晶圆的制造方法

技术领域

本发明涉及一种晶圆的制造方法。特别地，本发明涉及一种能够制造翘曲和纳米形貌良好的晶圆的覆盖形成方法及平面磨削技术。

背景技术

基板晶圆也要求翘曲较小且良好，尤其是Warp较小且良好，并且被称为纳米形貌(以下记载为NT)的较短波长的波纹较小且良好。作为用于达成后者的技术，存在一种加工方法，其对晶圆的单面覆盖树脂并进行磨削(例如专利文献1～4)。

例如，专利文献2记载了在由保持单元吸引保持的晶圆的一面使液状树脂扩展而形成液状树脂的膜，之后从保持单元的吸引面向下方喷出空气，以此空气的喷出压力从吸引面将晶圆向下压，使晶圆可靠地从保持单元脱离。

另外，专利文献5公开了在进行树脂的覆盖前的装配时，储存一边从吸引口喷出气体一边改变按压部与台部之间的距离时的压力变化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-148866号公报

专利文献2：日本特开2020-92161号公报

专利文献3：日本特开2007-134371号公报

专利文献4：日本特开2010-155298号公报

专利文献5：日本专利第5670208号说明书

发明内容

(一)要解决的技术问题

在上述专利文献1所记载的方法中，按压树脂时的保持单元(平台)形状被转印到树脂厚度分布中，有时对加工后的晶圆形状(翘曲)造成影响。作为现有技术，专利文献2公开了一种方法，通过在按压树脂后(使晶圆从作为保持单元的上平台分离后)供给声波，使晶圆的变形要素复原，但是并没有在按压树脂过程中抑制保持单元形状的转印的技术。

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种晶圆的制造方法，其能够制造Warp良好且纳米形貌良好的晶圆。

(二)技术方案

为了解决上述问题，在本发明中，提供一种晶圆的制造方法，其特征在于，包含以下工序：

准备具有第一主面和位于所述第一主面相反侧的第二主面的晶圆；

利用保持单元保持所述晶圆的所述第二主面；

以与所述晶圆的所述第一主面相对的方式配置可塑状态的树脂；

利用所述保持单元按压所述晶圆，使所述晶圆的所述第一主面接触所述树脂；

一边在所述晶圆的所述第一主面上使所述树脂扩展，一边从所述保持单元对该保持单元与所述第二主面之间进行空气喷射，由此在将由所述保持单元对所述晶圆的所述第二主面的保持释放的状态下，在所述晶圆的所述第一主面上使所述树脂扩展；

一边进行所述空气喷射，一边在所述晶圆与所述保持单元之间形成间隙，使所述晶圆与所述保持单元分开；

在所述晶圆与所述保持单元的所述分开后，使所述树脂固化制成平坦化树脂层，而获得包含所述晶圆和与所述晶圆的所述第一主面相接的平坦化树脂层的复合体；

以所述平坦化树脂层为基准面来吸附保持所述复合体，在该状态下磨削或研磨所述晶圆的第二主面；

从所述晶圆去除所述平坦化树脂层；以及，

吸附保持所述晶圆的所述第二主面，在该状态下磨削或研磨所述晶圆的所述第一主面。

根据本发明的晶圆的制造方法，一边进行空气喷射一边在将由保持单元对晶圆的第二主面的保持释放的状态下在晶圆的第一主面上使树脂扩展，一边进行空气喷射一边使晶圆与保持单元分开，在该分开后使树脂固化，从而能够抑制保持单元的形状被转印到晶圆，其结果为，能够制造Warp良好且纳米形貌良好的晶圆。

也可以是，在所述晶圆与所述保持单元的所述分开时，通过在不改变保持单元的高度的情况下进行待机，从而利用所述树脂的流动在所述晶圆与所述保持单元之间形成所述间隙，并根据对所述保持单元施加的负荷值来把握所述间隙的形成。

例如，能够通过一边喷射空气一边以不改变保持单元的高度的方式进行待机，从而进行晶圆与保持单元的分开。

或者，也可以是，在所述晶圆与所述保持单元的所述分开时，利用所述保持单元的退避形成所述晶圆与所述保持单元之间的所述间隙。

这样，可以通过使保持单元从晶圆退避，来进行晶圆与保持单元的分开。通过这样设置，能够以比较短的时间充分地确保晶圆与保持单元之间的间隙。

(三)有益效果

如上所述，如果是本发明的晶圆的制造方法，则能够抑制保持单元的形状被转印到晶圆，其结果为，能够制造Warp较小且良好并且纳米形貌较小且良好的晶圆。

附图说明

图1是示出本发明的晶圆的制造方法的一例的示意流程图。

图2是示出本发明的晶圆的制造方法的另一例的示意流程图。

图3是示出现有的晶圆的制造方法的一例的示意流程图。

具体实施方式

如上所述，寻求开发一种晶圆的制造方法，其能够制造Warp良好且纳米形貌良好的晶圆。

本案发明人针对上述技术问题反复精心研究，结果发现通过以下方法能够抑制保持单元的形状被转印到晶圆，其结果为，能够制造Warp良好且纳米形貌良好的晶圆，从而完成了本发明，该方法为：一边进行空气喷射一边在将由保持单元对晶圆的第二主面的保持释放的状态下在晶圆的第一主面上使树脂扩展，并一边进行空气喷射一边使晶圆与保持单元分开，在该分开后使树脂固化。

即，本发明是一种晶圆的制造方法，其特征在于，包含以下工序：

准备具有第一主面和位于所述第一主面相反侧的第二主面的晶圆；

利用保持单元保持所述晶圆的所述第二主面；

以与所述晶圆的所述第一主面相对的方式配置可塑状态的树脂；

利用所述保持单元按压所述晶圆，使所述晶圆的所述第一主面接触所述树脂；

一边在所述晶圆的所述第一主面上使所述树脂扩展，一边从所述保持单元对该保持单元与所述第二主面之间进行空气喷射，由此在将由所述保持单元对所述晶圆的所述第二主面的保持释放的状态下，在所述晶圆的所述第一主面上使所述树脂扩展；

一边进行所述空气喷射，一边在所述晶圆与所述保持单元之间形成间隙，使所述晶圆与所述保持单元分开；

在所述晶圆与所述保持单元的所述分开后，使所述树脂固化制成平坦化树脂层，而获得包含所述晶圆和与所述晶圆的所述第一主面相接的平坦化树脂层的复合体；

以所述平坦化树脂层为基准面来吸附保持所述复合体，在该状态下磨削或研磨所述晶圆的第二主面；

从所述晶圆去除所述平坦化树脂层；以及，

吸附保持所述晶圆的所述第二主面，在该状态下磨削或研磨所述晶圆的所述第一主面。

另一方面，专利文献1～5并未记载以下内容或给出启示：一边从保持单元进行空气喷射一边在晶圆上使树脂扩展，使晶圆与保持单元分开。

以下，参照附图详细说明本发明，但是本发明不限于这些说明。另外，在附图中，为了说明而夸张地示出磨削前的晶圆的凹凸、保持单元的翘曲等，但是在本发明的晶圆的制造方法中，磨削前的晶圆的凹凸、保持单元的翘曲不限于大到如图所示出的程度。

图1和图2分别是示出本发明的晶圆的制造方法的例子的示意流程图。图2的例子除了图2的(E)和图2的(F)的工序与图1的(E)和图1的(F)不同以外，其余与图1的例子相同。以下，以图1的例子为代表进行说明，关于图2的例子，仅说明图2的(E)和图2的(F)的工序。

首先，如图1的(A)所示，准备具有第一主面1A和位于此第一主面1A相反侧的第二主面1B的晶圆1。所准备的晶圆1并无特别限定。

然后，如图1的(B)所示，利用保持单元2保持晶圆1的第二主面1B。在此例中，使晶圆1的第二主面1B真空吸附于作为保持单元的上平台2进行保持。经由上下贯穿上平台2的贯通孔2a进行真空抽吸，由此上平台2能够真空吸附晶圆1。

另一方面，如图1的(B)所示，以与晶圆1的第一主面1A相对的方式配置可塑状态的树脂5。在此例中，在具有平坦面的玻璃平台3(下平台)上铺设透光性膜4，并向其上供给可塑状态、例如液状的树脂5。树脂5只要能够固化，则并无特別限定。

然后，如图1的(C)所示，利用保持单元2按压晶圆1，使晶圆1的第一主面1A接触树脂5。在此例中，使作为保持单元的上平台2下降，并从上方将吸附保持于上平台2的晶圆1向树脂5按压，使晶圆1的第一主面1A接触树脂5。

树脂5与晶圆1接触后，开始空气喷射。在此例中，如图1的(D)所示，在树脂5与晶圆1的第一主面1A接触的点(对上平台2施加的负荷超过设定负荷(A)的位置)，从上平台2对上平台2与晶圆1的第二主面1B之间开始空气喷射。能够经由例如上平台2的贯通孔2a来进行空气的喷射。

然后，一边持续空气喷射，一边使上平台2下降直到树脂5充分展开为止。即，一边在晶圆1的第一主面1A上使树脂5扩展一边进行空气喷射。由此，本发明在将由保持单元2对晶圆1的第二主面1B的保持释放的状态下，在晶圆1的第一主面1上使树脂5扩展。

在进行空气喷射的期间，晶圆1的第二主面1B的一部分可以接触上平台2(例如点接触)，但是保持由保持单元2对晶圆1的第二主面1B的保持被释放的状态。

通过以这样的方式一边喷射空气一边从上方按压树脂5，从而在上平台2与晶圆1的第二主面1B之间形成气垫层，由此，能够抑制上平台2的形状被转印到晶圆1。

然后，以所设定的停止负荷(B)停止上平台2的下降。在此例中，以不改变作为保持单元的上平台2的高度的方式进行待机。这期间也持续喷射空气。由此，树脂5自然地逐渐展开，如图1的(E)所示，在晶圆1与上平台2之间形成间隙2b。由此，使晶圆1与上平台2分开。

然后，如图1的(E)所示，树脂5自然地展开，在已充分确保上平台2与晶圆1的间隔的时机，停止空气喷射。例如，把握对上平台2施加的负荷值，如果负荷下降至设定负荷(C)，则停止空气喷射。

或者，如图2的(E)所示，在检测到所设定的停止负荷(B)后，可以一边持续喷射空气一边使上平台2退避(向上方向移动)，如果已充分确保上平台2与晶圆1的间隔，则停止空气喷射，由此使上平台2与晶圆1分开，在它们之间形成间隙2b。

通过在充分确保晶圆1与上平台2的间隙的状态下停止空气喷射，从而能够防止因晶圆1或树脂5的弹性而导致晶圆1与上平台2再次接触。其结果为，能够更可靠地防止上平台2的形状经由晶圆1而被转印到树脂厚度。

然后，在晶圆1与上平台2分开后，如图1的(F)所示，使树脂5固化制成平坦化树脂层6，而获得包含晶圆1和与晶圆1的第一主面1A相接的平坦化树脂层6的复合体10。

在此例中，由于下平台3是玻璃平台，因此通过从下平台3的下方照射紫外线，从而紫外线能够穿透下平台3和透光性膜4而照到树脂5，使树脂5固化。另外，树脂5的固化方法不限于紫外线照射，能够根据树脂5的种类来适当变更。例如，当树脂5是热固化性树脂时，也能够利用热量等外部刺激进行固化。

在图2所示的例子中，也如图2的(E)所示，在晶圆1与上平台2分开后，以图2的(F)所示的状态使树脂5固化制成平坦化树脂层6。

然后，如图1的(G)所示，以平坦化树脂层6为基准面，将复合体10移载至例如磨削台20，并吸附保持复合体10。磨削台20例如是多孔陶瓷制，能够以真空吸附的方式保持复合体10。

然后，如图1的(H)所示，在被磨削台20吸附保持的状态下磨削或研磨晶圆1的第二主面1B。在此例中，使用磨轮30磨削(第一磨削)晶圆1的第二主面1B，而获得磨削后的第二主面1C。例如，以磨削后的TTV为1μm以下的方式进行磨削。

然后，如图1的(I)所示，从晶圆1去除平坦化树脂层6。在此例中，也同时去除透光性膜4。

然后，如图1的(J)所示，使晶圆1翻转，利用磨削台20吸附保持晶圆1的磨削后的第二主面1C，在该状态下磨削或研磨晶圆1的第一主面1A。在此例中，使用磨轮30磨削晶圆1的第一主面1A，而获得磨削后的第一主面1D。

如图1的(K)所示，以这样的方式所获得的晶圆1具有磨削后的第一主面1D和磨削后的第二主面1C。一边进行空气喷射一边在将由保持单元(上平台)2对晶圆1的第二主面1B的保持释放的状态下在晶圆1的第一主面1A上使树脂5扩展，一边进行空气喷射一边使晶圆1与保持单元2分开，在该分开后使树脂5固化，由此，此晶圆1能够防止保持单元(上平台)2的形状被转印到晶圆1。也就是说，能够制造Warp(翘曲)较小且良好的晶圆。另外，在平坦化树脂层6在晶圆1的第一主面1A上相接而形成的状态下磨削第二主面1B，然后使晶圆1翻转，磨削第一主面1A，由此能够使纳米形貌小于目标值而良好。

另一方面，例如在下文参照图3所说明的那样，现有例的晶圆的制造方法无法制造Warp较小且良好的晶圆。

在由图3出示意流程图的现有例的晶圆的制造方法中，主要是图3的(D)与以图1的(D)和图2的(D)为例示的本发明的晶圆的制造方法不同。即，在图3所示的现有的方法中，在树脂5与晶圆1接触后也不进行空气喷射，而在维持由保持单元(上平台)2对晶圆1的第二主面1B的保持的状态下，在晶圆1的第一主面1A上持续使树脂5扩展。其结果为，如图3的(E)所示，在释放了由上平台2进行的保持后，获得转印有上平台2的形状的晶圆1。其结果为，如图3的(K)所示，磨削第二主面1B和第一主面1A后所获得的晶圆1的Warp较大。

实施例

以下，使用实施例及比较例具体说明本发明，但是本发明不限于这些例子。

[实验内容]

(在晶圆上形成平坦化树脂层)

<实施例1-1～1-4>

在实施例1-1～1-4中，按照与图1的(A)～图1的(F)相同的流程，以如下条件制作出包含晶圆和与晶圆的第一主面相接的平坦化树脂层的复合体。

◇覆盖物(平坦化树脂层)形成条件

■作为晶圆，使用了直径300mm的P型单晶硅晶圆。

■作为树脂，使用了紫外线(UV)固化性树脂，作为透光性膜，使用了PET膜。

■在平坦的玻璃平台(下平台)铺设PET膜，将10ml的UV固化性树脂滴在PET膜上。

■将晶圆的第二主面吸附保持于陶瓷平台(上平台)，并使其朝向上述树脂下降，由此按压树脂。

■在按压控制中，利用保持上平台的伺服马达进行驱动，在检测到100N的规定负荷(A)的时机停止真空吸附，开始空气喷射。

■一边持续喷射空气一边使上平台下降，以2000N的停止负荷(B)停止上平台的下降。由此，在将由上平台对晶圆的第二主面的保持释放的状态下，在晶圆的第一主面上使树脂扩展。

■通过在维持喷射空气的状态下进行待机，从而树脂自然地展开，对上平台施加的负荷减少。由此，在晶圆与上平台之间形成间隙，使晶圆与上平台分开。

■在对上平台施加的负荷减少至设定负荷(C)后，停止空气喷射。

■照射紫外线，使树脂固化，制成平坦化树脂层。(照射紫外线时在晶圆与上平台之间存在间隙)

■在此，考虑到喷射空气停止为止的由晶圆与上平台之间的间隙所造成的转印的影响，实施了将设定负荷(C)设为1500N(实施例1-1)、1000N(实施例1-2)、500N(实施例1-3)、100N(实施例1-4)的4例。

■作为树脂固化用的光源，使用了波长365nm的紫外线发光二极管(UV-LED)。

<比较例2>

在比较例2中，按照与图3的(A)～图3的(F)相同的流程，制作出包含晶圆和与晶圆的第一主面相接的平坦化树脂层的复合体。具体而言，将按压的控制从实施例1-1变更成如下所述。

■在按压控制中，利用保持上平台的伺服马达进行驱动，以2000N的停止负荷(B)停止上平台的下降。这期间不喷射空气，在以上平台保持晶圆的状态下，在晶圆的第一主面上使树脂扩展。

■然后，停止真空吸附，开始空气喷射。

■使上平台上升并停止，进而停止空气喷射。由此，在晶圆与上平台之间形成间隙。

■照射紫外线，使树脂固化，制成平坦化树脂层。(照射紫外线时在晶圆与上平台之间存在间隙)

■作为树脂固化用的光源，使用了波长365nm的UV-LED。

<实施例2-1～2-3>

在实施例2-1～2-3中，按照与图2的(A)～图2的(F)相同的流程，制作出包含晶圆和与晶圆的第一主面相接的平坦化树脂层的复合体。具体而言，将按压的控制从实施例1-1变更成如下所述。

■在按压控制中，利用保持上平台的伺服马达进行驱动，在检测到100N的规定负荷(A)的时机停止真空吸附，开始空气喷射。

■一边持续喷射空气一边使上平台下降，以2000N的停止负荷(B)停止上平台的下降。由此，在将由上平台对晶圆的第二主面的保持释放的状态下，在晶圆的第一主面上使树脂扩展。

■然后，一边持续喷射空气一边使上平台仅上升规定距离L并使其停止后，停止空气喷射。由此，在晶圆与上平台之间形成间隙。

■照射紫外线，使树脂固化，制成平坦化树脂层。(照射紫外线时在晶圆与上平台之间存在间隙)

■在此，考虑由晶圆与上平台之间的间隙所造成的转印的影响，实施了将上述规定距离L设为2μm(实施例2-1)、5μm(实施例2-2)、10μm(实施例2-3)的3例。

■作为树脂固化用的光源，使用波长365nm的UV-LED。

(磨削加工)

<比较例1>

在比较例1中，准备与在实施例1-1中使用的相同的直径300mm的P型单晶硅晶圆，并对此晶圆以如下条件进行了磨削加工。

<实施例1-1～1-4、比较例2、实施例2-1～2-3>

在实施例1-1～1-4、比较例2、实施例2-1～2-3中，对先前制作出的复合体以如下条件进行了磨削加工。

◇磨削加工条件

■磨削加工中使用了迪思科高公司制造的DFG8360。

■使用结合有金刚石磨粒的磨轮作为磨轮。

对于之后的磨削加工方法，由于<比较例1>与除此以外的例子(<比较例2>、<实施例1-1～1-4>、<实施例2-1～2-3>)不同，因此单独记载。

<比较例1>

第一磨削加工条件(背面(第二主面)磨削)

■将晶圆的表面(第一主面)侧真空吸附在磨削台上，进行了背面(第二主面)的磨削加工。(无平坦化树脂层)

第二磨削加工条件(表面(第一主面)磨削)

■将第一磨削面(磨削后的第二主面)真空吸附在磨削台上，进行了表面(第一主面)的磨削加工。

■通过调整卡盘台(日语：チャックテーブル)的轴角，以晶圆厚度偏差为1μm以下的方式进行了调整。

<比较例2>、<实施例1-1～1-4>、<实施例2-1～2-3>

第一磨削加工条件(背面(第二主面)磨削)

■真空吸附复合体的覆盖物(平坦化树脂层)侧，进行了背面(第二主面)的磨削加工。

■磨削后将平坦化树脂层剥离。

第二磨削加工条件(表面(第一主面)磨削)

■将第一磨削面(磨削后的第二主面)真空吸附在磨削台上，进行了表面(第一主面)的磨削加工。

■通过调整卡盘台的轴角，以晶圆厚度偏差为1μm以下的方式进行了调整。

(镜面研磨加工)

对于以如上方式进行磨削加工后的各晶圆的表面、背面(磨削后的第一主面和第二主面)，进行了镜面研磨加工。

[测量结果]

以如下方式测量出镜面研磨后的各晶圆的Warp和纳米形貌(NT)。

Warp和NT的测量使用了光干渉式的平坦度/NT测量装置(KLA公司制造：商品名WaferSight2+)。

作为NT的指标，使用了SQMM 2mm×2mm。

将结果示于以下表1。

[表1]

在比较例1中，由于以不形成平坦化树脂层的方式进行磨削，因此Warp和NT均不良。

在比较例2中，虽然通过形成平坦化树脂层来进行磨削而NT良好，但是由于以维持利用上平台进行的保持的状态在晶圆的第一主面上持续使树脂扩展，因此发生平台形状的转印，导致Warp不良。

另一方面，在实施例1-1、1-2、1-3及1-4中，一边进行空气喷射，一边在将利用上平台进行的保持释放的状态下在晶圆的第一主面上使树脂扩展，在上平台与晶圆分开的状态下使树脂固化形成平坦化树脂层，由此平台形状的转印缓和，与比较例2相比，改善了Warp。

特别地，在将空气喷射停止负荷设为500N以下的实施例1-3和1-4中，空气喷射停止时充分确保了晶圆与上平台之间的间隙，因此进一步改善了Warp。

另外，另一方面，在实施例2-1、2-2及2-3中，也一边进行空气喷射，一边在将利用上平台进行的保持释放的状态下在晶圆的第一主面上使树脂扩展，在上平台与晶圆分开的状态下使树脂固化形成平坦化树脂层，由此平台形状的转印缓和，与比较例2相比，改善了Warp。

另外，特别是在将空气喷射过程中使上平台退避的距离设为5μm以上的实施例2-2和2-3中，空气喷射停止时充分确保了晶圆与上平台之间的间隙，因此进一步改善了Warp。

由以上结果可知，在形成平坦化树脂层时，一边进行空气喷射，一边在将利用上平台进行的保持释放的状态下在晶圆的第一主面上使树脂扩展，在上平台与晶圆分开的状态下使树脂固化形成平坦化树脂层，由此能够防止平台形状的转印。

此外可知，当通过使上平台待机来进行上平台与晶圆的分开时，优选将空气喷射停止时的负荷设为500N以下。

另外可知，基于缩短加工时间的观点，优选在空气喷射过程中使上平台退避，更优选将上平台退避的距离设为5μm以上。

此外，本发明不限于上述实施方式。上述实施方式是例示，凡具有与本发明的权利要求书所记载的技术思想实质上相同的结构并起到同样的作用效果的任何方案都包含在本发明的技术范围内。