TWI732695B - 往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法及半導體晶圓的製造方法 - Google Patents
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Abstract
提議往單面研磨裝置傳送半導體晶圓而不在半導體晶圓表面形成損傷的方法。暫收台1具有支撐部11、接收台22、引導部13，接收台22在其表面上具有複數環狀凸部23，在各凸部23的內壁23a設置沿著上述內壁23a噴射液體L的噴射口23b，透過從噴射口23b噴射液體非接觸地吸附支撐半導體晶圓W。於是，開始以第1流量從噴射口23b噴射液體L，支撐部11上裝載半導體晶圓W，使接收台22非接觸地吸附支撐半導體晶圓W的研磨面後，上昇接收台22黏貼半導體晶圓W至研磨頭，之後下降接收台22之際，支撐部11支撐半導體晶圓W到開始下降接收台22的時間設定為5秒以上。
Description
本發明係有關於往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法及半導體晶圓的製造方法。
一直以來，作為半導體元件的基板，廣泛使用矽晶圓。製造矽晶圓係透過對單晶矽錠依序實行切割處理、磨光(lapping)處理、蝕刻處理、兩面研磨處理、單面研磨處理、洗淨處理等。
上述處理中，單面研磨處理，係除去晶圓表面的凹凸或起伏提高平坦度的處理，施行化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)法的鏡面處理。
上述單面研磨處理，係使用枚葉式的單面研磨裝置實行。此單面研磨裝置，包括：旋轉平台，黏貼研磨布；以及研磨頭，按壓的同時支撐旋轉平台上的矽晶圓；供給研磨劑的同時，透過分別旋轉旋轉平台及研磨頭，研磨矽晶圓的研磨面。
可是，一般，搬運兩面研磨處理後的矽晶圓至單面研磨裝置之際，使用搬運臂等的搬運手段支撐半導體晶圓的周緣部，暫時裝載至暫收台後，實行傳送半導體晶圓至單面研磨裝置的研磨頭。
作為上述暫收台，例如專例文獻1中，記載包括構成為聚氯乙烯（PVC）製海綿形成的可昇降的接收台，上昇接收台接觸支撐半導體晶圓的研磨面，傳送至單面研磨裝置的研磨頭。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 專利公開第2016－197690號公報
專利文獻1中記載的暫收台，因為海綿接觸半導體晶圓表面(研磨面)，半導體晶圓表面上有可能形成損傷。
於是，本發明的目的在於提議往單面研磨裝置傳送半導體晶圓而不在半導體晶圓表面形成損傷的方法。
解決上述課題的本發明，如下：
[1] 往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，係裝載研磨對象的半導體晶圓至暫收台後，利用上述暫收台傳送上述半導體晶圓至單面研磨裝置的研磨頭之方法，其特徵在於：
上述暫收台，包括：
支撐部，支撐上述半導體晶圓的周緣部；
接收台，係構成為可昇降的接收台，在其接收台表面上具有複數環狀凸部，在各凸部的內壁設置沿著上述內壁噴射液體的噴射口，透過從上述噴射口噴射液體非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓；以及
引導部，配置在上述半導體晶圓的外周，上昇上述接收台以上昇上述半導體晶圓之際，決定上述半導體晶圓的位置；
其中，開始以第1流量從上述噴射口噴射上述液體，接著裝載半導體晶圓至上述支撐部，使上述接收台非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓的研磨面後，上昇上述接收台黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭之際，
上述支撐部支撐上述半導體晶圓到上述半導體晶圓完成黏貼至上述研磨頭的時間設定為5秒以上。
[2] 往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，係裝載研磨對象的半導體晶圓至暫收台後，利用上述暫收台傳送上述半導體晶圓至單面研磨裝置的研磨頭之方法，其特徵在於：
上述暫收台，包括：
支撐部，支撐上述半導體晶圓的周緣部；
接收台，係構成為可昇降的接收台，在其接收台表面上具有複數環狀凸部，在各凸部的內壁設置沿著上述內壁噴射液體的噴射口，透過從上述噴射口噴射液體非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓；以及
引導部，配置在上述半導體晶圓的外周，上昇上述接收台以上昇上述半導體晶圓之際，決定上述半導體晶圓的位置；
其中，上述複數環狀凸部面積對上述半導體晶圓面積之比例在15%以上；
開始以第1流量從上述噴射口噴射上述液體，接著裝載半導體晶圓至上述支撐部，使上述接收台非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓的研磨面後，上昇上述接收台黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭。
[3] 上述[1]或[2]中記載的往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，其中，上昇上述接收台，直到黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭為止，上述液體的流量設定為比上述第1流量多的第2流量。
[4]上述[1]或[2]中記載的往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，其中，傳送上述半導體晶圓至上述研磨頭後，利用上述單面研磨裝置研磨上述半導體晶圓的研磨面，接著從上述研磨頭取下上述半導體晶圓後，再度從上述噴射口以上述第1流量開始噴射液體，接著裝載研磨後的上述半導體晶圓至上述支撐部，使上述接收台非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓的研磨面後，上昇上述接收台黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭。
[5]半導體晶圓的製造方法，其特徵在於：切割以既定的方法生長的單晶錠，對得到的半導體晶圓，施行磨光處理、蝕刻處理及兩面研磨處理後，根據上述[1]~[4]中任一項記載的往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，傳送上述半導體晶圓至單面研磨裝置，以上述單面研磨處理研磨上述半導體晶圓表面。
[6]上述[5]中記載的半導體晶圓的製造方法，其中，上述半導體晶圓是矽晶圓。
根據本發明，可以往單面研磨裝置傳送半導體晶圓而不在半導體晶圓表面形成損傷。
(往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法)
以下，參照圖面，說明本發明的實施形態。圖1，係顯示專利文獻1中記載的暫收台。圖1所示的暫收台100，包括支撐部11，支撐半導體晶圓W的周緣部；接收台12，以PCV製海綿形成，構成為可昇降；以及引導部13，配置在半導體晶圓W的外周，上昇接收台12以上昇半導體晶圓W之際，決定半導體晶圓W的位置。
這樣的暫收台100中，裝載半導體晶圓W至支撐部11，以昇降機構(未圖示)上昇接收台12時，接收台12接觸支撐半導體晶圓W的研磨面，使半導體晶圓W上昇，傳送半導體晶圓W至單面研磨裝置的研磨頭。因此，半導體晶圓W的表面(研磨面)上有可能形成損傷。
本發明者們，為了傳送半導體晶圓W至研磨頭而不損傷半導體晶圓W的表面，認為不是像圖1所示的暫收台100的接觸方式，而是使用非接觸方式最適合，想到利用白努力(Bernoulli)方式的暫收台。
圖2，係顯示白努力(Bernoulli)方式的一暫收台例。又，對於與圖1所示的構成相同的構成，附上相同的符號。圖2所示的暫收台1中，如圖3所示，接收台22，其表面上具有複數環狀凸部23。於是，在各凸部23的內壁23a設置沿著上述內壁23a噴射液體L的噴射口23b，噴射口23b連接至配置在接收台22內部的液體供給配管24。從這樣的噴射口23b一噴射純水等的液體L，凸部23的內部就產生旋轉流，可以非接觸地吸附支撐半導體晶圓W。
這樣的暫收台1中，從設置在接收台22的環狀凸部23中的噴射口23b開始噴射液體L，裝載半導體晶圓W至支撐部11時，利用昇降機構(未圖示)接收台22非接觸地吸附支撐半導體晶圓W的研磨面而上昇，傳送至單面研磨裝置的研磨頭。於是，傳送半導體晶圓W至研磨頭之際，可以防止半導體晶圓W的表面損傷。
但是，本發明者，研討關於使用圖2所示的暫收台1傳送半導體晶圓W至研磨頭的條件之過程中，弄清在既定條件下使用單面研磨裝置研磨傳送至研磨頭的半導體晶圓W表面，在洗淨後的檢查步驟中，以表面檢查裝置評估半導體晶圓W表面的品質後，光點缺陷(Light Point Defect,LPD)的個數比起以其它條件傳送的半導體晶圓W較少。
具體地，如之後敘述的實施例所示，明白暫收台1中支撐半導體晶圓W的時間(以下，也稱「支撐時間」)在5秒以上時，或者接收台22表面上設置的環狀凸部23的占有率在15%以上時，檢查步驟中測量的LPD個數很少。
上述LPD個數很少的理由，認為是白努力(Bernoulli)方式的暫收台1中，利用從噴射口23b噴射的液體L的旋轉流洗淨半導體晶圓W的研磨面。這樣，本發明者們，發現透過使用圖2所示的白努力(Bernoulli)方式的暫收台1，不只不在半導體晶圓W的表面形成損傷而傳送至研磨頭，還可以洗淨半導體晶圓W的表面而降低LPD個數，完成本發明。
又，上述「支撐時間」，意味從接收台22表面上設置的環狀凸部23的噴射口23b以既定流量(第1流量)噴射液體L的狀態下，從裝載半導體晶圓W至支撐部11的時刻到接收台22非接觸地吸附支撐半導體晶圓W的狀態下傳送至研磨頭並下降接收台或停止噴射液體L為止的時間。
又，所謂「環狀凸部的占有率」，意味複數環狀凸部23的合計面積對半導體晶圓W的面積之比例(百分比)，環狀凸部23的面積，係凸部23內徑部分的面積。
又，最好使上昇接收台22黏貼半導體晶圓W至研磨頭為止的液體L的流量(第2流量)比第1流量多。藉此，如之後敘述的實施例所示，可以提高半導體晶圓W表面的洗淨效果。
又，為了提高半導體晶圓W研磨面的洗淨效果，以暫收台1傳送半導體晶圓W至研磨頭，下降接收台22後，以單面研磨裝置研磨半導體晶圓W表面，接著從研磨頭取下半導體晶圓W後，再度從噴射口23b以第1流量開始噴射液體L，接著裝載研磨後的半導體晶圓W至支撐部11，使接收台22非接觸地吸附支撐半導體晶圓W的研磨面後，上昇接收台22黏貼半導體晶圓W至研磨頭。
於是，根據本發明，防止損傷半導體晶圓W的研磨面的同時，也一邊洗淨半導體晶圓W的研磨面，一邊可以傳送半導體晶圓W至研磨頭。
(半導體晶圓的製造方法)
本發明的半導體晶圓的製造方法，其特徵在於：切割利用既定方法生長的單晶矽錠，對得到的半導體晶圓施行磨光(lapping)處理、蝕刻處理及兩面研磨處理後，以上述本發明往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法傳送半導體晶圓至單面研磨裝置，以單面研磨處理研磨半導體晶圓表面。
如上述，利用本發明往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，防止損傷半導體晶圓W的研磨面的同時，也一邊洗淨半導體晶圓W的研磨面，一邊可以傳送半導體晶圓W至研磨頭。藉此，可以製造LPD個數少的矽晶圓。
上述半導體晶圓，不特別限定，但可以適當製造LPD個數少的矽晶圓。
[實施例]
以下，說明關於本發明的實施例，但本發明不限定於實施例。
(發明例1)
準備表面上設置5個內徑30mm(毫米)環狀凸部的接收台(占有率5%)，配置在圖2所示的暫收台1上。接著，從環狀凸部23的內壁23a中設置的噴射口23b以流量1L/分供給純水，裝載直徑300mm的矽晶圓至支撐部11。接著，藉由接收台22非接觸地吸附支撐半導體晶圓表面的狀態下，上升接收台22，傳送矽晶圓至研磨頭。在那之際，設定矽晶圓的支撐時間為2秒。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
[表1]
| 水準 | 環狀凸部的外徑(mm) | 環狀凸部的個數(個) | 環狀凸部的占有率(%) | 晶圓的支撐時間(秒) | 流量的變更 | 重複晶圓傳送 | LPD的 個數(個) |
| 發明例1 | 30 | 5 | 5 | 2 | 無 | 無 | 43 |
| 發明例2 | 30 | 15 | 15 | 2 | 無 | 無 | 23 |
| 發明例3 | 30 | 28 | 28 | 2 | 無 | 無 | 25 |
| 發明例4 | 30 | 65 | 65 | 2 | 無 | 無 | 24 |
| 發明例5 | 30 | 5 | 5 | 5 | 無 | 無 | 23 |
| 發明例6 | 30 | 5 | 5 | 10 | 無 | 無 | 24 |
| 發明例7 | 30 | 5 | 5 | 60 | 無 | 無 | 25 |
| 發明例8 | 30 | 5 | 5 | 2 | 有 | 無 | 36 |
| 發明例9 | 30 | 5 | 5 | 2 | 無 | 有 | 33 |
| 發明例10 | 80 | 1 | 7.1 | 2 | 無 | 無 | 60 |
| 發明例11 | 80 | 2 | 14.2 | 2 | 無 | 無 | 23 |
| 發明例12 | 80 | 4 | 28.4 | 2 | 無 | 無 | 22 |
| 發明例13 | 80 | 5 | 35.6 | 2 | 無 | 無 | 25 |
| 發明例14 | 80 | 9 | 64 | 2 | 無 | 無 | 25 |
| 發明例15 | 120 | 1 | 16 | 2 | 無 | 無 | 24 |
| 發明例16 | 120 | 2 | 32 | 2 | 無 | 無 | 22 |
| 發明例17 | 120 | 4 | 64 | 2 | 無 | 無 | 23 |
(發明例2)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23的個數為15個(占有率15%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例3)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23的個數為28個(占有率28%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例4)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23的個數為65個(占有率65%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例5)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定矽晶圓的支撐時間為5秒。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例6)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定矽晶圓的支撐時間為10秒。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例7)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定矽晶圓的支撐時間為60秒。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例8)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，開始上昇接收台22到傳送矽晶圓至研磨頭的期間，變更純水流量為2L/分。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例9)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，傳送矽晶圓至研磨頭後，以單面研磨裝置研磨矽晶圓的研磨面，接著從研磨頭取下矽晶圓後，再度從噴射口23b以1L/分開始噴射純水，接著裝載研磨後的矽晶圓至支撐部11，使接收台非接觸地吸附支撐矽晶圓的研磨面後，上昇接收台22黏貼矽晶圓至研磨頭。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例10)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為80mm，個數為1個(占有率7.1%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例11)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為80mm，個數為2個(占有率14.2%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例12)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為80mm，個數為4個(占有率28.4%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例13)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為80mm，個數為5個(占有率35.6%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例14)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為80mm，個數為9個(占有率64%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例15)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為120mm，個數為1個(占有率16%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例16)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為120mm，個數為2個(占有率32%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
(發明例17)
與發明例1相同，傳送矽晶圓至研磨頭。但是，設定接收台22中設置的環狀凸部23內徑為120mm，個數為4個(占有率64%)。其它的條件，與發明例1完全相同。顯示矽晶圓的傳送條件在表1。
關於上述發明例1~17，有關傳送至研磨頭的矽晶圓，以單面研磨裝置施行單面研磨處理，接著洗淨矽晶圓後，使用表面檢查裝置(KLA Tencor公司製，Surfscan SP5)，測量LPD的個數。在那之際，測量模式為DCO(Darkfield Composite Oblique)模式，測量19nm(毫微米)以上的LPD個數。得到的結果顯示在表1。又，表1中，LPD個數在25個以下時，LPD個數大致收斂，可以判定為良品，超過25個時，判斷為存在附著物，可以判定為不良品。
比較發明例1~4的話，明白環狀凸部23的個數增加而占有率增加時，LPD個數降低。但是，占有率15%以上的話，明白LPD個數大致相同。這些結果，關於變更環狀凸部23內徑的發明例10~14、發明例15~17也相同。
又，比較發明例1、發明例5~7的話，明白矽晶圓的支撐時間增加時，LPD個數降低。但是，也明白支撐時間在5秒以上的話，LPD個數大致相同。
又，比較發明例1與發明例8的話，上昇接收台22且傳送矽晶圓至研磨頭為止的期間，明白由於增加純水流量，LPD個數降低。又，比較發明例1與發明例9的話，明白透過重複傳送矽晶圓至研磨頭，LPD個數也降低。
根據本發明，可以往單面研磨裝置傳送半導體晶圓而不在半導體晶圓表面形成損傷而對半導體晶圓製造業產生功用。
1,100:暫收台
11:支撐部
12,22:接收台
13:引導部
23:環狀凸部
23a:內壁
23b:噴射口
24:液體供給配管
L:液體
W:半導體晶圓
[圖1]係顯示專利文獻1中記載的暫收台；[圖2]係顯示本發明中可以使用的暫收台的一例；以及[圖3]係顯示複數環狀凸狀的接收台的一例。
1:暫收台
11:支撐部
13:引導部
22:接收台
23:環狀凸部
23a:內壁
23b:噴射口
24:液體供給配管
W:半導體晶圓
Claims (6)
- 一種往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，係裝載研磨對象的半導體晶圓至暫收台後，利用上述暫收台傳送上述半導體晶圓至單面研磨裝置的研磨頭之方法，其特徵在於：上述暫收台，包括：支撐部，支撐上述半導體晶圓的周緣部；接收台，係構成為可昇降的接收台，在其接收台表面上具有複數環狀凸部，在各上述凸部的內壁設置沿著上述內壁噴射液體的噴射口，透過從上述噴射口噴射液體非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓；以及引導部，配置在上述半導體晶圓的外周，上昇上述接收台以上昇上述半導體晶圓之際，決定上述半導體晶圓的位置；其中，開始以第1流量從上述噴射口噴射上述液體，接著裝載上述半導體晶圓至上述支撐部，使上述接收台非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓的研磨面後，上昇上述接收台黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭之際，上述支撐部支撐上述半導體晶圓到上述半導體晶圓完成黏貼至上述研磨頭的時間設定為5秒以上。
- 一種往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，係裝載研磨對象的半導體晶圓至暫收台後，利用上述暫收台傳送上述半導體晶圓至單面研磨裝置的研磨頭之方法，其特徵在於：上述暫收台，包括：支撐部，支撐上述半導體晶圓的周緣部；接收台，係構成為可昇降的接收台，在其接收台表面上具有複數環狀凸部， 在各上述凸部的內壁設置沿著上述內壁噴射液體的噴射口，透過從上述噴射口噴射液體非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓；以及引導部，配置在上述半導體晶圓的外周，上昇上述接收台以上昇上述半導體晶圓之際，決定上述半導體晶圓的位置；其中，上述複數環狀凸部面積對上述半導體晶圓面積之比例在15%以上；開始以第1流量從上述噴射口噴射上述液體，接著裝載上述半導體晶圓至上述支撐部，使上述接收台非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓的研磨面後，上昇上述接收台黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭。
- 如請求項1或2之往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，其中，在前述上昇上述接收台黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭的期間，上述液體的流量設定為比上述第1流量多的第2流量。
- 如請求項1或2之往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，其中，傳送上述半導體晶圓至上述研磨頭後，利用上述單面研磨裝置研磨上述半導體晶圓的研磨面，接著從上述研磨頭取下上述半導體晶圓後，再度從上述噴射口以上述第1流量開始噴射液體，接著裝載研磨後的上述半導體晶圓至上述支撐部，使上述接收台非接觸地吸附支撐上述半導體晶圓的研磨面後，上昇上述接收台黏貼上述半導體晶圓至上述研磨頭。
- 一種半導體晶圓的製造方法，其特徵在於：切割以既定的方法生長的單晶錠，對得到的半導體晶圓，施行磨光處理、蝕刻處理及兩面研磨處理後，根據請求項1~4中任一項記載的往研磨裝置傳送半導體晶圓的方法，傳送上述半導體晶圓至單面研磨裝置，以上述單面研磨處理研磨上述半導體晶圓表面。
- 如請求項5之半導體晶圓的製造方法，其中，上述半導體晶圓是矽晶圓。
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