TWI424484B - Wafer grinding method and wafer - Google Patents
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Description
本發明是關於將被使用於彈性表面波濾波器用等的鉭酸鋰單晶晶圓等進行鏡面研磨的晶圓的研磨方法及藉由該方法所得到的晶圓。
在PHS或行動電話等的移動體通訊領域中，作為彈性表面波元件的基板被利用鉭酸鋰、鈮酸鋰、水晶、四硼酸鋰或鑭化物等壓電性氧化物單晶晶圓。
彈性表面波元件是將呈此些壓電性的氧化物單晶晶圓作為基板，而在此種基板的一主面設置指狀組合型形狀(梳型形狀)的轉換器(電極)所構成。在此種構成中，成為在轉換器受激接收彈性表面波的形成之故，因而單晶晶圓的轉換器形成面是必須施以鏡面研磨。又，單晶晶圓的背面側為同樣鏡面，則與彈性表面波的受激接收之同時地也受激接收體波等不需要波(障礙波)，而引起在頻率特性的亂真妨礙等。如此，在表面波裝置用的單晶晶圓中，藉由依粗研磨劑的研磨或搪光加工等將背面側做成粗面化。
亦即，往常此些晶圓是如下地被製造。亦而，使用內周刀片用切片器或線鋸來切斷如由柴可拉斯基法等所得到的單晶晶棒。得到板狀晶圓，研磨所得到的晶圓兩面直到所定厚度之後以研磨裝置僅鏡面研磨一面，而在研磨完成後藉由施以洗淨可得到。
近年來，隨著PHS或行動電話等的機器的小型化，被搭載於其中的彈性表面波元件也逐漸低高度化，而被使用在彈性表面波濾波器用的壓電性氧化物單晶晶圓的薄型化的要求也愈強烈。
例如被使用在彈性表面波濾波器用等的鉭酸鋰單晶晶圓時，現在使用一般為板厚350μm，惟開始檢討板厚為250μm的薄晶圓。
又，在利用彈性表面波的上述元件中，理論上所需的壓電性氧化物單晶的厚度，是被計算為波長的10倍，而在現行上考量為約50μm的板厚就足夠。因此，裝置製造廠商開始檢討，拿到如板厚350μm的壓電性氧化物單晶晶圓之後，例如利用照相製版等，在晶圓鏡面側形成金屬電極圖案，最後使用平面研削方法等由該晶圓背面削掉不需要的部分等的製程。
由此種背景，作為晶圓製造廠商，藉由供給更薄壓電性氧化物單晶晶圓，而可期待貢獻於刪減在裝置製造廠商的工數。但是如此地隨著壓電性氧化物單晶晶圓的板厚變薄，則晶圓本身的機械性強度會降低，因晶圓製程上的破損，有良率降低之虞。
尤其是，在上述彈性表面元件用的壓電性氧化物單晶晶圓的加工製程中，即使利用切斷可事先準備較厚的板狀晶圓，惟在後續工程的研磨加工或鏡面研磨中，也必須薄加工成目標板厚為止，而顧慮到隨著機械性強度降低的晶圓破損的危險性是成為極高者。
另一方面，將壓電性氧化物單晶晶圓使用作為彈性表面波濾波器時，則成為在轉換器受激接收彈性表面波的形式之故，因而該單晶晶圓的轉換器形成面是必須施以鏡面研磨，而且，與彈性表面波的受激接收之同時會排除受激接收的塊波等障礙波之故，因而該單晶晶圓的背面是必須藉由粗研磨劑所放的研磨或搪光加工等使之成為粗面化。
又，作為有關於本發明的先前技術，有下述文獻。
專利文獻1：日本實開昭58-129658號公報
專利文獻2：日本特開平2-98926號公報
專利文獻3：日本特開昭62-297064號公報
專利文獻4：日本特開昭63-93562號公報
在習知被使用在彈性表面波元件等的壓電性氧化物單晶晶圓的加工製程中，欲製造如板厚100μm以下的薄晶圓時，因晶圓本身的機械性強度的降低，導致很難良率優異地製造出晶圓。
由此些事項，在被使用於彈性表面波元件等的如板厚度100μm以下的薄壓電性氧化物單晶晶圓的加工製程中，隨著晶圓本身的機械性強度降低的研磨加工或鏡面研磨加工時的破損所致的良率降低等不會發生問題，而維持與現行之如板厚350μm的壓電性氧化物單晶晶圓同等的表背面狀態下，且穩定地製造出具有與現行之如板厚350μm的壓
電性氧化物單晶晶圓同等的高平坦度或高平行度等的優異加工精度的晶圓作為其課題。
亦即，本案發明的目的，是在於提供尤其是提高防止如板厚100μm以下的薄壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓的研磨加工或鏡面研磨加工時的機械性強度的降低所致的破損可謀求維持現行之板厚350μm晶圓製造時的良品率，而且可實現與現行之板厚350μm晶圓同等的表面狀態及平坦度或平行度等的加工精度的壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓的研磨方法及藉由該研磨方法所得到的晶圓。
本發明人等為了解決上述課題經專心檢討之結果，在鏡面加工如板厚100μm以下的薄壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓的研磨加工工程及晶圓表面的研磨工程，發現了下述方法有效果，尤其是發現了與支撐基板黏貼壓電性氧化物單晶晶圓而提高機械性強度上有效，而做出本發明。
亦即，本發明是提供下述晶圓基板的研磨方法及晶圓。
申請專利範圍第1項：一種晶圓基板的研磨方法，屬於在配設於轉盤上的研磨布與板之間介裝晶圓基板，藉由將上述轉盤及板分別進行旋轉，藉由該研磨布進行鏡面研磨晶圓基板的研磨布側之面的方法，其特徵為：將上述晶圓基板的板側之面經由液體而藉由該液體的吸附力直接保持在板的狀態，進行鏡面研磨加工。
申請專利範圍第2項：
如申請專利範圍第1項所述的研磨方法，其中，將晶圓基板的直徑作為Dmm時，將形成有D~D+5.0mm大小的脫模穴的模板固定在上述板，在該模板的脫模穴嵌合上述晶圓基板的狀態經由液體直接保持在上述板。
申請專利範圍第3項：如申請專利範圍第2項所述的研磨方法，其中，黏貼晶圓基板與D~D+2.5mm大小的支撐基板，在該狀態下進行鏡面研磨加工晶圓基板的一側面。
申請專利範圍第4項：一種晶圓基板的研磨方法，屬於在配設於上下一對的轉盤上的研磨布之間，配設形成有脫模穴的研磨托架，而在該研磨托架的脫模穴介裝晶圓基板，藉由將上述一對轉盤分別進行旋轉，將晶圓基板的表背面藉該研磨布進行鏡面研磨的方法，其特徵為：在將晶圓基板的直徑作為Dmm時，黏貼D~D+2.5mm大小的支撐基板與晶圓基板而設定於D~D+5.0mm大小的脫模穴，在該狀態下進行鏡面加工晶圓基板及支撐基板的一側面。
申請專利範圍第5項：如申請專利範圍第3項或第4項所述的研磨方法，其中，晶圓基板與支撐基板是同一原材料。
申請專利範圍第6項：如申請專利範圍第5項所述的晶圓的研磨方法，其中，黏合晶圓基板與支撐基板的同一分極面彼此間。
申請專利範圍第7項：
一種晶圓，其特徵為：藉由申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的研磨方法所得到的晶圓。
申請專利範圍第8項：如申請專利範圍第7項所述的晶圓，其中，上述晶圓是壓電性氧化物單晶。
申請專利範圍第9項：如申請專利範圍第8項所述的晶圓，其中，上述壓電性氧化物單晶晶圓，是鉭酸鋰。
申請專利範圍第10項：如申請專利範圍第9項所述的單晶晶圓，其中，上述鉭酸鋰單晶晶圓的板厚是100μm以下。
依照本發明的壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓基板的研磨方法，不會產生隨著如板厚100μm以下的薄壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓基板本身的機械性強度降低的研磨加工或鏡面研磨加工時的破損所致的良品率降低等的問題，仍維持與現行之如板厚350μm的壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓基板同等的表背面狀態下，且可穩定地製造出具有與現行之如板厚350μm的申請專利範圍等的晶圓基板同等的高平坦度或高平行度等的優異加工精度的晶圓。又，藉由將此種壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓基板使用在裝置製程中，最後使用平面研削方法而有助於刪減由該晶圓背面削掉不需要部分等的工數。
本發明的晶圓基板的研磨方法，屬於在配設於轉盤上的研磨布與板之間介裝晶圓基板，藉由將上述轉盤及板分別進行旋轉，藉由該研磨布進行鏡面研磨晶圓基板的研磨側之面的方法，其特徵為：將上述晶圓基板的板側之面經由液體而藉由該液體的吸附力直接保持在板的狀態，進行鏡面研磨加工。又，在配設於上下一對的轉盤上的研磨布之間，介裝晶圓基板，藉由將上述一對轉盤分別進行旋轉，將晶圓基板的表背面藉該研磨布進行鏡面研磨的方法，其特徵為：在將晶圓基板的直徑作為Dmm時，使用形成有D~D＋5.0mm大小的脫模穴的研磨托架。
在本發明的晶圓的研磨方法中，在粗面化上述晶圓基板之背面之後進行上述鏡面研磨工程，經由蠟或黏接劑等黏貼該晶圓基板(產品基板)與支撐基板，在該狀態下將支撐基板側經由液體直接保持在板極有效。
該情形，必須將晶圓固定保持在板的任意位置，而將形成有與黏貼基板同一直徑以上＋5.0mm以下(但是，將晶圓基板的直徑作為Dmm時，D＋5.0mm以下)，較理想為將形成有同一直徑以上＋2.5mm以下的脫模穴的模板固定在上述板，而在將上述黏貼基板嵌合於該模板的脫模穴的狀態下，經由液體直接保持在上述板較佳。
又，本發明的晶圓的研磨方法，是在粗面化上述晶圓的背面之後進行上述鏡面研磨工程，經由蠟或黏接劑等黏貼該晶圓基板(產品基板)與支撐基板，在該狀態下，將黏貼貼基板介裝於配設在上下一對的轉盤上的研磨布之間，藉由分別旋轉上述一對轉盤，而藉由該研磨布進行鏡面研磨黏貼基板的表背面有效。
該情形，本發明的晶圓基板的研磨方法，是將黏貼基板行星運動在被配設於上下一對轉盤上的研磨布之間較佳，使用形成有與黏貼基板同一直徑以上＋5.0mm以下(但是，將晶圓基板的直徑作為Dmm時，D＋5.0mm以下)，較理想為形成有同一直徑以上＋2.5mm以下的脫模穴的研磨托架較佳。
在此，有關於支撐基板，若具有與晶圓基板(產品基板)同一直徑以上的口徑者就不管原材料，惟考慮對於研磨裝置的填充板數，則作成與晶圓基板(產品基板)同一直徑以上＋2.5mm以下，較理想是作成同一直徑以上＋1.0mm以下較佳。又，對於支撐基板的板厚並未規定，而考慮黏貼復的晶圓的機械性強度，則為較厚基板較佳，通常可形成為厚0.1至30mm。
又，有關於支撐基板，在黏貼時施以加熱處理的情形，在晶圓基板(產品基板)產生翹度之故，因而具有與晶圓基板(產品基板)同等熱膨脹率或熱膨脹舉動出現在互相相反之方向發展的方式予以黏貼較佳。具體上，準備與晶圓基板(產品基板)同一元件的支撐基板，且藉由黏貼晶圓基板(產品基板)與支撐基板的同一分極面彼此間，被矯正互相的翹度，較理想。
又，如上述地，準備與晶圓基板(產品基板)同一元件的支撐基板，且藉由黏貼晶圓基板(產品基板)與支撐基板的同一分極面彼此間，可形成被矯正互相的翹度的黏貼基板，不但可產品化以一面研磨方法加以研磨該基板的晶圓基板(產品基板)，也可產品化以兩面研磨方法加以研磨的晶圓基板(產品基板)及支撐基板。
如此地，因藉由黏貼就可彌補降低如板厚100μm以下的薄晶圓的機械性強度；因此可避免降低鏡面研磨加工時的破損所致的良品率，而藉由適當地選擇介設於晶圓基板(產品基板)與支撐基板之間的蠟或黏接劑等，可實現與現行的板厚350μm晶圓同等的平坦度或平行度等的加工精度。
又，藉由切斷事先準備較厚的板狀晶圓，製作研磨加工與現行之板厚350μm製造時同等厚度為止的晶圓之後，施以上述黏貼工程及研磨工程也可得到如板厚100μm以下的薄晶圓，惟對於藉由切割所得到較厚板狀晶圓，與上述同樣地最終將施以鏡面研磨加工的面側經由蠟或黏接劑等與支撐基板相黏貼，並藉由施以研磨加工，可將晶圓有面形成在適用於裝置特性的粗面狀態。該工程之後，剝離晶圓基板(產品基板)與支撐基板，再將該被粗面化的晶圓的背面側經由蠟或黏接劑等與支撐基板相黏貼，利用鏡面研磨加工，成為形成有最終性晶圓表背面狀態。
如上所述地，藉由黏貼晶圓基板(產品基板)與支撐基板而施以研磨加工及鏡面研磨加工，不會產生隨著如板厚100μm以下的薄晶圓本身的機械性強度降低的研磨加工或鏡面研磨加工時的破損所致的良品率降低等的問題，仍維持與現行之如板厚350μm的晶圓同等的表背面狀態下，且可穩定地製造出具有與現行之如板厚350μm的晶圓同等的高平坦度或高平行度等的優異加工精度的晶圓。
在此，參照圖式更具體地說明本發明的方法；首先，第3圖是表示用以說明習知的晶圓的製造方法的一面研磨裝置的構成例的圖式。在同圖中，1是轉盤。在該轉盤1的表面黏貼有研磨布2提供研磨面者。在該轉盤1的下方固裝著驅動軸3，經由該驅動軸3而藉由未圖示的驅動系(例如馬達)，轉盤1是以任意轉速被旋轉驅動。
在如上述的轉盤1上(實際上為研磨布2上)，設定有被保持在如陶瓷板所構成的板4的壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓5。有關於晶圓5設定在該板4的方法，提案有各種方法。例如在日本實開昭58－129658號公報所提案，有經由蠟黏接設定板4與晶圓5的方法。又，如在日本特開平2－98926號公報所提案地，有在保持板4的晶圓的部分設置無數吸附孔，而真空吸附設定晶圓5的方法。又，如日本特開昭62－297064號公報，日本特開昭63－93562號公報所提案，將被稱為襯墊材(背研磨墊)15的發泡聚氨基甲酸酯所形成的吸附材藉由兩面膠帶等黏接固定在板4，而將晶圓5施以水吸附在該吸附劑而加以設定的方法。又，在第3圖中，6是表示模板，8是表示旋轉軸。
其中，將晶圓經由蠟直接黏接保持在板的方法，是平坦或平行度等的加工精度上優異，另一面，有需要黏接技術，同時如板厚100μm以下的薄晶圓時，由機械性密度的觀點來看，從板剝離之際有容易生裂縫等的問題。
又，將晶圓直接真空吸附保持於板的方法，也具有平坦度或平行度等的加工精度優異的情形，另一面，若有異物介裝於晶圓與板之間，則有該部分被極端地研磨而產生凹陷的危險性較高。尤其是，如板厚100μm以下的薄晶圓時，凹陷顯著地出現。因此必須將異物防範於未然，徹底地管理潔淨度，或極須推展不介入人為的自動化，而須龐大的設備投資。
另一方面，使用襯墊材來吸附保持晶圓的方法，是沒有如上述的不方便，利用變更模板的厚度，雖也可研磨如板厚100μm以下的薄晶圓，但因發泡聚氨基甲酸酯等所構成的吸附材厚度偏差，容易降低晶圓的平坦度或平行度等加工精度，而在晶圓外周部有容易發生面塌邊。
鑑於此種背景，在本發明，採用將晶圓經由液體而利用該液體的吸附力直接保持在板的方法。亦即，第1圖是表示用以說明本發明的如板厚100μm以下的薄晶圓的製造方法的一面研磨裝置的構成側的圖式。研磨方法及研磨機構是與第3圖相同。將事先粗面化晶圓背面的晶圓(產品基板)5a的背面側經由蠟或黏接劑等與同一直徑的支撐基板5b相黏貼。藉由將該黏貼基板5ab與表示於第3圖的晶圓5同樣地施以一面研磨加工，僅晶圓(產品基板)5a的一面進行鏡面研磨加工。更詳述之，在將晶圓5設定在板4之前，事先將具有如環氧玻璃材所構成的脫模穴的模板6利用兩面膠帶等黏接固定於板4，而在板4設置成為晶圓保持位置的凹部(脫模穴)7。在該凹部7內例如經由水等液體，而利用該液體所致的吸附力可保持晶圓5。但是，在該保持方法中，於鏡面研磨加工中晶圓5在成為板4的晶圓保持位置的凹部7內利用自由地旋轉有擦傷產生在晶圓背面之處這種情形。如第1圖所示地，準備經由蠟或黏接劑等黏貼晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b的貼合基板5ab。將支撐基板5b側之面經由例如水等的液體並利用該液體所致的吸附加保持在板4。藉此雖在支撐基板5b產生擦傷，惟在晶圓(產品基板)5a的背面可研磨成不會產生擦傷。又，也可有利地製造出如板厚100μm的薄壓電性氧化物單晶晶圓(產品基板)5a。
這些都是僅鏡面研磨加工晶圓5的一面，亦即僅鏡面研磨加工與研磨布2的滑接面的方法。亦即，保持有晶圓5的板4，是經由旋轉軸8而利用未圖示的其他驅動系被旋轉驅動。又，在研磨布2上從未圖示的研磨劑供給裝置供給著研磨劑。又，在供給上述研磨劑之狀態下旋轉轉盤1，而且將晶圓5用板4推壓到研磨布2的狀態下，朝與轉盤1反方向地旋轉板4。如此地進行晶圓5表面(與研磨布2的滑接面)的鏡面研磨加工。
又，在鏡面研磨加工後的剝離工程中，黏貼基板5ab是被剝離成晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b，而支撐基板5b是板厚上不會產生變化之故，因而可再利用作為支撐基板。當然，若支撐基板5b是與晶圓(產品基板)5a同一元件，則在下一鏡面研磨加工時也可鏡面研磨加工作為晶圓(產品基板)5a。
以下，在第2圖表示用以說明本發明的如板厚100μm以下的薄壓電性氧化物單晶晶圓等的晶圓的製造方法的兩面研磨裝置的構成例。在同圖中，1，1'
是轉盤，此些轉盤是互相面對面被配置。在此些轉盤1，1'
的面對面的表面黏貼著研磨布2，2'
，而提供研磨面著。在此些轉盤1，1'
，分別固裝著驅動軸3，3'
，經由此些驅動軸3，3'
而藉由未圖示的驅動系(例如馬達)，轉盤1，1'
是以任意轉速朝同方向或反方向進行旋轉驅動。
在上下一對的轉盤1，1'
(實際上為研磨布2，2'
)之間，配置具有黏貼基板5ab[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的配置穴10的研磨托架9。該研磨托架9是於其外周具有與中心部的驅動軸11的中心齒輪12及外周構件13的內齒輪14嚙合的行星齒輪，而藉由將驅動軸11予以旋轉驅動，構成行星運動驅動軸11的周圍。又，在上下一對的研磨布2，2'
之間，由未圖示的研磨劑供給裝置供給研磨劑。
在此種構成下，對於被設定在研磨托架9的配置穴10內的黏貼基板5ab，在上下一對的轉盤1，1'
施加所定壓力。又，在供給上述研磨劑下分別旋轉下部轉盤1及上部轉盤1'
，同時行星運動配置有黏貼基板5ab的研磨托架9。如此地，晶圓(產品基板)5a的表面及支撐基板5b的
表面(與研磨布2，2'
的滑接面)的各該一面僅進行鏡面研磨加工。
又，在鏡面研磨加工後的剝離工程中，黏貼基板5ab是被剝離成晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b。支撐基板5b是一面被鏡面研磨加工之故，因而被厚變薄。若無法彌補晶圓(產品基板)5a的機械性強度的厚度而不能再利用，惟若為此以外則可再利作為鏡面研磨加工。又，當然，支撐基板5b是與晶圓(產品基板)5a同一原材料，且晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b在同一分極面彼此間黏貼著，則支撐基板5b也可處理作為與晶圓(產品基板)5a同一產品基板。
在此，如在日本特開平11-309665號公報被提案，也檢討將兩枚晶圓5經由吸附板等予以層積，並將此設定在研磨托架9的配置穴10內，而進行鏡面研磨加工兩枚晶圓5的各該外側表面(與研磨布2，2'
之滑接面)。但是，在該方法的情形，晶圓彼此間未牢固地黏貼，而發生晶圓彼此間互相摩擦所致的晶圓背面傷痕有所顧慮，同時未能彌補晶圓的機械性強度之故，因而不適用於製造本發明的如板厚100μm以下的薄晶圓。
以下，針對於使用上述一面研磨裝置，兩面研磨形態所致的晶圓的製程加以說明。首先，藉由如柴克拉斯基法來育成晶圓而得到其晶棒之後，將此經切斷加工成所定厚而得到板狀晶圓。將該切割晶圓以兩面研磨進行研磨到所期望的厚度。該切斷加工與研磨加工是與往常同樣地進行
就可以。
如上述地有關於經研磨(粗面化加工表背面)的晶圓(產品基板)5a，將背面側與同一直徑以上+2.5mm以下(亦即，將該晶圓的直徑作為Dmm時，D~D+2.5mm)，較佳為同一直徑以上+1.0mm以下(D~D+1.0mm)的大小的支撐基板5b經由蠟或黏接劑等黏貼。
又，有關於支撐基板5b，具有與晶圓(產品基板)5a同一直徑以上+2.5mm以下(D~D+2.5mm)，較理想是具有同一直徑以上+1.0mm以下(D~D+1.0mm)的口徑者，則不管原材料，惟考慮對研磨裝置的填充枚數，則晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b是同一直徑較佳。此外，對支撐基板5b的板厚並未加以規定，惟考慮黏貼後的晶圓的機械性強度，則作成較厚的支撐基板5b較佳。
又，有關於支撐基板5b，在黏貼時施以加熱處理時，則在晶圓(產品基板)5a產生翹度，而具有與晶圓(產品基板)5a同等的熱膨脹率或熱膨脹舉動的原材料較佳，朝熱膨脹舉動出現在互相相反方向發展方式相黏貼較佳。具體上，準備與晶圓基板(產品基板)5a同一元件的支撐基板5b，且藉由黏貼晶圓基板(產品基板)5a與支撐基板5b的同一分極面彼此間，被矯正互相的翹度，較理想。
有關於如此地黏貼的晶圓(黏貼基板)5ab，使用表示於第1圖的一面研磨裝置來進行鏡面研磨加工。在該鏡面工程中，首先將黏貼基板5ab的支撐基板5b面設定在板4。
之後，將保持該黏貼基板5ab的板4設定在轉盤1上成為將須研磨之面接觸於研磨布2。然後，將旋轉軸8從板4正上方慢慢地下降俾接觸於板4，將研磨劑供給於轉盤1上的狀態下，藉由旋轉驅動板4與轉盤1，俾鏡面研磨加工晶圓(產品基板)5a的表面(與研磨布2的滑接面)。
這時候，即使晶圓(產品基板)5a為如板厚100μm以下的薄晶圓，也因經由蠟或黏接劑等被黏貼在支撐基板5b，因此彌補隨著板厚薄化的降低晶圓(產品基板)5a的機械性強度，而成為與現行的板厚350μm晶圓同樣地可進行鏡面研磨加工。
又，有關於如此地黏貼的晶圓(黏貼基板)5ab，使用表示於第2圖的兩面研磨裝置來進行鏡面研磨加工。在該鏡面研磨工程中，首先將黏貼基板5ab設定在研磨托架9的配置穴10內。
然後，將配設有該黏貼基板5ab的研磨托架9以上下一對的轉盤1，1'來住，而將須研磨的面設定成接觸於研磨布2，2'。之後，用上下一對的轉盤1，1'施加所定壓力，將研磨劑供給於上下一對的研磨布2，2'之間的狀態下，分別旋轉下部轉盤1及上部轉盤1'，同時藉由行星運動配置有黏貼基板5ab的研磨托架9，俾鏡面研磨加工晶圓(產品基板)5a的表面(與研磨布2的滑接面)及支撐基板5b的表面(與研磨布2'的滑接面)。
這時候，即使晶圓(產品基板)5a為如板厚100μm以下的薄晶圓，也因經由蠟或黏接劑等被黏貼在支撐基板5b，因此彌補隨著板厚薄化的降低晶圓(產品基板)5a的機械性強度，而成為與現行的板厚350μm晶圓同樣地可進行鏡面研磨加工。
又，將支撐基板5b與晶圓(產品基板)5a作成同一元件，且藉由黏貼晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b之同一分極面彼此間，支撐基板5b也成為作為與晶圓(產品基板)5a同一產品基板可加以處理。
鏡面研磨加工後的黏貼基板5ab是在剝離工程中，被剝離成晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b。晶圓(產品基板)5a之背面都未施以加工，而表面是與現行之板厚350μm晶圓同樣地進行鏡面研磨加工之故，因而被維持著與現行之板厚350μm晶圓同等的表背面狀態，同時，具有與現行之板厚350μm晶圓同等的高平坦度或高平行度等的優異加工精度。
如此地，依照如上述的晶圓的製造方法的實施形態，在隨著如板厚100μm以下的薄晶圓本身的機械性強度的降低的研磨加工或鏡面研磨加工時的破損所致的良品率降低等不會發生問題，仍維與現行之如板厚350μm的晶圓同等的表背面狀態下，穩定地可製造具有高平坦度或高平行度等的優異加工精度的晶圓。因此，有極大貢獻於提昇使用薄型化需求變強的如板厚100μm以下的薄晶圓的彈性表面波元件等的良品率，作業效率者。該情形，依照本發明，可研磨至板厚薄到約50μm。
(實施例)
以下，表示實施例及比較例，具體地說明本發明，惟本發明是並不被限定於下述的實施例者。
[實施例1]
作為樣本，使用直徑4英吋(100mm)的鉭酸鋰(LiTaO3
)單晶晶圓。使用線鋸切斷藉由柴可拉斯基(CZ)法所製造的該單晶，表背面成為規定粗度狀態的方式使用適當的研磨劑(游離磨粒)，並以兩面研磨該切斷晶圓研磨到所期望的厚度。
之後，有關於如上述地經研磨(粗面化加工表背面)的兩枚晶圓，使用蠟(日化精工(股)製 斯加以利基特TW-2511)，來黏貼背面側彼此間(同一分極面彼此間)。依照該黏貼方法，不僅在黏貼時施以加熱處理，還將同一原材料的兩枚晶圓黏貼成熱膨脹舉動出現在互相相反之方向之故，因而互相的翹度被矯正，而容易地可投進研磨工程。
在此，有關於該黏貼基板5ab，使用如第1圖所示的一面研磨裝置進行鏡面研磨加工。具體上，事先將具有環氧玻璃材料所構成的脫模穴(穴徑100.8mm)的模板6以兩面膠帶黏接固定在陶瓷製的板4，在板4設置成為晶圓保持位置的凹部(脫模穴)7。在該凹部7內，將黏貼基板5ab的5b側，經由水，藉由水的表面張力加以保持，而在該狀態下將板4設定在轉盤1上，成為將須研磨的面接觸於研磨布2。然後，由板4正上方慢慢地下降旋轉軸8而接觸於板4。一面將膠體二氧化矽所形成研磨劑供給於研磨布2上，一面徐徐地加壓，經慢慢地旋轉之後，一面維持規定轉速，一面施加所定壓力，進行鏡面研磨加工。
該鏡面研磨加工之後，從陶瓷製板4的凹部7取出黏貼基板5ab，再施以加熱處理而剝離兩枚晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]。有關於此些晶圓，為了去除附著於晶圓表面的膠體二氧化矽所形成的研磨劑，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的板厚，晶圓(產品基板)5a的板厚是被精修加工成90~100μm的厚度，另一方面，支撐基板5b的板厚是與投進一面研磨裝置前同樣不變。又，在螢光燈下觀察各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的背面都未有發生傷痕。又，使用作為支撐基板5b的晶圓是在背面也未發生傷痕，而在下一成批中，作為晶圓(產品基板)5a進行上述同樣的鏡面研磨加工。
針對於100枚的晶圓實施此種工程，經測定晶圓(產品基板)5a的平坦度，則在TTV(Total Thickness Variation)為0.85~2.53μm，在5mm×5mm區分地段(Site)的LTVm a x .
(Local Thickness Variation Maximum)為0.24~0.41μm)。又，一面研磨處理中的晶圓裂紋等都未發生，而在剝離鏡面研磨加工後的兩枚晶圓之際發生若干裂紋，良品率是97%。
作為樣本，使用直徑4英吋(100mm)的鉭酸鋰(LiTaO3
)單晶晶圓。使用線鋸切斷藉由柴可拉斯基(CZ)法所製造的該單晶，表背面成為規定粗度狀態的方式使用適當的研磨劑(游離磨粒)，並以兩面研磨該切斷晶圓研磨到所期望的厚度。
之後，有關於如上述地經研磨(粗面化加工表背面)的兩枚晶圓，使用蠟(日化精工(股)製 斯加以利基特TW－2511)，來黏貼表面側彼此間(同一分極面彼此間)。依照該黏貼方法，不僅在黏貼時施以加熱處理，還將同一原材料的兩枚晶圓黏貼成熱膨脹舉動出現在互相相反之方向之故，因而互相的翹度被矯正，而容易地可投進兩面研磨工程。
在此，使用兩面研磨裝置，與上述同樣，使用適當的研磨劑(游離磨粒)，而用兩面研磨進行研磨該黏貼基板至所期望厚度。
對於兩面研磨加工後的上述黏貼基板，施以加熱處理而剝離兩枚晶圓。有關於此些晶圓，為了去除附著於晶圓表面的研磨劑(游離磨粒)，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定各該晶圓的板厚，被情形加工成120~130μm的厚度，而作為晶圓(產品基板)5a精修加工成可投進一面研磨裝置的最適當的板厚的情形被確認。
受到該結果，準備如上述地研磨加工的板厚120~130μm的晶圓(產品基板)5a與僅用兩面研磨進行研磨切斷晶圓至所期望厚度的支撐基板5b，使用蠟(日化精工(股)製斯加以利基特TW-2511)，來黏貼背面側彼此間(同一分極面彼此間)。依照該黏貼方法，不僅在黏貼時施以加熱處理，還將同一原材料的兩枚晶圓黏貼成熱膨脹舉動出現在互相相反之方向之故，因而互相的翹度被矯正，而容易地可投進研磨工程。
在此，有關於該黏貼基板5ab，使用如第1圖所示的一面研磨裝置進行鏡面研磨加工。具體上，事先將具有環氧玻璃材料所構成的脫模穴(穴徑100.8mm)的模板6以兩面膠帶黏接固定在陶瓷製的板4，在板4設置成為晶圓保持位置的凹部(脫模穴)7。在該凹部7內，將支撐基板，經由水，藉由水的表面張力加以保持，而在該狀態下將板4設定在轉盤1上，成為將須研磨的面接觸於研磨布2。然後，由板4正上方慢慢地下降旋轉軸8而接觸於板4。一面將膠體二氧化矽所形成研磨劑供給於研磨布2上，一面徐徐地加壓，經慢慢地旋轉之後，一面維持規定轉速，一面施加所定壓力，進行鏡面研磨加工。
該鏡面研磨加工之後，從陶瓷製板4的凹部7取出黏貼基板5ab，再施以加熱處理而剝離兩枚晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]。有關於此些晶圓，為了去除附著於晶圓表面的膠體二氧化矽所形成的研磨劑，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的板厚，晶圓(產品基板)5a的板厚是被精修加工成90~100μm的厚度，另一方面，支撐基板5b的板厚是與投進一面研磨裝置前同樣不變。又，在螢光燈下觀察各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的背面都未有發生傷痕。又，使用作為支撐基板5b的晶圓是在背面也未發生傷痕，惟因板厚較厚，因此在下一成批中，也利用作為支撐基板5b。
針對於100枚的晶圓實施此種工程，經測定晶圓(產品基板)5a的平坦度，則在TTV(Total Thickness Variation)為0.76~2.85μm，在5mm×5mm區分地段(Site)的LTVm a x .
(Local Thickness Variation Maximum)為0.22~0.45μm)。又，一面研磨處理中的晶圓裂紋等都未發生，而在剝離鏡面研磨加工後的兩枚晶圓之際發生未發出裂紋，良品率是100%。
作為樣本，使用直徑4英吋(100mm)的鉭酸鋰(LiTaO3
)單晶晶圓。使用線鋸切斷藉由柴可拉斯基(CZ)法所製造的該單晶，表背面成為規定粗度狀態的方式使用適當的研磨劑(游離磨粒)，並以兩面研磨該切斷晶圓研磨到所期望的厚度。
之後，有關於如上述地經研磨(粗面化加工表背面)的兩枚晶圓，使用蠟(日化精工(股)製 斯加以利基特TW－2511)，來黏貼背面側彼此間(同一分極面彼此間)。依照該黏貼方法，不僅在黏貼時施以加熱處理，還將同一原材料的兩枚晶圓黏貼成熟膨脹舉動出現在互相相反之方向之故，因而互相的翹度被矯正，而容易地可投進研磨工程。
在此，有關於該黏貼基板5ab，使用如第2圖所示的兩面研磨裝置進行鏡面研磨加工。具體上，在研磨托架9的配置穴10(穴徑Φ100.8mm)內，設定黏貼基板5ab，以上下一對轉盤1，1'夾著配置有該黏貼基板5ab的研磨托架9，而將須研磨之面設定成接觸於研磨布2，2'。之後，用上下一對的轉盤1，1'施加所定壓力，將研磨劑供給於上下一對的研磨布2，2'之間的狀態下，分別旋轉下部轉盤1及上部轉盤1'，同時一面行動運動配置有黏貼基板5ab的研磨托架9，一面進行鏡面研磨加工。
該鏡面研磨加工之後，從研磨托架9的配置穴10取出黏貼基板5ab，再施以加熱處理而剝離兩枚晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]。有關於此些晶圓，為了去除附著於晶圓表面的膠體二氧化矽所形成的研磨劑，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的板厚，晶圓(產品基板)5a，支撐基板5b的板厚都被精修加工成90~100μm的厚度。又，在螢光燈下觀察各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的背面都未有發生傷痕。又，使用作為支撐基板5b的晶圓，也如上述被精修加工成與晶圓(產品基板)5a毫不遜色的品質水準之故，因而處理作為同一產品基板。
針對於200枚的晶圓實施此種工程，經測定晶圓(產品基板)5a的平坦度，則在TTV(Total Thickness Variation)為0.72~2.02μm，在5mm×5mm區分地段(Site)的LTVm a x .
(Local Thickness Variation Maximum)為0.18~0.37μm)。又，兩面研磨處理中的晶圓裂紋等都未發生，而在剝離鏡面研磨加工後的兩枚晶圓之際發生若干裂紋，良品率是98%。
作為樣本，使用直徑4英吋(100mm)的鉭酸鋰(LiTaO3
)單晶晶圓。使用線鋸切斷藉由柴可拉斯基(CZ)法所製造的該單晶，表背面成為規定粗度狀態的方式使用適當的研磨劑(游離磨粒)，並以兩面研磨該切斷晶圓研磨到所期望的厚度。
之後，有關於如上述地經研磨(粗面化加工表背面)的兩枚晶圓，使用蠟(日化精工(股)製 斯加以利基特TW－2511)，來黏貼表面側彼此間(同一分極面彼此間)。依照該黏貼方法，不僅在黏貼時施以加熱處理，還將同一原材料的兩枚晶圓黏貼成熱膨脹舉動出現在互相相反之方向之故，因而互相的翹度被矯正，而容易地可投進兩面研磨工程。
在此，使用兩面研磨裝置，與上述同樣，使用適當的研磨劑(游離磨粒)，而用兩面研磨進行研磨該黏貼基板至所期望厚度。
對於兩面研磨加工後的上述黏貼基板，施以加熱處理而剝離兩枚晶圓。有關於此些晶圓，為了去除附著於晶圓表面的研磨劑(游離磨粒)，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定各該晶圓的板厚，被精修加工成120~130μm的厚度，而作為晶圓(產品基板)5a精修加工成可投進一面研磨裝置的最適當的板厚的情形被確認。
受到該結果，準備如上述地研磨加工的板厚120~130μm的晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b，使用蠟(日化精工(股)製斯加以利基特TW－2511)，來黏貼背面側彼此間(同一分極面彼此間)。依照該黏貼方法，不僅在黏貼時施以加熱處理，還將同一原材料的兩枚晶圓黏貼成熱膨脹舉動出現在互相相反之方向之故，因而互相的翹度被矯正，而容易地可投進研磨工程。
在此，有關於該黏貼基板5ab，使用如第2圖所示的兩面研磨裝置進行鏡面研磨加工。具體上，在研磨托架9的配置穴10(穴徑Φ100.8mm)內，設定黏貼基板5ab，以上下一對轉盤1，1'夾入配置有該黏貼基板5ab的研磨托架9，而將須研磨之面設定成接觸於研磨布2，2'。之後，用上下一對的轉盤1，1'施加所定壓力，將研磨劑供給於上下一對的研磨布2，2'之間的狀態下，分別旋轉下部轉盤1及上部轉盤1'，同時一面行動運動配置有黏貼基板5ab的研磨托架9，一面進行鏡面研磨加工。
該鏡面研磨加工之後，從研磨托架9的配置穴10取出黏貼基板5ab，再施以加熱處理而剝離兩枚晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]。有關於此些晶圓，為了去除附著於晶圓表面的膠體二氧化矽所形成的研磨劑，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的板厚，晶圓(產品基板)5a的板厚是被精修加工成90~100μm的厚度，又，在螢光燈下觀察各該晶圓[晶圓(產品基板)5a與支撐基板5b]的背面都未有發生傷痕。又，使用作為支撐基板5b的晶圓，也如上述被精修加工成與晶圓(產品基板)5a毫不遜色的品質水準之故，因而處理作為同一產品基板。
針對於200枚的晶圓實施此種工程，經測定晶圓(產品基板)5a的平坦度，則在TTV(Total Thickness Variation)為0.75~2.66μm，在5mm×5mm區分地段(Site)的LTVm a x .
(Local Thickness Variation Maximum)為0.20~0.39μm)。又，兩面研磨處理中的晶圓裂紋等都未發生，而在剝離鏡面研磨加工後的兩枚晶圓之際發生若干裂紋，良品率是97%。
(比較例1)
作為樣本，使用直徑4英吋的鉭酸鋰(LiTaO3
)單晶晶圓。使用線鋸切斷藉由柴可拉斯基(CZ)法所製造的該單晶，表背面成為規定粗度狀態的方式使用適當的研磨劑(游離磨粒)，並以兩面研磨該切斷晶圓研磨到所期望的厚度。
如上述地有關於經研磨(粗面化加工表背面)的範圍，使用如第3圖所示的一面研磨裝置進行鏡面研磨加工。具體上，事先將具有環氧玻璃材料所構成的脫模穴的模板6以兩面膠帶黏接固定在陶瓷製的板4，在板4設置成為晶圓保持位置的凹部(脫模穴)7。在該凹部7內，將經研磨(粗面化加工表背面)的晶圓，經由厚度0.4mm的發泡聚氨基甲酸酯製襯墊材加以吸附保持，而在該狀態下將板4設定在轉盤1上，成為將須研磨的面接觸於研磨布2。然後，由板4正上方慢慢地下降旋轉軸8而接觸於板4。一面將膠體二氧化矽所形成研磨劑供給於研磨布2上，一面徐徐地加壓，經慢慢地旋轉之後，一面維持規定轉速，一面施加所定壓力，進行鏡面研磨加工。
該鏡面研磨加工之後，從陶瓷製板4的凹部7取出晶圓，為了去除附著於晶圓表面的膠體二氧化矽所形成的研磨劑，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定晶圓的板厚，被精修加工成90~100μm的厚度。又，在螢光燈下觀察晶圓背面，都沒有磨痕。
針對於100枚的晶圓實施此種工程，經測定晶圓的平坦度，則在TTV(Total Thickness Variation)為3.246~4.07μm，在5mm×5mm區分地段(Site)的LTVm a x .
(Local Thickness Variation Maximum)為1.86~2.53μm)。又，在一面研磨處理中的晶圓從脫模穴跳出，發生大量晶圓裂紋。又，在剝離鏡面研磨加工後的晶圓之際，發生大量裂紋，良品率是23%。
作為樣本，使用直徑4英吋的鉭酸鋰(LiTaO3
)單晶晶圓。使用線鋸切斷藉由柴可拉斯基(CZ)法所製造的該單晶，表背面成為規定粗度狀態的方式使用適當的研磨劑(游離磨粒)，並以兩面研磨該切斷晶圓研磨到所期望的厚度。
如上述地有關於經研磨(粗面化加工表背面)的晶圓，使用如第2圖所示的兩面研磨裝置進行鏡面研磨加工。具體上，經由吸附板層積兩枚晶圓，將此設定在研磨托架9的配置穴10(穴徑Φ100.8mm)內，以上下一對轉盤1，1'夾著配置有該層積晶圓的研磨托架9，而將須研磨之面設定成接觸於研磨布2，2'。之後，用上下一對的轉盤1，1'施加所定壓力，將研磨劑供給於上下一對的研磨布2，2'之間的狀態下，分別旋轉下部轉盤1及上部轉盤1'，同時一面行星運動配置有層積晶圓的研磨托架9，一面進行鏡面研磨加工。
該鏡面研磨加工之後，由研磨托架9的配置穴10取出層積晶圓，為了去除附著於晶圓表面的膠體二氧化矽所形成的研磨劑，微粒或蠟，用所定藥液，實施特定頻率的超音波洗淨。
在洗淨後，用觸針式厚度測定器來測定晶圓的板厚，被精修加工成90~100μm的厚度。又，在螢光燈下觀察晶圓的背面，有磨痕發生在一部分的晶圓背面。
針對於200枚的晶圓實施此種工程，經測定晶圓的平坦度，則在TTV(Total Thickness Variation)為0.88~2.23μm，在5mm×5mm區分地段(Site)的LTVm a x
(Local Thickness Variation Maximum)為0.20~0.41μm。又，在兩面研磨處理中晶圓從研磨托架8的配置穴10跳出，發出裂紋，在剝離鏡面研磨加工後的晶圓之際也發生裂紋，良品率是35%。
如以上所述地，實施例的一方較比較例在如板厚100μm以下的薄晶圓的製造良品率上優異，因此，仍維持與現行之350μm的晶圓同等的表背面狀態下，又，可穩定地供給具有與現行的板厚350μm的晶圓同等的高平坦度或高平行度等的優異加工精度的晶圓。
又，在實施例中，例舉直徑4英吋的鉭酸鋰晶圓加以說明，惟本發明是對於被使用在彈性表面濾波器用等的鉭酸鋰、鈮酸鋰、水晶、四硼酸鋰或鑭化合物等的壓電性氧化物單晶晶圓有效者，而有關於厚度或直徑是沒有問題。
又，本發明是適用於壓電性氧化物單晶晶圓，惟若為僅鏡面化矽晶圓，化合物半導體晶圓或合成石英晶圓等一面的晶圓基板，則可應用於任一原材料的製造方法。
1，1'．．．轉盤
2，2'．．．研磨布
3，3'．．．驅動軸
4．．．板
5．．．晶圓
5a．．．晶圓(產品基板)
5b．．．支撐基板
5ab．．．黏貼基板
6．．．模板
7．．．(板與模板所構成)凹部(脫模穴)
8．．．旋轉軸
9．．．研磨托架
10．．．(研磨托架的)晶圓配置穴
11．．．中心部的驅動軸
12．．．中心齒輪
13．．．外周構件
14．．．內齒輪
15．．．襯熱材料
第1圖是表示在本發明的晶圓的製造方法的實施形態所使用的一面研磨裝置的構成圖式。
第2圖是表示在本發明的晶圓的製造方法的實施形態所使用的兩面研磨裝置的構成圖式。
第3圖是表示在習知的晶圓的製造方法所使用的一面研磨裝置的構成圖式。
Claims (8)
- 一種晶圓基板的研磨方法，屬於在配設於轉盤上的研磨布與板之間介裝晶圓基板，藉由將上述轉盤及板分別進行旋轉，藉由該研磨布進行鏡面研磨晶圓基板的研磨布側之面的方法，其特徵為：將上述晶圓基板的板側之面經由液體而藉由該液體的吸附力直接保持在板的狀態，進行鏡面研磨加工，將上述晶圓基板的直徑作為Dmm時，將形成有D~D+5.0mm大小的脫模穴的模板固定在上述板，在該模板的脫模穴嵌合上述晶圓基板的狀態經由液體直接保持在上述板，黏貼上述晶圓基板與D~D+2.5mm大小的支撐基板，在該狀態下進行鏡面研磨加工晶圓基板的一側面，上述晶圓基板與上述支撐基板是同一原材料，黏合上述晶圓基板與上述支撐基板的同一分極面彼此間。
- 一種晶圓基板的研磨方法，屬於在配設於上下一對的轉盤上的研磨布之間，配設形成有脫模穴的研磨托架，而在該研磨托架的脫模穴介裝晶圓基板，藉由將上述一對轉盤分別進行旋轉，將晶圓基板的表背面藉該研磨布進行鏡面研磨的方法，其特徵為：在將晶圓基板的直徑作為Dmm時，黏貼D~D+2.5mm大小的支撐基板與晶圓基板而設定於D~D+5.0mm大小的脫模穴，在該狀態下進行鏡面加工晶圓基 板及支撐基板的一側面。
- 如申請專利範圍第2項所述的研磨方法，其中，晶圓基板與支撐基板是同一原材料。
- 如申請專利範圍第3項所述的晶圓的研磨方法，其中，黏合晶圓基板與支撐基板的同一分極面彼此間。
- 一種晶圓，其特徵為：藉由申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的研磨方法所得到的晶圓。
- 如申請專利範圍第5項所述的晶圓，其中，上述晶圓是壓電性氧化物單晶。
- 如申請專利範圍第6項所述的晶圓，其中，上述壓電性氧化物單晶晶圓，是鉭酸鋰。
- 如申請專利範圍第7項所述的單晶晶圓，其中，上述鉭酸鋰單晶晶圓的板厚是100μm以下。
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