TW201539564A - 半導體晶圓之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為提供一種在鏡面倒角研磨步驟中,可以同時兼顧半導體晶圓外周部的平坦度提升、及倒角部的粗糙度平滑化兩者之半導體晶圓之製造方法。 對於在表面12或表內兩面存在有氧化膜12A、在倒角部11沒有存在氧化膜之半導體晶圓10的前述倒角部11,使用無磨粒研磨液實施鏡面加工倒角研磨步驟。又,在前述鏡面加工倒角研磨步驟之前,對於在前述表面12或前述表內兩面、以及在前述倒角部11存在有氧化膜11A、12A之半導體晶圓10的前述倒角部11,使用有磨粒研磨液實施加工前鏡面倒角研磨步驟。

Description

半導體晶圓之製造方法
本發明為有關一種半導體晶圓之製造方法。
通常,在半導體晶圓的表內兩面所進行之鏡面研磨是分成複數階段予以實施。具體而言,可以大致區分為以半導體晶圓的高平坦度化為目的之粗研磨、及以減低表面粗糙度為目的之加工研磨。
又,不只是半導體晶圓的表內兩面,以防止來自倒角部的揚塵之目的,在倒角部也實施鏡面研磨。
粗研磨為將半導體晶圓收納在載體內,利用同時研磨半導體晶圓的表內兩面之兩面同時研磨予以進行。在該兩面同時研磨中,根據半導體晶圓與載體內周面的接觸,在倒角部會發生傷痕或壓痕。因此,倒角部的鏡面研磨兼顧發生的傷痕或壓痕之除去,因此在粗研磨後實施為一般常見的。
習知以來,倒角部的鏡面研磨為採用:利用使用了不織物之研磨墊與有磨粒研磨液進行研磨之第1步驟、及利用使用了麂皮之研磨墊與有磨粒研磨液進行最後加工之第2步驟之2階段加工。在第1步驟中,以高效率除去發生在倒角部之傷痕或壓痕為目的予以進行,在第2步驟中,以平滑化倒角部的微小面粗糙度為目的予以進行。
但是,由於在被用於倒角部之鏡面研磨的研磨墊中為使用軟質的研磨布,因此有該軟質的研磨布不只是倒角部,並且會在包裹到晶圓表面側或內面側的狀態下進行研磨的問題(以下,稱為過研磨。)。
具體而言,如圖5(A)所示,在第1步驟中,首先,除去存在於半導體晶圓100的倒角部101之氧化膜101A。但是,如圖5(B)所示,不只是存在於倒角部101的氧化膜101A,在存在於晶圓表面102的氧化膜102A之中,也除去研磨墊的研磨布(不織布)111所旋入的區域中之氧化膜102B。再者,對於氧化膜102B被除去而露出的晶圓表面102與倒角部101的界限部分103發生局部性應力集中,以該界限部分103的區域為中心進行研磨。
接著,如圖5(C)所示,在第2步驟中,接續第1步驟,使研磨墊的研磨布(麂皮)112所旋入的區域中之存在於晶圓表面102的氧化膜102B更進一步被除去。接著,對於已露出的晶圓表面102與倒角部101的界限部分103發生局部性應力集中,以該界限部分103的區域為中心使研磨更加進行。
當發生如此的過研磨時,會產生半導體晶圓外周部的厚度變薄之不合宜的情況(以下,稱為邊緣塌邊。)。
作為防止以上述過研磨為起因之邊緣塌邊的方法,揭露了:將研磨墊成為貼合研磨布層、及比該研磨布層硬度更低的海錦層之至少2層的構造,將研磨布層的硬度以ASKER C硬度為65以上、而且海錦層的硬度以ASKER C硬度為40以下(例如參照專利文獻1。)。在專利文獻1中,藉由 使用上述構成的研磨墊,可以將過研磨寬度抑制在400μm以下。
又,揭露了:在兩面研磨步驟之後,在半導體晶圓表內兩面形成樹脂製的保護膜,進行鏡面倒角步驟,之後除去樹脂製的保護膜之半導體晶圓之製造方法(例如參照專利文獻2。)。在專利文獻2中,藉由根據形成在半導體晶圓的表內兩面之樹脂製的保護膜,抑制鏡面倒角步驟時的過研磨,防止邊緣塌邊。
先前專利文獻 專利文獻
【專利文獻1】國際公開第2002/005337號
【專利文獻2】日本特開2006-237055號公報
然而,在專利文獻1中,由於藉由提高與晶圓接觸之研磨布層的硬度,可以抑制對晶圓之研磨墊的陷入,因此可以抑制過研磨,但是另一方面,會有倒角部之微粗糙度劣化的問題。
在上述專利文獻2所揭露的方法中,由於必須分別進行根據樹脂之保護膜形成及用以除去樹脂製保護膜的洗淨,會牽聯到成本提高的問題。
又,當用以形成保護膜之樹脂不只是表內兩面,也擴及到倒角部時,會部分性或整體性地抑制在倒角部之鏡面研磨步驟 的研磨。為此,必須以樹脂不會擴及到倒角部的方式,只在晶圓的表內兩面確切形成保護膜,但是在技術上這是困難的。
再者,在用以樹脂保護膜的除去之洗淨中,會有一經除去之樹脂再附著之樹脂製保護膜無法完全除去等的問題。
本發明的目的為提供一種在鏡面倒角研磨步驟中,可以同時兼顧半導體晶圓外周部的平坦度提升、及倒角部的粗糙度平滑化兩者之半導體晶圓之製造方法。
本發明之半導體晶圓之製造方法,其特徵在於:對於在表面或表內兩面存在有氧化膜、在倒角部沒有存在氧化膜之半導體晶圓的前述倒角部,使用無磨粒研磨液實施鏡面加工倒角研磨步驟。
根據本發明,在表面或表內兩面存在有氧化膜、在倒角部沒有存在氧化膜之半導體晶圓,使用無磨粒研磨液實施鏡面加工倒角研磨步驟。因為在根據無磨粒研磨液的研磨中不會除去氧化膜,因此氧化膜存在的區域、即半導體晶圓的表面或表內兩面不會進行研磨,只會進行氧化膜不存在之倒角部的研磨。為此,即使研磨墊不只是倒角部,也旋入到晶圓表面側、或表內兩面側的狀態下進行研磨,由於存在於表面或表內兩面之氧化膜發揮作為阻擋的作用而不會發生過研磨。其結果為可以兼顧半導體晶圓外周部的平坦度提升、及倒角部之粗糙度平滑化兩者。
在本發明之半導體晶圓之製造方法中,以在前述鏡面加工倒角研磨步驟之前,對於在前述表面或前述表內兩 面、以及在前述倒角部存在有氧化膜之半導體晶圓的前述倒角部,使用有磨粒研磨液實施加工前鏡面倒角研磨步驟為佳。
根據該發明,在鏡面加工倒角研磨步驟之前,實施根據有磨粒研磨液之研磨作為加工前鏡面倒角研磨步驟。在根據有磨粒研磨液的研磨中,可以除去氧化膜。為此,對於不只是表面或表內兩面,在倒角部也存在有氧化膜之半導體晶圓的倒角部,藉由實施該加工前鏡面倒角研磨步驟,除去存在於倒角部的氧化膜。其結果為藉由實施該加工前鏡面倒角研磨步驟,可以形成在表面或表內兩面存在有氧化膜、在倒角部沒有存在氧化膜之半導體晶圓。又,根據有磨粒研磨液之研磨,其與根據無磨粒研磨液之研磨相比,可以效率佳地除去發生在倒角部之傷痕或壓痕。為此,藉由實施加工前鏡面倒角研磨步驟,可以提升後步驟之鏡面加工倒角研磨步驟的作業效率。
在本發明之半導體晶圓之製造方法中,前述加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,使用壓縮率為未滿7%之不織布,前述鏡面加工倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,使用壓縮率為6%以上的麂皮為佳。
根據該發明,在加工前鏡面倒角研磨步驟的研磨墊中,使用壓縮率為未滿7%之不織布,在鏡面加工倒角研磨步驟的研磨墊中,使用壓縮率為6%以上的麂皮。藉由將上述各步驟之研磨墊的壓縮率成為特定的組合,在加工前鏡面倒角研磨步驟中可以更進一步抑制過研磨,在鏡面加工倒角研磨步驟中可以更進一步減低倒角部的粗糙度。
在本發明之半導體晶圓之製造方法中,以在前述 鏡面加工倒角研磨步驟所使用的前述無磨粒研磨液中,添加聚合物為佳。
根據該發明,在鏡面加工倒角研磨步驟的無磨粒研磨液中,添加聚合物。藉由在無磨粒研磨液中添加聚合物,可以提升鏡面加工倒角研磨步驟時之半導體晶圓研磨面的潤濕性。
10‧‧‧半導體晶圓
11‧‧‧倒角部
11A‧‧‧氧化膜
12‧‧‧表面
12A‧‧‧氧化膜
圖1為本實施形態之加工前鏡面倒角研磨步驟及鏡面加工倒角研磨步驟中之半導體晶圓的部分放大剖面圖,(A)為顯示加工前鏡面倒角研磨步驟之氧化膜除去前的研磨狀態之圖面、(B)為顯示加工前鏡面倒角研磨步驟之氧化膜除去後的研磨狀態之圖面、(C)為顯示鏡面加工倒角研磨步驟的研磨狀態之圖面。
圖2為顯示本實施形態之倒角研磨裝置的概略圖,(A)為部分放大概略圖、(B)為平面圖。
圖3為顯示實施例及比較例之半導體晶圓的邊緣除外區域1mm的FZDD之圖面。
圖4為顯示實施例及比較例之半導體晶圓倒角部的微粗糙度的圖面。
圖5為習知的鏡面倒角研磨步驟之半導體晶圓的部分放大剖面圖,(A)為顯示第1步驟之氧化膜除去前的研磨狀態之圖面、(B)為顯示第1步驟之氧化膜除去後的研磨狀態之圖面、(C)為顯示第2步驟的研磨狀態之圖面。
以下,參照圖面說明本發明的實施形態。
在本發明之半導體晶圓之製造方法中,首先,利用多線式線鋸等將根據CZ法等提拉之單晶錠塊切斷成片狀。其次,為了防止被切成片狀之晶圓的缺角或裂開,在晶圓之角落部等進行倒角。
其次,為了將經倒角之晶圓的表面平坦化,進行拋光或平面研削。接著,為了除去殘留在晶圓之倒角時及拋光時所發生的加工變質層,進行根據蝕刻之化學性表層除去處理。
其次,粗研磨經蝕刻之晶圓的表內兩面。
在粗研磨步驟中,以將晶圓研磨到所期望的厚度為目的予以進行。具體而言,使用兩面研磨裝置,並且使用胺基甲酸乙酯樹脂等緊實的硬質素材之研磨布,利用研磨速度比較快的條件,以將研磨後之晶圓的厚度不均變小,達到平坦化的方式進行研磨。
其次,為了除去粗研磨步驟所使用的磨粒或研磨液等的殘留物,進行晶圓洗淨。
在此的洗淨中,以使用包含氨水及過氧化氫水的洗淨液(SC-1)等為合適的。例如,以藉由根據以1:1混合氨水與過氧化氫水,再將此純水稀釋到5~30倍調製而成之加溫到50~80℃的SC-1液之濕式設備洗淨予以進行者尤佳。
根據上述SC-1液的洗淨後,利用純水沖洗晶圓。在結束洗淨的晶圓整面中,不可避免地形成膜厚約1nm以上、約1.1nm以下(約10Å以上、約11Å以下)的自然氧化膜。
〔加工前鏡面倒角研磨步驟〕
其次,如圖1(A)所示,對於分別在晶圓表面12形成氧化膜12A、在倒角部11形成氧化膜11A之半導體晶圓10(之後也簡稱為「晶圓」。)的倒角部11,實施加工前鏡面倒角研磨步驟。
<倒角研磨裝置之構成>
針對用於本實施形態之加工前鏡面倒角研磨步驟之倒角研磨裝置進行說明。圖2(A)為倒角研磨裝置的部分放大概略圖、圖2(B)為倒角研磨裝置的平面圖。
如圖2(A)所示,倒角研磨裝置20具備:吸附晶圓10的下面之晶圓吸附部21、鏡面研磨利用該晶圓吸附部21所吸附之晶圓10之研磨部22、及在該研磨部22的上部用以供給研磨液之配管23。
晶圓吸附部21具備:藉由吸附保持晶圓10的下面之作為保持手段的吸附平台211、及使該吸附平台211旋轉之旋轉手段212。
研磨部22具備:鏡面研磨晶圓10的倒角部11之研磨轉輪221;及使研磨轉輪旋轉、或在上下方向升降、或朝晶圓10按壓之驅動手段(圖示省略)。研磨轉輪221由上方傾斜面研磨墊222、垂直面研磨墊223、及下方傾斜面研磨墊224構成。
又,在圖2(A)中,為了說明對於晶圓10的倒角部11之位置關係,將各研磨墊222、223、224並列在圖面的右側予以顯示。實際上,如圖2(B)所示,構成為各研磨墊222、223、224分別形成為相同長度的圓弧狀,並且隔著特定間隔配置在晶圓10的周圍。
又,在各研磨墊222、223、224中分別黏貼有研磨布。作為倒角研磨裝置20之各研磨墊所貼設的研磨布中,以在加工前鏡面倒角研磨步驟與後述之鏡面倒角研磨步驟中分別使用不同者為佳。加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的研磨墊以使用盡可能高硬度者為佳。具體而言,在加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,以使用壓縮率為未滿7%之不織布作為研磨布為佳。例如,作使用NITTA HASS公司製的SUBA800或SUBA600等為不織布尤佳。
作為加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的研磨液,以使用含有磨粒之鹼性水溶液為佳。其中,就磨粒而言以平均粒徑50nm的膠質二氧化矽、就鹼性水溶液而言以使用pH10~11之KOH水溶液尤佳。
<根據倒角研磨裝置之加工前鏡面倒角研磨步驟的作用>
其次,針對根據前述倒角研磨裝置20之加工前鏡面倒角研磨步驟的作用進行說明。
首先,將晶圓10的下面吸附在晶圓吸附部21而保持晶圓10。接著,以特定的壓力,將研磨轉輪221的各研磨墊222、223、224分別按壓到倒角部的對應處,並且維持按壓狀態。
其次,一邊從配管23將研磨液供給到研磨墊,一邊如圖2(B)所示,使旋轉手段212旋轉而旋轉晶圓10的同時,而且利用驅動手段使研磨轉輪221旋轉而旋轉各研磨墊222、223、224。
藉此,晶圓10之倒角部11的上方、倒角部11的中央部、及倒角部11的下方分別利用上方傾斜面研磨墊222、垂直面研 磨墊223、及下方傾斜面研磨墊224進行研磨。
如圖1(A)、(B)所示,在加工前鏡面倒角研磨步驟中,因為使用硬度為高之研磨布(不織布)222A作為研磨墊,因此可以減低研磨時之對晶圓10的研磨墊陷入。為此,可以抑制研磨墊的研磨布(不織布)222A不只是倒角部11、也旋入到晶圓表面12側乙事。其結果為在該加工前鏡面倒角研磨步驟中,不會發生過研磨,並且只除去存在於倒角部11的氧化膜11A。藉此,形成在表內兩面存在有氧化膜12A、在倒角部11沒有存在氧化膜之晶圓10。又,藉由該加工前鏡面倒角研磨,也可以除去在粗研磨步驟所產生的傷痕或壓痕。
〔鏡面加工倒角研磨步驟〕
接續加工前鏡面倒角研磨步驟,對於在表內兩面存在有氧化膜、在倒角部11沒有存在氧化膜之晶圓10的倒角部11,實施鏡面加工倒角研磨步驟。
<倒角研磨裝置的構成>
在本實施形態之鏡面加工倒角研磨步驟中,可以使用具有與前述加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的倒角研磨裝置相同構成之倒角研磨裝置20。
在鏡面加工倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,以使用儘可能低硬度者為佳。具體而言,在鏡面加工倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,以使用壓縮率為6%以上之麂皮作為研磨布為佳。作為具有上述性質之麂皮,例如以使用NITTA HASS公司製的SUPREME-RN等尤佳。
作為鏡面加工倒角研磨步驟所使用的研磨液,以使用不含 有磨粒之鹼性水溶液為佳。就鹼性水溶液而言以使用pH10~11之KOH水溶液尤佳。在鏡面加工倒角研磨步驟所使用的無磨粒研磨液中,以添加聚合物為佳。
<根據倒角研磨裝置之鏡面加工倒角研磨步驟的作用>
其次,針對根據前述倒角研磨裝置20之鏡面加工倒角研磨步驟的作用進行說明。針對倒角研磨裝置20的驅動,因為與上述加工前鏡面倒角研磨相同而省略記載。
在該鏡面加工倒角研磨中,因為使用無磨粒研磨液,因此如圖1(C)所示,只進行氧化膜不存在之倒角部11的研磨。換言之,即使研磨墊的研磨布(麂皮)222B在旋入到晶圓表面12側或內面側的狀態進行研磨,由於利用無磨粒研磨液無法研磨氧化膜,因此不會發生過研磨,只會使倒角部11的粗糙度平滑化。
在結束鏡面加工倒角研磨步驟後,利用單面研磨裝置,除去存在於晶圓表面12的氧化膜12A,鏡面研磨晶圓10的表面或表內兩面的。
〔實施形態的作用效果〕
如上述所示,在上述實施形態中,可以達到以下的作用效果。
(1)對於在晶圓表面12或表內兩面存在有氧化膜12A、在倒角部11沒有存在氧化膜之晶圓10的倒角部11,使用無磨粒研磨液實施鏡面加工倒角研磨步驟。
根據本發明,因為根據無磨粒研磨液的研磨,不會除去氧化膜,因此在氧化膜存在的區域、即晶圓表面12或表內兩面 沒有進行研磨,只進行氧化膜不存在之倒角部11的研磨。為此,即使研磨墊的研磨布(麂皮)222B在不只是倒角部11,也旋入到晶圓表面12側、或表內兩面側的狀態下進行研磨,由於存在於晶圓表面12或表內兩面之氧化膜12A發揮作為阻擋的作用而不會發生過研磨。其結果為可以兼顧晶圓10外周部的平坦度提升、及倒角部11之粗糙度平滑化兩者。
(2)在鏡面加工倒角研磨步驟之前,對於在晶圓表面12或表內兩面、以及在倒角部11存在有氧化膜11A、12A之晶圓10的倒角部11,使用有磨粒研磨液實施加工前鏡面倒角研磨步驟。
根據該發明,根據有磨粒研磨液的研磨液,可以除去氧化膜。為此,對於不只是晶圓表面12或表內兩面,在倒角部11也存在有氧化膜11A、12A之晶圓10的倒角部11,藉由實施該加工前鏡面倒角研磨步驟,除去存在於倒角部11的氧化膜11A。其結果為藉由實施該加工前鏡面倒角研磨步驟,可以形成在晶圓表面12或表內兩面存在有氧化膜12A,在倒角部11沒有存在氧化膜之晶圓10。又,根據有磨粒研磨液之研磨,其與根據無磨粒研磨液之研磨相比,可以效率佳地除去發生在倒角部11之傷痕或壓痕。為此,藉由實施加工前鏡面倒角研磨步驟,可以提升後步驟之鏡面加工倒角研磨步驟的作業效率。
(3)加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,使用壓縮率為未滿7%之不織布,鏡面加工倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,使用壓縮率為6%以上的麂皮。
根據該發明,藉由將上述各步驟的研磨墊之壓縮率等成為 特定的組合,在加工前鏡面倒角研磨步驟中可以更進一步抑制過研磨,在鏡面加工倒角研磨步驟中可以更進一步減低倒角部的粗糙度。
(4)在鏡面加工倒角研磨步驟所使用的前述無磨粒研磨液中添加聚合物。
根據該發明,藉由在無磨粒研磨液中添加聚合物,可以提升鏡面加工倒角研磨步驟時之半導體晶圓研磨面的潤濕性。
〔其他實施形態〕
又,本發明並不只是限定於上述實施形態,在不脫離本發明的宗旨之範圍內可以進行各種改良以及設計變更等。
在上述實施形態中,雖然構成為在鏡面加工倒角研磨步驟的無磨粒研磨液中添加聚合物,但是在加工前鏡面倒角研磨步驟的有磨粒研磨液中也添加聚合物亦可。
又,在本實施形態中,為了形成在倒角部沒有存在氧化膜之半導體晶圓,以實施加工前鏡面倒角研磨步驟為例示,但是不限於此。例如,在將倒角部予以遮罩的狀態下形成氧化膜後,藉由除去遮罩,形成在倒角部沒有存在氧化膜之半導體晶圓亦可。又,例如,利用蝕刻等,藉由只除去全面形成有氧化膜之半導體晶圓的倒角部之氧化膜,形成在倒角部沒有存在氧化膜之半導體晶圓亦可。
又,雖然是根據利用洗淨步驟所產生的氧化膜者成為形成在半導體晶圓整面的氧化膜,但是使用藥液在半導體晶圓整面形成氧化膜亦可。在該情況下,與自然氧化膜不同,可以適當 調整氧化膜的膜厚。
又,加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的研磨墊為儘可能高硬度亦可。藉由提高加工前鏡面倒角研磨步驟之研磨墊的硬度,可以減低研磨時之對晶圓的研磨墊陷入。為此,由於抑制研磨墊不只是倒角部、也旋入到晶圓表面側、或是表內兩面側的狀態,其結果為可以抑制加工前鏡面倒角研磨步驟之過研磨。
其他,在可以達成本發明的目的之範圍內將本發明之實施時的具體順序、及構造等成為其他的構造等亦可。
【實施例】
其次,雖然利用實施例及比較例更詳細說明本發明,但是本發明並不是藉由此等例示而有任何限制。
〔實施例1〕
首先,作為半導體晶圓10,準備一依序進行切片、倒角、拋光、蝕刻、兩面研磨、及洗淨之各處理所得到之直徑300mm、晶體取向(100),在整面形成有膜厚0.9nm的自然氧化膜之矽晶圓。
其次,使用如圖2(A)所示之倒角研磨裝置20,將洗淨後的矽晶圓的倒角部進行鏡面倒角研磨。該鏡面倒角研磨利用第1步驟(加工前鏡面倒角研磨)、及第2步驟(鏡面加工倒角研磨)的2階段予以進行。
‧第1步驟(加工前鏡面倒角研磨)
研磨墊:作為研磨布使用壓縮率為4.1%的不織布
研磨液:使用有磨粒研磨液(含有平均粒徑50nm的膠 質二氧化矽磨粒之pH10~11的KOH水溶液)
‧第2步驟(鏡面加工倒角研磨)
研磨墊:作為研磨布使用壓縮率為6.7%的麂皮
研磨液:使用無磨粒研磨液(pH10~11的KOH水溶液)
〔比較例1〕
除了將鏡面倒角研磨條件進行以下的變更之外,其他與實施例1相同得到矽晶圓。
‧第1步驟(加工前鏡面倒角研磨)
研磨墊:作為研磨布使用壓縮率為6.9%的不織布
研磨液:使用有磨粒研磨液(含有平均粒徑50nm的膠質二氧化矽磨粒之pH10~11的KOH水溶液)
‧第2步驟(鏡面加工倒角研磨)
研磨墊:作為研磨布使用壓縮率為6.7%的麂皮
研磨液:使用有磨粒研磨液(含有平均粒徑50nm的膠質二氧化矽磨粒之pH10~11的KOH水溶液)
〔比較例2〕
除了將鏡面倒角研磨條件進行以下的變更之外,其他與實施例1相同得到矽晶圓。該比較例2與上述實施例1、比較例1不同,其為根據1階段之鏡面倒角研磨。
研磨墊:作為研磨布使用壓縮率為6.9%的不織布
研磨液:使用有磨粒研磨液(含有平均粒徑50nm的膠質二氧化矽磨粒之pH10~11的KOH水溶液)
〔比較例3〕
除了將鏡面倒角研磨條件進行以下的變更之外, 其他與實施例1相同得到矽晶圓。該比較例3與上述比較例2相同,其為根據1階段之鏡面倒角研磨。
研磨墊:作為研磨布使用壓縮率為4.1%的不織布
研磨液:使用有磨粒研磨液(含有平均粒徑50nm的膠質二氧化矽磨粒之pH10~11的KOH水溶液)
〔評價〕
準備複數塊利用實施例1及比較例1~3所得到之鏡面倒角研磨後的矽晶圓,針對此等矽晶圓,使用平坦度測量裝置(KLA-Tencor公司製Wafer-Sight2),算出FZDD(前端_ZDD)(表面分佈的2次微分值)。FZDD為表示邊緣塌邊大小的尺度。其結果如圖3所示。
又,針對此等矽晶圓,使用雷射干涉儀裝置(Chapman公司製)測量倒角部之微粗糙度。其結果如圖4所示。
從圖3的比較例1及比較例2可以明確得知,在相當於加工之研磨使用有磨粒研磨液的情況下,會使邊緣塌邊大幅惡化。另一方面,從比較例3及實施例1可以明確得知,在相當於加工之研磨使用無磨粒研磨液的情況下,不會使邊緣塌邊惡化。又,從比較例2及比較例3,可以得知使用有磨粒研磨液的研磨之情況下,對於研磨墊使用壓縮率更低的高硬度之不織布作為研磨布,會使邊緣塌邊變小。
從圖4的比較例2及比較例3可以明確得知,在利用1階段的鏡面倒角研磨,並且使用有磨粒研磨液,使用不織布作為研磨墊的研磨布之條件下,微粗糙度變大。另一方面,從比較例1及實施例1可以明確得知,實施利用2階段的 鏡面倒角研磨,並且對於第2步驟之研磨的研磨墊使用麂皮作為研磨布的情況下,可以將在第1步驟的研磨中為大之倒角部的微粗糙度大幅變小。
從上述圖3、圖4所示的結果,可以確認本發明之實施例1能夠抑制邊緣塌邊,又能夠兼顧倒角部的粗糙度平滑化兩者。
10‧‧‧半導體晶圓
11‧‧‧倒角部
11A‧‧‧氧化膜
12‧‧‧表面
12A‧‧‧氧化膜
222A‧‧‧研磨布
222B‧‧‧研磨布

Claims (4)

  1. 一種半導體晶圓之製造方法,其特徵在於:對於在表面或表內兩面存在有氧化膜、在倒角部沒有存在氧化膜之半導體晶圓的前述倒角部,使用無磨粒研磨液實施鏡面加工倒角研磨步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓之製造方法,其中,在前述鏡面加工倒角研磨步驟之前,對於在前述表面或前述表內兩面,以及在前述倒角部存在有氧化膜之半導體晶圓的前述倒角部,使用有磨粒研磨液實施加工前鏡面倒角研磨步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體晶圓之製造方法,其中,在前述加工前鏡面倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,使用壓縮率為未滿7%的不織布,在前述鏡面加工倒角研磨步驟所使用的研磨墊中,使用壓縮率為6%以上的麂皮。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓之製造方法,其中,在前述鏡面加工倒角研磨步驟所使用的研磨液中,添加聚合物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI668755B (zh) * 2016-10-14 2019-08-11 上海新昇半導體科技有限公司 半導體晶圓的拋光方法
TWI680834B (zh) * 2016-11-15 2020-01-01 日商Sumco股份有限公司 晶圓之邊緣研磨裝置以及方法
TWI700147B (zh) * 2015-12-11 2020-08-01 日商信越半導體股份有限公司 晶圓的雙面研磨方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6206360B2 (ja) 2014-08-29 2017-10-04 株式会社Sumco シリコンウェーハの研磨方法
JP6045542B2 (ja) * 2014-09-11 2016-12-14 信越半導体株式会社 半導体ウェーハの加工方法、貼り合わせウェーハの製造方法、及びエピタキシャルウェーハの製造方法
JP6304445B2 (ja) * 2015-03-16 2018-04-04 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法
CN106914802A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 有研半导体材料有限公司 一种改善背封硅片边缘质量的方法
JP6418174B2 (ja) 2016-02-03 2018-11-07 株式会社Sumco シリコンウェーハの片面研磨方法
JP6536461B2 (ja) * 2016-04-14 2019-07-03 株式会社Sumco ウェーハ端面研磨パッド、ウェーハ端面研磨装置、及びウェーハ端面研磨方法
JP6565780B2 (ja) * 2016-04-14 2019-08-28 株式会社Sumco ウェーハ端面研磨パッド、ウェーハ端面研磨装置、及びウェーハ端面研磨方法
CN106896005A (zh) * 2017-02-13 2017-06-27 北京工业大学 用于观测IGBT芯片Al金属化层剖面微结构的试样制备方法
CN111316399B (zh) * 2017-08-31 2023-12-26 胜高股份有限公司 半导体晶片的制造方法
CN108015663A (zh) * 2017-10-30 2018-05-11 湘潭大学 一种对蓝宝石薄片边缘进行抛光倒角的装置
CN108054107B (zh) * 2017-12-01 2019-07-02 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种基于预修整工艺的晶圆键合方法
CN108544325A (zh) * 2018-06-25 2018-09-18 芜湖万辰电光源科技股份有限公司 一种用于玻璃杯端口打磨的打磨设备及其使用方法
CN110473774A (zh) * 2019-08-23 2019-11-19 大同新成新材料股份有限公司 一种芯片硅生产用无尘加工工艺
CN110802502A (zh) * 2019-11-12 2020-02-18 西安奕斯伟硅片技术有限公司 一种边缘研磨设备

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5094037A (en) * 1989-10-03 1992-03-10 Speedfam Company, Ltd. Edge polisher
US6685539B1 (en) * 1999-08-24 2004-02-03 Ricoh Company, Ltd. Processing tool, method of producing tool, processing method and processing apparatus
EP1306891A4 (en) 2000-07-10 2007-05-23 Shinetsu Handotai Kk MIRROR BROWN WARP, MIRROR BAG AND MIRROR BAG MACHINE AND METHOD
US6482749B1 (en) * 2000-08-10 2002-11-19 Seh America, Inc. Method for etching a wafer edge using a potassium-based chemical oxidizer in the presence of hydrofluoric acid
JP4093793B2 (ja) * 2002-04-30 2008-06-04 信越半導体株式会社 半導体ウエーハの製造方法及びウエーハ
US7891212B2 (en) * 2004-03-25 2011-02-22 Hoya Corporation Magnetic disk glass substrate
JP4815801B2 (ja) 2004-12-28 2011-11-16 信越半導体株式会社 シリコンウエーハの研磨方法および製造方法および円板状ワークの研磨装置ならびにシリコンウエーハ
JP2006237055A (ja) 2005-02-22 2006-09-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体ウェーハの製造方法および半導体ウェーハの鏡面面取り方法
US8241423B2 (en) * 2006-09-29 2012-08-14 Sumco Techxiv Corporation Silicon single crystal substrate and manufacture thereof
EP2107598B1 (en) * 2007-01-31 2016-09-07 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Chamfering apparatus for silicon wafer and method for producing silicon wafer
JP4374038B2 (ja) * 2007-04-11 2009-12-02 株式会社東芝 基板処理方法
JP2009035461A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Asahi Glass Co Ltd 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
JP2009238818A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Sony Corp 研磨方法および研磨用組成物
JP2009289877A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Sumco Corp 半導体ウェーハ
JP5293074B2 (ja) * 2008-10-20 2013-09-18 日立電線株式会社 窒化物半導体基板及び窒化物半導体基板の製造方法
JP2010162624A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Ebara Corp 研磨装置および研磨方法
TWI498954B (zh) * 2009-08-21 2015-09-01 Sumco Corp 磊晶矽晶圓的製造方法
JP5303491B2 (ja) * 2010-02-19 2013-10-02 信越半導体株式会社 研磨ヘッド及び研磨装置
JP5644401B2 (ja) * 2010-11-15 2014-12-24 株式会社Sumco エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャルウェーハ
JP5479390B2 (ja) * 2011-03-07 2014-04-23 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの製造方法
JP6134644B2 (ja) * 2011-04-13 2017-05-24 株式会社フジミインコーポレーテッド 基板のエッジ研磨用組成物及びそれを用いた基板のエッジ研磨方法
JP6312976B2 (ja) 2012-06-12 2018-04-18 Sumco Techxiv株式会社 半導体ウェーハの製造方法
JP6027346B2 (ja) 2012-06-12 2016-11-16 Sumco Techxiv株式会社 半導体ウェーハの製造方法
DE102013212850A1 (de) 2013-07-02 2013-09-12 Siltronic Ag Verfahren zur Politur der Kante einer Halbleiterscheibe

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI700147B (zh) * 2015-12-11 2020-08-01 日商信越半導體股份有限公司 晶圓的雙面研磨方法
TWI668755B (zh) * 2016-10-14 2019-08-11 上海新昇半導體科技有限公司 半導體晶圓的拋光方法
TWI680834B (zh) * 2016-11-15 2020-01-01 日商Sumco股份有限公司 晶圓之邊緣研磨裝置以及方法
US11559869B2 (en) 2016-11-15 2023-01-24 Sumco Corporation Wafer edge polishing apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
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