壓至切割之後的上 述硬脆性晶圓的表面及背面中的至少一表面，於上述狀態 下，一邊供給包含游離研磨粒的加工液，一邊使上述硬脆 性晶圓與上述平坦化加工用研磨墊相對地旋轉，藉此來對 上述硬脆性晶圓進行粗平坦化加工，然後，對經上述粗平 坦化加工的硬脆性晶圓的表面進行精細研磨。 又’第2觀點的發明是一種硬脆性晶圓的平坦化加工 用研磨塾，該硬脆性晶圓的平坦化加工用研磨塾對硬脆性 曰曰圓進行平坦化加工，上述平坦化加工用研磨墊包含高強 度高彈性率纖維。

S 8 201234466 4U177pif 根據第1觀點以及第2觀點的發明，當對硬脆性晶圓 進行粗平坦化加工時，加工液被供給至平坦化加工用研磨 墊，加工液中的游離研磨粒附著且保持於平坦化加工用研 磨墊的高強度高彈性率纖維。於上述狀態下，將平坦化加 工用研磨墊推壓至硬脆性晶圓，使硬脆性晶圓與平坦化加 工用研磨墊相對地旋轉，對硬脆性晶圓進行粗平坦化加工。 咼強度咼彈性率纖維具有強度高且彈性率高的物理性 質。因此，於粗平坦化加工時，供給至平坦化加工用研磨 墊的大部分的游離研磨粒會流入至高強度高彈性率纖維之 間的凹穴’從而確保粗平坦化加工中的游離研磨粒的回避 處。此時，流入至高強度高彈性率纖維的凹穴的大半的游 離研磨粒是以小力來對硬脆性晶圓產生研削作用。另一方 面，一般認為：一部分的游離研磨粒會存在於高強度高彈 性率纖維的凹穴之外，該部分的游離研磨粒是以大力來對 硬脆性晶圓產生研削作用。此處所謂「凹穴之外」，是指配 置於研磨墊最表面側的高強度高彈性率纖維的外周面中， 直接與硬脆性晶圓發生接觸的部分。 結果，先前方法的問題消失，該問題是指游離研磨粒 的一部分因加工壓的作用而散入至金屬製的定盤，游離研 磨粒成為固定研磨粒，因此使硬脆性晶圓的加工應變變大 (變深），或經常產生微痕。藉此，與依序實施磨削、鑽石 磨削、粗研磨、以及精細研磨的先前方法相比較，直至自 切割之後的硬脆性晶圓獲得硬脆性基板為止的平坦化加工 中的總除去量（總切削裕度）減少，結果，與先前方法相 201234466 wi //ριι 比較，可使總平坦化加工時間縮短。 例如可採用藍寶石晶圓、碳化矽（Sic)晶圓等作為「硬 脆性晶圓」。此外，硬脆性晶圓亦可為氮化鎵（GaN)晶圓 等。 設為「硬脆性晶圓的表面以及背面中的至少一表面」 的理由在於.硬脆性aa圓的被平坦化加工面包含晶圓表背 面中的成為被要求具有高平坦度的元件（device)形成面 的晶圓表面。 所謂高強度高彈性率纖維，例如是指壓縮率為2〇%左 右、彈性壓縮率為90%左右、纖維密度為〇 5 g/cm3以上的 纖維（碳纖維、石墨纖維、芳香族聚醯胺纖維、以及玻璃 (glass)纖維等）。再者’平坦化加工用研磨墊的厚度任 意（例如為0.4 mm左右）。 作為包含高強度高彈性率纖維的平坦化加工用研磨墊 的製造方法，例如可採用如下的方法等，即，以所期望的 密度來將包含所期望的材料的纖維編織為編織布，將該編

織布貼附於研磨布的絲（base)(不織布或絲曱酸酷發 泡體（urethane foam ))的上表面。 X 此處所謂的「平坦化加工」，是指與對硬脆性晶圓實施 的例如磨削（包括鑽石磨削）、研削、粗研磨、以及精细 磨相當的加工。又，所謂「粗平坦化加工」，是指除了上 加工中的精細研磨之外的加卫。於粗平坦化加卫時姨 或間斷地僅進行上述加X中的任—個加I，或者連續= 斷地進行已選擇❹個（包括全部）加卫。作為粗平坦^匕 201234466 40177pif 加工中所使用的粗平坦化加H可制具有與石夕晶圓 用的研磨裝置（例如雙面研«置、單面研磨裝置）同等 的構造的裝置。 可私用將的度高賴率麟設為平面觀察時呈圓形 的墊形狀的研磨墊等作為平坦化加工用研磨墊。 可採用純水、油（oil)、冷卻劑（coolant)、分散材料、 以及消泡材料等作為加工液。 例如可採用碳化矽粒子、鑽石粒子、氧化鋁等作為游 "伴隨硬脆性晶圓的平坦度的進展，可於加工途中，適 當地將粗平坦化加工的條件予以變更。 所明使硬脆性晶圓與平坦化加工用研磨墊相對地旋 轉」’可僅使硬舰晶圓旋轉或僅使平坦化加王料磨整旋 轉亦可使上述硬脆性晶圓與平坦化加工用研磨塾均旋 轉。硬脆性晶圓與平坦化加工用研磨墊職轉方法可為相 同的方向，或亦可林_方向。然而，於旋轉方向相同 的情形時，必須使旋轉速度有所不同。 $粗平坦化加工之後，為了使成為元件形成面的表面 、到门平坦度，對硬脆性晶圓的經粗平坦化加工的面進行 精細研磨。 於精、、.田研磨+ ’例如使用麂皮（哪和）製的研磨布， 邊ί、給屍入有氧化雜子的膠體氧化♦(⑶加遍仙⑶) t -邊藉由各種研練置來對經粗平坦化加玉的硬脆性 晶圓的表面進行精細研磨。 201234466 40177pif [實例] 以下，參照圖1的流程圖（flowsheet)，對本發明的實 例1的硬脆性晶圓的平坦化加工方法及該方法中所使用的 平坦化加工用研磨墊進行說明。此處，將藍寶石晶圓的 坦化加工方法作為例子。 亦即，採用了實例1的硬脆性晶圓的平坦化加工方法 的藍寶石基板的製造過程（pr〇cess)包括：依序對單晶藍 寶石貫施的圓筒、定向平面（〇rientati〇n η泔）步驟、 切割步驟、倒角步驟、粗平坦化加工步驟、精細研磨步驟、 以及清洗步驟。 以下，具體地對上述各步驟進行說明。 首先，自已加熱至咼溫的藍寶石的溶融液，使用單晶 藍寶石的晶種（seed)來使單晶藍寶石成長。 曰 於圓筒、定向平面步驟中，首先，自單晶藍寶石籍鍵 ，結晶塊體⑽ek)予以靖，然後，對結晶塊體進行圓 同研削（外周研削）。具體而言，藉由包括類樹脂（細⑽⑷ 研削磨石的外周研職絲對結晶雜進行外周研削。夢 此’各結晶塊體成形為圓柱狀。 θ 1後，遍及塊體全長而平坦地對_筒研削的結晶 體的外周面的-部分進行研削，藉此，形成定向平面部 ^於切割步驟中使用線鋸（wire saw)，該線鋸是將線 、、堯於呈—角地配置的3根溝槽|昆（gr(K)veiOller)而成、、。 由線鑛，自結晶塊體切割出厚度為圆卿以下的 寶石晶圓（硬脆性晶圓）。

S 12 201234466 40177pif 於倒角步驟中’將旋轉中的倒角用磨石推壓至藍寶石 晶圓的外周部來進行則。然後，對關 進行粗平坦化加工。 ^ 以下，參照圖2以及圖3，詳細地對粗平坦化加 驟進行說明。 如圖2所示，於粗平垣化加工步驟中，使用i台行星 齒輪式的雙面平坦化加工裝置1〇來實施粗平坦化加工，該 粗平坦化加工包括先前的磨削、鑽石磨削、以及粗研磨。 雙面平坦❹置1Q包括：彼此呈平行地設置的上 定盤^及下定盤12;小直後的太陽齒輪（sungear)i3, 介於上述上定盤11、下定盤12之間，且設置為圍繞轴線 自如地旋轉；大直徑的内齒輪（internal gear) 14，設置為 以與上述軸線相同的轴線為中心而自如地旋轉；以及合計 為5塊的81板形狀的載板（carrier plate) 15，形成有與太 陽齒輪13及内齒輪14嚙合的外齒輪。 、 於上定盤11的下表面，黏貼有對晶圓背面進行粗平坦 化加工的平坦化加工用研磨墊16。又，於下定盤12的上 表面，黏貼有對晶圓表面進行粗平坦化加工的相同的平垣 化加工用研磨墊16。於各載板15中形成有4個晶圓保持 孔，藍寶石晶圓W分別插入至上述晶圓保持孔。 兩個平坦化加工用研磨墊16是薄片（sheet)構件， 該薄片構件是將編入有聚芳酯（P〇lyarylate )纖維（高強 度尚彈性率纖維）16a的布貼附於胺基曱酸酯發泡體的表 面而成’該薄片構件的厚度為0.4 mm，且纖維密度為〇 7 13 201234466 Wi / /pn g/cm3 (圖3)。聚芳醋纖維‘的壓縮率為 性率為90%。 轉 田對各藍寶石晶圓W進行粗平坦化加工時，使兩個定 盤11、12彼此以規定的速度朝相反的方向旋轉，一邊將加 工=給至平坦化加工用研料16之間，一邊以規定的加 ，壓來將兩個平坦化加工用研磨塾16推壓至各藍寶石晶 圓W。如此，對各藍寶石晶圓％的表背面進行粗平坦= 加工：!：至晶圓加1層的除去量於晶圓的兩個面上達到約 120 μηι為止。此處所使用的加工液是使氧化銘粒子&以 定的調配比分散於油中而成的加工液。 於粗平坦化加工時，加工液是藉由聚料系（

Pump)的觀力峨供給鮮域加^研雜16之間^ ^液中的氧化_子a附著且保持於平坦化加工用研磨 墊的聚桃纖維16a的露出面（圖3>於上述狀 將平坦化加1用研磨塾16推壓至藍寶石晶圓w的、表 面，對藍寳石晶圓评進行粗平坦化加工。 一構成平坦化加工用研磨墊16的聚芳醋纖維16a是強产 ϋ且具有高彈性率的纖維。因此，於粗平坦化加工時^ 塾至藍寶石晶UW的表背面的聚芳§旨纖維16a是在使 鋁粒子a抵接於晶圓表背面的狀態下發生彈性變形。 -邊維持上述狀態，—邊使藍f石晶圓w與兩個 =加工用研磨墊16朝規定方向旋轉。藉此，利用氧化_ a的研削作用’以約0 3，/min的加工速率逐步㈣ 寶石晶圓W的表背面進行研削。結果，藍寶石晶圓 201234466 40177pif 表背面的平行度提面逐步平坦化。因此， 於晶圓平坦化加工時，供給至平域加:^研㈣ =氧^絲子a會流入至互相纏繞的聚芳酿纖維恤之 間的凹八，以小力來對藍寶石晶圓w產生研削作用。另一 =部分的氧化姉子a會附著於聚芳酿纖維⑹的 凹晉的部分，具體而謂著於如下的部分，該部分是 配置於平域加卫騎錄16的最表_的

^的^周面中，直接與藍寶石晶圓生接觸的部分。 -^為.此部分的氧化峰子aaA =r:。藉此，確保平坦化加工中的== 的回避處。、纟。果，細方法的問題消失，該問題是 =研磨粒的—部分有可能會因加卫壓的作用而埋入至金屬 為蚊研磨粒。藉此，於藍寶石晶圓^ r生減:生的加工應變變淺，並且可使微痕的 藉此與依序實施磨削、鑽石磨削、粗研磨、以 細研磨主的先前方法相比較，可使藍寶石晶圓w的坦、月 短。Γ，由平坦化加工產生的晶圓:背面的 二广可使自敎切割出的藍寶石晶圓W 的厗度比先前更薄。結果’可使自 晶圓W的塊數增加。使自1根得的藍寶石 16a ^^上崎，働魏化峰子a㈣芳酿纖維 定：^具有，’因此，加工速率亦處於穩 -又’與先刖方法的情形相比較，成為製品的▲ 15 201234466 兮υι / /ριι 寶石基板的翹曲量以及精細研磨之後的晶圓表面粗糙度變 小’且與先前方法的情形相比較，晶圓平坦化加工所需的 總步驟數亦減少。再者，亦可使用單面平坦化加工裝置來 逐一單面地對藍寶石晶圓w的表背面進行粗平坦化加 工，該單面平坦化加工裝置包括與圖4所示的後述的單面 研磨裝置20相同的裝置構成，且代替研磨布21而將包含 高強度高彈性率纖維16a的平坦化加工用研磨墊16黏貼於 定盤。 接著，於精細研磨步驟中，使用如圖4所示的單面研 磨裝置20，且使用膠體氧化矽的研磨液，僅對經粗平坦化 加工的藍寶石晶圓W的表面進行精細研磨。 以下’參照圖4,具體地對單面研磨裝置2〇進行說明。 單面研磨裝置20包括：研磨定盤22，於上表面展開 有麂皮製的研磨布21 ;以及4個研磨頭（head) 23， 的ί :=為中心，且以9〇。的間隔配設於上 ϋ 朝下地配置的_寶石晶® ^載板24，藉由壤（wax)而黏貼於各研磨頭η的 於單面研磨時，一邊使研磨定盤22與各研 規定的速㈣蚊財域轉， ^ 此，對各«石晶圓布^。藉 此’於粗平坦化加工之後，僅對藍寶石『圓磨。如 精細研磨，因此，可進一步使 曰 的表面進行 寶石日日圓W的成為元件形 201234466 40177pif 成面的表面的平坦度提高。 於接下來的清洗步驟中’在對外觀進行檢查之後，立 即對各藍寶石晶圓w進行最终清洗，形成作為製品的藍寶 石基板。具體而言，使用鹼溶液與酸溶液，對鏡面研磨之 後的各藍寶石晶UW進行清洗。再者，於上述實例i中， 使用直徑為50 mm的結晶塊體。 ^此處，實際上藉由本發明（試驗例1〜試驗例4)及先 前（比較例1)的硬脆性晶圓的平坦化加工方法，對藍寶 石晶圓依序實施各種晶圓平坦化加工，從而獲得藍寶石基 板。 此時，調查由於精細研磨之前的平坦化加工中所使用 的研磨塾與包含游離研磨粒的加工液的差異（精細研磨之 前的平坦化加工材料），藍寶石晶圓的總平坦化加工特性、 精細研磨之前的藍寶石晶圓的特性、以及精細研磨之後的 藍寶石晶圓的特性會有何種不同。將調查的結果表示於表 1中。 此處所謂的「總平坦化加工特性」，是指對藍寶石晶圓 實施的總平坦化加工時間（包含精細研磨;)、總平坦化加工 步驟數以及總平坦化加工中的藍寶石的總除去量（加工 量）。又，所謂「精細研磨之前的藍寶石晶圓的特性」，是 指實施精細研磨之前的藍寶石晶圓的翹曲量以及表面粗糙 度。此外’所謂「精細研磨之後的藍寶石晶圓的特性」，是 指精細研磨之後的藍寶石晶圓的最終翹曲量、最終表面粗 糙度、以及微痕的產生量。 17 201234466 .πυι / /pu- 於試驗例1中，採用了如下的方法 工 用研磨墊中包含聚芳S旨纖維，於加1液中包含氧她 ^於試驗例2中，代替聚芳賴維’採用芳香^聚酿胺 纖維作為平坦化加工用研磨墊的素材。於試驗例/ 平坦化加X步財’制鑽錄子來储加工 鋁粒子。於試驗例4中，在平坦化加工步驟中，採用# 族聚_纖維來代替聚芳@旨纖維，且採用鑽石粒子來二替 加工，中的氧化絲子。另—方面，於比較例工中，採用 依序實施的磨削步驟、鑽石磨削步驟、及粗研磨步驟 替粗平坦化加工步驟。 再者，試驗例1〜試驗例4以及比較例丨中的各藍寶 石晶圓的試驗實施塊數為1G塊，表丨中的各試驗值是1〇 塊藍寶石晶圓的平均值。又，試驗例丨〜 較例！中的其他構歧以㈣i為鮮。 於比較例1的磨削步驟中，使用包括鑄鐵製的上下的 磨削定盤的磨削震置，-邊將包含Gc研磨粒的磨削液供 、’、。至磨削疋盤之間，一邊對藍寳石晶圓進行磨削。於接下 來的鑽石磨削步驟中，僅將下方的磨削定盤設為銅製，一 邊將包含鑽石粒子的磨削液供給至磨削定盤之間，一邊僅 對藍寶石晶圓的表面進行磨削。又，於粗研磨步驟中，將 NITTA H A AS股份有限公司製造的包含不織布的研磨布， 分別黏貼於行星齒輪方式的濱井產業股份有限公司製造的 上下的研磨定盤的各對向面，一邊將膠體氧化矽（加工液;) 供給至研磨布，一邊對藍寶石晶圓的表背面進行粗研磨。 201234466 J-a卜卜s寸 【Id 比較例1 〇〇 寸 〇0 不織布 膠體氧化矽 11.2 卜 IT} CN 〇 試驗例4 〇 (N CN ••Η 芳香族聚醯胺 鑽石 〇6 寸 ON oo CN d m O 試驗例3 as CN 聚芳酯 鑽石 ir> οό m 卜 00 CN d ΓΟ d 試驗例2 寸 <N 芳香族聚醯胺 氧化鋁 to 〆 VII 00 CN Ο d 試驗例1 CN 聚芳酯 氧化鋁 CN 卜： VII CN d d 總平坦化加工時間（小時） 總平坦化加工步驟數 總平坦化加工除去量（μηι) frr> d «S 2 ^ 3奥 加工液中的游離研磨粒 _曲量（μηι) 表面粗糙度Ra (nm) 最終紐曲量（μηι) 最終表面粗縫度RMS (nm) 微痕（> 1 cm)(個/Wfr) 總平坦化加工特性 _1 精細研磨之前的平坦化加工材 料 精細研磨之前的晶圓特性 精細研磨之後的晶圓特性 201234466 *tvi f /pil 「：f1ΐ不，於試驗例1中，採用「粗平括化加工 ==用有包含聚芳醋纖維的平坦化加工二C 與包含氧化I呂粒子的加工、、右！_、+、「* 型 磨布以及膠體氧化石夕。 4精細研磨」使用有研 、”總平坦化加工平均需要13小時。總平坦化加工 中的藍貝石的總除去量於晶圓表背面上平均為⑵师。 又’粗平坦加工之後的藍f石晶圓_曲量平均為Μ μιη粗平坦加工之後的晶圓表背面的粗链度為⑸，該以 平均為1 nm以下。又，精細研磨之後的晶圓的勉曲量平 均為7.5μιη，晶圓表背面的粗糙度為RMS，該尺以^^平均 為0.2 nm左右。精細研磨之後的晶圓表面的劃痕檢查的結 果如下：當將劃痕產生塊數除以總檢查塊數而獲得每一塊 的產生數時（以下相同），存在於每一塊晶圓中的i 以 上的劃痕的產生數平均為〇丨個。 於試驗例2中，採用「粗平坦化加工」與「精細研磨」 该2段加工作為平坦化加工，上述「粗平坦化加工」使用 有包含芳香族聚醯胺纖維的平坦化加工用研磨墊與包含氧 化鋁粒子的加工液，上述「精細研磨」使用有研磨布以及 膠體氧化矽。結果，總平坦化加工平均需要14小時。此時 的總平坦化加工中的除去量於晶圓表背面上平均為121 μιη°又’使用芳香族聚醯胺纖維的平坦化加工用研磨墊來 實施粗平坦化加工之後的晶圓的翹曲量平均為7.5 μιη。粗 平坦化加工之後的晶圓表背面的粗糙度為Ra，該Ra平均 20 201234466 40177pif ’、、、nin以下。又，精細研磨之後的晶圓的翹曲量平均為 7.8 μΠ1,精細研磨之後的晶圓表背面的粗糙度為RMS，該 腦平均為Q.2nm左右。精細研狀後的晶®表面的lcm 以上的劃痕產生數於每__塊晶圓巾平均為〇 ι個。 ^於試驗例3中，採用「粗平坦化加工」與「精細研磨」 名2段加工作為平坦加工，上述「粗平坦化加工」使用有 包έ聚芳自曰纖維的平坦化加工用研磨墊與包含鑽石研磨粒 的加工液’上述「精細研磨」使用有研磨布以及膠體氧化 矽。結果，總平坦化加工的加工時間的平均值為9·5小時。 此時的總平坦化加工中的總除去量於晶圓表背面上平均為 121 μιη。又，使用聚芳酯纖維的平坦化加工用研磨墊來實 施粗平坦化加工之後的晶圓的翹曲量平均為8 5μπι，實施 粗平坦化加工之後的晶圓表背面的粗縫度為Ra，該平 均為3 nm左右。又，精細研磨之後的晶圓的翹曲量平均 為8.7 μιη，精細研磨之後的晶圓表背面的粗糙度為^^^^， 該RMS平均為〇.2nm左右。精細研磨之後的丨cm以上的 劃痕的產生數於每一塊晶圓中平均為〇 3個。 於試驗例4中’採用「粗平坦化加工」與「精細研磨」 該2段加工作為平坦加工，上述「粗平坦化加工」使用有 芳香族聚醯胺纖維的平坦化加工用研磨墊與包含鑽石研磨 粒的加工液，上述「精細研磨」使用有研磨布以及膠體氧 化矽。結果，總平坦化加工所需的時間平均需要10小時。 此時的總平坦化加工中的藍寶石的總除去量於晶圓表背面 上平均為121 μιη。又，使用芳香族聚醯胺纖維杳平坦化加 21 201234466 HUI / /ριι 工用研磨墊來實施粗平坦化加工之後的晶圓的翹曲量平均 為8·6 μπι。粗平坦化加工之後的晶圓表背面的粗糙度為 Ra ’該Ra平均為4nm左右。又，當實施至精細研磨為止 時，晶圓的翹曲量平均為8.9 μιη，晶圓表背面的粗糙度為 RMS，該RMS平均為〇.2nm左右。精細研磨之後的晶圓 表面上的1 cm以上的劃痕的產生數平均為〇 3個。 於比較例1中’實施「磨削加工」、「鑽石磨削加工」、 「粗研磨加工」、以及「精細研磨加工」該4段加工（總平 =化加工）作為平坦加工，上述「磨削加工」使用有鑄鐵 定盤與GC研磨粒，上述「鑽石磨削加工」使用有銅定盤 與鑽石研磨粒’上述「粗研磨加工」使时不織布與膠體 石夕研磨粒’上述「精細研磨加卫」使用有麂皮製的研 太與雜氧切。結果，總平坦彳b加項需的時間平均 t 8】時此時’總平坦化加工中的藍寶石的總除去量於 曰曰圓表背面上平均為181 μιη。 、 又，使用不織布來實施粗研磨之後的晶圓的祕量平 二S 磨加工之後的晶圓表#面的粗縫度為 的晶圓_曲量平;^右/又，實施域細研磨為止時 RMS，該RMS =^11.5 μιη ’晶圓表背面的祕度為 表面上的1 、句為〇.2nm左右。精細研磨之後的晶圓 Cam以上的劃痕的產生數平均為1個。 石 、^明有效果地作為使直至硬脆性材料（例如藍寶 短的技術。^等）的鏡面加工為止的總加工時間縮 22 201234466 40177pif 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明的實例1的硬脆性晶圓的平坦化加 工方法的流程圖。 圖2是表示本發明的實例1的硬脆性晶圓的平坦化加 工方法中所使用的粗平坦化加工裝置的立體圖。 圖3是表示藉由本發明的實例1的硬脆性晶圓的平坦 化加工用研磨墊來對硬脆性晶圓進行粗平坦化加工的狀態 的要部放大剖面。 圖4是表示本發明的實例1的硬脆性晶圓的平坦化加 工方法中所使用的單面研磨裝置的立體圖。 【主要元件符號說明】 10 :雙面平坦化加工裝置 11 ' U :定盤 13 :太陽齒輪 14 :内齒輪 15 ' 24 =載板 16 :平坦化加工用研磨整 l6a:聚芳酯纖維（高強度高彈性率纖維） 2〇 :單面研磨裝置 21:研磨布 22 ·研磨定盤 23 ·研磨頭 a.氧化鋁粒子（游離研磨粒） W:藍寶石晶圓（硬脆性晶圓） 23

Claims (1)

1. 201234466 -TKJ 1 / /yiA 七、申請專利範圍·· 1. 一種硬脆性晶圓的平坦化加工方法，其是對於對硬 脆性鑄錠進行切割所得的硬脆性晶圓實施平坦化加工的硬 脆性晶圓的平坦化加工方法，且包括： 將包含高強度高彈性率纖維的平坦化加工用研磨墊推 壓至切割之後的上述硬脆性晶圓的表面及背面中的至少— 表面，於上述狀態下，-邊供給包含游離研磨粒的加工液， 一邊使上述硬脆性晶圓與上述平坦化加工用研磨墊相對地 旋轉，藉此來對上述硬脆性晶圓進行粗平坦化加工；以及 研磨對經粗平坦化加工的上述硬脆性晶圓的表面進行精細 2. —種硬脆性晶圓的平坦化加工用研磨墊，其是對硬 脆性晶圓進行平坦化加工的硬脆性晶圓的平坦 磨墊，其中 用研 上述平坦化加工用研磨墊包含高強度高彈性率纖維。 S 24