JP2007250962A

JP2007250962A - ウエーハの製造方法

Info

Publication number: JP2007250962A
Application number: JP2006074313A
Authority: JP
Inventors: Kazunao Arai; 一尚荒井
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】面取り加工をウエーハ破損の心配なく効率よく短時間で行うことができ、生産性を向上させ得るウエーハの製造方法を提供すること。
【解決手段】インゴット１の端面１ａからウエーハＷの厚みｔに相当する領域を突出させてバンドソー７で切断し所定の厚みのウエーハを切り出す切断工程（ｄ）（ｅ）と、インゴット１からウエーハＷを切り出す前にウエーハＷの厚みｔに相当する領域の外周にメタルボンドホイール２２によって面取り加工を施す面取り工程（ｂ）（ｃ）と、を含むことで、インゴット１の段階で切り出されるウエーハＷの外周に前もって面取り加工を施すようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、インゴットをスライスしてウエーハを製造するウエーハの製造方法に関するものである。

ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが形成される半導体ウエーハは、シリコンインゴット等のインゴットをスライスして製造される。詳細には、例えば、内周刃と称するインゴットの直径より大きい内径を有し、その内周にダイヤモンド等の砥粒が電着された切刃が形成されたリング状の切断工具でインゴットを切断する。切断により得られたウエーハに対してハンドリング時の欠け防止やパーティクル汚染防止のために面取り用ダイヤモンドホイール等を用いて外周部の面取り加工を施す（例えば、特許文献１参照）。さらにウエーハに対してカップ型ダイヤモンドホイール等を用いて研磨処理を施すようにしている。

特開２０００−１７６８０５号公報

しかしながら、ウエーハの外周に面取り加工を施す工程において、ウエーハを破損するおそれがあることから、面取り加工を慎重に行う必要があり、ウエーハの生産性が悪いという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、面取り加工をウエーハ破損の心配なく効率よく短時間で行うことができ、生産性を向上させ得るウエーハの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るウエーハの製造方法は、インゴットをスライスしてウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、インゴットの端面からウエーハの厚みに相当する領域を突出させて切断し所定の厚みのウエーハを切り出す切断工程と、インゴットからウエーハを切り出す前にウエーハの厚みに相当する領域の外周に面取り加工を施す面取り工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るウエーハの製造方法は、上記発明において、少なくとも前記切断工程の前に、インゴットの端面を平坦に研磨する端面研磨工程を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るウエーハの製造方法は、上記発明において、前記切断工程は、バンドソーによって遂行されることを特徴とする。

本発明に係るウエーハの製造方法によれば、インゴットの段階で切り出されるウエーハの外周に前もって面取り加工を施すようにしたので、面取り加工でウエーハを破損することがないとともに、慎重な作業が不要になり、生産性を向上させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係るウエーハの製造方法によれば、インゴットの段階で切り出されるウエーハの外周に前もって面取り加工を施すとともにインゴットの端面を平坦にする端面研磨処理を施すようにしたので、切り出されたウエーハに対しては残りの一面に対して研磨処理を施せばよく、生産性を向上させることができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態であるウエーハの製造法について図面を参照して説明する。

図１は、本発明のウエーハの製造方法を実施するためのウエーハの製造装置の構成例を示す斜視図である。本実施の形態で用いるウエーハの製造装置は、インゴット１を保持する保持テーブル２と、位置調整手段３と、テーブル回転手段４と、位置割り出し手段５と、面取り手段および研磨手段６と、バンドソー７と、ウエーハ吸着手段８と、を備える。

保持テーブル２は、例えばワックスダウン等によって垂直状態に固定されたシリコンインゴット等の円柱状のインゴット１を保持するためのものである。位置調整手段３は、保持テーブル２の位置を調整するためのものであり、保持テーブル２の上面角度を調整する角度調整部３ａと、保持テーブル２をＸ軸方向に移動するＸ軸移動部３ｂと、保持テーブル２をＹ軸方向に移動するＹ軸移動部３ｃとを備える。角度調整部３ａは、例えばＸ軸移動テーブル１１と保持テーブル２との間に円周方向に一定の間隔をあけて複数設けた圧電素子やねじ等の高さ調整部材からなり、これらの高さ調整部材を適宜調整することにより
保持テーブル２の上面角度の変更が可能とされている。Ｘ軸調整部３ｂは、Ｘ軸移動テーブル１１とＹ軸移動テーブル１２の上に設けられた例えばボールスクリュー等によるＸ軸移動機構１３により構成され、Ｙ軸調整部３ｃは、Ｙ軸移動テーブル１２と回転テーブル１４の上に設けられた例えばボールスクリュー等によるＹ軸移動機構１５により構成されている。

また、回転テーブル１４は、その下部に設けられた基台１６等を含むテーブル回転手段４により回転し、このテーブル回転手段４により位置調整手段３を介して保持テーブル２、したがってインゴット１を回転させることが可能とされている。基台１６は、Ｙ軸ステージ１７によりＹ軸方向に移動自在とされている。位置割り出し手段５は、基台１６の側部に立設され、面取り手段および研磨手段６をＺ軸方向に移動してインゴット１の端面１ａを研磨する際に研磨すべき端面位置を割り出したりインゴット１の面取り加工を施すべき外周位置を割り出したりするためのものである。

面取り手段および研磨手段６は、位置割り出し手段５の例えばボールスクリュー等によって移動されるＺ軸移動体６ａと、このＺ軸移動体６ａに対してＸ軸方向に進退するスピンドルユニット６ｂと、このスピンドルユニット６ｂの先端部に下向きに取り付けられて図示しないモータにより高速回転するスピンドル６ｃと、このスピンドル６ｃの下端部に装着された端面研磨用の研磨砥石２１と、この切削砥石２１よりも上部に位置させてスピンドル６ｃに装着された面取り加工用のメタルボンドホイール２２と、を備えている。ここで、研磨砥石２１は、例えば研削ホイールの下面に円環状に固着されたカップ型ダイヤモンドホイール構造とされている。また、メタルボンドホイール２２は、後述の図２等に示すように、外周面の断面形状が例えば略半円形状に凹んだ面取り構造を有し、その外周端縁部に砥粒を電着させたものである。メタルボンドホイール２２は、研磨砥石２１とともにスピンドル６ｃの回転に伴い高速回転するが、研磨砥石２１よりも径大に形成されている。

バンドソー７は、端面１ａが研磨されたインゴット１をインゴット１の切り込み移動によってスライス状に切断するためのものであり、鉄鋼やステンレス等からなる帯状の基板３１の端縁部に砥粒を電着等により形成して切れ刃３２としたものである。このバンドソー７は、モータ３３により回転駆動される駆動プーリ３４と従動プーリ３５との間に掛け渡されて両プーリ３４，３５間を周回走行する。ウエーハ吸着手段８は、インゴット１から切り出されるウエーハを吸着保持するためのものであり、バンドソー７によるインゴット１の切り込み移動に連動するように設けられている。

次に、図２を参照して、本実施の形態のウエーハの製造方法を説明する。図２は、本実施の形態のウエーハの製造方法を工程順に示す説明図である。まず、図２（ａ）に示すように、インゴット１の端面１ａを研磨砥石２１によって平坦に研磨する（端面研磨工程）。この工程では、研磨砥石２１を位置割り出し手段５によってＺ軸方向に移動してインゴット１の研磨すべき端面位置に位置付けた後、スピンドルユニット６ｂによって研磨砥石２１を端面１ａ上に移動させるとともにスピンドル６ｃの回転に伴い研磨砥石２１を高速回転させ、テーブル回転手段４によって回転しているインゴット１に対して研磨処理を行わせることで、端面１ａを平坦に研磨する。

端面研磨工程の後は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、インゴット１からウエーハＷを切り出す前にウエーハＷの厚みｔに相当する領域の外周にメタルボンドホイール２２によって面取り加工を施す（面取り工程）。この工程では、スピンドルユニット６ｂによってスピンドル６ｃを一旦インゴット１の側方に退避させた後、図２（ｂ）に示すように、メタルボンドホイール２２を位置割り出し手段５によってＺ軸方向に移動してインゴット１の面取り加工を施すべきウエーハＷの厚みｔに相当する外周位置に位置付ける。そして、スピンドルユニット６ｂによってメタルボンドホイール２２をインゴット１の周面に押し付けるように移動させるとともに、スピンドル６ｃの回転に伴いメタルボンドホイール２２を高速回転させ、テーブル回転手段４によって回転しているインゴット１の外周に面取り加工を施すことで、図２（ｃ）に示すようにウエーハＷの厚みｔに相当する外周の面取りをする。この場合の面取り加工量は、スピンドルユニット６ｂによってメタルボンドホイール２２のＸ軸方向の位置調整を行うことによって調整される。

端面研磨工程および面取り工程の後に、図２（ｄ）（ｅ）に示すように、インゴット１の研磨された端面１ａからウエーハＷの厚みｔに相当する領域を突出させてバンドソー７によって切断し、所定の厚みｔのウエーハＷを切り出す（切断工程）。この工程は、面取り加工が完了した後、インゴット１をＹ軸ステージ１７に従いＹ軸方向に切り込み移動させることにより、インゴット１はバンドソー７によってウエーハＷの厚みｔに相当する領域部分が切断される。このようなウエーハＷの切り出し時には、ウエーハ吸着手段８がバンドソー７を挟んでインゴット１の研磨された端面１ａに対向し、インゴット１が切り込み方向（Ｙ軸方向）に移動するにつれてウエーハ吸着手段８もインゴット１の研磨された端面１ａの対向関係を保ってＹ軸方向に連動し、切り出されたウエーハＷを落すことなく確実に吸着保持する。

このように、インゴット１の段階で端面研磨および面取り加工が完了した後にインゴット１のスライスが行われ、ウエーハＷが切り出されるので、切り出されたウエーハＷは、図２（ｅ）の吹出しとして誇張拡大して示すように、外周面が面取りされているとともに一面Ｗｆは必ず研磨されて平坦化されているので、この研磨されている一面Ｗｆを吸着面としてウエーハＷを吸着固定し、バンドソー７による切断面として凹凸（うねり）を有する他面Ｗｂのみを後で研磨砥石によって平坦に研磨することにより、所望厚さで両面が平坦に研磨されたウエーハＷが製造される。

上述したように、本実施の形態のウエーハＷの製造方法によれば、インゴット１の段階で切り出されるウエーハ１の外周に前もって面取り加工を施すようにしたので、面取り加工でウエーハＷを破損することがないとともに、慎重な作業が不要になり、生産性を向上させることができる。

特に、本実施の形態のウエーハＷの製造方法によれば、インゴット１の段階で切り出されるウエーハＷの外周に前もって面取り加工を施すとともに、特開平１−２３８９０６号公報に示されるようにインゴット１の端面１ａを平坦にする端面研磨処理を施すようにしたので、切り出されたウエーハＷに対しては切断による凹凸（うねり）が残存する他面Ｗｂのみに研磨処理を施せばよく、凹凸形状がスプリングバックにより現れるような不具合もなく、生産性を向上させることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、少なくとも切断工程の前に、インゴット１の端面を平坦に研磨する端面研磨工程を含む場合への適用例として説明したが、前もって端面研磨工程を行なわず、ウエーハ単体で両面を研磨する方式にも適用可能である。また、端面研磨工程と面取り工程との順序を入れ替えるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、外周面の断面形状が例えば略半円形状に凹んだ面取り構造を有するメタルボンドホイール２２によって直接インゴット１にウエーハＷの外周面に相当する領域の面取り加工を施すようにしたが、面取り加工前にインゴット１において今回切り出し対象となるウエーハと次回切り出すウエーハとの境界部分に全周に亘って予め溝を罫書いてから、メタルボンドホイール２２によって面取り加工を施すようにしてもよい。

さらには、外周面の断面形状が例えば略半円形状に凹んだ面取り構造を有するメタルボンドホイール２２に限らず、例えば、図３に示すように、外周面の断面形状が例えば中央が先細に尖るとともに両側が円弧状裾広がりとなった面取り構造を有するメタルボンドホイール４１を用いて面取り加工を施すようにしてもよい。このメタルボンドホイール４１による場合、今回切り出し対象となるウエーハと次回切り出すウエーハとの境界部分に位置付けられてインゴット１に対して面取り加工を施すため、面取り加工毎に今回分のウエーハの半分の面取り加工と次回分のウエーハの半分の面取り加工とを施すこととなる。

また、研磨砥石２１は、ホイールタイプに限らず、例えばベルトタイプのものであってもよい。さらには、バンドソー７の表面に研磨砥石を電着等の手段で固着し、バンドソー自体に研磨機能を持たせてもよい。また、本実施の形態では、研磨砥石２１とメタルボンドホイール２２とを同一のスピンドル６ｃ上に設けたが、別個に設けてもよい。

本発明のウエーハの製造方法を実施するためのウエーハの製造装置の構成例を示す斜視図である。本実施の形態のウエーハの製造方法を工程順に示す説明図である。面取り加工の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１インゴット
１ａ端面
７バンドソー
Ｗウエーハ
ｔウエーハの厚み

Claims

インゴットをスライスしてウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、
インゴットの端面からウエーハの厚みに相当する領域を突出させて切断し所定の厚みのウエーハを切り出す切断工程と、
インゴットからウエーハを切り出す前にウエーハの厚みに相当する領域の外周に面取り加工を施す面取り工程と、
を含むことを特徴とするウエーハの製造方法。
少なくとも前記切断工程の前に、インゴットの端面を平坦に研磨する端面研磨工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のウエーハの製造方法。
前記切断工程は、バンドソーによって遂行されることを特徴とする請求項１または２に記載のウエーハの製造方法。