TWI890331B - 研磨墊的修整條件設定方法、晶圓的單面研磨方法、晶圓的製造方法、研磨墊的修整條件設定裝置及晶圓的單面研磨裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的目的是提供研磨墊的修整條件設定方法，獲得預期形狀的晶圓。其解決手段為一種研磨墊的修整條件設定方法，包括：開口直徑取得製程，取得研磨墊的表面中的孔洞之開口直徑；目標形狀取得製程，取得研磨後的晶圓之目標形狀；以及修整條件設定製程，基於相關資訊，設定研磨墊的修整條件。相關資訊代表研磨墊的開口直徑、修整條件、以及藉由以修整條件修整的研磨墊所研磨的晶圓之估計形狀之間的相關性。修整條件設定製程係，基於相關資訊、在開口直徑取得製程取得的開口直徑、及在目標形狀取得製程取得的目標形狀，設定修整條件使研磨後的晶圓形狀達到目標形狀。

Description

研磨墊的修整條件設定方法、晶圓的單面研磨方法、晶圓的製造方法、研磨墊的修整條件設定裝置及晶圓的單面研磨裝置

本發明係關於研磨墊的修整條件設定方法、晶圓的單面研磨方法、晶圓的製造方法、研磨墊的修整條件設定裝置及晶圓的單面研磨裝置。

在利用研磨墊研磨晶圓的單面時，已知研磨墊的表面物理性質會影響加工裕度。作為對應這種影響的技術，已知藉由利用表面粗糙度與壓縮率的比例在特定範圍內的研磨墊來穩定研磨後晶圓之品質的技術(例如：參照專利文獻1)。作為另一技術，已知因應研磨布表面位置改變表面形狀的修正量，藉此修正研磨布 的表面形狀，以校正作用於晶圓之壓力的偏差(例如：參照專利文獻2)。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-142437號公報

[專利文獻2]日本特開2002-187059號公報

然而，隨著對晶圓形狀的精度(特別是晶圓周邊部的ESFQD(Edge Site flatness Front reference least sQuare Deviation))要求提高，如專利文獻1、2記載之技術，僅利用表面粗糙度與壓縮率的比例在特定範圍內的研磨墊，或均一化研磨布整體的表面形狀，難以獲得預期形狀的晶圓。

本發明的目的係提供可獲得預期形狀的晶圓之研磨墊的修整條件設定方法、晶圓的單面研磨方法、晶圓的製造方法、研磨墊的修整條件設定裝置以及晶圓的單面研磨裝置。

本發明之研磨墊的修整條件設定方法為用於晶圓的單面研磨之麂皮(suede)形式研磨墊的修整條件設定方法，包括：開口直徑取得製程，取得前述研磨墊的表面中的孔洞之開口直徑；目標形狀取得製程，取得研磨後的前述晶圓之目標形狀；以及 修整條件設定製程，基於相關資訊，設定前述研磨墊的修整條件。前述相關資訊代表前述研磨墊的前述開口直徑、修整條件、以及藉由以前述修整條件修整的前述研磨墊所研磨的前述晶圓之估計形狀之間的相關性。前述修整條件設定製程係，基於前述相關資訊、在前述開口直徑取得製程取得的前述開口直徑、及在前述目標形狀取得製程取得的前述目標形狀，設定前述修整條件使前述研磨後的晶圓形狀達到前述目標形狀。

在本發明之研磨墊的修整條件設定方法中，較佳地，前述相關資訊代表前述研磨墊的前述開口直徑、相異的複數個修整條件、以及藉由在前述複數個修整條件下各自修整的前述研磨墊所研磨的前述晶圓之估計形狀之間的相關性；前述修整條件設定製程係，基於前述相關資訊，求得在以前述複數個修整條件各自修整已在前述開口直徑取得製程取得前述開口直徑之前述研磨墊的情況下的前述晶圓之估計形狀；從所求得的前述估計形狀選擇最接近前述目標形狀的前述估計形狀；將對應於所選擇的前述估計形狀之前述修整條件設定作為修整條件，使前述研磨後的晶圓形狀達到前述目標形狀。

本發明之晶圓的單面研磨方法係，為將晶圓推進至比此晶圓更大的麂皮形式研磨墊，藉由旋轉前述晶圓以及前述研磨墊，研磨前述晶圓之晶圓的單面研磨方法，包括：設定製程，藉由如上述之研磨墊的修整條件設定方法，設定前述研磨墊的修整條件；修整製程，以前述修整條件修整前述研磨墊；以及研磨製程， 藉由前述已修整的前述研磨墊研磨前述晶圓。

在本發明之晶圓的單面研磨方法中，較佳地，前述修整製程係，將刷具推進至前述研磨墊，同時藉由移動前述刷具以及前述研磨墊中至少一個構件，修整前述研磨墊。

在本發明之晶圓的單面研磨方法中，較佳地，前述修整製程係，旋轉前述研磨墊，同時藉由將前述刷具從前述研磨墊的中央移動至外周部或從前述外周部移動至前述中央，修整前述研磨墊。

在本發明之晶圓的單面研磨方法中，較佳地，前述修整條件設定製程係，因應在前述開口直徑取得製程取得的前述研磨墊的前述開口直徑以及在前述目標形狀取得製程取得的前述晶圓的前述目標形狀中至少一者，設定前述修整條件，其中前述刷具對前述研磨墊的推進量以及修整次數中至少一者相異。

本發明之晶圓的製造方法包括：精加工製程，精加工前述晶圓。在前述精加工製程中，藉由如上述之晶圓的單面研磨方法研磨前述晶圓。

本發明之研磨墊的修整條件設定裝置係，為用於晶圓的單面研磨之麂皮形式研磨墊的修整條件設定裝置，包括：資訊取得部，取得前述研磨墊的表面中之孔洞的開口直徑以及研磨後的前述晶圓的目標形狀；以及修整條件設定部，基於相關資訊，設定前述研磨墊的修整條件。前述相關資訊代表前述研磨墊的前述開口直徑、修整條件、以及藉由以前述修整條件修整的前述研磨墊所研 磨的前述晶圓之估計形狀之間的相關性。前述修整條件設定部係，基於前述相關資訊、透過前述開口直徑取得部取得的前述開口直徑以及前述目標形狀，設定前述修整條件使前述研磨後的晶圓形狀達到前述目標形狀。

在本發明之研磨墊的修整條件設定裝置中，較佳地，前述相關資訊代表前述研磨墊的前述開口直徑、相異的複數個修整條件、以及藉由在前述複數個修整條件下各自修整的前述研磨墊所研磨的前述晶圓之估計形狀之間的相關性；前述修整條件設定部係，基於前述相關資訊，求得在以前述複數個修整條件各自修整已透過前述開口直徑取得部取得前述開口直徑之前述研磨墊的情況下的前述晶圓之估計形狀；從所求得的前述估計形狀選擇最接近前述目標形狀的前述估計形狀；將對應於所選擇的前述估計形狀之前述修整條件設定作為修整條件，使前述研磨後的晶圓形狀達到前述目標形狀。

本發明之晶圓的單面研磨裝置係，為將保持在研磨頭的晶圓推進至比此晶圓更大的麂皮形式研磨墊，藉由旋轉前述研磨頭以及前述研磨墊，研磨前述晶圓之晶圓的單面研磨裝置，包括：修整部，修整前述研磨墊；旋轉驅動部，旋轉前述研磨頭以及前述研磨墊；如上述之修整條件設定裝置，設定前述研磨墊的修整條件；修整控制部，控制前述修整部，並以前述修整條件修整前述研磨墊；以及研磨控制部，控制前述旋轉驅動部，並藉由前述已修整的前述研磨墊研磨前述晶圓。

在本發明之晶圓的單面研磨裝置中，較佳地，前述修整控制部係，控制前述修整部，並將刷具推進至前述研磨墊，同時藉由移動前述刷具以及前述研磨墊中至少一個構件，修整前述研磨墊。

在本發明之晶圓的單面研磨裝置中，較佳地，前述修整控制部係，旋轉前述研磨墊，同時藉由將前述刷具從前述研磨墊的中央移動至外周部或從前述外周部移動至前述中央，修整前述研磨墊。

在本發明之晶圓的單面研磨裝置中，較佳地，前述修整條件設定部係，因應透過前述資訊取得部取得的前述研磨墊的前述開口直徑以及前述晶圓的前述目標形狀中至少一者，設定前述修整條件，其中前述刷具對前述研磨墊的推進量以及修整次數中至少一者相異。

1:單面研磨裝置

2:研磨部

21:研磨頭

211:背墊

212:固定環

213:頭旋轉軸構件

22:頭保持部

23:頭升降部

24:頭驅動部

25:定盤

251:定盤旋轉軸構件

26:研磨墊

261:墊表面

261A:修整區域

27:定盤驅動部

28:晶圓加壓力調整部

29:研磨液供給部

291:噴嘴

4:修整部

41:刷具保持部

411:刷具旋轉軸構件

412:保持臂

42:刷具

43:位置調整部

5:條碼讀取部

6:控制裝置

61:輸入部

62:顯示部

63:記憶部

64:控制部

641:資訊取得部

642:修整條件設定部

643:修整控制部

644:研磨控制部

H:未使用時的平均開口直徑

S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8:步驟

S61,S62,S63,S64,S65,S66,S67:步驟

W:晶圓

W1:被研磨表面

Zt:目標值

Z1,Z2,Z3:估計值

第1圖為顯示根據實施形態之晶圓的單面研磨裝置之概略構造的示意圖。

第2圖為顯示根據實施形態之研磨墊的修整方法之上視圖。

第3圖為顯示根據實施形態之控制裝置的概略構造之方塊圖。

第4圖為根據實施形態，以圖表形式顯示相關資訊的示意圖。

第5圖為顯示根據實施形態之晶圓的製造方法之流程圖。

第6圖為顯示根據實施形態之單面精加工製程的流程圖。

第7圖為根據實施例1，顯示未使用時的平均開口直徑與晶圓表面的ZDD之相關性的圖表。

第8圖為根據實施例2，顯示修整時刷具推進量與晶圓表面的ZDD之相關性的圖式。

第9圖為根據實施例2，顯示修整時刷具推進量與ESFQD之相關性的圖式。

第10圖為根據實施例3，顯示未使用時的平均開口直徑與修整時的刷具推進量與晶圓表面的ZDD之相關性的圖式。

第11圖為根據實施例3，顯示未使用時的平均開口直徑與修整時的刷具推進量與ESFQD之相關性的圖式。

[用以實施發明的形態]

[實施形態]〈晶圓的單面研磨裝置之構造〉

首先，說明關於根據本發明實施形態之晶圓的單面研磨裝置之構造。

第1圖所示的單面研磨裝置1係，研磨晶圓W的單面(被研磨表面W1)(在下文中，有時將單面研磨裝置1中的研磨稱為「單面研磨」)。單面研磨裝置1包括研磨部2、修整部4、條碼讀取部5及控制裝置6。

研磨部2包括研磨頭21、頭保持部22、頭升降部23、作為旋轉驅動部的頭驅動部24、定盤25、研磨墊26、作為旋轉驅動部的定盤驅動部27、晶圓加壓力調整部28及研磨液供給部29。

並且，雖然研磨部2所包括的研磨頭21可為一個，在本實施形態中，例示研磨部2包括複數個研磨頭21的構造。

各個研磨頭21形成為圓板狀。各個研磨頭21係，藉由水的表面張力等，保持與晶圓W的被研磨表面W1(表面)相反側的表面(裡面)。

在研磨頭21的下表面處，配置背墊211以覆蓋此下表面整體。背墊211係，藉由例如多孔樹脂材料構成，可包含水等液體。

在背墊211的下表面之外周部處，配置環狀的固定環212。固定環212係，接觸位於此固定環212內部的晶圓W之外周端部，保持晶圓W以不從背墊211與研磨墊26的間隙脫離。

在各個研磨頭21的上表面中央處，配置圓柱狀的頭旋轉軸構件213。

頭保持部22保持各個研磨頭21的頭旋轉軸構件213之上端側的部位，使此頭旋轉軸構件213可繞其軸旋轉。頭保持部22係，以複數個研磨頭21在預定的圓的圓周上以等間隔排列的方式，保持頭旋轉軸構件213。

頭升降部23升降頭保持部22。

頭驅動部24配置在頭保持部22的內部。頭驅動部24係，例如藉由馬達構成，旋轉連接至此馬達的旋轉軸之頭旋轉軸構件213。

定盤25係，形成為圓板狀，配置於複數個研磨頭21的下方。在定盤25的下表面中央處，配置有圓柱狀的定盤旋轉軸構件251。

研磨墊26係貼附於定盤25的上表面。研磨墊26形成為比晶圓W更大的圓形，構成為可同時研磨保持於複數個研磨頭21的晶圓W。研磨墊26為麂皮形式的軟質研磨墊。研磨墊26的壓縮率例如為百分之23以上、百分之36以下。研磨墊26包括絨毛(Nap)層。所謂絨毛層為具有藉由發泡形成之多個孔洞的層。在研磨墊26的墊表面261處，存在絨毛層所具有的多個孔洞之開口。藉由晶圓W的被研磨表面W1以預定的力被按壓至墊表面261，進行晶圓W的研磨。

定盤驅動部27係，例如藉由馬達構成，在與研磨頭21的旋轉方向相同的方向或相反方向上，旋轉連接至此馬達的旋轉軸之定盤旋轉軸構件251。

晶圓加壓力調整部28係，為固定加壓方式的裝置，調整將晶圓W按壓至研磨墊26的壓力。在固定加壓方式中，藉由汽缸加壓將研磨頭21整體下壓，研磨頭21經由背墊211推進至晶圓W的上表面，藉此，晶圓W的被研磨表面W1推進至研磨墊26。

研磨液供給部29係，藉由噴嘴291，供給漿狀的研 磨液至研磨墊26。利用此種研磨液研磨晶圓W的被研磨表面W1。

並且，在研磨部2處，對各個研磨頭21的研磨墊26亦可設置在平行方向上搖動的搖動驅動部。舉例來說，搖動驅動部係，保持頭升降部23，在研磨頭21研磨時沿著一方向來回移動此頭升降部23(例如：在第1圖中在左右方向上來回)，藉此，將各個研磨頭21以此研磨頭21的旋轉軸為中心搖動。

修整部4係，修整研磨墊26，使存在於研磨墊26的墊表面261之複數個開口的開口直徑平均值(即，平均開口直徑)變為預定值。墊表面261中已被修整的區域係，孔洞的開口直徑變得較大，且變得較軟。

修整部4包括刷具保持部41、刷具42、位置調整部43、上述的定盤25以及定盤驅動部27。

刷具保持部41包括上下延伸的棒狀刷具旋轉軸構件411。在刷具旋轉軸構件411的上端處，配置有在水平方向上延伸的保持臂412。

刷具42係配置於保持臂412前端側的部位。刷具42係，藉由束成圓形的複數根尼龍製程的毛而構成，形成為在上視視角中比墊表面261更小的形狀。

雖然細節將在下文敘述，藉由旋轉刷具42所推進至的研磨墊26，墊表面261中與刷具42接觸區域的孔洞的開口直徑變大，且墊表面261的平均開口直徑變大。

位置調整部43調整刷具42的位置。位置調整部43 係，藉由升降刷具旋轉軸構件411，調整刷具42的高度位置。位置調整部43係，藉由將刷具旋轉軸構件411繞著其軸旋轉，調整墊表面261上刷具42的水平方向的位置。

在本文中，說明關於利用修整部4修整研磨墊26，使墊表面261的平均開口直徑變大的方法。

位置調整部43係，基於控制裝置6的控制，如第2圖所示，在以實線表示的保持臂412位於墊表面261中央之狀態下，將刷具42推進至墊表面261。接著，定盤驅動部27係，基於控制裝置6的控制，以等速度向第2圖中的逆時針方向旋轉複數次定盤25。此外，位置調整部43係，在定盤25旋轉複數次的期間，基於控制裝置6的控制，以等速度向第2圖中的逆時針方向旋轉保持臂412，並從墊表面261的中央移動至以二點鏈線表示的外周部。

隨著研磨墊26如此的旋轉及刷具42從墊表面261中央向外周部的移動，修整墊表面261中以二點鏈線表示的圓環狀之修整區域261A。

並且，定盤25與保持臂412的旋轉方向亦可為相異。此外，為了修整修整區域261A，亦可將刷具42從墊表面261的外周部移動至中央。

修整區域261A的孔洞的開口直徑係，刷具42對研磨墊26的推進量(在下文中有時稱為「刷具推進量」)愈大，即刷具42的高度位置愈低，則愈大。

此外，修整區域261A的孔洞的開口直徑係，在刷具推進量相同 的情況下，修整次數愈多則愈大。

此外，修整區域261A與未修整的區域之厚度係，無論刷具推進量或修整次數皆實質上相等。

此外，墊表面261的平均開口直徑愈大，晶圓W的外周部(邊緣)研磨時的裕度則愈小。

因此，因應晶圓W中被研磨表面W1的目標形狀(在下文中，有時稱為「晶圓W的目標形狀」)，藉由調整墊表面261的平均開口直徑，可製造目標形狀的晶圓W。

並且，亦可一邊旋轉研磨墊26，一邊沿著水平方向線性移動刷具42。在上視視角中，亦可利用與研磨墊26相同大小或比研磨墊26更大的刷具來修整研磨墊26整體。

第1圖所示的條碼讀取部5係電性連接至控制裝置6。條碼讀取部5係，讀取附在研磨墊26本身或收容至少一個研磨墊26之箱子上的一維條碼或二維條碼，並將對應於讀取內容的訊號輸出至控制裝置6。一維條碼或二維條碼係，具有識別研磨墊26墊表面261之平均開口直徑的資訊。

控制裝置6控制研磨部2以及修整部4。如第3圖所示，控制裝置6包括輸入部61、顯示部62、記憶部63及控制部64。

輸入部61係，例如藉由觸控面板或實體按鈕構成。輸入部61係，利用各種資訊的輸入，將對應於輸入的訊號輸出至控制部64。

作為所輸入的設定，可例示為晶圓W的目標形狀。

並且，輸入部61亦可從連接至控制裝置6的外部網路取得關於晶圓W研磨的各種設定資訊。

在本文中，作為表示晶圓W目標形狀的指標，可例示為ESFQD以及ZDD(Z-height Double Differentiation)。

ESFQD為表示晶圓W外周部的部位平坦度的指標。ESFQD係，藉由平坦度測量裝置(例如：KLA-Tencor公司製的Wafer sight 2)來測量。

將晶圓W的外周部分割成多個(例如：72個)扇形區域(部位)，將部位內的資料以最小平方法算出的部位內平面作為基準，ESFQD為不包含此部位內平面的符號之最大位移量，其中各個部位都具有一個資料。

ZDD為表示晶圓W外周部附近的斜率變化(曲率)的指標。ZDD係，藉由對晶圓W表面(被研磨表面)從晶圓W中心到最外周的位移曲線進行二階微分而得。

在晶圓W的表面側，在ZDD為正值的情況下，表示表面在翹起方向上位移，相反地，在為負值的情況下，表示表面在塌邊方向上位移。ZDD愈接近0，表示晶圓W外周部附近的愈沒有斜率(為平坦)。

顯示部62係，基於控制部64的控制，顯示各種資訊。

記憶部63係，藉由例如HDD(Hard Disk Drive)等已知的記憶裝置構成。

記憶部63係，記憶例如關於晶圓W研磨的各種資訊，能夠透過控制部64讀取。作為關於晶圓W研磨的資訊，可例示為用於研磨墊26的修整條件設定的相關資訊。

並且，亦可將相關資訊儲存於設置在例如與單面研磨裝置1分開的場所之伺服器裝置。在此情況下，亦可將儲存於伺服器裝置的資訊利用在複數個單面研磨裝置1上。

第4圖所示的相關資訊係表示，在預先設定的設定研磨條件(例如：將晶圓W按壓至研磨墊26的壓力以及研磨時間)下，未使用的研磨墊26中墊表面261的平均開口直徑(在下文中，有時稱為「未使用時的平均開口直徑」)及利用在相異的複數個修整條件下修整的此未使用的研磨墊26來單面研磨後的晶圓W估計形狀之間的相關性。

第4圖顯示表示晶圓W之估計形狀的指標為晶圓W表面的ZDD之情況下的相關資訊。第4圖所示的第二修整條件係，比第一修整條件嚴格；第三修整條件係，比第一修整條件寬鬆。舉例來說，第一修整條件至第三修整條件的修整次數相同，且第一修整條件的刷具推進量為A毫米的情況下，第二修整條件的刷具推進量為比A毫米更大的C毫米，第三修整條件的刷具推進量為比A毫米更小的D毫米。

若修整條件及研磨條件皆相同，未使用時的平均開口直徑愈大，晶圓W表面的ZDD估計值愈大，未使用時的平均開口直徑與晶圓W表面的ZDD估計值具有線性的比例關係。未使用時的 平均開口直徑與晶圓W表面的ZDD估計值之相關性可藉由複數個實驗數據的近似公式來表示，亦可藉由模擬而求得。

此外，若未使用時的平均開口直徑與研磨條件均相同，修整條件愈嚴格(即，刷具推進量愈大)，晶圓W表面的ZDD估計值愈大；修整條件愈寬鬆(即，刷具推進量愈小)，晶圓W表面的ZDD估計值愈小。

並且，相關資訊亦可表示對應於相異的兩個或四個以上的修整條件之相關性。

此外，透過相關資訊表示的複數個修整條件係，刷具推進量與修整次數亦可相異，亦可僅修整次數相異。在透過相關資訊表示的複數個修整條件之修整次數相異的情況下，若未使用時的平均開口直徑與研磨條件相同，修整次數愈多，晶圓W表面的ZDD估計值愈大；修整次數愈少，晶圓W表面的ZDD估計值愈小。

此外，在修整條件亦可進一步包含刷具42毛的硬度。

此外，上述的相關資訊亦可為具有平台構造的資訊。

控制部64係，包括中央處理單元(CPU)，中央處理單元藉由執行儲存於記憶部63的程式來實現各種功能。控制部64包括資訊取得部641、修整條件設定部642、修整控制部643及研磨控制部644。資訊取得部641以及修整條件設定部642構成修整條件設定裝置。

資訊取得部641係，基於從條碼讀取部5輸出的訊號，取得未使用的研磨墊26之平均開口直徑。

資訊取得部641係，舉例來說，利用輸入部61，取得晶圓W表面的ZDD目標值作為所設定的晶圓W之目標形狀。晶圓W表面的ZDD目標值可用一個數值表示，亦可用數值範圍表示。

並且，資訊取得部641亦可用以下方法取得未使用的研磨墊26之平均開口直徑。將一維條碼或二維條碼構成為具有表示研磨墊26的形式以及製造批次中至少一者的墊資訊。在記憶部63記憶開口直徑取得用資訊，其中將內容相異的複數個墊資訊與各個墊資訊的平均開口直徑相關聯。資訊取得部641係亦可，基於從條碼讀取部5輸出的訊號，取得對應於研磨墊26的墊資訊，並基於記憶於記憶部63的開口直徑取得用資訊，取得平均開口直徑。

此外，資訊取得部641亦可利用輸入部61取得所設定的平均開口直徑。

修整條件設定部642係，基於透過資訊取得部641取得之未使用的研磨墊26的平均開口直徑以及晶圓W表面的ZDD目標值、相關資訊，設定未使用的研磨墊26的修整條件，使研磨後的晶圓W的晶圓W表面的ZDD達到目標值。

修整控制部643係，控制修整部4，使其基於透過修整條件設定部642設定的修整條件來修整研磨墊26。

研磨控制部644係，控制研磨部2，藉由旋轉研磨頭21以及研磨墊26，研磨晶圓W的被研磨表面W1。

〈晶圓的製造方法〉

接著，說明關於晶圓W的製造方法，包含利用單面研磨裝置1之研磨墊26的修整條件設定方法以及晶圓W的單面研磨方法。

如第5圖所示，晶圓W的製造方法包括提拉製程(步驟S1)、塊加工製程(步驟S2)、切割製程(步驟S3)、預處理製程(步驟S4)、雙面同時研磨製程(步驟S5)、作為精加工製程的單面精加工製程(步驟S6)、洗淨製程(步驟S7)以及晶圓最終檢查製程(步驟S8)。

在步驟S1的提拉製程中，利用柴可拉斯基法，從矽熔融液提拉圓柱狀的單晶矽。

在步驟S2的塊加工製程中，進行單晶錠的外周研削，並因應晶體方位進行切口加工。然後，例如藉由帶鋸將單晶錠切開成複數個塊體。

在步驟S3的切割製程中，藉由內周刀片切割機或線鋸將塊體切割成例如厚度約1毫米的複數個晶圓W。

在步驟S4的預處理製程中，進行倒角加工，同時，透過例如氧化鋁研磨材料等來進行粗研磨(研光)，使晶圓W雙面平行。然後，因應需求實施蝕刻等之後，進行平坦化加工以消除晶圓W表面的凹凸。

在步驟S5的雙面同時研磨製程中，對已經預處理的晶圓W進行提高平坦度的鏡面精加工。例如，利用膠體二氧化矽液等進行雙面研磨(拋光)，進一步提高平坦度，並獲得預定平坦度的晶圓W。

步驟S6的單面精加工製程係包含本發明的晶圓W單面研磨方法。在單面精加工製程中，利用單面研磨裝置1，研磨在雙面同時研磨製程所獲得的晶圓W之被研磨表面W1。

透過藉由單面精加工製程實施研磨加工，可去除晶圓W的被研磨表面W1之傷痕及損壞，同時可調整被研磨表面W1的表面粗糙度。

關於單面精加工製程的細節將在下文描述。

在步驟S7的洗淨製程中，例如藉由鹼性溶液等，洗淨在單面精加工製程所獲得的晶圓W。

在步驟S8的晶圓最終檢查製程中，利用晶圓表面檢查裝置等，檢查存在於晶圓W上的表面顆粒或傷痕等。在進行品質上必要的檢查之後，包裝合格產品並出貨。

接下來，說明關於步驟S6的單面精加工製程的細節。

如第6圖所示，單面精加工製程包括開口直徑取得製程(步驟S61)、目標形狀取得製程(步驟S62)、修整條件設定製程(步驟S63)、修整製程(步驟S64)、晶圓設置製程(步驟S65)、研磨製程(步驟S66)以及晶圓取出製程(步驟S67)。目標形狀取得製程以及修整條件設定製程係構成研磨墊26的修整條件設定方法。目標形狀取得製程、修整條件設定製程、修整製程以及研磨製程係構成晶圓W的單面研磨方法。

在步驟S61的開口直徑取得製程中，控制部64的資 訊取得部641取得用於研磨之未使用的研磨墊26的平均開口直徑。

在步驟S62的目標形狀取得製程中，資訊取得部641基於輸入部61藉由操作者的輸入操作，取得晶圓W表面的ZDD目標值作為目標形狀。

在步驟S63的修整條件設定製程中，修整條件設定部642基於在開口直徑取得製程取得之未使用時的平均開口直徑、在目標形狀取得製程取得之晶圓W表面的ZDD目標值及相關資訊，設定修整條件使研磨後的晶圓W表面的ZDD達到目標值。

修整條件設定部642係，以透過相關資訊表示的各個修整條件，修整已取得未使用時的平均開口直徑之研磨墊26，並求得利用已修整的此研磨墊26以設定研磨條件研磨晶圓W的情況下之表面ZDD的估計值(即，估計形狀)。

接著，修整條件設定部642係，從對應於各個修整條件的晶圓W表面的ZDD估計值中選擇與目標值相差最小的估計值。即，修整條件設定部642從對應於各個修整條件的晶圓W估計形狀選擇最接近目標形狀的估計形狀。

之後，修整條件設定部642係，將對應於所選擇的晶圓W表面的ZDD估計值之修整條件設定作為用於修整製程的修整條件。

舉例來說，如第4圖所示，在開口直徑取得製程取得的未使用時的平均開口直徑為H的情況下，在以第一修整條件修整的情況之晶圓W表面的ZDD估計值為Z1，在以第二修整條件修整的情況之晶圓W表面的ZDD估計值為Z2，在以第三修整條件修整的 情況之晶圓W表面的ZDD估計值為Z3。

在晶圓W表面的ZDD目標值為Zt的情況下，修整條件設定部642係，從對應於第一至第三修整條件的晶圓W表面的ZDD估計值Z1至Z3中選擇與目標值Zt相差最小的估計值Z2，並將對應於此估計值Z2的第二修整條件設定作為用於修整製程的修整條件。

在步驟S64的修整製程中，修整控制部643係，基於在修整條件設定製程設定的修整條件，控制修整部4的位置調整部43以及定盤驅動部27，並修整研磨墊26。

藉由此修整製程，無論未使用時的平均開口直徑大小，皆可獲得研磨墊26，可將在設定研磨條件下研磨的晶圓W表面的ZDD與目標值之間差的絕對值達到預定值以下。

在步驟S65的晶圓設置製程中，將在雙面同時研磨製成獲得的晶圓W設置在單面研磨裝置1上。

在步驟S66的研磨製程中，研磨控制部644係，基於設定研磨條件，控制研磨部2的頭升降部23、頭驅動部24、定盤驅動部27、晶圓加壓力調整部28以及研磨液供給部29，並利用在修整製程修整的研磨墊26來研磨晶圓W。

藉由這種研磨製程，獲得晶圓W表面的ZDD與目標值之間差的絕對值為預定值以下之晶圓W，即形狀與目標形狀相同或形狀接近目標形狀的晶圓W。

在步驟S67的晶圓取出製程中，從單面研磨裝置1取出晶圓W。所取出的晶圓W係在步驟S7的洗淨製程中洗淨。

〈實施形態的功效〉

研磨墊26的修整條件設定方法包括：開口直徑取得製程，取得研磨墊26的墊表面261中之平均開口直徑；目標形狀取得製程，取得研磨後晶圓W表面的ZDD目標值；以及修整條件設定製程，設定修整條件。修整條件設定製程係，基於相關資訊、在開口直徑取得製程取得之研磨墊26的平均開口直徑、及在目標形狀取得製程取得之晶圓W表面的ZDD目標值，設定研磨墊的修整條件，使研磨後的晶圓W的ZDD達到目標值，其中相關資訊表示未使用的研磨墊26的平均開口直徑、修整條件以及藉由在修整條件下修整的研磨墊26在設定研磨條件下研磨的晶圓W表面的ZDD估計值之間的相關性。

因此，假設即使每個研磨墊26的平均開口直徑有歧異，藉由在基於相關資訊設定的修整條件下修整研磨墊26，也可以不調整設定研磨條件，就獲得預期形狀的晶圓W，其中晶圓W表面的ZDD與目標值之間差的絕對值為預定值以下。此外，因為獲得預期形狀的晶圓W，可提升晶圓W的良率，並實現能源效率的改善、生產效率的提升以及廢棄物的減少。

相關資訊表示未使用的研磨墊26的平均開口直徑、相異的複數個修整條件以及藉由在前述複數個修整條件下各自修整的研磨墊26來研磨之晶圓W表面的ZDD估計值之間的相關性。修整條件設定製程係，基於相關資訊，求得在複數個修整條件下各自修整研磨墊26之情況下晶圓W表面的ZDD估計值，從所求得 的ZDD估計值選擇與目標值的差最小的ZDD估計值，並將對應於所選擇之估計值的修整條件設定做為用於修整製程的修整條件。

因此，透過基於相關資訊，並從預先準備的複數個修整條件中選擇一個修整條件這樣的簡單方法，可設定適當的修整條件。

作為修整研磨墊26並調整平均開口直徑的方法，利用一邊旋轉麂皮形式的研磨墊26，一邊相對研磨墊26移動刷具42的方法。

因此，透過利用刷具42並僅旋轉研磨墊26的簡單方法，可調整平均開口直徑。

特別是，不需透過像砂輪那樣切削研磨墊26，藉由利用毛會變形的刷具42來調整麂皮形式的研磨墊26，可微調整平均開口直徑而不實質改變研磨墊26的厚度。此外，在利用砂輪修整研磨墊26的情況下，儘管存在著因砂輪成分附著到研磨墊26而導致LPD(Light Point Defect)劣化的風險，但藉由利用刷具42，可抑制LPD的劣化。

修整條件設定製程係，一邊旋轉研磨墊26，一邊將刷具42從墊表面261的中央往外周部移動，藉此，修整漩渦狀的修整區域261A。

因此，即使利用與墊表面261之接觸面積較小的刷具42，藉由簡單的研磨墊26旋轉控制及刷具42移動控制，可適當地調整研磨墊26的平均開口直徑。

修整條件設定製程係，對應於在開口直徑取得製程 取得的平均開口直徑以及在目標形狀取得製程取得的晶圓W表面的ZDD目標值中至少一者，設定刷具推進量以及修整次數中至少一者相異的修整條件。

因此，透過僅對應設定值調整刷具推進量以及修整次數中至少一者的簡單方法，可適當地調整修整條件。

[變化例]

在上文中，雖然參照圖式詳述關於本發明的實施形態，具體的構造並不限於此些實施形態，在不超出本發明宗旨的範圍內之各種改良及設計的變更等皆包含在本發明中。

舉例來說，為了管理ESFQD作為晶圓W的目標形狀，亦可利用與上述實施形態的單面研磨方法類似的單面研磨方法。在此情況下，未使用時的平均開口直徑及利用在標準修整條件下修整的未使用研磨墊26來單面研磨後的ESFQD之間的相關性係，若研磨條件相同，則具有未使用時的平均開口直徑愈大，ESFQD愈大的關係。換句話說，未使用時的平均開口直徑與ESFQD之間的相關性係，與晶圓W表面的ZDD的情況相同，可透過線性公式表示。

雖然係基於墊表面261多數孔洞的平均開口直徑來設定修整條件，亦可基於前述多個孔洞的開口直徑的中位數、最大值或最小值來設定修整條件。

作為相關資訊，套用表示未使用的研磨墊26之平均開口直徑、修整條件、藉由以此修整條件修整的研磨墊26研磨的晶 圓W表面的ZDD之間的相關性之公式，在修整條件設定製程中，亦可藉由將在開口直徑取得製程取得的研磨墊26的平均開口直徑與在目標形狀取得製程取得的晶片W表面的ZDD的目標值代入到此公式中來設定修整條件。

在修整研磨墊26時，亦可不旋轉研磨墊26，移動刷具42。作為調整刷具推進量的方法，雖然例示為固定研磨墊26的高度位置並調整刷具42之高度位置的方法，亦可固定刷具42的高度位置或改變高度位置，同時改變研磨墊26的高度位置。

修整條件設定製程係，因應在開口直徑取得製程取得之平均開口直徑以及在目標形狀取得製程取得的晶圓W表面之ZDD目標值中至少一者，亦可設定刷具42對研磨墊26工作量相異的修整條件。作為使刷具42對研磨墊26的功量相異的方法，可例示為下文的方法1至方法4。

．方法1

藉由使研磨墊26的旋轉速度以及刷具42的移動速度中至少一者的速度相異，使刷具42與研磨墊26的接觸時間相異。

．方法2

使刷具42的毛長度相異的方法(例如：與較短的情況相比，毛較長的情況下毛會彎折，毛對研磨墊26的推進力變小，而功量減少)。

．方法3

使刷具42的毛的前端形狀相異的方法(例如：與不尖的情況相 比，毛的前端較尖的情況下，因為壓力點集中在毛的前端或者因為藉由毛的彎曲引起的功量點集中在毛的前端，功量增加)。

．方法4

使刷具42的毛的直徑相異的方法(例如：與較小的情況相比，毛的直徑較大的情況下，因為對研磨墊26的推進力變大，功量增加)。

刷具42的推進力P(N)可藉由下文的公式(1)表示。

P=fnEd⁴/6.79L³…(1)

f：將刷具42推進至研磨墊26時，保持臂412的位移量(m)

n：毛的根數

E：毛的彈性模數(Pa)

d：毛的直徑(m)

L：毛的長度(m)

[實施例]

接下來，說明關於本發明的實施例。並且，本發明並不限定於實施例。

[實施例1：未使用時的平均開口直徑與晶圓表面的ZDD之間的相關性]

首先，準備上述實施形態的單面研磨裝置1。

此外，在每一製造批次準備複數個相同形式的麂皮形式研磨墊26，且每個製造批次的形式相異。在每一製造批次，複數個研磨墊 26之未使用時的平均開口直徑相同。

在單面研磨裝置1，安裝研磨墊26及毛為尼龍製、長度5毫米的刷具42。調整刷具42的高度位置，使刷具推進量變為3.7毫米。刷具推進量係，在毛未彎曲的狀態下、毛的前端接觸研磨墊26的狀態下為0毫米。

與步驟S64的修整製程相同，控制修整部4的位置調整部43以及定盤驅動部27，將研磨墊26修整140次。

與步驟S66的研磨製程相同，基於設定研磨條件，控制頭升降部23、頭驅動部24、定盤驅動部27、晶圓加壓力調整部28以及研磨液供給部29，研磨晶圓W。

測量研磨後的晶圓W表面(被研磨表面)的ZDD。

對全部的研磨墊26以上述條件各自進行140次修整，利用各個研磨墊26研磨晶圓W後，測量晶圓W表面的ZDD。

在每一製造批次，算出利用各個研磨墊26研磨的晶圓W表面的ZDD平均值。未使用時的平均開口直徑與所算出的晶圓W表面的ZDD平均值之間的關係顯示於第7圖。

如第7圖所示，可確認若修整條件及研磨條件相同，未使用時的平均開口直徑愈大，晶圓W表面的ZDD愈大。未使用時的平均開口直徑與晶圓W表面的ZDD平均值之間的相關性係，可透過線性的近似公式表示，可確認具有比例關係。

[實施例2：刷具推進量與晶圓表面的ZDD以及ESFQD之間的 相關性]

首先，準備未使用時的平均開口直徑與形式相同的三張麂皮形式的研磨墊26。

在與實施例1相同的單面研磨裝置1，安裝研磨墊26及與實施例1相同的刷具42。調整刷具42的高度位置使刷具推進量變為3.3毫米，與實施例1相同，將研磨墊26修整140次，獲得實施例2-1的研磨墊26。

以與實施例2-1相同的條件(除了調整刷具42的高度位置使刷具推進量變為3.7毫米)修整尚未進行修整的研磨墊26，藉此獲得實施例2-2的研磨墊26。

以與實施例2-1相同的條件(除了調整刷具42的高度位置使刷具推進量變為3.9毫米)修整尚未進行修整的研磨墊26，藉此獲得實施例2-3的研磨墊26。

各自利用實施例2-1至實施例2-3的研磨墊26，在與實施例1相同的設定研磨條件下研磨晶圓W之後，測量晶圓W表面的ZDD以及ESFQD。刷具推進量與晶圓W表面的ZDD之間的關係顯示於第8圖。刷具推進量與ESFQD之間的關係顯示於第9圖。

如第8圖以及第9圖所示，可確認若未使用時的平均開口直徑及研磨條件相同，刷具推進量愈大，晶圓W表面的ZDD以及ESFQD愈大。

[實施例3：刷具推進量與ESFQD之間的相關性]

首先，準備未使用時的平均開口直徑各自為60.3微米、62.6微米、67.0微米且形式相同的麂皮形式研磨墊26各兩張。

在與實施例1、2相同的單面研磨裝置1，安裝未使用時的平均開口直徑為60.3微米的研磨墊26及與實施例1、2相同的刷具42。調整刷具42的高度位置使刷具推進量變為3.5毫米，與實施例1、2相同，將研磨墊26修整140次，獲得比較例3-1的研磨墊26。

以與比較例3-1的研磨墊26相同的條件修整尚未進行修整、未使用時的平均開口直徑為62.6微米的研磨墊26，獲得比較例3-2的研磨墊26。

以與比較例3-1的研磨墊26相同的條件修整尚未進行修整、未使用時的平均開口直徑為67.0微米的研磨墊26，獲得比較例3-3的研磨墊26。

以與比較例3-1相同的條件(除了調整刷具42的高度位置使刷具推進量變為3.9毫米)修整尚未進行修整、未使用時的平均開口直徑為60.3微米的研磨墊26，藉此獲得實施例3-1的研磨墊26。

以與實施例3-1相同的條件(除了調整刷具42的高度位置使刷具推進量變為3.5毫米)修整尚未進行修整、未使用時的平均開口直徑為62.6微米的研磨墊26，藉此獲得實施例3-2的研磨墊26。實施例3-2的研磨墊26之修整條件與比較例3-2的研磨墊26之修整條件相同。

以與實施例3-1相同的條件(除了調整刷具42的高度位置使刷 具推進量變為3.14毫米)修整尚未進行修整、未使用時的平均開口直徑為67.0微米的研磨墊26，藉此獲得實施例3-3的研磨墊26。

實施例3-1至實施例3-3的研磨墊26之刷具推進量係，在與實施例1相同的設定研磨條件下研磨晶圓W時，表面的ZDD目標值為-29.50奈米/平方毫米、ESFQD目標值為-0.0230微米的情況下的大小。

各自利用比較例3-1至比較例3-3的研磨墊26及實施例3-1至實施例3-3的研磨墊26，在與實施例1相同的設定研磨條件下研磨晶圓W之後，測量晶圓W表面的ZDD以及ESFQD。未使用時的平均開口直徑與刷具推進量與晶圓W表面的ZDD之間的關係顯示於第10圖。未使用時的平均開口直徑與刷具推進量與ESFQD之間的關係顯示於第11圖。

如第10圖以及第11圖所示，可確認在無論未使用時的平均開口直徑為何修整條件皆相同的比較例3-1至比較例3-3中，若研磨條件相同，未使用時的平均開口直徑愈大，晶圓W表面的ZDD以及ESFQD愈大。

另一方面，可確認在因應未使用時的平均開口直徑而修整條件相異的實施例3-1至實施例3-3中，若研磨條件相同，無論未使用時的平均開口直徑，晶圓W表面的ZDD以及ESFQD各自幾乎同樣接近目標值。

特別是，若比較與晶圓W表面的ZDD目標值之差的絕對值，相對於在比較例3-1、比較例3-3中各自為1.38奈米/平方毫米、1.11 奈米/平方毫米，在實施例3-1、實施例3-3中各自為0.04奈米/平方毫米、0.16奈米/平方毫米。此外，若比較與ESFQD的目標值之差的絕對值，相對於在比較例3-1、比較例3-3中各自為0.0013微米、0.0017微米，在實施例3-1、實施例3-3中各自為0.0002微米、0.0006微米。由這些可確認，藉由因應未使用時的平均開口直徑來調整修整條件，可獲得預期形狀的晶圓W。

[產業上的可利用性]

藉由本發明之研磨墊的修整條件設定方法、晶圓的單面研磨方法、晶圓的製造方法、研磨墊的修整條件設定裝置以及晶圓的單面研磨裝置，因為可獲得預期形狀的晶圓，可提升晶圓的良率，並實現能源效率的改善、生產效率的提升以及廢棄物的減少。

S6,S61,S62,S63,S64,S65,S66,S67:步驟

Claims (13)

1. 一種研磨墊的修整條件設定方法，為用於晶圓的單面研磨之麂皮形式研磨墊的修整條件設定方法，包括：開口直徑取得製程，取得該研磨墊的表面中的孔洞之開口直徑；目標形狀取得製程，取得研磨後的該晶圓之目標形狀；以及修整條件設定製程，基於相關資訊，設定該研磨墊的修整條件；其中該相關資訊代表該研磨墊的該開口直徑、該修整條件、以及藉由以該修整條件修整的該研磨墊所研磨的該晶圓之估計形狀之間的相關性；其中該修整條件設定製程係，基於該相關資訊、在該開口直徑取得製程取得的該開口直徑、及在該目標形狀取得製程取得的該目標形狀，設定該修整條件使前述研磨後的該晶圓形狀達到該目標形狀。
2. 如請求項1記載之研磨墊的修整條件設定方法，其中該相關資訊代表該研磨墊的該開口直徑、相異的複數個修整條件、以及藉由在該等修整條件下各自修整的該研磨墊所研磨的該晶圓之估計形狀之間的相關性；該修整條件設定製程係，基於該相關資訊，求得在以該等修整條件各自修整已在該開口直徑取得製程取得該開口直徑之該研磨墊的情況下的該晶圓之估計形狀；從所求得的該估計形狀選擇最接近該目標形狀的該估計形狀；將對應於所選擇的該估計形狀之該修整條件設定作為修整條件，使前述研磨後的該晶圓形狀達到該目標形狀。
3. 一種晶圓的單面研磨方法，為將晶圓推進至比該晶圓更大的麂皮形式研磨墊，藉由旋轉該晶圓以及該研磨墊，研磨該晶圓之晶圓的單面研磨方法，包括：設定製程，藉由如請求項1或請求項2記載之研磨墊的修整條件設定方法，設定該研磨墊的修整條件；修整製程，以該修整條件修整該研磨墊；以及研磨製程，藉由已修整的該研磨墊研磨該晶圓。
4. 如請求項3記載之晶圓的單面研磨方法，其中，該修整製程係，將刷具推進至該研磨墊，同時藉由移動該刷具以及該研磨墊中至少一個構件，修整該研磨墊。
5. 如請求項4記載之晶圓的單面研磨方法，其中，該修整製程係，旋轉該研磨墊，同時藉由將該刷具從該研磨墊的中央移動至外周部或從該外周部移動至該中央，修整該研磨墊。
6. 如請求項4記載之晶圓的單面研磨方法，其中該修整條件設定製程係，因應在該開口直徑取得製程取得的該研磨墊的該開口直徑以及在該目標形狀取得製程取得的該晶圓的該目標形狀中至少一者，設定該修整條件，其中該刷具對該研磨墊的推進量以及修整次數中至少一者相異。
7. 一種晶圓的製造方法，為晶圓的製造方法，包括：精加工製程，精加工該晶圓；其中在該精加工製程中，藉由如請求項3記載之晶圓的單面研磨方法研磨該晶圓。
8. 一種研磨墊的修整條件設定裝置，為用於晶圓的單面研磨之麂皮形式研磨墊的修整條件設定裝置，包括：資訊取得部，取得該研磨墊的表面中之孔洞的開口直徑以及研磨後的該晶圓的目標形狀；以及修整條件設定部，基於相關資訊，設定該研磨墊的修整條件；其中該相關資訊代表該研磨墊的該開口直徑、該修整條件、以及藉由以該修整條件修整的該研磨墊所研磨的該晶圓之估計形狀之間的相關性；其中該修整條件設定部係，基於該相關資訊、透過該資訊取得部取得的該開口直徑以及該目標形狀，設定該修整條件使前述研磨後的晶圓形狀達到該目標形狀。
9. 如請求項8記載之研磨墊的修整條件設定裝置，其中該相關資訊代表該研磨墊的該開口直徑、相異的複數個修整條件、以及藉由在該等修整條件下各自修整的該研磨墊所研磨的晶圓之估計形狀之間的相關性；該修整條件設定部係，基於該相關資訊，求得在以該等修整條件各自修整已透過該資訊取得部取得該開口直徑之該研磨墊的情況下的該晶圓之估計形狀；從所求得的該估計形狀選擇最接近該目標形狀的該估計形狀；將對應於所選擇的該估計形狀之該修整條件設定作為修整條件，使前述研磨後的晶圓形狀達到該目標形狀。
10. 一種晶圓的單面研磨裝置，將保持在研磨頭的晶圓推進至比該晶圓更大的麂皮形式研磨墊，藉由旋轉該研磨頭以及該研磨墊，研磨該晶圓之晶圓的單面研磨裝置，包括：修整部，修整該研磨墊；旋轉驅動部，旋轉該研磨頭以及該研磨墊；如請求項8或請求項9記載之修整條件設定裝置，設定該研磨墊的修整條件；修整控制部，控制該修整部，並以該修整條件修整該研磨墊；以及研磨控制部，控制該旋轉驅動部，並藉由已修整的該研磨墊研磨該晶圓。
11. 如請求項10記載之晶圓的單面研磨裝置，其中該修整控制部係，控制該修整部，並將刷具推進至該研磨墊，同時藉由移動該刷具以及該研磨墊中至少一個構件，修整該研磨墊。
12. 如請求項11記載之晶圓的單面研磨裝置，其中該修整控制部係，控制該修整部，並旋轉該研磨墊，同時藉由將該刷具從該研磨墊的中央移動至外周部或從該外周部移動至該中央，修整該研磨墊。
13. 如請求項11記載之晶圓的單面研磨裝置，其中該修整條件設定部係，因應透過該資訊取得部取得的該研磨墊的該開口直徑以及該晶圓的該目標形狀中至少一者，設定該修整條件，其中該刷具對該研磨墊的推進量以及修整次數中至少一者相異。