JP2010207935A - Wafer machining method and numerical control blasting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエハの加工方法および数値制御ブラスト加工装置に関する。 The present invention relates to a wafer processing method and a numerically controlled blast processing apparatus.
各種の電子装置の原材料として用いられる半導体や圧電体のウエハは、少なくとも外形に反りがないこと、厚みが均一であること等が求められている。さらに、ウエハが単結晶で構成されている場合には、ウエハの法線方向に対し特定の結晶軸が、ウエハ全面で正確に一致していることが求められる。ウエハに反りや厚みの不均一があると、結晶軸の方向もウエハ面内でばらつくこととなる。 A semiconductor or piezoelectric wafer used as a raw material for various electronic devices is required to have at least no warping in the outer shape and a uniform thickness. Further, in the case where the wafer is composed of a single crystal, it is required that a specific crystal axis exactly matches the entire surface of the wafer with respect to the normal direction of the wafer. If the wafer is warped or uneven in thickness, the direction of the crystal axis will also vary within the wafer surface.
たとえば、特開2006−123020号公報には、遊星歯車方式の研磨装置を用い、たワーク(圧電体ウエハ)の研磨方法が開示されている。同公報にはワークの両面を研磨することによって厚みのバラツキが抑制される等の記載がある。 For example, JP 2006-123020 A discloses a method for polishing a workpiece (piezoelectric wafer) using a planetary gear type polishing apparatus. The publication discloses that the thickness variation is suppressed by polishing both surfaces of the workpiece.
しかしながら、ウエハに反りや厚みのバラツキが一旦発生してしまうと、研磨等によってこれを修正することは非常に困難である。発明者の検討によると、研磨前のウエハに存在する反りや厚みのバラツキは、従来のウエハ面全体を研磨する方法によっては、解消できないばかりか、悪化することが分かってきた。たとえば、インゴットや原石から研磨前のウエハを切り出した段階で、該ウエハに厚みのバラツキが生じていることがある。このようなウエハは、研磨する間にさらに厚みのバラツキや反りが増加してしまうことがあった。 However, once warping or thickness variation occurs in the wafer, it is very difficult to correct it by polishing or the like. According to the inventor's study, it has been found that the warpage and thickness variation existing in the wafer before polishing cannot be eliminated by the conventional method of polishing the entire wafer surface, but also deteriorated. For example, when the wafer before polishing is cut out from an ingot or raw stone, the wafer may have a thickness variation. In such a wafer, the thickness variation and warpage may further increase during polishing.
本発明のいくつかの態様にかかる目的の一つは、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハを得ることができるウエハの加工方法を提供することにある。 An object of some embodiments of the present invention is to provide a wafer processing method capable of obtaining a wafer in which variations in warpage and thickness are suppressed.
本発明のいくつかの態様にかかる目的の一つは、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハを得るためのウエハの加工に好適な数値制御ブラスト加工装置を提供することにある。 One of the objects according to some embodiments of the present invention is to provide a numerically controlled blasting apparatus suitable for processing a wafer in order to obtain a wafer in which variations in warpage and thickness are suppressed.
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.
[適用例1]
本発明にかかるウエハの加工方法は、
面内で厚み分布を有するウエハを準備する工程と、
前記ウエハの面内の複数の位置の座標および各前記位置における前記ウエハの厚みをそれぞれ計測して、前記ウエハの厚み分布情報を取得する測定工程と、
前記厚み分布情報に基づき、前記ウエハの少なくとも厚みの大きい位置を、数値制御加工法により加工し、該位置における厚みを減少させる厚み均一化工程と、
を含み、
前記数値制御加工法の加工手段は、ブラスト加工である、ウエハの加工方法。
[Application Example 1]
The wafer processing method according to the present invention includes:
Preparing a wafer having a thickness distribution in-plane;
A measurement step of measuring the coordinates of a plurality of positions in the surface of the wafer and the thickness of the wafer at each of the positions, and obtaining thickness distribution information of the wafer;
Based on the thickness distribution information, at least a position having a large thickness of the wafer is processed by a numerical control processing method, and a thickness uniformizing step for reducing the thickness at the position;
Including
The wafer processing method, wherein the processing means of the numerical control processing method is blast processing.
このようにすれば、研磨前のウエハにおけるウエハ面内での厚みのバラツキを軽減させることができ、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハを得ることができる。また、このようにすれば、加工速度が比較的大きくできるため、厚み均一化工程に要する時間を短縮することができる。 In this way, the thickness variation in the wafer surface of the wafer before polishing can be reduced, and a wafer with reduced warpage and thickness variation can be obtained. In addition, since the processing speed can be made relatively high in this way, the time required for the thickness uniformizing process can be shortened.
[適用例2]
適用例1において、
前記加工手段の加工領域は、前記ウエハの被加工面の1/10000〜1/4の面積の領域であり、前記ウエハの被加工面上で走査される、ウエハの加工方法。
[Application Example 2]
In application example 1,
The processing area of the processing means is an area having an area of 1/10000 to 1/4 of the processing surface of the wafer, and is scanned on the processing surface of the wafer.
このようにすれば、厚み均一化工程において、測定工程で得られた厚み分布情報により忠実な数値制御加工を行うことができる。 By doing so, it is possible to perform numerical control processing that is more faithful to the thickness distribution information obtained in the measurement step in the thickness equalization step.
[適用例3]
適用例1または適用例2において、
前記ウエハは、水晶基板である、ウエハの加工方法。
[Application Example 3]
In application example 1 or application example 2,
The wafer processing method, wherein the wafer is a quartz substrate.
このようにすれば、ウエハの広い領域で、ウエハの法線方向に対して、水晶の特定の結晶軸が揃っている水晶のウエハを得ることができる。 In this way, it is possible to obtain a quartz wafer in which a specific crystal axis of quartz is aligned with respect to the normal direction of the wafer in a wide area of the wafer.
[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一項において、
前記厚み均一化工程の後に、前記ウエハの被加工面に形成された加工変質層を除去する処理工程を含む、ウエハの加工方法。
[Application Example 4]
In any one of the application examples 1 to 3,
A wafer processing method including a processing step of removing a work-affected layer formed on a processing surface of the wafer after the thickness uniformizing step.
このようにすれば、加工変質層を除去するため、より安定した特性を有するウエハを提供することができる。 In this way, since the work-affected layer is removed, a wafer having more stable characteristics can be provided.
[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか一項において、
前記厚み均一化工程の後に、研磨工程を含む、ウエハの加工方法。
[Application Example 5]
In any one of the application examples 1 to 4,
A wafer processing method including a polishing step after the thickness uniforming step.
このようにすれば、研磨工程よりも前に、厚みのバラツキを軽減させ、該バラツキがない状態で研磨工程が行われるため、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハを得ることができる。 In this way, the variation in thickness is reduced before the polishing step, and the polishing step is performed in a state without the variation, so that a wafer with reduced warpage and thickness variation can be obtained.
[適用例6]
本発明にかかる数値制御ブラスト加工装置は、
厚み分布を有するウエハを載置する載置台と、
前記ウエハの被加工面に対して砥粒を吐出するノズルと、
前記載置台および前記ノズルの少なくとも一方を走査して、前記被加工面に対する前記ノズルの位置を変化させる移動機構と、
前記ウエハの厚み分布情報および前記ノズルから吐出される前記砥粒による前記ウエハの加工速度情報に基づいて、前記移動機構および前記砥粒の吐出量の少なくとも一方を制御する制御部と、
を備える。
[Application Example 6]
A numerically controlled blasting apparatus according to the present invention is:
A mounting table for mounting a wafer having a thickness distribution;
A nozzle for discharging abrasive grains to the processing surface of the wafer;
A moving mechanism that scans at least one of the mounting table and the nozzle to change the position of the nozzle with respect to the processing surface;
A control unit that controls at least one of the moving mechanism and the discharge amount of the abrasive grains based on the thickness distribution information of the wafer and the processing speed information of the wafer by the abrasive particles discharged from the nozzle;
Is provided.
このような数値制御ブラスト加工装置は、ウエハの厚み分布情報およびノズルから吐出された砥粒によるウエハの加工速度情報に基づいて動作するため、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハを得るために好適である。 Since such a numerically controlled blast processing apparatus operates based on wafer thickness distribution information and wafer processing speed information by abrasive grains discharged from nozzles, in order to obtain a wafer with reduced warpage and thickness variation. Is preferred.
[適用例7]
適用例6において、
前記制御機構は、少なくとも前記移動機構の走査速度を制御する、数値制御ブラスト加工装置。
[Application Example 7]
In Application Example 6,
The numerical control blasting apparatus, wherein the control mechanism controls at least a scanning speed of the moving mechanism.
このような数値制御ブラスト加工装置は、被加工面に対するノズルの相対的な移動速度によって加工量の調節を行うため、極めて容易に厚みの均一性の高いウエハを形成することができる。 Since such a numerically controlled blast processing apparatus adjusts the processing amount according to the relative moving speed of the nozzle with respect to the processing surface, it is possible to form a wafer having a highly uniform thickness extremely easily.
以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例を説明するものである。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the following embodiment demonstrates an example of this invention.
本実施形態にかかるウエハの加工方法は、ウエハを準備する工程と、測定工程と、厚み均一化工程と、を含む。 The wafer processing method according to this embodiment includes a wafer preparation step, a measurement step, and a thickness equalization step.
1.ウエハを準備する工程
図1は、本実施形態で加工されるウエハ10aを模式的に示す斜視図である。図2は、本実施形態で加工されるウエハ10aを作成する方法の一例を示す斜視図である。なお、以下の説明において、ウエハ10a等の添え字aは、本実施形態の厚み均一化工程を経る前の状態であることを示すために付してある。
1. Process for Preparing Wafer FIG. 1 is a perspective view schematically showing a
図1に示すように、ウエハ10aは、平板状の形状を有する。ウエハ10aは、2つの主面12aおよび14aを有する。図1には、説明の便宜上、ウエハ10aの厚み方向(法線方向)をZ方向とし、Z方向に直交するX方向と、Z方向およびX方向に直交するY方向とをそれぞれ示す矢印を描いてある。図1では、X方向およびY方向によって展開されるXY平面に並行に、平板状のウエハ10aが描かれている。また、図1では、ウエハ10aの厚みの分は、誇張して描かれている。
As shown in FIG. 1, the
ウエハ10aの平面的な形状(Z方向から見た形状)は、図示の例では、矩形となっているが、これに限定されず、円形等であってもよい。また、ウエハ10aの厚み(Z方向の幅)の平均値は、たとえば10μm〜20mmとすることができる。ウエハ10aの材質としては、たとえば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料、シリコン、化合物半導体等の半導体材料、およびガラス、サファイヤ等の酸化物材料などが挙げられる。ウエハ10aの材質は、結晶質であっても非晶質であってもよい。
The planar shape (the shape viewed from the Z direction) of the
本工程で準備されるウエハ10aは、面内で厚み分布を有する。面内の厚み分布を有する状態とは、図1に示すように、Z方向の幅(厚み)が、XY面内の位置によって異なる状態のことをいう。図1の例では、上面12aおよび下面14aがいずれも凸状になっており、また、X方向に向かってウエハ10aの厚みは増加している。ウエハ10aの厚みの分布は、例示したようなものには限定されず、上面12aまたは下面14aが、ウエハ10aのXY面方向の幅よりも周期の小さい波面となっていてもよいし、凹部や凸部を有していてもよい。
The
ウエハ10aは、どのように準備されてもよい。たとえば、ウエハ10aとしては、市販の各種基板を準備してもよく、また、原石(水晶等)やインゴット(シリコン等)から切り出したものを準備してもよい。さらに、ウエハ10aは、研磨された状態で未だ厚み分布を有するウエハ等であってもよい。
The
図2は、ウエハ10aを原石から切り出して準備する工程の一例を示している。図2は、ワイヤーソウ3によって、原石1からウエハ10aを切り出す様子を示している。原石1は、基台2の上に固定されている。ワイヤーソウ3は、原石1に対して所定の角度で侵入し、原石1を切断することができる。そして、たとえば、図示のように複数のウエハ10aを得ることができる。図示の例は、ワイヤーソウ3のワイヤー4が、研磨剤や研磨スラリー等をともなって展張方向に往復運動される場合を示している。このような場合、原石1の切削時において、ワイヤー4が細線化したり、研磨剤や研磨スラリーが原石1の端部領域に集中したりする。そのため、このような場合は、図1に示すような形状の厚み分布を有するウエハ10aが得られることがある。
FIG. 2 shows an example of a process for cutting out and preparing the
2.測定工程
図3および図4は、ウエハ10aの厚みを測定する様子を示す模式図である。図5は、ウエハ10aの平面図である。
2. Measurement Step FIGS. 3 and 4 are schematic views showing how the thickness of the
測定工程は、ウエハ10aの面内の複数の位置の座標および該各位置におけるウエハ10aの厚みをそれぞれ計測して、ウエハ10aの厚み分布情報を取得する工程である。
The measurement step is a step of acquiring thickness distribution information of the
ウエハ10aの厚みの計測は、任意の方法で行うことができ、たとえば、図3に示すようにマイクロメーター5等によって計測することができる。また、図示しないが、ウエハ10aの厚みの計測は、光学的な方法によって行うこともできる。ウエハ10aが、ATカット水晶などの厚みすべり振動可能な材質で形成される場合は、さらに精密に厚みを計測することができる。この場合は、たとえば、図4に示すように、一対のプローブ6によって、ウエハ10aの厚み方向に電圧信号を印加して厚みすべり振動の周波数を測定し、電圧信号を印加した部分の厚みをより精密に測定することができる。図4には、厚みすべり振動の様子を破線で示してある。ウエハ10aがATカットの水晶基板である場合は、厚みすべり振動の周波数fと厚みtとの間には、f(MHz)=1670/t(μm)の関係が成り立つとされている。
The thickness of the
図5には、ウエハ10aにおける厚みの測定点7の配置の例が示されている。図5の例では、ウエハ10aのXY平面に直交座標を採っている。したがって、各測定点7は、X座標およびY座標を有し、これらによってウエハ10aにおける厚みの測定点7の位置を特定することができる。ウエハ10aのXY平面における座標の採り方は任意であり、また、直交座標系でなくてもよい。測定点7の個数は、複数であれば任意である。図示の例では、測定点7の数は、45点である。測定点7の個数は、4よりも小さいと、ウエハ10aの厚み分布の情報が不足する場合がある。測定点7の個数が多すぎると、各点の厚みの測定に要する時間が長くなる場合があるため、測定点7の個数は、10000程度以下であることが好ましい。さらに、測定点7は、図示の例では等間隔(碁盤目状)に配置されているが、これに限定されず、たとえば特定の位置に密集して設けられてもよい。
FIG. 5 shows an example of the arrangement of the thickness measurement points 7 on the
各測定点7の厚みを上述した厚み測定方法によって測定して、ウエハ10aの厚み分布情報を取得することができる。ウエハ10aの厚み分布情報としては、たとえば、一個の測定点7における位置座標(図5の例では、X座標およびY座標)および厚みをセットとし、該セットが測定点7の個数だけ集合したデータを挙げることができる。このような厚み分布情報は、少なくともウエハ10aのXY面内のZ方向の厚みの分布に関する情報を含んでいる。
The thickness distribution information of the
3.厚み均一化工程
本工程は、「1.2.測定工程」によって取得されたウエハ10aの厚み分布情報に基づき、ウエハ10aの少なくとも厚みの大きい位置を数値制御加工法によって加工し、該位置における厚みを減少させる工程である。
3. Thickness equalization process In this process, based on the thickness distribution information of the
本工程は、数値制御加工法によって行われる。数値制御加工法とは、厚み分布情報に基づいて、加工の位置や加工量が制御される加工法のことをいう。加工対象であるウエハ10aの厚みの大きい位置は、前もって取得した厚み分布情報から把握することができる。本工程では、ウエハ10aの厚みの小さい位置の厚みが減少されてもよい。このような数値制御加工法は、以下に述べるような数値制御加工装置によって行われることができる。
This step is performed by a numerical control processing method. The numerically controlled machining method refers to a machining method in which a machining position and a machining amount are controlled based on thickness distribution information. The position where the thickness of the
3.1.数値制御加工装置
図6は、数値制御加工装置の一例である数値制御加工装置100を模式的に示す斜視図である。同図には、説明の便宜上、ウエハ10aの厚み方向(法線方向)であるZ方向と、Z方向に直交するX方向と、Z方向およびX方向に直交するY方向とを示す矢印が描いてある。
3.1. Numerical Control Processing Device FIG. 6 is a perspective view schematically showing a numerical
数値制御加工装置100は、少なくとも載置台20と、加工ツール30と、移動機構40と、制御部50と、を備える。
The numerically controlled
載置台20は、上面にウエハ10aを載置することができる。載置台20には、必要に応じてウエハ10aを固定するための吸着機構等が設けられていてもよい。ウエハ10aは、載置台20に被加工面(図示の例では上面12a)が上向きとなるように載置され、被加工面が加工ツール30に対向している。したがって、図示の例では、ウエハ10aの上面12aが被加工面である。載置台20は、固定されていてもよいが、図に例示するような移動機構40(たとえばXYステージ42)によってXY平面内を移動できるようにされてもよい。
The mounting table 20 can mount the
加工ツール30は、ウエハ10aを加工するための加工手段であり、ウエハ10aの被加工面に対向するように設けられる。図示の例では、加工ツール30は、先端が先鋭化された形状に描かれているが、このような形状には限定されない。加工ツール30は、ウエハ10aの被加工面の一部を加工することができる。加工ツール30は、ウエハ10aの被加工面側の物質を除去する機能を有し、対向している部位におけるウエハ10aの厚みを減少させることができる。加工ツール30としては、ウエハ10aに砥粒を吐出して衝突させてブラスト加工する態様を例示することができる。ブラスト加工は、加工速度が大きいため、厚み均一化工程に要する時間を、プラズマ処理やエッチング加工処理と比べて短縮することができる。
The
図7は、ウエハ10aを模式的に示す平面図であり、加工ツール30の加工領域31と加工ツール30の走査の例を模式的に示している。加工領域31は、ウエハ10aの被加工面の1/10000〜1/4の面積の領域とすることができる。すなわち、加工領域31は、与えられるウエハ10aの厚み分布情報に対応して大きさを選択することができる。加工領域31がウエハ10aの被加工面の1/10000の面積の領域よりも小さいと、加工に要する時間が長くなる場合がある。加工領域31がウエハ10aの被加工面の1/4の面積の領域よりも大きいと、ウエハ10aが微細な凹凸を有するときに厚みの均一化が不十分となる場合がある。たとえば、与えられるウエハ10aの厚み分布情報の被加工面内の密度が高い(測定点7の数が多い)場合は、加工領域31を小さくして厚みの均一化の精度をより高めることができる。また、与えられるウエハ10aの厚み分布情報の内容および加工ツール30の走査の方法に依存するが、加工領域31を大きくすれば厚み均一化工程に要する時間を短縮することができる。加工領域31の面積を適宜選ぶことができるため、厚み均一化工程において、測定工程で得られた厚み分布情報の情報量に適した数値制御加工を行うことができる。また、図7に示すように、加工領域31のウエハ10aの被加工面における形状は、円形、楕円形等とすることができ、特に限定されない。さらに、図7に示すように、加工ツール30は、加工領域31が重複するように走査されてもよい。
FIG. 7 is a plan view schematically showing the
移動機構40は、加工ツール30および載置台20(ウエハ10a)の相対的な位置を少なくともXY方向に変化させることができる限り任意である。移動機構40によれば、加工ツール30をXY面内で走査することができる。移動機構40は、外部からの信号に従ってステッピングモータ等により駆動されることができる。たとえば、移動機構40の構成は、載置台20をXY方向に移動させることができるXYステージ42および加工ツール30をXY方向に移動させることができる走査機構44の少なくとも一方とすることができる。図6に例示した走査機構44は、走査部46の位置をXY方向に変化させることができる。これにより、走査部46に接続された加工ツール30をウエハ10aの被加工面に対して走査させることができる。
The moving
制御部50は、ウエハ10aの厚み分布情報および加工ツール30よるウエハ10aの加工速度情報に基づいて、少なくとも移動機構40を制御する。加工ツール30によるウエハ10aの加工速度情報としては、たとえば、用いる加工ツール30の加工速度に関する既存のデータを用いることができ、また、別途あらかじめ実験等を行って、加工ツール30によるウエハ10aの加工速度を測定してその結果を用いることもできる。
The
制御部50は、ウエハ10aに対する加工ツール30の相対的な位置、加工ツール30の移動速度等を調節する信号を送出することができる。これらの信号によって、XYステージ42および/または走査機構44等が駆動される。これらの信号は、厚み分布情報および加工速度情報に基づいており、ウエハ10aの厚みを均一化するように各構成が駆動される。
The
上記のような数値制御加工装置によれば、ウエハ10aの少なくとも厚みの大きい位置を加工して該位置における厚みを減少させることができる。なお、加工量は、ノズル(加工ツール30)の走査速度、ノズル径、ブラスト加工圧、研磨剤の材質等により調節することができる。目標とする厚みの精度や、加工時間などを考慮して加工条件を適宜決めることが望ましい。
According to the numerical control processing apparatus as described above, it is possible to process at least a position where the thickness of the
3.2.数値制御ブラスト加工装置
図6の数値制御加工装置100は、加工ツール30に加工速度が大きいブラスト加工の態様を採ったものであり、数値制御ブラスト加工装置200と称することができる。数値制御ブラスト加工装置200の加工ツール30は、ノズル32、支持部34、および流体供給管36を含む。ノズル32は、流体供給管36に連通しており、支持部34からウエハ10aの被加工面に向かって突出している。ノズル32は、先端から砥粒を吐出することができる。砥粒としては、グリーンカーボン等の炭化シリコン系の粒子、酸化シリコン系の粒子、窒化シリコン系の粒子等を挙げることができる。砥粒は、水等の液体とともに吐出されることができ(湿式ブラスト)、または、空気、窒素等の気体によって吐出されることができる(乾式ブラスト)。支持部34は、図示の例では、走査機構44の走査部46に固定されており、走査部46とともにXY平面内を移動することができる。流体供給管36は、砥粒を含む液体または気体をノズル32に供給することができる。流体供給管36は、図示せぬポンプ等に接続され、流体の流量を調節するバルブ38が備えられることができる。
3.2. Numerically Controlled Blasting Device The numerically controlled
厚み均一化工程を数値制御ブラスト加工装置200によって行う場合、制御部50は、ウエハ10aの厚み分布情報およびノズル32から吐出される砥粒によるウエハ10aの加工速度情報に基づいて、移動機構40および砥粒の吐出量の少なくとも一方を制御することができる。ノズル32から吐出される砥粒によるウエハ10aの加工速度情報としては、たとえば、あらかじめ実験等により、ウエハ10aの材質、砥粒の材質、砥粒の吐出量、吐出速度等を変化させたときにウエハ10aの加工速度を測定してその結果を用いることができる。
In the case where the thickness uniformizing process is performed by the numerically controlled
このような数値制御ブラスト加工装置200は、ウエハ10aの厚み分布情報およびノズルから吐出された砥粒によるウエハ10aの加工速度情報に基づいて、ウエハ10aを短時間で加工できるため、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハ10を得るために極めて好適である。
Such a numerically controlled
3.3.数値制御加工における加工量の調節
数値制御加工によって、ウエハ10aの少なくとも厚みの大きい位置を加工し、該位置における厚みを減少させる具体的な方法について以下に例示する。
3.3. Adjustment of processing amount in numerical control processing A specific method for processing at least a position where the thickness of the
上記例示した数値制御加工に用いられる数値制御加工装置100は、少なくとも、移動機構40と、加工ツール30とを有する。したがって、ウエハ10aの厚みを均一化するために制御できる事項としては、少なくとも加工ツール30の移動速度、加工ツール30の加工強度を挙げることができる。
The numerically controlled
図8は、加工ツール30の移動速度によってウエハ10aの厚みを均一化する例を示している。図8の例では、矢印で示したように、加工ツール30をウエハ10aに対して走査する際に、ウエハ10aの厚みの大きい部位(図示の例では中央付近)を通過するときの速度が他の部位よりも小さくなるように制御されている。このとき、加工ツール30の加工強度が一定であれば、ウエハ10aの厚みの大きいところほど加工時間が長く、より多くの物質が除去されることとなり、ウエハ10aの厚みを均一化することができる。
FIG. 8 shows an example in which the thickness of the
図9は、加工ツール30の加工強度によってウエハ10aの厚みを均一化する例を示している。図9の例では、加工ツール30をウエハ10aに対して走査する際に、ウエハ10aの厚みの大きい部位を通過するときに加工ツール30の加工強度は他の部位よりも大きくなるように制御されている。このとき、加工ツール30の走査速度が一定であれば、ウエハ10aの厚みの大きいところほど加工ツール30の加工強度が大きくなり、より多くの物質が除去されることとなり、ウエハ10aの厚みを均一化することができる。
FIG. 9 shows an example in which the thickness of the
加工ツール30の移動速度の制御および加工ツール30の加工強度の制御は、制御部50によって、それぞれ独立に行うことができ、また、自由に組み合わせて行うことができる。なお、加工ツール30の移動速度のみを制御する場合は、加工ツール30の加工強度の制御は不要となり、数値制御加工装置100の規模を小さくすることができる。
Control of the moving speed of the
上記説明において、ウエハ10aの上面12aを加工することについて述べたが、必要に応じて、図10に示すようにウエハ10aを裏返して、上述と同様に厚み均一化工程を行うことができる。なお、ウエハ10aを裏返して厚み均一化工程を行う場合は、これを新たなウエハ10aとして、再び上述した測定工程を行った後に、厚み均一化工程を行ってもよい。
In the above description, the processing of the
以上説明した工程を経て、図11に示すような厚みが均一化されたウエハ10が形成される。
Through the steps described above, a
4.その他の工程
本実施形態のウエハの加工方法は、その他の工程を含むことができる。
4). Other Steps The wafer processing method of this embodiment can include other steps.
上記「1.3.厚み均一化工程」を経ると、ウエハ10の被加工面の表面付近に加工変質層12が形成される場合がある。このような場合には、厚み均一化工程の後に、ウエハ10の被加工面に形成された加工変質層12を除去する処理工程を含むことができる。
Through the “1.3. Thickness equalization step”, the work-affected
加工変質層12は、たとえば、ブラスト加工された場合に生じることがある。この場合、加工変質層12としては、微細なクラック、加工応力の残留、微細な不平滑面となっていることがある。処理工程は、ウエハ10が水晶である場合は、たとえば、フッ化水素水溶液、フッ化アンモニウム水溶液、またはそれらの混合溶液などのエッチング液にウエハ10を浸漬することによって行うことができる。このようにすれば、加工変質層12が除去されるため、より安定した特性を有するウエハ10を提供することができる。
The work-affected
本実施形態のウエハの加工方法は、上記「1.3.厚み均一化工程」の後に、さらに研磨工程を含むことができる。研磨工程としては、ラッピング、ポリッシング等と称される円盤状の定盤を用いた片面研磨、両面研磨等によって行うことができる。研磨工程は、たとえば、ウエハ10をさらに薄く加工するため、および/またはウエハ10の表面を仕上げるために付加されることができる。厚み均一化工程を経たウエハ10は、厚みが均一化されている。そのため、研磨工程におけるウエハ10の厚みバラツキや反りの発生を抑制することができる。
The wafer processing method of the present embodiment can further include a polishing step after the “1.3. Thickness equalization step”. The polishing step can be performed by single-side polishing or double-side polishing using a disk-shaped surface plate called lapping or polishing. A polishing step can be added, for example, to further thin the
なお、研磨工程が付加される場合は、厚み均一化工程において、研磨工程における厚みバラツキや反りの発生を予想して、これらを相殺できる形状にあらかじめ数値制御加工しておくこともできる。このようにすれば、最終的に得られるウエハの厚みバラツキや反りをより精密に抑制することができる。 In addition, when a polishing process is added, in the thickness uniformization process, it is possible to predict the occurrence of thickness variations and warpage in the polishing process and perform numerical control processing in advance so that these can be offset. In this way, it is possible to more precisely suppress the thickness variation and warpage of the finally obtained wafer.
以上のように、本実施形態のウエハの加工方法によれば、研磨前のウエハにおけるウエハ面内での厚みのバラツキを軽減させることができる。そのため、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハを得ることができる。また、水晶等の結晶からなるウエハにおいては、広い領域で、ウエハの法線方向に対して、特定の結晶軸が揃っているウエハを得ることができる。 As described above, according to the wafer processing method of this embodiment, it is possible to reduce variations in the thickness of the wafer before polishing in the wafer surface. Therefore, it is possible to obtain a wafer in which warpage and thickness variation are suppressed. Further, in the case of a wafer made of crystals such as quartz, it is possible to obtain a wafer having specific crystal axes aligned with respect to the normal direction of the wafer in a wide area.
本実施形態の数値制御ブラスト加工装置は、ウエハの厚み分布情報およびノズルから吐出された砥粒によるウエハの加工速度情報に基づいて動作し、ウエハを短時間で加工できるため、反りおよび厚みのバラツキの抑制されたウエハを得るために極めて好適である。 The numerically controlled blast processing apparatus of the present embodiment operates based on wafer thickness distribution information and wafer processing speed information by abrasive particles discharged from the nozzle, and can process the wafer in a short time. It is extremely suitable for obtaining a wafer with reduced resistance.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and effects). In addition, the present invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1…原石、2…基台、3…ワイヤーソウ、4…ワイヤー、5…マイクロメーター、
6…プローブ、7…測定点、10,10a…ウエハ、12a…上面、14a…下面、
20…載置台、30…加工ツール、31…加工領域、32…ノズル、34…支持部、
36…流体供給管、38…バルブ、40…移動機構、42…XYステージ、
44…走査機構、46…走査部、50…制御部、100…数値制御加工装置、
200…数値制御ブラスト加工装置
1 ... rough, 2 ... base, 3 ... wire saw, 4 ... wire, 5 ... micrometer,
6 ... probe, 7 ... measurement point, 10, 10a ... wafer, 12a ... upper surface, 14a ... lower surface,
20 ... mounting table, 30 ... processing tool, 31 ... processing area, 32 ... nozzle, 34 ... support part,
36 ... Fluid supply pipe, 38 ... Valve, 40 ... Moving mechanism, 42 ... XY stage,
44 ... Scanning mechanism, 46 ... Scanning unit, 50 ... Control unit, 100 ... Numerical control processing device,
200 ... Numerically controlled blasting machine
Claims (7)
前記ウエハの面内の複数の位置の座標および各前記位置における前記ウエハの厚みをそれぞれ計測して、前記ウエハの厚み分布情報を取得する測定工程と、
前記厚み分布情報に基づき、前記ウエハの少なくとも厚みの大きい位置を、数値制御加工法により加工し、該位置における厚みを減少させる厚み均一化工程と、
を含み、
前記数値制御加工法の加工手段は、ブラスト加工である、ウエハの加工方法。 Preparing a wafer having a thickness distribution in-plane;
A measurement step of measuring the coordinates of a plurality of positions in the surface of the wafer and the thickness of the wafer at each of the positions, and obtaining thickness distribution information of the wafer;
Based on the thickness distribution information, at least a position having a large thickness of the wafer is processed by a numerical control processing method, and a thickness uniformizing step for reducing the thickness at the position;
Including
The wafer processing method, wherein the processing means of the numerical control processing method is blast processing.
前記加工手段の加工領域は、前記ウエハの被加工面の1/10000〜1/4の面積の領域であり、前記ウエハの被加工面上で走査される、ウエハの加工方法。 In claim 1,
The processing area of the processing means is an area having an area of 1/10000 to 1/4 of the processing surface of the wafer, and is scanned on the processing surface of the wafer.
前記ウエハは、水晶基板である、ウエハの加工方法。 In claim 1 or claim 2,
The wafer processing method, wherein the wafer is a quartz substrate.
前記厚み均一化工程の後に、前記ウエハの被加工面に形成された加工変質層を除去する処理工程を含む、ウエハの加工方法。 In any one of Claims 1 to 3,
A wafer processing method including a processing step of removing a work-affected layer formed on a processing surface of the wafer after the thickness uniformizing step.
前記厚み均一化工程の後に、研磨工程を含む、ウエハの加工方法。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A wafer processing method including a polishing step after the thickness uniforming step.
前記ウエハの被加工面に対して砥粒を吐出するノズルと、
前記載置台および前記ノズルの少なくとも一方を走査して、前記被加工面に対する前記ノズルの位置を変化させる移動機構と、
前記ウエハの厚み分布情報および前記ノズルから吐出される前記砥粒による前記ウエハの加工速度情報に基づいて、前記移動機構および前記砥粒の吐出量の少なくとも一方を制御する制御部と、
を備えた、数値制御ブラスト加工装置。 A mounting table for mounting a wafer having a thickness distribution;
A nozzle for discharging abrasive grains to the processing surface of the wafer;
A moving mechanism that scans at least one of the mounting table and the nozzle to change the position of the nozzle with respect to the processing surface;
A control unit that controls at least one of the moving mechanism and the discharge amount of the abrasive grains based on the thickness distribution information of the wafer and the processing speed information of the wafer by the abrasive particles discharged from the nozzle;
A numerically controlled blasting machine.
前記制御機構は、少なくとも前記移動機構の走査速度を制御する、数値制御ブラスト加工装置。 In claim 6,
The numerical control blasting apparatus, wherein the control mechanism controls at least a scanning speed of the moving mechanism.
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2009
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