TW434099B - Wafer, apparatus and method of chamfering wafer - Google Patents

Description

434099 五、發明說明（1) 【發明之背景】 1.發明之領域 圍、晶圓 < 本& 、半導體a ΐ角取面裝置及方法，尤其 本發明係關於晶圓 法 係關於半導體晶圓、半導體晶圓；47裒置及方法， 其中使用碟形磨石將半導體晶圓之去角取面裝置及方 極端相似的方式將晶圓之邊之凹槽去角取面’以利用 2.相關拮藝之說明 乂成為内凹形狀。 在製造半導體裝置之習知 晶圓之周圍的一部分切割成V字$及方法中，經由將半導體 以使半導體晶圓之晶體的方向可二或圓弧形而形成凹槽， 於可有效率地使用晶圓之有限^易對準。V字形凹槽由 確度，因而被廣泛地使用。 ，且具有優異的定位準 在製造半導體裝置之此一方法由^ 時將與使用於製程之裝置的一邛二M晶圓之周圍有 灰塵及龜裂。丨防止此一接广f觸。此—接觸會產生 去角取面。 獨一般將半導體晶圓之周圍 將凹槽去角取面之-習知方法示於圖15及16。 在圖15及16中，元件編號1代表晶圓；3代表凹槽；10代 表成形磨石，11代表磨石轴。 「成形磨石」係指具有實質上與晶圓3於研磨操作後之經 研磨部分相同截面之研磨表面之磨石，如圖丨5所示。此例 將成形磨石10形成為手鼓（hand-drum)形狀。 如圖15所示’成形磨石1〇係具有匯流線（bus line)10a 之可旋轉磨石’且其繞磨石軸丨〗旋轉。成形磨石丨〇之匯流

Μ 89104337.ptd 第5頁 Π34099 五、發明說明（2) 線1 0 a係經形成為對應於晶圓之外凸匯流線的内凹形狀。 在前製程中形成為實質上之V字形的凹槽3包括直線部分 3a、凹槽底部3b、及孔口 3c，如圖1 6所示。凹槽3係利用 成形磨石10如圖16所示之進行去角取面。在成形磨石10之 中心的曲率半徑r(直徑d)較凹槽3之凹槽底部3b的曲率半 徑小0 去角取面程序係經由邊將磨石軸11與晶圓1之中心線保 持平行，邊利用成形磨石1 0將凹槽3去角取面，如描繪圖 16所示之此一工具軌跡13而進行。 在進行去角取面之前/之後之晶圓的凹槽分別示於圖1 7 及18。利用成形磨石1〇將圖17所示之晶圓1的表面3ί去角 取面，而形成如圖18所示之切面Cl、C2及C3。 由於凹槽3之直線部分3a係與直徑約3毫米之定位銷接 觸，且凹槽底部3b具有小的曲率半徑，因而成形磨石1〇之 直徑d約為2毫米。因此，磨石係在約每分鐘1 〇〇, 〇〇〇轉 ( 1 0 0, 0 00 rpm)下旋轉，以達到所需的研磨速度。 此外，由於磨石之直徑小，因而使用金屬結合鑽石磨石 作為磨石’以防止磨石之磨蝕。然而，金屬結合鑽石具有 1微米之最大表面糙度Rmax，其使晶圓受到約1 〇微米之呈 龜裂層形態的損傷’且進行作為後續程序之拋光，諸如擦 光，耗時約1 0分鐘。 此外’為類似於碟形晶圓之周圍側面之切面部分使凹槽 之切面部分進行鏡面拋光/光製程序，必需改良凹槽之切 面部分的表面糙度’即必需進行研磨以達到約〇. 1微采之

S9104337.ptd 第6頁 4340 9 五、發明說明（3)

表面經度。使用熱固性樹脂結合磨石，以致將凹槽去肖取 面’而達到約0. 1微米之表面糙度。然而，使用熱固性樹 月旨結合磨石會嚴重造成磨石之磨蝕及磨石之形狀的顯著變 形。因此，切面部分的形狀將劣化。 【發明之概述】 因此，本發明之一目的在於提供一種晶圓、將晶圓之凹 槽去角取面之裝置及方法，其中將晶圓去角取面使其具有 成形凹槽之令人滿意的表面糙度，及降低磨石之磨蝕。 根據本發明之第一態樣，提供一種將經形成為碟形之晶 圓之凹槽去角取面之方法，其包括下列步驟： 使用具有 入磨石之磨 使經由利用 截面之前端 可使晶圓及 凹槽相對移 圓之切面形 (1)使晶 (2 )使磨 的平面上續· 動，而沿凹 (3)使磨 之平面上相 部分中對應 凹槽表 石框架 包括磨 具有較 磨石在 動，並 狀相對 圓之中 石作用 出工具 槽進行 石及晶 對移動 於凹槽 面之晶圓 ，此磨石 石袖之平 凹槽之最 平行於晶 在與平行 移動之移 心線與磨 於凹槽上 之軌跡， 去角取面 圓在與根 ，而使磨 ，用於固 係經形成 面切割而 小曲率半 圓之主平 平面相交 動構件； 石之中心 ’以致在 而使磨石 據凹槽之 石及晶圓 定住晶圓之構件，併 為碟形’且經構造成 付之周圍側面之徑向 徑小之曲率半徑，及 面的平面上沿晶圓之 之平面上實質上沿晶 線彼此相交； 與晶圓之主平面平行 及晶圓沿凹槽相對移 切面形狀之平面相交 可在除切面部分外之

S91〇4337.ptd $ 7頁 434099 五、發明說明（4) (4) 使磨石在與 平面上作用於凹槽 晶圓沿凹槽相對移 (5 )使磨石及晶 之平面上相對移動 部分中對應於凹槽 (6 )以類似方式 根據本發明之第 圓之凹槽去角取面 使用具有凹槽表 入磨石之磨石框架 使經由利用包括磨 截面之前端具有較 可使晶圓及磨石在 凹槽相對移動，並 圓之切面形狀相對 (1) 使晶圓之中 (2) 使磨石作用 的平面上繪出工具 動’而沿凹槽進行 (3 )使磨石及晶 之平面上相對移動 之位置對應於凹槽 疊； 晶圓之主平面平行，且不同 上’以致繪出工具之軌跡， 動，而進一步沿凹槽進行去 圓在與根據凹槽之切面形狀 ，而使磨石及晶圓可在除十刀 ;及 將凹槽去角取面成為多邊形 二態樣’提供一種將經形成 之方法’其包括下列步驟： 面之晶圓’用於固定住晶圓 ’此磨石係經形成為碟形， 石軸之平面切割而得之周圍 凹槽之最小曲率半徑小之曲 平行於晶圓之主平面的平面 在與平行平面相交之平面上 移動之移動構件； 〜線與磨石之中心線彼此相 於凹槽上，以致在與晶圓之 之軌跡，而使磨石及晶圓沿 去角取面； 圓在與根據凹槽之切面形狀 而使磨石及晶圓可在鄰接 ，以使磨石及晶圓之部分與 於主 而使 角取 之平 面部 平面之 磨石及 面； 面相交 分外之 為碟 之構 且經 側面 率半 上沿 實質 交： 主平 凹槽 之平 於切 切面 形之晶 件’併 構造成 之徑向 徑，及 晶圓之 上沿晶 面平；ί 相對牙 面相3 面部V 部分j

胃8頁 4340 9 五、發明說明（5) (4)使磨石作用於凹槽上，以致在與晶圓之主平面平 行，且不同於主平面之平面上繪出工具之軌跡，以在 於切面之位置沿凹槽進行去角取面； 较 (5 )使磨石及晶圓在與根據凹槽之切面形狀之平面丄 之平面上相對移動，而使磨石及晶圓可在鄰接於切== 二位二對應於凹槽，以使磨石及晶圓之部分與切面部;‘ (6)以類似方式將凹槽去角取面成為多邊形。 根據明之第二態樣，提供一種將經 圓之凹槽去角取面之方法，纟包括下列步驟· W之晶 ί Ξ具Ϊ凹槽表面之晶圓’用於固定住晶圓之構件，併 入 之石框架，此磨石係經形成為碟形，且經槿$ 使經由利用包括磨石軸 ：：㈣且鉍構造成 截面之前端具有較凹# 得之周圍侧面之徑向 可使晶圓及磨石半徑小之曲率半徑，及 凹槽相對移動，並在與= =以圓之 圓之切面形狀相對移乂之千面上實質上沿晶 ⑴使晶圓之Γ ⑺使磨石作用於石之中心線彼此相交； 圓之主平面平行的平面 ^形周圍側面上，以致在與晶 圓在對應於晶圓之凹械Y 工具之執跡，而使磨石及晶 圓，以致將磨石之位^阳=置相對移動，並再加上旋轉晶 置，而沿晶圓之凹；μ # n疋在對應於晶圓之周圍側面之位 ⑺使磨石及= 周圍側面進行去角取面； 圓在與根據凹槽及圓形周圍側面之切面

89104337.ptd 第9頁 * ' 4340 99 五、發明說明（6) 形狀之平面相交之平面上相對移動，而使磨石及晶圊可在 除切面部分外之部分中對應於晶圓之凹槽及圓形周圍側 面； (4)使磨石在與晶圓之主平面平行，且不同於主平面之 平面上作用於晶圓之凹槽及圓形周圍侧面上，以致繪出工 具之軌跡，而使磨石及晶圓在對應於晶圓之凹槽的位置相 對移動’並再加上旋轉晶圓，以致將磨石之位置固定在對 應於晶圓之周圍側面之位置，而進一步沿晶圓之凹槽及圓 形周圍側面進行去角取面； (5 )使磨石及晶圓在與根據凹槽及圓形周圍侧面之切面 形狀之平面相交之平面上相對移動，而使磨石及晶圓可在 除切面部分外之部分中對應於晶圓之凹槽及圓形周圍側 面：及 (6 )以類似方式將凹槽去角取面成為多邊形。 根據本發明之第四態樣，提供一種晶圓，包括：形成於 經形成為碟形之半導體晶圓中之凹槽，其中該凹槽經去角 取面成為多邊形。 注思多邊形一般係指包含至少三直線之形狀。然而，在 本說明書中，多邊形包括至少三條稍微彎曲的匯流線，其 各界定如清楚示於圖6之切面表面。 根據本發明之第五態樣，提供一種根據第四態樣之晶 圓’其中進行凹槽之去角取面，以致包含與晶圓之令心線 平行的平面。換言之，如圖6所示’界定晶圓1之最外部切 面表面C3之稍微彎曲的匯流線係實質上平行於晶圓1之中

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五、發明說明（7) 心線而延伸° 根據本發明之第六態樣，提供一種根據第五態樣之第 態樣之晶圓，其中該多邊形具有各經形成為内凹形狀之 面。 此外，前述目的可利用根據本發明之供具有凹槽之晶 用之去角取面裝置而達成，此裝置包括： 可旋轉地固定住具有凹槽之晶圓的夾持具； 可旋轉地支承碟形磨石之磨石框架，此磨石在其徑向 前端具有一周圍側面，其之截面的曲率半 曲率半徑小’此戴面係利用包含磨石之中心軸的平面切 而得，晶圓之中心線與磨石之中心線界定一歪斜線關係 可使晶圓及磨石在平行於晶圓之主平面的平行延伸平 上沿晶圓之凹槽相對移動，並在以預定角 面相交之相交平面上實f上产日^圓之切而拟；^十彳丁 ^仲 頁買上Η日圓之切面形狀相對移動 移動7L件；及 四 表 圓 可控制在平行延伸平面及相交平面上在晶 之相對移動的控制器， 其中該控制器 使磨石作用於凹槽上，同時並使磨石及晶 接觸位置沿凹槽移動’同時在與晶圓之主平 平订平面上繪出第一工具移動軌跡之方式相 沿凹槽進行第一切面部分之去角取面； 圓與磨石之 圓以使其間 φ平行之第 對移動，因 使磨石及晶圓以使其 移動的方式相對移動， 間之接觸位置根據凹櫓夕I , Θ、切面形 而使接觸位置可對應於凹糟之第

第11頁 之 小 割 I 面 平 之 間 之 必 _ 而 狀 434099

切面部分，同時在以預定角度與平行延伸平面相交之 相交平面上繪出第二工具移動軌跡，第二切面部分實 不同於經如此去角取面之第一切面部分； 使磨石作用於凹槽上，同時並使磨石及晶圓以使其間 接觸位置沿凹槽移動，同時在與晶圊之主平面平行且不 於第一平行平面之第二平行平面上繪出第三工具移動軌 之方式相對移動，因而沿凹槽進行第二切面部分之去角取 面，及 使磨石及晶圓以使其間之接觸位置根據凹槽之切面形 移動的方式相對移動，而使接觸位置可對應於凹槽之第三 切面部分，同時在以預定角度與平行延伸平面相交之第: 相交平面上繪出第四工具移動軌跡，第三切面部分實質上 不同於經如此去角取面之第一及第二切面部分；及、 使磨石作用於凹槽上，同時並使磨石及晶圓以使其 接觸位置沿凹槽移動，同時在與晶圓之主平面平行且不 於第-及第二平行平面之第三平行平面上繪出第五工且移 動軌跡之方式相對移動，因而沿凹槽進行第三切面部分 去角取面，因而將凹檜去角取面成為多邊形。 在去角取面裝置中，第一相交平面不同於第二相交平面 較佳。 此外，在去角取面裝置中 此外，在去角取面裝置中 及第二切面部分彼此部分重 分彼此部分重疊之方式控制 ’預定角度可為約90度。 ’可有利地使控制器以使第一 疊，以及使第二及第三切面部 移動元件。

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4340 9 9 五、發明說明（9) --- 再者，在去角取面裝置巾，控制器以在晶圓之凹槽及圓 形周圍側面上連續提供各第一、第二及第三切面部分之方 式控制移動元件較佳。 在本況明書中，凹槽包括所謂的定向平面形狀以及v字 形（包括某些形狀變形）^ 根據前述說明，根據本發明之晶圓、晶圓之凹槽的去角 取面裝置及方法， (1)由於可使用具有大直徑的磨石，因而可顯著地延長 磨石之壽命。 (2 )如經由利用切割包括磨石軸之平面而得之磨石之前 端的截面形狀具有使其截面形狀可與晶圓之凹槽底部接觸 的尺寸’則不管磨石之前端的曲率半徑為何，可經由控制 磨石之外徑而始終形成具有相同形狀/預定形狀之凹槽。 (3)由於可適應切面之截面形狀的成形磨石（具有小直 徑）並不會發生變形的問題，因而可延長磨石之壽命，且 始終可穩定地得到切面的截面形狀。 C 4)相較於當使用成形磨石（具有小直徑）時所需之研磨 條件，進行研磨以獲致切面部分之所需表面糙度的條件並 不嚴苛。因此，可進行利用鏡面拋光/光製程序之去角取 面光製。 (5)晶圓之周圍側面的去角取面亦可經由於將凹槽去角 取面後連續研磨而進行。 【較佳具體例之詳細說明】 現將參照附圖而說明本發明之具體例。

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434099 五、發明說明（ίο) [第一具體例] 圖1係經進行先前製程，且必需利用根據此具體例之方 法進行凹槽之去角取面方法之晶圓的平面圖。圖2顯示晶 圓之凹槽。 將晶圓1形成為具有平行主平面（即具有彼此平行之上及 下表面）*及通過中心且垂直於繪製圖i之圖紙之中心線 的平板形狀。晶圓1之周側具有圓形周側部分2，其之中心 係通過中心0W之中心線。在周侧部分2之一部分提供v字形 形式的凹槽3。 在第一具體例中’可使用經進行先前製裎之晶圓1，而 不管其是否已進行其主平面之光製及周侧部分2之去角取 面<凹槽3之形狀並不限於¥字形。如圖2所示之凹槽3之 緣表面/周圍側面3f係經在先前製程中形成為垂直^於主 面。 、丁 如圖2所示，凹槽3包括經切割而一起形成v 部分3a，使兩直線部分3a平滑地彼此連接之凹/ 及使凹槽3可與周側部分2平滑地連接之孔口 3 θ ， 部3b及孔口 3c係經形成為方向彼此相反之^各凹槽底 可將凹槽底部3b形成為當自晶圓丨觀看時$ ^的圓弧。 曲線。可將孔口3c形成為當自晶圓丨觀 2外的内凹 凸曲線。 吁為面向外的外 供決定位置用之銷4具有圓柱形狀，且與 圓1之圖3所示之直線部分3a接觸。 、0描缘切面晶 注意凹槽3之邊緣表面3f的邊緣係向後 1欠1只斜，且由於圖3

89104337.ptd 第14頁 4340 9 9 五、發明說明（11) 3示ί狀j相較於圖2所示之狀態的去角取面而形成切面 於去角取面程序完成後，在兩孔口3c之間的寬度？為3毫 米’及凹槽3之深度以！毫米至15毫米，如圖3所示。 圊4顯示在晶圓與磨石之間的位置關從 1尔’及磨石之形 狀。在此具體例令’將經進行先前/前置程序之 凹槽3的凹槽底部3b形成為具有半徑R1夕面γ ^ 成為碟形’且具有圓弧部分5a及直線部分5b。磨石之研 部分之周側的®流線係由在其周側的圓弧部分^及直 分5b及本體部分之組合所界定。圓弧 為 以將凹槽去角取面的研磨部分。搵徂古& A 办成為精 |溫口I π 徒供直線部分5b之目的# 要使磨石之寬度自圓弧部分5a朝.由、、〇刀3D义S的係 ά 1刀3a朝向中心逐漸及平滑地擴 大。此外，自直線部分5b至作為彼此平 ΠΓ;二平滑連，。圓弧部分5a提供作為研磨= 2有k凹槽3之凹槽底部3b之半徑RM、的半徑R2。由兩 張成的角度^較由凹槽3之直線部分3a張成的 芮度6^小。 凹槽3之凹槽底部3b的丰闲^ ^ r …±丄 刃牛！R1必需為0· 9毫米以上。 磨石5之旋轉中心線盍总阁, ^ . 址二*从 ”阳圓1之中心線彼此相交（即個別 交叉）’然而其並不在相间i 々 ^ #枝丄问平面上，即其為歪斜線。換言 之，磨石5之旋轉中心線相拟 仞罟,.,, 「4紅 對於晶圓1之中心軸係位在扭轉 位置。（在此，「扭轉位番 .,ΘΒ _ a Λ ^ 夏」係指位在與晶圓1之中心軸之 方向間隔開一疋角度，但不歲 rr ^ a, 中的物理關係）。 不與晶圓】之中心軸父又之方向

89104337.ptd 第15 434099 五、發明說明（12) 在此具體例中，間隔/相交之角度為9 〇。。 (用於將凹槽去角取面之晶圓，及用於移動磨石之供相對 移動用之構件及用於旋轉晶圓之構件） 如圖5所示，在根據此具體例之晶圓的去角取面裝置 中’將晶圓吸入機構2 2及去角取面及研磨機構23設置於框 架2 1上。晶圓吸入機構22將晶圓i吸入及固定成為工作 件’及去角取面及研磨機構23對經晶圓吸入機構22吸入及 固定之晶圓1的周侧邊緣進行研磨。 如圖5所示，在晶圓吸入機構22中’ 一導筒24以使導筒 24可垂直延長（在z軸）的方式安裝至框架21。在導筒24 中’一支承圓筒25經支承而可在Z軸方向移動。一垂直延 長的支承軸26支承於支承圓筒25中而可於其中旋轉。一吸 入塾27固定至支承軸26之下端。當利用馬達（未示於圖中） 使支承軸26旋轉時’吸入墊27跟著轉動。框架21具有一Z 轴螺旋式進給單元28，以使支承軸26垂直移動，因而使吸 入墊27垂直移動。 現將說明去角取面及研磨機構2 3之結構。將在水平平面 上在橫向（X軸之方向）中延伸之一對X軸導轨29穿過一板放 置於框架21上。 、將活動框架3 1可移動地支承於X軸導軌2 9上。將在水平 平面中在縱長方向（γ軸之方向）延伸之一對γ轴導桿Μ設置 於活動框架31上方。一鞍台33由¥軸導桿32可移動地支 將磨石框架3 4以使磨石框架3 4可繞垂直軸旋轉之方式 經由垂直支承軸35而支承於鞍台33之上部。磨石框架34包

434099 五、發明說明（]3) 括馬達3 6。將相對於支承軸2 6位在扭轉位置之安裝於磨石 軸之兩端的磨石5及5 a設置於磨石框架3 4之兩側（即圖5中 之右側及左側），以研磨晶圓1之周側部分2或凹槽3。將磨 石5及5a安裝至作為磨石軸之馬達36的馬達軸。在此具體 例中，將磨石5之軸設置於水平方向中，並與支承軸2 6相 交而成為直角。可經由將支承軸35旋轉180。，而將磨石5 以另一磨石5a取代。 然而，雖然在此具體例中將磨石5及5a分別設置於磨石 框架3 4之兩側（即在圖5中之其右側及左側），但可以僅將 一對磨石5及5 b設於磨石框架3 4之一侧的方式修改結構（即 除了磨石5之外，提供以圖5中之虛線界定於磨石框架34之 左側而非磨石框架3 4之右侧的磨石5 b)。此時，將各磨石5 及5b設置成不會干擾另一者的研磨操作。 提供X軸螺旋式進給單元3 7以進給活動框架3 1。提供γ抽 螺旋式進給單元（未示於圖中）以進給鞍台33。各螺旋式進 給單元28、37及Y軸螺旋式進給單元具有利用數值控制單 元控制的伺服馬達。因此’可改變稍後即將說明之工具通 路（工具軌跡）或工具之位置。 ' (凹槽之研磨） 當磨石5之中心為中心0(01至05)時，將磨石移動，以致 各磨石5之中心0在與晶圓1之主平面平行的多個平面上綠 出工具之軌跡’如圖6所示’而形成切面C1 - C 5。此一操作 係以邊將晶圓1吸至吸入墊27並以圖5所示之非旋轉狀態與 其固定’邊利用去角取面及研磨機構2 3控制磨石5之叉及^

89104337.ptd 第17頁 4 34 0 9 9 五、發明說明（14) 軸之方式進行。當工具之通路係以點T (其係在磨石5之周 側之前端之圓弧部分5a的中心，且靠近晶圓1，如圖4所 示）為代表時，工具之通路為圖7所示之TP1至TP5。工具之 通路（工具之軌跡）在磨石5之中心（在磨石之旋轉中心線盥 通過點T之垂直於磨石之旋轉中心線之平面之間的交點）益 未改變。因此’使用在磨石5之中心之工具的通路於說明 此具體例。利用工具之通路TP1至TP5之任何一者可連續將 孔口 3c、直線部分3a、凹槽底部3b，及相對於圖2所示之 對稱中心SL在對側之相對直線部分3a及相對孔口 3C去角取 面。此外，將供進行空氣切割用之工具通路TPA分別設於 工具之各通路之兩側的各者上。 將磨石5及晶圓1設置成在末端〇1’_〇3’-〇5，（其係工具之 通路TP A之末端）（見圖7)彼此隔開’如由圖8所示之兩點鏈 線所指不。工具之通路TPA的末端〇1’ _〇3, _〇5，係對應於磨 石之中心01至05。 (去角取面方法） 現將說明去角取面方法。當控制χ及¥轴以使磨石5之中 心對準工具通路τρι之任何一個端側’例如，圖7所示之左 端01’時，磨石中州係在對應於形成切面 置，如圖9所示。 當控制X及Y軸以沿如以圖7所示之铬 __ ΤΠ將磨石5進給至右側時，在圖9 = 具通路 材料S1沿凹槽3之邊緣通過左側之：^之父叉線部分中的 移除，h形成切⑽。接下二氣之割工/通綱而 役^术’當磨石中心進入右側

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五、發明說明（15) 之空氣切割工具通路TPA ’及磨石中心到達圖7所示之右側 之末端01，時’磨石5之位置與晶圓1隔開，如以圖9所示之 兩點鏈線所指示。接著控制Y軸及Z軸，以使晶圓1向上移 動’及使磨石框架34縮回。晶圓1之向上移動量，如圖9所 示’係在磨石中心01與02或在〇1，與〇2’之間的z方向差 DZ1 *磨石框架34之縮回量係在工具通路τρι與τρ2(其各示 於展示平面圖的圖7中）之間的γ方向差DY1。 當控制X及Υ軸以沿如以圖7所示之箭頭指示之工具通路 ΤΡ2將磨石5進給至左側時，圈〗〇中所示之交又線材料S2沿 凹槽3之邊緣而移除。因此，形成切面C2。接下來，當磨 石中心到達圖7所示之左侧之末端〇2，時，磨石5之位^與 晶圓1隔開，如以圖1 〇所示之兩點鏈線所指示。接著控制γ 轴及Ζ軸，以使晶圓1向上移動，及使磨石框架以縮回。晶 圓1之向上移動f，如圖10所示，係在磨石中心〇2與〇 在02與03 <間的z方向差DZ2e磨石框架34之縮回量係在 工ί ΐΐίΓ2與抒3 (其各示於展示平面圖的圖7中）之間的Y 方向產：Ζ。 當控制X及Y軸以使磨石5沿卫具通路TP3移動至右如 以二 指示時’圖11中所示之交叉線膚 沿凹r之邊緣而移除。因此 切 上與圓it面相同，其之中心線為晶圓1之中二ΐϊ 晶圓1隔開’如以圖u所示之兩點鏈線時所指:石 心係疋位於03。接著控術軸及Ζ軸，以使晶8Π向上移

434099 五、發明說明（J6) 動，及使磨石框架3 4向前移動。晶圓1之向上移動量，如 圖11所示’係在磨石中心〇3與04或在03’與04’之間的Z方 向差DZ3。磨石框架34之向前移動量係在工具通路TP 2與 TP3(其各示於屐示平面圖的圖7中）之間的Y方向差DY3。 當控制X及Υ軸以使磨石5沿工具通路Τ Ρ 4移動至左側，如 以圖7所示之箭頭所指示時，圖1 2尹所示之交又線材料S4 沿凹槽3之邊緣而移除。因此，形成切面C4。接下來，當 磨石中心到達圖7所示之左側之末端〇 3，時，磨石5之中心 疋位於0 4 ’如以圖1 2所示之兩點鍵線所指示。接著控制γ 軸及Ζ軸’以使晶圓1向上移動，及使磨石框架3 4向前移 動。晶圓1之向上移動量，如圖〗2所示，係在磨石中心〇4 與05 $在04與05’之間的ζ方向差DZ4。磨石框架34之向前 移動置係在工具通路TP4與τρ5(其各示於展示平面圖的圖7 中）之間的Υ方向差DY4。 當控制_Χ及Υ軸以使磨石5沿工具通路τρ5移動至右側，如 以圖7所示之箭頭所指示時，四中所示之交又線材料s5 沿凹槽3之邊緣而移除。因&，形成切面C5。接下來，當 ，石中〜到達圖7所示之右側之末端〇 5，時磨石$之中心 疋位於0 5如以圖1 3所示之兩點鏈線所指示。接著控制γ 軸及Z軸’ α使晶圓！向上移冑，及使磨石框架3 4向前移 動。持續晶圓1之向上移動，直至晶圓i達到可更換晶圓】 之位置為止。圖8顯不在去角取面程序中之前述的工具通 根據此具體例《凹槽的去角取面方法產生多$形形態的

第20頁 434099 五、發明說明（17) --- 切面。在此具體例t，料去角取面以形成五邊形及對稱 形狀。在估鼻中，在與經由利用垂直於凹槽3邊緣之平面 切割而得之各切面C1至C5之各側接觸之曲線與各切面C1至 C5之邊緣之間的最長距離為12微来。當形成九邊形切面 時，在與各切面C1至C9之側邊接觸之曲線與各切面⑺至⑶ 之邊緣之間的最長距離為2微米。因此，在此具體例中， 經由進行作為後續程序之去角取面（其為拋光了諸如捧光） 而將邊緣弄圓所需之時間約為丨分鐘β因此，相較於習知 之方法’完成此後續程序所需之時間可顯著地縮短。 注意使構成多邊形切面形態之表面數目為9以上較佳， 因為當表面數目增加時，可使後續程序較為簡單。 根據此具體例之裴置及方法可經由使用熱固性樹脂結合 磨石而得到鏡面拋光/光製程序之研磨條件β因此，可得 到約0. 1微米之表面糙度Rmax。如此可防止發生削邊及龜 裂。 由於可使用具有大直徑之磨石，因而如使用達成鏡面拋 光/光製程序所需之軟磨石，則可相當容易地維持利用磨 石研磨之表面的形狀。 注意在利用成形磨石之習知技術中，僅可擁有高於1微 米之經研磨表面的表面糖度，然而利用本發明，可得到表 面糖度低於i微米之具有切面表面之晶圓。此外，雖然若 須要，可利用本發明而得到約〇. 1微米之表面糙度Kmax， 但鑑於所使用之磨石的差異，低於〇. 5微米之表面糙度為 較佳，及0 2微米為更佳。

89l〇«37.ptd 第21頁 434099 五、發明說明（is) (研磨條件） 前述之研磨條件為，例如，如下： 磨石 磨石之直徑（直徑）：1 〇 〇毫米 使用磨石之研磨速度：2 0 0 0米/分鐘 研磨顆粒：類型：鑽石顆粒大小#3000 結合：類型：熱固性樹脂 沿工具通路之磨石進給速度：5〇毫米/分鐘 前述之工具通路係指示一例子。可使用如切面〇 — C4 —C2〜C3之次序。雖然在前述具體例中係進行—次切 割，但亦可進行數次切割。雖然工具通路Tp i、Tp5及 ΤΡ2、ΤΡ4及ΤΡ3為相同，但使工具通路Tpj、Τρ5及ip〗、 ΤΡ4,ΤΡ3彼此不同，以致將切面形狀作成不管位置為何皆 ± Ϊ 2 Ϊ例中’工具通路係經由控制Χ及¥軸而得。可對 支承軸2 6挺供一編碼器，以佶曰 于 _ ,, /tt ,, ,α 使日日圓1之奴轉與磨石5之γ軸 用-凸輪機構。圖17係顯示=二=工；通路’可使 圖1 8係顯示晶圓之凹槽於前J f去角取面刖之透視圖。 [第二具體例] ⑷迷去角取面程序後之透視圖。 第二具體例係經安排成蔣 百Μ Λ丨少曰面认 凹槽及周圍側面以及根據筮 具體例之晶圓的凹槽兩者去备 錄弟一 ^取面。 必需經研磨的基材及襞置 ^ ,, 相说係與根據前述第一具體例去相 似。因此，現僅§兒明不同的鉍 j者類 U· 89104337.ptd --------- 第22苜 卜 434099 五、發明說明（19) 在第二具體例中，將晶圓1之周側部分2連續去角取面， 以致使用與圖6所示之以符號C1至C5所指示者（凹槽3之切 面之相同的符號C1至C5)相同的切面形狀。關於去^角取 面，將圖7所示之空氣切割TPA之部分自磨石5之通路除 去。如示於圓1 4所示之工具通路，控制χ及^軸，以使磨石 中心自對應於凹槽3之孔口 3c之起點3cl的位置（在圓14， 將切面部分之符號置於括號中），即原點〇p，沿工具通路 TP1移動’如箭頭所示。因此，形成切面C1。接著在另一 孔口 3c之起點3c2停止磨石5之進給，然後操作支承軸26， 以使晶圓1順時鐘轉動。如此亦對晶圓1之周側部分2提供 切面C1。當晶圓1已相對於磨石5之研磨表面移動至左側之 孔口 3c之起點3cl時’磨石5開始在Y轴之方向縮回。當晶 圓1再自孔口 3c之起點3cl旋轉時，磨石5移至對應於凹槽3 之孔口3c之另一起點3c2之位置。在此部分停止晶圓1之旋 轉。 接著將磨石5之中心移至對應於工具通路τρ2之位置，及 使磨石5沿工具通路T P 2向左移動，以致進行凹槽3之切面 C2。然後在孔口 3c之起點3cl停止磨石5之進給。接著晶圓 1以圖1 4所示之狀態逆時鐘旋轉3 6 0°，以致在自孔口 3c之 起點3cl至起點3c2之區域中對晶圓1之周側部分2提供切面 C2。因此，磨石5當自孔口3c之起點3c2至起點3cl通過凹 槽3時以空氣切割方式縮回。 當研磨表面已與左邊孔口 3 c之起點3 c 1相合時，即當晶 圓1於完成凹槽3之切面C2後已旋轉360。時，使研磨表面再

89104337.ptd 第23頁 434099 五、發明說明（20) 次回到孔口 3 c之起點3 c 1。然後晶圓1停住，及磨石5縮回 以移動研磨中心’而使研磨表面移動至對應於切面C 3之位 置。接著對應於工具通路TP3形成凹槽3之切面C3。然後在 孔口 3c之起點3c2停止磨石5之進給。接著使晶圓1以圖14 所示之狀態順時鐘旋轉，而對晶圓1之周侧部分2提供切面 C 3。切面C 3在晶圓1與研磨表面及孔口 3 c之起點3 c 1相合的 部分t完成。 接著進行類似的程序，以對凹槽3及周側部分2連續提供 切面C4及C5。前述之研磨周圍側面及凹槽兩者之方法係指 示一例子。如可自凹槽之研磨連續地研磨周圍側面，即可 使用其他工具通路。 在第一具體例中’將凹槽3進行去角取面，以致當移動 磨石5時使晶圓1停住。當將凹槽3去角取面時，可使磨石5 邊在Y軸之方向向前/向後移動，邊使晶圓1保持轉動，及 當將周側部分2去角取面時，停止磨石5之進給。 雖然前述具體例之構造係使晶圓支承軸及磨石軸分別在 不同平面中以直角相交’但交角並不限定於直角。 根據前述說明，根據本發明之晶圓及晶圓之凹槽的去角 取面方法， (1) 由於可使用具有大直徑的磨石，因而可顯著地延長 磨石之壽命。 (2) 如沿包括磨石軸之中心軸之平面之磨石之前端的裁 面形狀具有使其截面形狀可與晶圓之凹槽之底部接觸的尺 寸’則不管磨石之前端的曲率半徑為何，可經由控制磨石

89104337.ptd 第24頁 434U y y 五、發明說明（21) ' ~ ' 之 .外徑而始終形成具有相同形狀/預定形狀之凹槽。 (3)由於可適應切面之截面形狀的成形磨石（具有小 徑）並不會發生變形的問題，因而可延長磨石之壽命且 始終可穩定地得到切面的截面形狀。 ⑷相較於當使用成形磨石（具有小直徑）時 條件，進行研磨以獲致切面部分 ^ ％ 而表面糙度的條件並 不敫可。因此，可進仃利用鏡面拋光/光製 面光製。 々〈云角取 (5)晶圓之周圍側面的去角取面亦 丙取曲亦可經由於將凹娲丄& 取面後連續研磨而進行。 令凹糟去角 雖然本發明已就具有特定特異性程度之其較 構作說明，但應明瞭可不脫離如後文所提出❿^及結 揭示内容之較佳形式。 “之結合及配置改變本 【元件編號說明】 1 晶圓 2 周側部份 3 凹槽 3a 直線部份 3b 凹槽底部 3c 孔口 3 f 表面 4 銷 5 磨石

434099 五、發明說明（22) 5 a 圓孤部份 5 b 直線部份 5c 本體部份 10 成形磨石 10a 匯流線 11 磨石軸 13 工具軌跡 21 框架 2 2 晶圓吸入機構 23 去角取面研磨機構 24 導筒 25 支承圓筒 2 6 支承軸 27 吸入墊 28 進給單元 29 X軸導軌 31 活動框架 32 Y軸導桿 33 鞍台 34 磨石框架 3 5 支承軸 36 馬達 37 進給單元

89104337.ptd 第26頁 434099 圖式簡單說明 圖1係顯示晶圓在進行去角取面前之平面圖； 圖2係顯示在進行去角取面前之晶圓之凹槽形狀的平面 圖； 圖3係顯示在進行去角取面後之晶圓之凹槽形狀的平面 圖； 圖4係顯示在晶圓與磨石之間之關係的平面圖； 圖5係顯示將晶圓之凹槽去角取面之裝置的前視圖； 圖6係顯示晶圓之凹槽之切面形狀的橫剖面圖； 圖7係顯示工具之軌跡的平面圖； 圖8係顯示工具通路之直立橫剖面圖； 圖9係顯示去角取面方法之直立橫剖面圖； 圖1 0係顯示去角取面方法之直立橫剖面圖； 圖11係顯示去角取面方法之直立橫剖面圖； 圖1 2係顯示去角取面方法之直立橫剖面圖； 圖1 3係顯示去角取面方法之直立橫剖面圖； 圖1 4係顯示在晶圓之凹槽及周圍侧面之連續去角取面方 法中之工具轨跡之平面圖； 圖1 5係顯示將晶圓之凹槽去角取面之習知之磨石的直立 橫剖面圖； 圖1 6係顯示將凹槽去角取面之習知方法之平面圖； 圖1 7係顯示具有凹槽之晶圓在進行去角取面前之透視 圖； 圖1 8係顯示具有凹槽之晶圓在進行去角取面後之透視 圖。

89104337.ptd 第27頁

Claims (1)

1. 434099 案號 89104337 曰 修正 89* β. -5 修正本， 六 申請專利範圍 1. 一種供具有凹槽之晶圓用之去离取面裝置 包 —夾持具，其可旋轉地固定住具·有四槽之晶圓； "'磨石框架，其可旋轉地支承碟形磨石，該磨石在其徑 向之前端具有一周圍側面，其之截面的曲率半徑較該凹槽 之最小曲率半徑小，該截面係經由利用包含磨石之中心轴 的平面切割而得，該晶圓之該中心線與該磨石之中心線界 定一歪斜線關係； 移動元件，其可使該磨石在平行於該晶圓之主平面的平 「行延伸平面上沿該晶圓之四槽向該晶圓相對移動’並相對 ^移動該晶圓及該磨石中至少一個，以便以預定角度與該平 行延伸平面相交之相交平面上，實質上沿該晶圓之切面形 ::，狀移動該磨石；及 —控制器，其可控制在平行延伸平面及相交平面上在該 \晶圓與該磨石之間之相對移動， 其中該控制器 使5亥磨石作用於該凹槽上，同時並使該磨石相對於該晶 圓而移動，以使其間之接觸位置沿該凹槽移動，同時在= .該晶圓之該主平面平行之第一平行平面上繪出第—工2 k動軌跡，因而沿該凹槽進行第〆切面部分之去角取面.、 使該磨石及該晶圓以使其間之接觸位置根據該， 面形狀移動的方式相對移動，而使該接觸位置可 之切 凹槽之第二切面部分，同時在以預定角度與該二應於該 面相父之第一相交平面上繪出第二工具移動軌行延伸平 切面部分實質上不同於經如此去角取面之該第 讀第二 S切面部

   89104337,ptc 第28頁 434099 ____案號 89104337____^ 月 日 傣;f_ 六、申請專利範園 分， 使該磨石作用於該凹槽上，同時並使該磨石相對於該曰 人曰曰 圓而移動，以使其間之接觸位置沿該凹槽移動，同時在與 該晶圓之該主平面平行且不同於該第一平行平面之第二平 行平面上緣出第三工具移動軌跡，因而沿該凹槽進行第二 切面部分之去角取面； 使該磨石相對於該晶圓而移動’以使其間之接觸位置根 攄該凹槽之切面形狀移動，而使該接觸位置可對應於該凹 槽之第三切面部分’同時在以預定角度與該平行延伸平面 相交之第二相交平面上繪出第四工具移動轨跡，該第三切 面部分實質上不同於經如此去角取面之該第一及第二切面 部分；及 使該磨石作用於該凹槽上，同時並使該磨石及該晶圓以 使其間之接觸位置沿該凹槽移動，同時在與該晶圓之該主 平面平行且不同於該第一及第二平行平面之第三平行平面 上繪出第五工具移動轨跡之方式相對移動，因而沿該凹槽 進行第三切面部分之去角取面，因而將該凹槽去角取面成 為多邊形。 2. 如申請專利範圍第1項之去角取面裝置，其中該第一 相交平面係不同於該第二相交平面。 3. 如申請專利範圍第1項之去角取面裝置，其中該預定 角度係約9 0度。 4.如申請專利犯圍第1項之去角取面裝置，其中該控制 盗以使該第一及第二切面部分彼此部分重疊，以及使該第

   第29頁 2000.08. 01.029 曰 .修正 ,fv 43^.0 9 9 89104337. 二及面部分彼此部分重疊之方式控制該移動元件。 5·如申請專利範圍第1項之“取面裝置’其中該控制器 以使在該晶圚之該凹槽及圓形周圍側面上連續提供各該第 —、第二及第三切面部分之方式控制該移動元件。 6· 一種在一去角取面裝置中將具有凹槽之晶圓去角取面 之方法，該去角取面裝置包括有： 一夾持具，其可旋轉地固定住具有凹槽之晶圓； 一磨石框架，其可旋轉地支承碟形磨石’該磨石在其徑 向之前端具有一周園側面’其之截面的曲率半徑較該凹槽 之最小曲率半徑小’該截面係經由利用包含磨石之中心軸 的平面切割而得，該晶圓之5亥中心線與邊磨石之中心線界 定一歪斜線關係； 移動元件，其可使該磨石在平行於該晶圓之主平面的平 行延伸平面上沿該晶圓之該凹槽向該晶圓相對移動，並相 對移動該晶圓及該磨石中至少一個’以便以預定角度與該 平行延伸平面相交之相交平面上，實質上沿該晶圓之^二 形狀相對於該晶圓而移動該磨石；及 一控制器，其可控制在平行延伸平面及相交平該 晶圓與該磨石之間之相對移動， 其中該方法包括下列步驟： 致使該磨石作用於該凹槽μ 石，以使其間之接觸位置=凹==移動該磨 之該主平面平行之第一平行平第：時在與該晶圓 跡，因而沿該凹槽進行第一 f ' 工具移動執 切面部分之去角取面；

   89104337.ptc Η

   2000. 08. 01. 〇3〇 ύ3άοη η 9 修正 六、申請專利範圍 使該磨石及該晶圓以使其間之接觸位置根據該凹槽之切 面形狀移動的方式相對移動而使該接觸位置可對應於該 凹槽之第二切面部分，同時在以預定角度與該平行延伸平 面相交之第一相交平面上繪出第一工具移動軌跡，該第二 切面部分實質上不同於經如此去角取面之該第一切面部 分， 致使該磨石作用於該凹槽上’同時並使該磨石相對於該 晶圓而移動’以使其間之接觸位置沿該凹槽移動，同時在 與該晶圓之該主平面平行且不同於該第一平行平面之第二 平行平面上繪出第三工具移動軌跡之方式相對移動，因而 沿該凹槽進行第二切面部分之去角取面； 使該磨石及該晶圓以使其間之接觸位置根據該凹之切 面形狀移動的方式相對移動’而使該接觸位: 凹槽之第三切面部分，同時在以預定角 』對應沉w 面相交之第二相交平面上繪出第四卫具移動=订^ f 一 切面部分實質上不同於經如此去角取面 ：及第ς 面部分；及 中一及弟一卞刀 致使該磨石作用於該凹槽上，同 以使其間之接觸位置沿該凹槽移動，、同=磨石及該晶圓 主平面平行且不同於該第一及第二二^在與該晶圓之該 面上繪出第五工具移動軌跡 平面之第三平行平 槽進行第三切面部分之去魚 J相對移動’因而沿該凹 成為多邊形。 面’因而將該凹槽去角取面 該第一 7.如申請專利範圍第6項之去角取面方法，其中 89104337.ptc

   第31頁 2000. 08.01.031 4340 99 _案號 89104337 —__年月日_—修正_____ ^、申請專利範圍 相交平面係不同於該第二相交平面。 8. 如申請專利範圍第6項之去肖取面方法，其中該預定 角度係約9 0度。 9. 如申請專利範圍第6項之去角取面方法，其中該第一 及第二切面部分彼此部分重疊，及該第二及第三切面部分 彼此部分重疊。 1 0 _如申請專利範圍第6項之去角取面方法，其中更包括 下列步驟： 將該晶圓之圓形周圍侧面連續去角取面，而在其上提供 該第一、第二及第三切面部分之至少一者。 1 1 · 一種碟形半導體晶圓，包括： 形成於晶圓之周圍的凹槽，其中沿包含該晶圓之中心軸 之平面將該凹槽之截面去角取面成為多邊形。 1 2.如申請專利範圍第11項之晶圓，其中該多邊形係由 九個或更夕個切面表面所界定。 1 3.如申請專利範圍第11項之晶圓，其中該多邊形係由 各經形成為内凹形狀之表面所界定。 1 4 如申請專利範圍第1 2項之晶圓，其中該多邊形係由 各經形成為内凹形狀之表面所界定。 1 5 _如申請專利範圍第11項之晶圓，其中最外部切面表 面之匯流線係平行於晶圓之中心線延伸。 / 16.如申請專利範圍第11項之晶圓，其中界定該多邊形 之各切面表面具有低於0.5微米之最大表面糙度。 走 1 7.如申請專利範圍第16項之晶圓，其中界定該多邊形

   g91〇4337.ptc 2000. 08. 〇1· 032 第32頁 434099 _案號 89104337_年月曰__ 六、申請專利範圍 之各切面表面具有约0. 1微米之最大表面糙度。 1 8.如申請專利範圍第1項之去角取面裝置，其中該碟形 磨石包括至少兩個磨石元件，其被該磨石框架共軸地及可 旋轉地支禮，並可相互置換。 1 9.如申請專利範圍第1 8項之去角取面裝置，其中在該 至少兩個磨石元件之一側上設有該磨石框架。 2 0.如申請專利範圍第6項之去肖取面方法，其中該多邊 形係由五個或更多個切面表面所界定。 21.如申請專利範圍第6項之去角取面方法，其中進一步 包含： 以其它磨石置換該磨石，其中該磨石及該其它磨石是被 該磨石框架共軸地地及可旋轉地支持著。 2 2.如申請專利範圍第6項之去角取面方法，其中該等致 使步驟及該等移動步驟是連續地被執行，以移動該接觸位 置來晝出往復連續線。 2 3.如申請專利範圍第2 2項之去角面方法，其中該等致 使步驟及該等移動步驟由晶圓的上緣位置朝向下緣位置連 續地被執行。 2 4.如申請專利範圍第11項之碟形半導體晶圓，其中該 多邊形係由五個或更多個切面表面所界定。

   S9104337.ptc 第33頁 2000. 08.01.033