TW399257B - Method for manufacturing a semiconductor wafer which is coated on one side and provided with a finish - Google Patents

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B7 五、發明説明（1 ) 本發明之目的係提供一種製造單面塗被及精密加工半 導體晶圓之方法。經了解的是：可使半導體晶圓獲得精密 加工之處理工作，係一項清除物質之處理工作，藉助於該 項處理，得使半導體晶圓之成形工作實質上達到完成，且 該項處理之目的在將半導體晶圓之表面，尤其半導體晶圓 之兩個面，轉變成特別平整、光滑及無缺點狀態。該項處 理乃賦予半導體晶圓若干特性所特別需要者，該等特性係 進一步加工以形成高度積體電子分件所必需者。於半導體 晶圓兩面施以精密加工之最重要處理方法包括：物質清除 法，如：化學/機械拋光及精细研磨。在該兩項案例中， 所用加工工具具有旋轉式工作表面且可對一半導體晶圓之 單面或兩面發生作用，將物質加以特別清除。在化學/機 械拋光之案例中，一件拋光工具及一片拋光布料〔該布料 伸展於加工工具（拋光碟）之工作表面〕即可將物質清除掉 。在精细研磨之案例中，加工工具之工作表面上裝以研磨 盤，該等研磨盤上具有黏附细微研磨粉末之物質清除靥。 因每片半導體晶圓具有一正前面及一背後面，單面處理雙 面處理之間有所區別。該項區別可參考拋光實例，於下文 中加以說明。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲t背面之注意事項再填寫本頁) ,1Τ 在單面拋光（SSP)之案例中，於半導體晶圓背後面業 已安裝在一適當載體之後，僅半導體晶圓之正前面經伸展 於拋光碟上之拋光布料加Μ拋光。在安裝過程中，藉助於 黏著（「樣板拋光J )、黏合、膠合或實以真空，背後面與 載體之間得Μ確實地及牢固地連接起來。單面拋光方法及 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（2 ) 裝置通常係用於單一晶圓處理（「單一晶圓抛光J )或用於 族群晶圓之處理（「分批抛光」）。在雙面拋光（DSP)之案 例中，藉將許多半導體晶圓導入兩個上方張有抛光布料之 上拋光碟及下拋光碟之間，半導體晶圓之正前面及背後面 得以同時獲得拋光。在此案例中，該等半導體晶圓係裝於 薄載送籃内（「晶圓載體」）（稱作轉子晶圓），而且於研磨 半導體晶圓時亦可用類似之形式。雙面拋光方法及裝置經 常加以配置用作族群半導體晶圓處理（「分批拋光」）。 雙面拋光之半導體晶圓之破裂顆粒遠較僅單面拋光之 半導體晶圓者為少，所Μ雙面拋光之半導體晶圓比較容易 清潔旦不易受到污染，且最後較易作基本量測、示性及陳 述。 美國專利US-5,389,579中曾述及一種方法，該方法表 示：一單面拋光之半導體晶圓如何可由雙面拋光法製得。 基本上，一雙面拋光之半導體晶圓，可採用單面拋光 法，將正前面及背後面先後連績拋光（順序式單面拋光）。 但雙面拋光法係達成半導體兩面拋光最常用之方法。雙面 拋光法優於順序式單面拋光法之處在於：可達成拋光面之 平整度及平面平行性特高，由於省去安裝，移開及轉動等 順序單面拋光所需之步驟，拋光工作之實施更具成本效益 、全部工作速率較高及產率亦較高。 就精细研磨方面亦可找出單面拋光與雙面拋光間之差 益。在此案例中，亦厲逋當的是：單面精细研磨（即使一 半導體晶圓之兩面先後相繼加以研磨）之结果較雙面精细 4 请 先 閲 背 ιέ 之 注

I 經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 7 研磨之結果為差。K下所用「雙面處理」一詞係指半導體 晶圓之處理，其中可清除物質、完成雙面精细加工，而且 (如同雙面拋光或雙面精细研磨）逋於提供特別平整、平面 平行、光滑及零缺點之表面。該等雙面處理通常之實際情 況是：半導體晶圓係在轉動之加工工具工作表面間移動， 並藉助於該工具將物質自半導體晶圓之面上清除掉。 用機械操作之處理工具（例如：處理器）處理業經拋光 或精细研磨之半導體晶圓所用之任何方法，均有導致碟片 拋光或精细研磨表面遭到損壤之風險，例如：產生痕跡或 刮傷。尤其將容納電子分件之半導體晶圓面上所遭受之損 壤特別嚴重。另一方面，在一連串塗敷工作中，半導體晶 圓之一個面至少要塗被一次。在此過程中，難免導致對反 面造成機械損壤之風險。 歐洲專利EP-607 940 A2中曾述及一種方法，其中首 先在半導體晶圓之背後面上產生一保護曆，之後將半導體 晶圓反面之正前面加以抛光。但，軍面抛光前單面塗被之 時序安排有其缺點。舉例言之，就可能達成各面平整度及 平面平行性方面而言，單面拋光較雙面拋光為差。其特別 嚴重之缺失是：待塗被之晶圓面表面，若其平整度仍然不 適當，將被拋光前之塗層所遮蓋而保留下來。随後之單面 拋光將無法清除該項缺點。 本發明可解決此問題，其方法是：提供若千半導體晶 圓，該半導體晶圓之性能（顯於平整度、平面平行性、光 滑度及即使有一單面塗曆存在而面上仍無缺點）可與具有 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） 请 先— 閲 讀-

I 寫 本 頁 訂 A7 B7 五、發明説明（4 ) 雙面精密加工且無塗靥之半導艟晶圓者相若。 本發明之目的在提供一種製造半導體晶圓之方法，其 中所製得之半導體晶圓，其一涸面業經加以塗被並施以精 密加工，其顬著之特點是： a) 將半導體晶圓施以首次處理（雙面精密加工），使該半導 體晶圓之兩涸面同時獲得雙面精密加工； b) 半導體晶圓之一涸面上形成至少一靥塗靥；及 c) 將半導體晶圓施以二次處理而形成雙面精密加工。 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印繁 (請t閲#背面之注意事項再填寫本頁) 於步》a)内實施且形成雙面精密加工之處理，可提供 一種具有最適晶圓幾何形狀之半導體晶圓，亦即各面特別 平整、平面平行、光滑及無缺點。尤其於步》a)内實施之 處理所提供之晶圓幾何形狀與由步驟C)所達成之幾何形狀 完全相同。各傾應用場合所需要之半導體晶圓單面塗被随 後在步驟b)内實施。在步驟c)内，將半導體晶圓施以二次 雙面精密加工。结果，塗被過程中可能發生之未塗面上之 損壤及已塗面上之凹凸不平則完全消失。就此觀點而論， 於步嫌a)內所達成之優良晶圓幾何形狀可完全保留下來， 不致嚴重影響塗敷層之均勻性。該建議之方法在實施時符 合成本效益，蓋因在b)步驟内塗被前後所實施之方法步驟 相同而且實施該等方法步驟所用之加工工具亦相同。 若將該方法加Μ修訂，舉例言之，由單面拋光或順序 單面拋光等單面處理代替步驟3)及C)或該等步驟中之一個 步驟，鑑於成本及單面處理造成不利结果等理由，並非上 策，至少目前是如此。 一 6 一 本紙張尺度適用中國國家樣準·（ CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央梂牟局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 另一方面，任何一種雙面處理，尤其雙面拋光及雙面 精细研磨，均適於實施步驟a)及c)。再者，步驟a)及c)之 實施不需要必須用同樣處理方法。因此，舉例言之，步» a)可能包括雙面拋光及步驟c)可能包括雙面精细研磨，或 步驟a)内之雙面精细研磨之後，可能繼之以步驊c)內之雙 面拋光。 該方法步驟b)之塗被包括在半導體晶圓之一個面形成 一層或更多曆。該項塗被工作可依照任何習知之方法實施 ，尤其藉沉積一曆或藉助於化學或物理轉形，例如：熱氧 化或摻和而形成一層。烴塗被之後，半導體晶圓兩涸面之 表面可藉助於不同的化學或物理性能而加以區別。單面塗 靥之實例是：半導體材料或其他材料之外延、多结晶或無 定形層沉積在半導體晶圓之一個面上或藉助於一氧化劑在 該面之表面上實施表面氧化作用，在半導體晶圓之一個面 上形成一氧化物薄層。.在半導體晶圓之一涸面上可先後連 績形成許多塗餍，例如：用不同之摻質將一層外延層沉積 在其他兩層外延靥上。 步味a)及c)可加以逋當之實施，俾在步驟a)內差之絕 對值係I Av-Ar | < Ad/ΙΟ及在步驟c)内係| Av-Ar丨乏Ad Λ0。此處，丨Av-Ar丨係指自正前面移除之物質與自背後 面移除者間之差及Ad係指自正前面及背後面移除物質之算 術平均值。假若差之涵對值大於或等於移除物質平均量之 10分之1 ,則半導體晶圓面之處理將被認為：自半導體晶 圓正前面及背後面移除物質之董大多不同而呈不對稱。舉 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印*. A7 B7 五、發明说明（6 ) 例言之，移除物質量之不對稱，可能由於兩個面本身之化 學或结構差異，亦即非技術加工方法之因素。移除物質量 之不對稱亦可Μ蓄意之方式達成，例如：使用一工作面可 以不同速率轉動之加工工具及/或使用可以不同程度移除 物質之拋光布料或轉磲。為補償兩個面之化學或结構差異 ，並達成半導體晶圓兩面之物質移除量相似，亦可採用相 反之措施^若某特定之差小於物質移除量平均值之10分之 1,則物質之移除量則属相似或相同且該等面之處理可認 作對稱。 步驊c)具有各面不對稱處理之優點，尤其假若在步鼸 b)曾選擇一極薄層之塗曆，或假若（由於其他理由）僅可由 該形成之薄層移除少蠆物質。 該建議之三段法特別逋用於處理由矽製造之半導體晶 圓，該等晶圓係由一結晶體分離出來且可能經過預磨或研 磨並最好亦通過一項用蝕刻劑之處理。但該方法基本上並 不局限於單面塗被半-體晶圓之製造。其他應用場合相關 於製造單面塗被、玻璃、陶瓷、金属或塑膠質料之工件， 例如：製造塗被光碟或電子儲存媒體。 本方法之合意應用場合相躕於：藉助於親水性直接晶 圓黏合以製造黏合半導體晶圓。此處，單面塗有氣化物薄 層之成對矽晶圓係於氧化物面上相連接，因而形成兩曆單 晶矽層夾著一層氧化物層之三明治结構。在直接黏合之案 例中，特別重要的一點是：一對晶圓之氣化物曆可以確實 逋接之方式彼此蓮用。本發明之方法可提供若干半導體晶 圓，該等半導體晶圓完全符合此一要求。 -8 " 本纸張尺度適用中國國家棣率（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） ----------^— (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 ,I -I n —1

Claims (1)

1. Λ8 B8 C8 __D8 六、申請專利範圍 1. 一種製造單面塗被及精密加工半導體晶圓之方法，其 中 a) 將半導體晶圓加以首次處理（雙面精密加工），使該半導 體晶圓同時獲得雙面精密加工； b) 該半導體晶圓之軍面上形成至少一層塗層；及 c) 將該半導體晶圓加以二次處理，產生一雙面精密加工。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中依照步软3)及步 驟c)之半導體晶圓處理係理[自一姐處理方法，其中包括雙 面拋光及雙面精细研磨。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中依照步驟b)之塗 被工作，其實施所依照之方法係逛自一姐方法，其中包括 :於半導體晶圓之一涸面上沉積一層，及藉助於半導體晶 圓單面表面之化學或物理轉彤生成一層。 4. 如申請專利範圍第1、2或3項之方法，其中步驟a)之 半導體晶圓係施以對稱雙面拋光及步驟c)内之半導體晶圓 係施以非對稱雙面拋光。 I I n n n ί ^ n I I I ^ I I n I - !-·^ UT·无"讀背面之注意事項再填寫本筲) 經濟部中央梂準局負工消費合作社印裝 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐〉