TW202145301A - 基板晶圓之製造方法及基板晶圓 - Google Patents
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Abstract
本發明為基板晶圓之製造方法,包含如下步驟:準備具有第一主面及第二主面之晶圓;於第二主面上形成平坦化樹脂層;在將平坦化樹脂層作為基準面而吸附保持之狀態下,作為第一加工,將第一主面予以研削或研磨;從晶圓將平坦化樹脂層去除;在將經第一加工的第一主面吸附保持之狀態下,作為第二加工,將第二主面予以研削或研磨;在將經第二加工的第二主面吸附保持之狀態下,作為第三加工,將第一主面進一步研削或研磨;以及在將經第三加工的第一主面吸附保持之狀態下,作為第四加工,將第二主面進一步研削或研磨,獲得基板晶圓;而於第一加工及/或第三加工中,以使晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行加工。藉此,能夠提供可製造具有翹曲且奈米形貌良好之基板晶圓的基板晶圓之製造方法。
Description
本發明係關於一種基板晶圓之製造方法及基板晶圓。
於基板晶圓上使磊晶(Epitaxy)層成長之情況,有因晶格不匹配而產生翹曲的情形。作為對策,有藉由基板晶圓之研削或研磨加工,而製作具有與磊晶層所產生之翹曲為相反方向之翹曲的基板晶圓之方法等(專利文獻1)。
此外,在SOI等貼合基板,具有下述問題:因熱膨脹係數的差而於氧化膜與矽側之間產生應力,若僅將單側的氧化膜去除則產生翹曲。
另一方面,近年,被稱作奈米形貌(nanotopography)之波長較翹曲或Warp更短的起伏,成為問題(專利文獻2)。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開第2008-140856號公報
專利文獻2:日本特開第2017-098446號公報
專利文獻3:日本特開第2006-269761號公報
專利文獻4:日本特開第2009-148866號公報
[本發明所欲解決的問題]
此處,參考圖5,並說明習知之一例的基板晶圓之製造方法。
圖5所示之製造方法,首先,準備(C-1)所示之加工對象即晶圓10。晶圓10,具有第一主面1、及與第一主面1為相反側的第二主面2。接著,如(C-2)所示,將晶圓10的第二主面2吸附保持於卡盤台60。由於該吸附,晶圓10彈性變形,因此第二主面2成為亦彈性變形的第二主面2s。
接著,如(C-2)所示,將晶圓10的第一主面1,利用研削磨輪50予以研削或研磨。此時,如(C-2)所示,藉由調整卡盤台60之軸角度而調整第一主面1之相對於研削磨輪50的角度,俾使晶圓10,成為具有欲以此方法獲得的期望之Warp的值對應之中凹狀的厚度分布(中凹TTV)之晶圓15。藉由此一加工,可獲得具有經加工的第一主面1s之晶圓15。
接著,釋放卡盤台60所進行的吸附。藉此,可獲得(C-3)所示之,具有釋放的第一主面1t及釋放的第二主面2t之晶圓15。
接著,將獲得之晶圓15,如(C-4)所示,以使釋放的第二主面2t成為朝上之方式反轉,將此晶圓15的第一主面1t吸附保持於卡盤台60。由於該吸附,晶圓15彈性變形。此時,(C-4)中以點線顯示之經加工的第一主面1t亦彈性變形,成為追蹤卡盤台60之表面的第一主面1u。另一方面,(C-4)中以點線顯示的第二主面2t,彈性變形,成為具有與釋放的第一主面1t之外形對應之外形的第二主面2u。
接著,如(C-5)所示,在此一狀態下,將(C-5)中以點線顯示之晶圓15的第二主面2u,利用研削磨輪50予以研削或研磨。藉此,可獲得具有經加工的第二主面2v之晶圓16。
最後,將獲得之晶圓16,從卡盤台60釋放。藉此,可獲得如(C-6)所示之具有中凹狀的第一主面1v及中凸狀的第二主面2x之具有翹曲的基板晶圓16。
若依此等方法,則可獲得具有期望的Warp值之基板晶圓16。然而,以此等方法獲得之基板晶圓16,有奈米形貌的值大等問題。
作為奈米形貌的對策,例如,於專利文獻2記載一種晶圓之研磨方法,為了抑制奈米形貌的影響,對每個壓力區給予適當的研磨壓力,而測定晶圓表面之奈米形貌圖,依據該測定結果,於每個壓力區設定研磨頭之對晶圓的研磨壓力,實施研磨加工。此外,為了改善基板晶圓的奈米形貌,有在晶圓的單面被覆樹脂而研削之方法等。例如,於專利文獻3記載一種晶圓之製造方法,在切割後之晶圓的單(背)面將硬化性材料塗布40~300μm厚,保持硬化後塗布面,研削相反側(正)面,藉以去除起伏而製造厚度均一之晶圓。此外,於專利文獻4記載一種樹脂被覆方法與裝置,在專利文獻3所記載之方法中,作為硬化性材料,將紫外線硬化樹脂塗布10~200μm厚之。
然而,在此等方法,無法獲得具有期望的Warp值,亦即具有期望的翹曲之基板晶圓。
如此地,對磊晶成長用或貼合用的基板晶圓,雖要求具有翹曲且奈米形貌良好,但並無滿足此兩者之晶圓及其製造方法。
為了解決上述問題,本發明之目的在於提供一種可製造具有翹曲且奈米形貌良好之基板晶圓的基板晶圓之製造方法、及具有翹曲且奈米形貌良好之基板晶圓。
[解決問題之技術手段]
為了解決上述問題,本發明提供一種基板晶圓之製造方法,其特徵在於包含如下步驟:
準備具有第一主面、及與該第一主面為相反側的第二主面之晶圓;
於該晶圓的該第二主面上,形成平坦化樹脂層;
將該平坦化樹脂層作為基準面而吸附保持,於此狀態下,作為第一加工,將該晶圓的該第一主面予以研削或研磨;
從該晶圓將該平坦化樹脂層去除;
將該晶圓之經該第一加工的該第一主面吸附保持,於此狀態下,作為第二加工,將該晶圓的該第二主面予以研削或研磨;
將該晶圓之經該第二加工的該第二主面吸附保持,於此狀態下,作為第三加工,將該晶圓的該第一主面進一步研削或研磨;以及
將該晶圓之經該第三加工的該第一主面吸附保持,於此狀態下,作為第四加工,將該晶圓的該第二主面進一步研削或研磨,獲得基板晶圓;
於該第一加工及/或該第三加工中,以使該晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行加工。
依本發明的基板晶圓之製造方法,則在將平坦化樹脂層作為基準面而吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第一主面之第一加工,接著,在以經第一加工的第一主面吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第二主面之第二加工,接著,在以經第二加工的第二主面吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第一主面之第三加工,接著,在以經第三加工的第一主面吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第二主面之第四加工,藉由在第一加工及/或第三加工中以使晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行加工,而可製造Warp值大,即具有翹曲,且奈米形貌小,即奈米形貌良好之基板晶圓。此外,可藉由該製造方法製造的基板晶圓,由於具有翹曲且奈米形貌良好,故可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
宜以使藉由該第一加工獲得之該晶圓的厚度分布α[μm],成為藉由該第四加工獲得之該基板晶圓的Warp值w[μm]之50%以下的方式,施行該第一加工。
藉由如此地施行第一加工,可使在第一加工之晶圓厚度調整量較在第三加工之晶圓厚度調整量更小,此一結果,可製造奈米形貌更小的基板晶圓。
宜以使該平坦化樹脂層的厚度變動,為該基板晶圓的該Warp值w[μm]之25%以下的方式,形成該平坦化樹脂層。
藉由如此地形成平坦化樹脂層,可使平坦化樹脂層的厚度變動對藉由該第一加工獲得之晶圓的厚度造成之影響減小,此一結果,可接近加工後之基板晶圓的Warp值之目標。
可以使該基板晶圓的該Warp值w[μm]成為40μm以上的方式,施行該第一加工至該第四加工。
依本發明的基板晶圓之製造方法,則可製造Warp值w[μm]為40μm以上的基板晶圓。
可於該第一加工及/或該第三加工中,以使該晶圓具有中凸狀的厚度分布之方式施行加工。
抑或,可於該第一加工及/或該第三加工中,以使該晶圓具有中凹狀的厚度分布之方式施行加工。
可與欲製造之基板晶圓的期望形狀相應,而在第一加工及/或第三加工中,使晶圓的厚度分布呈中凸狀或中凹狀。具體而言,將晶圓的第二主面作為正面之情況,藉由在第一加工及/或第三加工中使晶圓的厚度分布呈中凹狀,而可製造具有中凸狀的翹曲之基板晶圓。另一方面,將晶圓的第二主面作為正面之情況,藉由在第一加工及/或第三加工中使晶圓的厚度分布呈中凸狀,而可製造具有中凹狀的翹曲之基板晶圓。
宜於該晶圓的該第二主面上,塗布係該平坦化樹脂層之前驅物的樹脂;
對該樹脂施加負載;
使施加該負載的樹脂硬化,形成該平坦化樹脂層。
藉由如此地形成平坦化樹脂層,可抑制平坦化樹脂層的厚度變動,藉此,可製造奈米形貌更小之基板晶圓。
此外,本發明提供之基板晶圓,其特徵在於:具有中凸或中凹狀的翹曲,且SQMM 2mm×2mm中的奈米形貌未滿10nm。
此等基板晶圓,具有翹曲且奈米形貌良好,故可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
基板晶圓,宜使該奈米形貌未滿5nm。
此等基板晶圓,更可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
基板晶圓,宜使Warp值w[μm]為40μm以上。
此等基板晶圓,更可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
[本發明之效果]
如同上述,依本發明的基板晶圓之製造方法,則可製造Warp值大,即具有期望的翹曲,且奈米形貌小,即奈米形貌良好之基板晶圓。此外,由於可藉由本發明的晶圓之製造方法製造的基板晶圓,具有期望的翹曲且奈米形貌良好,故可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
此外,由於本發明的基板晶圓,具有期望的翹曲且奈米形貌良好,故可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用,藉由使用該基板晶圓,而可獲得最終無翹曲且奈米形貌良好之磊晶晶圓、貼合基板。
如同前述說明,需要開發可製造具有期望的翹曲且奈米形貌良好之基板晶圓的基板晶圓之製造方法、及具有期望的翹曲且奈米形貌良好之基板晶圓。
本案發明人等,針對上述問題屢次用心檢討之結果,發現:在將平坦化樹脂層作為基準面而吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第一主面之第一加工,接著,在以經第一加工的第一主面吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第二主面之第二加工,接著,在以經第二加工的第二主面吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第一主面之第三加工,接著,在以經第三加工的第一主面吸附保持之狀態下施行對於晶圓的第二主面之第四加工,藉由以使晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行第一加工及/或第三加工,而可製造Warp值大,即翹曲大,且奈米形貌小,即奈米形貌良好之基板晶圓,進而完成本發明。
亦即,本發明為一種基板晶圓之製造方法,其特徵在於包含如下步驟:
準備具有第一主面、及與該第一主面為相反側的第二主面之晶圓;
於該晶圓的該第二主面上,形成平坦化樹脂層;
將該平坦化樹脂層作為基準面而吸附保持,於此狀態下,作為第一加工,將該晶圓的該第一主面予以研削或研磨;
從該晶圓將該平坦化樹脂層去除;
將該晶圓之經該第一加工的該第一主面吸附保持,於此狀態下,作為第二加工,將該晶圓的該第二主面予以研削或研磨;
將該晶圓之經該第二加工的該第二主面吸附保持,於此狀態下,作為第三加工,將該晶圓的該第一主面進一步研削或研磨;以及
將該晶圓之經該第三加工的該第一主面吸附保持,於此狀態下,作為第四加工,將該晶圓的該第二主面進一步研削或研磨,獲得基板晶圓;
於該第一加工及/或該第三加工中,以使該晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行加工。
此外,本發明之基板晶圓,其特徵在於,具有中凸或中凹狀的翹曲,且SQMM 2mm×2mm中的奈米形貌未滿10nm。
以下,針對本發明,參考圖式並詳細地予以說明,但本發明並未限定於此等形態。
[基板晶圓之製造方法]
使上述內容所示之本發明的基板晶圓之製造方法中的晶圓之準備及平坦化樹脂層之形成為(Step 1),使第一加工及平坦化樹脂層之去除為(Step 2),使第二加工為(Step 3),使第三加工為(Step 4),使第四加工為(Step 5),於以下說明。
(Step 1)
首先,如圖1的(S1-1)所示,準備加工對象即晶圓10。晶圓10,具有第一主面1、及與第一主面1為相反側的第二主面2。另,在圖1,為了說明而將第一主面1及第二主面2之表面的凹凸誇張化顯示,第一主面1及第二主面2之表面粗糙度無特別限定。
準備之晶圓10,若可作為基板晶圓用之原材料,例如磊晶成長用或貼合用的基板晶圓之原材料而使用,則無特別限定。
另一方面,準備(S1-1)所示之具有平坦的面之下定盤41。於此下定盤41上,例如鋪上對紫外線透明的透光性膜30。接著,往透光性膜30上,供給而塗布可塑狀態例如液狀的樹脂21,樹脂21係平坦化樹脂層之前驅物。圖1所示之例子中,作為樹脂21,使用UV硬化性樹脂。然則,樹脂21之材料無特別限定。
接著,將晶圓10的第一主面1吸附保持於上定盤42。而後,如(S1-2)所示,將此一狀態之晶圓10,以使第二主面2與樹脂21接觸的方式載置於該樹脂21上。藉此,於晶圓10的第二主面2上,塗布係平坦化樹脂層之前驅物的樹脂21。接著,利用上定盤42,以既定負載推壓(施加既定負載(加壓)),俾使樹脂21的面變得平坦。
藉由調整此時的推壓,而可調整樹脂21的厚度之變動。藉由進行適當的推壓,可將樹脂適當地推壓延展,可獲得適當的樹脂厚度分布。樹脂厚度之變動,宜為以本發明之製造方法製造的基板晶圓之期望的Warp值w[μm]之25%以下,更宜為15%以下。樹脂厚度之變動,理想上為以本發明之製造方法製造的基板晶圓之期望的Warp值w[μm]之0%以上,例如可為5%以上。
接著,從上定盤42及下定盤41,將裝設有樹脂21及透光性膜30之晶圓10取下。對取下之晶圓10,如(S1-3)所示地從透光性膜30側照射UV光,使樹脂21硬化。另,樹脂21的硬化處理,與樹脂21之材料相應地變更。未施行光硬化處理之情況,可省略透光性膜30的鋪設。
藉由此一硬化處理,可獲得圖2的(S2-1)所示之附設平坦化樹脂層20的晶圓10。
(Step 2)
接著,將如同上述地獲得之圖2的(S2-1)所示之附設平坦化樹脂層20的晶圓10,使平坦化樹脂層20作為基準面,吸附保持於(S2-2)所示之卡盤台60。此卡盤台60,例如為多孔質陶瓷製,可將晶圓10真空吸附而保持。此外,卡盤台60,具備調整相對於研削或研磨手段的晶圓10之軸角度的功能。然則,於本發明中,吸附保持晶圓10之手段,並無特別限定。
另,在(S2-2),雖透光性膜30與卡盤台60接觸,但透光性膜30,具有較晶圓10及平坦化樹脂層20的厚度更小的厚度,不阻礙吸附保持。
接著,作為第一加工,將吸附保持的狀態之晶圓10的第一主面1,如(S2-2)所示地研削或研磨。在(S2-2),顯示利用研削磨輪50予以研削的例子,但研削或研磨的手段並未特別限定。此外,本發明,於此第一加工及/或後段說明之第三加工中,以使晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行加工。在(S2-2),顯示下述例子:作為第一加工,將晶圓10的第一主面1予以研削,獲得具有經第一加工的第一主面1a,具有中凹狀的厚度分布之晶圓11的例子。
接著,將經第一加工之晶圓11從卡盤台60釋放。接著,從晶圓11,將平坦化樹脂層20及透光性膜30去除。藉此,可獲得(S2-3)所示之晶圓11。獲得之晶圓11,具有經第一加工的第一主面1a、及與第一主面1a為相反側的第二主面2。此外,晶圓11,具有中凹狀的厚度分布(中凹TTV)。
(Step 3)
接著,將在Step 2獲得之晶圓11,如圖2的(S3-1)所示,以使第二主面2成為朝上之方式反轉,將經第一加工的第一主面1a吸附保持於卡盤台60。由於該吸附,晶圓11彈性變形。此時,(S3-1)中以點線顯示之經第一加工的第一主面1a亦彈性變形,成為追蹤卡盤台60之表面的第一主面1b。另一方面,(S3-1)中以點線顯示之第二主面2,彈性變形而往下方位移,成為第二主面2a。
接著,作為第二加工,將如此地吸附保持的狀態之晶圓11的第二主面2a,予以研削或研磨。在(S3-2),顯示下述例子:作為研削手段,利用研削磨輪50,將以點線顯示之第二主面2a予以研削。在第二加工,如(S3-2)所示地,施行研削或研磨俾使晶圓厚度變得平坦。藉由此等第二加工,可獲得(S3-2)所示之具有經第二加工的第二主面2b之晶圓12。
接著,將獲得之晶圓12從卡盤台60釋放,可獲得(S3-3)所示的狀態之晶圓12。由於從吸附的釋放,經第一加工的第一主面1b變形,成為中凹狀的第一主面1c。另一方面,經第二加工的第二主面2b亦變形,成為中凸狀的第二主面2c。因此,如(S3-3)所示,晶圓12,係在將第二主面2c作為正面之情況具有中凸狀的翹曲之晶圓。
(Step 4)
接著,將在Step 3獲得之晶圓12,如圖3的(S4-1)所示,以使經第一加工的第一主面1c成為朝上之方式反轉。將此方向的晶圓12之經第二加工的第二主面2c吸附保持於卡盤台60。由於該吸附,晶圓12彈性變形。此時,如(S4-2)所示,經第二加工的第二主面2c亦彈性變形,成為追蹤卡盤台60之表面的第二主面2d。雖未圖示,但經第一加工的第一主面1c亦彈性變形。
作為第三加工,將此一狀態之晶圓12的第一主面1c,予以研削或研磨。在(S4-2),顯示利用研削磨輪50予以研削的例子,但研削或研磨的手段並未特別限定。如同前述,在本發明,將第一加工及/或第三加工,以使晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行。在(S4-2),顯示下述例子:作為第三加工,將晶圓12的第一主面1c予以研削,獲得具有經第三加工的第一主面1d,具有中凹狀的厚度分布之晶圓13。
接著,將經第三加工之晶圓13從卡盤台60釋放。藉此,可獲得(S4-3)所示之晶圓13。獲得之晶圓13,具有中凹狀之經第三加工的第一主面1e、及與第一主面1e為相反側的中凸狀之經第二加工的第二主面2e。此外,晶圓13,具有中凹狀的厚度分布(中凹TTV)。
(Step 5)
接著,將在Step 4獲得之晶圓13,如圖3的(S5-1)所示,以使第二主面2e成為朝上之方式反轉,將經第三加工的第一主面1e吸附保持於卡盤台60。由於該吸附,晶圓13彈性變形。此時,(S5-1)中以點線顯示之經第三加工的第一主面1e亦彈性變形,成為追蹤卡盤台60之表面的第一主面1f。另一方面,(S5-1)中以點線顯示之第二主面2e,彈性變形而往下方位移,成為第二主面2f。
接著,作為第四加工,將如此地吸附保持之狀態的晶圓13之經第二加工的第二主面2f,予以研削或研磨。在(S5-2),顯示下述例子:作為研削手段,利用研削磨輪50,將以點線顯示之第二主面2f予以研削。在第四加工,如(S5-2)所示,施行研削或研磨俾使晶圓厚度變得平坦。藉由此等第四加工,可獲得(S5-2)所示之具有經第四加工的第二主面2g之基板晶圓14。
接著,將獲得之基板晶圓14從卡盤台60釋放,可獲得(S5-3)所示的狀態之晶圓14。由於從吸附的釋放,經第三加工的第一主面1f變形,成為中凹狀的第一主面1g。另一方面,經第四加工的第二主面2g亦變形,成為中凸狀的第二主面2h。因此,如(S5-3)所示,基板晶圓14,係在將第二主面2h作為正面之情況具有中凸狀的翹曲之基板晶圓。
雖重複說明,但在本發明,以使晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式,施行第一加工及/或第三加工。厚度分布,可藉由調整卡盤台之軸角度而調整。例如,在以具有中凸狀的厚度分布之方式施行加工的情況,例如如圖4所示,調整相對於研削或研磨手段(在圖4為研削磨輪50)的卡盤台60之軸角度。藉此,可獲得如圖4所示之具有中凸狀的第一主面1a’之具有中凸狀的厚度分布之晶圓10’。
藉由以使晶圓具有中凹狀的厚度分布之方式施行第一加工及/或第三加工,而可與參考圖1~圖3並說明之內容同樣地,獲得在將第二主面作為正面之情況具有中凸狀的翹曲之基板晶圓。另一方面,藉由以使晶圓具有中凸狀的厚度分布之方式施行第一加工及/或第三加工,而可獲得在將第二主面作為正面之情況具有中凹狀的翹曲之基板晶圓。
上述舉例說明之本發明的基板晶圓之製造方法,於第一加工及/或第三加工中,施行晶圓厚度分布(厚度變動)之調整。此外,藉由以在晶圓形成有平坦化樹脂層的狀態下施行之第一加工與第三加工,將第一主面研削或研磨,且將第二主面,亦施行第二加工及第四加工之2次的研削或研磨。其等之結果,本發明的基板晶圓之製造方法,可製造Warp值大,即具有期望的翹曲,且奈米形貌小,即奈米形貌良好之基板晶圓。
宜以使藉由第一加工獲得之晶圓的厚度分布α[μm],成為藉由第四加工獲得之基板晶圓的Warp值w[μm]之50%以下的方式,施行第一加工。亦即,第一加工所產生之晶圓厚度調整量,宜較第三加工所產生之晶圓厚度調整量更少。如此地藉由施行第一加工及第三加工,而可製造奈米形貌更小之基板晶圓。此外,例如,能夠以使藉由第一加工獲得之晶圓的厚度分布α[μm],成為藉由第四加工獲得之基板晶圓的Warp值w[μm]之0%以上的方式,施行第一加工。
本發明,亦可於第一加工或第三加工之任一方中施行成為中凸或中凹的加工,於另一方不施行厚度分布的調整。在不施行厚度分布的調整之一方的加工,可將研削或研磨手段的加工面(例如研削磨輪或研磨墊)往晶圓的第一主面平行地推抵,施行用於平坦化的研削或研磨。
可以使基板晶圓的Warp值w[μm]成為40μm以上之方式,施行第一加工至第四加工。此外,例如,可以使基板晶圓的Warp值w[μm]成為200μm以下之方式,施行第一加工至第四加工。
依本發明的基板晶圓之製造方法,則可製造Warp值w[μm]為40μm以上的基板晶圓。
宜將在第四加工後獲得之基板晶圓,予以鏡面研磨。尤其為了施行磊晶層之形成或貼合,宜將施行磊晶層之形成或貼合的面予以鏡面研磨。更宜將基板晶圓的第一主面及第二主面兩面予以鏡面研磨。藉由將兩面予以鏡面研磨,可更確實地維持藉由第一加工至第四加工製作出之翹曲形狀。
[基板晶圓]
本發明之基板晶圓,具有中凸或中凹狀的翹曲且SQMM 2mm×2mm中的奈米形貌未滿10nm。
此等基板晶圓,具有翹曲且奈米形貌良好,故可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
本發明的基板晶圓,例如,可藉由前述說明之本發明的基板晶圓之製造方法而製造。
基板晶圓,宜使奈米形貌未滿5nm。
此等基板晶圓,更可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
基板晶圓之SQMM 2mm×2mm中的奈米形貌越小越佳,可為0nm以上。
基板晶圓,宜使Warp值w[μm]為40μm以上。
此等基板晶圓,更可作為磊晶成長用或貼合用的基板使用。
基板晶圓,可使Warp值w[μm],例如為200μm以下。
[實施例]
以下,利用實施例及比較例,具體地說明本發明,但本發明並未限定於此等例子。
(實施例1、2、3-1、3-2、3-3、4及5)
在實施例1、2、3-1、3-2、3-3、4及5,以下述順序製造基板晶圓。使期望的Warp值w為40μm。
(Step 1)
首先,準備下述材料。
・作為被加工對象即晶圓,準備直徑300mm的面方位<100>P型Si單結晶晶圓,其具有第一主面、及與第一主面為相反側的第二主面。
・作為平坦化樹脂層(被覆物)之前驅物,準備UV硬化性樹脂。
・作為透光性膜,準備PET膜。
接著,於平坦的玻璃定盤(下定盤)鋪上PET膜,於該PET膜上滴下UV硬化性樹脂10ml。
將晶圓的第一主面吸附保持於陶瓷定盤(上定盤),往上述樹脂推抵黏接。
推壓控制,係以保持陶瓷定盤之伺服馬達驅動,加壓至檢測到既定負載L為止。
此處,鑒於樹脂厚度變動造成之影響,使上述既定負載L,在實施例1、2、3-1、4及5為2000N,在實施例3-2為1900N,在實施例3-3為1800N。
推壓後,從PET膜側對UV硬化性樹脂照射紫外線,使上述樹脂硬化,於晶圓的第二主面上形成平坦化樹脂層。作為樹脂硬化用之光源,使用波長365nm的UV-LED。
藉由下述條件,測定獲得之平坦化樹脂層的厚度。
・於樹脂厚度測定用光學感測器,使用Keyence之SI-T80。
・固定感測器,將晶圓沿著直線上方掃描,藉以量測厚度剖面。
・對每1根測定線以0.25mm間距施行1160點的測定。
・將放射線狀地均等測定之4條樹脂厚度剖面的最大值―最小值,作為樹脂厚度變動。
於下方表1顯示測定結果。
(Step 2~Step 5)
接著,將形成有平坦化樹脂層之晶圓,以下述條件,予以第一加工至第四加工。
(整體)
・於研削加工,使用DISCO之DFG8360。
・作為研削磨輪,利用結合有鑽石磨粒者。
・作為卡盤台,利用多孔質陶瓷製之卡盤台。此卡盤台,可將晶圓之一方的主面真空吸附而保持。此外,此卡盤台,具備調整相對於研削磨輪之軸角度的功能。
<第一加工條件(第一主面研削)(Step 2)>
・以使晶圓厚度分布成為中凹αμm的方式調整卡盤台之軸角度,施行加工。
・在將平坦化樹脂層側真空吸附之狀態下,施行第一主面(背面)之研削加工。
・於研削後,將平坦化樹脂層從晶圓剝離。
另,在實施例1,於第一加工中不施行晶圓厚度分布的調整(α=0μm),以使晶圓厚度分布成為1μm以下的方式施行使表面平坦化的研削。
<第二加工條件(第二主面研削)(Step 3)>
・以使晶圓厚度分布成為1μm以下的方式調整卡盤台之軸角度,施行加工。
・在將經第一加工的第一主面(背面)真空吸附之狀態下,施行第二主面(正面)之研削加工。
<第三加工條件(第一主面研削)(Step 4)>
・以使晶圓厚度分布成為中凹βμm的方式調整將卡盤台之軸角度,施行加工。
・在將經第二加工的第二主面(正面)真空吸附之狀態下,施行經第一加工的第一主面(背面)之研削加工。
另,在實施例5,於第三加工中不施行晶圓厚度分布的調整(β=0μm),以使晶圓厚度分布成為1μm的方式施行使表面平坦化的研削。
<第四加工條件(第二主面研削)(Step 5)>
・以使晶圓厚度分布成為1μm以下的方式調整卡盤台之軸角度,施行加工。
・在將經第三加工的第一主面(背面)真空吸附之狀態下,施行經第二加工的第二主面(正面)之研削加工。
使上述晶圓厚度分布調整量α及β,於實施例1、2、3-1、3-2、3-3、4及5中,為下表1所示的值。
(精加工)
在各實施例,將第四加工後獲得之基板晶圓的正背兩面予以鏡面研磨。藉此,獲得各實施例的基板晶圓。
(比較例)
另一方面,作為比較例,除了下述內容以外,以與實施例1相同的順序,製造基板晶圓:將平坦化樹脂層之形成、與第一加工及第二加工跳過;作為第三加工,以使晶圓厚度分布成為中凹40μm的方式調整卡盤台之軸角度,施行研削;接著,作為第四加工,以使晶圓厚度分布成為1μm以下的方式調整卡盤台之軸角度,施行研削。
[Warp及奈米形貌的測定]
施行各實施例之基板晶圓及比較例之基板晶圓的Warp及奈米形貌之測定。於測定,利用光學干涉式之平坦度/奈米形貌測定裝置(KLA社製:Wafer Sight 2)。
作為奈米形貌的指標,使用SQMM 2mm×2mm。於下表1顯示結果。
【表1】
比較例 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3-1 | 實施例3-2 | 實施例3-3 | 實施例4 | 實施例5 | |
樹脂加壓負載[N] | - | 2000 | 2000 | 2000 | 1900 | 1800 | 2000 | 2000 |
樹脂厚度變動[μm] | - | 7.3 | 7.9 | 6.8 | 9.8 | 13.1 | 6.3 | 7.1 |
第一加工時之晶圓厚度分布調整量(α)[μm] | - | 0 | 10 | 20 | 20 | 20 | 30 | 40 |
第三加工時之晶圓厚度分布調整量(β)[μm] | 40 | 40 | 30 | 20 | 20 | 20 | 10 | 0 |
Warp[μm] | 45.2 | 41.5 | 40.8 | 43.2 | 40.3 | 35.7 | 42.1 | 40.6 |
奈米形貌 | × | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | △ |
對於奈米形貌,如同下述地評價SQMM 2mm×2mm中的數值結果。
○:未滿5nm
△:5nm以上~未滿10nm
×:10nm以上
如同從表1所示之結果所明瞭,在實施例1、2、3-1、3-2、3-3、4及5,顯示可獲得Warp值為35.7μm以上的高值,且奈米形貌未滿10nm之良好的基板晶圓。其等之結果,係因各實施例中,於晶圓形成有平坦化樹脂層之狀態下施行第一加工,藉由該第一加工與第三加工研削第一主面並施行晶圓厚度分布的調整,且亦對第二主面施行第二加工及第四加工之2次的研削。
另一方面,在比較例,Warp值雖達成期望的40μm以上,但由於未施行在形成有平坦化樹脂層之狀態下的研削,僅將第一主面及第二主面的研削各施行1次,故奈米形貌變得不良。
相對於此,在實施例1、2、3-1及3-2,Warp為期望的40μm以上且奈米形貌未滿5nm,可製造相對於比較例奈米形貌顯著改善之基板晶圓。
此外,實施例4及5,Warp亦為期望的40μm以上且奈米形貌未滿10nm,可製造相對於比較例奈米形貌改善之基板晶圓。
另一方面,第一加工之晶圓厚度調整量α[μm]為第二加工之晶圓厚度調整量β[μm]以下的在實施例1、2、3-1及3-2獲得之基板晶圓,相較於第一加工之晶圓厚度調整量α[μm]較第二加工之晶圓厚度調整量β[μm]更大的在實施例4及5獲得之基板晶圓,奈米形貌更為良好。從此等實施例之結果的比較來看,得知宜使第一加工之晶圓厚度調整量α[μm],為第二加工之晶圓厚度調整量β[μm]以下。
進一步,在實施例3-3,奈米形貌未滿5nm,可獲得相對於比較例奈米形貌顯著改善之基板晶圓。另一方面,在實施例3-3獲得之基板晶圓,雖為容許範圍內,但Warp值較其他實施例更小。
若在第一加工之晶圓厚度調整量α[μm]與第二加工之晶圓厚度調整量β[μm]各自為20μm而相等的實施例3-1、3-2及3-3比較結果,則得知若樹脂厚度變動越小,可獲得的Warp值變得越大。從此等結果來看,得知樹脂厚度變動越小越佳,宜為期望的Warp值之25%以下。
另,本發明,並未限定於上述實施形態。上述實施形態僅為例示,具有與本發明之發明申請專利範圍所記載的技術思想實質上相同之構成、達到相同之作用效果者,無論為何種形態皆包含於本發明的技術範圍。
1,1a,1a’,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1s,1t,1u,1v:第一主面
2,2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2h,2s,2t,2u,2v,2x:第二主面
10,10’,11,12:晶圓
13,14,15,16:基板晶圓
20:平坦化樹脂層
21:樹脂
30:透光性膜
41:下定盤
42:上定盤
50:研削磨輪
60:卡盤台
圖1係顯示本發明的基板晶圓之製造方法的一例之Step 1的概略剖面圖。
圖2係顯示本發明的基板晶圓之製造方法的一例之Step 2及Step 3的概略剖面圖。
圖3係顯示本發明的基板晶圓之製造方法的一例之Step 4及Step 5的概略剖面圖。
圖4係顯示本發明的基板晶圓之製造方法的另一例之第一加工的概略剖面圖。
圖5係顯示習知的基板晶圓之製造方法的概略剖面圖。
1:第一主面
2:第二主面
10:晶圓
21:樹脂
30:透光性膜
41:下定盤
42:上定盤
Claims (10)
- 一種基板晶圓之製造方法,包含如下步驟: 準備具有第一主面、及與該第一主面為相反側的第二主面之晶圓; 於該晶圓的該第二主面上,形成平坦化樹脂層; 將該平坦化樹脂層作為基準面而吸附保持,於此狀態下,作為第一加工,將該晶圓的該第一主面予以研削或研磨; 從該晶圓將該平坦化樹脂層去除; 將該晶圓之經該第一加工的該第一主面吸附保持,於此狀態下,作為第二加工,將該晶圓的該第二主面予以研削或研磨; 將該晶圓之經該第二加工的該第二主面吸附保持,於此狀態下,作為第三加工,將該晶圓的該第一主面進一步研削或研磨;以及 將該晶圓之經該第三加工的該第一主面吸附保持,於此狀態下,作為第四加工,將該晶圓的該第二主面進一步研削或研磨,獲得基板晶圓; 於該第一加工及/或該第三加工中,以使該晶圓具有中凹狀或中凸狀的厚度分布之方式施行加工。
- 如請求項1之基板晶圓之製造方法,其中, 以使藉由該第一加工獲得之該晶圓的厚度分布α[μm],成為藉由該第四加工獲得之該基板晶圓的Warp值w[μm]之50%以下的方式,施行該第一加工。
- 如請求項2之基板晶圓之製造方法,其中, 以使該平坦化樹脂層的厚度變動,為該基板晶圓的該Warp值w[μm]之25%以下的方式,形成該平坦化樹脂層。
- 如請求項2之基板晶圓之製造方法,其中, 以使該基板晶圓的該Warp值w[μm]為40μm以上的方式,施行該第一加工至該第四加工。
- 如請求項1之基板晶圓之製造方法,其中, 於該第一加工及/或該第三加工中,以使該晶圓具有中凸狀的厚度分布之方式施行加工。
- 如請求項1之基板晶圓之製造方法,其中, 於該第一加工及/或該第三加工中,以使該晶圓具有中凹狀的厚度分布之方式施行加工。
- 如請求項1至6之基板晶圓之製造方法,其中, 於該晶圓的該第二主面上,塗布係該平坦化樹脂層之前驅物的樹脂; 對該樹脂施加負載; 使施加該負載的樹脂硬化,形成該平坦化樹脂層。
- 一種基板晶圓,其特徵在於: 具有中凸或中凹狀的翹曲,且SQMM 2mm×2mm中的奈米形貌未滿10nm。
- 如請求項8之基板晶圓,其中, 該奈米形貌未滿5nm。
- 如請求項8或9之基板晶圓,其中, Warp值w[μm]為40μm以上。
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