TWI744539B

TWI744539B - 半導體用基板及其製造方法

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Publication number: TWI744539B
Application number: TW107124011A
Authority: TW
Inventors: 上田修平; 竹內正樹; 岡藤大雄
Original assignee: 日商信越化學工業股份有限公司
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2021-11-01
Also published as: TW202006891A

Abstract

[課題]提供即使進行成膜或高溫加熱處理之情況，亦不變形或變形少的半導體用基板及其製造方法。　　[解決手段]一種半導體用基板，其具備具有凸狀之SORI之一方的面，和具有與該SORI相同程度之凹狀之SORI的另一方之面，並且厚度偏差為3μm以下。

Description

半導體用基板及其製造方法

本發明係關於半導體用基板及其製造方法。

在半導體積體電路(LSI：Large Scale Integration)或TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)中，微細化、高速動作之要求正在增加，被製作在半導體基板上之膜變得更緻密。

若多晶矽TFT用之基板的平坦性受損時，則在於液晶顯示裝置製造工程中，挾持玻璃晶圓之情況，或機械人搬運之情況，產生不吸附或無法把持等的不妥當，或在形成多晶矽TFT之過程的施予微細圖案的光微影工程中，產生圖案之重疊變差等的不妥當。　　再者，在液晶面板中，若兩片透明玻璃體彼此之平坦度不匹配時，則被夾於其中之液晶的膜厚也難以成為均勻，產生顏色不均等而產生品質上的不妥當。　　並且，在使用多晶矽薄膜而製造TFT-LCD之情況，因處理溫度到達1000℃以上，基板引起黏性變形而產生翹曲變形。

為了解決該些問題，例如，在專利文獻1中，提案有藉由抑制羥基濃度和氯濃度之含有量，提供耐熱性優良，並且由高純度之石英玻璃材料所構成的主動元件基板。　　再者，在專利文獻2中，提案有藉由在基板之表背面形成氮化矽膜，使其應力在基板之表背面相抵，使基板之翹曲不產生的方法。　　並且，在專利文獻3中，揭示有藉由將氟濃度設在一定範圍內，並且使用實質上不含有鹼性金屬氧化物之石英玻璃，縮小根據假想溫度所致的密度變化，獲得高溫處理前後之尺寸安定性優良的多晶矽TFT式LCD用石英玻璃基板的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平6-11705號公報　　[專利文獻2]日本特開平11-121760號公報　　[專利文獻3]日本特開2005-215319號公報

[發明所欲解決之課題]

但是，在專利文獻1之方法中，即使提升石英玻璃材料之平坦性，亦無法抑制之後之多晶矽薄膜之膜應力所致的變形。　　再者，在專利文獻2之方法中，雖除非在基板之表背面構成相同的膜，否則無法排除翹曲的產生，但是因以相同的膜構成TFT側及彩色濾光器側之雙面並非一般性，故即使為該方法亦難抑制變形。　　並且，即使為專利文獻3之方法，雖然高溫處理前後之尺寸安定性優良，但是並非可以抑制膜應力所致的變形者。

本發明係鑑於上述情形而創作出，其目的在於提供即使為進行成膜或高溫加熱處理之情況，亦不變形或變形少之半導體用基板及其製造方法。 [用以解決課題之手段]

本發明者為了達成上述目的精心研究結果，發現使用在半導體用基板之製造中通常使用的雙面拋光裝置、單面拋光裝置、雙面研磨裝置或單面研磨裝置般之製造裝置，可以低成本且再現性佳地製造SORI或BOW任意被控制，並且厚度偏差少之半導體用基板，更具體而言，藉由上述裝置，以半導體用基板藉由膜應力或高溫加熱處理而變形之情形為前提，事先考慮該些變形量而計畫性地製作朝與該些變形相反的方向翹曲之形狀的基板，藉此即使為進行成膜或高溫加熱處理之情況，亦可以獲得無變形或變形少的半導體用基板，而完成本發明。

即是，本發明係提供以下者：　　1.一種半導體用基板，其特徵在於，具備具有凸狀之SORI之一方的面，和具有與上述SORI相同程度之凹狀之SORI的另一方之面，並且厚度偏差為3μm以下。　　2.如1之半導體用基板，其中，上述各面之SORI為50~600μm。　　3.如1或2之半導體用基板，其中，具有上述凸狀之SORI之一方之面的BOW為+25~+300。　　4.如1至3中之任一之半導體用基板，其中，具有上述凹狀之SORI之另一方之面的BOW為-25~-300。　　5.如1至4中之任一之半導體用基板，其中，厚度為0.5~3mm。　　6.如1至5中之任一之半導體用基板，其中，上述半導體用基板之形狀在俯視下為直徑100~450mm之圓形狀或對角長度100~450mm之矩形狀。　　7.如1至6中之任一之半導體用基板，其中，為合成石英玻璃製。　　8.如1至7中之任一之半導體用基板，其中，為多晶矽TFT用基板。　　9.一種半導體用基板之製造方法，其特徵在於，具備：　　準備工程，其係準備轉印用母盤，且該轉印用母盤具有表面及背面，具有相對於通過連結該些表背面之中心點的中心線上之中間點，與上述中心線正交之面，上述表面及背面對稱地相向的SORI和厚度偏差；　　轉印工程，其係以挾入上述轉印用母盤之方式，在雙面拋光裝置設置兩片原料基板，對上述各原料基板中之不與上述轉印用母盤相接之面進行加工而製作上述轉印用母盤之形狀被轉印至各個單面的兩片轉印基板；　　拋光工程，其係藉由拋光上述轉印基板之雙面，或藉由僅拋光上述轉印基板中之在上述轉印工程沒有轉印上述轉印用母盤之形狀的面而製作拋光加工基板；及　　對上述拋光加工基板之雙面或單面進行研磨。　　10.一種半導體用基板之製造方法，其特徵在於，具備：　　準備工程，其係準備轉印用母盤，且該轉印用母盤具有表面及背面，相對於通過連結該些表背面之中心點的中心線上之中間點，與上述中心線正交之面，上述表背面之中的任一方之面為平行，並且上述表背面之中與原料基板相接之另一方之面正交於上述中心線，同時相對於上述中心線為對稱；轉印工程，其係以與上述轉印用母盤之上述另一方之面相接之方式在單面拋光裝置設置原料基板，對上述原料基板中之不與上述轉印用母盤相接之面進行加工而製作上述轉印用母盤之形狀被轉印至單面之轉印基板；　　拋光工程，其係藉由拋光上述轉印基板之雙面，或藉由僅拋光上述轉印基板中之在上述轉印工程沒有被轉印上述轉印用母盤之形狀的面而製作拋光加工基板；及　　對上述拋光加工基板之雙面或單面進行研磨。 [發明之效果]

若藉由本發明時，可以提供具有事先考慮到膜應力或高溫加熱處理所致的半導體用基板之變形的特定SORI及厚度偏差之半導體用基板。因此，即使為之後進行成膜或高溫加熱處理之情況，亦能獲得期待之形狀的半導體用基板。　　再者，本發明之半導體用基板可以使用在半導體基板之製造中通常使用的雙面拋光裝置或單面拋光裝置，或是雙面研磨裝置或單面研磨裝置而低成本且再現性佳地製造。

以下，針對本發明具體性地進行說明。　　與本發明有關之半導體用基板，其特徵在於，具備具有凸狀之SORI之一方的面，和具有與SORI相同程度之凹狀之SORI的另一方之面，並且厚度偏差為3μm以下。　　如此一來，藉由於成膜或高溫加熱處理前故意地製造朝與進行成膜或高溫加熱處理之後產生的變形相反方向翹曲之形狀的半導體用基板，製作裝置之階段，或組裝之階段可以獲得期待之形狀的半導體用基板。具體而言，製造事先翹曲成與藉由成膜或高溫加熱工程而變化成凸之情況同程度的凹，與變化成凹之情況相同程度的凸之形狀的半導體用基板。

雖然本發明之半導體基板中之SORI並不特別限定，若是可以將最終獲得的半導體用基板設為期待的形狀者即可，但是從操作性之觀點來看，較佳為50~600μm，更佳為100~400μm，最佳為100~200μm。　　作為本發明中之SORI之態樣，並不特別限定，例如在藉由成膜或高溫加熱工程，半導體用基板中心對稱地變形成凸狀之情況，若製造中心對稱之凹狀的半導體用基板即可(參照圖1(A))，半導體用基板變形成凸狀且頂點中心偏移至Y軸方向的凸狀之情況，若製造配合其偏移之凹狀的半導體用基板即可(參照圖1(B))，半導體用基板變形成相對於通過中心之線為線對稱的凸狀之情況，若製造線對稱之凹狀之半導體用基板即可(參照圖1(C))。

在此，本發明中之SORI如圖2所示般，係指最小平方平面S和半導體用基板A之表面之距離的最小值(絕對值)a，和最小值(絕對值)b之和(SORI=|a|+|b|)。　　另外，基板表面充分反射光，而能獲得與裝置參考面的干涉紋之情況，可以使用光干涉式平坦式測試儀測定SORI。相反地，基板表面為粗面無法獲得干涉紋之情況，可以以挾入基板表背之方式掃描雷射位移計而求出SORI。

另外，在本發明之半導體用基板中，厚度偏差(TTV)考慮容易進行曝光時之對焦，圖案粗度設為一定之情形，設為3μm以下，較佳為2μm以下，更佳為1μm以下。　　在此，厚度偏差如圖4 所示般，意味著從在基板A之面內最厚之部分的厚度減去最薄之部分的厚度之值C。另外，厚度偏差與SORI相同，可以使用光干涉式平坦度測試儀或雷射位移計而測定。

再者，本發明之半導體用基板以具有上述凸狀之SORI之一方之面的BOW為+25~+300為佳，又以具有上述凹狀之SORI之另一方之面的BOW為-25~-300為更佳。　　在本發明中，BOW將以基板表面之中心和作為表面基準被獲得的最小平方平均面之高度之差予以數值化，定義成位於較基準面上側之情況標示+符號，位於下側之情況標示-符號。藉此，至少在基板中央，可以判斷基板之形狀為凸或凹。　　SORI為凸狀之情況，其一方之面的BOW較佳為+25~+300，更佳為+25~+200、最佳為+25~+100，另一方之面的BOW較佳為-25~-300，更佳為-25~-200，最佳為-25 ~-100。　　另外，SORI為凹狀之情況，其一方之面的BOW較佳為-25~-300，更佳為-50~-200、最佳為-50~-100，另一方之面的BOW較佳為+25~+300，更佳為+50~+200，最佳為+50~+100。　　如此一來，除了上述特定之SORI外，藉由如BOW般規定基板中央之高度，可以使凸和凹作為數值而成為更明確，可以獲得期待之形狀的半導體用基板。

在此，本發明中之BOW如圖3所示般，以在從表背中間面e獲得的基準面S2和與基準面S2正交之基板中心線f的交點，和表背中間面e的距離d中，若表背中間面e較基準面S2上側則標示正，若表背中間面e較基準面S2下側則標示負之方式，對絕對值d標示符號者係定義成BOW。　　另外，基板表面充分反射光，而能獲得與裝置參考面的干涉紋之情況，可以使用光干涉式平坦式測試儀測定BOW。相反地，基板表面為粗面無法獲得干涉紋之情況，可以以挾入基板表背之方式掃描雷射位移計而求出BOW。

再者，雖然半導體用基板之厚度並不特別限制，但是從基板之操作性或曝光裝置之能夠導入厚度之觀點來看，較佳為0.5~3.0mm，更佳為0.6~1.2mm。

在本發明中，半導體用基板之形狀並不特別限定，可以採用俯視圓形狀或矩形狀等之一般性的形狀。再者，雖然該些之直徑或對角長度並不特別限定，但是較佳為100~450mm，更佳為200~300mm。　　雖然本發明之半導體用基板之材質並不特別限制，可以採用玻璃素材、陶瓷素材等以往皆知之材質者，但是從穿透型之多晶矽TFT用之基板需要光通過之點來看，以合成石英玻璃基板為佳，在反射型之TFT之情況，以多晶矽基板為佳。

作為具有上述之SORI及BOW之本發明之半導體用基板之製造方法，可考慮在切割工程、拋光工程、研磨工程中之任一工程中，設為期待之形狀的方法。　　但是，在切割工程中，一般的線鋸進行切斷之情況，因一面將含有研磨材的漿料施加至被直線性地拉伸的線材，一面切割晶錠，故獲得的半導體用基板在水平方向即是線材方向，隨著線材而成為直線性。另外，在半導體用基板表面上之與線材方向正交之垂直方向，雖然採取使晶錠下降或上升之方法，但是因該方向為再現性佳地直線性使移動的機構所致者，故難以曲線性移動而任意控制SORI和BOW。　　再者，因半導體用基板之厚度相對於直徑比較薄，故拋光工程或研磨工程中之成為製作期待的SORI形狀之原動力的基板之反復應力少。藉此，因即使進行拋光加工也會成為維持SORI和BOW之原樣，故難以將表面之SORI設為凸狀，即是設為BOW正，將背面之SORI設為凹狀，即是設為BOW負等，自在地控制基板形狀。

於是，在本發明中，使用轉印用母盤，在拋光工程中製造具有期待之SORI及BOW形狀的半導體基板。在本發明被使用的轉印用母盤之形狀係依在轉印工程中被使用之拋光裝置之種類或成為目的之半導體用基板的形狀而有所不同。　　例如，在使用雙面拋光裝置之情況，中心對稱之SORI形狀之半導體用基板，可以藉由：準備工程，其係準備轉印用母盤，且該轉印用母盤具有表面及背面，具有相對於通過連結該些表背面之中心點的中心線上之中間點，與中心線正交之面，表面及背面對稱地相向的SORI和厚度偏差；轉印工程，以挾入準備的轉印用母盤之方式，在雙面拋光裝置設置兩片原料基板，對各原料基板中之不與轉印用母盤相接之面進行加工而製作轉印母盤之形狀被轉印至各個單面的兩片轉印基板；拋光工程，其係拋光在該轉印工程獲得之轉印基板之雙面，或僅拋光轉印基板中之轉印用母盤之形狀沒有被轉印之面而製作拋光加工基板，和對拋光加工基板之雙面或單面進行研磨而製造。

再者，使用單面拋光裝置之情況，中心對稱之SORI形狀之半導體用基板，可以藉由：準備工程，其係準備轉印用母盤，該轉印用母盤具有表面及背面，相對於通過連結該些表背面之中心點的中心線上之中間點，與中心線正交之面，表背面之中的任一方之面為平行，並且表背面之中與原料基板相接之另一方之面正交於中心線，同時相對於中心線為對稱；轉印工程，以與準備的轉印用母盤之另一方之面相接之方式，在單面拋光裝置設置原料基板，對原料基板中之不與轉印用母盤相接之面進行加工而製作轉印母盤之形狀被轉印至單面的轉印基板；拋光工程，其係拋光轉印基板之雙面，或僅拋光轉印基板中之轉印用母盤之形狀沒有被轉印之面而製作拋光加工基板，和對拋光加工基板之雙面或單面進行研磨而製造。

在本發明使用之雙面拋光裝置及單面拋光裝置並不特別限制，可以從眾知之裝置適當選擇使用。　　轉印工程中之雙面拋光裝置及單面拋光裝置之旋轉數皆以5~50rpm為佳，負載以10~200g/cm² 為佳，在雙面拋光裝置中，每時間單位之取代以雙面幾乎相同為佳。

雖然轉印用母盤之材質並不特別限定，可以採用氧化鋁陶瓷、金屬、樹脂等，但是從變形或破損之觀點來看，以氧化鋁陶瓷為佳。　　再者，作為研磨劑，除使用平均粒徑較佳為5~20μm之氧化鋁系之研磨材，使用以水分散20~60質量%者之外，亦可以碳化矽系或人工鑽石等。

在轉印工程中，使用雙面拋光之情況，以如同上述般挾入轉印用母盤之方式，在載體內封兩片原料基板，且分別設置在雙面拋光裝置之下側拋光壓盤及上側拋光壓盤而進行加工。　　通常，雖然雙面拋光裝置配合一片原料基板之厚度，調整載體之厚度，但是本發明之情況係以考慮原料基板兩片和轉印用母盤之厚度量，而將載體之厚度設定成較厚為佳。其他，可以與通常的拋光加工無特別不同地進行加工。　　在該階段中，因變成同時加工兩片原料基板之各個單面側，故轉印用母盤之形狀僅被轉印至與下側拋光壓盤及上側拋光壓盤接觸的單面側，另外，因與轉印用母盤相接之面沒有被加工，故無變化。

因轉印用母盤之中央較外周厚，故轉印工程之初期，原料基板和拋光壓盤的加工壓集中在原料基板之中心。此時，因原料基板薄且反作用力少，故切削從原料基板之中心選擇性地進行。若切削進行，加工到達至原料基板之外周，則最終轉印用母盤之形狀被轉印至不與轉印用母盤接觸之原料基板相反側之面(即是，與拋光壓盤相接之面)。　　轉印用母盤之外周部較中心部薄之情況，因應該外周部和中心部之厚度的差，在轉印工程獲得的原料基板之外周部變得較中心部厚。相反地，轉印用母盤之外周部較中心部厚之情況，因應該外周部和中心部之厚度的差，在轉印工程獲得的原料基板之外周部變得較中心部薄。如此一來，可以因應轉印用母盤之形狀，創造被轉印之形狀。

另外，在轉印工程中，在使用單面拋光裝置之情況，在原料基板和單面拋光裝置之頂板之間，以使平坦之面朝向頂板側之方式，設置轉印用母盤，並且以原料基板和轉印用母盤不橫向脫落之方式，將載體固定在頂板之後，對原料基板進行加工。原料基板係藉由單面拋光裝置之下側拋光壓盤進行加工，隨著加工進行，轉印用母盤之形狀僅被轉印至原料基板之下側拋光壓盤側之面。

針對經過上述轉印工程之轉印基板，使用雙面拋光裝置或單面拋光裝置而進行拋光加工。雙面拋光裝置及單面拋光裝置之旋轉數皆以5~50rpm為佳，負載以10~200g/cm² 為佳。　　使用雙面拋光裝置之情況，以使平坦之面朝向雙面拋光裝置之上側拋光壓盤側之方式，設置轉印基板，設置用以防止基板脫落之載體，進行通常的拋光加工。藉此，獲得上側面被拋光加工成凸狀，下側面被拋光加工成凹狀的拋光加工基板。拋光加工基板之SORI之值成為拋光加工前之SORI之值的約一半左右，減少程度也依存於轉印基板之直徑和厚度。　　製作表背面之形狀的原理係藉由在初期形狀已經存在的厚度偏差，在雙面從加工初期產生面內加工壓力差，藉此被切削之部分選擇性地並且歷時地變化。藉此，基板面內之加工分布也隨此變化而進行加工。其結果，也依存於轉印基板之反作用力，即是轉印基板之直徑和厚度，並且原來的拋光工程前之基板形狀減半，同時反應在雙面之形狀。

在使用單面拋光裝置之情況，在其下側拋光壓盤和頂板之間，以平坦之面朝向下側拋光壓盤側之方式，設置轉印基板，以轉印基板不橫向脫落之方式設置載體而進行拋光加工。在此情況，因僅對沒有被轉印之面進行拋光加工，故原來的轉印用壓盤之轉印側表面之SORI和獲得的拋光加工基板之SORI同等。

以上述拋光加工工程獲得的拋光加工基板為了鏡面化，因應所需進一步進行研磨雙面或單面的研磨工程。　　在研磨工程中，可以使用雙面研磨裝置或單面研磨裝置。進行鏡面化的面可為具有凸狀之SORI及BOW正之面或具有凹狀之SORI及BOW負之面之任一面亦可。　　如此一來，最終，可以製作具有如圖1所示之期待之形狀(SORI及BOW)之各種半導體用基板。

以下，邊參照圖面邊針對本發明之實施型態予以說明。　　圖5為表示與本發明之第1實施型態有關之使用雙面拋光裝置1之轉印工程之實施態樣。　　在該實施型態中，如圖5所示般，在以兩片原料基板11、11挾入轉印用母盤10之方式被內封在載體12之狀態，分別被設置在雙面拋光裝置1之下側拋光壓盤13及上側拋光壓盤14。

在該實施型態使用之轉印用母盤10如圖6所示般，具有相對於通過連結轉印用母盤10之表面100之中心點100A和背面110之中心點110A之中心線L1上的各中心點100A、110A之中間點M1，並且正交於中心線L1之假想面S1，表面100及背面110對稱地相向之凸狀的SORI和厚度偏差，具有相對於中心線L1為對稱的表背面形狀。

再者，在本實施型態中使用的原料基板11係使用線材而切割合成石英玻璃製晶錠，進行倒角加工，藉由雙面拋光裝置除去表背面之鋸痕而被製作出，為直徑100mm，厚度630μm，表背面之SORI分別為6μm，及表背面之BOW分別為+3μm、-3μm，厚度偏差為1μm圓板狀。

如上述般，在設置有兩片原料基板11之狀態，以雙面拋光裝置1之旋轉數20rpm，負載100g/cm² ，同時加工各原料基板11之單面側，能獲得轉印用母盤10之形狀被轉印至單面側之轉印基板。　　接著，如圖7所示般，以使平坦面朝向雙面拋光裝置1之上側拋光壓盤14側之方式，將轉印用母盤10之形狀被轉印至單面側之轉印基板11A之一片內封在載體12而設置，以旋轉數20rpm、負載100g/cm² 進行雙面拋光加工，即使針對在轉印工程沒有被轉印之面，也轉印轉印用母盤10之形狀，藉此能獲得上側面被拋光加工成凸狀，下側面被拋光加工成凹狀之拋光加工基板。

針對獲得的拋光加工基板，藉由以雙面研磨裝置(省略圖示)對雙面予以鏡面化，能獲得具有如圖1(A)所示般之中心對稱的SORI之合成石英玻璃基板。具體而言，表面之SORI為50μm的凸狀，BOW為+25μm，背面之SORI為50μm的凹狀，BOW為-25μm，面內厚度偏差為1μm，並且厚度500μm之雙面為鏡面之合成石英玻璃基板。

圖8表示與本發明之第2實施型態有關之使用單面拋光裝置2之轉印工程之實施態樣。另外，在第2實施型態中，針對與上述第1實施型態相同之構件，賦予相同符號。　　在該實施型態使用的轉印用母盤20如圖9所示般，具有相對於通過連結轉印用母盤20之表面200之中心點200A和背面210之中心點210A的中心線L2上的各中心點200A、210A之中間點M2，並且正交於中心線L2之假想面S2，表面200為平行(平坦面)，背面210垂直於中心線L2，並且相對於中心線L2為對稱的沿著凸狀的形狀。

再者，在本實施型態中使用的原料基板21，係以與第1實施型態相同之手法而被製作，直徑200mm、厚度855μm、表背面側之SORI分別為6μm，厚度偏差為1μm之圓板狀之合成石英玻璃基板。

如圖8所示般，在以使轉印用母盤20之平坦之面朝向頂板25側之方式進行配置，並且設為與在轉印用母盤20沿著凸狀之面相接來將原料基板21設置在單面拋光裝置2，將該些內封在載體12之狀態，以旋轉數20rpm、負載100g/cm2，藉由下側拋光壓盤13僅加工原料基板21中之不與轉印用母盤20相接之面，藉此獲得轉印用母盤20之形狀被轉印至單面側的轉印基板。

接著，如圖10所示般，在單面拋光裝置2之下側拋光壓盤13和頂板25之間，將轉印用母盤20之形狀被轉印至單面側之轉印基板21A，在使轉印用母盤20之形狀被轉印的面朝向頂板25側之狀態，內封在載體12而設置，以旋轉數20rpm、負載100g/cm² 進行單面拋光加工，即使針對在轉印工程沒有被轉印之面，也將轉印用母盤20之形狀進行轉印，藉此能獲得上側面被拋光加工成凹狀，下側面被拋光加工成凸狀之拋光加工基板。

針對獲得的拋光加工基板，與第1實施型態相同，藉由對雙面予以鏡面化，能獲得具有如圖1(A)所示般之中心對稱的SORI之合成石英玻璃基板。具體而言，表面為SORI100μm的凸狀，及BOW為+50μm，背面為SORI110μm的凹狀，及BOW為-50μm，面內厚度偏差為1μm，並且厚度725μm之雙面為鏡面的合成石英玻璃基板。

另外，針對本發明之半導體用基板之製造方法所使用的轉印用母盤之形狀、厚度及SORI、原料基板之形狀及材質以及各加工之具體的條件等，並不限定於上述各實施型態，在可達成本發明之目的、效果之範圍的變更或改良也包含在本發明。

例如，在使用雙面拋光裝置製造具有非中心對稱之SORI之半導體基板之情況，若在上述第1實施型態中，使用圖11所示的轉印用母盤30即可。　　該轉印用母盤30具有相對於通過連結表面300之頂點300A和背面310之頂點310A之直線L3中的上述各頂點300A、310A之中間點M3，並且與直線L3正交之假想面S3，表面300及背面310對稱地相向之凸狀的SORI。　　使用該轉印用母盤30，與第1實施型態相同，藉由進行轉印加工、拋光加工、研磨加工等，可得到圖1(B)所示般之凸狀之頂點從中心偏移至Y軸方向的凸狀，可以獲得BOW正翹曲的半導體基板。

再者，在使用單面拋光裝置製造具有非中心對稱之SORI之半導體基板之情況，若在上述第2實施型態中，使用圖12所示的轉印用母盤40即可。　　該轉印用母盤40具有相對於通過連結背面410之頂點410A，和與此相對之表面400上之部分點400A之直線L4中的上述頂點410A和部分點400之中間點M4，並且與直線L4正交之假想面S4，表面400為平行(平坦面)，背面410為凸狀之SORI。　　使用該轉印用母盤40，與第2實施型態相同，藉由進行轉印加工、拋光加工、研磨加工等，可得到圖1(B)所示般之凸狀之頂點從中心偏移至Y軸方向的凸狀，可以獲得BOW正翹曲的半導體基板。

並且，在上述第1實施型態中，使用在設置如圖13所示般之在轉印用母盤的表面上正交的XY軸之時，從X方向及Y方向之剖面觀看到的厚度形狀，持有相對於貫穿在X方向及Y方向從中央朝向外周傾斜為不同的轉印用母盤之表面上之中心之線(在圖13中為Y軸)為線對稱的厚度偏差之轉印用母盤之情況，能獲得圖1(C)所示之半導體用基板。另外，在圖13之基板內側之曲線表示厚度之等高線。 [實施例]

以下，雖然舉出實施例及比較例，更具體性地說明本發明，但是本發明並不限定於下述之實施例。

[實施例1] 　　作為轉印用母盤，準備如圖6所示之形狀者。具體而言，準備表背面之SORI皆相同，為凸狀的110μm，相對於通過連結表背面之中心點之中心線上的中間點，與中心線正交之面，表背面對稱地相向，並且厚度偏差為220μm之中央厚度3mm，直徑100mm之氧化鋁陶瓷製轉印用母盤。　　再者，使用東洋先進工具機(股)製作的線鋸E450E-12而切割合成石英玻璃製晶錠，進行倒角加工，藉由雙面拋光裝置除去表背面之鋸痕，準備直徑100mm、厚度630μm、表背面之SORI分別為6μm，厚度偏差為1μm之原料基板。　　以挾入上述轉印用母盤之方式，將原料基板兩片分別設置在雙面拋光裝置之下側拋光壓盤及上側拋光壓盤，使用以序號為#1000之氧化鋁為主成分之拋光材，以旋轉數20rpm、負載100g/cm² ，同時加工各原料基板之單面側，獲得兩片轉印用母盤之形狀被轉印至單面側的轉印基板。獲得的轉印基板之形狀皆單面凹狀地翹曲110μm。

在雙面拋光裝置設置獲得的轉印基板之一片，與上述轉印工程相同，使用拋光材，以旋轉數20rpm、負載100g/cm² 進行雙面拋光加工，即使針對在先前的轉印工程沒有被轉印之面，也轉印轉印用母盤之形狀。而且，獲得表面為SORI50μm之凸狀，及BOW為+25μm，背面為SORI50μm之凹狀，及BOW為-25μm的拋光加工基板。　　並且，作為研磨獲得的拋光加工基板之雙面的工程，以雙面裝置對雙面予以鏡面化，獲得表面為SORI50μm之凸狀及BOW為+25μm，背面為SORI50μm之凹狀及BOW為+25μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為500μm之雙面為鏡面之合成石英玻璃基板。　　接著，在獲得的合成石英玻璃基板之表面，供給矽烷氣體，形成非晶質矽膜之後，進行退火處理，形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI122μm的凸狀，另一方之面變化成SORI1222μm的凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，能獲得成膜的面變化成SORI4μm之凸狀，另一方之面變化成SORI4μm之凹狀，面內厚度偏差(TTV)為1μm，具有幾乎平坦的SORI之多晶矽TFT用合成石英玻璃基板。

[實施例2] 　　使用雙面拋光裝置，以與實施例1相同之手法進行轉印工程之後，設置獲得的轉印基板以使轉印用母盤之形狀被轉印的面朝向單面拋光裝置之頂板側的方式，以旋轉數200rpm，荷重100g/cm² 進行單面拋光加工，獲得拋光加工基板。　　並且，以與實施例1相同之方法研磨獲得的拋光加工基板之雙面，獲得表面為SORI110μm之凸狀及BOW為+55μm，背面為SORI 110μm之凹狀及BOW為-55μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為500μm之雙面為鏡面之合成石英玻璃基板。　　接著，以與實施例1相同之方法在獲得的合成石英玻璃基板形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI122μm之凸狀，另一方之面變化成SORI122μm之凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，能獲得成膜的面變化成SORI4μm之凸狀，另一方之面變化成SORI4μm之凹狀，面內厚度偏差(TTV)為1μm，具有幾乎平坦的SORI之多晶矽TFT用合成石英玻璃基板。

[實施例3] 　　作為轉印用母盤，準備如圖9所示之形狀者。具體而言，準備表背面之中一方之面為平坦，並且另一方之面正交於連結表背面之中心的中心線，並且相對於中心線為對稱地凸狀地翹曲110μm之形狀，並且面內厚度偏差(TTV)為110μm之中央之厚度2mm，直徑200mm之氧化鋁製轉印母盤。　　作為原料基板，以與實施例1相同之方法，準備直徑200mm，厚度855μm，表背面側之SORI分別為6μm，厚度偏差為1μm的石英玻璃基板。　　在該原料基板和單面拋光裝置之頂板之間，以使平坦之面朝向頂板側之方式，設置上述轉印用母盤，使用以序號為#1000之氧化鋁為主成分之拋光材，以旋轉數20rpm，荷重100g/cm² ，對原料基板之單面側進行加工，獲得轉印用母盤之形狀被轉印至單面側的轉印基板。獲得的轉印基板之形狀係單面為平坦，另一方之面凹狀地翹曲110μm。

接著，在單面拋光裝置之下側拋光壓盤和頂板之間，以使被轉印之面朝向單面拋光裝置之頂板側的方式設置轉印基板，與上述轉印工程相同使用拋光材，以旋轉數20rpm、荷重100g/cm² ，進行單面加工，獲得拋光加工基板。獲得的加工基板係表面為SORI10μm之凸狀，背面為SORI110μm之凹狀的拋光加工基板。　　並且，以單面研磨裝置對凸側之單面予以鏡面化，獲得表面為SORI110μm之凸狀及BOW為+55μm，背面為SORI為110μm之凹狀及BOW為-55μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為725μm之合成石英玻璃基板。　　以與實施例1相同之方法，在獲得的合成石英玻璃基板形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI122μm之凸狀，另一方之面變化成SORI122μm之凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，能獲得成膜的面變化成SORI4μm之凸狀，另一方之面變化成SORI4μm之凹狀，面內厚度偏差(TTV)為1μm，具有幾乎平坦的SORI之多晶矽TFT用合成石英玻璃基板。

[實施例4] 　　以與實施例1相同之方法對以與實施例3相同之方法進行轉印工程而獲得的轉印基板進行雙面拋光加工，獲得表面為SORI50μm之凸狀，背面為SORI150μm之凹狀的拋光加工基板。　　並且，以與實施例1相同之方法研磨雙面，獲得表面為SORI150μm之凸狀及BOW為+25μm，背面為SORI50μm之凹狀及BOW為-25μm，厚度偏差為1μm，厚度為725μm之雙面為鏡面之合成石英玻璃基板。　　以與實施例1相同之方法，在獲得的合成石英玻璃基板形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI122μm之凸狀，另一方之面變化成SORI122μm之凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，能獲得成膜的面變化成SORI4μm之凸狀，另一方之面變化成SORI4μm之凹狀，厚度偏差(TTV)為1μm，具有幾乎平坦的SORI之多晶矽TFT用合成石英玻璃基板。

[實施例5] 　　作為轉印用母盤，準備如圖11所示之形狀者。具體而言，準備表背面之形狀為互相對稱的凸形狀，該些SORI為110μm，並且面內厚度偏差(TTV)為220μm，從表背面之中心點偏移30mm之處最厚，其部分之厚度為3000μm，直徑100mm的氧化鋁陶瓷製轉印用母盤。　　作為原料基板，以與實施例1相同之方法，準備直徑100mm，厚度630μm，表背面側之SORI分別為6μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm的合成石英玻璃基板。　　以與實施例1相同之方法，藉由雙面拋光裝置同時加工兩片原料基板之單面側，獲得轉印用母盤之形狀被轉印至單面側之轉印基板。獲得的轉印基板之形狀皆單面凹狀地翹曲110μm。再者，凹狀之最薄之部分從中心偏移30mm。

在雙面拋光裝置設置獲得的轉印基板，以與實施例1相同之方法，進行雙面拋光加工，即使針對在先前轉印工程沒有被轉印之面，亦轉印轉印用母盤之形狀，獲得表面為SORI50μm之凸狀，背面為SORI50μm之凹狀的拋光加工基板。　　並且，以單面研磨裝置對獲得的拋光加工基板之凸狀側之面予以鏡面化，獲得鏡面為SORI150μm之凸狀及BOW為+20μm，粗面為SORI50μm之凹狀及BOW為-20μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為500μm之合成石英玻璃基板。　　接著，以與實施例1相同之方法在獲得的合成石英玻璃基板之表面形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI122μm之凸狀，另一方之面變化成SORI122μm之凹狀。　　之後，進一步進行兩小時1100℃之熱處理之後，能獲得成膜的面變化成SORI4μm之凸狀，另一方之面變化成SORI4μm之凹狀，厚度偏差為1μm，具有幾乎平坦的SORI之多晶矽TFT用合成石英玻璃基板。

[實施例6] 　　與實施例5相同，準備表背面之中一方之面為平坦，並且另一方之面為凸狀地翹曲110μm的形狀，並且面內偏差(TTV)為220μm，從表背面之中心點偏移30mm之處最厚，其部分之厚度為3000μm，直徑100mm之氧化鋁陶瓷製轉印用母盤。　　作為原料基板，準備與實施例5相同者。　　以與實施例3相同之方法，藉由單面拋光裝置對原料基板之單面側進行加工，獲得轉印用母盤之形狀被轉印至單面側之轉印基板。獲得的轉印基板之形狀係單面為平坦，另一方之面為凹狀地翹曲110μm。再者，凹狀之最薄之部分從中心偏移30mm。　　在單面拋光裝置設置獲得的轉印基板，以與實施例2相同之方法，進行單面拋光加工，即使針對在轉印工程沒有被轉印之轉印基板之相反側之面，亦轉印轉印用母盤之形狀，獲得表面為SORI110μm之凸狀，背面為SORI110μm之凹狀的拋光加工基板。　　以單面研磨裝置對獲得的拋光加工基板之凸狀側之面予以鏡面化，獲得鏡面為SORI110μm之凸狀及BOW為+50μm，粗面為SORI為110μm之凹狀及BOW為-50μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為500μm之合成石英玻璃基板。　　接著，以與實施例1相同之方法在獲得的合成石英玻璃基板之表面形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI122μm之凸狀，另一方之面變化成SORI122μm之凹狀。　　之後，進一步進行兩小時1100℃之熱處理之後，能獲得成膜的面變化成SORI4μm之凸狀，另一方之面變化成SORI4μm之凹狀，面內厚度偏差為1μm，具有幾乎平坦的SORI之多晶矽TFT用合成石英玻璃基板。

[比較例1] 　　作為轉印用母盤，準備表背面之SORI為110μm，單面為凸狀，另一方之面為凹狀，厚度為2mm，厚度偏差為2μm且一定，直徑100mm之氧化鋁製轉印用母盤，作為原料基板，準備與實施例1相同者。　　使用雙面拋光裝置，以與實施例1相同之手法，對原料基板進行轉印加工，獲得表背面之SORI為1μm之轉印基板。　　並且，以雙面研磨裝置對獲得的轉印基板予以雙面鏡面化，獲得表背面之SORI為1μm及表面之BOW為+0.5μm背面之BOW為-0.5μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為500μm之雙面為鏡面的合成石英玻璃基板。　　以與實施例1相同之方法，在獲得的合成石英玻璃基板形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI120μm之凸狀，另一方之面變化成SORI120μm之凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，面內厚度偏差(TTV)維持1μm之原樣，成膜的面變化成SORI60μm之凸狀，另一方之面變化成SORI61μm之凹狀，無法獲得期待的平坦SORI。

[比較例2] 　　作為轉印用母盤，準備表背面之SORI為110μm，單面為凸狀，另一方之面為凹狀，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為2mm，直徑200mm之氧化鋁製轉印用母盤，作為原料基板，準備與實施例4相同者。　　以與實施例4相同之手法，使用單面拋光裝置對原料基板進行轉印工程之後，以雙面拋光裝置且以旋轉數20rpm、負載100g/cm² 對獲得的轉印基板進行拋光加工，獲得表背面之SORI為1μm的拋光加工基板。　　並且，進行獲得的拋光基板之雙面研磨，獲得表背面之SORI為1μm及表面之BOW為+0.5μm，背面之BOW為 -0.5μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為725μm的合成石英玻璃基板。　　以與實施例1相同之方法，在獲得的合成石英玻璃基板形成多晶矽膜之後，面內厚度偏差(TTV)維持1μm之原樣，成膜的面變化成SORI120μm之凸狀，另一方之面變化成SORI120μm之凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，面內厚度偏差(TTV)以1μm之原樣，成膜的面變化成SORI60μm之凸狀，另一方之面變化成SORI61μm之凹狀，無法獲得期待的平坦SORI。

[比較例3] 　　作為轉印用母盤，準備表背面之SORI為110μm，單面為凸狀，另一方之面為凹狀，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為2mm，直徑110mm之氧化鋁製轉印用母盤，作為原料基板，準備與實施例2相同者。　　以與實施例2相同之方法，使用雙面拋光裝置對原料基板進行轉印工程之後，以使轉印用母盤之形狀沒有被轉印的平坦面朝向單面拋光裝置之頂板側之方式設置轉印基板，以與實施例2相同之條件進行拋光加工，獲得表面之SORI為1μm之拋光加工基板。　　並且，以單面研磨裝置對獲得的拋光基板之單面予以鏡面化，獲得表面之SORI為1μm及表面之BOW為+0.5μm，背面之BOW為-0.5μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為500μm的合成石英玻璃基板。　　以與實施例1相同之方法，在獲得的合成石英玻璃基板形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI120μm之凸狀，另一方之面變化成SORI120 μm之凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，面內厚度偏差(TTV)以1μm之原樣，成膜的面變化成SORI60μm之凸狀，另一方之面變化成SORI61μm之凹狀，無法獲得期待的平坦SORI。

[比較例4] 　　作為轉印用母盤，準備表背面之SORI為110μm，單面為凸狀，另一方之面為凹狀，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為2mm，直徑200mm之氧化鋁製轉印用母盤，作為原料基板，準備與實施例4相同者。　　以與實施例4相同之方法，使用單面拋光裝置進行原料基板之轉印工程之後，以使轉印用母盤之形狀沒有被轉印的平坦面朝向單面拋光裝置之頂板側之方式設置轉印基板，以與實施例2相同之條件進行拋光加工，獲得表面之SORI為1μm之拋光加工基板。　　並且，以單面研磨裝置對獲得的拋光基板之單面予以鏡面化，獲得表面之SORI為1μm及表面之BOW為+0.5μm，背面之BOW為-0.5μm，面內厚度偏差(TTV)為1μm，厚度為725μm的合成石英玻璃基板。　　以與實施例1相同之方法，在獲得的合成石英玻璃基板形成多晶矽膜之後，成膜的面變化成SORI120μm之凸狀，另一方之面變化成SORI120μm之凹狀。　　之後，進一步進行一小時1050℃之熱處理之後，面內厚度偏差維持1μm之原樣，成膜的面變化成SORI60μm之凸狀，另一方之面變化成SORI61μm之凹狀，無法獲得期待的平坦SORI。

將上述各實施例及比較例之結論顯示於表1。

A‧‧‧半導體用基板1‧‧‧雙面拋光裝置2 單面拋光裝置10、20、30、40‧‧‧轉印用母盤11A、21A‧‧‧轉印基板100、200、300、400‧‧‧轉印用母盤之表面110、210、310、410‧‧‧轉印用母盤之背面100A、110A、200A、210A‧‧‧中心點L1、L2‧‧‧中心點S1、S2、S3、S4‧‧‧假想面(與中心線正交之面)11、21‧‧‧原料基板

圖1表示本發明之半導體用基板之SORI之態樣，(A)表示中心對稱地翹曲成凸狀之狀態，(B)表示翹曲成凸狀之頂點從中心偏移至Y軸方向之凸狀之狀態，(C)表示翹曲成線對稱之凸狀之狀態。另外，面上內部之曲線表示顯示高度之等高線。　　圖2為本發明之半導體用基板之SORI之說明圖，S表示最小平方平面，a表示面S和半導體用基板A之表面的距離之最小值，b表示面S和半導體用基板A之表面的距離之最大值。　　圖3為本發明之半導體用基板之BOW之說明圖，e表示表背中間面，S2表示從e獲得的基準面，f表示基板中心線，以在與f交叉之S2和e之距離中，若e較S2上側則標示+d，若較S2下側則標示-d之方式對d標示符號者係定義成BOW。　　圖4為表示本發明之半導體用基板之厚度偏差c的圖式。　　圖5為表示與本發明之第1實施型態有關之使用雙面拋光裝置之轉印工程之概略圖。　　圖6為表示在第1實施型態中被使用的具有中心對稱之SORI之轉印用母盤之側視圖。　　圖7表示與第1實施型態有關之使用雙面拋光裝置之拋光工程之概略圖。　　圖8表示與本發明之第2實施型態有關之使用單面拋光裝置之轉印工程之概略圖。　　圖9為表示在第2實施型態中被使用的具有中心對稱之SORI之轉印用母盤之側視圖。　　圖10表示與第2實施型態有關之使用單面拋光裝置之拋光工程之概略圖。　　圖11為表示與第1實施型態之變形例有關之具有非中心對稱之SORI之轉印用母盤之側視圖。　　圖12為表示與第2實施型態之變形例有關之具有非中心對稱之SORI之轉印用母盤之側視圖。　　圖13為表示與第1實施型態之其他變形例有關之轉印用母盤之上視圖及側視圖。

Claims

一種半導體用基板，其特徵在於：具備具有凸狀之SORI之一方的面，和具有與上述SORI相同程度之凹狀之SORI的另一方之面，並且厚度偏差為3μm以下，為合成石英玻璃製。
如請求項1所載之半導體用基板，其中上述各面之SORI為50~600μm。
如請求項1或2所載之半導體用基板，其中具有上述凸狀之SORI之一方之面的BOW為+25~+300。
如請求項1或2所載之半導體用基板，其中具有上述凹狀之SORI之另一方之面的BOW為-25~-300。
如請求項1或2所載之半導體用基板，其中厚度為0.5~3mm。
如請求項1或2所載之半導體用基板，其中上述半導體用基板之形狀在俯視下為直徑100~450mm之圓形狀或對角長度100~450mm之矩形狀。
如請求項1或2所載之半導體用基板，其中為多晶矽TFT用基板。
一種半導體用基板之製造方法，其特徵在於，具備：準備工程，其係準備轉印用母盤，且該轉印用母盤具有表面及背面，具有相對於通過連結該些表背面之中心點的中心線上之中間點，與上述中心線正交之面，上述表面及背面對稱地相向的SORI和厚度偏差；轉印工程，其係以挾入上述轉印用母盤之方式，在雙面拋光裝置設置兩片原料基板，對上述各原料基板中之不與上述轉印用母盤相接之面進行加工而製作上述轉印用母盤之形狀被轉印至至各個單面的兩片轉印基板；拋光工程，其係藉由拋光上述轉印基板之雙面，或藉由僅拋光上述轉印基板中之在上述轉印工程沒有被轉印上述轉印用母盤之形狀的面而製作拋光加工基板；及對上述拋光加工基板之雙面或單面進行研磨。
一種半導體用基板之製造方法，其特徵在於，具備：準備工程，其係準備轉印用母盤，且該轉印用母盤具有表面及背面，相對於通過連結該些表背面之中心點的中心線上之中間點，與上述中心線正交之面，上述表背面之中的任一方之面為平行，並且上述表背面之中與原料基板相接之另一方之面正交於上述中心線，同時相對於上述中心線為對稱；轉印工程，其係以與上述轉印用母盤之上述另一方之面相接之方式在單面拋光裝置設置原料基板，對上述原料基板中之不與上述轉印用母盤相接之面進行加工而製作上述轉印用母盤之形狀被轉印至單面之轉印基板；拋光工程，其係藉由拋光上述轉印基板之雙面，或藉由僅拋光上述轉印基板中之在上述轉印工程沒有被轉印上述轉印用母盤之形狀的面而製作拋光加工基板；及對上述拋光加工基板之雙面或單面進行研磨。