TW520317B - Wafer polishing method and wafer polishing device - Google Patents

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TW520317B
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TW089127118A
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Takashi Nihonmatsu
Takahiro Kida
Tadao Tanaka
Original Assignee
Shinetsu Handotai Kk
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520317 A7 B7 五、發明說明（1 ) 〔技術區域〕 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本發明係有關一種晶圓硏磨方法及晶圓硏磨裝置，甚 至是有關一種使用該等之晶圓保持盤、晶圓接合方法及晶 圓接合裝置。 〔背景技術〕 反映矽晶圓之大直徑化與使用該晶圓所製作的元件之 高精度化，而對於硏磨最後加工的矽晶圓（硏磨晶圓）之 最後加工精度（厚度均一性、平面度、平滑性）的要求就 要更高度化。 爲了滿足此種要求，故企圖提高晶圓之硏磨加工技術 的同時，還開發、改善硏磨加工裝置。 其中之一，特別是其目的在於硏磨直徑爲3 0 0 m m 至3 Ο 0 m m以上的大直徑晶圓，而新開發所謂的單晶圓 處理式硏磨裝置，一部分被供作實用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 但就單晶圓處理式硏磨方法而言，會發生：（1 )在 生產性上，對應於減低晶圓價格的要求是很困難的；（2 )無法對應於平面度要最接近到晶圓周緣近傍（距外周緣 1 m m以內）之要求等問題。 另一方面，最普遍的是於將複數枚晶圓用接著劑黏貼 在晶圓保持盤，利用同時硏磨的分批處理式硏磨裝置之硏 磨方法中，達成高精度的最後加工，增進裝置的構成、構 造的改善與性能的提升，但隨著將晶圓用接著劑黏貼固定 在晶圓保持盤會發生以下的問題。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520317 A7 B7 五、發明說明（2 ) 亦即，晶圓保持盤由習知來看’是用陶瓷材料，但例 如採用以銘爲主成份之燒結陶瓷製的晶圓保持盤，反而認 爲接著部位的接著劑層發生厚度斑紋是起因於其表面粗度 和微細構造、接著劑與陶瓷之界面物性等，這些原因不利 於硏磨後的晶圓會引起厚度不均勻。 另一方面，用玻璃製的晶圓保持盤’則要有迴避上述 接著部位方面的接著劑層之厚度斑紋問題，但若於硏磨之 際將晶圓按壓在硏磨布，就會夾帶玻璃，由於這個原因， 晶圓周邊部要比剩下的部分格外的被硏磨，於是晶圓的平 面度會降低。 進而’將晶圓黏接在晶圓保持盤之際’會在晶圓保持 盤與晶圓之間殘留微量的空氣，對應於夾雜殘留氣泡的部 分之晶圓被硏磨面處會稍微隆起，要格外硏磨的結果，晶 圓會有厚度斑紋與硏磨面平面度降低。 爲解決此問題，故開發出欲將晶圓與晶圓保持盤之間 的空氣，從晶圓中心向晶圓周邊排出，而使晶圓彎曲從其 中心將之黏接在晶圓保持盤的治具，但到目前爲止的構造 治具，由於晶圓的被接合面不會產生一樣的凸面，有一部 分會發生凹面部分，空氣會殘留在此凹面部分，無法完全 的被解決。 又，特別是對於應用在分批處理式硏磨裝置的晶圓保 持盤，由於晶圓是被黏貼在晶圓保持盤的偏心位置，即使 晶圓保持盤是連續的旋轉，對於在1枚晶圓面內，相對於 硏磨布的磨擦速度並不相同，晶圓的周邊部分會比中央部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- -----------裝--------訂--------- > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 520317 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) 分還要過度的被硏磨。而這就是造成阻礙提升晶圓平面度 的主要原因。 〔發明之揭示〕 爲了解決黏接上述晶圓所伴隨而來的幾個問題點，反 覆刻意硏究試作，成功地開發出晶圓的被接合面全體形成 凸面，於黏接之際，排出晶圓與晶圓保持盤之間的空氣， 不會殘留氣泡的接合方法與接合裝置。 此接合方法及接合裝置是針對圍住晶圓被接合面中心 的全部接合面積之至少5 0 %以上的區域內，在包括任意 點的近傍形成凸面，真空吸附保持在晶圓的被硏磨面，從 晶圓被接合面中心部黏接在晶圓保持盤。 使晶圓彎曲形成相關凸面的場合下，抵接構件之晶圓 保持面的晶圓抵接區域是針對圍住晶圓抵接區域中心，且 晶圓全部接合面積之至少5 0 %以上的區域內，包括任意 點的法線通過該晶圓抵接區域中心的平面和該晶圓抵接區 域的交線之曲率半徑値是在5 m至1 〇 〇 〇 m之間，或是 令晶圓的被接合面，在圍住該被接合面中心之至少5 0 % 以上的面內，包括任意點的法線通過該被接合面中心的平 面和該被接合面的交線之曲率半徑値是在5 m至1 0 0 0 m之間爲佳。原因是曲率半徑値未滿5 m的場合下，晶圓 復原力大，在解除真空吸附之際，晶圓周邊部分直接抵接 在晶圓保持盤的關係，晶圓保持盤與晶圓之間的空氣無法 充分的除去，會在晶圓內部產生必要以上的應力，而造成 ----------裝— (請先閱讀背面之以音？事項再填寫本頁) 1T---------參- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 520317 A7 B7 五、發明說明（4 ) 必須令晶圓的真空吸引力增大等問題。另一方面，曲率半 徑値超過1 〇 〇 〇 m的場合下，中心側空氣排放前，晶圓 周邊部分抵接在晶圓保持盤，就會有晶圓保持盤與晶圓之 間的空氣無法充分被除去等問題。 晶圓被接合面爲上述凸面的具體方法中，吸附晶圓之 被硏磨面的抵接構件之晶圓保持面本身可爲凸面，也可將 吸附晶圓之被硏磨面的抵接構件，利用壓力附加手段變形 成晶圓之被接合面形成凸面。後者之場合下，壓力附加手 段例如是用空氣供排裝置。 另一方面，晶圓之真空吸附保持，只是先在晶圓之被 硏磨面的周邊部分進行。此場合下，利用具有吸盤構造的 複數個保持具來做真空吸附保持爲佳。若利用複數個保持 具來做真空吸附保持，只要縮小那些吸附面積，就不會在 晶圓的被接合面產生凹面部分。 晶圓之真空吸附保持，還透過設在抵接構件的排氣用 細孔，來真空吸引晶圓之被接合面完成的，或是透過形成 在抵接構件之晶圓保持面上的溝來真空吸引晶圓的被接合 面所完成的。 抵接構件例如可用陶瓷、高分子材料或金屬材料來構 成。用金屬材料構成的場合，至少要用，非金屬材料來被覆 保持其晶圓的面。 又，本發明者爲了黏接在陶瓷製晶圓保持盤之際，解 決接著部位方面的接著劑層之厚度斑紋，經過各種開發、 試作，而開發出一種可令晶圓保持盤並存有陶瓷剛性與玻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^^1 ^i_i ^^1 ^^1 —^1 ·ϋ 一-口、I tmmf mmatm .^1 ^1· 11 ^1. I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520317 A7 B7 五、發明說明（5 ) 璃製晶圓保持盤具有良好接著性，應用該些開發成果的硏 磨方法及硏磨裝置，成功獲得高精度的硏磨晶圓。 例如晶圓保持盤的基材爲陶瓷製，在玻璃層構成黏接 晶圓的面，或是基材爲陶瓷製，在晶圓黏接側設置玻璃層 面板。此場合，玻璃以耐酸玻璃爲佳。又，玻璃層厚度爲 0 · 0 5mm至2mm之間，玻璃製面板厚度爲1mm至 2〇m m之間爲佳。 又，在並存此剛性與接著性的晶圓保持盤，應用上述 改良之接合方法及接合裝置來黏接晶圓，硏磨時提高晶圓 平面度的效果顯著。 又，若將應用在分批處理式硏磨裝置的晶圓保持盤之 晶圓保持部，構成可相對於基體而旋轉的話，晶圓的被硏 磨面就會相對於硏磨布更均等的接触，對提高平面度更具 效果。 進而，將晶圓黏接在晶圓保持盤之際，晶圓之被接合 面的筒低差最好是將晶圓保持在2 0 //m至1 0 0 0 //m 之間來黏接。原因是高低差超過1 0 0 0 // m的場合下， 會發生：①晶圓復原力大，於解除真空吸附之際，晶圓之 周邊部分直接抵接在晶圓保持盤的關係，晶圓保持盤與晶 圓之間的空氣無法充分被除去；②晶圓內部會產生必要以 上的應力；③必須增大晶圓真空吸引力等問題。另一方面 ，因爲高低差未滿2 0 // m的場合下，在中心側空氣排放 前，就會因晶圓之周邊部抵接在晶圓保持盤，而無法充分 除去晶圓保持盤與晶圓之間的空氣等問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - -----------Awi ^ --------訂-------- (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 520317 A7 B7 五、發明說明（6 ) 〔欲實施本發明之最佳形態〕 於第1圖表示有關本發明之第1實施形態之晶圓接合 裝置。此第1實施形態之晶圓接合裝置1 0係具備有晶圓 保持構件1 1。此晶圓保持構件1 1之下面（黏接時的狀 態，爲下側之面）乃於第2圖所示。此晶圓保持構件1 1 是構成由下面側觀看的場合，整體爲圓形狀。而在此晶圓 保持構件1 1的下面設有：支撐被抵接在晶圓W之被硏磨 面的抵接構件1 2的主部背面之抵接構件支持部1 1 a、 和欲安裝一在其外側呈環狀突出的複數個吸附墊圈（保持 具）13之吸附墊圈安裝部11c。 抵接構件1 2例如是由矽橡膠構成的。安裝在該抵接 構件1 2之晶圓保持構件1 1，是藉由將抵接構件1 2的 外周部分卡止在抵接構件支持部1 1 a完成安裝。再者， 構成抵接構件1 2可以利用陶瓷、其他高分子材料或金屬 材料來取代矽橡膠。用金屬材料構成抵接構件1 2的場合 下，欲防止晶圓遭受金屬污染，最好用非金屬材料來被覆 晶圓保持面。 又，在抵接構件支持部1 1 a設置空氣供排用孔1 1 d。此空氣供排用孔1 1 d會被聯繫在作爲壓力附加手段 之圖未示的空氣供排裝置（例如幫浦），抵接構件1 2即 經由從其空氣供排裝置將空氣供給到抵接構件支持部1 1 a與抵接構件1 2之間，或是相反的由此空間排放空氣來 進行收縮膨脹。又，在吸附墊圈安裝部1 1 c附設複數個 吸附墊圈1 3。在此吸附墊圈安裝部1 1 c的背面附設有 -----------Awi ^--------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - 520317 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) ，在與其吸附墊圈安裝部1 1 c之間，構成連通至複數個 吸附墊圈1 3的空氣流路之環狀構件1 4。此空氣流路會 被另外聯繫到空氣供排裝置。 此例中，當抵接構件1 2用複數個吸附墊圈1 3來吸 附晶圓W，且使抵接構件1 2膨脹時，晶圓W的被接合面 ，會在包括其中心之全部接合面積的至少5 0 %以上的區 域中，使晶圓在包括任意點的近傍彎曲形成凸面。此場合 下的晶圓W之彎曲狀態是根據抵接構件1 2的膨起形狀、 抵接構件1 2與吸附墊圈1 3的相對位置等所決定的，而 該些必須適當的選擇。附帶說一下，抵接構件1 2的晶圓 保持面之曲率値在晶圓直徑爲2 0 0 m m或3 0 0 m m的 場合下，通過包括保持面上之任意點的法線之該保持面中 心的平面和與該保持面交線的曲率半徑値，最好是在5 m 至1 0 0 0 m之間，只要使晶圓W呈此種彎曲，對晶圓保 持盤的黏接就可從晶圓W的被接合面中央側向外周部慢慢 的進行，就可有效防止殘留空氣。 安裝有此抵接構件1 2的晶圓保持構件1 1是被安裝 在L字狀的支臂1 5。此L字狀的支臂1 5係具有：水平 部分1 5 a、和相對於此水平部分1 5 a並延長至垂直方 向之直立部分1 5 b，在其水平部分1 5 a安裝晶圓保持 構件1 1。另一方面，支臂1 5的直立部分1 5 b是被安 裝在於中心旋轉水平軸1 6 a之旋轉構件1 6。又，支臂 1 5是呈可在垂直旋轉軸1 6 a的一方向進行往復動作的 被安裝在旋轉構件1 6。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 ----訂--------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520317 A7 _ B7 五、發明說明（8 ) 旋轉構件1 6是被安裝在昇降構件1 8。而旋轉構件 1 6是構成利用與昇降構件1 8 —體之圖未示的昇降手段 來昇降的。 按以上所構成的晶圓接合裝置1 0是用來接收來自圖 未示的吸附裝置的晶圓W。接收此晶圓W之際，抵接構件 1 2會因上述圖未示的旋轉手段而向上，晶圓W是在此向 上狀態經由吸附墊圈1 3被真空吸附。 其後，抵接構件1 2會因旋轉手段而向下，抵接構件 1 2就會經由上述之圖未示的昇降手段而靠近晶圓保持盤 。向此晶圓保持盤靠近前，或靠近後，從空氣供排裝置通 過空氣供排用孔1 1 d來供給空氣，抵接構件1 2就會膨 脹。藉此，晶圓W的被接合面就會在圍住其中心的全部接 合面積之至少5 0 %以上的區域，在包括任意點的近傍彎 曲形成凸面。在此狀態，令晶圓W的被接合面中央部按壓 在晶圓保持盤，使抵接構件支持部1 1 a與抵接構件1 2 之間的空氣，通過空氣供排用孔1 1 d被排出，而令抵接 構件1 2收縮，進而經由吸附墊圏1 3解除真空吸附。藉 此晶圓W就會被黏接在晶圓保持盤。 若按照以上說明的晶圓接合裝置1 0，晶圓W就可各 自利用吸附面積小的複數個吸附墊圈1 3來吸附保持，而 不會在晶圓W的被接合面發生凹面部分。因而，可防止微 量的空氣殘留在晶圓W的被接合面與晶圓保持盤之間。 亦即，若將吸附保持在此第1實施形態之晶圓接合裝 置1 0的晶圓W之被接合面形狀，與吸附保持在先行開發 -----.------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 520317 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 技術的晶圓接合裝置之晶圓W的被接合面形狀做比較，即 如第3圖（a )所示，對於利用先行開發技術的晶圓接合 裝置，於晶圓W的被接合面會有凹面部分，而利用第3圖 (b )所示的第1實施形態之晶圓接合裝置，晶圓W的被 接合面會在整體突出形成凸面，晶圓W的被接合面並沒有 凹面部分。其結果，可防止微量的空氣殘留在晶圓W的被 接合面與晶圓保持盤之間。 第4圖及第5圖係表示有關本發明之第2實施形態之 晶圓接合裝置。在此第2實施形態之晶圓接合裝置2 0的 晶圓保持構件2 1之晶圓保持面（黏接時的狀態，爲下側 的面）安裝抵接構件2 2。 此抵接構件2 2例如由陶瓷板構成的。理想是由氧化 锆材質的陶瓷板構成。爲陶瓷的場合下，爲了使抵接構件 2 2膨脹，故使用高壓空氣，就可微細地控制晶圓保持面 的形狀。又，特別是氧化锆材質與其他陶瓷材質（鋁材質 )比較，其彎曲強度強，楊氏率小很適合。 又’欲安裝在抵接構件2 2的晶圓保持構件2 1，是 藉由將抵接構件2 2的外周部分螺固在晶圓保持構件2 1 完成安裝的。又，在晶圓保持構件2 1設有空氣供排用孔 2 1 d。此空氣供排用孔2 1 d會被聯繫到圖未示的空氣 供排裝置（例如幫浦），抵接構件2 2就可藉由通過空氣 供排用孔2 1 d，將空氣供給到晶圓保持構件2 1與抵接 構件2 2之間，或是相反的從此空間將空氣排出而完成膨 脹、收縮。又，在抵接構件2 2附設同心圓狀的溝2 3。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂-------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12 520317 A7 五、發明說明（10 ) 此同心圓狀的溝2 3係爲途中會一部分被切斷而相互連通 。並且在抵接構件2 2附設有連通至溝2 3的空氣供排用 孔 2 3 a。 又’在晶圓保持構件2 1設有與前述空氣供排用孔 2 3 a連通之空氣流路2 1 e。此空氣流路2 1 e會另外 聯繫到空氣供排裝置。 就其他構成而言係略與第1實施形態相同，對其構成 就不再詳述。 按照此晶圓接合裝置2 0，在抵接構件2 2的晶圓保 持面上設有用來真空吸附晶圓W之被硏磨面的溝2 3，就 可加大抵接構件2 2與晶圓W的抵接面積，而能在膨脹時 ’沿著晶圓保持面使晶圓W根據所預期的形狀完成有效的 彎曲。 再者，構成抵接構件2 2也可以利用矽橡膠、其他高 分子材料或金屬材料來取代陶瓷。金屬材料構成抵接構件 1 2的場合，爲了防止晶圓遭受金屬污染，最好用非金屬 材料來被覆晶圓保持面。 於第6圖表示有關本發明之第3實施形態之晶圓接合 裝置。此第3實施形態之晶圓接合裝置3 0的晶圓保持構 件3 1係同時構成抵接構件3 2，其下面（黏接時的狀態 ，爲下側的面）係形成凸面。此凸面狀突出的晶圓保持面 之晶圓抵接區域，就圍住該晶圓抵接區域中心，且在晶圓 之全部接合面積的至少5 0%以上的區域內而言’通過包 括任意點的法線之該晶圓抵接區域中心的平面與該晶圓抵 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------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（210 X 297公釐） -13- 520317 A7 B7 五、發明說明（11 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 接區域的交線之曲率半徑値，最好是在5 m至1 〇 0 ◦ m 之間。只要曲率半徑値是在相關的範圍，晶圓直徑爲 2〇Omm或3 0 Omm的場合下，晶圓W之被接合面的 筒低差就可以在2 0 //πι至1 〇 〇 〇 //m之間。此晶圓保 持構件3 1即可爲金屬製也可爲陶瓷製，或者也可以是硬 質橡膠製或塑膠（尚分子材料）製的。但爲金屬製的場合 下，晶圓W會有因其材質遭受金屬污染問題的場合，此時 最好將與晶圓W接觸的抵接構件3 2之表面用樹脂等來被 覆，或是用其他非金屬材料來被覆。又，在此抵接構件 3 2的周邊，設有複數個與第1實施形態相同的吸附墊圈 3 3，藉此即可將晶圓經由外周緣部分來吸附保持。 除此之外，也可藉由在抵接構件3 2的表面設置排氣 用細孔或溝，透過此細孔或溝將晶圓W真空吸引，完成吸 附保持晶圓。 就其他構成而言，係略與第1實施形態相同，其構成 就不再詳述。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 按照此晶圓接合裝置3 0，即可經由複數個吸附墊圈 3 3來真空吸附晶圓W的被硏磨面，且在經由抵接構件 3 2真空吸附被硏磨面之際，晶圓W的被接合面會強制性 的彎曲呈凸面。其結果，就不會在晶圓W的被接合面發生 凹面部分。 於第7圖表示有關本發明之第4實施形態之晶圓保持 盤。若針對有關此第4實施形態之晶圓保持盤4 0的構造 做說明，晶圓保持盤4 0乃如同圖所示，是藉由未特別限 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520317 A7 B7 五、發明說明（12 ) 制，但爲直徑6 3 0 m m、厚度2 0 m m的陶瓷製面板 4 0 a之基材、和未特別限制，但爲直徑6 3 0 m m、厚 度1 m m〜2 0 m m的玻璃製面板4 0 b所構成的。在後 者之玻璃製面板4 0 b不與陶瓷製面板4 0 a接合的面， 來黏接晶圓W。 此例中、玻璃製面板4 0 b的厚度最好整體儘可能的 薄到可抑制變形，且良好保持熱傳導率的程度，另一方面 ，從與陶瓷基材黏接之際的玻璃製面板4 0 b之處理面開 始要有某程度的厚度，考慮以此點作爲前述厚度範圍。 如以上所構成的晶圓保持盤4 0之陶瓷製面板4 0 a ，其剛性比玻璃製面板4 0 b高不易帶有玻璃。藉由按此 所完成的一體構造兼備了陶瓷剛性和與晶圓W良好的接著 性之兩項優點，可更爲提升硏磨方面的平面度。 爲確認此效果，即取用在直徑6 3 0 m m、厚度2 0 m m的陶瓷製面板黏接直徑6 3 0 m m、厚度5 m m的玻 璃製面板之晶圓保持盤，並用石蠟將之貼合在晶圓保持盤 來硏磨直徑2 0 0 m m的P型半導體矽晶圓，完成其評估 〇 若按此場合的硏磨條件做說明，硏磨量爲1 0 // m， 使用膠體二氧化矽當作硏磨劑，用尿烷不織布當作硏磨布 。用1 4 0枚晶圓，在同一條件下完成硏磨。 其結果，整個半導體矽晶圓的全面，會得到與應用陶 瓷製面板作爲晶圓保持盤之場合同程度的平面度（T T V (GBIR)^l.〇//m>LTVmax( 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- ---------I --------訂· - ------- * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 520317 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13 ) SB iRmax) SO · 4//m、SFQRSO · 25 ^m)，未發現產生輝亮部分。又，只將厚度變成2mm 、1 0 m m、1 5 m m及2 0 m m的玻璃製面板，分別黏 接在陶瓷製面板，其他條件相同而予硏磨的場合’也會得 到同樣的效果。超過2 0 m m就不進行實驗，但玻璃製面 板的厚度愈厚，晶圓W之被接合面的熱傳導率等就愈低， 預料其效果會減低。 再者，第4實施形態之晶圓保持盤，是在陶瓷製面板 黏貼玻璃製面板，但是晶圓保持盤可以構成在陶瓷製面板 的晶圓W之黏接側，利用蒸鍍等形成玻璃層。 經蒸鍍等形成的場合，玻璃層的厚度最好爲0 · 0 5 m m〜2 m m。就不會在玻璃層的場合，如玻璃製面板發 生處理上的問題，形成另一方的玻璃層需要很長的時間， 故要考慮此點。 於第8圖表示有關本發明之第5實施形態之晶圓保持 盤。此第5實施形態之晶圓保持盤5 0，是爲一種將複數 枚晶圓用接著劑貼合在晶圓保持盤，同時予以硏磨之分批 處理式的晶圓保持盤，但於同圖中不未表示其一部份。此 晶圓保持盤5 0的基材5 1是用陶瓷構成的。在此基材 5 1係分別在保持晶圓的場所形成凹部5 2。並在各凹部 5 2內設置徑向軸承5 3，在各凹部5 2可拆卸的安裝晶 圓保持部5 4。此場合的各晶圓保持部5 4也可用陶瓷構 成。 用此晶圓保持盤5 0，在拆卸狀態的晶圓保持部5 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- -----------φ 裝--------訂---------ΑΨ *·· (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 520317 A7 B7 五、發明說明（14 ) 貼合晶圓。 若按此種構成的晶圓保持盤5 0，晶圓保持部5 4就 會透過徑向軸承5 3，可旋轉的被保持在基材5 1，貼合 在晶圓保持部5 4硏磨晶圓W，使晶圓保持部5 4連動旋 轉，晶圓W的硏磨面就會更爲平面化。 再者，此晶圓保持盤5 0中，是用陶瓷構成晶圓保持 部5 4，但其基材是用陶瓷構成的，其保持面則用玻璃製 面板或玻璃層構成，玻璃面的晶圓黏接性良好，對提升晶 圓平面度更適合。再者，晶圓保持部5 4也可以構成不會 相對於基材5 1而被拆卸。 於第9圖表示有關本發明之第6實施形態之晶圓保持 盤。此第6實施形態之晶圓保持盤6 0是種分批處理式的 晶圓保持盤，但於同圖中未表不其一部分。此晶圓保持盤 6 0的基材6 1是用陶瓷構成的。在此基材6 1是分別在 保持晶圓W的場所形成凹部6 2。並在各凹部6 2內設置 徑向軸承6 3及軸向軸承6 4，在各凹部6 2可拆卸的安 裝晶圓保持部6 5。軸向軸承6 4的球是用陶瓷構成的。 又，各晶圓保持部6 5也可用陶瓷構成的。再者，於同圖 中，符號6 6是指徑向軸承6 3的保持板。 就連此晶圓保持盤6 0也是在拆卸狀態的晶圓保持部 6 5貼合晶圓。 按照依此構成的晶圓保持盤6 0，晶圓保持部6 5是 透過徑向軸承6 3及軸向軸承6 4可旋轉的被保持在基材 6 1，於硏磨被貼合在晶圓保持部6 5的晶圓W之際，晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17- -----------裝--------訂--------- (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 520317 A7 B7 五、發明說明（15 ) 圓保持部6 5會連動旋轉，晶圓w的硏磨面會更加平面化 〇 再者，此晶圓保持盤6 0用陶瓷構成晶圓保持部6 5 ，但只要其基材是用陶瓷構成的，其保持面是用玻璃製面 板或玻璃層構成的，玻璃面的晶圓黏接性就會很優良，更 適合提高晶圓的平面度。再者’晶圓保持部6 5也可以構 成無法相對於基材6 1而拆卸。 於第1 0圖表示有關本發明之第7實施形態之硏磨裝 置。此第7實施形態之硏磨裝置7 0係具備有硏磨定盤 7 2。此硏磨定盤7 2是構成經由圖未示的馬達’於中心 來旋轉驅動軸7 2 a。在此硏磨定盤7 2張設硏磨布7 3 。此場合的硏磨布7 3並未特別限定，但可用不織布形成 。又，在硏磨定盤7 2上設有未特別限定但爲複數的硏磨 頭7 5。該些硏磨頭7 5是構成可於中心旋轉本身的軸 7 5 a。又，硏磨頭7 5是構成可經由圖未示的昇降手段 (例如汽缸裝置）而上下移動。 可在前述硏磨頭7 5之下方設置第4〜第6實施形態 之任一形態所記載的晶圓保持盤7 6。在此晶圓保持盤 7 6是根據第1〜第3實施形態之任一形態所記載之方法 、裝置來黏接晶圓W。於同圖中，符號7 7是石蠟。將此 晶圓保持盤7 6設置在硏磨頭7 5之下方的場合’所貼合 的晶圓W是配置成位在下側。 又，在硏磨定盤7 2之中央部上方設置硏磨劑噴嘴 7 4。此硏磨劑噴嘴7 4係被連結在硏磨劑供給裝置（圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -18 - -----·------►裳--------訂--------- , (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 520317 A7 _ B7 五、發明說明（16 ) 未示）。並由此硏磨劑供給裝置適度地對硏磨劑噴嘴7 4 供給硏磨劑。此場合的硏磨劑並未特別的限定，但可供給 含有膠體二氧化矽的鹼性溶液。 此硏磨裝置7 0中，是以第1 〇圖的狀態，使硏磨定 盤7 2利用圖未示的馬達來旋轉的同時，從硏磨劑噴嘴 7 4供給硏磨劑。此場合，若硏磨定盤7 2旋轉，晶圓保 持部、或晶圓保持盤7 6進而連硏磨頭7 5也會跟著連動 旋轉。藉此，晶圓W就會相對於硏磨布7 3而被磨擦，晶 圓W就會被硏磨。 以上是針對本發明之實施形態所做的說明，但本發明 並不限於相關的實施形態及實施例，只要在不變更其主旨 的範圍就可做種種變形。例如，本發明也適用於磁盤基板 、石英玻璃基板等其他薄板製品的硏磨。 再者，第1〜第7實施形態在可能的限度當然可以組 合使用。 〔產業上之可利用性〕 按照本發明即可達到提高硏磨晶圓的平面度。因而， 本發明之晶圓硏磨方法及晶圓硏磨裝置，甚至使用在該些 的晶圓保持盤、晶圓接合方法及晶圓接合裝置，都特別適 合矽晶圓等之半導體晶圓、磁盤基板、石英玻璃基板等薄 板製品的硏磨。 -----------裝--------訂--------- ·· (請先閱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)A4規格（210 X 297公釐） · 19 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520317 A7 ---- B7 五、發明說明（17 ) 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係有關本發明之第1實施形態的晶圓接合裝置 之槪略構成圖。 第2圖係表示有關第1實施形態之晶圓接合裝置之抵 接構件及其近傍之圖。 第3圖係比較本發明與先行開發技術例的晶圓被接合 面形狀之圖。 第4圖係有關本發明之第2實施形態的晶圓接合裝置 之槪略構成圖。 第5圖係表示有關第2實施形態的晶圓接合裝置之抵 接構件圖。 第6圖係有關本發明之第3實施形態的晶圓接合裝置 之槪略構成圖。 第7圖係有關本發明之第4實施形態的晶圓保持盤之 立體圖。 第8圖係有關本發明之第5實施形態的晶圓保持盤之 部分斷面圖。 第9圖係有關本發明之第6實施形態的晶圓保持盤之 部分斷面圖。 第1 0圖係有關本發明之第7實施形態的硏磨裝置之 構成圖。 〔符號之說明〕 1〇、2 0、3 0 ··晶圓接合裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- -----^------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 520317 A7 __B7_ 五、發明說明（18 ) 1 1、2 1、3 1 :晶圓保持構件 1 2、2 2 :抵接構件（抵接部） 1 3、3 3 :吸附墊圈 2 3 :溝 3 2 :抵接構件 4〇、5〇、6〇：晶圓保持盤 7〇：硏磨裝置 -----------裝--------訂--------- (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 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） _ _

Claims (1)

  1. 520317 經濟部贫.^!!|-1:-/.79工消汴合作|1卬焚 中文申請月修正 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種晶圓接合方法，其特徵爲：將晶圓黏接在晶 圓保持盤，並將該晶圓的被硏磨面對著硏磨定盤上的硏磨 布按壓、磨擦來加以硏磨，或就圍住晶圓之被接合面中心 的全部接合面積之至少5 0 %以上的區域內而言，是在包 括該被接合面上的任意點近傍，令該被接合面形成凸面， 在該晶圓的被硏磨面加以真空吸附保持，而從晶圓被接合 面的中心部黏接在晶圓保持盤。 2 .如申請專利範圍第1項所記載之晶圓接合方法， 就圍住晶圓之被接合面中心之至少5 0 %以上的區域內而 言，通過包括該被接合面上的任意點之法線的該被接合面 中心之平面和該被接合面之交線的曲率半徑値，是在5 m 至1 0 0 0 m之間，使該晶圓彎曲並加以真空吸附保持。 3 . —種晶圓接合裝置，其特徵爲：就圍住晶圓之被 接合面中心的全部接合面積之至少5 0 %以上的區域內而 言，在包括該被接合面上之任意點的近傍，令該被接合面 形成凸面，在該晶圓的被硏磨面加以真空吸附保持。 4 .如申請專利範圍第3項所記載之晶圓接合裝置， 前述晶圓接合裝置係具有被抵接在晶圓之被接合面的抵接 構件，其抵接構件之晶圓保持面的晶圓抵接區域，是屬於 圍住該晶圓抵接區域中心且晶圓的全部接合面積之至少 5 0 %以上的區域內，而在包括該晶圓抵接區域上之任意 點的近傍形成凸面。 5 .如申請專利範圍第3、4項之任一項所記載之晶 圓接合裝置，其特徵爲：前述晶圓接合裝置係具有被抵接 本紙悵尺度適用中國國家橾準（CNS > Λ4坭格（210X 297公釐)~ (請先閱讀背面之注意事項再蟻寫本頁) 、1Τ
    520317 Λ 8 138 C8 D8 7Τ、申請專利範圍 在晶圓之被接合面的抵接構件，其抵接構件之晶圓保持面 的晶圓抵接區域，是屬於圍住該晶圓抵接區域中心且晶圓 的全部接合面積之至少5 0 %以上的區域內，通過包括該 晶圓抵接區域之任意點的法線之該晶圓抵接區域中心的平 面和該晶圓抵接區域的交線之曲率半徑値是在5 m至 1 0 0 0 m之間。 6 .如申請專利範圍第3項所記載之晶圓接合裝置， 其被抵接在晶圓之被硏磨面的抵接構件，是令晶圓之被接 合面形成凸面，經由壓力附加手段而構成可以變形。 7 ·如申請專利範圍第6項所記載之晶圓接合裝置， 其前述壓力附加手段是由空氣供排裝置構成的。 8 ·如申請專利範圍第3項所記載之晶圓接合裝置， 是構成只在其被硏磨面的周邊部分加以真空吸附保持晶圓 〇 9 ·如申請專利範圍第8項所記載之晶圓接合裝置， 是經由具有吸盤構造的複數個保持具來做真空吸附保持。 » 1 0 .如申請專利範圍第3項所記載之晶圓接合裝置 ，乃於抵接在晶圓之被硏磨面的抵接構件，設置供真空吸 附保持晶圓之排氣用的細孔。 1 1 ·如申請專利範圍第3項所記載之晶圓接合裝置 ，是構成透過被形成於抵接在晶圓之被硏磨面的抵接構件 之晶圓保持面上的溝，來寘空吸附保持晶圓。 1 2 .如申請專利範圖第3項所記載之晶圓接合裝置 ，其抵接在晶圓之被硏磨面的抵接構件是陶瓷。 尺度適州中國國家標芈（CNS > AOJM各（2IOX 297公* )~7 _ (請先閱讀背面之注意事項再續寫本頁) 訂
    520317 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 3 .如申請專利範圍第3項所記載之晶圓接合裝置 ，其抵接在晶圓之被硏磨面的抵接構件是高分子材料。 1 4 .如申請專利範圍第3項所記載之晶圓接合裝置 ，其抵接在晶圓之被硏磨面的抵接構件是用金屬材料構成 的，至少其晶圓保持面要用非金屬材料被覆。 1 5 . —種晶圓保持盤，其特徵爲：黏接陶瓷製基材 與晶圓的面是用玻璃層構成的。 1 6 . —種晶圓保持盤，其特徵爲：由陶瓷製基材與 設置在晶圓黏接側的玻璃製面板所構成的。 1 7，如申請專利範圍第1 5項所記載之晶圓保持盤 ，其玻璃層的厚度是在0 . 0 5 m m至2 m m之間。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項所記載之晶圓保持盤 ，其玻璃製面板的厚度是在1 m m至2 0 m m之間。 1 9 .如申請專利範圍第1 5、1 6項之任一項所記 載之晶圓保持盤’其玻璃是耐酸玻璃。 2 0 · —種晶圓保持盤，乃屬於使用在分批處理式硏 磨裝置的晶圓保持盤’其特徵爲：晶圓保持部是構成可對 基體旋轉。 2 1 . —種晶圓接合方法，其特徵爲：用申請項第3 項所記載的晶圓接合裝置’將晶圓黏接在晶圓保持盤。 2 2 . —極晶圓接合方法，其特徵爲··用申請項第3 項所記載的晶圓接合裝置’將晶圓黏接在申請項第1 5、 i 6、1 7、1 8、2 0項之任一項所記載的晶圓保持盤 (請先Η讀背面之注意事項再，¾寫本頁) « 1Γ 本紙張尺度通用中國國家橾率（CNS)Λ4現格（2丨0x 297公釐） -3 - 520317 Λ8 B8 C8 D8 六、中請專利範圍 2 3 ·如申請專利範圍第2 1項所記載之晶圓接合方 法，其晶圓的被接合面之高低差爲2 〇 μ m至1 〇 〇 〇 β m之間，來保持晶圓並予黏接。 2 4 ·如申請專利範圍第2 2項所記載之晶圓接合方 法，其晶圓的被接合面之局低差爲2 0 μ m至1 〇 〇 〇 // m之間，來保持晶圓並予黏接。 2 5 . —種晶圓硏磨裝置，其特徵爲：用申請項第 1 5、1 6、1 7、1 8、2 0項之任一項所記載的晶圓 保持盤，來硏磨晶圓。 2 6 · —種晶圓硏磨方法，其特徵爲：用申請項第1 、2 ' 2 1 ' 2 3項之任一項所記載的接合方法，將晶圓 黏接在晶圓保持盤來硏磨。 2 7 . —種晶圓硏磨方法，、其特徵爲：用申請項第 2 4項所記載的接合方法，將晶圓黏接在晶圓保持盤來硏 磨0 本紙悵尺度適州中國國家標準（CNS > Α4現格（2丨0X 297公釐）.φ .
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