TW514976B - Method for processing semiconductor wafer and semiconductor wafer - Google Patents

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Takashi Nihonmatsu
Masahiko Yoshida
Yoshinori Sasaki
Masahito Saitoh
Toshiaki Takaku
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Shinetsu Handotai Co Ltd
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Description

514976 A7 ______B7
五、發明説明（P 【發明所屬技術領域】 本發明係關於在半導體晶圓，尤其單晶矽晶圓之製造 製程所產生之晶圓表面加工變質層藉由化學鈾刻予以除去 的方法之改善，及在單晶矽晶圓之製造方法所發生之晶圓 背面狀態之改善。 【技術背景】 以往，半導體鏡面晶圓之製造製程，通常乃由將矽晶 等單晶棒予以切割，且對所得半導體晶圚進行去角，硏磨 ，鈾刻，鏡面硏磨及洗淨.乾燥之製程所構成。將此種半 導體鏡面晶圓之製造製程例予以顯示於圖3。該等製程依 據目的，一部分製程則被調換，或被反覆數次，或被附加 ，取代如熱處理，硏磨等其他製程，而實行各種製程。例 如，有時硏磨製程被進行三段左右，或在硏磨製程之前被 附加平面磨削製程。 通常，蝕刻係以除去切割，去角，硏磨等之機械性加 工時被導入之表面加工變質層爲目的，而在硏磨製程等之 平坦化製程後進行鈾刻製程。例如，通常以氫氟酸、硝酸 、磷酸、水所成混酸水溶液在晶圓表面進行蝕刻數〜數十 # m深之酸性蝕刻製程。 依據酸性鈾刻，雖能除去加工變質層，晶圓平坦度卻 蝕刻裕度愈大愈容易損傷。特別是晶圓周邊部比其他部分 蝕刻量爲大，致平坦度之惡化愈顯著。又，亦有由於酸性 蝕刻時之化學反應而產生有害Ν Ο X等之問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線- 經濟部智慈財產局員工消资合作社印製 -4- 514976 A7 B7 五、發明説明（2) 爲回避這些問題，有時亦利用鹼.性蝕刻。惟以蝕刻液 如使用鹼系蝕刻液進行蝕刻·時，雖能保持硏磨後之平坦度 原樣，卻在晶圓表面局部容易形成數// m深，數〜數十 // m大之凹洞。可推想在硏磨製程所發生之局部性機械加 工變形較大部分，由於鹼性蝕刻之各向異性致比其他部分 被深入蝕刻，而形成凹洞。 如上述，酸性蝕刻由於蝕刻促使晶圓平坦度惡化，鹼 性鈾刻由於會形成較深凹洞，而爲除去該等凹洞則需增大 鏡面硏磨之硏磨裕度。然，由於增大硏磨裕度有時因硏磨 致惡化平坦度，大幅度減低硏磨製程之生產性。 於是，本案發明人首先如特開平1 1 — 2 3 3 4 8 5 號所揭露，藉將蝕刻製程設成鹼性蝕刻後再進行酸性蝕刻 ，且同時將鹼性蝕刻之鈾刻裕度設成較大於氫氟酸、硝酸 、酢酸，水之混酸水溶液之酸性蝕刻之蝕刻裕度以圖謀解 決之，結果雖可充分達成平坦化，惟爲獲得鏡面硏磨晶圓 (Polished Wafer，PW)之硏磨裕度減低化方面卻不一定能充 足。近年由於更高平坦度化已被要求，故硏磨裕度之減低 化愈呈重要。 因此，被考慮到藉在硏磨製程前進行（平面）磨削製 程其後再予以硏磨，以縮短硏磨時間及防止外周鬆弛之技 術。惟磨削所致之磨削條痕殘留及磨削損傷之控制較難， 欲控制磨削損傷於3 // m以下相當困難。 且，亦明瞭在晶圓加工製程易招惹晶圓背面亮度（光 澤度）之減低及發生波紋（2 m m以上之週期性面粗）， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ：297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印說 -5- 514976 A7 ____B7 五、發明説明（3) 更明瞭容易產生所謂在低電阻率結晶易發生之殘渣污斑（ 以下簡稱污斑）。尤其隨蝕刻製程之條件（例如減小蝕刻 裕度），有時晶圓背面光澤度竟減低1 5至2 0 %左右。 又’本發明所謂之晶圓（背面）光澤度係參考 1 1 s Z 8 7 4 1 (鏡面光澤度測定方法），使用以 相同規格指定之鏡面光澤度計（光澤測定儀）按照同法加 以測定。即以將目標位置未置任何物體狀態之亮度便宜上 假設爲0 % ’經鏡面化晶圓光澤度設爲1 〇 〇 %之條件進 行評價。 以往，雖有在晶圓表裏兩面進行鏡面硏磨之情形，惟 將背面完全促成鏡面時（光澤度接近10 0%)，卻有微 小粒子易粘著又易再脫離，及吸住晶圓之靜電吸盤接觸面 積等問題，而需將光澤度減低某種程度範圍。雖依器件加 工製程有異，但一般以3 0〜6 0%左右之光澤度較宜。 通常，晶圓背面光澤度主要在蝕刻製程即被決定。欲 獲得高平坦度晶圓則促使蝕刻製程之鈾刻裕度減小較佳。 在上述鹼性蝕刻後再進行酸性蝕刻之方法，習知作爲鹼性 蝕刻之蝕刻裕度以兩面爲1 0〜3 0 // m，尤其2 0 // m 左右，作爲酸性蝕刻之蝕刻裕度以兩面爲5〜2 0 // m， 尤其1 0 μ m左右以進行蝕刻較宜，蝕刻製程全體在兩面 有約3 0〜4 0 // m之蝕刻裕度。藉此雖能調整至光澤度 4 0 %左右，然欲更減低蝕刻裕度時，卻有光澤度下降至 2 0 %以下之問題。因此，在實行鹼性蝕刻後再進行酸性 蝕刻之半導體晶圓的加工方法時，背面側之品質格外成問 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Ί訂 -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6- 514976 A7 _B7 五、發明説明（4) 題。 【發明之開示】 本發明即鑑於該等問題所促成者，係以提供一種可維 持晶圓平坦度，並除去機械加工變質層以改善表面粗糙， 尤其能使局部性較深凹洞變爲更淺，且可予以製成具微小 粒子及污染不易附著之蝕刻表面之化學蝕刻晶圓（Chemical etchedWafer，CW)而減低鏡面硏磨製程之硏磨裕度同時， 亦能將晶圓背面品質（光澤度，波紋，污斑）保持良好之 半導體晶圓的加工方法及經加工之半導體晶圓爲目的。 爲解決上述課題，本發明有關半導體晶圓的加工方法 乃在對於切割單晶棒所得半導體晶圓至少施加去角製程， 硏磨製程，蝕刻製程，鏡面硏磨製程之半導體晶圓加工方 法，將上述蝕刻製程設成鹼性蝕刻後再進行酸性蝕刻，且 其時以氫氟酸、硝酸、磷酸、水所成酸性蝕刻液進行酸性 蝕刻爲特徵。 如此，在蝕刻製程，藉對硏磨後之晶圓先進行鹼性蝕 刻，以維持硏磨後之平坦度並除去機械性加工變形，接著 再進行酸性蝕刻，而可改善鹼性蝕刻後所殘留局部性深入 凹洞及表面粗糙或銳利凹凸形狀。 其時，如以氫氟酸、硝酸、磷酸、水所成酸性蝕刻液 進行酸性蝕刻時，比起習知所使用氫氟酸、硝酸、酢酸系 酸性蝕刻液能更減低波紋（2 m m以上之週期性面粗）， 促使凹洞深度變淺。因此可減小硏磨製程之硏磨裕度，以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514976 A7 B7 經濟部智慈財產局8工消費合作社印製 五、發明説明（5) 圖提升硏磨製程之生產性。且，藉削減硏磨裕度能抑制硏 磨製程之平坦度劣化，而更加容易製造具高平坦度之晶圓 。此可推測爲磷酸所具粘度爲因，混酸藥液不易進入凹洞 內，促使凹洞內之鈾刻速度較遲於其他平面所致。 又，本發明亦是在對於切割單晶棒所得半導體晶圓至 少施加去角製程，平面磨削製程，鈾刻製程，鏡面硏磨製 程之半導體晶圓加工方法，在鈾刻製程前進行平面磨削製 程’且將上述鈾刻製程設成鹼性鈾刻後再進行酸性蝕刻， 而其時以氫氟酸、硝酸、磷酸、水所成酸性鈾刻液進行酸 性蝕刻爲特徵。 此時，在上述半導體製造方法更加硏磨製程，以硏磨 製程，平面磨削製程，蝕刻製程之順序進行加工較宜。 如是，本發明係藉替代習知之硏磨製程以平面磨削製 程完全予以置換，或增加硏磨製程且在蝕刻製程前進行平 面磨削製程，而可顯著減少硏磨所致局部性發生之較大機 械性加工變質層，以抑制較深凹洞之發生。 且在平面磨削製程，比起硏磨製程可較容易控制晶圓 形狀，穩定地獲得相同形狀。況且亦可抑制晶圓間之厚度 參差不齊。 平面磨削亦可除去硏磨後晶圓經蝕刻尙殘留之凹洞。 於是雖亦考慮蝕刻製程後再進行平面磨削製程，惟平面磨 削卻會在晶圓表面殘留所謂磨削條痕。且判明欲消除該磨 削條痕需增大硏磨製程之硏磨裕度，致連帶惡化晶圓之平 坦度。因此，本發明將平面磨削製程設在蝕刻製程前予以 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 -線 -8- 514976 A7 ___B7 五、發明説明（6) 進行。尤其在增加硏磨製程之製程以硏磨製程，平面磨削 製程，蝕刻製程之順序進行製程較宜。 又，去角製程在平面磨削製程後實施較妥。又如有硏 磨製程時，予以組入磨削製程前段進行較宜。因爲硏磨製 程雖使用硏磨稀泥漿進行，但晶圓未經去角時，該硏磨稀 泥漿不易進入晶圓中央部，致晶圓外周部有時極端鬆弛。 又，如有硏磨製程及平面磨削製程時，將去角製程插入多 處（至少兩處以上）更加，即去角製程並未予以特別限定 ，依據目的予以組入最適當製程間就可，將去角製程加以 調換或插入多處均可。 又，在平面磨削製程對晶圓表裏兩面進行磨削亦可， 又僅對表面（鏡面硏磨單面時，硏磨製程之硏磨面側）予 以片面硏磨亦可。尤其在平面磨削製程前進行硏磨製程時 ，僅對在磨削製程加以硏磨之硏磨面進行片面硏磨較宜。 這是硏磨後之最後鏡面晶圓之背面（未硏磨之面）與習知 所使用之晶圓背面呈同樣光澤度及粗糙狀態所致。 欲將最後鏡面晶圓形成爲兩面鏡面晶圓時，在平面磨 削製程進行兩面硏磨較宜。此時不一定需要硏磨製程。如 減除硏磨製程則可減少製程，又可減小晶圓表裏兩面之硏 磨裕度，故較宜。亦即將硏磨製程硏磨之面予以平面磨削 。惟最後硏磨晶圓之背面形狀如無特別規定時，在平面磨 削製程進行兩面硏磨，在硏磨製程進行片面硏磨亦可獲得 局平坦度之晶圓。 其次，本發明需在平面磨削製程後所進行之蝕刻製程 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂 經濟部智恷財產局員工消资合作社印製 -9- 514976 A7 B7 五、發明説明（7) 不除去平面磨削製程所發生之磨削條痕不可。該磨削條痕 亦是一種機械性加工變性層，大致推想有6 // m左右之波 紋。因此，將該進行平面硏磨之晶圓加以鹼性蝕刻時，雖 可防止在硏磨製程後進行鹼性鈾刻所出現之局部性較深凹 洞之發生，卻有殘留進行平面硏磨之磨削條痕部分或被強 調成爲凹洞狀之情形。 於是，避免在蝕刻製程亦發生此種磨削條痕所致之凹 洞，乃將鹼性蝕刻與酸性蝕刻予以組合，維持晶圓平坦度 原樣加以除去變形。即在蝕刻製程，首先經蝕刻製程後再 進行酸性蝕刻。如是，藉在蝕刻製程，對平面磨削後之晶 圓先進行鹼性蝕刻，維持平面磨削後之平坦度加以除去變 形，再進行酸性蝕刻，故可維持平坦度以改善鹼性蝕刻後 所殘留之磨削條痕與表面粗糙或銳利凹凸形狀。此時，將 鹼性鈾刻之蝕刻裕度設成大於酸性蝕刻之蝕刻裕度較宜。 且此時，如使用由氫氟酸、硝酸、磷酸、水所成酸性 蝕刻液進行酸性蝕刻時，比起習知一般使用氫氟酸、硝酸 、酢酸系酸性蝕刻液之酸性蝕刻更能減低波紋，促使磨削 條痕所致之凹洞變淺。因此可減低硏磨製程之硏磨裕度， 以圖提升硏磨製程之生產性。又，藉削減硏磨裕度能抑制 硏磨製程之晶圓平坦度劣化，而更加容易製造具高平坦度 之晶圓。 又，本發明亦是在對於切割單晶棒所得半導體晶圓施 .加平坦化製程，蝕刻製程，鏡面硏磨製程之半導體晶圓的 加工方法，將上述平坦化製程設於蝕刻製程更前段，及將 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慈財產局員工消費合作杜印製 -10- 514976 A7 B7 五、發明説明（8) 上述蝕刻製程設成鹼性蝕刻後再進行酸性蝕刻，且其時以 氫氟酸、硝酸、磷酸、水所成酸性鈾刻液進行酸性蝕刻， 而上述鏡面硏磨製程則於上述酸性蝕刻後進行背面硏磨製 程，然後在進行表面硏磨製程爲特徵。 如是，藉在鏡面硏磨製程於酸性蝕刻後進行背面硏磨 製程，然後在進行表面硏磨製程，可促成晶圓背面品質（ 光澤度，波紋，污斑）保持良好。又藉在表面硏磨前進行 背面硏磨製程，致可減少背面波紋之轉印發生於晶圓表面 ，亦可更減低表面硏磨之硏磨裕度，呈連毫微地貌水準之 凹凸亦無，能抑制硏磨所致之平坦度降下，而有可獲得高 平坦度晶圓之優點。且由於能減低硏磨裕度，故可顯著提 升硏磨製程之生產性。 此時，上述平坦化製程可作爲硏磨製程及/或平面磨 削製程。 如是，本發明之加工方法可將平坦化製程作爲硏磨製 程及/或平面磨削製程，致能在以後之蝕刻製程，鏡面硏 磨製程，保持晶圓形狀及平坦度同時有效除去磨削條痕， 故可予以加工呈高平坦度，且表面粗糙及凹凸已改善之晶 圓。 此時，在上述背面硏磨製程將光澤度予以硏磨爲3 5 〜50%光澤度較宜。 如此，將光澤度予以硏磨成3 5〜5 0 %光澤度，則 微小粒子之發生，及吸住晶圓之靜電吸盤等所需接觸面積 均不成問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 514976 A7 B7_ 五、發明説明（9) 且，在平面磨削製程將晶圓外周部予以硏磨成較厚爲 佳。 在平面磨削雖能加工高平坦度之晶圓，但欲使硏磨後 晶圓呈更高平坦度時，乃準備對於硏磨時之硏磨裕度1 // m，外周部較厚0 . 〇 6 // m左右（自周邊約5 m m範 圍）之晶圓較佳。此則是在平面磨削製程後之蝕刻製程及 硏磨製程，晶圓外周部之厚度較易變薄所致。在平面磨削 製程即能予以控制呈外周部較厚之形狀，且穩定進行製造 。其結果，於硏磨後可獲得高平坦度之晶圓。又亦可抑制 晶圓間之厚度參差不齊。 此時，將上述蝕刻製程之全體蝕刻裕度設成兩面3 0 // m以下較宜。 如此將鈾刻裕度設成兩面3 0 # m以下，而可獲得高 平坦度之晶圓。尤其能防止蝕刻引起之晶圓外周鬆驰。 又’本發明能將鏡面硏磨製程之硏磨裕度設於7 // m 以下。 在本發明之鏡面硏磨製程，由於能在上述蝕刻製程獲 得波紋較小，凹洞非常淺之晶圓，故能將硏磨裕度設爲7 // m以下之極小，以獲得高平坦度之鏡面晶圓，而可顯著 提升硏磨製程之生產性。 又，此時，如欲獲得良好硏磨面，則將硏磨裕度設於 2 // m以上爲妥。 本發明蝕刻時之酸性蝕刻液調配組成比係以氫氟酸濃 度5〜1 5重量％，磷酸濃度1 〇〜40重量％較宜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21Gx297公麓） ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 -12- 514976 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7五、發明説明（^ 如是，爲減低硏磨裕度，如欲使硏磨或磨削後在鹼性 蝕刻所產生之凹洞深度予以變淺時，.將酸性蝕刻液調配時 (初期濃度）之氫氟酸濃度控制於5〜1 5重量％以下， 磷酸濃度予以控制於1 0〜4 0重量％範圍較宜。在此條 件下，鈾刻液之濃度較適當，可促成凹洞深度趨淺之效果 較高同時，磷酸與氫氟酸反應之副反應之影響較少，能進 行穩定之矽晶表面之蝕刻。 且此時，酸性蝕刻液如爲將矽予以溶解濃度1 0 g / L以上者較佳。 如此將矽之溶解量設定較多時，爲使呈原來之液體狀 態時可減少液體之更換量。結果蝕刻液之濃度控制較易， 可促使酸性蝕刻液之狀態穩定化。亦可改善波紋等之品質 〇 此時，酸性蝕刻液使用時之組成比以氫氟酸濃度1〜 7重量％，磷酸濃度1 8〜3 3重量％較宜。在如此範圍 進行蝕刻時，係能獲得凹洞變淺，面狀態良好之晶圓。氫 氟酸在反覆進行蝕刻處理過程中會徐徐減少，且氫氟酸濃 度1重量％以下時，蝕刻效果變過小。如脫離上述濃度時 ，及更換藥液一部分或全部而進行蝕刻，則能進行穩定之 處理。 本發明鹼性蝕刻之鹼性蝕刻液以N a ◦ Η水溶液或 Κ〇Η水溶液較宜。 藉如此蝕刻液，乃能更加確實發揮蝕刻處理效果，變 •成具高平坦度晶圓，可較容易進行蝕刻裕度之控制，亦能 i紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210Χ297公釐） " -13- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^^1. 、11 線 514976 A7 B7 五、發明説明（」 以低成本加以調整。 其次’由本方法所加工半導體晶，圓係爲進行驗性餓刻 ’保持硏磨後或磨削後之平坦度予以除去機械性加工變質 層’復藉進行含磷酸之酸性蝕刻，而可抑制鹼性蝕刻特有 之凹洞較深部分之鈾刻，表面粗糙及銳利凹凸形狀被改善 之半導體晶圓。尤其成爲凹洞深度或波紋被改善之更加平 坦之半導體晶圓。又，能予以設成晶圓背面品質（光澤度 ’波紋，污斑）良好之半導體晶圓。 且本發明有關半導體晶圓，則是經化學蝕刻之半導體 晶圓（C W )，其凹洞深度之最大値爲4 // m以下，波紋 爲0 · 05/zm以下，光澤度爲20〜70%之半導體晶 圓。 如此，本發明能製造凹洞深度極淺之經化學蝕刻之半 導體晶圓。 又，藉使用上述CW予以進行上述7 //m以下之鏡面 硏磨，而表面被加以鏡面硏磨之半導體晶圓（P W )，係 能提供一種SFQRmax爲〇 · 1 // m以下，且經鏡面硏磨之 另一面之凹洞深度最大値4 // m以下，波紋0 . 〇 5 // m 以下，光澤度2 0〜7 0 %之半導體晶圓。 由於能促使C W之凹洞深度趨小，在硏磨該晶圓表面 時，可顯著減小硏磨裕度。當硏磨裕度增大時雖易發生平 坦度惡化（尤其晶圓周邊部之鬆弛）等，惟藉減低硏磨裕 度乃可加以防止之，以形成SFQRmax爲0 . 1/zm以下之 顯著高平坦度之晶圓。又晶圓背面之光澤度亦可如習知之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) .1__ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消骨合作社印製 -14- 514976 A7 B7 五、發明説明（j 晶圓一樣加以.控制。 如上說明，依據本發明，由於在驗性蝕刻後使用磷酸 系混酸，故藉添加磷酸所得之高粘度化效果，可抑制鹼性 蝕刻面特有之較深凹洞部分之蝕刻，進而獲得平滑面，會g 削減鏡面硏磨之裕度，以提升硏磨製程之生產性。又波紋 亦被改善，可大幅提升鏡面硏磨後之平坦度。且能減小鏡 面硏磨之裕度，致可抑制硏磨製程之平坦度惡化，而容易 製造高平坦度之晶圓。 而提供一種保持晶圓之平坦度予以除去機械性加工變 質層而改善表面粗糙，尤其能將發生之凹洞深度予以控制 較淺，以製成凹凸形狀平滑之化學蝕刻晶圓，且將鏡面硏 磨製程之硏磨裕度減小至表面全體略4 //m左右之半導體 晶圓的製造方法以及所加工之半導體晶圓。因此，可提升 鏡面硏磨之生產性及晶圓平坦度，進而謀圖鏡面硏磨製程 之成本減輕及品質之提升。 又，能防止晶圓背面之光澤度及所謂殘渣污斑之表面 髒污。 【實施發明之最佳形態】 以下，即參照表及圖示就本發明實施形態加以說明， 惟本發明並非被限定於此。 本發明人等係就製造具有可維持晶圓硏磨後之平坦度 ’並不易發生微小粒子及污染之蝕刻表面之化學蝕刻晶圓 之半導體晶圓加工方法，特別是蝕刻方法加以種種檢討結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 -15- 514976 A7 _ B7 五、發明説明（^ 果，乃著想於首先維持硏磨後平坦度並進行除去變形層之 鹼性蝕刻，且爲改善其所殘留之較深凹洞及表面粗糙或波 紋進行酸性蝕刻，尤其非使用習知之氫氟酸、硝酸、酢酸 之混合水溶液（有時稱爲酢酸系混酸），而以氫氟酸、硝 酸、磷酸之混合水溶液（有時稱爲磷酸系混酸）爲酸性蝕 刻液進行酸性蝕刻，究明處理條件最後完成本發明。 首先，鹼性蝕刻之基本處理條件則例如將直徑8英吋 (2 0 0 m m )晶圓以# 1 2 0 0磨粒予以硏磨後，再以 8 5 °C，濃度5 0 % N a〇Η水溶液進行鹼性蝕刻即可。 且鹼性蝕刻之鈾刻裕度以兩面1 〇〜3 0 // m爲適當範圍 。尤其以約2 0 // m爲能使局部性較深凹洞之深度接近於 最小値，而T T V，R a亦不致太惡化之較加條件。 在此，所謂局部性較深凹洞則指在硏磨時磨粒插入於 晶圓表面所形成凹洞，經過鹼性蝕刻而增大或增深者。因 此，對於硏磨所使用磨粒之大小號數多少亦有影響。又， 鹼液濃度低時，凹洞深度有增大之傾向外，鹼液濃度高時 雖能將凹洞深度設爲較淺，惟因此卻需增大蝕刻裕度，致 效率不佳。且，該凹洞深度雖可由光學顯微鏡之焦點深度 加以求取，但爲除去該凹洞乃需在後續製程之鏡面硏磨製 程進行硏磨。於是需將鏡面硏磨量設定於該較深凹洞之深 度最大値以上，故盡量將凹洞設成較淺爲宜。 在此，所謂 T T V〔 Total Thickness Variation〕( // m )係爲一晶圓中之最厚部位與最薄部位之厚度差數値 ，亦即晶圓平坦度之指標。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -16- 514976 A7 B7 五、發明説明（j 又，R a ( // m )則指中心線平均粗細，卻是最被使 用之表面粗細參數之一種。 其次，調查，檢討酸性蝕刻液之組成。 替代習知所使用氫氟酸、硝酸、酢酸所成酢酸系混酸 ，檢討氫氟酸、硝酸、磷酸所成磷酸系混酸。 即，酸性蝕刻液以可改善表面粗糙之氫氟酸與硝酸爲 主體，且將其之混合液將通常使用之酢酸由磷酸予以替代 。其理由乃考慮磷酸在強酸中頗爲穩定，藉磷酸所具粘度 影響在進入凹洞後予以堵絕新液之供應，則可促使凹洞內 之蝕刻比其他平面延遲，而定性把握其傾向。 於是，就氫氟酸、硝酸、磷酸之調配比率加以檢討。 表1爲將直徑8英吋晶圓爲改善其平坦度及除去切割 所致機械性加工變質層，使用磨粒大小號數# 1 2 0 0以 兩面硏磨6 0 // m後，將兩面予以2 0 // m鹼性蝕刻之晶 圓（以後有時稱爲加工晶圓）以氫氟酸、硝酸、磷酸、水 所成混酸水溶液進行酸性蝕刻時之酸調配比率與經過酸性 蝕刻之局部性較深凹洞之深度及表面狀態之觀察結果。 實驗號碼1〜1 3爲將氫氟酸、硝酸、磷酸之調配比 率予以改變之情形，實驗號碼1 4，1 5爲習知之氫氟酸 、硝酸、酢酸之混合水溶液之情形。 將矽1 1 g /L予以溶解於該等蝕刻液促使蝕刻液穩 定後，將加工晶圓以兩面予以蝕刻1 0 // m，而對凹洞， 面狀態進行評估。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慈財產局〃貝工消費合作社印製 -17- 514976 A7 B7 五、發明説明（1今 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 as
評估項目 面狀態 ! < 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 < < < < < ◎ ◎ 凹洞深度 (_) 3.0(註 1) 3·0(註 1) 4 cs Csl p 1 5.4(註 2) 1 CO 1 5.8(註 2) 1 1 5.6(註 2) 1 CO uS iS r 4 _ _ H2〇 24.2 25.0 26.8 28.2 26.2 1 29.7 1 1 31.2 1 1 29.5 ] 29.4 1 33.0 1 1 29.3 | 29.4 1 35.6 1 cn 00 CNl 1 24.7 1 CH3COOH 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 20.8 1 O) CN ffi\ 觸 Πιϊδ H3PO4 42.1 40.9 32.5 ON VO csl 38.9 1 20.1 1 CO 00 1 33.5…」 Γ 40.2 1 Γ 20.9 1 1 43,1 1 44.7 r-H 1 1 HN〇3 ί 29.4 1 28.6 \ < 1 37.6 1 1 27.0 1 1 42.1 1 1 38.9 1 1 23.4 1 T ''< 1 < 29.2 r—H 〇 OO 卜： 1 33.2 1 寸 σ< CO CO CO wS v〇 CO ON 5 CO VO CO r—H cn On VO r i i—Η CO Os \ < r-； 調合比率(容量比） 1 CHsCOOH 1 100重量％ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 r—H csi H3P04 i 85重量％ 寸 CO csi CO CO r-H CNl H Csl cn 寸 r—H 1 1 1 hn〇3 I | 70重量％ 1 寸 CO CO CNl CO \o 1—H 1 i CNl r.....i Η 寸 CO CO s 50重量％ \ < r-H i 1 i CNl r—H H CO r—H Csl CO CO 寸 寸 1—< t—H 實驗號碼 r—Η CN CO 寸 un 00 as 0 r—H CO r—H ϋ - < &賊：〇: :騮¥i -iil-Ii- -sw (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •^wi. 訂 -線* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 18- 514976 A7 五、發明説明（4 自本實驗結果，就凹洞深度可知，將酢酸以磷酸予以 替代能大大加以改善，尤其使用酢酸時之凹洞深度爲7 左右者，使用磷酸時凹洞深度變爲3〜4 //m左右。 又，可推測磷酸濃度（重量％ )愈高凹洞愈小。 如上述對於凹洞深度可知磷酸之效果頗大。 針對面狀態，如實驗號碼9，1 1，1 2，氫氟酸濃 度（重量％ )比硝酸濃度濃時，表面變成粗糙混濁致光澤 度減低。就是氫氟酸過濃或硝酸濃度太薄時面狀態會惡化 。因此，以氫氟酸濃度較硝酸濃度薄之狀態進行蝕刻較宜 。又，如實驗號碼1氫氟酸濃度較硝酸濃度甚薄時就無法 進行蝕刻（幾乎無反應）。是故（氫氟酸/硝煙）比率設 •成1 / 7以上較佳。在如此不被蝕刻（殆無反應）之狀態 ，晶圓表面乃呈元來鹼性鈾刻之面狀態，而殘留較深凹洞 及表面粗糙狀態。又假如繼續蝕刻時，雖凹洞會變小，惟 蝕刻時間呈非常之長在操作上有問題。又有時磷酸雖爲 4 0重量％以上，蝕刻亦成緩慢之情形。可推測由於氫氟 酸與磷酸之副反應之影響以致蝕刻無法進行所致。 如將以上情形加於考慮時，特別是（氫氟酸/硝煙） 比率爲1 / 2左右，磷酸濃度4 0重量％以下，即能獲得 非常良好面狀態之晶圓。光澤度亦藉調整蝕刻時間可調整 於20〜70%之廣泛範圍。 在此，表1之面狀態則是將由目視進行外觀檢查，表 面呈粗糙光澤度減低之狀態或鹼性蝕刻之面狀態殘留之狀 態，並用其表面狀態困難使用者標以△(稍有瑕疵）。且 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 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 514976 Α7 Β7 五、發明説明（^ 鹼性蝕刻之面狀態殘留者，雖藉增長蝕刻時間能改善面狀 態，卻在操縱上有困難。又表面雖呈粗糙，惟如凹洞深度 較淺者，尙能作爲硏磨晶圓兩面之原料晶圓加以使用。而 表面經過蝕刻光澤度良好，且稍殘留有斑駁者乃標以〇（ 良好）。該等可無問題地使用之。更將光澤度提升，與習 知酢酸系混酸同等之可作爲製品予.以調整於所盼光澤度範 圍者標以◎(非常良好）。又，凹洞深度係爲將晶圓表面 予以掃描，自凹洞一部分用光學顯微鏡之焦點深度所求取 之値，而顯示所獲凹洞深度之最大値者。 由於該等凹洞深度及面狀態，較佳磷酸系混酸之濃度 範圍以調配時之初期濃度言之，則氫氟酸（H F )爲5〜 1 5重量％，硝酸（Η Ν〇3 )爲2 0〜4 5重量％，磷酸 (Η3Ρ〇4)爲1 0〜40重量％，其餘爲水（Η2〇） 〇 這是，如將調配時之氫氟酸濃度設在5重量％以下時 ，蝕刻效果（反應性）變惡。又如設在1 5重量％以上時 ，由於與硝酸之關係致面狀態惡化。對於硝酸雖無法獲得 明確之見識，惟自氫氟酸，磷酸之關係可推測2 0〜4 5 重量％之範圍較佳。特別是（H F /Η Ν〇3 )比爲1 / ( 2〜7 )較宜。磷酸如在1 〇重量％以下時’凹洞之改善 效果較低，如在4 0重量％以上時，氫氟酸及水等之副反 應增加，蝕刻趨爲不穩定，有時竟無蝕刻效果’致面狀態 惡化。 酸性蝕刻之蝕刻裕度乃以兩面5〜2 0 // m爲適宜之
^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公H (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局®工消費合作社印製 -20- 514976 A7 _B7_ 五、發明説明（j 範圍。尤其兩面爲1 0 /2 ill左右能促使凹洞變淺，可維持 平坦度將表面平滑地加以蝕刻。此則能推測由於磷酸所具 粘度之影響，而混酸不易進入硏磨帶來之凹洞或削磨條痕 部分之凹洞，故凹洞內之蝕刻速度比其他平面遲緩所致。 接著，就實際之鈾刻中之各組成比加以確認。調配時 雖以上述濃度範圍爲佳，但，實際上在蝕刻過程中組成逐 漸變化。將矽晶圓予以蝕刻時，藥液中各組成有氫氟酸濃 度減少，硝煙濃度徐徐減少，磷酸濃度殆不變化，水濃度 增加之傾向。尤其在蝕刻開始直後之組成頗爲不安定。 於是爲穩定蝕刻液，預先將矽溶解於混酸較妥。該矽 溶解時之組成（實際使用時之組成）已加以確認。 表2爲顯示將矽溶解量予以0〜2 0 g / L變化時之 蝕刻液中各成分濃度者。調配時（初期）之蝕刻液組成係 使用與實驗號碼1 3相同之將5 0重量％氫氟酸，7 0重 量％硝酸，8 5重量％磷酸以1 : 3 : 2容量比加以調配 之磷酸系混酸，而確認將矽予以溶解時之實際蝕刻液組成 如何變化。 又，尙確認藉調整該矽溶解量可大幅改善波紋或周邊 鬆弛，故使用表2所示各蝕刻液，以# 1 2 0 0磨粒進行 硏磨，復將經過兩面2 0 // m鹼性蝕刻之晶圓予以兩面 1〇// m之酸性蝕刻，評估其波紋，並將其結果拼記於表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ：297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 514976
7 B 經濟部智慧財產局Η工消費合作社印製
五、發明説明（ A LO 1 寸 ① r^\ cj 〇 CD 寸 CO (Μ S σ r-H 〇 o o Ο % o 〇 o o Ο 鬆 f CD (M o CO •rH 1 • • • • 贿 CO rH CO LO CD Η CO E CD CD CO rH CO 〇 馨 . CM κ _ 0ttt|1 CD 卜 00 Ο Pi! CM (M CM CM CO §< 瘃 Q LO 卜 T-H CD 鑑 ο o\ . . . . . Ρπ CO _ ilmil CM CM CM CO CM κ Pn CO CO CO CO CO S 00 Q rH 00 CD CM o 〇 ιπίπτίΐ . . . . . _ <lm)1 寸 CM T-H o O) m CO CO CO CO CXI /^\ ιπΐιπΐ] CD CO o CO c\] Ε 啊 <|m|| Ptl CD LO 寸 CM T-H ffllil) 1U|LU|| 邏 \ 〇 LO o r-H LO r~H o CM bo 〇〇 術 r—i CM CO 寸 LO (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -22- 514976 A7 B7__ 五、發明説明（^ 由表2可知，藉預先.予以溶解矽，調配時之濃度（初 期濃度）會變化。將5 0重量％氫氟酸，7 0重量％硝酸 ，8 5重量％磷酸以1 : 3 : 2容量比加以調配之磷酸系 混酸，使用時之鈾刻組成已呈氫氟酸濃度爲1〜7重量％ ，硝酸爲2 5〜3 3重量％，磷酸爲1 8〜3 3重量％， 而以如此組成範圍加以使用較宜。又，將矽溶解量設定於 1 0 g / L以上時，由於能製成波紋0 · 5 // m以下之非 常良好之晶圓，故更爲妥宜。矽溶解量愈多愈能促使波紋 趨小。 在此，所謂波紋（Waviness)乃是將測定開始地點與測 定完了地點予以一致作爲高度之原點，以2 m m間距測定 自原點之變位量之絕對値Y i至Y 2 9，以其平均値定義爲 波紋。 又，將矽溶解爲1 0 g / L以上時，則可穩定化蝕刻 液組成。剛調配直後之蝕刻液組成尙非穩定。藉將某程度 之矽預先予以溶解即可使反應性及蝕刻液之組成穩定化。 又，欲將未進行矽溶解之調配直後濃度變爲蝕刻液組成時 ，雖需殆全量更換蝕刻液，惟要使鈾刻液退回矽溶解後之 狀態卻相當溶易，只要將未矽溶解之鈾刻液部分性更換（ 追加）即可，以減少液更換量。其結果，蝕刻液濃度之參 差不齊亦趨小，且變爲可容易加以控制，促使酸性蝕刻狀 態穩定化。 如上所示，係判明藉將含磷酸之混酸使用於酸性蝕刻 ，在下述各點優於習知之酢酸系混酸蝕刻。即， 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 514976 A7 ____B7_ 五、發明説明（2) 1 )可將凹洞深度促成比習知鹼性蝕刻+酢酸系混酸 蝕刻更淺。 2 )平滑化之效率高。 3 )波紋成份較少。 4 )表面粗糙變細，可提升光澤度。 將各種鈾刻方法與所獲晶圓品質，特性之關係整理於 表3加以比較。又，僅以磷酸系酸溶液進行蝕刻時如蝕刻 裕度太多，則與僅以酢酸系酸溶液予以進行蝕刻時相同有 平坦度惡化之傾向。又蝕刻速度亦緩慢而生產性不佳。如 本發明藉由（鹼性+磷酸系）蝕刻液進行處理乃可減低在 磷酸系處理之鈾刻裕度，以改善上述問題並更顯著減少硏 磨製程之硏磨裕度，故甚佳。且自上述可明瞭本發明之優 異性。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 514976 A7 B7 五、發明説明（d (表3) 品質 蝕刻液種類 平坦度 波紋 PW硏磨 裕度 背面狀態 鹼性溶液（NOH或K〇H) ◎(良） ◎(小） X(多） x(粗） 酸溶液 X (不佳） x(大） 〇 (少） ◎(平滑） 組合（鹼+酢酸系） 〇 〇 Δ Δ 本發明（鹼+磷酸系） 〇 ◎ ◎ 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔註1〕酢酸系（氫氟酸+硝酸+酢酸），磷酸系（氫氟 酸+硝酸+磷酸） 又，蝕刻裕度（蝕刻之加工餘量）如過多時，雖以鹼 性蝕刻及酸性蝕刻進行蝕刻亦易生成晶圓外周圍鬆弛。因 此在蝕刻製程採取兩面爲1 0〜3 0 // m左右之比習知更 少裕度較宜。最佳是在鹼性蝕刻採取兩面爲1 5 // m，在 酸性蝕刻採取兩面爲5 // m左右。 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 依據上述本發明之鹼性蝕刻+磷酸系混酸蝕刻之兩階 段化學蝕刻，可穩定並容易製造凹洞深度最大値爲4 // m 以下，2 m m間距之波紋P V値爲〇 · 〇 5 // m以下，且 光澤度範圍爲2 0〜7 0%之半導體晶圓。 又，本發明人等對於鏡面硏磨製程前加工變形及其起 因之凹洞等殘留較少之晶圓製造方法，特別是蝕刻製程， 或其先行製程進行種種檢討結果，著想於替代硏磨製程或 在硏磨製程後插入平面磨削製程，可獲得切割或硏磨所產 生變形層極少之維持高平坦度之晶圓，且進行鹼性触刻能 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） "~~ -25- 514976 A7 ___B7 五、發明説明（j 除去在平面磨削殘留之變形層及磨削條痕，復爲改善殘留 磨削條痕所致之凹洞，更加以進行以氫氟酸、硝酸、磷酸 之混合水溶液爲酸蝕刻液之酸性鈾刻，而究明處理條例完 成本發明。 圖1爲本發明之將單晶棒予以加工以製造半導體鏡面 晶圓之一連串流程圖。其中，圖1 ( a )爲由平面磨削製 程，蝕刻製程之順序所成之流程圖，圖1 ( b )爲前面加 上硏磨製程之平面磨削製程，蝕刻製程順序所成之流程圖 〇 圖1 ( a )係爲將硏磨製程完全由平面磨削製程加以 置換之鏡面晶圓製造製程，在切割製程切割單晶棒獲得晶 圓，再於平面磨削製程施加平面磨削，改善平坦度及除去 在切割製程產生之機械性加工變質層。接著在去角製程對 晶圓施予去角加工，並進入蝕刻製程。蝕刻乃先進行鹼性 蝕刻除去變形層及磨削條痕，或予以趨淺，復用磷酸系混 酸進行酸性蝕刻以縮淺磨削條痕。此時，將鹼性蝕刻之蝕 刻裕度設成大於酸性蝕刻之蝕刻裕度較宜。繼之，在鏡面 硏磨製程予以施加鏡面硏磨，且在洗淨.乾燥製程進行洗 淨.乾燥而可製造高平坦度鏡面晶圓。 圖1 ( b )係爲在平面磨削製程前加上硏磨製程之鏡 面晶圓製造製程，將單晶棒在切割製程予以切割以獲得晶 圓，又在一次去角製程對晶圓施加粗去角加工後，並在硏 磨製程進行硏磨以除去平坦度改善及切割製程所產生機械 性加工變質層。接著在平面磨削製程予以平面磨削使平坦 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ； -26- 丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慈財產局員工消资合作社印製 514976 A7 B7 五、發明説明（j 度更加良好。繼之在二次去角製程施加精加工之去角加工 ，再進入蝕刻製程。蝕刻乃先進行鹼性鈾刻以除去變形層 ---------I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 及磨削條痕，其次用磷酸系混酸進行酸性蝕刻淺化磨削條 痕。此時，將鹼性蝕刻之蝕刻裕度設成大於酸性蝕刻之蝕 刻裕度較宜。然後在鏡面硏磨製程施予鏡面硏磨，經洗淨 •乾燥製程予以洗淨·乾燥則可製造高平坦度之鏡面晶圓 〇 首先，平面磨削之標準條件以主軸轉數：4 0 0 0〜 7000rpm，晶圓轉數：5〜9rpm (加工時）， 3〜7 r pm (無火花磨削），磨石輸送速度：〇 · 1〜 〇· 3//m/sec 較佳。 所使用磨石以高楊氏模量型較宜，平面磨削裝置以磨 石爲中心切深之橫切型平面磨削裝置爲宜。 線 平面磨削裝置雖有兩面同時切削之兩頭磨削裝置及一 面一面，或僅對一面進行磨削之裝置，惟對於裝置並無特 別之限定。 經濟部智慈財產局B(工消費合作杜印製 爲改善平坦度及除去切割所成之機械性加工變質層時 ，一般進行兩面爲4 0〜6 0 //m (單面爲2 0〜3 0 // m )之磨削即可。 在此，硏磨製程由於磨粒之影響致形成局部性損傷（ 凹洞），惟在平面磨削亦能將該局部性機械性加工變形予 以加工呈變少。 然雖受平面磨削製程之條件若干影響，平面磨削卻會 殘留磨削條痕。該磨削條痕爲磨石之切入痕跡以條狀殘留 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 514976 A7 B7 五、發明説明（^ 於晶圓表面者。 於是如上述進行蝕刻。先進行鹼性蝕刻以除去變形層 及磨削條痕，繼之以磷酸系混酸進行酸性蝕刻促使磨削條 痕淺化。接著在鏡面硏磨製程施加鏡面硏磨，且在洗淨· 乾燥製程進行洗淨.乾燥而可製成高平坦度鏡面晶圓。 藉以上一連串.製程予以加工製成之晶圓，其凹洞等非 常之淺，或完全不存在，又波紋成分亦少。表面粗糙亦變 細，呈有光澤度。因此，可顯著減少硏磨製程之硏磨裕度 (加工餘量），能以高生產性獲得高平坦度晶圓。 另，如上述在晶圓加工製程，會產生晶圓背面亮度（ 光澤度）減低及發生波紋，更有時會產生在低電阻率結晶 易發生之所謂殘渣污斑（以下有時僅稱污斑）。實際上， 由於蝕刻製程之條件（例如減少蝕刻裕度時）又時晶圓背 面光澤度下降15到20%左右。 於是，本發明人等爲解決上述問題，著想在鏡面硏磨 製程，於上述酸性蝕刻後進行背面硏磨製程，然後再進行 表面硏磨製程。 以下即說明本發明之背面硏磨進行情形。圖2爲例示 具本發明背面硏磨製程之半導體晶圓加工方法之一連串流 程圖。除上述圖1之半導體晶圓加工方法之外，更在進行 鏡面硏磨之表面硏磨製程之前進行背面硏磨製程爲本方法 之特徵。 切割製程則使用習知之方法.裝置即可。例如使用線 狀鋸或內圓刀型切割裝置進行歪斜較少之切割較妥。尤其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐) ' -28 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
,5T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514976 A7 B7 五、發明説明（ 將歪斜（翹彎）抑制於1 0 // m以下予以切割。 去角製程亦使用習知即有之方法及裝置就可。切割後 ，爲防止缺口，裂開乃盡早進行蜷曲外周角邊之倒角加工 (去角加工），然後在表面硏磨製程之前予以進行將去角 部鏡面化之去角加工較宜。 尤其在平面磨削製程實施去角製程爲宜。如有硏磨製 程時予以插入於硏磨製程前更宜。當然將去角製程插入於 多處亦可。本案係顯示在硏磨製程前插入一次去角製程， 在平面磨削後插入二次去角製程，及在背面硏磨後插手鏡 面去角製程之例示。 平坦化製程雖僅硏磨製程，或僅平面磨削製程亦可， 但如上述平面磨削製程之機械性變形較小，且比起硏磨製 程較容易控制晶圓形狀，可穩定獲得相同形狀而較佳。在 硏磨製程後加入平面磨削製程，以硏磨製程，平面磨削製 程，蝕刻製程之順序進行加工亦可。 又，平面磨削尙可除去較深凹洞。因此，雖可考慮在 鈾刻製程後，硏磨製程前加入平面磨削製程之情形，惟在 平面磨削會殘留所謂磨削條痕之模樣。又，磨削所造成之 損傷亦會殘留數/z m左右。因此，爲消除此種磨削條痕卻 在硏磨製程需要較多硏磨裕度。於是，本發明在蝕刻製程 前進行平面磨削製程。尤其原樣留存硏磨製程時，以硏磨 製程，平面磨削製程，蝕刻製程之順序進行爲宜。藉此， 可除去硏磨起因之較深凹洞，亦可除去或縮淺平面磨削起 因之磨削條痕。 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 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29- 514976 A7 B7 五、發明説明（2) 以平坦化製程之條件，硏磨製程時使用# 1 2 0 0〜 # 1 5 0 0左右之磨粒加以平坦化較妥。硏磨裕度以兩面 爲40〜6 0//m左右爲宜。最好用# 1 200磨粒進行 兩面40#m，更以#1500磨粒進行兩面2 0 //m之 兩段硏磨較佳。如此在後段使用含# 1 5 0 0與微細磨粒 之硏磨稀泥漿爲宜。 繼硏磨擬進行平面磨削時，使用# 1 5 0 0〜 # 4 0 0 0左右之磨粒磨刀石較妥。磨削裕度（平面磨削 之加工餘量）大致單面1 0 // m左右即可。平面磨削所使 用磨石爲高楊氏模量型較宜，磨削裝置以磨石爲中心切深 之橫切型磨削裝置爲宜。 以平坦化製程採用平面磨削時，例如雖是變形較少之 磨削製程後亦殘留磨削條痕。磨削條痕亦是一種機械性加 工變形層，可推測有若干變形（損傷）侵入。因此，對經 過平面磨削之晶圓進行鹼性蝕刻時，雖能防止硏磨製程後 加以鹼性蝕刻時所出現之局部性凹洞，惟經過平面磨削之 磨削條痕部分會殘留或被強調，致有時呈爲凹洞狀。 習知爲獲得高平坦度晶圓雖有時將平面磨削設在硏磨 之前，但如此卻有殘留磨削條痕等之問題。而本發明雖在 表面硏磨前之製程進行平面磨削，亦能維持其形狀予以蝕 刻及硏磨，以除去磨削條痕。 即，本發明之蝕刻製程如上述，在蝕刻製程先實施鹼 性蝕刻後再予以進行酸性蝕刻。且藉進行由氫氟酸、硝酸 、磷酸、水所成之酸性蝕刻，可促使波紋趨小並磨削條痕 氏張尺度適用中國國家標準（ CNS ) A4規格(210X 297公釐） " -30- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514976 A7 B7 五、發明説明（ 縮淺。 背面硏磨製程則在酸性蝕刻後且在表面硏磨製程前實 施之。僅是背面之光澤度調整雖可在鈾刻後之任何製程予 以實施（例如在表面硏磨製程後予以實施亦可），然在表 面硏磨製程前實施時，由於能以背面硏磨所致晶圓背面波 紋已被改善之狀態加以表面硏磨，故可極力減少背面形狀 之轉印等之影響，毫微地貌水準之凹凸亦被減輕，維持高 平坦度狀態原樣進行表面硏磨。又藉此能製造不只晶圓背 面之光澤度調節，亦進行殘渣污斑除去等之背面品質良好 之晶圓。背面光澤度設爲3 5〜5 0 %較宜。對應之，硏 磨裕度（硏磨所致之硏磨加工餘量）以單面0 · 4 // m以 下0 . 05//ΓΠ以上，最佳0 . 1/zm至〇 · 3#m左右 較佳。 表面硏磨製程如以不發生硏磨所致外周鬆弛之條件加 以硏磨則並無特別之限定。惟，特別以多段進行硏磨時， 將表面側全體之硏磨裕度設爲4 // m以下較宜。但爲獲得 良好鏡面乃以1 // m左右加以硏磨爲佳。 藉如此抑制硏磨裕度，則可維持其以前製程之平坦度 原樣製造高平坦度晶圓。 尤其在本發明之表面（鏡面）硏磨製程，由於在上述 蝕刻製程能獲得波紋小，磨削條痕（磨削條痕所製凹洞） 非常淺之晶圓，故可將硏磨裕度設呈極小以獲得高平坦度 之鏡面晶圓。又藉將背面硏磨製程插入於硏磨前，而可減 少背面波紋發生轉印於晶圓表面’並更減小表面硏磨之硏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .扣1§· 訂 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 -31 - 514976 A7 B7 五、發明説明（j 磨裕度。其結果，能減輕毫微地貌水準之凹凸，又抑制硏 磨所致之平坦度下降，有可獲得高平坦度晶圓之優點。又 由於能減低硏磨裕度，因此能顯著提升硏磨製程之生產性 〇 以下，即舉本發明之實施例與比較例具體進行說明， 惟本發明並非被限定於此。 (實施例1 ) 依據上述考察結果，如加以考慮凹洞深度，面狀態， 蝕刻速度，蝕刻液之穩定性等時，已判明以調配比爲5 0 重量％氫氟酸：70重量％硝酸：85重量％磷酸=1: 3 : 2之蝕刻液，亦即H F = 6 · 6重量％，Η N〇3 = 34 · 0重量％，Η3Ρ〇4=32 · 5重量％，其餘部分 Η2〇（26 · 9重量％)，石夕溶解量=19g/L之鈾刻 液爲宜。以下進行說明使用該酸性蝕刻液之實施例。 使用直徑2 0 0 m m ( 8英吋）之硏磨晶圓（磨粒號 數：# 1 2 0 0 )進行其次蝕刻處理。該硏磨晶圓之 TTV爲大致0·8gm。 首先，鹼性蝕刻係將蝕刻裕度目標設於以兩面爲2 0 // m，予以浸漬於8 5 t：之濃度5 0重量％ N a〇Η水溶 液中4 5 0秒鐘。繼之，以親水化處理予以浸漬於0 . 3 %過氧化氫溶液後，最後由上述5 0重量％氫氟酸·· 7 0 重量％硝酸：8 5重量％磷酸=1 ·· 3 : 2 (容積比）所 成混酸進行鈾刻裕度目標爲兩面1 0 // m，液溫2 5 °C之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財1局a(工消費合作社印製 -32- 514976 A7 B7 五、發明説明（ 酸性蝕刻。對於完成蝕刻者則測定其平坦度（Τ τ V ) ’ 表面粗細（R a )，波紋，凹洞深度，光澤度，予以調查 蝕刻效果。將其結果顯示於表4。 (比較例1) 除以酸性鈾刻液使用習知酢酸系混酸之5 0重量％氫 氟酸：70重量％硝酸：100重量％酢酸=1:2:1 (容積比）所成混酸外，由與實施例1相同之條件進行蝕 刻。其結果亦拼記於表4。 (表4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、π 驗性蝕刻-> 酸性蝕刻後之晶圓（C W )品質 處理 張數 TTV (β m) Ra (β m) 波紋 (β m) 凹洞深度 (β m) 光澤度（％) 實施例1 150 0.92 0.16 0.029 3.2 40 比較例1 50 1.01 0.23 0.034 6.0 36 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 自表4可知，實施例1 (磷酸系混酸）能獲得平坦度 (T T V )及波紋非常良好之晶圓。又能製成凹洞深度非 常小之晶圓。光澤度係與習知呈相同値，致知可予以調整 於規格範圍。又，晶圓去角部之表面粗細（r a )亦佳， 且有減輕鏡面去角等負荷之效果。 其次硏磨上述實施例1及比較例1之c W表面。硏磨 裕度予以設於以表面側全體爲7 /z m (目標値）。硏磨條 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） - 33- 514976 五、發明説明（3)
件卻 爲 硏磨裝置： 單 張式硏 磨裝置，磨光布：不織 布 型磨 光布 磨光劑：膠 態 氧化砂 磨光劑（Ρ Η = 1 0 · 5 )進 行硏 磨 0 且 就硏磨品測 定 T T V 及 SFQRmax ，而檢查外 觀 0 在此， 所謂S F Q R ( Site Front least-sQuares Range ) 乃是 就 平坦 度將表 面 基準之 平均平面以每一部位加 以 算出 ，而 表 示該 '面之凹 凸 最大範 圍之値者，SFQRmax則 是 表示 晶圓 上所有 ‘部位之 S F Q R 中之最大値 〇 將 其結 ’果顯不於 表5。 又，對於比較例1更再 進 行硏 磨， 硏 磨至 .外觀不見 異常爲 止。 (表 5 ) 硏磨 後 之晶 丨圓（P W ) 品質 處理 TTV SFFQRmax 外觀 硏 磨裕度 張數 (β rn) (/z m) < β m) 實施 例 1 150 0.68 0.095 無異常 6.97 比較 例 1 50 0.70 0.125 殘留凹洞 6.95 比較 例 lb 50 0.78 0.161 無異常 9.90 在此， 平坦度 T T V及 SFQRmax 之 測定係使用A .D E 社製平坦度測定器（U/ G 9 5 0 0，U/ s 9 6 0 0 ) 進行，表面粗細之測定卻使用（株）小坂硏究所萬能表面 形狀測定器（S E — 3 C型）進行。 又，平坦度SFQRma X乃使用A D E社製平坦度測定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 -34 - 514976 A7 B7 五、發明説明（d 器進行，就2 . .0 m m X 2 0 m m之區域加以評估。外觀用 顯微鏡確認有無凹洞。 自上述結果可知，實施例1以硏磨裕度7 // m以下之 硏磨，可製造高平坦度及無外觀異常（凹洞）之晶圓。此 能藉進行鹼性蝕刻->含磷酸酸性蝕刻，且促使蝕刻後之凹 洞深度比習知爲淺以達成之。又，由於能減少硏磨裕度， 故可謀圖提升硏磨效率同時，尙可防止硏磨引起之外周邊 鬆弛，予以製成晶圓外周邊平坦度優異之晶圓。 如上所示，C W藉進行鹼性蝕刻，含磷酸酸性蝕刻， 已被改善平坦度及凹洞深度。又能獲得波紋較少之晶圓。 光澤度則可調整至與比較例，實施例相同程度。 P W之比較例卻有外觀異常，可知硏磨裕度不足。通 常爲完全消除蝕刻後之凹洞，係需進行凹洞深度+ 3 /z m 左右之過度硏磨。由於增加硏磨量而加工時間即拉長。又 觀看比較例可知，如硏磨裕度增加SFQRmajc就會變壞。硏 磨裕度較少爲宜。在含磷酸酸蝕刻乃可減少硏磨裕度，而 能製造SFQRmax等平坦度良好之鏡面硏磨晶圓。 (實施例2 ) 以圖1 ( b )所不製程製作鏡面晶圓。將直徑約 2 0 0 m m晶錠予以切割，經一次去角，再使用硏磨稀泥 漿（磨粒號數# 1 2 0 0 )硏磨之，復將經硏磨之晶圓（ 稱爲硏磨晶圓）以其次條件進行平面磨削。 平面磨削係使用橫切型之單面磨削裝置，以主軸轉數 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 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -35- 514976 A7 B7 五、發明説明（d 5 5 0 0 r p m，晶圓轉數7 r p m，磨石輸送速度 〇.2/zm/s e c進行。然後再進行二次去角。 該平面磨削後之晶圓平坦度（τ T V )大致爲〇 · 6 β m 〇 其次，鹼性蝕刻乃將蝕刻裕度目標設於兩面爲2 0 // m，並將上述晶圓浸漬於8 5 °C之濃度5 0重量％ N a〇Η水溶液略4 5 0秒鐘進行蝕刻。繼之，以親水化 處理予以浸漬於0 · 3%過氧化氫溶液後，由5 0重量％ 氫氟酸：70重量％硝酸：85重量％磷酸=1:3:2 (容積比）所成混酸進行蝕刻裕度目標爲兩面1 0 // m， 液溫2 5 t之酸性蝕刻。 對於完成蝕刻者則測定其平坦度（T T V )，表面粗 細（R a )，波紋，外觀檢查（及凹洞深度），晶圓背面 光澤度，以調查平面磨削+蝕刻之效果。 Τ Τ V之測定係使用A D E社製平坦度測定器（U/ G950 0，U/S9600)進行。Ra之測定卻使用 (株）小坂硏究所萬能表面形狀測定器（S E — 3 C型） ，測定晶圓中央部分。 波紋乃是將測定開始地點與測定完了地點予以一致作 爲高度之原點，以2 m m間距測定自原點之變位量之絕對 値Y i至Y 2 9，以其平均値定義爲波紋。波紋之測定裝置 卻使用（株）小坂硏究所萬能表面形狀測定器（S E〜 3 F型）。其測定係由觸針描觸晶圓中央部分6 0 m m， 僅就除去較細表面粗糙部分之形狀部分加以測定。 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) 、11 線 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 -36- 514976 A7
B 五、發明説明（ 外觀檢查則以顯微鏡觀察有無凹洞。 當觀察到凹洞，即進行確認凹洞深度。凹洞深度卻由 光學顯微鏡之焦點深度加以求取。凹洞深度以評估多張晶 圓之最大値予以表示。 對於晶圓背面之光澤度，乃由東洋精機製光澤計S D 加以求取。 將以上結果顯示於表6。 (表6 ) ---------%» — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 目 處理 TTV Ra 波紋 凹洞深度 光澤度 例 No 張數 (β m) (β m) (β m) (β m) (%) 實施例2 28 0.60 0,12 0.051 1.0 35 比較例2 50 1.01 0.23 0.060 6.0 36 訂 經濟部智慧財產局g(工消费合作社印製 接著，將完成蝕刻後晶圓予以鏡面硏磨。將先前平面 磨削之側面進行硏磨，而硏磨裕度目標値予以設於4 A m ο 硏磨條件則爲硏磨裝置：單張式硏磨裝置，磨光布： 不織布型磨光布，磨光劑：膠態氧化矽磨光劑（ρ Η = 1 0 · 5 )加以硏磨。 對於硏磨過之晶圓，測定其Τ Τ V及SFQRmax，而進 行外觀檢查。 S F Q R之測定卻使用A D E社製平坦度測定器，將 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 514976
B 五、發明説明（ 部位大小以2.0 m m X 2 0 m m區域加以評估。其結果顯 示於表7。 (表7 ) 目 處理 TTV SFFQRmax 外觀 硏磨裕度 例 No 張數 (β m) (β m) (β m) 實施例2 28 0.71 0.120 無異常 4.00 比較例2-a 50 0.70 0.125 殘留凹洞 4.00 比較例2-b 50 0.78 0.161 無異常 9.90 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 自上述結果可知，實施例2能以硏磨裕度4 μ m以下 之硏磨以製造高平坦度並無外觀異常（磨削條痕或凹洞） 之晶圓。這是在蝕刻，尤其在鹼性蝕刻前實施平面磨削， 復在蝕刻製程，於鹼性蝕刻後進行含磷酸之混酸酸性蝕刻 ，而可達成。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 (比較例2 ) 與實施例2同樣，使用直徑2 0 0 m m之硏磨晶圓（ 磨粒號數：# 1 2 0 0 )進行如下蝕刻處理。蝕刻以鹼性 蝕刻及使用氫氟酸、硝酸、酢酸系混酸之酸性蝕刻之兩段 予以進行。 鹼性蝕刻係將蝕刻裕度目標設於以兩面爲2 〇 // m， 予以浸漬於8 5 °C之濃度5 0重量％ N a〇Η水溶液中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -38- 514976 A7 B7 五、發明説明（d 4 5 0秒鐘。繼之，以親水化處理予以浸漬於0 . 3 %過 氧化氫溶液後，由5 0重量％氫氟酸：7 0重量％硝酸： 1 0 0重量％酢酸=1 : 2 : 1 (容積比）所成混酸進行 蝕刻裕度目標爲兩面1 Ο β m，液溫2 5 °C之酸性蝕刻。 對於完成蝕刻者則測定其平坦度（T T V )，表面粗 細（R a )，波紋，外觀檢查（及凹洞深度），光澤度。 且將其結果拼記於表6。 其次，將上述完成蝕刻之晶圓予以鏡面硏磨。硏磨裕 度目標設定於4 // m。硏磨條件卻與實施例2相同。 對於經過硏磨之晶圓係測定其T T V及SFQRmax，進 行外觀檢查。並將結果拼記於表7。 由上述結果可知，比較例2在硏磨裕度爲4 // m時， 存在有凹洞（表7 :比較例2 — a )。 且，更繼續硏磨至凹洞消除爲止（表7 :比較例2 -b )。結果藉硏磨表面側全體約1 0 // m而凹洞雖消除， 惟平坦度卻若干惡化。 (實施例3 ) 以圖2所示製程製造鏡面晶圓。並用線狀鋸切割直徑 2 〇 0 m m，電阻率〇 · 〇 2 Ω · c m之單晶棒（晶錠） ，經過一次去角後，利用硏磨稀泥漿（磨粒號數 # 1 2 0 0 )進行以兩面爲4 0 // m之硏磨。繼之，轉換 以磨粒號數# 1 5 0 0之硏磨稀泥漿更進行兩面爲2 ◦ /z m之硏磨。 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X29?公釐） ' " ' -39- ----------I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 線 經濟部智慧財產局S工消f合作社印製 514976 A7 B7 五、發明説明（ 其次加以平面磨削。平面磨削乃使用橫切型單面磨削 裝置，將表面以#4 0 0 0磨石硏磨單面1 〇 。平面 磨削條件即以主軸轉數5 5 0 0 r p m ’晶圓囀數7 rpm，磨石速度0 · 2//m/sec進行。然後再施加 二次去角。. 於此階段，習知在硏磨時雖因磨粒之影響致形成局部 性損傷（凹洞），惟平面磨削可予以加工促成該局部性機 械加工變形減少。該平面磨削後之晶圓平坦度（T T V ) 大致爲0 · 6 // m。 接著以蝕刻製程，首先鹼性蝕刻將蝕刻裕度目標設於 兩面1 5 // m，將上述晶圓浸漬於5 °C之濃度5 0重量％ N a Ο Η水溶液進行鈾刻。其次以親水化處理予以浸漬於 0 . 3%過氧化氫溶液後，由50重量％氫氟酸：70重 量％硝酸：85重量％磷酸=1:3:2(容積比）所成 混酸進行蝕刻裕度目標爲兩面5 // m，液溫2 5 °C之酸性 蝕刻。 再予以硏磨晶圓背面。 硏磨條件則爲硏磨裝置：單張式硏磨裝置，磨光布： 不織布型磨光布，磨光劑：膠態氧化矽磨光劑（P Η = 1 0 · 5 )進行硏磨。硏磨裕度以0 · 1 // m進行。 又，該硏磨裕度可依據光澤度予以設爲0 . 0 5〜 0 · 3 g m左右。 其次，對晶圓外周部之去角部分進行鏡面硏磨。 對完成如此製程之晶圓表面施予鏡面硏磨。硏磨乃以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -40- 514976 A7 B7 五、發明説明（d 多段（一次硏磨，二次硏磨，精硏磨之三段）進行。表面 側全體之硏磨裕度設爲目標3 // m。主要硏磨條件係爲硏 磨裝置：單張式硏磨裝置，磨光布：不織布型磨光布，磨 光劑：膠態氧化矽磨光劑（p Η = 1 0 · 5 )進行硏磨。 且對經過硏磨之晶圓進行確認Τ Τ V及SFQRmax，背 面光澤度，外觀檢查及毫微地貌。 T T V及S F Q R之測定即使用A D E社製平坦度測 定器（U/G95〇0，U/S9600) 〇SFQR 之 測定卻使用A D E社製平坦度測定器，就部位大小以2 0 m m X 2 0 m m區域加以評估。 外觀檢查則以顯微鏡確認有無凹洞。 當觀察到凹洞時，即進行確認凹洞深度。凹洞深度卻 由光學顯微鏡之焦點深度加以求取。又晶圓背面由目睹確 認有無殘渣之發生。 光澤度係參照J I S Z 8 7 4 1 (鏡面光澤度測 定方法），使用同規格指定之鏡面光澤度計（光澤計S D )，以準據該法之方向加以測定。 毫微地貌（亦稱拓撲結構）則指波長0 · 1 m m至 2 Omm左右，振幅數nm至1 0 0 nm左右之凹凸，其 評估法卻以一邊0 · 1 m m至1 0 m m左右之正方形，或 直徑〇 . 1 m m至1 0 m m左右之圓形之區域範圍（此範 圍被稱謂視窗尺寸等）領域’進行評估晶圓表面凹凸之高 低差（P · V値：頂峰至谷底）。該P · V値亦被稱爲毫 微地貌高等。以毫微地貌而言’特別被盼望所評估晶圓面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -^^1. 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -41 - 514976 A7 _B7__五、發明説明（^ 內存在之凹凸最大値呈較小。本實施例係評估1 0 m m正 方形之多數區域範圍，且以其P V値之最大値加以評估。 其結果顯示於圖8。 (表8 ) TTV SFQRmax 背面光 外觀檢查 毫微地貌 (β m) (β m) 澤度（％) (nm) 實施例3 0.70 0.118 41 表面，背面 50.0 均無異常 比較例3 0.78 0.160 36 確認背面 103.2 有污斑 I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局0(工消費合作社印製 自上述結果可知，實施例3能以硏磨裕度4 // m以下 之硏磨以製造高平坦度並無外觀異常（磨削條痕或凹洞及 背面殘渣污斑）之晶圓。尤其毫微地貌水準之微小凹凸亦 被改善，可知較宜。 這是在蝕刻，尤其在鹼性蝕刻前實施平面磨削，復在 蝕刻製程，於鹼性蝕刻後進行含磷酸之混酸酸性蝕刻，以 及硏磨背面所達成者。又晶圓背面狀態亦未發現污斑等， 光澤度又被控制於適當値，而至爲良好。 (比較例3 ) 以圖3所示製程製造鏡面晶圓。與實施例3同樣，用 線 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 42- 514976 A7 __B7 五、發明説明（ 線狀鋸切割直徑2 0 0 m m，電阻率〇 · 〇 2 Ω · c m之 單晶棒（晶錠），經過一次去角後，.利用硏磨稀泥漿（磨 粒號數# 1 2 0 0 )進行以兩面爲4 0 // m之硏磨。繼之 ’更換以磨粒號數# 1 5 0 0之硏磨稀泥漿再進行兩面爲 2 0 // m之硏磨。 其次進行蝕刻處理。蝕刻以鹼性蝕刻及使用氫氟酸、 硝酸、酢酸系混酸之酸性蝕刻之兩段加以進行。 鹼性鈾刻係將蝕刻裕度目標設於以兩面爲2 0 // m， 把上述晶圓予以浸漬於8 5 °C之濃度5 0重量％ N a〇Η 水溶液中4 5 0秒鐘。繼之，以親水化處理予以浸漬於 ◦ . 3%過氧化氫溶液後，復由5 0重量％氫氣酸：7 0 重量％硝酸：100重量％酢酸=1:2:1(容積比） 所成混酸進行蝕刻裕度目標爲兩面1 0 // m，液溫2 5 °C 之酸性蝕刻。 對於如此完成蝕刻之晶圓表面與實施例3同樣予以鏡 面硏磨。硏磨乃以多段（一次硏磨，二次硏磨，精硏磨之 三段）進行。·全體之硏磨裕度目標設爲3 // m。主要硏磨 條件則爲硏磨裝置：單張式硏磨裝置，磨光布：不織布型 磨光布，磨光劑：膠態氧化矽磨光劑（p Η = 1 〇 . 5 ) 進行硏磨。 且對經過硏磨之晶圓，與實施例3同樣進行確認 Τ Τ V及SFQRmu，背面光澤度，外觀檢查及毫微地貌。 其結果拼記於表8。 由上述結果可知，TTV，SFQRmax及毫微地貌均較 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -43 - 514976 A7 B7__ 五、發明説明（4：| 實施例3呈劣値。又在電阻率較低之該晶圓發現污斑。 又，本發明並非限定於上述實施形態。上述實施形態 僅爲一例示而已，凡具有本發明申請專利範圍所記載技術 思想與實質上相同之構成，且可奏出同樣作用效果，則不 管何者均應被包含於本發明之技術範圍。 例如，使用比上述實施例平坦度更高之硏磨晶圓加以 蝕刻，乃能製造較上述實施例平坦度更良好者。即在本發 明雖可減輕鈾刻所致之平坦度惡化，惟T T V之絕對値卻 亦被硏磨晶圓之品質所影響。 又，凹洞之深度亦若干受硏磨時所使用之磨粒號數所 影響。而通常，在硏磨製程雖使用# 1 2 0 0程度之磨粒 ，惟藉使用# 1 5 0 0之磨粒可更改善凹洞深度。 又，本實施例以可獲得高平坦度晶圓之條件，雖例示 在鹼性蝕刻以兩面爲約2 0 // m，在酸性蝕刻以兩面約 1 0 # m之蝕刻裕度進行蝕刻，但蝕刻裕度並不限於此， 依據硏磨後晶圓狀態，將鹼性蝕刻之比例更爲減低亦可， 亦能將全體蝕刻裕度予以減少。藉對應所盼晶圓品質，調 節鹼性蝕刻與酸性蝕刻之比例，而可製造高高平坦度之凹 洞深度較淺之晶圓。 且例如在本實施例，雖就僅對單面進行高度鏡面化之 晶圓製造加以記述，惟本發明非被限定於此，亦可適用於 兩面高度鏡面化之晶圓製造。由鹼性蝕刻，含磷酸酸性蝕 刻所得C W由於表裡兩面之凹洞深度均被改善，致在硏磨 兩面時可減少硏磨裕度，故能予以加工呈具與單面相同高 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)
、1T 線 經濟部智慈財產局Μ工消費合作社印製 -44- 514976 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（j 平坦度之晶圓。 尤其，以如圖1 ( a )所示省略硏磨製程之製程予以 進行較妥，且在平面磨削製程使用兩頭磨削裝置予以兩面 磨削即可。然後經過鹼性鈾刻，含磷酸酸性蝕刻之晶圓由 於表裡兩面之凹洞深度已被改善，故在硏磨兩面時可減少 硏磨裕度，而能予以加工呈具與單面相同高平坦度之晶圓 〇 又，例如在上述實施形態雖舉製造直徑2 0 0 m m ( 8英吋）矽晶圓時之情形爲例加以說明，惟本發明非被限 定於此，亦可適用於直徑4〜1 6英吋或其以上之矽單晶 〇 【圖示之簡單說明】 圖1爲自單晶棒加工半導體鏡面晶圓之製造製程示意 流程圖。圖1 ( a )爲本發明製造製程之例示流程圖。圖 1 ( b )爲本發明另一製造製程示意流程圖。 圖2爲具本發明背面硏磨製程之半導體晶圓加工方法 示意流程圖。 圖3爲習知製造製程之例示流程圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） - 45-

Claims (1)

  1. 514976 A8 B8 C8 D8 ^、申請專利範圍 1 1 · 一種半導體晶圓的加工方法，係對切割單晶棒所 獲半導體晶圓至少施予去角製程，硏磨製程，0虫刻製程及 鏡面硏磨製程，其特徵在於： 將上述蝕刻製程設成於鹼性蝕刻後再進行酸性鈾刻， 且將酸性鈾刻由氫氟酸、硝酸、憐酸、水所成酸性餓刻液 加以進行。 2 · —種半導體晶圓的加工方法，係對切割單晶棒所 獲半導體晶圓至少施予去角製程，平面磨削製程，鈾刻製 程及鏡面硏磨製程，其特徵在於： · 上述平面磨削製程乃在蝕刻製程之前被予以進行，且 上述蝕刻製程設成於鹼性鈾刻後再進行酸性蝕刻，而酸性 蝕刻則由氫氟酸、硝酸、磷酸、水所成酸性蝕刻液加以進 行。 3 .如申請專利範圍第2項所述之半導體晶圓的加工 方法，其中更加硏磨製程，且以硏磨製程，平面磨削製程 ，蝕刻製程之順序進行加工。 4 . 一種半導體晶圓的加工方法，係對切割單晶棒所 獲半導體晶圓至少施予平坦化製程，蝕刻製程及鏡面硏磨 製程，其特徵在於： 將上述平坦化製程設於蝕刻製程之更前段，將上述蝕 刻製程設成於鹼性蝕刻後再進行酸性蝕刻，且由氫氟酸、 硝酸、磷酸、水所成酸性蝕刻液進行上述酸性蝕刻，而上 述鏡面硏磨製程乃在上述酸性蝕刻後進行背面硏磨製程， 然後進行表面硏磨製程。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 絲一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -46 - 514976 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 ·如申請專利範圍第4項所述之半導體晶圓的加工 方法，其中上述平坦化製程係爲硏磨製程及/或平面磨削 製程。 6 ·如申請專利範圍第4項所述之半導體晶圓的加工 方法，其中上述背面硏磨製程係將光澤度予以硏磨成3 5 〜5 0 %光澤度。 7 ·如申請專利範圍第2項所述之半導體晶圓的加工 方法，其中係藉上述平面磨削製程將晶圓外周部厚度予以 磨削成較厚。_ ' 8 .如申請專利範圍第3項所述之半導體晶圓的加工 方法，其中係藉上述平面磨削製程將晶圓外周部厚度予以 磨削成較厚。 9 ·如申請專利範圍第5項所述之半導體晶圓的加工 方法，其中係藉上述平面磨削製程將晶圓外周部厚度予以 磨削成較厚。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇 ·如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述 之半導體晶圓的加工方法，其中將上述蝕刻製程之全體蝕 刻裕度以兩面予以設於3 0 // m以下。 1 1 .如申請專利範圍第1至9項所述之任一項半導 體晶圓的加工方法，其中將上述鏡面硏磨製程之硏磨裕度 予以設於7 /z m以下。 1 2 ·如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述 之半導體晶圓的加工方法，其中上述酸性蝕刻液之調配時 組成比爲氫氟酸5〜1 5重量％，磷酸1 0〜40重量％ 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -47 - 514976 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 〇 1 3 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之半導體晶圓的 加工方法，其中上述酸性蝕刻液之調配時組成比爲氫氟酸 5〜1 5重量％，磷酸1 0〜40重量％。 1 4 ·如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述 之半導體晶圓的加工方法，其中述酸性鈾刻液係溶解矽達 濃度l〇g/L以上。 1 5 ·如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述 之半導體晶圓的加工方法，其中上述酸性鈾刻液之使甩時 組成比爲氫氟酸1〜7重量％，磷酸1 8〜3 3重量％。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項所述之半導體晶圓的 加工方法，其中上述酸性蝕刻液之使用時組成比爲氫氟酸 1〜7重量％，磷酸1 8〜3 3重量％。 1 7 ·如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述 之半導體晶圓的加工方法，其中上述鹼性鈾刻之鹼性蝕刻 液係爲N a Ο Η水溶液或Κ Ο Η水溶液。 .1 8 . —種半導體晶圓，係被施予化學蝕刻，其特徵 在於： 其凹洞深度最大値爲4 // m以下，波紋爲0 · 0 5 //m以下，光澤度爲2 0〜7 0%。 1 9 . 一種半導體晶圓，係表面被施予鏡面硏磨，其 特徵在於： 其SFQRmax爲0 · 〇 5 // m以下，經鏡面硏磨之另一面 之凹洞深度最大値爲4 // m以下，波紋爲0 _ 0 5 // m以 — — —— ———f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tT 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -48 - 514976 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 下，光澤度爲20〜70%。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -49-
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