DE112014005150T5 - Anfasvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ist eine Anfasvorrichtung mit einem Anfasteil zum Entfernen einer Kerbe, einem Reinigungsteil zum Reinigen und Trocknen des Wafers und einem Fasenform-Messteil zum Messen einer Fasenform, wobei der Anfasteil, der Reinigungsteil und der Fasenform-Messteil jeweils einen Drehtisch zum Halten des Wafers und ein Steuermittel zum Steuern der Drehpositionen des Drehtisches und des Wafers beinhalten, wobei der Drehtisch eine Referenzposition aufweist, die als Referenz der Drehpositionen am Beginn der Rotation dient, wobei der Wafer so gehalten wird, dass sich die Drehposition des Wafers am Beginn der Rotation relativ zur Referenzposition auf allen Drehtischen an derselben Drehposition befindet, und das Steuermittel dazu eingerichtet ist, die Drehposition des Wafers so steuern, dass sie sich am Beginn und Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet. Als Ergebnis werden eine Anfasvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers bereitgestellt, die eine geeignete Regelung selbst bei einem kerbfreien Wafer zulassen, eine Abweichung der Fasenformabmessung unterbinden können und eine erwünschte Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Waferabschnitts erreichen können.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anfasvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Es war üblich, einen als Kerbe bezeichneten Einschnitt an einem Umfang eines Wafers, wie etwa einem Einkristall-Siliziumwafer, der einen Durchmesser von 300 mm oder mehr aufweist, auszubilden, um den Wafer in einem Fertigungsprozess auszurichten. Der Wafer wird entlang einer bestimmten Kristallorientierung geschnitten, um die Kristallstruktur am geeignetsten für den Betrieb einer zu fertigenden Halbleitervorrichtung zu machen. Die Kerbposition wird abhängig von einem Leitfähigkeitstyp und einer Kristallorientierung in einer Richtung der Kristallorientierung, wie etwa <110> und <100>, bestimmt.
  • Einhergehend mit einer hohen Integration einer Halbleitervorrichtung, wie etwa einem DRAM, NAND-Flashspeicher und einer MPU sowie einer Durchmesservergrößerung eines Wafers, wird in jüngster Zeit in erhöhtem Maße eine Spannung auf den Wafer während der Wärmebehandlung im Fertigungsprozess einer Halbleitervorrichtung ausgeübt, und es entsteht ein Problem des Verrutschens, wodurch ein Übergangsleckstrom verursacht wird. Insbesondere wird die Spannungskonzentration leicht an einem Abschnitt erzeugt, der eine örtliche Form, wie eine Kerbe, aufweist, wodurch leicht ein Verrutschen verursacht wird. Daher haben Vorrichtungshersteller einen Wafer gefordert, der keinen Einschnitt, wie eine Kerbe, aufweist.
  • Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Siliziumwafers, der als Material einer Halbleiterspeichervorrichtung verwendet wird, wird zunächst ein Siliziumkristall-Ingot mit einer spezifischen Kristallorientierung durch das Czochralski(Cz)-Verfahren oder ein anderes Verfahren (Kristallzüchtungsprozess) hergestellt. Dann wird der hergestellte Einkristall-Ingot geschliffen, um den Außendurchmesser abzustimmen, und es wird eine Kerbe zum Anzeigen der Kristallorientierung an einem Außenumfang des Einkristall-Ingots ausgebildet (Außenrundschleifprozess).
  • Dann wird der Einkristall-Ingot entlang der spezifischen Kristallorientierung in einen dünnen scheibenförmigen Wafer geschnitten (Schneidschritt), und ein Außenumfang des Wafers wird gefast, um ein Brechen und Absplittern des Wafers zu verhindern (Anfasprozess).
  • Danach werden beide Oberflächen des gefasten Wafers durch Schleifen (Doppelplanschleifprozess) abgeflacht, und eine im gefasten und doppelseitig polierten Wafer verbleibende mechanische Beschädigung wird entfernt (Ätzprozess). Weiterhin werden die Vorderfläche und/oder die Rückfläche des Wafers hochglanzpoliert (Polierprozess), und der polierte Wafer wird gereinigt, um ein Poliermittel und daran anhaftende Fremdstoffe zu entfernen (Reinigungsprozess).
  • Das Herstellungsverfahren eines Wafers ohne Kerbe (kerbfreier Wafer) durch den obengenannten Herstellungsprozess beinhaltet, wie in 5 gezeigt, das Einprägen einer Kristallorientierungsmarkierung auf die hintere Oberfläche des doppelt plangeschliffenen Wafers durch Lasermarkieren in Bezug auf die Kerbe (Lasermarkierungsprozess) und das Entfernen der Kerbe durch Schleifen des Außenumfangs des lasermarkierten Wafers (Kerbentfernungsprozess) (siehe Patentschrift 1). Eine in 6 gezeigte Kristallorientierungsmarke M, die anstatt der Kerbe durch Laser auf der Rückfläche des Wafers W ausgebildet wird, ist beim Semiconductor Equipment and Materials Institute (SEMI) in Entwicklung.
  • ENTGEGENHALTUNGSLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentschrift 1: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. H10-256106
    • Patentschrift 2: ungeprüfte Japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. H07-218228
    • Patentschrift 3: WO2008/093488
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Im Allgemeinen werden mit der Miniaturisierung eines Halbleiterspeichers einem Standardwert und einer Abweichung einer gefasten Form eines Außenumfangsabschnitts eines Wafers, wie etwa einem Halbleiter-Siliziumwafers, strikte Anforderungen auferlegt. Dies ist der Fall, weil im Allgemeinen eine Eintauchexposition in einem Vorrichtungsexpositionsprozess verwendet wird und die Abweichung der Form eines gefasten Waferabschnitts eine Leckage einer Eintauchflüssigkeit verursacht. Außerdem wird davon ausgegangen, dass, wenn die Waferfasenform in einem Vorrichtungs-Wärmebehandlungsprozess abnormal ist, der Wärmeschock aufgrund von verkürzten Wärmezyklen einen Waferbruch (Risse) herbeiführt, der von der abnormalen Stelle herrührt.
  • Um die Abweichung der Fasenform zu unterbinden, wird für die Herstellung eines Siliziumwafers ein Herstellungsverfahren eingesetzt, das das Messen einer Querschnittsform des gefasten Abschnitts und sofortiges Rückmelden der Querschnittsform des gefasten Abschnitts an jeder Umfangsposition mit einer Waferanfasvorrichtung unter Einbindung einer Messmaschine zum Messen der Querschnittsform des gefasten Abschnitts umfasst (siehe Patentschrift 2). Die Querschnittsform des gefasten Abschnitts wird durch Binarisieren eines aufgenommenen Bildes im Durchlichtverfahren berechnet. Die 7 zeigt typische Parameter der Form des gefasten Abschnitts. Die Parameter, wie z. B. Fasenwinkel θ1, θ2, Fasenbreiten an den Vorder- und Rückflächen A1, A2, Spitzenradien R1, R2 und eine Breite eines Spitzenabschnitts BC werden so gesteuert, dass sie innerhalb vorbestimmter Wertebereiche liegen.
  • Die 8 zeigt ein Beispiel einer gesteuerten Fasenform. Wenn die Messung eine in 7 gezeigte Ungleichheit zwischen A1 und A2 zeigt, dann wird beurteilt, dass ein Schleifsteinmittelpunkt sich nicht mit einem Wafermittelpunkt deckt, und eine relative Position zwischen dem Schleifstein und dem Wafer in einem Anfasteil wird entsprechend der folgenden Formel (1) korrigiert. In der Formel stellt δ einen Korrekturbetrag der relativen Position zwischen den Breiten an Vorder- und Rückflächen eines Wafers dar, und θ stellt einen Fasenwinkel dar. δ = {(A1 – A2) × tanθ}/2 (1)
  • Weil eine wässrige Alkalilösung, wie etwa Ätznatron oder Ätzkali, die eine von einer Kristallorientierung eines Wafers abhängige Ätzgeschwindigkeits-Anistropie aufweist, in dem Ätzprozess verwendet wird, schwankt außerdem die Querschnittsform in einer Fasen-Umfangsrichtung. Es wurde daher vorgeschlagen, die Fasenform abhängig von einer Umfangsposition des Wafers abzustimmen (siehe Patentschrift 3).
  • Die oben erwähnte Fasenformsteuerung umfasst das Ausrichten einer Wafers in Bezug auf eine Kerbe, dann das Messen der Fasenform an jeder Stelle in Umfangsrichtung und das Steuern eines Anfasens basierend auf dem Ergebnis. Wenn das Verfahren zum Herstellen eine kerbfreien Wafers den Kerbentfernungsprozess beinhaltet, kann demzufolge die Querschnittsform des gefasten Waferabschnitts nach dem Entfernen der Kerbe nicht in Bezug auf die Kerbe gemessen werden, und eine Rückmeldung und Formsteuerung des gefasten Abschnitts beim Anfasen kann nicht ausgeführt werden. Als Ergebnis ergibt sich ein Problem dahingehend, dass der gefaste Waferabschnitt nicht den Kundenanforderungen zur Querschnittsgenauigkeit entspricht.
  • Wenn im Gegensatz dazu ein Ausrichtverfahren unter Verwendung einer auf eine Wafer-Rückfläche aufgeprägten Kristallorientierungsmarkierung eingesetzt wird, erfordert die Anfasvorrichtung einen zusätzlichen teuren Ausrichtmechanismus, um die Kristallorientierungsmarkierung zu erkennen, und wird daher kostenaufwendig.
  • Die vorliegenden Erfindung wurde im Hinblick auf diese Probleme erstellt, und es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Anfasvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers bereitzustellen, die eine Regelung entsprechend der Kristallorientierung erlaubt, die Abweichung einer Fasenformabmessung eines kerbfreien Wafers unterbindet und eine von einem Kunden geforderte Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Waferabschnitts bei niedrigen Kosten selbst in dem Fall erreichen kann, in dem ein Messwert der Querschnittsform des gefasten Abschnitts des kerbfreien Wafers verwendet wird.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Um die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Anfasvorrichtung bereit, die Folgendes umfasst: ein Anfasteil zum Entfernen einer Kerbe durch Schleifen eines Außenumfangs eines Wafers mit einem Schleifstein; ein Reinigungsteil zum Reinigen und Trocken des gefasten Wafers; und ein Fasenform-Messteil zum Messen einer Fasenform des gewaschenen und getrockneten Wafers, wobei der Anfasteil, der Reinigungsteil und der Fasenform-Messteil jeweils einen Drehtisch zum drehbaren Halten des Wafers und ein Steuermittel zum Steuern einer Drehposition des Drehtisches und einer Drehposition des auf dem Drehtisch gehaltenen Wafers beinhalten, wobei der Drehtisch eine Referenzposition aufweist, die als Referenz der Drehpositionen am Beginn der Rotation dient, wobei der Wafer so gehalten wird, dass sich die Drehposition des Wafers am Beginn der Rotation relativ zur Referenzposition auf allen Drehtischen an derselben Drehposition befindet, und das Steuermittel dazu eingerichtet ist, die Drehposition des Wafers so zu steuern, dass sie sich am Beginn und Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet.
  • Eine solche Vorrichtung ermöglicht, dass sich eine Umfangsposition des Wafers, an der die Querschnittsform des gefasten Abschnitts gemessen wird, mit einer Umfangsposition des Wafers deckt, an der der Wafer beim Anfasen in Kontakt mit dem Schleifstein gebracht wird, und sie kann einen Messwert der Querschnittsform zurückmelden, um den Messwert für eine Anfassteuerung an der entsprechenden Drehposition des zu fasenden Wafers zu verwenden. Folglich kann eine Umfangsabweichung der Fasenformabmessung des kerbfreien Wafers unterbunden werden, und die durch einen Kunden geforderte Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Waferabschnitts kann erreicht werden. Da es unnötig ist, einen teuren Ausrichtmechanismus an der Anfasvorrichtung hinzuzufügen, kann außerdem ein kerbfreier Wafer mit hoher Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Abschnitts bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • Das Steuermittel ist vorzugsweise ferner dazu eingerichtet, die Drehposition des Drehtisches so zu steuern, dass sie sich am Beginn und Ende der Rotation innerhalb von ±0,05 Grad relativ zur vorbestimmten Position befindet.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, eine Fasenformgenauigkeit sicher so zu erreichen, dass eine Positionsgenauigkeit innerhalb von ±0,1 Grad von der durch die auf der Rückfläche des Wafers aufgeprägten Kristallorientierungsmarkierung angezeigten Kristallorientierung liegt, und somit ermöglicht wird, mit einen Wafer mit hoher Genauigkeit der Form des gefasten Abschnitts sicher zu erhalten.
  • Das Steuermittel enthält vorzugsweise einen am Drehtisch angeordneten Servomotor und einen im Servomotor eingebauten Drehgeber, wobei der Drehgeber in der Lage ist, die Drehpositionen zu erkennen und der Servomotor in der Lage ist, die Drehpositionen zu steuern.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung kann die Drehposition des Wafers leicht so gesteuert werden, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet. Insbesondere kann die Drehposition eines jeden Drehtisches so gesteuert werden, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation innerhalb von ±0,05 Grad relativ zu der vorbestimmten Position befindet und somit ermöglicht wird, dass ein Wafer mit hoher Formgenauigkeit des gefasten Abschnitts sicher erhalten wird.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers bereit, wobei das Verfahren umfasst: Einprägen einer Kristallorientierungsmarkierung an einer bestimmten Position auf der Rückfläche eines Wafers, der eine Kerbe bezüglich einer bestimmten Kristallorientierung aufweist, durch Lasermarkieren mit Bezug auf die Kerbe; und Anfasen des Wafers, um die Kerbe zu entfernen, wobei das Anfasen einen Anfasschritt zum Entfernen der Kerbe durch Schleifen eines Außenumfangs des Wafers, der in Bezug auf die Kerbe ausgerichtet wird, mit einem Schleifstein, einen Reinigungsschritt zum Reinigen und Trocknen des Wafers, von dem die Kerbe entfernt ist, und einen Fasenform-Messschritt zum Messen einer Fasenform des Wafers beinhaltet, wobei in jedem der Schritte der Wafer drehbar auf einem Drehtisch so gehalten wird, dass sich eine Drehposition des Wafers am Beginn der Rotation relativ zu einer Referenzposition auf allen Drehtischen an derselben Drehposition befindet, wobei die Referenzposition als eine Referenz der Drehposition dient und die Drehposition des auf dem Drehtisch gehaltenen Wafers so gesteuert wird, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet.
  • Ein solches Verfahren ermöglicht, dass sich eine Umfangsposition des Wafers, an der die Querschnittsform des gefasten Abschnitts gemessen wird, mit einer Umfangsposition des Wafers deckt, an der der Wafer beim Anfasen in Kontakt mit dem Schleifstein gebracht wird, und es kann einen Messwert der Querschnittsform zurückmelden, um den Messwert für eine Anfassteuerung an der entsprechenden Drehposition des zu fasenden Wafers zu verwenden. Folglich kann eine Umfangsabweichung der Fasenformabmessung des kerbfreien Wafers unterbunden werden, und die durch einen Kunden geforderte Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Waferabschnitts kann erreicht werden. Da es unnötig ist, einen teuren Ausrichtmechanismus an der Anfasvorrichtung hinzuzufügen, kann außerdem ein kerbfreier Wafer mit hoher Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Abschnitts bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • Eine Drehposition des Drehtisches wird vorzugsweise so gesteuert, dass sie innerhalb einer Genauigkeit von ±0,05 Grad relativ zur vorbestimmten Position am Beginn und am Ende der Rotation liegt.
  • Auf diese Weise ist es möglich, eine Fasenformgenauigkeit sicher so zu erreichen, dass eine Positionsgenauigkeit innerhalb ±0,1 Grad von der durch die auf der Rückfläche des Wafers aufgeprägten Kristallorientierungsmarkierung angezeigten Kristallorientierung liegt, und somit ermöglicht wird, einen Wafer mit hoher Formgenauigkeit des gefasten Abschnitts sicher zu erhalten.
  • Ein Servomotor und ein darin eingebauter Drehgeber sind vorzugsweise am Drehtisch angeordnet, wobei der Drehgeber in der Lage ist, die Drehpositionen zu erkennen, und der Servomotor in der Lage ist, die Drehpositionen zu steuern.
  • Auf diese Weise kann die Drehposition des Wafers leicht so gesteuert werden, dass sie sich am Beginn und Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet. Insbesondere kann die Drehposition eines jeden Drehtisches so gesteuert werden, dass sie sich innerhalb von ±0,05 Grad relativ zu der vorbestimmten Position am Beginn und Ende der Rotation befindet und somit ermöglicht wird, dass ein Wafer mit hoher Formgenauigkeit der des gefasten Abschnitts sicher erhalten wird.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Die Anfasvorrichtung und das Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers der vorliegenden Erfindung erlauben eine Anfassteuerung entsprechend einer Kristallorientierung eines Wafers selbst in einem kerbfreien Wafer, können eine Umfangsabweichung der Fasenformabmessung unterbinden und können eine Fasenformgenauigkeit erreichen, die einem herkömmlichen Wafer entspricht, der eine Kerbe zum Anzeigen einer Kristallorientierung aufweist. Da es außerdem unnötig ist, der Anfasvorrichtung eine teure Ausrichtvorrichtung zum Erkennen der Lasermarkierung hinzuzufügen, kann ein kerbfreier Wafer mit der durch einen Kunden geforderten Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Waferabschnitts bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Schaubild, das ein Beispiel der erfinderischen Anfasvorrichtung zeigt;
  • 2 ist ein schematisches Schaubild, das ein Beispiel des Drehtisches in der erfinderischen Anfasvorrichtung zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Schaubild, das eine beispielhafte Steuerungsweise eines Servomotors in dem Steuermittel zeigt;
  • 4 ist ein schematisches Schaubild, das einen beispielhaften Mechanismus eines Drehgebers in dem Steuermittel zeigt;
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines allgemeinen Verfahrens zum Herstellen eines kerbfreien Wafers zeigt;
  • 6 ist ein Schaubild, das ein Beispiel einer auf einer Rückfläche eines Wafers aufgeprägten Lasermarkierung zeigt;
  • 7 ist ein schematisches Schaubild, das typische Parameter der Form eines gefasten Abschnitts zeigt;
  • 8 ist ein schematisches Schaubild, das ein Beispiel einer gesteuerten Fasenform zeigt; und
  • 9 ist ein Schaubild, das ein Messergebnis der Abweichung der Fasenbreite in einem Beispiel und einem Vergleichsbeispiel zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
  • In den letzten Jahren haben Vorrichtungshersteller in vielen Fällen einen Wafer gefordert, der keinen Einschnitt, wie etwa eine Kerbe, aufweist. Wenn jedoch eine Kerbe von dem Wafer entfernt wird, kann die Querschnittsform nicht in Bezug auf die Kerbe gemessen werden und somit kann keine Regelung und Formsteuerung des gefasten Abschnitts ausgeführt werden. Als Ergebnis ergibt sich das Problem, dass der gefaste Waferabschnitt nicht den Kundenanforderungen an die Querschnittsformgenauigkeit erfüllt.
  • Im Hinblick darauf hat der vorliegende Erfinder wiederholt und intensiv Studien durchgeführt, um das Problem zu lösen, und hat als Folge davon herausgefunden, dass, wenn die Anfasvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Drehposition des auf dem Drehtisch gehaltenen Wafers so zu steuern, dass er sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet, ein Messwert der Querschnittsform des gefasten Abschnitts zurückgemeldet werden kann, um den Messwert für eine Anfassteuerung an der entsprechenden Drehposition des zu fasenden Wafers zu verwenden, wodurch die Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Waferabschnitts verbessert werden kann. Somit wurde die vorliegende Erfindung zu einem Abschluss gebracht.
  • Nachfolgend werden die erfinderische Anfasvorrichtung und das erfinderische Verfahren mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, besteht die erfinderische Anfasvorrichtung 1 aus einem Wafer-Zuführ-/Aufnahmeteil 2, einem Ausrichtteil 3, einem Anfasteil 4, einem Reinigungsteil 5, einem Zentrierteil 6, einem Fasenform-Messteil 7 und Förderteilen 8 zum Befördern eines Wafers W zwischen diesen Teilen.
  • Der Wafer-Zuführ-/Aufnahmeteil 2 führt einen Wafer W zu, der vor dem Fasen eine Kerbe aufweist, und nimmt den Wafer ohne Kerbe in einem Behälter auf, nachdem er gefast wurde und einer Messung unterworfen wurde, um die Querschnittsform des gefasten Abschnitts im später beschriebenen Fasenform-Messteil 7 zu messen. Der Ausrichtteil 3 führt eine Zentrierausrichtung und eine Kerbpositionsausrichtung des aus dem Behälter des Wafer-Zuführ-/Aufnahmeteils 2 entnommenen und eine Kerbe aufweisenden Wafers W aus.
  • Der Anfasteil 4 enthält Drehtische 9a zum drehbaren Halten des Wafers W und Schleifsteine 10 zum Entfernen der Kerbe durch Schleifen des Außenumfangabschnitts des Wafers. Wie in 2 gezeigt weist der Drehtisch 9a ein Steuermittel 13 auf. Das Steuermittel 13 kann die Rotation steuern und dadurch die Drehposition des gehaltenen Wafers W steuern.
  • Der Reinigungsteil 5 reinigt und trocknet den im Anfasteil 4 gefasten Wafer W. Der Reinigungsteil 5 enthält Drehtische 9b zum drehenden Halten des Wafers W und einen Reinigungsflüssigkeits-Zuführmechanismus 11 zum Zuführen einer Reinigungsflüssigkeit, um den Wafer W zu reinigen. Der Wafer W, bei dem der Außenumfangsabschnitt gefast wurde, wird mit der von dem Reinigungsflüssigkeits-Zuführmechanismus 11 zugeführten Reinigungsflüssigkeit, z. B. reinem Wasser, gereinigt. Der Wafer W wird dann gedreht, indem der Drehtisch 9b gedreht wird, um den Wafer durch schnelles Drehschleudern zu trocknen. Der Drehtisch 9b weist dasselbe Steuermittel 13 wie der Drehtisch 9a auf, wie in 2 gezeigt. Das Steuermittel 13 ist in der Lage, die Rotation zu steuern und dadurch die Drehposition des gehaltenen Wafers W steuern.
  • Der Zentrierteil 6 zentriert den im Reinigungsteil 5 gereinigten und getrockneten Wafer W. Der Fasenform-Messteil 7 enthält einen Drehtisch 9c zum drehbaren Halten des Wafers W und eine Formmessmaschine 12 zum Messen der Fasenquerschnittsform des Außenumfangsabschnitts des Wafers W. Im Fasenform-Messteil 7 wird die Fasenquerschnittsform an einer bestimmten Stelle am Umfang des Wafers W durch die Formmessmaschine 12 gemessen. Aus den Formdaten der bestimmten Stelle am Umfang des Wafers W wird ein Steuerwert erhalten, und der Steuerwert wird zum Anfasteil 4 zurückgemeldet und dann zur Anfassteuerung verwendet. Die Formmessmaschine 12 kann beispielsweise eine Formmessmaschine für ein Durchlichtverfahren sein. Der Drehtisch 9c weist ebenfalls dasselbe Steuermittel 13 wie die Drehtische 9a, 9b auf, wie in 2 gezeigt. Das Steuermittel 13 ist in der Lage, die Rotation zu steuern und dadurch die Drehposition des gehaltenen Wafers W zu steuern.
  • Wie oben erwähnt, enthalten der Anfasteil 4, der Reinigungsteil 4 und der Fasenform-Messteil 7 jeweils einen Drehtisch 9 (9a, 9b, 9c) zum drehenden Halten des Wafers und ein Steuermittel zum Steuern einer Drehposition des Drehtisches 9 und einer Drehposition des auf dem Drehtisch 9 gehaltenen Wafers W. Der Drehtisch 9 weist eine Referenzposition auf, die als eine Referenz der Drehpositionen am Beginn der Rotation dient, und der Wafer W wird derart gehalten, dass sich die Drehposition des Wafers W am Beginn der Rotation auf allen Drehtischen an derselben Drehposition relativ zur Referenzposition befindet. Das Steuermittel 13 ist dazu eingerichtet, die Drehposition des Wafers W so zu steuern, dass sie sich zu Beginn und am Ende der Rotation auf allen Drehtischen an einer vorbestimmten Position befindet. Hierin kann die Referenzposition beispielsweise eine Position sein, an der eine Bearbeitungsvorrichtung der jeweiligen Teile, wie etwa der Schleifstein 10 zum Anfasen, der Reinigungsflüssigkeits-Zuführmechanismus 11 zum Reinigen und die Formmessmaschine 12, platziert ist.
  • Hierbei ist es wichtig, die Umfangsposition des kerbfreien Wafers, an der die Fasenquerschnittsform gemessen wird, mit der Kontaktposition mit dem Schleifstein beim Schleifen in Überdeckung zu bringen, und die von der Querschnittsformmessung erhaltenen Daten für eine Anfassteuerung an der entsprechenden Drehposition zu verwenden. Da in der herkömmlichen Anfasvorrichtung der gefaste Wafer W keine Kerbe aufweist, kann die Drehposition des Wafers in Bezug auf die Kerbe durch eine Ausrichtung vor dem Messen der Fasenquerschnittsform des Wafers nicht erkannt werden.
  • Im Gegensatz dazu kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Orientierung des Wafers W zwischen dem Anfasteil 4, dem Reinigungsteil 5 und dem Fasenform-Messteil 7 durch den Drehtisch 9 und das Steuermittel 13, wie oben beschrieben, immer konstant gehalten werden, wodurch die Umfangsposition relativ zur Kristallorientierung des kerbfreien Wafers, an der die Fasenquerschnittsform gemessen wird, mit der Position relativ zur Kristallorientierung, an der der Wafer mit dem Schleifstein beim Schleifen in Kontakt gebracht wird, in Überdeckung gebracht wird, und aus der Querschnittsformmessung erhaltene Daten können für eine Anfassteuerung an der der Kristallorientierung entsprechenden Drehposition am Umfang des Wafers W verwendet werden.
  • Wie in 2 gezeigt, beinhaltet außerdem das Steuermittel 13 vorzugsweise einen Servomotor 15, der die Drehpositionen erkennen kann, und einen darin eingebauten Drehgeber 14, der die Drehpositionen steuern kann. Das Steuermittel 13 ist über eine Drehverbindung 16 mit einem Vakuumhaltetisch 17 zum Halten des Wafers W durch Vakuumansaugung verbunden. Somit werden die Drehpositionen des Drehtisches 9 und des darauf gehaltenen Wafers W gesteuert.
  • Wie in 3 gezeigt, meldet der Servomotor 15 die Drehgeschwindigkeit und die Drehposition zurück und arbeitet entsprechend eines Befehls durch einen aus einer SPS 18, einer Impulsschwingungsteuerung 19, einem Treiber 20, einem Geber 21, einem Motor 22 und anderen Bauteilen bestehenden Servomechanismus. Wie in 4 gezeigt, ist der Drehgeber 14 ein Winkelpositionssensor, der die Änderung der Rotation der Eingangswelle mit einer eingebauten Geberscheibe 23 in ein digitales Ausgangssignal umwandeln kann. Dieser Drehgeber 14 ermöglicht eine präzise Erkennung der Drehposition.
  • Wenn das Steuermittel 13 den Servomotor 15 und den darin eingebauten Drehgeber 14 enthält, kann somit die Drehposition des Wafers leicht so gesteuert werden, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet. Insbesondere kann die Drehposition eines jeden Drehtisches so gesteuert werden, dass sie sich innerhalb von ±0,05 Grad relativ zu der vorbestimmten Position am Beginn und Ende der Rotation befindet und somit ermöglicht wird, dass ein Wafer mit hoher Formgenauigkeit des gefasten Abschnitts sicher erhalten wird.
  • Außerdem liegt die Abweichung der Positionsgenauigkeit der Kristallorientierung <100> oder <110>, die der Kerborientierung entspricht, wünschenswerterweise innerhalb von ±0,1 Grad. Die Genauigkeit, um den Drehtisch 9 zum drehbaren Anhaften und Halten des Wafers so zu stoppen, dass sich die Drehposition des Drehtisches an einer vorbestimmten Position im Anfasteil 4, dem Reinigungsteil 5 und dem Fasenform-Messteil 7 befindet, wird wie folgt bestimmt.
  • Eine Gesamtabweichung σtotal von Stopppositionen der Drehtische der jeweiligen Teile wird durch die folgende Formel (2) ausgedrückt: σtotal = {(σ1)2 + (σ2)2 + (σ3)2}1/2 (2) wobei σ1 eine Abweichung einer Stoppposition des Drehtisches 9a des Anfasteils 4 relativ zu einer bestimmten Position des Drehtisches 9a am Beginn und am Ende einer Rotation darstellt, σ2 eine Abweichung einer Stoppposition des Drehtisches 9b des Reinigungsteils 5 relativ zu einer bestimmten Position des Drehtisches 9b am Beginn und am Ende der Rotation darstellt, und σ3 eine Abweichung einer Stoppposition des Drehtisches 9c des Fasenform-Messteils 7 relativ zu einer bestimmten Position am Beginn und am Ende der Rotation darstellt.
  • Eine von einem Kunden geforderte Abweichung σgoal kann σgoal < 3 × 0,1 (Grad) betragen. Angenommen, dass alle Stopppositionsabweichungen gleich groß sind, dann liegt jede Abweichung σ1, σ2, σ3 der Position, an der jeder Tisch gestoppt wird, wünschenswerterweise innerhalb von ±0,05 Grad. Um die Kundenanforderungen zu erfüllen, ist das Steuermittel daher vorzugsweise dazu eingerichtet, die Drehposition von jedem Drehtisch so zu steuern, dass sie innerhalb von ±0,05 Grad relativ zur vorbestimmten Position am Beginn und am Ende der Rotation liegt.
  • Das erfinderische Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers wird nun basierend auf einem Beispiel unter Verwendung der erfinderischen Anfasvorrichtung beschrieben.
  • An einer bestimmten Position auf der Rückfläche eines Wafers, der eine Kerbe in Bezug auf eine bestimmte Kristallorientierung aufweist, wird eine Kristallorientierungsmarkierung durch Lasermarkieren in Bezug auf die Kerbe eingeprägt. Der Wafer wird dann in einem Behälter im Wafer-Zuführ-/Aufnahmeteil 2 aufgenommen.
  • Dann wird der die Kerbe aufweisende Wafer W, der in dem Behälter im Wafer-Zuführ-/Aufnahmeteil 2 aufgenommen ist, herausgenommen, und der Wafer W wird einer Zentrier- und Kerbpositionsausrichtung im Ausrichtungsteil 3 unterworfen.
  • Dann wird ein Anfasschritt zum Entfernen der Kerbe durch Schleifen eines Außenumfangs des mit Bezug auf die Kerbe ausgerichteten Wafers mit einem Schleifstein ausgeführt.
  • In diesem Schritt wird der die Kerbe aufweisende Wafer W auf dem Rundtisch 9a zum drehbaren Halten des Wafers W im Anfasteil 4 gehalten. Der Wafer wird hier auf dem Drehtisch 9a so gehalten, dass sich die Drehposition des Wafers W am Beginn der Drehung relativ zur Referenzposition, die als Referenz der Drehposition am Beginn der Rotation dient, an derselben Drehposition wie auf dem Drehtisch 9b und dem später beschrieben Drehtisch 9c befindet. Die Referenzposition kann beispielsweise eine Position sein, an der eine Bearbeitungsvorrichtung der jeweiligen Teile, wie etwa der Schleifstein 10 zum Anfasen, der Reinigungsflüssigkeits-Zuführmechanismus 11 zum Reinigen und die Formmessmaschine 12, platziert ist. Der Außenumfang des Wafers W wird dann in Schleifkontakt mit dem Schleifstein gebracht und geschliffen, um die Kerbe zu entfernen, während die Drehposition des auf dem Drehtisch 9a gehaltenen Wafers W durch das Steuermittel 13 so gesteuert wird, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet.
  • Dann wird ein Reinigungsschritt zum Reinigen und Trocknen des Wafers, von dem die Kerbe entfernt wurde, durchgeführt. Im Reinigungsschritt wird der Wafer W zunächst auf dem Drehtisch 9b im Reinigungsteil 5 gehalten. Zudem wird der Wafer W in diesem Schritt so gehalten, dass sich die Drehposition des Wafers W am Beginn der Rotation relativ zur Referenzposition, die als Referenz für die Drehposition am Beginn der Rotation dient, an derselben Drehposition wie auf dem Drehtisch 9a und dem später beschriebenen Drehtisch 9c befindet, und zwar in gleicher Weise wie der Wafer W auf dem Drehtisch 9a wie oben erwähnt gehalten wird. Der Wafer wird mit einer Reinigungsflüssigkeit, wie reinem Wasser, die von dem Reinigungsflüssigkeits-Zuführmechanismus 11 zugeführt wird, gereinigt, während die Drehposition des auf dem Drehtisch 9b gehaltenen Wafers W durch das Steuermittel 13 so gesteuert wird, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet. Nach dem Reinigen wird der Wafer durch schnelles Drehschleudern getrocknet, während die Drehposition in gleicher Weise gesteuert wird.
  • Dann wird der Wafer im Zentrierteil 6 zentriert.
  • Nach dem Zentrieren wird ein Fasenform-Messschritt zum Messen einer Fasenform des Wafers W im Fasenform-Messteil 7 durchgeführt.
  • Im Fasenform-Messschritt wird der zentrierte Wafer W auf dem Drehtisch 9c im Fasenform-Messteil 7 gehalten. Auch in diesem Schritt wird der Wafer so gehalten, dass sich die Drehposition des Wafers W am Beginn der Drehung relativ zur Referenzposition, die als Referenz für die Drehposition am Beginn der Rotation dient, an derselben Drehposition auf dem Drehtisch befindet, und zwar in gleicher Weise wie der Wafer W auf den wie oben erwähnten Drehtischen 9a und 9b gehalten wird. Die Querschnittsform wird dann an einer bestimmten Stelle am Umfang des Wafers W mit der Formmessmaschine 12 gemessen, während die Drehposition des auf dem Drehtisch 9c gehaltenen Wafers W durch das Steuermittel 13 so gesteuert wird, dass sie sich an einer vorbestimmten Position am Beginn und am Ende der Rotation befindet.
  • Ein aus den Formdaten an einer bestimmten Stelle am Umfang des Wafers W erhaltener Steuerwert wird dann an den Anfasteil 4 zurückgemeldet und für eine Anfassteuerung verwendet. Die Querschnittsform des gefasten Abschnitts wird somit gemessen, und der gemessene Wafer W wird wieder im Behälter des Wafer-Zuführ-/Aufnahmeteils 2 gelagert.
  • Die Herstellung des kerbfreien Wafers ist dann abgeschlossen.
  • Bei einem solchen Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers wird die Orientierung des Wafers auf dem Rundtisch zwischen dem Anfasschritt, dem Reinigungsschritt und dem Fasenform-Messschritt immer konstant gehalten, wodurch die Umfangsposition des kerbfreien Wafers, an der die Fasenquerschnittsform gemessen wird, mit der Position, an der der Wafer mit dem Schleifstein beim Schleifen in Kontakt gebracht wird, in Überdeckung gebracht wird, und die aus der Querschnittsformmessung erhalten Daten können für eine Anfassteuerung an der entsprechenden Drehposition verwendet werden. Als Ergebnis kann selbst bei einem kerbfreien Wafer die Umfangsabweichung der Fasenformabmessung unterbunden werden, und eine Verschlechterung der Querschnittsformgenauigkeit kann verhindert werden. Da es außerdem unnötig ist, der Anfasvorrichtung eine teure Ausrichtvorrichtung zum Erkennen der Lasermarkierung hinzuzufügen, kann ein kerbfreier Wafer mit hoher Querschnittsformgenauigkeit des gefasten Abschnitts bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
  • Bei dem Verfahren wird die Drehposition des Drehtisches 9 vorzugsweise so gesteuert, dass sie innerhalb einer Genauigkeit von 0,05 Grad relativ zur vorbestimmten Position am Beginn und am Ende der Rotation liegt.
  • Auf diese Weise ist es möglich, eine Fasenformgenauigkeit sicher so zu erreichen, dass eine Positionsgenauigkeit innerhalb von ±0,1 Grad von der durch die auf der Rückfläche des Wafers aufgeprägten Kristallorientierungsmarkierung angezeigten Kristallorientierung liegt, und somit ermöglicht wird, mit Sicherheit einen Wafer mit hoher Formgenauigkeit des gefasten Abschnitts zu erhalten.
  • Außerdem sind ein Servomotor, der in der Lage ist, die Drehposition zu erkennen, und ein darin eingebauter Drehgeber, der in der Lage ist, die Drehposition zu steuern, vorzugsweise an dem Drehtisch angeordnet.
  • Auf diese Weise kann die Drehposition des Wafers leicht so gesteuert werden, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet. Insbesondere kann die Drehposition eines jeden Drehtisches so gesteuert werden, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation innerhalb von ±0,05 Grad relativ zu der vorbestimmten Position befindet und somit ermöglicht wird, dass ein Wafer mit hoher Formgenauigkeit des gefasten Abschnitts sicher erhalten wird.
  • BEISPIEL
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher basierend auf einem Beispiel und einem Vergleichsbeispiel beschrieben, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
  • (Beispiel)
  • Ein Einkristall-Siliziumwafer mit einem Durchmesser von 450 mm und einer Kristallebenenorientierung (100) wurde hergestellt. Der Wafer hatte eine Kerbe zum Anzeigen einer Kristallachsenorientierung <110> und eine auf der Rückfläche durch Laser in Bezug auf die Kerbe aufgeprägte Kristallorientierungsmarkierung. Der Wafer wurde dann mit der wie in 1 gezeigten erfinderischen Anfasvorrichtung gefast, um die Kerbe zu entfernen und dadurch einen kerbfreien Wafer herzustellen.
  • In dem Beispiel wurde eine Umfangsposition mit Bezug auf die Kristallorientierung des kerbfreien Wafers, an der die Querschnittsform der gefasten Position gemessen wurde, mit einem Abschnitt in Bezug auf die Kristallorientierung, an dem der Wafer beim Fasen mit dem Schleifstein in Kontakt gebracht wurde, in Überdeckung gebracht, und die aus der Querschnittsmessung erhaltenen Daten der Form des gefasten Abschnitts an jeder Stelle am Umfang des Wafers konnten für eine Anfassteuerung an der entsprechenden Drehposition verwendet werden.
  • Als Ergebnis konnte σtotal in der Formel (2) auf 0,1 Grad oder weniger unterdrückt werden, die Abweichung der Fasenform konnte so gesteuert werden, dass sie gering war, und die Abweichung zwischen den Fasenbreiten A1, A2 konnte auf ±20 μm oder weniger unterdrückt werden, wie in 9 gezeigt. Somit konnte ein kerbloser Wafer mit hoher Formgenauigkeit, die einen durch einen Kunden geforderten Standard erfüllt, erhalten werden.
  • (Vergleichsbeispiel)
  • Ein kerbloser Wafer wurde unter derselben Bedingung wie in dem Beispiel hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Drehpositionen des Drehtisches und des auf dem Drehtisch gehaltenen Wafers nicht so gesteuert wurden, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befinden.
  • In dem Vergleichsbeispiel konnte die Querschnittsform der Waferfasenposition nach dem Entfernen der Kerbe nicht in Bezug auf die Kerbe gemessen werden. Dadurch konnte eine Rückmeldung und eine angemessene Formsteuerung der Fasenposition beim Anfasen nicht ausgeführt werden.
  • Als Ergebnis war, wie in 9 gezeigt, die Abweichung der Form des gefasten Abschnitts größer als diejenige im Beispiel, und die Abweichung zwischen den Fasenbreiten A1, A2 überschritt ±20 μm. Somit konnte ein kerbloser Wafer mit hoher Formgenauigkeit nicht erhalten werden.
  • Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform ist lediglich eine Erläuterung, und beliebige Beispiele, die im Wesentlichen dasselbe Merkmal aufweisen und dieselben Funktionen und Wirkungen aufweisen, wie die, die im technischen Grundgedanken in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, sind im technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einbezogen.

Claims (6)

  1. Anfasvorrichtung, Folgendes umfassend: ein Anfasteil zum Entfernen einer Kerbe durch Schleifen eines Außenumfangs eines Wafers mit einem Schleifstein; ein Reinigungsteil zum Reinigen und Trocken des gefasten Wafers; und ein Fasenform-Messteil zum Messen einer Fasenform des gewaschenen und getrockneten Wafers, wobei der Anfasteil, der Reinigungsteil und der Fasenform-Messteil jeweils einen Drehtisch zum drehbaren Halten des Wafers und ein Steuermittel zum Steuern einer Drehposition des Drehtisches und einer Drehposition des auf dem Drehtisch gehaltenen Wafers beinhalten, wobei der Drehtisch eine Referenzposition aufweist, die als Referenz der Drehpositionen am Beginn der Rotation dient, wobei der Wafer so gehalten wird, dass sich die Drehposition des Wafers am Beginn der Rotation relativ zur Referenzposition auf allen Drehtischen an derselben Drehposition befindet, und das Steuermittel dazu eingerichtet ist, die Drehposition des Wafers so zu steuern, dass sie sich am Beginn und Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet.
  2. Anfasvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel ferner dazu eingerichtet ist, die Drehposition des Drehtisches so zu steuern, dass sie sich am Beginn und Ende der Rotation innerhalb von ±0,05 Grad relativ zur vorbestimmten Position befindet.
  3. Anfasvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuermittel einen am Drehtisch angeordneten Servomotor und einen im Servomotor eingebauten Drehgeber enthält, wobei der Drehgeber in der Lage ist, die Drehpositionen zu erkennen, der Servomotor in der Lage ist, die Drehpositionen zu steuern.
  4. Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers, wobei das Verfahren umfasst: Einprägen einer Kristallorientierungsmarkierung an einer bestimmten Position auf einer Rückfläche eines Wafers, der eine Kerbe bezüglich einer bestimmten Kristallorientierung aufweist, durch Lasermarkieren mit Bezug auf die Kerbe; und Anfasen des Wafers, um die Kerbe zu entfernen, wobei das Anfasen einen Anfasschritt zum Entfernen der Kerbe durch Schleifen eines Außenumfangs des Wafers, der in Bezug auf die Kerbe ausgerichtet ist, mit einem Schleifstein, einen Reinigungsschritt zum Reinigen und Trocknen des Wafers, von dem die Kerbe entfernt ist, und einen Fasenform-Messschritt zum Messen einer Fasenform des Wafers beinhaltet, wobei in jedem der Schritte der Wafer drehbar auf einem Drehtisch so gehalten wird, dass sich eine Drehposition des Wafers am Beginn der Rotation relativ zu einer Referenzposition auf allen Drehtischen an derselben Drehposition befindet, wobei die Referenzposition als eine Referenz der Drehposition dient und die Drehposition des auf dem Drehtisch gehaltenen Wafers so gesteuert wird, dass sie sich am Beginn und am Ende der Rotation an einer vorbestimmten Position befindet.
  5. Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers nach Anspruch 4, wobei eine Drehposition des Drehtisches so gesteuert wird, dass sie sich am Beginn und Ende der Rotation innerhalb einer Genauigkeit von ±0,05 Grad relativ zur vorbestimmten Position befindet.
  6. Verfahren zum Herstellen eines kerbfreien Wafers nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein Servomotor und ein darin eingebauter Drehgeber an dem Drehtisch angeordnet sind, wobei der Drehgeber in der Lage ist, die Drehposition zu erkennen und der Servomotor in der Lage ist, die Drehposition zu steuern.
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