半导体晶圆的物理干式表面处理方法及其表面处理用组成物技术

本发明专利技术公开了一种半导体晶圆的物理干式表面处理方法及其表面处理用组成物。该表面处理用组成物可用于去除、抛光或减薄该半导体晶圆的表面及厚度。半导体晶圆于再生或薄化时，用于高速喷磨半导体晶圆表面之物，而该表面处理用组成物包含软质弹性载体及硬质微粒子的混合，工作时利用离心力原理将软质弹性载体其有沾黏硬质微粒子的研磨材料，对准该半导体晶圆的待处理表面，而进行表面去除晶圆的镀膜或金属层，并可达到抛光的效果，藉此，除了表面处理用组成物可回收再利用外，相较于传统化学机械研磨或干、湿式蚀刻制程，该方法不必使用湿式研磨剂及化学蚀刻药剂、研磨浆、水等液体。不仅可节省有害物质处理的成本，同时可以减少对未来环境的破坏。未来环境的破坏。未来环境的破坏。

【技术实现步骤摘要】
半导体晶圆的物理干式表面处理方法及其表面处理用组成物


[0001]本专利技术涉及一种半导体基板的表面处理技术，具体而言涉及一种半导体晶圆的物理干式表面处理方法及其表面处理用组成物，藉以能提升半导体基板表面的去除、抛光或减薄的效率，不仅快速安全且不易破片，同时在作业时不需使用化学液体或水、减少环境破坏，也可提升人员在操作时的安全。

技术介绍

[0002]由于半导体装置上的集成电路〔Integrated Circuit〕技术发展快速且成熟，使得半导体产业成为蓬勃发展的产业之一。而半导体晶圆片是藉由对硅晶圆等基板进行成膜、曝光、蚀刻、研磨、洗净等多数步骤来制造。一般晶圆厂在大量生产时，需要使用多达三成、甚至以上数量的监控与测试晶圆〔Monitor Wafer、Dummy Wafer〕，若生产特殊应用集成电路时，甚至需要使用超过四成的监控与测试晶圆。早期测试晶圆在使用过后都是与淘汰的晶圆一起丢弃，产生了很多有毒工业废弃物；后来随着产业快速发展，晶圆材料尺寸变大，而且成本也越来越高，而逐渐发展出再生晶圆〔Reclaimed Wafer〕产业，其是将使用过的测试晶圆及淘汰晶圆上面的镀膜〔如绝缘薄膜或金属薄膜〕等线路物经过研磨、抛光等程序后，可不断重复再生利用。
[0003]而现有半导体晶圆的再生晶圆方法，主要是用湿式蚀刻〔Wet Etching〕技术去除晶圆表面的镀膜，如SiO2、Si3N4等绝缘镀膜，或是Al、Cu、Ti等金属镀膜，并在将半导体晶圆表面予以磨光(lapping)及/或研磨(grinding)之后，进行化学机械研磨〔Chemical Mechanical Polish,CMP〕，或直接进行化学机械研磨，而予平坦化，最后再使晶圆表面达到原始的状态后，让半导体晶圆片在预定厚度的以内，还可重复再生使用。
[0004]然针对不同镀膜的组成成份，必须使用不同的腐蚀性液体〔如氢氟酸〕对再生晶圆进行蚀刻，因此增加了蚀刻制程的复杂性，且过程中也会产生有毒气体，而造成制程上安全性的问题。另外，腐蚀性液体对于不同的镀膜组成所产生的腐蚀效率亦不相同，而导致再生晶圆表面厚度不均的问题，且经过湿式蚀刻的再生晶圆表面，容易因腐蚀液所溶解的金属离子或杂质附着而将污染物残留在再生晶圆表面，如此一来必须先将残留的污染物去除后才可进行后续的制程，对制造成本亦是一笔不小的负担。除此之外化学机械研磨也会产生废研磨液、研磨污泥等废弃物的产生，这些化学废弃物会危害我们的环境，而为了生态环境不受有毒的化学废液的破坏，于蚀刻或化学机械研磨过程中所产生的化学废液不可任意排放，因此制造厂商需要负担化学废液回收处理工作、设备及人力费用的成本再支出。
[0005]虽然曾有业者提出如中国台湾专利公告第M320168号、第M324847号及公告第200524031号等专利申请使用干式喷砂方式来去除晶圆表面的镀膜，来减少蚀刻或研磨去除镀膜所造成的问题，但如图1所示，其喷砂是使用如天然钻石、人造钻石、碳化钨、碳化硼等硬质材来做为研磨材料，其粒径约为1um～10um，然因喷砂材料(20)的冲击速度快，且冲击晶圆(10)的表面(15)时为短暂的点击状态，而于晶圆(10)内形成内应力，其不仅会对晶圆(10)产生损伤，导致良率下降，且如晶圆(10)较薄，则可能发生裂痕或破裂的状况，再者
其因不具研磨效果，故其去除镀膜后的晶圆(10)的表面(15)较不平整〔如图2所示〕，且可能有残留金属镀膜(A)，故仍需于后续以化学机械研磨进行平坦化。
[0006]再者，随着内存和功率装置等应用朝着更小尺寸、更高性能的方向发展，且更薄的晶圆能够带来众多好处，包括超薄的封装，以及由此带来更小的尺寸外形，还包括改善的电气性能和更好的散热性能。因此对晶圆减薄的薄化制程需求也日益增长。而晶圆的薄化制程方法与前述再生晶圆的方法相似，大都会使用到化学机械研磨技术来进行减薄，因此其面临的成本及废液处理问题也就相当。
[0007]换言之，现行的半体导晶圆在进行去除、抛光或减薄等表面处理时技术上并无法完全满足需求，分别存在有制程复杂，且去除、抛光或减薄速度太慢，以及制程设备成本太高，以及破损率高良率低的问题，同时更会延伸出大量废液处理的困扰，而如何解决前述的问题是本领域迫切需要的，亦为本专利技术所欲解决的技术课题。
[0008]于是，本专利技术人针对现有再生晶圆所面临的问题深入探讨，并藉由近年来技术发展的需求，经不断努力的改良与试作，终于成功开发出一种半导体晶圆的物理干式表面处理方法及其表面处理用组成物，藉以克服现有因使用蚀刻或研磨来去除镀膜，节省制程工序及时间所造成的缺点与不便。

技术实现思路

[0009]因此，本专利技术的主要目的在于提供一种半导体晶圆的物理干式表面处理方法，藉以能简化再生晶圆的表面处理制程，并可提高表面加工精度，以及改善表面粗糙度，且提升表面处理的速度。
[0010]又，本专利技术的次一主要目的在于提供一种半导体晶圆的物理干式表面处理方法，其能并减少化学药品的污染，不仅可节省废液处理的程序与设备，从而使再生晶圆制程可以更为环保及安全。
[0011]再者，本专利技术的另一主要目的在于提供一种半导体晶圆的表面处理用组成物，其能提供研磨时较佳的缓压作用，可以减少再生晶圆于去除表面时的变质层，从而减少晶圆裂损，进一步可以提高整体制程的良率。
[0012]基于此，本专利技术主要是通过下列的技术手段，来具体实现前述的目的及功效：
[0013]本专利技术的一种半导体晶圆的表面处理用组成物，该表面处理用组成物包含有系列软质弹性载体及系列硬质微粒子，其中所述软质弹性载体是选自具沾黏性的弹性材料所制成，且所述软质弹性载体的粒径为10um～150um，又其中所述硬质微粒子的粒径为国际筛网规格〔MESH〕的目数1500～30000；
[0014]使得所述硬质微粒子在高速旋转离心力及喷出时可沾黏附着于所述软质弹性载体的表面，供通过一喷射设备喷击去除一半导体晶圆的一待处理表面。
[0015]其中，优选的，所述软质弹性载体选自塑料、橡胶、硅胶为基材的原料所制成的软质弹性复合物。
[0016]其中，优选的，所述硬质微粒子选自天然钻石、人造钻石或其混合物。
[0017]其中，优选的，所述硬质微粒子选自氮化硼、碳化硼或其混合物。
[0018]其中，优选的，所述硬质微粒子选自碳化钨或其混合物。
[0019]一种半导体晶圆的物理干式表面处理方法，包含一以特定喷射角度将该表面处理
用组合物喷击去除一半导体晶圆的待处理表面的步骤来进行，其中该表面处理用组成物为以上任一项所述者；
[0020]使得该表面处理用组成物与半导体晶圆的待处理表面高速接触时，其中软质弹性载体会产生变形且于待处理表面形成高速磨擦滑动，而由于软质弹性载体表面沾黏吸附有硬质微粒子可相对该待处理表面产生研磨效果，进而生成去除或抛光该半导体晶圆待处理表面的效果。
[0021]其中，优选的，该特定夹角为2度至60度。
[0022]其中，优选的，该表面处理用组成物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆的表面处理用组成物，其特征在于，该表面处理用组成物包含有系列软质弹性载体及系列硬质微粒子，其中所述软质弹性载体是选自具沾黏性的弹性材料所制成，且所述软质弹性载体的粒径为10um～150um，又其中所述硬质微粒子的粒径为国际筛网规格〔MESH〕的目数1500～30000；使得所述硬质微粒子在高速旋转离心力及喷出时可沾黏附着于所述软质弹性载体的表面，供通过一喷射设备喷击去除一半导体晶圆的一待处理表面。2.如权利要求1所述的半导体晶圆的表面处理用组成物，其特征在于，所述软质弹性载体选自塑料、橡胶、硅胶为基材的原料所制成的软质弹性复合物。3.如权利要求1所述的半导体晶圆的表面处理用组成物，其特征在于，所述硬质微粒子选自天然钻石、人造钻石或其混合物。4.如权利要求1所述的半导体晶圆的表面处理用组成物，其特征在于，所述硬质微粒子选自氮化硼、碳化硼或其混合物。5.如权利要求1所述的半导体晶圆的表面处理用组成物，其特征在于，所述硬质微粒子选自碳化钨或其混合物。6.一种半导体晶圆的物理干式表面处理方法，其特征在于，包含一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢燿吉，
申请(专利权)人：辉特有限公司，
类型：发明
国别省市：