JP2017183503A - Chamfering method for wafer - Google Patents
Chamfering method for wafer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017183503A JP2017183503A JP2016068360A JP2016068360A JP2017183503A JP 2017183503 A JP2017183503 A JP 2017183503A JP 2016068360 A JP2016068360 A JP 2016068360A JP 2016068360 A JP2016068360 A JP 2016068360A JP 2017183503 A JP2017183503 A JP 2017183503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- grindstone
- chamfering
- axis
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 62
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 48
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 abstract description 41
- 230000007017 scission Effects 0.000 abstract description 41
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000003672 processing method Methods 0.000 abstract description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 246
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 28
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハの加工方法及びウェーハに係り、特に、劈開性がある半導体ウェーハの面取りに好適な、ウェーハの面取り方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer processing method and a wafer, and more particularly to a wafer chamfering method suitable for chamfering a cleaved semiconductor wafer.
半導体装置や電子部品等の素材となるシリコン等のウェーハは、インゴットの状態から内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスされた後、周縁の割れや欠け等を防止するために外周部に面取り加工を施される。面取り加工に使用する面取り装置には、ウェーハ外周部を研削する外周部用砥石や、方位の基準位置となるＶ字状のノッチ部を研削するノッチ部用砥石等の各種砥石が複数取り付けられる。そして、取り付けられた砥石をスピンドルにより高速に回転させて、面取り加工を実行する。加工の際には、回転するウェーハテーブル上にウェーハを吸着載置し、Ｘガイド、Ｙガイド、及びＺガイドの各ガイド軸により、ウェーハと砥石とを相対的に移動させ、砥石に形成された面取り用の溝へウェーハ外周部を当てる。 A wafer such as silicon, which is a material for semiconductor devices and electronic parts, is sliced from the ingot state with a slicing device such as an inner peripheral blade or a wire saw, and then, on the outer peripheral portion to prevent cracking or chipping of the peripheral edge. Chamfered. A chamfering apparatus used for chamfering is attached with a plurality of various grindstones such as an outer peripheral grindstone for grinding the wafer outer peripheral portion and a notch grindstone for grinding a V-shaped notch serving as a reference position for the orientation. Then, the attached grindstone is rotated at high speed by the spindle to perform chamfering. At the time of processing, the wafer was sucked and placed on the rotating wafer table, and the wafer and the grindstone were relatively moved by the guide shafts of the X guide, the Y guide, and the Z guide, and formed on the grindstone. The outer periphery of the wafer is applied to the chamfering groove.
このような、ウェーハの加工方法の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載のウェーハの加工方法においては、オリエンテーション・フラットまたはインデックス・フラットが形成されたウェーハにおいて、面取り加工以降の工程での加工歩留りを従来よりも良好とするため、化合物半導体の単結晶体を切断して得られるウェーハを構成する結晶固有の劈開面の位置に、オリエンテーション・フラットまたはインデックス・フラットを形成している。そして、これらフラットを含むウェーハの外周面、表面、裏面、周縁部を面取り部に形成している。 An example of such a wafer processing method is described in Patent Document 1. In the wafer processing method described in this publication, a compound semiconductor single crystal is used in order to improve the processing yield in the processes after chamfering in the wafer formed with orientation flat or index flat. An orientation flat or an index flat is formed at the position of the cleavage plane unique to the crystal constituting the wafer obtained by cutting the substrate. And the outer peripheral surface of the wafer containing these flats, the surface, the back surface, and the peripheral part are formed in the chamfered part.
従来の半導体ウェーハの他の加工例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載のウェーハの加工方法においては、両面ラップ作業において、オリエンテーション・フラットの劈開面が、ウェーハの表裏面と直角を成す角部に発生するチッピング不良を防止するため、両面ラップ工程、劈開面を形成するスクライブ工程、劈開面の部分を除いたウェーハ外周部の面取り工程の順に、半導体ウェーハを加工している。 Another example of processing a conventional semiconductor wafer is described in Patent Document 2. In the wafer processing method described in this publication, in a double-sided lapping operation, a double-sided lapping process, a cleavage is performed in order to prevent chipping defects that occur at the corners of the orientation flat that are perpendicular to the front and back surfaces of the wafer. The semiconductor wafer is processed in the order of a scribing process for forming the surface and a chamfering process for the outer peripheral portion of the wafer excluding the cleavage surface.
本発明者らによる先行技術が、特許文献３及び特許文献４に記載されている。これらの公報では、ウェーハの外周面取りに要する加工時間を減らすため、またはウェーハのばらつきによらず高精度に面取り加工するために、粗研削用の砥石と精研削用の砥石を設けたり、ウェーハ砥石の加工点における相対位置に基づき、砥石とウェーハの位置を調整している。 Prior arts by the present inventors are described in Patent Document 3 and Patent Document 4. In these publications, in order to reduce the processing time required for chamfering the outer periphery of the wafer, or to perform chamfering with high accuracy regardless of variations in the wafer, a grinding wheel for rough grinding and a grinding wheel for fine grinding are provided. The positions of the grindstone and the wafer are adjusted based on the relative positions at the processing points.
一般的な半導体ウェーハの加工においては、結晶方向の判別や位置合わせ、レーザ用途の場合には焦点合わせの要求をも含めて、オリエンテーション・フラット（オリフラとも称す）を加工の途中において、形成する。すなわち、半導体の単結晶または多結晶のインゴットから多数のウェーハを作製する場合には、多くの場合、初めにインゴットを軸に直角な方向でスライスし、電子顕微鏡等の手段を用いて判明した劈開面にオリフラを形成するため、ダイヤモンドペンを用いて、ウェーハに傷をつけスクライブする。これにより円形の一部を直線で切断したウェーハ形状が得られる。得られた一部切断した円板は平板であり、側面部と上下面部とのなす角部は直角である。半導体ウェーハの素材自体がシリコン等の硬度の高い素材であるから、スライスされたウェーハも硬度が高く、もろい。しかも上下面と側面との角部は鋭い稜線を形成し、以下の加工等において、この角部に起因する割れや欠けを発生しやすい。そこで、オリフラまたはインデックス・フラットを形成したウェーハでは、ウェーハの角部と上下面との間の稜線部分に、４５°以下の面取り加工を施している。 In general processing of semiconductor wafers, orientation flats (also referred to as orientation flats) are formed in the middle of processing, including crystal orientation discrimination and positioning, and in the case of laser applications, including focusing requirements. That is, in the case of producing a large number of wafers from a single crystal or polycrystalline ingot of a semiconductor, in many cases, the ingot is first sliced in a direction perpendicular to the axis and cleaved by means such as an electron microscope. In order to form an orientation flat on the surface, the wafer is scratched and scribed using a diamond pen. As a result, a wafer shape obtained by cutting a part of the circle with a straight line is obtained. The obtained partially cut disc is a flat plate, and the corner formed by the side surface portion and the upper and lower surface portions is a right angle. Since the semiconductor wafer itself is a hard material such as silicon, the sliced wafer is also hard and brittle. Moreover, the corners between the upper and lower surfaces and the side surfaces form a sharp ridgeline, and cracks and chips caused by these corners are likely to occur in the following processing. In view of this, in the wafer formed with orientation flat or index flat, chamfering processing of 45 ° or less is performed on the ridge line portion between the corner portion and the upper and lower surfaces of the wafer.
上記特許文献１では、さらに、オリフラまたはインデックス・フラットの両端部の角部を起点とする割れや破損を防止するために、オリフラ位置と９０°または２７０°の位置にインデックス・フラットを設けた後ウェーハの全周を面取りし、両フラットの角部がラップ機の定盤や研磨機の研磨布に直接当たるのを防止している。しかしながら、この特許文献１では、面取り加工時のウェーハの加工不良、具体的には面取り加工時に、面取り用の研削用砥石がウェーハに当接した際に生じる恐れのあるチッピング（欠け）等の加工不良の発生については、考慮されていない。すなわち、研削加工のために砥石をウェーハに近づける際に、砥石の近づけ方によっては、加工具である砥石からウェーハに加わる力により、劈開面またはその近傍から割れや損傷が生じる恐れがある。また、オリフラが劈開面と異なる面である場合についても、考慮されていない。 In the above Patent Document 1, in order to prevent cracking and breakage starting from the corners of both ends of the orientation flat or index flat, the orientation flat and the index flat are provided at 90 ° or 270 ° positions. The entire circumference of the wafer is chamfered to prevent the corners of both flats from directly hitting the surface plate of the lapping machine or the polishing cloth of the polishing machine. However, in Patent Document 1, processing of a wafer during chamfering processing, specifically, processing such as chipping (chip) that may occur when a grinding wheel for chamfering abuts on the wafer during chamfering processing. The occurrence of defects is not considered. That is, when the grindstone is brought close to the wafer for grinding, depending on how the grindstone is brought close, there is a possibility that cracks or damage may occur from the cleavage plane or its vicinity due to the force applied to the wafer from the grindstone as a processing tool. Further, the case where the orientation flat is different from the cleavage plane is not taken into consideration.
特許文献２では、従来の加工手順でウェーハを加工すると、７％の割合で劈開面からチッピングが生じるとの経験に基づいて、両面ラップ工程を先にして、スクライブ工程及び面取り工程を後にすることが開示されている。しかしながらこの特許文献２でも、面取り加工時の加工不良の発生については、考慮されていない。また、オリフラが劈開面と異なる面である場合についても、考慮されていない。 According to Patent Document 2, when a wafer is processed by the conventional processing procedure, the scribing process and the chamfering process are performed after the double-sided lapping process based on the experience that chipping occurs from the cleavage plane at a rate of 7%. Is disclosed. However, this Patent Document 2 does not take into consideration the occurrence of machining defects during chamfering. Further, the case where the orientation flat is different from the cleavage plane is not taken into consideration.
特許文献３、４は、本発明者らによる先行技術であり、それぞれ面取りにおける加工時間の短縮及びウェーハの厚みにばらつきやそりに影響されずに、高精度の面取り加工を実施するという、当初の目的を達成している。しかしながら、その後の開発的研究において、面取り加工における歩留まり向上という新たな課題が発見されたものであり、この特許文献３、４ではそれらについては十分には、考慮されていない。 Patent Documents 3 and 4 are prior arts by the present inventors, and each of them is an original technique in which chamfering is carried out with high accuracy without being affected by variations in the processing time in chamfering and variations in wafer thickness and warpage. The goal has been achieved. However, in the subsequent developmental research, new problems of improving the yield in chamfering processing have been discovered, and these Patent Documents 3 and 4 do not fully consider them.
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、劈開面を有する半導体用ウェーハの面取り加工において、面取り加工に起因するウェーハ不良の発生を低減し、該加工における歩留まりを向上させることにある。本発明の他の目的は、上記目的に加え、面取り加工以後の加工においても、ウェーハの加工不良を低減してそれら加工における歩留まりを向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to reduce the occurrence of wafer defects due to chamfering in chamfering of a semiconductor wafer having a cleaved surface, and the yield in the processing. Is to improve. Another object of the present invention is to reduce the processing defects of the wafer and improve the yield in the processes after the chamfering process in addition to the above object.
上記目的を達成する本発明の特徴は、インゴットからスライスされて形成された薄板状の半導体ウェーハをウェーハ送り装置に載置して、前記ウェーハの外周部を回転する砥石を用いて面取りするウェーハの面取り方法において、前記ウェーハが前記砥石に当接する際に、前記ウェーハの劈開面が前記砥石の接線方向に直角な方向となるように、前記ウェーハを回転させて周方向位置を定めたらその回転を停止させるステップと、前記ウェーハを前記砥石の接線方向から前記砥石へ接近させるステップとを含むことにある。 A feature of the present invention that achieves the above object is that a thin semiconductor wafer formed by slicing from an ingot is placed on a wafer feeding device, and a wafer that is chamfered using a grindstone that rotates the outer periphery of the wafer. In the chamfering method, when the wafer is in contact with the grindstone, the wafer is rotated so that the cleaved surface of the wafer is in a direction perpendicular to the tangential direction of the grindstone, and the circumferential position is determined. There is a step of stopping and a step of approaching the wafer from the tangential direction of the grindstone to the grindstone.
そしてこの特徴において、前記ウェーハ送り装置は、前記ウェーハを回転させるθ軸駆動手段と、前記ウェーハを前記砥石の接線方向に直交する方向に駆動するＸ軸駆動手段と、前記ウェーハを前記砥石の接線方向に駆動するＹ軸駆動手段とを備え、前記ウェーハを回転させたのち停止させるステップを前記θ軸駆動手段を用いて行い、前記ウェーハ接線方向から前記砥石へ接近させるステップは前記Ｙ軸駆動手段を用いて行うのがよく、前記ウェーハを前記砥石に接近させるステップの前に、前記ウェーハを前記Ｘ軸駆動手段を用いて前記接線方向に直交する方向に移動させるステップをさらに有し、前記ウェーハが前記砥石に接線方向から接近することを可能にするのが望ましい。また、前記ウェーハのＸ軸方向の移動とθ軸の回転とを、Ｙ軸方向の移動が完了する前に完了するのがよい。 In this aspect, the wafer feeding device includes a θ-axis driving unit that rotates the wafer, an X-axis driving unit that drives the wafer in a direction orthogonal to a tangential direction of the grindstone, and a tangent line of the wafer. Y-axis driving means for driving the wafer in a direction, the wafer is rotated and stopped using the θ-axis driving means, and the step of approaching the grindstone from the wafer tangential direction is the Y-axis driving means. And moving the wafer in a direction perpendicular to the tangential direction using the X-axis driving means before the step of bringing the wafer closer to the grindstone. It is desirable to allow the wheel to approach the tangential direction. The movement of the wafer in the X-axis direction and the rotation of the θ-axis are preferably completed before the movement in the Y-axis direction is completed.
また本発明において、インゴットからスライスされて形成された薄板状のウェーハであって、外周の一部にオリエンテーション・フラットが形成された化合物半導体のウェーハにおいて、前記オリエンテーション・フラットの近傍に面取り開始位置を設け、この面取り開始位置と前記ウェーハの中心を結ぶ線上に劈開面を形成していてもよい。そしてこの特徴において、前記ウェーハは、タンタル酸リチウムとニオブ酸リチウムの少なくともいずれかの単結晶であってもよい。 Further, in the present invention, a thin plate-like wafer formed by slicing from an ingot, and a compound semiconductor wafer in which an orientation flat is formed on a part of the outer periphery, a chamfer start position is provided in the vicinity of the orientation flat. A cleaved surface may be formed on a line connecting the chamfering start position and the center of the wafer. In this aspect, the wafer may be a single crystal of at least one of lithium tantalate and lithium niobate.
本発明によれば、劈開面を有する半導体用ウェーハの面取り加工において、面取りに着手する際に、砥石がウェーハに当接する方向を、劈開面に垂直な方向に近づけて、砥石からウェーハに加わる力の成分のうち、劈開面に垂直な方向の成分を極力低減したので、劈開面を起点とする欠けや割れ等の、面取り加工に起因するウェーハの加工不良の発生を低減できる。したがって、ウェーハの全周を歩留り高く面取り加工でき、面取り加工以後の加工においても、ウェーハの加工不良を低減でき、あらゆるウェーハの加工における歩留まりを向上できる。 According to the present invention, in chamfering a semiconductor wafer having a cleavage plane, when the chamfering is started, the direction in which the grindstone abuts on the wafer is brought close to the direction perpendicular to the cleavage plane, and the force applied to the wafer from the grindstone Since the component in the direction perpendicular to the cleavage plane is reduced as much as possible, occurrence of wafer processing defects due to chamfering such as chipping and cracking starting from the cleavage plane can be reduced. Therefore, the entire circumference of the wafer can be chamfered with a high yield, and processing defects after the chamfering can be reduced, and the yield in the processing of all wafers can be improved.
以下、本発明に係るウェーハ面取り装置の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、ウェーハ面取り装置１０の一実施例の概略上面図であり、図２は、図１に示すウェーハ面取り装置１０の主要部である加工部１６Ａ（１６Ｂ）の正面図である。 Hereinafter, an embodiment of a wafer chamfering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic top view of an embodiment of the wafer chamfering apparatus 10, and FIG. 2 is a front view of a processing unit 16A (16B) which is a main part of the wafer chamfering apparatus 10 shown in FIG.
ウェーハ面取り装置１０は、供給回収部１２、プリアライメント部１４、２つの加工部１６Ａ、１６Ｂ、オリエンテーション・フラット（以下、オリフラと称す）研磨部１８、洗浄部２０、後測定部２２、及び搬送部２４、操作パネル１７および制御装置１５を有している。供給回収部１２は、面取り加工するウェーハＷをウェーハカセット３０から加工側１９へ供給するとともに、面取り加工されたウェーハＷを加工側１９からウェーハカセット３０に回収する。本実施例の供給回収部１２は、４台のカセットテーブル３２と、１台の供給回収ロボット３４を備える。 The wafer chamfering apparatus 10 includes a supply recovery unit 12, a pre-alignment unit 14, two processing units 16A and 16B, an orientation flat (hereinafter referred to as orientation flat) polishing unit 18, a cleaning unit 20, a post-measurement unit 22, and a transfer unit. 24, an operation panel 17 and a control device 15 are provided. The supply / recovery unit 12 supplies the wafer W to be chamfered from the wafer cassette 30 to the processing side 19 and collects the chamfered wafer W from the processing side 19 to the wafer cassette 30. The supply / recovery unit 12 of this embodiment includes four cassette tables 32 and one supply / recovery robot 34.
供給回収ロボット３４は、カセットテーブル３２にセットされた各ウェーハカセット３０からウェーハＷを１枚ずつ取り出してプリアライメント部１４に供給する。それとともに、面取り加工されたウェーハＷを後測定部２２からウェーハカセット３０に収納する。供給回収ロボット３４は３軸回転型の搬送アーム３６を備えており、吸着パッドでウェーハＷの裏面を真空吸着してウェーハＷを保持する。供給回収ロボット３４の搬送アーム３６は、ガイドレール３８に沿って移動可能なスライドブロック４０上に設けられている。スライドブロック４０が前後方向（Ｙ軸方向）に移動することにより、搬送アーム３６が移動する。 The supply / recovery robot 34 takes out one wafer W from each wafer cassette 30 set on the cassette table 32 and supplies it to the pre-alignment unit 14. At the same time, the chamfered wafer W is stored in the wafer cassette 30 from the rear measurement unit 22. The supply / recovery robot 34 includes a three-axis rotation type transfer arm 36, and holds the wafer W by vacuum-sucking the back surface of the wafer W with a suction pad. The transport arm 36 of the supply / recovery robot 34 is provided on a slide block 40 that is movable along a guide rail 38. As the slide block 40 moves in the front-rear direction (Y-axis direction), the transfer arm 36 moves.
プリアライメント部１４は、面取り加工するウェーハＷの厚さ測定とプリアライメントを実行する。プリアライメント部１４は、測定テーブル５０、厚さセンサ５２、及びオリフラ検出センサ５４を備える。測定テーブル５０は、その中心軸回りにウェーハＷを回転させる。厚さセンサ５２は、静電容量センサであり、ウェーハＷの表面から裏面までの距離を測定する。静電容量センサの測定結果は、図示しない演算装置に出力され、ウェーハＷの厚さが求められる。オリフラ検出センサ５４は、レーザセンサであり、ウェーハＷのオリフラの位置を検出する。 The pre-alignment unit 14 performs thickness measurement and pre-alignment of the wafer W to be chamfered. The pre-alignment unit 14 includes a measurement table 50, a thickness sensor 52, and an orientation flat detection sensor 54. The measurement table 50 rotates the wafer W around its central axis. The thickness sensor 52 is a capacitance sensor, and measures the distance from the front surface to the back surface of the wafer W. The measurement result of the capacitance sensor is output to an arithmetic device (not shown), and the thickness of the wafer W is obtained. The orientation flat detection sensor 54 is a laser sensor and detects the orientation flat position of the wafer W.
２つの加工部１６Ａ、１６Ｂは、ウェーハ面取り装置１０の正面部に並列して配置されており、それぞれ、ウェーハＷの外周面取りの全加工、すなわち、粗加工から仕上げ加工までを実行する。加工部１６Ａ、１６Ｂは互いに同一の構成であり、ウェーハ送り装置６０、外周研削装置６２を備える。 The two processing parts 16A and 16B are arranged in parallel to the front part of the wafer chamfering apparatus 10, and each performs the entire process of chamfering the outer periphery of the wafer W, that is, from roughing to finishing. The processing units 16A and 16B have the same configuration and include a wafer feeding device 60 and a peripheral grinding device 62.
オリフラ研磨部１８は、ウェーハＷのオリフラ部を仕上げ加工する。オリフラ研磨部１８は、ウェーハ送り装置７０及びオリフラ研磨ユニット７２を有する。ウェーハ送り装置７０は、ウェーハＷを吸着保持し、前後方向（Ｙ軸方向）、左右方向（Ｘ軸方向）、及び上下方向（Ｚ軸方向）と、中心軸（θ軸）回りの回転方向に移動可能なチャックテーブル７４を有する。オリフラ研磨ユニット７２は、オリフラ部の仕上げ加工（仕上げ研磨）するオリフラ研磨ヘッド７６を備える。 The orientation flat polishing portion 18 finishes the orientation flat portion of the wafer W. The orientation flat polishing unit 18 includes a wafer feeding device 70 and an orientation flat polishing unit 72. The wafer feeding device 70 holds the wafer W by suction and rotates it in the front-rear direction (Y-axis direction), the left-right direction (X-axis direction), the up-down direction (Z-axis direction), and the rotation direction around the central axis (θ-axis) A movable chuck table 74 is provided. The orientation flat polishing unit 72 includes an orientation flat polishing head 76 for finishing the orientation flat portion (finish polishing).
洗浄部２０は、面取り加工後のウェーハＷを洗浄するものであり、洗浄テーブル８２で保持したウェーハＷを回転させながら、ウェーハＷの表面に洗浄液を噴射して、ウェーハＷの表面に付着した汚れを剥離除去する、スピン洗浄装置８０を備える。後測定部２２は、面取り加工したウェーハＷの直径を測定するものであり、ウェーハＷの直径を測定する直径測定器８４、ウェーハＷを保持して回転及び上下動させる測定テーブル８６を有する。 The cleaning unit 20 cleans the wafer W after the chamfering process. The cleaning unit 20 sprays a cleaning liquid onto the surface of the wafer W while rotating the wafer W held by the cleaning table 82, and stains adhered to the surface of the wafer W. A spin cleaning device 80 is provided to remove and remove the. The post-measurement unit 22 measures the diameter of the chamfered wafer W, and includes a diameter measuring device 84 that measures the diameter of the wafer W and a measurement table 86 that holds the wafer W and rotates and moves it up and down.
搬送部２４は、ウェーハ面取り装置１０の各部にウェーハＷを搬送するものであり、研削トランスファ部１００、オリフラ精研トランスファ部１０２、洗浄トランスファ部１０４、及び収納トランスファ部１０６を備える。研削トランスファ部１００は、水平ガイド１１０、１１０に沿ってスライド移動するスライドブロック１１２、１１２上に設けたトランスファアーム１１４を備える。トランスファアーム１１４の先端には吸着パッド１１６が取り付けられている。トランスファアーム１１４は、ウェーハＷを保持した状態で、水平移動及び上下移動することができる。 The transfer unit 24 is for transferring the wafer W to each part of the wafer chamfering apparatus 10, and includes a grinding transfer unit 100, an orientation flat research transfer unit 102, a cleaning transfer unit 104, and a storage transfer unit 106. The grinding transfer unit 100 includes a transfer arm 114 provided on slide blocks 112 and 112 that slide along the horizontal guides 110 and 110. A suction pad 116 is attached to the tip of the transfer arm 114. The transfer arm 114 can move horizontally and vertically while holding the wafer W.
オリフラ精研トランスファ部１０２、および洗浄トランスファ部１０４、収納トランスファ部１０６は、研削トランスファ部１００と同様の構成で、それぞれ、水平ガイド１１０、スライドブロック１１２、トランスファアーム１１４、吸着パッド１１６を有する。 The orientation flat precision transfer unit 102, the cleaning transfer unit 104, and the storage transfer unit 106 have the same configuration as the grinding transfer unit 100, and each include a horizontal guide 110, a slide block 112, a transfer arm 114, and a suction pad 116.
次に、本発明の特徴的部分である加工部１６Ａ、１６Ｂの構成について、図２を用いて説明する。加工部１６Ａ、１６Ｂの構成は同じであるから、加工部１６Ａについてのみ、説明するが、加工部１６Ｂも同様である。 Next, the structure of the processing parts 16A and 16B, which is a characteristic part of the present invention, will be described with reference to FIG. Since the configuration of the processing units 16A and 16B is the same, only the processing unit 16A will be described, but the processing unit 16B is the same.
加工部１６Ａは、上述したように、ウェーハ送り装置６０と外周研削装置６２とを備える。ウェーハ送り装置６０は、本体ベース１４１上に載置されたＸ軸ベース１２１、２本のＸ軸ガイドレール１２２、４個のＸ軸リニアガイド１２３、ボールスクリューとサーボモータで構成されたＸ軸駆動手段１２５により、図２のＸ方向に移動されるＸテーブル１２４を有する。Ｘテーブル１２４には、２本のＹ軸ガイドレール１２６、４個のＹ軸リニアガイド１２７、図示しないボールスクリューとサーボモータから構成されるＹ軸駆動手段により、図２のＹ方向に移動されるＹテーブル１２８が組込まれている。 The processing unit 16A includes the wafer feeding device 60 and the outer peripheral grinding device 62 as described above. The wafer feeder 60 includes an X-axis base 121 mounted on a main body base 141, two X-axis guide rails 122, four X-axis linear guides 123, an X-axis drive composed of a ball screw and a servo motor. An X table 124 is moved by means 125 in the X direction of FIG. The X table 124 is moved in the Y direction in FIG. 2 by Y axis driving means composed of two Y axis guide rails 126, four Y axis linear guides 127, a ball screw and a servo motor (not shown). A Y table 128 is incorporated.
Ｙテーブル１２８の上部には、２本のＺ軸ガイドレール１２９と図示しない４個のＺ軸リニアガイドによって案内され、ボールスクリュー及びステッピングモータを備えるＺ軸駆動手段１３０によって図のＺ方向に移動されるＺテーブル１３１が組込まれている。Ｚテーブル１３１には、θ軸モータ１３２、θスピンドル１３３が組込まれている。θスピンドル１３３には、ウェーハＷを吸着載置するウェーハテーブル１３４が取り付けられている。 The top of the Y table 128 is guided by two Z-axis guide rails 129 and four Z-axis linear guides (not shown), and is moved in the Z direction in the figure by Z-axis driving means 130 having a ball screw and a stepping motor. Z table 131 is incorporated. The Z table 131 incorporates a θ-axis motor 132 and a θ spindle 133. A wafer table 134 on which the wafer W is sucked and mounted is attached to the θ spindle 133.
ウェーハテーブル１３４はウェーハテーブルの回転軸心ＣＷを中心として図２のθ方向に回転する。ウェーハテーブル１３４の上面は、図１に示したトランスファアーム１１４が配設されており、トランスファアームの先端には、下向きに吸着パッド１１６が取り付けられている。吸着パッド１１６は真空源と連通し、面取り加工されるウェーハＷ、または面取り加工を行う砥石をツルーイングするツルーイング砥石（以下、ツルアーと称する）が載置されて吸着固定される。ウェーハ送り装置６０が、ウェーハＷ及びツルアーを図２のθ方向に回転するとともに、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動する。 The wafer table 134 rotates about the rotation axis CW of the wafer table in the θ direction of FIG. The transfer arm 114 shown in FIG. 1 is disposed on the upper surface of the wafer table 134, and a suction pad 116 is attached downward to the tip of the transfer arm. The suction pad 116 communicates with a vacuum source, and a wafer W to be chamfered or a truing grindstone (hereinafter referred to as a truer) for truing a grindstone to be chamfered is placed and sucked and fixed. The wafer feeder 60 rotates the wafer W and the truer in the θ direction of FIG. 2 and moves in the X, Y, and Z directions.
外周研削装置６２は、複数の外周粗研削用溝が形成された外周加工砥石１５２が取り付けられ、図示しない外周砥石モータによって軸心ＣＨを中心に回転駆動される外周砥石スピンドル１５１、外周加工砥石１５２の上方に取付けられた外周精研スピンドル１５４及び外周精研モータ１５６を有している。外周精研スピンドル１５４にはウェーハＷの外周を仕上げ研削する面取り用砥石である外周精研削砥石１５５が取付けられている。外周精研削砥石１５５は、ロータリ１６３が回転することにより、加工位置へ移動する。外周精研削砥石１５５は、ウェーハテーブル１３４上面に載置された図示しないツルアー、またはウェーハテーブル下部に取り付けられた図示しないツルアーによりツルーイングされ、外周精研削用溝が形成される。 The outer peripheral grinding device 62 is provided with an outer peripheral processing grindstone 152 in which a plurality of outer peripheral rough grinding grooves are formed, and an outer peripheral grindstone spindle 151 and an outer peripheral processing grindstone 152 that are driven to rotate around an axis CH by an outer peripheral grindstone motor (not shown). The outer peripheral precision spindle 154 and the outer peripheral precision motor 156 are mounted on the upper side of the motor. A peripheral grinding wheel 155 which is a chamfering grindstone for finishing and grinding the outer circumference of the wafer W is attached to the peripheral grinding spindle 154. The peripheral grinding wheel 155 moves to the processing position when the rotary 163 rotates. The outer peripheral fine grinding wheel 155 is trued by a not-shown truer placed on the upper surface of the wafer table 134 or a not-shown truer attached to the lower part of the wafer table to form an outer peripheral fine grinding groove.
本実施例で使用するウェーハＷは、タンタル酸リチウム（以下ＬＴと称す）やニオブ酸リチウム（以下ＬＮと称す）のインゴットからスライスされた化合物半導体ウェーハで、直径φ５０〜３００ｍｍ程度の薄い円板状をしている。そして、Ｘ線回折や光像法を用いて、劈開面２１１が予め検出されている。検出された劈開面２１１に対して、角度を有して、ウェーハＷの位置決め基準となるオリフラ２１０が円の一部を切り欠くように、形成されている。また、図１に示した直径測定器８４または他の方法で、ウェーハＷの直径Ｄは正確に求められている。さらに、ウェーハＷの厚さｔも、プリアライメント部１４の厚さセンサ５２で、予め正確に求められている。ウェーハＷの直径Ｄ及び厚さｔ、オリフラ２１０と劈開面２１１との関係、等の計測および検出データは、各ウェーハＷについて制御装置１５が備える図示しない記憶手段に、ウェーハＷの面取り加工開始までに記憶されている。 The wafer W used in this example is a compound semiconductor wafer sliced from an ingot of lithium tantalate (hereinafter referred to as LT) or lithium niobate (hereinafter referred to as LN), and is a thin disk having a diameter of about 50 to 300 mm. I am doing. Then, the cleavage plane 211 is detected in advance using X-ray diffraction or optical image method. An orientation flat 210 serving as a positioning reference for the wafer W is formed so as to cut out a part of the circle with an angle with respect to the detected cleavage plane 211. Further, the diameter D of the wafer W is accurately obtained by the diameter measuring instrument 84 shown in FIG. 1 or other methods. Further, the thickness t of the wafer W is also accurately obtained in advance by the thickness sensor 52 of the pre-alignment unit 14. Measurement and detection data such as the diameter D and thickness t of the wafer W, the relationship between the orientation flat 210 and the cleaved surface 211, and the like are stored in a storage means (not shown) included in the control device 15 for each wafer W until chamfering of the wafer W is started. Is remembered.
次に、図２及び図３以下を用いて、本発明の一実施例によるウェーハＷの面取り加工開始まで及び面取り加工開始直後の状態について、説明する。図３は、研削トランスファ部１００を用いて、ウェーハＷをウェーハ送り装置６０に移載した後のウェーハＷの動きを説明する図である。初めに図３（ａ）に示すように、吸着パッド１１６に吸着された状態を保持して、ウェーハＷはウェーハ送り装置６０のウェーハテーブル１３４に載置されている（図２参照）。 Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3 and subsequent drawings, the state until the chamfering processing of the wafer W according to one embodiment of the present invention and immediately after the chamfering processing is started will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the movement of the wafer W after the wafer W is transferred to the wafer feeder 60 using the grinding transfer unit 100. First, as shown in FIG. 3A, the wafer W is placed on the wafer table 134 of the wafer feeding apparatus 60 while being held by the suction pad 116 (see FIG. 2).
制御装置１５は、制御装置１５に記憶されたウェーハＷの直径Ｄ、ウェーハＷの劈開面２１１及びオリフラ２１０の位置、ウェーハＷの厚さｔ、に基づいて、ウェーハ送り装置６０のＺ軸を駆動するＺ軸駆動手段を駆動する。そして、外周加工砥石１５２または外周精研削砥石１５５の加工高さ位置に、ウェーハＷの研削位置である周囲部を合わせ、ウェーハＷの高さ位置をロックする。ウェーハＷの加工位置高さが合ったので、ウェーハＷの劈開面２１１が外周加工砥石１５２または外周精研削砥石１５５に初めて当接するときに、その相対位置関係が、後述する図３（ｄ）の状態、すなわち、ウェーハＷの回転中心ＣＷと外周加工砥石１５２の回転中心（ＣＨ）または外周精研削砥石１５５の回転中心を結ぶ線上に、劈開面が位置するまで、ウェーハＷをθ軸モータ１３２を用いて回転させる（Ｏｐ１）。言い換えれば、ウェーハＷの劈開面２１１は、外周加工砥石１５２または外周精研削砥石１５５に最初に当接するときに、これら砥石１５２、１５５の接線方向に直角な方向に位置するよう、位置づけされる〔図３（ｂ）〕。 The control device 15 drives the Z axis of the wafer feeding device 60 based on the diameter D of the wafer W stored in the control device 15, the positions of the cleavage surface 211 and the orientation flat 210 of the wafer W, and the thickness t of the wafer W. To drive the Z-axis driving means. Then, the peripheral position, which is the grinding position of the wafer W, is aligned with the processing height position of the peripheral processing grindstone 152 or the peripheral fine grinding grindstone 155, and the height position of the wafer W is locked. Since the processing position height of the wafer W matches, when the cleaved surface 211 of the wafer W first comes into contact with the outer peripheral processing grindstone 152 or the outer peripheral fine grinding grindstone 155, the relative positional relationship is shown in FIG. The wafer W is moved by the θ-axis motor 132 until the cleaved surface is located in a state, that is, on the line connecting the rotation center CW of the wafer W and the rotation center (CH) of the outer peripheral grinding wheel 152 or the rotation center of the outer peripheral grinding wheel 155. And rotate (Op 1 ). In other words, the cleaved surface 211 of the wafer W is positioned so as to be positioned in a direction perpendicular to the tangential direction of the grindstones 152 and 155 when the chamfered surface 211 of the wafer W first comes into contact with the grindstone 152 or the fine grinding wheel 155 [ FIG. 3 (b)].
このようにウェーハＷの周方向位置を定めたら、θ軸モータ１３２の回動をロックし、Ｘ軸駆動手段１２５を用いて、ウェーハＷをＸ軸方向に移動させる（Ｏｐ２）。その際、ウェーハＷの直径Ｄと外周加工砥石１５２または外周精研削砥石１５５の外径ｄを用いて、ウェーハＷのＸ方向移動距離を正確に制御装置１５が制御する。そのため、外周加工砥石１５２および外周精研削砥石１５５には、常時それらの外径ｄを検出できる検出装置を設けることが望ましい。もしくは、定期的にそれら砥石１５２、１５５の外径ｄを検出するようにする。上記Ｘ方向の移動が所定距離に達したら、Ｘ軸駆動手段１２５をロックし、それ以上のウェーハＷのＸ方向の移動を防止する〔図３（ｃ）〕。 When the circumferential position of the wafer W is thus determined, the rotation of the θ-axis motor 132 is locked, and the wafer W is moved in the X-axis direction using the X-axis drive means 125 (Op 2 ). At that time, the control device 15 accurately controls the movement distance of the wafer W in the X direction using the diameter D of the wafer W and the outer diameter d of the outer peripheral grinding wheel 152 or the outer peripheral grinding wheel 155. Therefore, it is desirable to provide a detection device that can always detect the outer diameter d of the outer peripheral processing grindstone 152 and the outer peripheral fine grinding grindstone 155. Alternatively, the outer diameter d of the grindstones 152 and 155 is periodically detected. When the movement in the X direction reaches a predetermined distance, the X axis driving means 125 is locked to prevent further movement of the wafer W in the X direction [FIG. 3 (c)].
ウェーハＷの加工位置への接近を、外周加工砥石１５２または外周精研削砥石１５５の接線方向にすることができたので、図示しないＹ軸駆動手段を用いて制御装置１５が、ウェーハＷを外周加工砥石１５２または外周精研削砥石１５５に接近させる（Ｏｐ３）。この時、制御装置１５に記憶されたウェーハＷの直径Ｄおよびそれら砥石の外径ｄを用いて、制御装置１５は、ウェーハＷが砥石１５２、１５５に最初に当接する位置が、ウェーハＷの劈開面２１１であって、砥石１５２、１５５の接線方向に直交する方向であることを確認する。砥石１５２、１５５は高速で回転Ｒしているので、ウェーハＷが砥石１５２、１５５に当接する直前はその接近速度を低下させて、当接の衝撃を緩和する。 Since the approach to the processing position of the wafer W can be made in the tangential direction of the outer peripheral processing grindstone 152 or the outer peripheral precision grinding wheel 155, the controller 15 uses the Y-axis driving means (not shown) to process the wafer W into the outer peripheral processing. It is made to approach the grindstone 152 or the outer periphery fine grinding grindstone 155 (Op 3 ). At this time, using the diameter D of the wafer W and the outer diameter d of the grindstone stored in the control device 15, the control device 15 determines that the position where the wafer W first contacts the grindstones 152 and 155 is cleaved. It is confirmed that the surface 211 is a direction orthogonal to the tangential direction of the grindstones 152 and 155. Since the grindstones 152 and 155 are rotating R at high speed, immediately before the wafer W comes into contact with the grindstones 152 and 155, the approach speed is reduced to reduce the impact of the contact.
ウェーハＷが外周加工砥石１５２または外周精研削砥石１５５に当接した〔図３（ｄ）〕ら、Ｘ軸駆動手段１２５のロックを解除し、以後はウェーハＷの外周形状に沿った面取り加工を実施できるようにする。また、ロックしていたθ軸モータ１３２の回転を再開する。なお、θ軸モータ１３２の回転のロックや再開は、モータを直接オン／オフしてもよいし、クラッチ等を介して実行してもよい。θ軸モータ１３２の回転は減速されており、ウェーハＷの回転は砥石１５２、１５５の回転に比べて桁違いに遅く、ウェーハＷが劈開面２１１を起点として破損するのを防止する。ウェーハＷが砥石１５２、１５５に当接したら、所定の研削諸元で外周面取り加工が開始される。 When the wafer W comes into contact with the outer peripheral grinding wheel 152 or the outer peripheral grinding wheel 155 [FIG. 3 (d)], the lock of the X-axis driving means 125 is released, and thereafter the chamfering process along the outer peripheral shape of the wafer W is performed. Be able to implement. Further, the rotation of the locked θ-axis motor 132 is resumed. The rotation lock and restart of the θ-axis motor 132 may be directly turned on / off, or may be executed via a clutch or the like. The rotation of the θ-axis motor 132 is decelerated, and the rotation of the wafer W is orders of magnitude slower than the rotation of the grindstones 152 and 155, thereby preventing the wafer W from being damaged starting from the cleavage plane 211. When the wafer W comes into contact with the grindstones 152, 155, the outer peripheral chamfering process is started with predetermined grinding specifications.
図４に、ウェーハＷが砥石１５２（１５５）に当接した時の研削抵抗の発生状態を模式的に示す。砥石１５２（１５５）は右回りに高速回転Ｒしているものとする。ウェーハＷは、砥石１５２（１５５）の回転方向と同じ右方向に低速回転（Ｒ０）している。劈開面２１１上の点を含む、当接点でもあり加工点でもあるウェーハＷの点では、摩擦力または研削抵抗Ｆが発生する。ここで重要なことは、この研削抵抗Ｆは、劈開面２１１に直角な方向の力であり、劈開面２１１に平行な成分を有していないことである。このことについては、図５を用いてより詳しく説明する。 FIG. 4 schematically shows the state of occurrence of grinding resistance when the wafer W comes into contact with the grindstone 152 (155). It is assumed that the grindstone 152 (155) rotates at a high speed R clockwise. The wafer W is rotating at a low speed (R 0 ) in the right direction that is the same as the rotation direction of the grindstone 152 (155). A frictional force or a grinding resistance F is generated at a point on the wafer W that is both a contact point and a processing point, including a point on the cleavage plane 211. What is important here is that the grinding resistance F is a force in a direction perpendicular to the cleavage plane 211 and does not have a component parallel to the cleavage plane 211. This will be described in more detail with reference to FIG.
図５は、比較例として、ウェーハＷの劈開面２１１が砥石１５２（１５５）に接近する方向に対して斜めの状態で、ウェーハＷが砥石１５２（１５５）に当接する場合を示す、図３または図４に対応する図である。ウェーハＷと砥石１５２（１５５）の当接位置では、図４の例と同様に研削抵抗Ｆが砥石１５２（１５５）の接線方向に発生する。その結果、当接部では研削抵抗Ｆにより、劈開面２１１方向の分力ＦＰと劈開面２１１に垂直な分力ＦＴが発生する。 FIG. 5 shows, as a comparative example, a case where the wafer W is in contact with the grindstone 152 (155) in a state where the cleavage surface 211 of the wafer W is inclined with respect to the direction approaching the grindstone 152 (155). It is a figure corresponding to FIG. At the contact position between the wafer W and the grindstone 152 (155), a grinding resistance F is generated in the tangential direction of the grindstone 152 (155) as in the example of FIG. As a result, the grinding force F is a contact portion, a vertical component force F T is generated in the cleavage plane 211 direction component force F P and a cleavage plane 211.
ところで、単結晶では顕著になるが多結晶であっても、劈開面はその面に沿って結晶が裂けやすい面であり、劈開面方向に力が加わると、結晶は容易に破壊する。つまり、劈開面２１１方向の分力ＦＴの存在は、単結晶であればその面方向からウェーハＷの全面にほぼ真っ直ぐに延びる劈開が始まることを意味する。これは、図５で模式的に示すような破損領域２１５の形成を引き起こし、ウェーハＷの面取り加工における歩留まりを低下させる。 By the way, although it becomes remarkable in a single crystal, even if it is a polycrystal, the cleavage plane is a plane where the crystal is easily torn along the plane, and when a force is applied in the direction of the cleavage plane, the crystal is easily broken. That is, the presence of the cleavage plane 211 direction component force F T means that the cleavage extending substantially straight from its surface direction on the entire surface of the wafer W is started if a single crystal. This causes the formation of a damaged region 215 as schematically shown in FIG. 5 and reduces the yield in chamfering processing of the wafer W.
以上のように、ウェーハＷの劈開面２１１の位置と砥石１５２（１５５）との関係がウェーハＷの面取り加工における歩留まり向上において重要であることが知られるが、ウェーハＷの直径Ｄの変動や厚さｔの変動が、劈開面２１１の影響よりも大きな影響を面取り加工に及ぼすことも危惧される。そこで、図６を用いて、ウェーハＷの直径が面取り加工に及ぼす影響について、以下に説明する。 As described above, it is known that the relationship between the position of the cleavage surface 211 of the wafer W and the grindstone 152 (155) is important in improving the yield in the chamfering process of the wafer W. It is feared that the fluctuation of the thickness t has a larger influence on the chamfering than the influence of the cleaved surface 211. Accordingly, the influence of the diameter of the wafer W on the chamfering process will be described below with reference to FIG.
図６（ａ）は、ウェーハＷの直径Ｄが規定の大きさの場合であり、図６（ｂ）は、ウェーハＷの径が（Ｄ＋δ）まで大きくなった場合である。各図の左側は、ウェーハＷと砥石１５２（１５５）の当接部の上面断面図であり、右側はその横断面図である。ウェーハＷの大きさが規定の大きさであれば、砥石１５２（１５５）の面取り面２３１、２３２によりウェーハＷは上側および下側が、ほぼ同じ量、同じ形状で面取り２２１、２２２され、厚さ方向中間部がｒ加工される。 FIG. 6A shows the case where the diameter D of the wafer W is a prescribed size, and FIG. 6B shows the case where the diameter of the wafer W has increased to (D + δ). The left side of each figure is a top sectional view of the contact portion between the wafer W and the grindstone 152 (155), and the right side is a transverse sectional view thereof. If the size of the wafer W is a specified size, the chamfered surfaces 231 and 232 of the grindstone 152 (155) chamfer 221 and 222 with the same amount and the same shape on the upper and lower sides of the wafer W. The intermediate part is r-processed.
これに対して、ウェーハＷの径がδだけ大きくなった場合には、ウェーハＷと砥石１５２（１５５）の相対高さ位置を変えることで、ウェーハＷの周方向当接関係を維持しながら、面取り加工ができる。具体的には、同じ砥石１５２（１５５）の面取り面２３１、２３２およびｒ加工面形状を用いて増大した径のウェーハＷを加工すれば、上側面取り量２３３と下側面取り量２３４とそれらの形状はほぼ同一ではなくなるものの、劈開面２１１を砥石回転の接線方向に対して、直角方向を維持できる。なお、直径変化量を考慮せずに規定ウェーハを加工するのと同一の状態で加工すると、例えば、Ｄ＝５０ｍｍのウェーハでδ＝０．１ｍｍの直径誤差があれば、劈開面方向の研削抵抗の分力ＦＰは研削抵抗Ｆの３％程度生じる。この程度でも、面取り加工により劈開面２１１からの破損が生じて面取り加工の歩留まりを低下させる恐れがある。さらに、厚さｔが変化しても、同様に対処できる。 On the other hand, when the diameter of the wafer W is increased by δ, by changing the relative height position of the wafer W and the grindstone 152 (155), while maintaining the circumferential contact relationship of the wafer W, Can be chamfered. Specifically, if the wafer W having an increased diameter is processed using the chamfered surfaces 231 and 232 of the same grindstone 152 (155) and the r processed surface shape, the upper side chamfering amount 233, the lower side chamfering amount 234, and their Although the shapes are not substantially the same, the cleavage plane 211 can be maintained in a direction perpendicular to the tangential direction of the grindstone rotation. If the specified wafer is processed without considering the diameter change amount, for example, if a D = 50 mm wafer has a diameter error of δ = 0.1 mm, the grinding resistance in the cleavage plane direction the component force F P occurs about 3% of the grinding resistance F. Even at this level, chamfering may cause breakage from the cleaved surface 211 and reduce the yield of chamfering. Furthermore, even if the thickness t changes, it can be dealt with similarly.
上記本実施例の面取り加工方法を、まとめて図７に処理のフローチャートで示す。インゴットからウェーハをスライスして作製した後に、面取り加工を開始する。初めに、ＬＴ、ＬＮの各ウェーハＷについて、Ｘ線回折や光像法を用いて、劈開面２１１を検出し記憶する。また、各ウェーハＷの厚さｔおよび直径Ｄを計測する（ステップＳ７１０）。なお、ウェーハＷの厚さｔ及び直径Ｄは、外周研削装置６２とともに厚さセンサ５２を備えるプリアライメント部１４や直径測定器８４を備えた後測定部２２を有するウェーハ面取り装置１０で別途実行してもよい。 The chamfering method of the present embodiment is shown in a flowchart of processing in FIG. After the wafer is sliced from the ingot, chamfering is started. First, for each of the LT and LN wafers W, the cleavage plane 211 is detected and stored using X-ray diffraction or optical image method. Further, the thickness t and the diameter D of each wafer W are measured (step S710). The thickness t and the diameter D of the wafer W are separately executed by the wafer chamfering apparatus 10 having the pre-alignment unit 14 including the thickness sensor 52 together with the outer peripheral grinding device 62 and the rear measurement unit 22 including the diameter measuring device 84. May be.
検出した劈開面２１１に基づいて、図示しないオリフラ加工機でウェーハＷにオリフラ２１０を加工する（ステップＳ７２０）。その際、上記理由からオリフラ２１０は、好ましくは、劈開面２１１に平行な面と異ならせる。さらに好ましくは、図４に示したように劈開面２１１がウェーハＷの半径方向と一致する位置の近傍から、オリフラ２１０の加工を始める。なお、オリフラ位置と劈開面との関係を記憶させれば、劈開面２１１は見えないけれども、以後の加工を目視的に確認できる。 Based on the detected cleavage plane 211, the orientation flat 210 is processed on the wafer W by an orientation flat processing machine (not shown) (step S720). At this time, the orientation flat 210 is preferably made different from a plane parallel to the cleavage plane 211 for the above reason. More preferably, the processing of the orientation flat 210 is started from the vicinity of the position where the cleavage surface 211 coincides with the radial direction of the wafer W as shown in FIG. If the relationship between the orientation flat position and the cleavage plane is stored, the cleavage plane 211 cannot be seen, but subsequent processing can be visually confirmed.
ウェーハ面取り装置１０のウェーハカセット３０に各ウェーハＷを収納したのち、ウェーハ面取り装置１０に取り付ける。その後、ウェーハ面取り装置内で事前処理をしたのち、研削トランスファ部１００を用いて、面取り用加工部１６Ａ（１６Ｂ）にウェーハＷを移載する（ステップＳ７３０）。 After each wafer W is stored in the wafer cassette 30 of the wafer chamfering apparatus 10, it is attached to the wafer chamfering apparatus 10. Then, after pre-processing in the wafer chamfering apparatus, the wafer W is transferred to the chamfering processing part 16A (16B) using the grinding transfer part 100 (step S730).
ウェーハ送り装置６０と外周研削装置６２の各部を操作して、ウェーハＷを砥石１５２（１５５）に当接させる操作Ｏｐ１〜Ｏｐ３を実行する（ステップＳ７４０〜Ｓ７６０）。すなわち、加工位置であるウェーハＷと砥石１５２（１５５）の当接位置において、ウェーハが砥石１５２に接するよう、ウェーハＷをθ軸回りに回動させる（ステップＳ７４０）。その際、当接時に劈開面２１１がウェーハＷと砥石１５２（１５５）の中心を結ぶ線に一致する位置まで、ウェーハＷを回転させる（Ｏｐ１）。 The respective operations of the wafer feeding device 60 and the peripheral grinding device 62 are operated to execute operations Op 1 to Op 3 for bringing the wafer W into contact with the grindstone 152 (155) (steps S740 to S760). That is, the wafer W is rotated about the θ axis so that the wafer contacts the grindstone 152 at the contact position between the wafer W and the grindstone 152 (155), which is the processing position (step S740). At that time, the wafer W is rotated to a position where the cleavage surface 211 coincides with a line connecting the wafer W and the center of the grindstone 152 (155) at the time of contact (Op 1 ).
次に、ウェーハ送り装置６０のＸ軸駆動手段１２５を用いて、Ｘ方向にウェーハＷを移動させる（ステップＳ７５０）。その際、加工位置であるウェーハＷと砥石１５２（１５５）の当接位置までの、Ｘ方向距離分だけ移動させる（Ｏｐ２）。なお、ステップＳ７４０およびステップＳ７５０の操作Ｏｐ１、Ｏｐ２の順序は、逆であっても、同時であってもよいが、次の操作Ｏｐ３よりは前に完了しておく必要がある。 Next, the wafer W is moved in the X direction using the X-axis driving means 125 of the wafer feeding device 60 (step S750). At that time, the wafer W is moved by the distance in the X direction to the contact position between the wafer W and the grindstone 152 (155) as the processing position (Op 2 ). The order of operation Op 1, Op 2 in step S740 and step S750 may be a reversed, may be simultaneous, rather than following operations Op 3 must be completed before.
ウェーハ送り装置６０のＹ軸駆動手段を用いて、Ｙ方向にウェーハＷを移動させる（ステップＳ７６０）。すなわち、ウェーハＷが砥石１５２（１５５）に当接する位置に接線方向から接近するように、ウェーハを移動させる（Ｏｐ３）。なお、この操作Ｏｐ３の際には、既にウェーハＷと砥石１５２（１５５）の位置は、ウェーハＷの直径Ｄ、厚さｔ、砥石１５２（１５５）の直径ｄの測定値に基づいて、制御措置１５が制御しているので、ウェーハＷの外周面の面取り量が過大になることは防止されている。 The wafer W is moved in the Y direction using the Y-axis driving means of the wafer feeding device 60 (step S760). That is, the wafer is moved so as to approach the position where the wafer W contacts the grindstone 152 (155) from the tangential direction (Op 3 ). At the time of this operation Op 3 are already positioned in the wafer W and the grinding wheel 152 (155), the diameter D of the wafer W, the thickness t, based on the measured value of the diameter d of the grinding wheel 152 (155), the control Since the measure 15 controls, it is possible to prevent the chamfering amount of the outer peripheral surface of the wafer W from becoming excessive.
ウェーハＷの面取り開始位置が定まったので、面取りを開始する。面取りの際は、ウェーハＷも回転させる（ステップＳ７７０）。ウェーハＷの面取りを継続し、オリフラ２１０位置に達したら、検出したウェーハＷの砥石１５２（１５５）への当接力に基づいて、ウェーハＷをＸ方向に移動させる（ステップＳ７８０）。なお、当接力を検出する代わりに、予め制御手段１５に記憶させたウェーハＷの形状を使用して、Ｘ方向移動量を決定するようにしてもよい。ウェーハＷが一周したら、研削は終了する。 Since the chamfering start position of the wafer W is determined, chamfering is started. In chamfering, the wafer W is also rotated (step S770). When chamfering of the wafer W is continued and the orientation flat 210 position is reached, the wafer W is moved in the X direction based on the detected contact force of the wafer W to the grindstone 152 (155) (step S780). Instead of detecting the contact force, the movement amount in the X direction may be determined using the shape of the wafer W stored in the control means 15 in advance. When the wafer W makes one round, the grinding is finished.
以上説明したように本発明によれば、半導体ウェーハの面取り加工時に、回転する砥石の接線方向からウェーハを接近させ、その際、ウェーハの劈開面が接近方向に直角方向となるようにウェーハの周方向位置を固定したので、劈開面に対して傾斜した方向からウェーハが砥石に接近することが回避され、劈開面に垂直方向の研削抵抗成分に起因するウェーハの破損を防止できる。これにより、研削加工時のウェーハの歩留まりを向上できる。また、ウェーハの径や厚さにばらつきがあっても、予め計測した量に応じてウェーハと砥石の加工位置高さを調整するだけでよく、難削材であるＬＴ、ＬＮ製ウェーハの面取り加工においても、劈開面からのウェーハの破損を防止できる。 As described above, according to the present invention, when chamfering a semiconductor wafer, the wafer is approached from the tangential direction of the rotating grindstone, and at that time, the wafer's cleaved surface is perpendicular to the approaching direction. Since the direction position is fixed, the wafer is prevented from approaching the grindstone from a direction inclined with respect to the cleavage plane, and damage to the wafer due to a grinding resistance component perpendicular to the cleavage plane can be prevented. Thereby, the yield of the wafer at the time of grinding can be improved. In addition, even if there are variations in the diameter and thickness of the wafer, it is only necessary to adjust the processing position height of the wafer and the grindstone according to the amount measured in advance, and chamfering of LT and LN wafers that are difficult to cut materials. In this case, breakage of the wafer from the cleavage plane can be prevented.
１０…ウェーハ面取り装置、１２…供給回収部、１４…プリアライメント部、１５…制御装置、１６Ａ、１６Ｂ…加工部、１７…操作パネル、１９…加工側、１８…オリフラ研磨部、２０…洗浄部、２２…後測定部、２４…搬送部、３０…ウェーハカセット、３２…カセットテーブル、３４…供給回収ロボット、３６…搬送アーム、３８…ガイドレール、４０…スライドブロック、５０…測定テーブル、５２…厚さセンサ、５４…オリフラ検出センサ、６０…ウェーハ送り装置、６２…外周研削装置、７０…ウェーハ送り装置、７２…オリフラ研磨ユニット、７４…チャックテーブル、７６…オリフラ研磨ヘッド、８０…スピン洗浄装置、８２…洗浄テーブル、８４…直径測定器、８６…測定テーブル、１００…研削トランスファ部、１０２…オリフラ精研トランスファ部、１０４…洗浄トランスファ部、１０６…収納トランスファ部、１１０…水平ガイド、１１２…スライドブロック、１１４…トランスファアーム、１１６…吸着パッド、１２１…Ｘ軸ベース、１２２…Ｘ軸ガイドレール、１２３…Ｘ軸リニアガイド、１２４…Ｘテーブル、１２５…Ｘ軸駆動手段、１２６…Ｙ軸ガイドレール、１２７…Ｙ軸リニアガイド、１２８…Ｙテーブル、１２９…Ｚ軸ガイドレール、１３０…Ｚ軸駆動手段、１３１…Ｚテーブル、１３２…θ軸モータ、１３３…θスピンドル、１３４…ウェーハテーブル、１４１…本体ベース、１５１…外周砥石スピンドル、１５２…外周加工砥石、１５４…外周精研スピンドル、１５５…外周精研削砥石、１５６…外周精研モータ、１６３…ロータリ、２１０…オリフラ、２１１…劈開面、２１５…破損領域、２２１…上側面取り部（量）、２２２…下側面取り部（量）、、２３１…上側面取り面、２３２…下側面取り面、２３３…上側面取り量、２３４…下側面取り量、ＣＨ…軸心、ＣＷ…ウェーハテーブル回転軸心、Ｄ…ウェーハ直径、ｄ…砥石直径、Ｆ…力、ＦＴ…接線方向分力、ＦＰ…劈開面に平行な分力、Ｏｐ１〜Ｏｐ３…操作、ｒ…面取り部、Ｒ…回転、ｔ…ウェーハ厚さ、Ｗ…ウェーハ、δ…直径誤差 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wafer chamfering apparatus, 12 ... Supply collection part, 14 ... Pre-alignment part, 15 ... Control apparatus, 16A, 16B ... Processing part, 17 ... Operation panel, 19 ... Processing side, 18 ... Orientation flat polishing part, 20 ... Cleaning part , 22: Post-measurement unit, 24: Transfer unit, 30 ... Wafer cassette, 32 ... Cassette table, 34 ... Supply / recovery robot, 36 ... Transfer arm, 38 ... Guide rail, 40 ... Slide block, 50 ... Measurement table, 52 ... Thickness sensor, 54 ... orientation flat detection sensor, 60 ... wafer feeding device, 62 ... peripheral grinding device, 70 ... wafer feeding device, 72 ... orientation flat polishing unit, 74 ... chuck table, 76 ... orientation flat polishing head, 80 ... spin cleaning device , 82 ... Cleaning table, 84 ... Diameter measuring device, 86 ... Measuring table, 100 ... Grinding transfer unit, 102 ORIFRA SEIKEN transfer part, 104 ... Cleaning transfer part, 106 ... Storage transfer part, 110 ... Horizontal guide, 112 ... Slide block, 114 ... Transfer arm, 116 ... Suction pad, 121 ... X-axis base, 122 ... X-axis guide rail , 123 ... X axis linear guide, 124 ... X table, 125 ... X axis drive means, 126 ... Y axis guide rail, 127 ... Y axis linear guide, 128 ... Y table, 129 ... Z axis guide rail, 130 ... Z axis Driving means 131... Z table 132 132 .theta. Axis motor 133 .theta. Spindle 134 134 wafer table 141 main body base 151 outer grinding wheel spindle 152 outer grinding wheel 154 outer precision spindle 155 Peripheral precision grinding wheel, 156 ... Peripheral precision grinding motor, 163 ... Rotary, 2 DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 ... Orientation flat, 211 ... Cleaved surface, 215 ... Damage area, 221 ... Upper side chamfer (amount), 222 ... Lower side chamfer (amount), 231 ... Upper side chamfer, 232 ... Lower side chamfer, 233 ... Upper side chamfering amount, 234 ... Lower side chamfering amount, CH ... axis, CW ... wafer table rotation axis, D ... wafer diameter, d ... grinding wheel diameter, F ... force, FT ... tangential component force, FP ... Component force parallel to the cleavage plane, Op 1 to Op 3 ... Operation, r ... Chamfer, R ... Rotation, t ... Wafer thickness, W ... Wafer, δ ... Diameter error
Claims (4)
前記ウェーハが前記砥石に当接する際に、前記ウェーハの劈開面が前記砥石の接線方向に直角な方向となるように、前記ウェーハを回転させて周方向位置を定めたらその回転を停止させるステップと、前記ウェーハを前記砥石の接線方向から前記砥石へ接近させるステップとを含むことを特徴とするウェーハの面取り方法。 In the wafer chamfering method of mounting a thin plate-like semiconductor wafer formed by slicing from an ingot on a wafer feeder and chamfering using a grindstone that rotates the outer periphery of the wafer,
Rotating the wafer to determine the circumferential position so that the cleaved surface of the wafer is in a direction perpendicular to the tangential direction of the grindstone when the wafer contacts the grindstone; And chamfering the wafer from the tangential direction of the grindstone to the grindstone.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016068360A JP6633954B2 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | Wafer chamfering method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016068360A JP6633954B2 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | Wafer chamfering method |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019225301A Division JP6797999B2 (en) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | Wafer chamfering method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017183503A true JP2017183503A (en) | 2017-10-05 |
| JP6633954B2 JP6633954B2 (en) | 2020-01-22 |
Family
ID=60007782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016068360A Active JP6633954B2 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | Wafer chamfering method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6633954B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020131409A (en) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 株式会社Sumco | Terrace processing method for laminated wafer |
| DE102021210199A1 (en) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Disco Corporation | Separation process for wafers |
| CN114260811A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-01 | 江西兆驰半导体有限公司 | System and method for processing sapphire crystal bar |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10249689A (en) * | 1997-03-10 | 1998-09-22 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer chamfering method and device |
| JP2000061785A (en) * | 1998-08-24 | 2000-02-29 | Nitto Denko Corp | Semiconductor wafer with protective sheet attached thereto and grinding method of semiconductor wafer |
| JP2014226767A (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社東京精密 | Wafer chamfer device and wafer chamfer method |
-
2016
- 2016-03-30 JP JP2016068360A patent/JP6633954B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10249689A (en) * | 1997-03-10 | 1998-09-22 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer chamfering method and device |
| JP2000061785A (en) * | 1998-08-24 | 2000-02-29 | Nitto Denko Corp | Semiconductor wafer with protective sheet attached thereto and grinding method of semiconductor wafer |
| JP2014226767A (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社東京精密 | Wafer chamfer device and wafer chamfer method |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020131409A (en) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 株式会社Sumco | Terrace processing method for laminated wafer |
| JP7103269B2 (en) | 2019-02-25 | 2022-07-20 | 株式会社Sumco | Terrace processing method for bonded wafers |
| DE102021210199A1 (en) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Disco Corporation | Separation process for wafers |
| KR20220041723A (en) | 2020-09-25 | 2022-04-01 | 가부시기가이샤 디스코 | Method for separating a wafer |
| US11901231B2 (en) | 2020-09-25 | 2024-02-13 | Disco Corporation | Separation method of wafer |
| CN114260811A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-01 | 江西兆驰半导体有限公司 | System and method for processing sapphire crystal bar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6633954B2 (en) | 2020-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7462094B2 (en) | Wafer grinding method | |
| JP5064102B2 (en) | Substrate grinding method and grinding apparatus | |
| JP4441823B2 (en) | Truing method and chamfering device for chamfering grindstone | |
| JP2008073785A (en) | Thickness measuring method in grinding work | |
| JP7234317B2 (en) | Truing method and chamfering device | |
| JP2008087104A (en) | Grinding method | |
| JP5208644B2 (en) | Processing method and processing apparatus | |
| JP6633954B2 (en) | Wafer chamfering method | |
| JP5357477B2 (en) | Grinding method and grinding apparatus | |
| JP6789645B2 (en) | Chamfering equipment | |
| JP6099960B2 (en) | Wafer chamfering method and wafer chamfering apparatus | |
| JPH09216152A (en) | End face grinding device and end face grinding method | |
| JP2008062353A (en) | Grinding method and grinding device | |
| JP5335245B2 (en) | Wafer grinding method and grinding apparatus | |
| JP7016934B2 (en) | Wafer chamfering equipment | |
| JP2009072851A (en) | Platelike article grinding method | |
| JP5588748B2 (en) | Grinding equipment | |
| JP2021121031A (en) | Wafer positioning apparatus and chamfering apparatus using the same | |
| JP2013018090A (en) | Composite chamfering device for workpiece | |
| JP7219358B2 (en) | Wafer chamfering machine | |
| JP6797999B2 (en) | Wafer chamfering method | |
| JP2009302369A (en) | Method and apparatus for processing plate-like object | |
| JP7147011B2 (en) | WAFER, WAFER THINNING METHOD, AND WAFER THINNING APPARATUS | |
| JP5275611B2 (en) | Processing equipment | |
| JP2014226767A (en) | Wafer chamfer device and wafer chamfer method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190301 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191120 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191213 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6633954 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |