CN104812527B - 使用研磨带对具有定向平面等切缺部的由晶体材料构成的晶片的周缘进行研磨来制造圆形晶片的方法 - Google Patents

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Abstract

提供使用研磨带对由晶体材料构成的晶片的周缘进行研磨来制造圆形晶片的方法。包括以下工序：一次研磨工序，使在具有铅垂旋转轴的水平平台上进行定心而配置的晶片的外周部与研磨体抵接，并使平台旋转而研磨外周部；测定晶片的半径并设定所测定的最小半径以下的半径，沿外周部确定设定半径与所测定的晶片半径的差Δr的工序；确定Δr大于规定值的外周部的部分的工序；及二次研磨工序，使外周部与研磨体抵接，使平台在规定旋转角度范围内正转反转而研磨外周部，研磨体包括配置于平坦的研磨垫而划分出平坦研磨面的研磨带，在二次研磨工序中使平台与研磨面沿水平轴线相对摆动，使平台的正转反转速度在与所确定的外周部的部分对应的旋转角度的范围内降低。

Description

使用研磨带对具有定向平面等切缺部的由晶体材料构成的晶 片的周缘进行研磨来制造圆形晶片的方法
技术领域
本发明涉及对由晶体材料构成的晶片的周缘进行研磨的方法，尤其涉及通过使用研磨带研磨晶片周缘来制造在晶片周缘形成高精度的表面性状并且处理性(handlingability)提高的圆形晶片的方法。
背景技术
近年来，用于制造半导体、MEMS等的各种晶片随着电路元件的高密度化、薄化等而具有晶片厚度薄到1mm至几十μm的趋势。在从结晶块(ingot)切出的晶片中，对斜面部、边缘部等周缘进行倒角，将主面研磨为镜面，但是随着晶片的薄化而容易产生微细的缺口(豁口)、由缺口引起的晶片的裂纹等。因此，为了提高半导体等的制造过程中的成品率，晶片周缘的加工状态变得重要。
以往，提出了一种适合于半导体集成电路的高集成化的晶片的倒角部加工方法等(日本特开平10-100050号公报：专利文献1)。在该加工方法中，一边使圆筒状或者圆柱状的砂轮与倒角部由定向平面(以下适当地称为OF)部、外周部以及角部构成的晶片相互旋转一边使其以规定的按压力压接，根据软磨削位置是OF部、外周部、还是角部来改变晶片的旋转速度并且分别对晶片的OF部、外周部以及角部进行软磨削，之后，分别对晶片的OF部、外周部以及角部进行研磨，从而在倒角部整体范围内进行均匀的软磨削。
另外，以往，提出了一种用于使用研磨带来研磨半导体晶片的凹口(notch)和斜面的装置及方法(日本特开2006-303112公报：专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-100050号公报
专利文献2：日本特开2006-303112公报
专利文献3：日本专利第4463326号公报
发明内容
发明要解决的课题
当将砂轮使用于由解理性强的晶体材料构成的晶片的倒角加工时，存在如下问题：由于机械性冲击大而容易产生裂纹、豁口，倒角部的加工状态不充分，在对晶片的主面进行镜面研磨时，因倒角部的缺口等而导致容易产生裂纹。
通过使用研磨带来研磨晶片的周缘，能够除去边缘部等的无法视觉辨认的微小缺口，从而能够进行高精度的倒角加工。然而，在以往的使用研磨带的研磨方法中，存在以下问题：在OF的一端部(圆弧状部与OF的边界)周边容易产生塌角，并且由于晶片的晶体取向、晶面等导致研磨率产生差异，从而晶片的圆度降低。特别是，当使用研磨带对由软质的化合物材料等构成的晶片的周缘进行研磨时，晶片的外径容易变得不均匀，从而存在在后续的制造工序中晶片的定心精度下降等、无法充分满足加工标准的隐患。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供以下方法：不会降低晶片的圆度地使用研磨带对具有表示晶体取向的定向平面(OF)和凹口的圆板状的晶片的周缘高精度地进行研磨加工，来制造充分满足加工标准的圆形晶片的方法，其中该晶片由晶体材料构成。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明的一个实施方式是一种圆形晶片的制造方法，其通过使用研磨带对由晶体材料构成且具有定向平面和外周部的圆板状的晶片的周缘进行研磨来制造圆形晶片，该制造方法的特征在于，包括以下工序：一次研磨工序，一边使在具有铅垂的旋转轴的水平的晶片台上进行定心而配置的晶片的外周部与研磨体抵接一边使晶片台旋转，由此对外周部进行研磨；沿着外周部测定一次研磨后的晶片的半径，设定该测定的半径中的最小半径以下的半径，沿着外周部确定该设定的半径与所测定的晶片的半径的差即Δr的工序；确定Δr比规定值大的一次研磨后的晶片的外周部的部分的工序；以及二次研磨工序，使一次研磨后的晶片的外周部与研磨体抵接，使晶片台在规定的旋转角度的范围内绕旋转轴进行正转及反转，由此对一次研磨后的晶片的外周部进行研磨，研磨体包括研磨带而构成，该研磨带通过配置于平坦的研磨垫而划分出平坦的研磨面，在二次研磨工序中，以定向平面与研磨面不会变为平行的方式，使晶片台和研磨面沿着水平轴线相对摆动，使晶片台的正转或者反转的速度在与所确定的晶片的外周部的部分对应的旋转角度的范围内降低。
通过像这样对具有OF和外周部的晶片的周缘进行研磨，能够充分减小因晶片的外周部的晶体取向等引起的研磨率的偏差，另外，由于一边使晶片进行正转反转一边进行研磨，因此能够防止研磨体与晶片的周缘之间的间歇性接触，从而能够进行均匀的研磨加工。使晶片正转反转的研磨至少在二次研磨工序中进行，也可以在一次研磨工序、二次研磨工序中均进行。
晶片可以是由硅(Si、SOI、单晶硅、多晶硅)、化合物(GaN、SiC、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb、ZnS、ZnTe等)、氧化物(LiTaO3(LT)、LiNbO3(LN)、Ga2O3、MgO、ZnO、蓝宝石、水晶等)、玻璃(碱石灰玻璃、无碱玻璃、硼硅玻璃、冕玻璃、硅酸盐玻璃(硅石)、石英玻璃等)材料构成的晶片。晶片也可以是半导体晶片。
圆形晶片可以是正圆的晶片。或者，也可以是与由SEMI(SemiconductorEquipment and Materials International：国际半导体设备与材料组织)等业界团体标准化的晶片尺寸相应的具有允许范围的误差的圆形，也可以是其他规格或者具有满足与晶片尺寸、材料等相应的加工标准的范围的误差的圆形。
优选的是，至少在二次研磨工序中，使晶片台在如下范围内进行正转及反转，即，晶片的圆弧状的外周部的一部分被直线状地研磨的旋转角度的范围内。这种旋转角度可以是由OF的两端部和晶片的中心形成的角度。或者，也可以是由分别位于OF的两端部附近的外周部上的两个点和晶片的中心形成的角度。在该情况下，为了去除被研磨成直线状的外周部，优选还通过使定向平面与研磨面进行抵接并沿着水平轴线直线地相对摆动来对定向平面进行研磨。由此，能够得到具有充分圆度的圆形晶片。
如上所述那样形成的圆形晶片的OF长度等优选满足SEMI等的标准或加工标准。
或者，也可以是，在二次研磨工序中，使晶片台在如下范围内进行正转及反转，即，晶片的圆弧状的外周部整体被圆弧状地研磨的旋转角度的范围内。在该情况下，优选通过适度的按压力等来防止研磨体与晶片周缘之间的间歇性接触。
本发明所涉及的其他实施方式是一种圆形晶片的制造方法，其通过使用研磨带对由晶体材料构成且具有定向平面和外周部的圆板状的晶片的周缘进行研磨来制造圆形晶片，该制造方法的特征在于，包括以下工序，即，使在具有铅垂的旋转轴的水平晶片台上进行定心而配置的晶片的外周部与研磨体抵接，使晶片台在规定的旋转角度的范围内绕旋转轴进行正转及反转，由此对晶片的外周部进行研磨的工序，研磨体包括研磨带而构成，该研磨带通过配置于平坦的研磨垫而划分出平坦的研磨面，在进行研磨的工序中，以定向平面与研磨面不会变为平行的方式，使晶片台和研磨面沿着水平轴线相对摆动，使晶片台的正转或者反转的速度在与晶片的预先确定的外周部的部分对应的旋转角度的范围内降低。
晶片的外周部的部分例如可以是通过对一个晶片进行测试研磨而根据如上所述那样所设定的半径与所测定的半径的差Δr来预先确定的。由此，能够省略由晶体取向引起周缘的研磨率的偏差的由相同晶体材料构成的晶片(例如从同一结晶块切出的晶片)的一次研磨工序以及确定外周部的部分的工序从而能够高效地制造圆形晶片。
本发明的另一个实施方式是一种圆形晶片的制造方法，其通过使用研磨带对由晶体材料构成的圆板状的晶片的圆弧状的周缘进行研磨来制造圆形晶片，该制造方法包括以下工序：沿着圆弧状的周缘测定晶片的半径，设定该测定的半径中的最小半径以下的半径，沿着圆弧状的周缘确定该设定的半径与所测定的晶片的半径的差即Δr的工序；确定Δr大于规定值的晶片的周缘部分的工序；以及研磨工序，使在具有铅垂的旋转轴的水平晶片台上进行定心而配置的晶片的周缘部分与研磨体抵接，使晶片台在与周缘部分对应的旋转角度的范围内绕旋转轴进行正转及反转，由此对周缘部分进行研磨，该研磨工序是研磨体包括研磨带而构成的情况下进行研磨工序，其中该研磨带通过配置于平坦的研磨垫而划分出平坦的研磨面。
由此，能够制造具有期望圆度的圆形晶片。
本发明所涉及的另一其他实施方式是一种圆形晶片的制造方法，其通过使用研磨带对由晶体材料构成且具有定向平面和外周部的圆板状的晶片的周缘进行研磨来制造圆形晶片，该制造方法的特征在于，包括以下工序：一边使在具有铅垂的旋转轴的水平晶片台上进行定心而配置的晶片的外周部与研磨体抵接一边使晶片台在规定的旋转角度的范围内进行正转及反转，由此对晶片的外周部进行研磨，研磨体包括研磨带而构成，该研磨带通过配置于平坦的研磨垫而划分出平坦的研磨面，在进行研磨的工序中，晶片的定向平面与研磨面不会变为平行。
由此，能够不会在OF的一端部周边产生塌角地对晶片的周缘进行研磨，能够制造圆度的降低得到抑制且处理性良好的圆形晶片。
在上述进行研磨的工序中，也可以使晶片台在如下范围内进行正转及反转，即，晶片的圆弧状的外周部的一部分被直线状地研磨的旋转角度的范围内。
优选还包括以下工序：使定向平面与研磨面抵接并沿着水平轴线直线地相对摆动，由此对定向平面进行研磨。由此，被研磨成直线状的部分被去除，而制造出圆形的晶片。
或者，也可以是，在进行研磨的工序中，使晶片台在如下范围内进行正转及反转，即，晶片的圆弧状的外周部整体被圆弧状地研磨的旋转角度的范围内。在该情况下，优选研磨面经由具有弹性的研磨垫被按压于晶片的周缘，研磨面不会从晶片的周缘分离。由此，能够抑制由研磨面与周缘之间的间歇性接触引起的圆度降低。
发明的效果
根据本发明所涉及的圆形晶片的制造方法，能够高精度地对晶片的边缘部、斜面部等周缘进行加工，能够防止厚度1mm以下的薄晶片或由化合物材料构成的晶片的裂纹。另外，能够得到更接近正圆的圆形晶片，因此能够提高后续工序的精度，能够提高半导体器件等的制造工序中的成品率。并且，根据本发明所涉及的圆形晶片的制造方法，能够得到与加工标准相应而具有期望圆度的圆形晶片。
附图说明
图1的(A)是具有OF的晶片的俯视图，图1的(B)是晶片的周缘的剖视图。
图2是示意性地表示晶片周缘研磨装置的主视图。
图3是概念地说明本发明所涉及的圆形晶片的制造方法的图。
图4A的(a)是示意性地表示本发明所涉及的正转反转角度的一个实施方式的图，图4A的(b)是图4A的(a)的局部放大图。
图4B是示意性地表示本发明所涉及的正转反转角度的其他实施方式的图。
图4C是示意性地表示本发明所涉及的正转反转角度的另一个其他实施方式的图。
图5A是表示晶片的外径的形状和圆度的图。
图5B是表示比较例所涉及的晶片的外径的形状和圆度的图。
图5C是表示本发明的实施例所涉及的晶片的外径的形状和圆度的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的各种特征以及并不意图限定本发明的优选实施例。附图以说明为目的而被简化或者被强调，尺寸也不一定一致。
在图1的(A)中示出具有定向平面OF的晶片W以及对晶片W的周缘的至少一部分进行研磨而形成的圆形晶片W’。晶片W的周缘由直线状的OF和圆弧状的外周部A构成，直线状的OF与圆弧状的外周部A的边界为OF的两个端部E1及E2。同样地，晶片W’的周缘由直线状的OF和圆弧状的外周部A’构成，直线状的OF与圆弧状的外周部A’的边界为OF的两个端部E1’及E2’。晶片W’大致具有比晶片W稍小的半径以及比晶片W稍短的OF长度。
在图1的(B)中示意性地示出晶片W、W’的周缘的截面。从结晶块切出的晶片W在斜面部、边缘部等周缘上具有膜、残留等损伤，为了去除该损伤而进行研磨。通过使用研磨带进行研磨，能够将晶片的周缘加工成没有缺口的高精度的表面性状。形成半导体器件等的是晶片W的径向内侧的r1部分，不成为实际产品的晶片的周缘即径向外侧的r2部分(边缘部、斜面部)通过研磨形成为周缘r2’。径向的长度r2’小于r2，晶片W’的半径(r1+r2’)稍微小于晶片W的半径(r1+r2)。
晶片W’的周缘的截面形状并不限定于图示出的圆弧型(R型)的示例，也可以是锥型(T型)等，也可以去除斜面部而形成为与晶片的主面垂直的面。除此以外，还能够根据加工标准来形成为期望的边缘形状。
在图2中示意性地示出使用于本发明所涉及的圆形晶片的制造方法的晶片周缘研磨装置100。
晶片周缘研磨装置100包括研磨带单元10和晶片单元20。
研磨带单元10包括：用于辅助加压的气缸13，其在前端安装有供研磨带T配置的平坦的研磨垫(接触垫)12；导辊14、14’；用于送出、卷绕研磨带T的供给卷轴(reel)16；卷绕卷轴17；以及辅助辊18、18’。配置于研磨垫的研磨带T划分出平坦的研磨面S。
研磨垫12通过从附图的表面向背面延伸的转动轴15能够转动地安装于支承部件(未图示)。通过使研磨垫12转动，配置于研磨垫12的研磨带T、即研磨面S能够以期望的斜度与晶片W的周缘抵接，能够将晶片的周缘研磨加工成期望的截面形状。
研磨带T在上下导辊14、14’之间能够沿着铅垂方向移动。
气缸13经由研磨垫12沿箭头方向施加经调整的规定的按压力F，从而将研磨面S按抵于晶片W的周缘。例如能够通过日本专利第4463326号公报(专利文献3)所记载的装置结构来实施气缸13的按压力F(辅助加压力)的调整。
关于研磨带T，在塑料制的基材膜表面涂敷使磨粒分散于树脂粘合剂而得到的溶液，将使其干燥、固化后得到的片材以需要宽度切成条状并将其卷绕于卷轴。
作为基材膜使用具有柔软性的合成树脂制的塑料膜。具体地说，由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等聚酯类树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类树脂、聚乙烯醇或以甲代烯丙基醇(methacryl alcohol)为主成分的丙烯酸类树脂等形成的膜被用作基材膜。
作为磨粒(研磨颗粒)能够使用氧化铝(Al2O3)、氧化铈(CeO2)、二氧化硅(SiO2)、金刚石、碳化硅(SiC)、氧化铬(Cr2O3)、氧化锆(ZrO2)、立方氮化硼(cBN)等及其混合物。
磨粒的平均粒径优选在0.2μm以上(#20000)、3μm以下(#4000)的范围内。当平均粒径超过3μm时，会在晶片W周缘的加工面上产生新的微细的损伤或豁口，无法对由晶体材料构成的晶片W赋予充分的强度，因此不优选。当平均粒径小于0.2μm时，研磨效率极大地下降而生产性变差，因此在工业上不实用。
研磨垫12优选具有弹性。作为研磨垫12，例如为了缓和机械性冲击而能够使用肖氏A硬度为20至50的范围的平坦的发泡树脂板。或者，作为研磨垫12还能够使用将上述那样的发泡树脂板与肖氏A硬度为80至90的范围的橡胶板进行组合得到的板。通过根据磨粒直径等来适当地选择研磨垫12的弹性，即使使用磨粒的平均粒径极微细(例如1μm以下)的研磨带，也能够使研磨速度不过度减慢地在晶片的周缘形成高精度的表面性状。
晶片单元20包括晶片台(wafer stage)21，该晶片台21具有用于配置晶片W的水平的上表面，晶片台21经由与旋转轴线Cs同轴的轴22与马达23相连接。马达23优选为具有编码器的伺服马达。当驱动马达23时，晶片台21绕其中心即旋转轴线Cs旋转。
晶片台21优选为真空吸附用平台，具有平坦的表面，该表面设置有经由配管与真空泵(未图示)相连通的一个或者多个吸引孔。晶片W经由具有弹性的垫等载置于平台21上，通过真空吸附而被固定。
使固定于晶片台21的晶片W的外周部与研磨体(研磨面S)抵接并使晶片台21进行旋转，由此进行外周部的研磨。
在本发明的实施方式中，晶片台21优选在规定的旋转角度范围内反复进行正转反转，并在研磨加工过程中不会旋转一圈(360度)以上。以不会使具有OF的晶片W的圆度下降的方式确定载置晶片W的晶片台21的旋转角度。
控制装置30优选经过导线31与马达23相连接，并经过导线32与光学传感器33相连接。
光学传感器33针对晶片的周缘，测定晶片的半径方向的位置，具有投光部33a和受光部33b。
投光部33a投射沿晶片半径方向延伸且与旋转轴线Cs平行地行进的带状平行光。受光部33b被配置成隔着晶片W与投光部33a相对置。投光部33a可以由发光二极管元件或者半导体激光元件构成，受光部33b可以由CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)图像传感器构成。例如，受光部33b构成为很多微小的光电二极管沿晶片半径方向排列，且能够接收从投光部33a投射的平行光。
从投光部33a投射的光的一部分被晶片W遮挡。另外，其余的一部分从比晶片W更靠半径方向外侧的位置通过而入射到受光部33b。当晶片W的周缘的位置相对于旋转轴线Cs沿半径方向接近时，由晶片W遮挡的光减少，入射到受光部33b的光的光量增加。另外，当晶片W的周缘的位置相对于旋转轴线Cs沿半径方向远离时，由晶片W遮挡的光增加，入射到受光部33b的光的光量减少。受光部33b所输出的电量根据从投光部33a入射的光量而发生变化。基于从受光部33b输出的电量，检测与光学传感器33相对的部分处的周缘的半径方向的位置。
控制装置30能够从光学传感器33和马达23得到晶片W的定向平面OF的两个端部E1、E2(图1的(A))的位置的数据，并根据该数据确定旋转角度。例如，能够将由两个端部E1、E2和晶片W的中心O形成的角度确定为晶片台21的旋转角度。或者，能够确定具有比晶片W的半径小的半径的圆形晶片W’的OF的两个端部E1’、E2’的位置(图1的(A))，并将由该两个端部E1’、E2’和晶片W的中心O标定的角度确定为晶片台21的旋转角度。
另外，控制装置30能够根据与光学传感器33相对的部分处的周缘的半径方向的位置而沿着晶片的外周部来确定晶片的半径，从而确定晶片的外形。
优选的是，工件单元20设于与LM引导件36和单轴机械臂35相连结的可动板37上，该LM引导件36具有在水平基座34上从附图的表面向背面方向延伸的直线导轨，该单轴机械臂35具有从附图的表面向背面方向延伸的直线导轨。由此，工件平台21能够沿着从附图的表面向背面方向延伸的水平轴线摆动。
或者，研磨带单元10可以构成为通过设于可摆动的可动板(未图示)上而能够进行摆动，也可以构成为通过其他单元而能够进行摆动。
为了进行研磨加工，晶片W在晶片台21上定心(将晶片W的中心与旋转轴线Cs对准)而配置。通过杆状的夹具(未图示)对载置于晶片台21的晶片W的周缘朝向旋转轴线Cs从三个方向同时进行按压，由此进行定心。另外，也可以通过光学传感器30根据晶片W的外径确定晶片W的中心O，以使该中心O与旋转轴线Cs对准的方式控制夹具的按压，由此进行定心，还可以通过其他方法来进行定心。
使用上述晶片周缘研磨装置100来进行本发明所涉及的一次研磨工序和二次研磨工序。以使研磨带单元10的研磨面S与晶片W的半径方向垂直的方式使研磨面S与晶片W的外周部抵接，并使晶片台21绕旋转轴线Cs旋转，由此进行一次研磨工序和二次研磨工序。
在图3中示出通过对晶片W(外径的一部分用虚线表示)的周缘(圆弧状的外周部整体和OF的一部分)进行一次研磨而形成的晶片W1(外径用实线表示)以及具有晶片W1的最小半径以下的半径r1的圆弧W1’(用单点划线表示)。
在一次研磨中，优选晶片在规定的旋转角度θ的范围内进行正转反转。该规定的旋转角度θ例如可以是由晶片W的中心O和晶片W的OF上的两个点E、E’形成的角度(优角)。
或者，在一次研磨工序中，旋转也可以是CW或者CCW的固定方向的旋转。
使用研磨带进行一次研磨得到的晶片W1有时因晶片材料的晶体取向等而导致外周部的研磨率产生偏差从而具有不均匀的外径。例如，有时由于晶片材料而导致与OF平行的直径的两端附近的外周部部分的研磨率低等。沿着外周部测定这种晶片W1的半径r，设定晶片W1的最小半径以下的规定半径r1，并沿着晶片W1的外周部确定该设定的半径r1与晶片W1的半径r的差即Δr。
由于外径不均匀，因此晶片W1的外周部的Δr值具有幅度。具有规定值以上的Δr的外周部的部分P、P’被确定为因晶体取向等导致研磨率变得不充分的部分，确定与该外周部的部分P、P’对应的角度θp、θp’。角度θp、θp’例如可以确定为相对于与OF垂直的基准线R的角度范围。
在确定角度θp、θp’之后，进行本发明所涉及的二次研磨工序。在二次研磨工序中，晶片台21在规定的旋转角度θ的范围内进行正转反转，并且通过可动板37的摆动，沿着水平轴线与研磨面S平行地摆动(图2)。即，通过晶片台21的正转反转，在旋转角度θ的范围内依次研磨与研磨面S抵接的周缘，并且与研磨面S抵接的部分相对于研磨面S摆动，由此研磨晶片W1。由此，能够提高被研磨的周缘整体的研磨率。
此外，在一次研磨工序中，也能够使研磨面S与晶片台21相对摆动而进行研磨。
使晶片台21的正转反转的速度在旋转角度θ中的角度θp、θp’的范围内降低。在旋转速度降低的状态下，与角度θp、θp’对应的晶片的周缘部分与研磨面S相抵接并以固定的行程摆动，因此能够抑制由该部分的晶体取向引起的研磨率的降低，通过二次研磨，能够制造圆度比晶片W1提高的圆形晶片。
也可以根据研磨率的差异(Δr的值)适当地(例如相对于基准速度为10％、30％、50％、70％、90％等)确定在角度θp、θp’的范围内的旋转速度的降低程度。
在此，圆度是指圆形形态相对于几何学正圆的偏差大小，在MZC最小区域中心法中，以夹持测量图形的两个同心圆的半径差变得最小的方式找出两个圆的中心坐标的位置，将该中心坐标考虑为测量图形的中心，此时的两个圆的半径差被视为圆度(JISB0621)。例如在圆弧W1’的半径r1与晶片W1的最小半径相等的情况下，所测定的Δr的最大值能够为晶片W1的圆度。
在所设定的圆弧W1’的半径与晶片W1的最小半径相等的情况下，确定具有规定值以上的Δr的外周部的部分P(P’)，对该外周部的部分P(P’)进行研磨，由此能够制造出具有期望圆度的圆形晶片。在该情况下，研磨体(研磨面S)仅与外周部的部分P(P’)抵接，使晶片台21在旋转角度θp(θp’)的范围内进行正转反转，由此进行研磨加工。
在晶片W(W1)为具有凹口的晶片的情况下，角度θp(θp’)也可以确定为相对于基准线R’(未图示)的角度范围，该基准线R’从凹口的V字型切缺的中心和晶片的中心O通过。
在图4A的(a)中图示出在使用研磨带的研磨中以不会使圆度降低的方式确定的一个实施方式的旋转角度θ1。
晶片W的周缘由分别用虚线表示的OF和圆弧状的外周部A构成。通过对该晶片W的周缘整体进行研磨，来制造圆形晶片W3。圆形晶片W3的周缘由OF’和圆弧状的外周部A’构成，大致具有比晶片W稍小的半径以及比晶片W稍小的OF长度。
旋转角度θ1是晶片的圆弧状的外周部的一部分被直线状地研磨的旋转角度，这样的旋转角度θ1例如为由晶片W的OF的两个端部a、b和中心O形成的角度(或者由晶片W3的OF’的两个端部a’、b’和中心O形成的角度)。在旋转角度θ1的范围内，研磨的起点以及终点(或者终点以及起点)为从中心O和OF的一端部a通过的线与研磨面S垂直的位置、以及从中心O和OF的另一端部b通过的线与研磨面S垂直的位置，在这样的起点(终点)、终点(起点)的范围内，通过规定的按压力F，与研磨面S抵接的晶片的周缘随着晶片台的正转反转而被依次研磨。
在开始研磨时，圆弧状的外周部A整体与研磨面S抵接而圆弧状地被研磨。随着对外周部进行研磨而晶片的半径减小，不在旋转角度θ1的范围内的OF的两端部附近的外周部被平坦的研磨面S直线状地研磨。在研磨结束时，在OF的两端部附近的外周部形成相对于与外周部A’有关的圆弧而向半径方向外侧突出的凸部(图4A的(b)的染色部分)。
旋转角度θ1并不限定于图示的示例，也可以是与按压力F、研磨垫12的弹性相应地，由外周部A上的两个点和中心O形成的角度，其中该外周部A上的两个点优选分别位于与OF的两个端部a、b等距离的位置。
在后续工序中，使OF与研磨面S平行地抵接，并使OF与研磨面S相对摆动，由此对OF进行研磨并且除去OF两端部附近的凸部，形成具有OF’的圆形晶片W3。
在图4B中图示出在使用研磨带的研磨中以不会使圆度降低的方式确定的其他实施方式的旋转角度θ2。圆形晶片W4是通过对晶片W的圆弧状的外周部A整体和OF的一部分进行研磨而形成的，具有比晶片W稍小的半径及OF长度。旋转角度θ2是由晶片W的OF上的两个点(或者圆形晶片W4的OF的两个端部)c、d和中心O形成的角的优角。
在旋转角度θ2的范围内，研磨的起点以及终点(或者终点以及起点)为从中心O和一个点c通过的线与研磨面S垂直的位置、以及从中心O和另一个点d通过的线与研磨面S垂直的位置，在这样的起点、终点的范围内与研磨面S抵接的晶片的周缘随着晶片台的正转反转而被依次研磨。
在开始研磨时，研磨面S不与点c、d抵接，在研磨结束时，研磨面S与各点c、d接触。在研磨面S与各点c、d接触时，正转反转被切换，因此旋转的速度大致变为零，研磨力充分小，因此不会在所形成的OF的两端部产生塌角。另外，圆弧状的外周部整体在直到研磨结束时均被圆弧状地研磨，因此在OF两端部附近的圆弧状的外周部也不会形成凸部，从而形成圆形晶片W4。
在图4C中图示出在使用研磨带的研磨中以不会使圆度降低的方式确定的另一个其他实施方式的旋转角度θ3。圆形晶片W5是对晶片W的圆弧状的外周部A整体和OF的一部分进行研磨而形成的，具有比晶片W稍小的半径及OF长度。旋转角度θ3是由晶片W(或者圆形晶片W5)的OF上的两个点e、f和中心O形成的角的优角，优选点e和OF的一端部相距的距离与点f和OF的另一端部相距的距离相等。
在旋转角度θ3的范围内，研磨的起点以及终点(或者终点以及起点)是从中心O和OF上的一个点e通过的线与研磨面S垂直的位置、以及从中心O和OF上的另一个点f通过的线与研磨面S垂直的位置，在这样的起点、终点的范围内与研磨面S抵接的晶片的周缘随着晶片台的正转反转而被依次研磨。通过在旋转角度θ3的范围内进行基于正转反转的研磨，能够对圆形晶片W5的OF的两端部进行研磨，但由于通过所选择的按压力F和研磨垫12的弹性来维持研磨面S与晶片W或者W5的周缘相抵接的状态(研磨面S不会间歇性地与晶片W或者W5的周缘相抵接)，因此能够不会使圆度降低地形成圆形晶片W5。
确认了通过本发明所涉及的圆形晶片的制造方法和比较例所涉及的方法，对具有OF的四英寸的单晶Si晶片的周缘进行研磨而形成的晶片的圆度。
在图5A中示出了使用圆度测定机Rondcom 43C(东京精密公司制)测定的、从被圆柱磨削后的结晶块切出的Si晶片的外径的形状和圆度。圆度通过使用了低通滤波器(2RC)的MZC中心法在箭头的范围内测定(OF从计算中排除)。使用研磨带对周缘进行研磨加工之前的Si晶片的圆度为3.798μm。
比较例
使配置于晶片台的Si晶片的周缘与研磨体(配置于研磨垫的研磨带)相抵接，使晶片台向固定方向(CW)旋转(1000rpm、三分钟)，由此进行了晶片周缘的研磨。如图5B所示，在该研磨方法中，晶片的外径形状较大地变化，特别是，OF的一端部(肩部)的磨损显著。由于平台向固定方向旋转，所以在Si晶片的OF与研磨体相对的位置上晶片与研磨体的抵接被解除之后，研磨体与OF的一端部强力抵接，之后，由于研磨垫的弹性等在圆弧状的周缘上抵接减弱等，从而接触强度不均变大。这样，研磨体不追随晶片的周缘而是间歇性地抵接，其结果是，圆度明显变差到51.563μm。
实施例
使配置于晶片台的Si晶片的周缘与研磨体(配置于研磨垫的研磨带)相抵接，以使晶片的圆弧状的外周部的一部分形成为直线状的方式确定晶片台的旋转角度(参照图4A)，在该旋转角度内使晶片台连续地正转、反转(3000rpm)，由此进行了晶片周缘的研磨。如图5C所示，外径的形状变化小，圆度为21.318μm，充分满足了加工标准。之后，进一步对OF进行研磨而去除OF两端部附近的凸部，从而制造出圆形晶片。
在不脱离本发明的思想和方式的范围内能够进行各种修改，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，毫无疑问本发明的方式只不过是例示，并不限定本发明的范围。
附图标记说明
W：晶片1
W1：晶片2
W1’：所设定的圆弧
O：晶片的中心
OF：定向平面
E、E’：晶片W的OF上的两个点
R：基准线
P、P’：外周部的部分
r1：所设定的半径
Δr：半径差
θ：正转反转的旋转角度
θp、θp’：与外周部的部分对应的角度

Claims (10)

1.一种圆形晶片的制造方法，其通过使用研磨带对由晶体材料构成的圆板状的晶片的周缘进行研磨来制造圆形晶片，其中所述周缘具有定向平面和外周部，
该制造方法包括以下对外周部进行研磨的工序：一边使在具有铅垂的旋转轴的水平的晶片台上进行定心而配置的晶片的外周部与研磨体抵接，一边使所述晶片台在小于一圈的规定的旋转角度的范围内绕所述旋转轴交替地进行正转及反转，由此对晶片的外周部进行研磨，
所述研磨体包括研磨带而构成，该研磨带通过配置于平坦的研磨垫而划分出平坦的研磨面，
所述平坦的研磨面被向晶片的半径方向按压并与晶片的周缘抵接，并且在与所述定向平面变为相对地平行时不与晶片的周缘抵接，
所述规定的旋转角度被确定为比180度大且比360度小的角度θ，以使得所述定向平面与所述平坦的研磨面不会变为相对地平行，在所述对外周部进行研磨的工序期间，防止所述平坦的研磨面与晶片的周缘之间的间歇性的接触并维持抵接。
2.根据权利要求1所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
所述规定的旋转角度确定为由所述圆板状的晶片的定向平面的两端部或分别位于该定向平面的两端部附近的外周部上的两个点、和所述圆板状的晶片的中心形成的角度θ。
3.根据权利要求1所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
还包括以下工序：在通过所述对外周部进行研磨的工序形成的晶片的定向平面附近的外周部的一部分成为直线状时，进一步使所形成的所述晶片的定向平面与所述研磨面抵接并沿着水平轴线直线地相对摆动，由此对所述定向平面进行研磨。
4.根据权利要求1所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
在所述对外周部进行研磨的工序中，使所述晶片台在如下范围内进行正转及反转，即，要形成的晶片的外周部整体成为圆弧状的旋转角度的范围内。
5.根据权利要求1所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
所述晶片为半导体晶片。
6.根据权利要求1所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
在所述对外周部进行研磨的工序中，所述研磨面经由具有弹性的研磨垫被按压于所述晶片的外周部，所述研磨面不会从所述晶片的周缘分离。
7.根据权利要求1所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
在所述对外周部进行研磨的工序中，使所述晶片台与所述研磨面沿着水平轴线相对摆动。
8.根据权利要求1所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
还包括以下工序：
沿着该晶片的外周部测定通过所述对外周部进行研磨的工序形成的该晶片的半径，设定该测定的半径中的最小半径以下的半径，沿着所形成的所述晶片的外周部确定该设定的半径与所述测定的半径的差即Δr的工序；和
确定所述Δr比规定值大的外周部的部分所对应的角度θp的工序，其中该角度θp为所述规定的旋转角度的范围内的角度。
9.根据权利要求8所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
包括以下工序：一边使在所述晶片台上进行定心而配置的由晶体材料构成的晶片的外周部与所述研磨体抵接，一边使所述晶片台在所述规定的旋转角度的范围内以基准的旋转速度绕所述旋转轴进行正转及反转，由此对所述晶片的外周部进行研磨，
在该进行研磨的工序中，使所述晶片台和所述研磨面沿着水平轴线相对摆动，
在所确定的所述外周部的部分所对应的角度θp内，使所述晶片台的旋转速度比所述基准的旋转速度降低。
10.根据权利要求8所述的圆形晶片的制造方法，其特征在于，
包括以下工序：使在所述晶片台上进行定心而配置的由晶体材料构成的晶片的与所确定的所述角度θp对应的外周部的部分和所述研磨体抵接，使所述晶片台在所确定的所述角度θp的范围内绕所述旋转轴进行正转及反转来对所述外周部的部分进行研磨。
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