本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體晶圓的加工方法、貼合式晶圓的制造方法以及磊晶晶圓的制造方法。

背景技術(shù)：

作為SOI晶圓的制作方法，主要是利用一種離子注入剝離法，該離子注入剝離法于形成有SOI層的接合晶圓上，借由注入主要為氫離子的物質(zhì)而形成剝離用離子注入層，并在透過絕緣膜而與基底晶圓貼合之后，在剝離用離子注入層予以剝離于該接合晶圓而使其薄膜化的方法，但是此方法有于剝離接合晶圓時(shí)發(fā)生外圍缺陷的問題。作為此外圍缺陷的解決對策，現(xiàn)有技術(shù)是在貼合用的晶圓(接合晶圓、基底晶圓)的貼合面?zhèn)鹊淖钔庵懿啃纬砂枷菪螤?邊緣下降(roll-off)量為正值的形狀)。

再者，磊晶晶圓的制造中，于磊晶成長用基板(也被稱為磊晶基板)上進(jìn)行磊晶層的形成時(shí)，因最外周部有形成彈起形狀(邊緣下降量為負(fù)值的形狀)的傾向的緣故，因此有尋求于形成磊晶成長用基板的彈起形狀的部分預(yù)先形成凹陷形狀進(jìn)而調(diào)控磊晶層形成后的平坦度的方式。

因此，于貼合用晶圓與磊晶成長用基板的制造中，現(xiàn)有技術(shù)是在晶圓主要表面的研磨步驟中利用延長研磨時(shí)間來形成凹陷形狀。但是，此方法為了形成凹陷形狀的緣故而延長晶圓主要表面的研磨時(shí)間，以致有內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部的形狀更加惡化的問題。在此所述的形狀的惡化，例如，透過平坦度SFQR(Site Front leasts Quares Range)的最大值SFQRmax的值來表示，即，SFQRmax的值越大，則晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部的形狀更加惡化。因SFQRmax的值變大則會(huì)成為在組件制程中使失焦變惡化的主要原因的緣故，一般來說，較小的平坦度則SFQmax為佳，因此，尋求一種方法不使晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部更崩壞(不使平坦度SFQmax變大)且能精確地形成期望的凹陷形狀。

作為上述的問題的解決對策，在專利文獻(xiàn)2中記載，于磊晶成長用基板的制造中，不進(jìn)行借由延長半導(dǎo)體晶圓主表面的研磨時(shí)間而形成凹陷形狀的方法。具體而言，此方法如圖13的(a)、(b)所示，將自半導(dǎo)體晶圓101的表面102側(cè)的倒角面、背面103側(cè)的倒角面以及邊緣面構(gòu)成的倒角部108，與相鄰于背面103側(cè)的倒角面的最外周部分成4等分的區(qū)域，利用具有分別相對應(yīng)的4個(gè)研磨墊(表面倒角面的研磨墊104、背面倒角面的研磨墊105、邊緣面的研磨墊106以及背面的最外周部的研磨墊107)的研磨裝置的方法。借此在進(jìn)行倒角部108的鏡面研磨的同時(shí)形成凹陷形狀。然而，此方法雖有能同時(shí)研磨倒角部鄰近分成4等分的區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)，相反地，如圖15所示，半導(dǎo)體晶圓101的倒角部的尖端形狀(邊緣面109的形狀)有變銳利的問題。若使用以此方法加工的晶圓作為貼合用的晶圓的情況下，于后續(xù)步驟進(jìn)行離子注入時(shí)，會(huì)發(fā)生在產(chǎn)生離心力時(shí)作用力集中于倒角部的尖端而經(jīng)常發(fā)生破損的不良狀況。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本特開2007-273942號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)2]日本特開2012-109310號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[發(fā)明所欲解決的問題]

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體晶圓的加工方法，不使半導(dǎo)體晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部更崩壞，能有良好精確度地于最外周部形成期望的凹陷形狀，且不使加工后的半導(dǎo)體晶圓的邊緣面的形狀銳利化。

[解決問題的技術(shù)手段]

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體晶圓的加工方法，用于一半導(dǎo)體晶圓，該半導(dǎo)體晶圓具有一表面及一背面，且于周緣端部具有由表面?zhèn)鹊牡菇敲?、背面?zhèn)鹊牡菇敲嬉约斑吘壝嫠鶚?gòu)成的一倒角部，該加工方法對該半導(dǎo)體晶圓的與該表面?zhèn)鹊牡菇敲?、該背面?zhèn)鹊牡菇敲妗⒃撨吘壝嬉约氨砻婊虮趁娴脑摰菇敲鏋橄噜彽淖钔庵懿康母鞑课贿M(jìn)行鏡面研磨，其中于該對表面?zhèn)鹊牡菇敲孢M(jìn)行鏡面研磨的步驟以及該對反側(cè)面的倒角面進(jìn)行鏡面研磨的步驟之后，于同一步驟中進(jìn)行該邊緣面的鏡面研磨以及該表面或背面的最外周部的鏡面研磨，借由該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨，調(diào)整該表面或背面的最外周部的邊緣下降量。

以此半導(dǎo)體晶圓的加工方法能不使半導(dǎo)體晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部的形狀更加崩壞，能有良好精確度地于最外周部形成期望的凹陷形狀，且不使加工后的半導(dǎo)體晶圓的邊緣面的形狀銳利化。另外，本發(fā)明中的最外周部是以晶圓邊緣面為起點(diǎn)而于半徑方向最大至30mm程度內(nèi)的任意范圍，而此范圍根據(jù)使用者的規(guī)范而不同。

再者此時(shí)，較佳地，該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨利用一研磨裝置，該研磨裝置于包圍該半導(dǎo)體晶圓的周圍的位置配置有各別一片以上的研磨片A與研磨片B，該研磨片A用于進(jìn)行該邊緣面的鏡面研磨，該研磨片B用于進(jìn)行該表面或背面的最外周部的鏡面研磨，借由使該半導(dǎo)體晶圓相對于該研磨片A及該研磨片B相對旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行該鏡面研磨。

以此方法，借由于同一步驟中進(jìn)行邊緣面以及最外周部的鏡面研磨，能更容易地進(jìn)行加工。

再者此時(shí)，該邊緣下降量的調(diào)整利用配置有多片該研磨片B的研磨裝置，變更與該表面或背面的最外周部接觸的該研磨片B的數(shù)量而進(jìn)行為佳。

以此方法，能更容易地調(diào)整半導(dǎo)體晶圓的表面或背面的最外周部的邊緣下降量。

再者此時(shí)，該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨，利用該研磨片A與該研磨片B的配置數(shù)量合計(jì)為12片以上的研磨裝置而進(jìn)行為佳。

利用此研磨裝置，能更精細(xì)地進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的表面或背面的最外周部的邊緣下降量的調(diào)整。

再者此時(shí)，能在該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨的步驟中，進(jìn)行邊緣下降量的測量，當(dāng)該測定的邊緣下降量未達(dá)期望值，則一邊調(diào)整該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨的研磨條件，一邊重復(fù)進(jìn)行該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面與最外周部的鏡面研磨以及邊緣下降量的測量，當(dāng)該測定的邊緣下降量為期望值，則結(jié)束該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨。

再者此時(shí)，在該對表面?zhèn)鹊牡菇敲孢M(jìn)行鏡面研磨的步驟以及該對背面?zhèn)鹊牡菇敲孢M(jìn)行鏡面研磨的步驟與于同一步驟中進(jìn)行該邊緣面的鏡面研磨以及該表面或背面的最外周部的鏡面研磨的步驟之間，進(jìn)行該半導(dǎo)體晶圓的該于表面形成磊晶層的步驟。

以此方法，在借由于倒角面經(jīng)鏡面研磨的半導(dǎo)體晶圓上予以磊晶成長而制作磊晶晶圓時(shí)，能調(diào)整磊晶晶圓的外周部的邊緣下降量的緣故，可降低易于磊晶晶圓形成的彈起形狀而得到有良好的最外周部的平坦度的磊晶晶圓。

再者，本發(fā)明提供一種貼合式晶圓的制造方法，借由上述的半導(dǎo)體晶圓的加工方法所加工，而使該表面或背面的最外周部的邊緣下降量經(jīng)調(diào)整的半導(dǎo)體晶圓用于接合晶圓且/或基底晶圓，且將該邊緣下降量經(jīng)調(diào)整的面作為貼合面，并借由離子注入剝離法制造貼合式晶圓。

以此貼合式晶圓的制造方法，借由將最外周部形成有期望的凹陷型狀的貼合用晶圓予以貼合，能制造于剝離接合晶圓時(shí)所發(fā)生的外周缺陷受抑制的貼合式晶圓。

再者，本發(fā)明提供一種貼合式晶圓的制造方法，涉及用于該鏡面研磨的半導(dǎo)體晶圓且于半導(dǎo)體晶圓的表面形成有磊晶層的一磊晶晶圓，使用形成該磊晶層的表面?zhèn)鹊淖钔庵懿康倪吘壪陆盗繛樨?fù)值的該磊晶晶圓，對于該磊晶晶圓，借由實(shí)施如上述的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，使該磊晶晶圓的最外周部平坦化。

以此貼合式晶圓的制造方法，將借由磊晶層的形成而于磊晶晶圓的最外周部上形成的彈起形狀予以研磨，能制造最外周部的平坦度受調(diào)控的磊晶晶圓。

更進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種磊晶晶圓的制造方法，對于借由上述的半導(dǎo)體晶圓的加工方法所加工，而使該表面的最外周部的邊緣下降量經(jīng)調(diào)整為正值的半導(dǎo)體晶圓，于該半導(dǎo)體晶圓的表面形成磊晶層。

以此貼合式晶圓的制造方法，在磊晶成長用基板的彈起形狀的形成的部分上形成期望的凹陷形狀，能制造最外周部的平坦度受調(diào)控的磊晶晶圓。

〔對照現(xiàn)有技術(shù)的功效〕

如同上述，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，不使半導(dǎo)體晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部的形狀更加崩壞，調(diào)整最外周部的邊緣下降量而能有良好精確度地于最外周部形成期望的凹陷形狀，并且能對半導(dǎo)體晶圓加工而不使加工后的半導(dǎo)體晶圓的邊緣面的形狀銳利化。再者，借由將此半導(dǎo)體晶圓的加工方法應(yīng)用于貼合式晶圓的制造，能制造于剝離接合晶圓時(shí)所發(fā)生的外周缺陷受抑制的貼合式晶圓。更進(jìn)一步，借由將此半導(dǎo)體晶圓的加工方法應(yīng)用于磊晶晶圓的制造，能制造最外周部的平坦度受調(diào)控的磊晶晶圓。

附圖說明

圖1是顯示本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法的一范例的流程中的各階段的剖面圖。

圖2是顯示用于本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法的加工設(shè)備的一范例的示意圖。

圖3是顯示用于本發(fā)明中邊緣面以及最外周部的鏡面研磨的研磨裝置的一范例的示意圖。

圖4是分別顯示(a)邊緣下降量的定義的一范例的說明圖。(b)邊緣下降量的定義的另一范例的說明圖。

圖5是顯示本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法中(a)以手動(dòng)調(diào)整而變更接觸的研磨片B的數(shù)量的情況的一范例的流程圖，以及(b)以自動(dòng)調(diào)整而變更接觸的研磨片B的數(shù)量的情況的一范例的流程圖。

圖6是顯示本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法的另一范例的流程圖。

圖7是顯示本發(fā)明的貼合式晶圓的制造方法的一范例的流程圖。

圖8是顯示本發(fā)明的磊晶晶圓的制造方法的一范例的流程圖。

圖9是顯示借由本發(fā)明的磊晶晶圓的制造方法而去除彈起形狀的示意圖。

圖10是顯示本發(fā)明的磊晶晶圓的制造方法的另一范例的流程圖。

圖11是分別顯示在磊晶晶圓的制造方法中(a)借由本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法于半導(dǎo)體晶圓上預(yù)先形成凹陷形狀的范例的示意剖面圖，與(b)無預(yù)先形成凹陷形狀的范例的示意剖面圖。

圖12是顯示借由本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法所加工的半導(dǎo)體晶圓的倒角部的剖面形狀的示意剖面圖。

圖13是顯示用于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶圓的加工方法的研磨裝置的一范例的示意圖，顯示(a)自半導(dǎo)體晶圓的主要表面?zhèn)扔^看的視圖，(b)各研磨墊相對于半導(dǎo)體晶圓的示意圖。

圖14是顯示用于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶圓的加工方法的加工設(shè)備的一范例的示意圖。

圖15是顯示借由現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶圓的加工方法所加工的半導(dǎo)體晶圓的倒角部的剖面形狀的示意剖面圖。

具體實(shí)施方式

如上述，尋求開發(fā)一種半導(dǎo)體晶圓的加工方法，能不使半導(dǎo)體晶圓的最外周部比內(nèi)側(cè)的形狀更崩壞，能有良好精確度地于最外周部形成期望的凹陷形狀，且不使加工后的半導(dǎo)體晶圓的邊緣面的形狀銳利化。

本發(fā)明人對于上述課題努力研究，結(jié)果找出一方法，將半導(dǎo)體晶圓的倒角部分為三個(gè)范圍，即表面?zhèn)鹊牡菇敲妗⒈趁鎮(zhèn)鹊牡菇敲嬉约斑吘壝?，將此三個(gè)范圍更加上與表面或背面的倒角面相鄰的最外周部共四個(gè)范圍予以進(jìn)行鏡面研磨時(shí)，例如借由(1)表面?zhèn)鹊牡菇敲妗?2)背面?zhèn)鹊牡菇敲妗?3)邊緣面以及最外周部的三個(gè)步驟而進(jìn)行這些范圍的鏡面研磨，可不使半導(dǎo)體晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部更崩壞，能良好精確度地于最外圍部外周部形成期望的凹陷形狀，且不使加工后的半導(dǎo)體晶圓的邊緣面的形狀銳利化，進(jìn)而完成了本發(fā)明。

即本發(fā)明為一種半導(dǎo)體晶圓的加工方法，用于一半導(dǎo)體晶圓，該半導(dǎo)體晶圓具有一表面及一背面，且于周緣端部具有由表面?zhèn)鹊牡菇敲?、背面?zhèn)鹊牡菇敲嬉约斑吘壝嫠鶚?gòu)成的一倒角部，該加工方法對該半導(dǎo)體晶圓的與該表面?zhèn)鹊牡菇敲妗⒃摫趁鎮(zhèn)鹊牡菇敲?、該邊緣面以及表面或背面的該倒角面為相鄰的最外周部的各部位進(jìn)行鏡面研磨，其中于該對表面?zhèn)鹊牡菇敲孢M(jìn)行鏡面研磨的步驟以及該對反側(cè)面的倒角面進(jìn)行鏡面研磨的步驟之后，于同一步驟中進(jìn)行該邊緣面的鏡面研磨以及該表面或背面的最外周部的鏡面研磨，借由該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨，調(diào)整該表面或背面的最外周部的邊緣下降量。

以下參考圖式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，而本發(fā)明則不限定于此。

[半導(dǎo)體晶圓的加工方法]

作為本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法的一范例，參考圖1而對本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法進(jìn)行說明。此半導(dǎo)體晶圓的加工方法進(jìn)行顯示于圖1(a)的半導(dǎo)體晶圓1的鏡面研磨。半導(dǎo)體晶圓1具有表面2以及背面3，且于周緣端部具有由表面?zhèn)鹊牡菇敲?、背側(cè)面的倒角面5以及邊緣面6所構(gòu)成的倒角部，更具有與表面?zhèn)鹊牡菇敲?為相鄰的表面的最外周部7a以及與背面?zhèn)鹊牡菇敲?為相鄰的背面的最外周部7b。倒角部指施有倒角加工的部分。表面?zhèn)鹊牡菇敲?以及背側(cè)面的倒角面5相對于表面2以及背面3呈傾斜的部分。邊緣面6是倒角部中表面?zhèn)鹊牡菇敲?以及背側(cè)面的倒角面5以外的部分，且相對于表面2以及背面3呈垂直的部分。而邊緣面6亦可為些微的曲面。表面?zhèn)鹊牡菇敲?以及背側(cè)面的倒角面5與邊緣面6的邊界如圖1(a)所示，通常平滑地形成。表面的最外周部7a以及背面的最外周部7b是個(gè)別為表面2以及背面3的一部分所構(gòu)成且具有同一個(gè)平面。但是，亦可向外周側(cè)有些微的凹陷或彈起。

圖1的半導(dǎo)體的加工方法，首先利用具有研磨片8(用于進(jìn)行表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨)的研磨裝置而進(jìn)行表面?zhèn)鹊牡菇敲?的鏡面研磨(圖1(b)、步驟(1))。之后，利用具有研磨片9(用于進(jìn)行背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨)的研磨裝置而進(jìn)行背面?zhèn)鹊牡菇敲?的鏡面研磨(圖1(c)、步驟(2))。之后，利用具有研磨片10(用于進(jìn)行邊緣面的鏡面研磨)以及研磨片11(用于進(jìn)行表面的最外周部的鏡面研磨)的研磨裝置，在同一步驟中進(jìn)行邊緣面6以及表面的最外周部7a的鏡面研磨，調(diào)整表面的最外周部7a的邊緣下降量(圖1(d)、步驟(3))。

另外，(1)表面?zhèn)鹊牡菇敲?的鏡面研磨的步驟與(2)背面?zhèn)鹊牡菇敲?的鏡面研磨的步驟，可分別進(jìn)行亦可同時(shí)進(jìn)行。再者，在分別進(jìn)行的情況下，先進(jìn)行哪個(gè)步驟皆可。

再者，雖于圖1(d)中顯示，作為步驟(3)將表面的最外周部7a與邊緣面6同時(shí)進(jìn)行鏡面研磨的情況，但在此步驟(3)中，亦能以用于進(jìn)行背面的最外周部的鏡面研磨的研磨片代替研磨片11(用于進(jìn)行表面的最外周部的鏡面研磨)，以背面的最外周部7b代替表面的最外周部7a而予以鏡面研磨。

如此的本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，更具體而言，可使用如圖2所示的加工設(shè)備來實(shí)施。圖2的加工設(shè)備具有裝載/卸除機(jī)21、凹口研磨組件22、表面?zhèn)鹊牡菇敲嫜心ソM件23a、背面?zhèn)鹊牡菇敲嫜心ソM件23b、邊緣面以及最外周部研磨組件23c、洗凈組件24以及機(jī)器人作業(yè)區(qū)域25。此加工設(shè)備以表面?zhèn)鹊牡菇敲嫜心ソM件23a進(jìn)行表面?zhèn)鹊牡菇敲?的鏡面研磨(步驟(1))，接著以背面?zhèn)鹊牡菇敲嫜心ソM件23b進(jìn)行背面?zhèn)鹊牡菇敲?的鏡面研磨(步驟(2))，之后以邊緣面以及最外周部研磨組件23c進(jìn)行邊緣面6以及表面的最外周部7a的鏡面研磨(步驟(3))。

現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶圓的加工方法如圖14所示，利用一加工設(shè)備進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓101的加工。此加工設(shè)備具有裝載/卸除機(jī)121、凹口研磨組件122、表面?zhèn)鹊牡菇敲嫜心ソM件123a、背面?zhèn)鹊牡菇敲嫜心ソM件123b、邊緣面研磨組件123c、洗凈組件124以及機(jī)器人作業(yè)區(qū)域125。另一方面，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法如同上述，在同一步驟內(nèi)進(jìn)行邊緣面的鏡面研磨與最外周部的鏡面研磨的緣故，以含有如圖2的邊緣面及最外周部研磨組件23c的加工設(shè)備代替邊緣面研磨組件123c(圖14)為佳。

再者，上述的以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面以及最外周部的鏡面研磨如圖3(a)至圖3(c)，利用一研磨裝置，該研磨裝置于包圍該半導(dǎo)體晶圓的周圍的位置配置有各別一片以上的研磨片10(以下也稱為研磨片A)與研磨片11(以下也稱為研磨片B)，該研磨片A用于進(jìn)行該邊緣面的鏡面研磨，該研磨片B用于進(jìn)行該表面或背面的最外周部的鏡面研磨，借由使該半導(dǎo)體晶圓相對于該研磨片A及該研磨片B相對旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行該鏡面研磨為佳。以此方法能易于邊緣面以及最外周部的鏡面研磨以同一步驟進(jìn)行。

圖3(a)顯示研磨裝置的全體圖。圖3(b)顯示研磨片A對半導(dǎo)體晶圓1的邊緣面進(jìn)行鏡面研磨的樣子的示意剖面圖。圖3(c)顯示研磨片B對半導(dǎo)體晶圓1的表面的最外周部進(jìn)行鏡面研磨的樣子的示意剖面圖。

另外，鏡面研磨可使研磨片A與研磨片B旋轉(zhuǎn)而對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行鏡面研磨，也可使半導(dǎo)體晶圓旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行鏡面研磨，亦可雙方同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

再者，與研磨片B接觸的半導(dǎo)體晶圓的最外周部的范圍(半徑方向)自邊緣面起最大30mm為佳。

再者，如圖3(c)所示，將半導(dǎo)體晶圓1于自頂端31至底端32以擺幅33予以上下移動(dòng)，借由改變此擺幅能調(diào)控用于進(jìn)行表面的最外周部的鏡面研磨的研磨片11(或11’)與半導(dǎo)體晶圓1(或是1’)的接觸部分34(或34’)的接觸角度，進(jìn)而能調(diào)整邊緣下降量。再者，邊緣下降量的調(diào)整可借由研磨片11(或11’)本身的角度、砝碼35(或35’)以及研磨時(shí)間的調(diào)整而進(jìn)行。此時(shí)，如圖3(b)所示，邊緣面的鏡面研磨不會(huì)因半導(dǎo)體晶圓1的位置(例如頂端31以及底端32)而改變。

再者，使用配置有多片研磨片B的研磨裝置，可借由變更與表面或背面的最外周部接觸的研磨片B的數(shù)量而進(jìn)行邊緣下降量的調(diào)整。較佳地，以此方法，能易于調(diào)整半導(dǎo)體晶圓的表面或背面的最外周部的邊緣下降量。

另外，變更與表面或背面的最外周部接觸的研磨片B的數(shù)量時(shí)，可變更安裝的研磨片B的數(shù)量(手動(dòng)調(diào)整)，亦可不變更安裝的片數(shù)而以制動(dòng)器來變更與最外周部接觸的研磨片B的數(shù)量(自動(dòng)調(diào)整)。

進(jìn)行上述的手動(dòng)調(diào)整的情況下，可如表1所示調(diào)整邊緣下降量。

【表1】

進(jìn)行上述的自動(dòng)調(diào)整的情況下，可如表2所示調(diào)整邊緣下降量。

【表2】

再者此時(shí)，如圖3(a)所示，利用用于進(jìn)行邊緣面的鏡面研磨的研磨片10(研磨片A)與用于進(jìn)行表面(或背面)最外周部的鏡面研磨的研磨片11(研磨片B)的配置數(shù)量合計(jì)為12片以上的研磨裝置，可細(xì)微地調(diào)整半導(dǎo)體晶圓的表面或背面的最外周部的邊緣下降量。

于此參考圖4進(jìn)行邊緣下降量的說明。圖4(a)是顯示利用為一形狀測定裝置的Dynasearch(Raytes公司制)來定義邊緣下降量的顯示圖，于此舉直徑300mm(自半導(dǎo)體晶圓的外周邊緣至中心的長度為150mm)的半導(dǎo)體晶圓為例而進(jìn)行邊緣下降量的說明。將半導(dǎo)體晶圓的表面作為測定面，半導(dǎo)體晶圓的表面?zhèn)鹊臄嗝嫘螤?圖4(a)中的“profile”)中將半導(dǎo)體晶圓的外周邊緣距離中心的表面上的任意兩點(diǎn)(圖4中，自半導(dǎo)體晶圓的中心距離為120mm的點(diǎn)P1與距離為140mm的點(diǎn)P2)連成的直線作為擬合線(fitting line)，將該擬合線與斷面形狀的外周邊緣側(cè)的最初的交叉點(diǎn)P³的高度Y¹，減去自斷面形狀的外周邊緣1mm的位置的點(diǎn)P⁴的高度Y²的值為此半導(dǎo)體晶圓的邊緣下降量。另外，成為測定位置的點(diǎn)P⁴的自半導(dǎo)體晶圓的外周邊緣距離不限定于1mm，例如為0.5mm等亦可。再者，邊緣下降量為正值即表示為凹陷形狀，邊緣下降量為負(fù)值即表示為彈起形狀。

圖4(b)是顯示使用用于鏡面研磨的研磨裝置所內(nèi)建的形狀測定裝置的邊緣下降量的定義的一范例的顯示圖，如圖所示，亦有單純地以外周部的任意兩點(diǎn)的晶圓厚度的差異來定義邊緣下降量，此情況下的邊緣下降量以外周部的任意的兩點(diǎn)(例如，距離晶圓中心147mm與149mm的位置)的晶圓厚度T1與T2的差(T2-T1)來表示。

再者，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，其中以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面及最外周部的鏡面研磨的步驟中，進(jìn)行邊緣下降量的測量，當(dāng)該測定的邊緣下降量未達(dá)期望值，則一邊調(diào)整該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面及最外周部的鏡面研磨的研磨條件，一邊重復(fù)進(jìn)行該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面與最外周部的鏡面研磨以及邊緣下降量的測量，當(dāng)該測定的邊緣下降量為期望值，則結(jié)束該以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面及最外周部的鏡面研磨，借由此方法調(diào)整邊緣下降量為佳。

亦即，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工法依照例如圖5(a)或圖5(b)的流程而進(jìn)行為佳。圖5(a)顯示以手動(dòng)調(diào)整來變更接觸的研磨片B的數(shù)量的流程的一范例，圖5(b)顯示以自動(dòng)調(diào)整來變更接觸的研磨片B的數(shù)量的流程的一范例。

圖5(a)的流程中，開始加工(M1)，首先測定研磨前的邊緣下降量(M2)。之后，決定邊緣面以及最外周部的研磨片的數(shù)量并安裝至研磨裝置(M3)。之后，進(jìn)行表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨(M4-1)，背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨(M4-2)以及邊緣面以及最外周部的鏡面研磨(M4-3)。之后，測定此時(shí)的邊緣下降量(研磨后的邊緣下降量)(M5)，判定經(jīng)測定的研磨后的邊緣下降量是否為期望值(M6)。若經(jīng)測定的研磨后的邊緣下降量為期望值則終止加工(M7)，若非期望值則再次進(jìn)行決定邊緣面及最外周部的研磨片的數(shù)量并安裝至研磨裝置的步驟(M3)。接著再次進(jìn)行步驟(M4-1)至(M4-3)的鏡面研磨，此時(shí)亦可省略步驟(M4-1)與步驟(M4-2)而僅進(jìn)行步驟(M4-3)。接著再次測定研磨后的邊緣下降量(M5)，判定經(jīng)測定的研磨后的邊緣下降量是否為期望值(M6)。之后重復(fù)進(jìn)行與上述相同的步驟至邊緣下降量成為期望值為止。

上述流程的說明中，為了得到期望的邊緣下降量，雖以步驟M3中的邊緣面及最外周部的研磨片數(shù)量的決定為中心而進(jìn)行說明，但是邊緣下降量也因研磨片數(shù)量以外的加工條件(研磨時(shí)間或旋轉(zhuǎn)速度等)而改變的緣故，必須在進(jìn)入步驟M4-3之前決定這些加工條件。

因此，自步驟M2所得的研磨前邊緣下降量與步驟M5所得的研磨后邊緣下降量而計(jì)算出借由步驟M4-3的加工的邊緣下降的變化量，借由將該結(jié)果回饋至步驟M3，能優(yōu)化在同一晶圓的加工中第二次以后的步驟M3或能其他晶圓的加工中的步驟M3的加工條件(研磨片數(shù)、研磨時(shí)間、旋轉(zhuǎn)速度等)。

圖5(b)的流程(A1至A7)將上述圖5(a)的流程中的決定邊緣面及最外周部的研磨片的數(shù)量并安裝至研磨裝置的步驟(M3)變更成借由制動(dòng)器而變更與最外周部接觸的研磨片B的數(shù)量(自動(dòng)調(diào)整)的步驟(A3)以外，其余的步驟皆與圖5(a)的流程(M1至M7)相同。

如此一來，透過依照圖5(a)或圖5(b)的流程而實(shí)施本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，能于半導(dǎo)體晶圓的最外周部上更精確地形成期望的凹陷形狀。

如同上述，借由本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，能不延長CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)步驟的研磨時(shí)間而進(jìn)行最外周部的凹陷形狀的形成。因此，能借由調(diào)整最外周部的邊緣下降量精確地形成期望的凹陷形狀，而不使半導(dǎo)體晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部(平坦度SFQmax)更崩壞。

再者，如同上述，現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶圓的加工方法會(huì)使加工后的半導(dǎo)體晶圓1的邊緣面6的形狀如圖15所示形成銳利的形狀，而出現(xiàn)經(jīng)常發(fā)生破損的缺陷，若以本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，可經(jīng)加工而使加工后的半導(dǎo)體晶圓1的邊緣面6的形狀如圖12所示形成不銳利的形狀，而抑制破損的發(fā)生。

[貼合式晶圓的制造方法]

再者，本發(fā)明提供一種貼合式晶圓的制造方法，將借由如上述的半導(dǎo)體晶圓的加工方法所加工，而使該表面或背面的最外周部的邊緣下降量經(jīng)調(diào)整的半導(dǎo)體晶圓用于接合晶圓及基底晶圓的其中之一或二者，且將該邊緣下降量經(jīng)調(diào)整的面作為貼合面，并借由離子注入剝離法制造貼合式晶圓。

本發(fā)明的貼合式晶圓的制造方法依照如圖7的流程而實(shí)施為佳。

圖7的流程首先準(zhǔn)備接合晶圓(S1-0)并進(jìn)行雙面研磨(S1-1)。之后，借由上述的本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，進(jìn)行接合晶圓的表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨、背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨以及以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面及最外周部的鏡面研磨，并調(diào)整最外周部的邊緣下降量而形成凹陷形狀(S1-2)。之后，進(jìn)行貼合面的鏡面研磨(S1-3)，洗凈(S1-4)。洗凈后進(jìn)行BOX氧化(S1-5)，注入氫離子(S1-6)。

另一方面，準(zhǔn)備基底晶圓(S2-0)并進(jìn)行雙面研磨(S2-1)。之后，借由現(xiàn)有技術(shù)的倒角面的鏡面研磨方法進(jìn)行基底晶圓的表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨、背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨以及邊緣面的鏡面研磨(S2-2)。之后，進(jìn)行貼合面的鏡面研磨(S2-3)，洗凈(S2-4)。

在如此準(zhǔn)備的接合晶圓與基底晶圓的貼合前進(jìn)行洗凈(S3)，以經(jīng)調(diào)整邊緣下降量的面作為貼合面而進(jìn)行貼合(S4)。之后，進(jìn)行剝離熱處理(S5)，在氫離子注入層剝離接合晶圓而制作貼合式晶圓(S6)。

另外，借由本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法所進(jìn)行的凹陷形狀的形成，亦可如上述的步驟(S1-2)中僅對接合晶圓進(jìn)行凹陷，取而代之，亦可在步驟(S2-2)中僅對基底晶圓進(jìn)行凹陷。再者，亦可于步驟(S1-2)與步驟(S2-2)中對兩晶圓進(jìn)行凹陷。

再者，使用借由本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法而最外周部的邊緣下降量經(jīng)調(diào)整為+150nm以上的接合晶圓且/或基底晶圓為佳。

借由本發(fā)明的貼合式晶圓的制造方法，借由將于最外周部形成有期望的凹陷形狀的貼合用晶圓予以貼合，能制造于剝離接合晶圓時(shí)的外周缺陷的發(fā)生受抑制的貼合式晶圓。

[磊晶晶圓的制造方法]

再者，本發(fā)明提供一種磊晶晶圓的制造方法，使用于半導(dǎo)體晶圓的表面形成有磊晶層的一磊晶晶圓作為用于鏡面研磨的半導(dǎo)體晶圓，且該磊晶晶圓的經(jīng)形成該磊晶層的表面?zhèn)鹊淖钔庵懿康倪吘壪陆盗繛樨?fù)值，對于該磊晶晶圓，借由實(shí)施如上述的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，使該磊晶晶圓的最外周部平坦化。

本發(fā)明的磊晶晶圓的制造方法依照例如圖8所示的流程而實(shí)施為佳。圖8的流程首先準(zhǔn)備于表面形成磊晶層且于該最外周部形成有彈起形狀(邊緣下降量為負(fù)值的形狀)的磊晶晶圓(E1-1)，借由上述的本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法進(jìn)行磊晶晶圓的表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨、背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨以及以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面與最外周部的鏡面研磨，并去除磊晶晶圓的最外周部的彈起形狀而平坦化(E1-2)。之后，進(jìn)行主要表面的鏡面研磨(E1-3)，洗凈(E1-4)。

以本發(fā)明的磊晶晶圓的制造方法，如圖9(a)所示，透過研磨借由于磊晶成長用基板(磊晶基板)42的表面上形成磊晶層43而形成于磊晶晶圓41的最外周部的彈起形狀，可制造磊晶晶圓41的最外周部的平坦度受調(diào)控的磊晶晶圓45(圖9(b))。

更進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種磊晶晶圓的制造方法，對于借由上述的半導(dǎo)體晶圓的加工方法所加工而使該表面的最外周部的邊緣下降量經(jīng)調(diào)整為正值的半導(dǎo)體晶圓，于該半導(dǎo)體晶圓的表面形成磊晶層。

如此的本發(fā)明的磊晶晶圓的制造方法依照例如圖10的流程而實(shí)施為佳。圖10的流程首先準(zhǔn)備作為磊晶成長用基板的半導(dǎo)體晶圓并進(jìn)行雙面研磨(E2-1)。之后借由上述的本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨、背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨以及以同一步驟所進(jìn)行的邊緣面與最外周部的鏡面研磨，而將半導(dǎo)體晶圓的表面的最外周部的邊緣下降量調(diào)整成為正值(E2-2)。即，形成凹陷形狀。之后進(jìn)行主要表面的鏡面研磨(E2-3)，洗凈(E2-4)后，于半導(dǎo)體晶圓的表面形成磊晶層(E2-5)。

如圖11(b)所示，在于作為磊晶成長用基板的半導(dǎo)體晶圓151上不形成凹陷形狀的情況下，借由磊晶層153的形成，而于磊晶晶圓155的最外周部形成彈起形狀。另一方面，若以上述本發(fā)明的磊晶晶圓的制造方法，借由在作為磊晶成長用基板的半導(dǎo)體晶圓51的表面的最外周部(相當(dāng)于在形成有磊晶層53的情況下形成彈起形狀的部分的部分)預(yù)先形成期望的凹陷形狀，可制造如圖11(a)所示，磊晶晶圓55的最外周部的平坦度受調(diào)控，無彈起形狀的磊晶晶圓55。

再者，本發(fā)明在對表面?zhèn)鹊牡菇敲孢M(jìn)行鏡面研磨的步驟以及對背面?zhèn)鹊牡菇敲孢M(jìn)行鏡面研磨的步驟與以同一步驟進(jìn)行邊緣面的鏡面研磨以及表面或背面的最外周部的鏡面研磨的步驟之間，可進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的于表面形成磊晶層的步驟。

更具體而言，可用如圖6所示的流程進(jìn)行。圖6的流程在雙面研磨后進(jìn)行表面?zhèn)鹊菇敲娴溺R面研磨與背面?zhèn)鹊菇敲娴溺R面研磨。之后因應(yīng)需要而進(jìn)行邊緣面的鏡面研磨后，進(jìn)行主要表面的鏡面研磨與洗凈。之后于表面形成磊晶層后，進(jìn)行邊緣面以及最外周部的鏡面研磨。

以此方法，由于可調(diào)整于倒角面經(jīng)鏡面研磨的半導(dǎo)體晶圓上磊晶成長而制作磊晶晶圓時(shí)的磊晶晶圓的外周部的邊緣下降量，可降低易于磊晶晶圓形成的彈起形狀，而得到最外周部有良好平坦度的磊晶晶圓。

如上述，借由將本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法應(yīng)用于貼合式晶圓的制造，可制造于剝離接合晶圓時(shí)所發(fā)生的外周缺陷受抑制的貼合式晶圓。再者，借由將本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法應(yīng)用于磊晶晶圓的制造，可制造磊晶晶圓的最外周部的平坦度有受調(diào)控的磊晶晶圓。

【實(shí)施例】

以下借由實(shí)施例與比較例對本發(fā)明進(jìn)行具體的說明，而本發(fā)明則不限定于此。

[實(shí)施例1-1至1-4、比較例1-1]

對在周緣端部具有由表面?zhèn)鹊牡菇敲?、背面?zhèn)鹊牡菇敲嬉约斑吘壝嫠鶚?gòu)成的倒角部且直徑300mm、結(jié)晶方位＜100＞的單晶硅晶圓，使用Dynasearch(Raytes公司制)進(jìn)行鏡面研磨前的邊緣下降量的測定。之后，對此單晶硅晶圓進(jìn)行表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨與背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨，之后進(jìn)行邊緣面的鏡面研磨與表面的最外周部的鏡面研磨而形成凹陷形狀，之后進(jìn)行主要表面的鏡面研磨。另外，邊緣面的鏡面研磨與及最外周部的鏡面研磨，利用研磨片A(用于進(jìn)行該邊緣面的鏡面研磨)與該研磨片B(用于進(jìn)行該表面的最外周部的鏡面研磨)的配置數(shù)量合計(jì)為12片以上的研磨裝置而進(jìn)行。

實(shí)施例1-1至1-4以及比較例1-1中，利用具有分別顯示于表3的數(shù)量的上述研磨片A與上述研磨片B的研磨裝置進(jìn)行研磨。即，在實(shí)施例1-1至1-4中，以同一步驟進(jìn)行了邊緣面以及表面的最外周部的鏡面研磨，而在比較例1-1中僅進(jìn)行邊緣面的鏡面研磨。再者，實(shí)施例1-1至1-4以及比較例1-1中，分別以表3所示的研磨時(shí)間(將實(shí)施例作為100的情況下的相對值)進(jìn)行主要表面的鏡面研磨。

[比較例1-2與1-3]

對在周緣端部具有由表面?zhèn)鹊牡菇敲?、背面?zhèn)鹊牡菇敲嬉约斑吘壝嫠鶚?gòu)成的倒角部且直徑300mm、結(jié)晶方位＜100＞單晶硅晶圓，使用Dynasearch(Raytes公司制)進(jìn)行鏡面研磨前的邊緣下降量的測定。之后，對此單晶硅晶圓進(jìn)行表面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨、背面?zhèn)鹊牡菇敲娴溺R面研磨以及邊緣面的鏡面研磨。不進(jìn)行表面的最外周部的鏡面研磨，而進(jìn)行主要表面的鏡面研磨。進(jìn)行此主要表面的鏡面研磨時(shí)，延長研磨時(shí)間而形成凹陷形狀。再者，比較例1-2與1-3中，分別以表3所示的研磨時(shí)間(將實(shí)施例作為100的情況下的相對值)進(jìn)行主要表面的鏡面研磨。

對如上述進(jìn)行鏡面研磨的實(shí)施例1-1至1-4以及比較例1-1至1-3的晶圓，使用Dynasearch(Raytes公司制)進(jìn)行鏡面研磨后的邊緣下降量的測定，并自鏡面研磨后的邊緣下降量與鏡面研磨前的邊緣下降量的差而求得邊緣下降變化量。結(jié)果(將比較例1-1作為1的情況下的相對值)顯示于表3。

再者，對如同上述而進(jìn)行鏡面研磨的實(shí)施例1-1至1-4以及比較例1-1至1-3的晶圓，利用WaferSight(KLA-Tencor公司制)，以組件尺寸為26mm×8mm，去除外周3mm的條件進(jìn)行SFQRmax的測定，并求得SFQRmax變化量。結(jié)果(將比較例1-1作為1的情況下的相對值)顯示于表3。

進(jìn)一步，將以實(shí)施例1-1至1-4以及比較例1-1至1-3的條件進(jìn)行鏡面研磨的單晶硅晶圓作為接合晶圓以及基底晶圓，借由離子注入剝離法在各個(gè)條件下制作貼合式SOI晶圓各100片，并評估于剝離接合晶圓時(shí)的外周缺陷率(發(fā)生外周缺陷的SOI晶圓的發(fā)生率)。結(jié)果顯示于表3。

【表3】

如表3所示，實(shí)施例1-1至1-4中，可透過變更進(jìn)行表面的最外周部的鏡面研磨的研磨片B的片數(shù)而自由地調(diào)整邊緣下降變化量，再者可制作不使平坦度崩壞(不使SFQRmax變化量的值變大)的凹陷形狀的單晶硅晶圓。

再者，實(shí)施例1-1至1-4中，借由于貼合用晶圓上形成凹陷形狀，可降低剝離接合晶圓時(shí)的外周缺陷率。另外，形成的凹陷形狀(邊緣下降變化量)越大越能抑制外周缺陷的發(fā)生。

另一方面，如表3所示，進(jìn)行表面的最外周部的鏡面研磨的研磨片B的片數(shù)為零片的比較例1-1，因沒有形成凹陷形狀的緣故，剝離接合晶圓時(shí)的外周缺陷率變高。

再者，透過延長主要表面的研磨時(shí)間而形成凹陷形狀的比較例1-2與1-3中，SFQRmax變化量變大而平坦度崩壞。

[實(shí)施例2、比較例2]

將以實(shí)施例1-4以及比較例1-1的條件所研磨的單晶硅晶圓作為磊晶成長用晶圓而使用，以規(guī)定的成長條件(于不形成凹陷形狀的單晶硅晶圓上形成磊晶層時(shí)，于磊晶晶圓的最外周部形成約5.5的彈起形狀的成長條件(邊緣下降變化量約為-5.5))進(jìn)行磊晶層的形成。其結(jié)果，于以實(shí)施例1-4的條件所鏡面研磨的單晶硅晶圓上進(jìn)行磊晶層的形成而制作出的磊晶晶圓(實(shí)施例2)的邊緣下降變化量為+0.1。另一方面，以比較例1-1的條件所鏡面研磨的單晶硅晶圓上進(jìn)行磊晶層的形成而制作出的磊晶晶圓(比較例2)的邊緣下降變化量為-4.5。

如此，借由于磊晶成長用晶圓上預(yù)先精巧地制作凹陷形狀，而抵銷磊晶成長所形成的彈起形狀的大小，而可得到最外周部的彈起形狀極度受抑制的磊晶晶圓。

[實(shí)施例3]

對在上述的比較例2中制作的磊晶晶圓(邊緣下降變化量：-4.5)以與實(shí)施例1-4相同的條件進(jìn)行鏡面研磨(最外周加工)。其結(jié)果，鏡面研磨后的磊晶晶圓的最外周部的邊緣下降變化量成為+0.1，可得到最外周部的彈起形狀有極度受抑制的磊晶晶圓。

如同上述，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的加工方法，明顯地，在不使半導(dǎo)體晶圓的內(nèi)側(cè)的形狀比最外周部的形狀更加崩壞的情況下，能調(diào)整最外周部的邊緣下降量而良好精確度地于最外周部形成期望的凹陷形狀，并且能對半導(dǎo)體晶圓加工而不使加工后的半導(dǎo)體晶圓的邊緣面的形狀銳利化。再者，明顯地，借由將此半導(dǎo)體晶圓的加工方法應(yīng)用于貼合式晶圓的制造，能制造于剝離接合晶圓時(shí)所發(fā)生的外周缺陷受抑制的貼合式晶圓，更進(jìn)一步，借由將此半導(dǎo)體晶圓的加工方法應(yīng)用于磊晶晶圓的制造，能制造最外周部的平坦度受調(diào)控的磊晶晶圓。再者，本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施例。上述實(shí)施例為舉例說明，凡具有與本發(fā)明的申請專利范圍所記載之技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上同樣之構(gòu)成，產(chǎn)生相同的功效者，不論為何物皆包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。