JP5482448B2 - ウェハー整列装置及びこれを用いたウェハーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハー整列装置及びこれを用いたウェハーの製造方法に関し、特に、ウェハーとスペーサーとをウェハー固定治具内に交互に積み上げ、該ウェハー固定治具内に前記ウェハーを積み上げ整列させるウェハー整列装置及びこれを用いたウェハーの製造方法に関する。

従来から、半導体素子の材料である単結晶等の材料は、円柱状のインゴットから薄くスライスし、更に平面を研磨した後、端面の面取りを行うベベル加工を経て、エッジポリッシュと呼ばれるいわゆる端面研磨によって鏡面状に仕上げられる。このときの加工方法は、円盤を上下に有するウェハー保持治具の中に、ウェハーとウェハーよりも外径が小さい円筒をスライスしたスペーサーを交互に積み上げ、複数のウェハーがスペーサーを介して積み上げられて整列した状態で、上下の円盤でウェハーを挟み込んで固定し、側面から回転するバフを押し当てて研磨している。

図５は、従来のウェハー整列装置の一例を示した図である。図５（Ａ）は、従来のウェハー整列装置の平面図であり、図５（Ｂ）は、従来のウェハー整列装置の側面図である。図５において、従来のウェハー整列装置は、ウェハー保持治具３６を中央に載置し、片側にウェハー３１を収納するウェハー収納ケース３７、反対側にスペーサー３２を供給するスペーサー供給部３８を有する構成となっている。そして、ウェハー３１を積み上げたウェハー収納ケース３７内から最上部にあるウェハー３１を吸着し、ウェハー保持治具３６内に位置決めして載置した後、図示しないスペーサー切り出し部で１枚ずつセットされたスペーサー供給部３８内のスペーサー３２を吸着し、ウェハー保持治具３６内のウェハー３１上にウェハー３１と同心として載置するという動作を繰り返し、ウェハー保持治具３６内にウェハー３１とスペーサー３２を積み上げるように整列配置していた。

また、従来から、スライシングによって得られた半導体ウェハーの周辺部の角部を機械的に除去する機械的面取り工程を有する半導体ウェハーの製造方法において、機械的に面取り加工された複数枚の半導体ウェハーを耐腐食性のスペーサーを介在させて狭持積層し、エッチング液に浸漬し面取り部のみをエッチングする処理を行うようにした半導体ウェハーの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる特許文献１に記載の半導体ウェハーの製造方法においては、複数枚の半導体ウェハーに、耐腐食性のスペーサーを密着状態で介在させて積層体とし、これを締め付け装置により締め付け、半導体ウェハーとスペーサーとが完全に密着した状態で容器内のエッチング液に浸漬する。ここで、特許文献１においては、半導体ウェハーと腐食性スペーサーとの積層体を形成するために、揃え治具を用いている。かかる揃え治具は、半導体ウェハーのオリフラ部に対応する平坦部の両側に、半導体ウェハーの外径と一致する内径を有する円弧状の部分が設けられ、腐食性スペーサーと半導体ウェハーとを揃えつつ順次積層してゆくことによって、積層体を形成することができるようになっている。

特開平２−１５６２８号公報

しかしながら、上述の図５に示した従来技術のウェハー整列装置においては、ウェハー３１とスペーサー３２を交互に吸着してウェハー保持治具３６まで搬送する動作、及びウェハー保持治具３６上にウェハー３１又はスペーサー３２を載置する際の位置合わせ等に時間を要し、処理速度が不足するという問題があった。例えば、図５に示したウェハー整列装置の処理速度は、１サイクルに３０秒を要し、市場の需要の増加に応えるには処理速度が不十分であるという問題があった。

また、特許文献１に記載の揃え治具においては、半導体ウェハーとスペーサーの大きさ及び形状が同一の用途の場合には、腐食性スペーサーと半導体ウェハーとの位置合わせを行うことができるが、図５で説明したように、ウェハー３１よりも外径が小さいスペーサー３２を用いる場合には、やはり中心の位置合わせが必要となるので、ウェハーの整列に時間を要してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、治具内にウェハーとスペーサーを交互に積み上げる動作速度を向上させ、生産性の高いウェハー整列装置及びこれを用いたウェハーの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係るウェハー整列装置は、ウェハーとスペーサーとをウェハー固定治具内に交互に積み上げ、該ウェハー固定治具内に前記ウェハーを積み上げ整列させるウェハー整列装置であって、
前記スペーサーを供給するスペーサー供給部と、
前記半導体ウェハーを積み重ねた状態で収容するウェハー収納部と、
前記スペーサー及び前記ウェハーを上から吸着する吸着部と、該吸着部を前記スペーサー供給部、前記ウェハー収納部及び前記ウェハー固定治具の間で移動させる移動機構とを備えた搬送手段とを有し、
該搬送手段は、前記吸着手段により前記スペーサー供給部で前記スペーサーを吸着してから前記ウェハー収納部に移動し、前記ウェハー収納部で前記スペーサーを介して前記ウェハーを吸着してから前記ウェハー固定治具に移動し、前記ウェハー固定治具内に前記スペーサー及び前記ウェハーを載置して前記ウェハーと前記スペーサーとを１組ずつ積み上げることを特徴とする。

これにより、スペーサーとウェハーとの位置合わせが終了した状態でウェハー固定治具内にスペーサーとウェハーを積み重ねることができ、積み上げ動作に要する時間を大幅に短縮することができる。

第２の発明は、第１の発明に係るウェハー整列装置において、
前記ウェハー供給部は、前記スペーサー供給部と前記ウェハー固定治具との間に設けられていることを特徴とする。

これにより、スペーサー及びウェハーのウェハー固定治具への搬送が一方向の移動で済み、搬送時間を短縮することができるので、ウェハー整列時間を更に短縮させることができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係るウェハー整列装置において、
前記スペーサー供給部は、前記スペーサーを１枚ずつ供給することを特徴とする。

これにより、スペーサーの吸着時に、スペーサーを複数枚重ねて吸着することを防ぐことができ、スペーサーとウェハーを確実に交互に積み重ねることができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係るウェハー整列装置において、
前記スペーサー供給部は、前記スペーサーの平面形状に適合する窪み状のスペーサー位置決めガイドを有することを特徴とする。

これにより、スペーサーの位置決めをガイドにより容易に行うことができ、位置決めを短時間で行うことができる。

第５の発明は、第４の発明に係るウェハー整列装置において、
前記ウェハー収納部は、前記ウェハーの平面形状に適合し、前記ウェハーを位置決め収納するウェハー位置決めガイドを有することを特徴とする。

これにより、ウェハーは位置決めがなされた状態でスペーサーを待機するので、スペーサーとウェハーとの位置合わせを特別に行うことなく、ウェハーを吸着する際に位置合わせを自動的に完了させることができ、迅速かつ容易にウェハーの位置合わせを行うことができる。

第６の発明は、第５の発明に係るウェハー整列装置において、
前記搬送手段は、前記スペーサーと前記ウェハーの中心を合わせるように前記吸着手段を移動させることを特徴とする。

これにより、吸着動作と位置合わせ動作を一体化させることができ、位置合わせのみに時間を費やすことなくウェハーの整列を行うことができる。

第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明に係るウェハー整列装置において、
前記搬送手段は、前記吸着部を上下動させる上下機構を有し、該上下機構により前記吸着部が吸引しながら下降し、吸引圧力が所定の設定圧力となったときに前記スペーサー又は前記ウェハーを吸着したと判定することを特徴とする。

これにより、吸着動作を自動的かつ容易に行うことができ、吸着動作に余分な時間を費やすことを防止することができる。

第８の発明は、第１〜７のいずれかの発明に係るウェハー整列装置において、
前記スペーサー供給部、前記ウェハー収納部及び前記ウェハー固定治具は、直線状に配置されたことを特徴とする。

これにより、最短距離を通る直線的な順次移動でウェハー整列を行うことができ、効率的にウェハー整列を行うことができる。

第９の発明は、第１〜８のいずれかの発明に係るウェハー整列装置において、
前記スペーサーを切り出して１枚ずつ前記スペーサー供給部に供給するスペーサー切り出し部を更に有することを特徴とする。これにより、スペーサーを必要に応じて順次供給することができる。

第１０の発明は、第１〜９のいずれかの発明に係るウェハー整列装置において、
前記スペーサーは、前記ウェハーと相似で、前記ウェハーよりも外周が小さいことを特徴とする。

これにより、ウェハーの端面を研磨するエッジポリッシュの用途等にウェハー整列装置を用いることができ、ウェハーの生産性の向上に寄与することができる。

第１１の発明に係るウェハーの製造方法は、第１〜１０いずれかの発明に係るウェハー整列装置を用いてウェハーをウェハー固定治具内に整列させる工程と、
前記ウェハー固定治具内に整列された前記ウェハーを側面から研磨して前記ウェハーの端面を研磨するエッジポリッシュ工程と、を有することを特徴とする。

これにより、エッジポリッシュ工程において、確実にウェハーの端面を鏡面研磨することができ、ウェハー製造の信頼性を高めることができる。

本発明によれば、ウェハーを短時間で積み上げて整列させることができる。

本発明の実施形態に係るウェハー整列装置の全体構成の一例を示した図である。図１（Ａ）は、本実施形態に係るウェハー整列装置の平面図である。図１（Ｂ）は、本実施形態に係るウェハー整列装置の正面図である。図１（Ｃ）は、本実施形態に係るウェハー整列装置を左側から見た側面図である。 ウェハー１上にスペーサー２が重ね合わせられた状態の一例を示した図である。 本実施形態に係るウェハー整列装置の動作の一例を示した図である。図３（Ａ）は、吸着開始状態の一例を示した図である。図３（Ｂ）は、スペーサー吸着状態の一例を示した図である。図３（Ｃ）は、移動機構１４のウェハー収納部７までの移動状態の一例を示した図である。図３（Ｄ）は、ウェハー吸着状態の一例を示した図である。図３（Ｅ）は、移動機構１４のウェハー固定治具６までの移動状態の一例を示した図である。図３（Ｆ）は、ウェハー固定治具６にウェハー１をセットする状態の一例を示した図である。図３（Ｇ）は、吸着プレート上昇状態の一例を示した図である。 本発明のウェハー製造方法におけるエッジポリッシュ工程の一例を示した図である。図４（Ａ）は、エッジポリッシュ工程の一例を示した側面図である。図４（Ｂ）は、エッジとバフの界面の拡大図である。 従来のウェハー整列装置の一例を示した図である。図５（Ａ）は、従来のウェハー整列装置の平面図である。図５（Ｂ）は、従来のウェハー整列装置の側面図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

図１は、本発明の実施形態に係るウェハー整列装置の全体構成の一例を示した図である。図１（Ａ）は、本実施形態に係るウェハー整列装置の平面図であり、図１（Ｂ）は、本実施形態に係るウェハー整列装置の正面図であり、図１（Ｃ）は、本実施形態に係るウェハー整列装置を左側（矢印Ｓで示す）から見た側面図である。

図１（Ａ）において、本実施形態に係るウェハー整列装置は、ウェハー固定治具６と、ウェハー収納部７と、スペーサー供給部８と、搬送装置１６と、レール１７と、制御部１８と、真空ポンプ１９と、スペーサー切り出し部２０と、基台２１とを備える。また、本実施形態に係るウェハー整列装置の関連構成要素として、ウェハー収納部７には、ウェハー１が載置されて収納され、スペーサー供給部８には、スペーサー２が収納されている。

ウェハー収納部７は、両側のウェハー固定治具６とスペーサー供給部８との間に挟まれるように配置されて設けられている。そして、ウェハー固定治具６、ウェハー収納部７及びスペーサー供給部８は、基台２１上に横方向（Ｘ方向）に直線状に配置されている。レール１７は、ウェハー固定治具６、ウェハー収納部７及びスペーサー供給部８の配列方向に平行に横方向に延在する移動レール１７ａと、移動レール１７ａからスペーサー供給部８、ウェハー収納部７及びウェハー固定治具６に向かって縦方向（Ｙ方向）に延在するアクセスレール１７ｂ、１７ｃ、１７ｄとが設けられている。そして、レール１７上に、縦方向及び横方向に移動可能に、搬送装置１６が設けられている。搬送装置１６には、制御部１８及び真空ポンプ１９が接続されている。更に、スペーサー８の縦方向の隣には、スペーサー切り出し部２０が設けられている。

なお、ウェハー収納部７は、図１（Ａ）においては、スペーサー供給部８と、ウェハー固定治具６との間に設けられた配置となっているが、用途に応じて、種々の配置構成としてもよい。搬送装置１６によるアクセスが非効率とならなければ、ウェハー固定治具６、ウェハー収納部７及びスペーサー供給部８は、種々の配置が可能であり、例えば、真ん中に搬送装置１６が配置され、その周囲を取り囲むようにウェハー固定治具６、ウェハー収納部７及びスペーサー供給部８が配置された構成であってもよい。

ウェハー１は、半導体素子の材料となる半導体基板であり、単結晶のインゴットからスライスして切り出された半導体基板が用いられる。よって、表面上にチップ等の半導体素子が形成されていないウェハー１が用いられてよい。但し、本実施形態に係るウェハー整列装置は、ウェハー１上にチップが形成されていても用いることができるので、ウェハー１の加工状態は問わない。ウェハー１は、概略円形であるが、平面的な位置を特定するために、オリエンテーション・フラット１ａが形成されたウェハー１が用いられてもよい。なお、オリエンテーション・フラット１ａの他、ノッチ（刻み目）が形成されたウェハー１を用いるようにしてもよい。

スペーサー２は、積み上げられた各ウェハー１の間に挟まれて、ウェハー１が積み上げられたときの高さ方向のウェハー１同士の隙間を保つとともに、ウェハー１の表面に傷が生じるのを防ぐための部材である。ウェハー固定治具６内で積み重ねられたウェハー１は、上下方向から圧力が加えられて挟み込まれるため、直接ウェハー１同士を重ねると、表面に傷がついてしまう。よって、クッション的な役割を果たすべく、スペーサー２がウェハー１間に挿入される。

スペーサー２は、ウェハー１と相似形の平面形状を有する。よって、図１（Ａ）に示すように、スペーサー２も、ウェハー１がオリエンテーション・フラット１ａを有する場合には、オリエンテーション・フラット１ａに対応する平坦部２ａを有することになる。また、ウェハー１にノッチが形成されている場合には、スペーサー２にもノッチが形成されることになる。

スペーサー２は、ウェハー１の外周よりも小さい外周を有する。例えば、スペーサー２の円形部分の外径は、ウェハー１の外径よりも、０．５〜１．０ｍｍ小さいものが用いられる。これにより、ウェハー１を積み上げても、ウェハー１の端面を確実に外側に露出させることができ、端面を研磨するのが容易な状態でウェハー１を整列させることができる。

スペーサー２は、種々の材料を用いてよいが、例えば、高分子ポリマーから構成されてもよい。例えば、スペーサー２は、ウェハー１と相似で外周がウェハー１よりも小さい断面形状を有するかまぼこ状の高分子ポリマーが、１枚ずつ切り出された状態で用いられてよい。この場合、スペーサー２の厚さは、例えば、０．３〜０．５ｍｍ程度にスライスされて用いられてよい。

図２は、ウェハー１上にスペーサー２が重ね合わせられた状態の一例を示した図である。図２に示すように、高分子ポリマーで形成されたスペーサー２は、多数の気孔２ｂを有する多孔体である。これにより、スペーサー２を吸着した状態で、更にスペーサー２を介してウェハー１を吸着することが可能となる。

図２に示すように、スペーサー２は、ウェハー１と相似形を有し、かつ、外周がウェハー１より小さく、ウェハー１内に収まる平面形状となっている。本実施形態に係るウェハー整列装置においては、図２に示すような、スペーサー２がウェハー１内に平面的に包含されている状態で、迅速にウェハー１とスペーサー２を交互に積み上げて整列させる。

図１に戻る。ウェハー固定治具６は、ウェハー１を、スペーサー２を介して積み重ねた状態で固定保持するための整列固定治具である。図１（Ｂ）に示すように、ウェハー固定治具６は、ターンテーブル３と、ターンプレート４と、ノブ５と、フレーム６ａとを有する。ターンテーブル３は、回転可能なウェハー１の載置台である。ターンプレート５は、回転可能であり、ウェハー１を上方から押圧して固定するための押圧板である。ノブ５は、ターンプレート５を下方に押し下げるためのネジである。ノブ５を回転させることにより、ターンプレート５を上下に移動させることできる。フレーム６ａは、ウェハー固定治具６の外枠を構成する。

ウェハー収納部７は、ウェハー１を載置して収納するウェハー収納ケースである。ウェハー収納部７は、ウェハー１を位置決めするため、ウェハー１の平面形状に適合するウェハーガイド７ａを有する。ウェハーガイド７ａは、例えば、オリエンテーション・フラット１ａを含むウェハー１の平面形状と相似で、ウェハー１の外周よりも大きい内周を有する溝又は壁面として構成されてよい。なお、ウェハー収納部７は、図１（Ｂ）に示すように、複数のウェハー１を積み重ねて収容できるように、ある程度の深さを有して構成される。

スペーサー供給部８は、搬送手段１６が吸着し易い状態でスペーサー２を載置して供給する手段である。スペーサー供給部８ａは、スペーサー２を位置決めするため、スペーサー２の平面形状に適合する溝状のスペーサーガイド８ａを有する。スペーサーガイド８ａは、スペーサー２の平面形状と相似で、溝の内周がスペーサー２の外周よりもやや広く構成される。

スペーサー供給部８は、スペーサー２を１枚ずつ供給することが好ましい。搬送手段１６は、スペーサー２を吸着により取り出し、搬送するが、複数枚多孔体のスペーサー２が積み上げられた状態から、吸引力が大きくなり過ぎないように微妙に制御して、１枚のスペーサー２のみ吸着することは、相当に困難である。一方、スペーサー２を１枚だけ供給するようにすれば、吸引力が多少強くても、複数枚のスペーサー２を吸着してしまうおそれは無くなる。よって、スペーサー供給部８は、１枚ずつスペーサー２を供給するようにしてよい。

スペーサー供給部８の周辺には、必要に応じて、スペーサー切り出し部２０が設けられる。上述のように、スペーサー供給部８には、１枚ずつスペーサー２が供給されることが好ましいが、例えば、スペーサー切り出し部２０を設け、かまぼこ状の高分子ポリマーをスペーサー切り出し部２０で１枚ずつスライスしてスペーサー２とし、スペーサー供給部８に１枚ずつ供給するようにしてもよい。よって、スペーサー切り出し部２０は、スペーサー２の材料である高分子ポリマーを薄く切断する切断手段と、切断したスペーサー２をスペーサー供給手段８に移送して供給する移送手段を備える。

なお、スペーサー切り出し部２０の代わりに、既に切り出された複数のスペーサーを収容するスペーサー収容部を設けるようにしてもよい。その場合には、切断手段は必要なく、移送手段のみ備えていればよい。

搬送手段１６は、ウェハー１及びスペーサー２を吸着して保持し、ウェハー固定治具６まで搬送するための手段である。搬送手段１６は、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、吸着プレート９と、上下機構１０と、スプリング１１と、吸着検出センサー１２と、エアーチューブ１３と、移動機構１４と、真空スイッチ１５とを有する。

吸着プレート９は、ウェハー１及びスペーサー２に上方から接触し、ウェハー１及びスペーサー２を吸着保持する手段である。吸着プレート９は、先端付近に、吸着穴９ａを有する。吸着プレート９は、真空ポンプ１９にエアーチューブ１３で接続され、真空ポンプ１９で真空排気することにより、吸着穴９ａから真空吸着が可能に構成されている。エアーチューブ１３は、真空ポンプ１９と吸着プレート９とを接続する排気管である。

上下機構１０は、吸着プレート９を上下に移動可能とする上下移動機構である。上下機構１０は、吸着プレート９を上下に移動させることができれば、種々の構成をとりうるが、例えば、スライド式の移動機構であってもよい。また、スプリング１１は、吸着プレート９を下方に押しつけるための付勢手段である。

吸着検出センサー１２は、吸着プレート９がウェハー１又はスペーサー２を吸着したか否か検出するための検出手段である。位置検出センサー１２は、種々の方法により吸着プレート９による吸着状態を検出するものであってよいが、例えば、真空排気経路９ｂの圧力を監視し、ウェハー１又はスペーサー２を吸着したときの圧力変化を検出することにより、吸着状態を検出してもよい。つまり、真空ポンプ１９と吸着プレート９との間の真空排気経路となるエアーチューブ１３は、吸着プレート９が何も吸着していない場合には、吸着穴９ａにより、端部が開放した系であるので、低い圧力となる。一方、吸着プレート９がウェハー１又はスペーサー２等の吸着対象物を吸着した場合には、吸着穴９ａが吸着対象物によって塞がれ、真空排気経路のエアーチューブ１３が閉じた系となるので、真空排気経路内は圧力が上昇して高くなる。ここで、スペーサー２とウェハー１の各々について、吸着時に真空排気経路９ｂ内の圧力がどの程度であるかを予め知っていれば、吸着時であることを示す所定の設定圧力を定めることができる。つまり、エアーチューブ１３内の圧力が、所定の設定圧力以上であるときに、スペーサー２又はウェハー１を吸着している状態であると判定し、吸着状態を検出することができる。

なお、所定の設定圧力は、スペーサー２は多孔体であるのに対し、ウェハー１は多孔体ではない板状の固体であるので、スペーサー２を吸着したときの設定圧力絶対値よりも、ウェハー１を吸着したときの設定圧力絶対値の方が大きくなる。具体的な設定圧力は、用途に応じて適切に定められてよいが、例えば、一例として、スペーサー２の吸着を判定する所定の設定圧力が−５ｋＰａに設定され、ウェハー１の吸着を判定する所定の設定圧力が−４０ｋＰａに設定されてもよい。

なお、上述の吸着プレート９と、上下機構１０と、スプリング１１と、吸着検出センサー１２と、エアーチューブ１３は、全体で吸着部を構成する。狭義の意味では、ウェハー１１及びスペーサー１２と接触して吸着を行う吸着プレート９が吸着部であるが、吸着機能と移動機構で大きく分けて考えた場合には、今まで説明した構成要素が、吸着に関連する構成要素である。

移動機構１４は、吸着部をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させるための手段である。移動機構は、水平方向、つまりＸ、Ｙ方向には、レール１７の上を移動する。よって、移動機構１４は、レール１７の上を走行するレール走行機構を底面に備える。

レール１７は、移動機構１４のＸ方向への移動を可能にする移動用レール１７ａと、Ｙ方向への移動を可能にするアクセスレール１７ｂ〜１７ｃとを備える。移動用レール１７ａは、移動機構１４がスペーサー供給部８と、ウェハー収納部７と、ウェハー固定治具６の正面を自由に移動できるように、これらの配列に平行に配置されている。アクセスレール１７ｂ〜１７ｃは、移動機構１４のスペーサー供給部８へのアクセスを可能にするアクセスレール１７ｂ、ウェハー収納部７へのアクセスを可能にするアクセスレール１７ｃ及びウェハー固定治具６へのアクセスを可能にするアクセスレール１７ｄを含む。これらのアクセスレール１７ｂ〜１７ｃによって、移動機構１４がスペーサー供給部８、ウェハー収納部７及びウェハー固定治具６に接近でき、吸着プレート９がスペーサー２又はウェハー１に上方から接触できる位置まで接近することができる。

移動機構１４は、スペーサー２及びウェハー１を吸着する又は吸着を解除するときには、アクセスレール１７ｂ〜１７ｃを用いてスペーサー供給部８、ウェハー供給部７及びウェハー固定治具６に接近する。そして、吸着したスペーサー２及びウェハー１をスペーサー供給部８、ウェハー供給部７及びウェハー固定治具６間で移動させる場合には、移動用レール１７ａを用いて移動を行う。また、移動起動１４は、吸着部のＺ方向への移動は、上下機構１０と協働して行うようにしてよい。

真空スイッチ１５は、真空ポンプ１９を起動させるためのスイッチである。吸着時は、真空ポンプ１９を起動させる。また、吸着を解除してウェハー固定治具６上にウェハー１を載置して積み上げる場合には、真空ポンプ１９を停止させる。

以上の通り、搬送手段１６は、吸着部と移動機構１４を有し、ウェハー１やスペーサー２を吸着して保持した状態で搬送する。

制御部１８は、搬送手段１６の動作を、吸着を含めて制御するための手段である。よって、移動機構１４を駆動して搬送手段１６を移動させ、所定のタイミングで吸着動作及び吸着解除動作を行わせるような制御を行う。本実施形態に係るウェハー整列装置においては、フィードバック制御等は行っておらず、定められた順序で行うシーケンス制御で全体の制御動作が構成されている。よって、制御部１８も、シーケンス制御を行うことができる制御手段であれば、種々の制御手段を用いることができる。

真空ポンプ１９は、空気を排気して真空を発生させるための排気手段であり、ドライポンプ等の真空排気可能な排気手段が種々用いられてよい。本実施形態に係るウェハー整列装置においては、吸着プレート９にエアーチューブ１３を介して接続され、吸着手段として用いる。

次に、図３を用いて、本実施形態に係るウェハー整列装置の動作を説明する。図３は、本実施形態に係るウェハー整列装置の動作の一例を示した図である。なお、図３において、図１において説明した構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

まず、本実施形態に係るウェハー整列装置が動作する前に、ウェハー収納部７には、所定枚数のウェハー１が収納される。この状態で、操作盤（図示せず）のスタートボタンが作業者により押下されることにより、本実施形態に係るウェハー整列装置の動作が開始する。操作盤のスタートボタンが押下されると、スペーサー切り出し部２０から、１枚のスペーサー２がスペーサー供給部８に供給され、スペーサーガイド８ａにより位置決めされてセットされる。

図３（Ａ）は、吸着開始状態の一例を示した図である。スペーサー２がスペーサー供給部８に供給されると、搬送手段１６の移動機構１４が、吸着プレート９の吸着穴９ａがスペーサー２の中央に来るように移動する。すると、真空スイッチ１５がオンとなり、真空ポンプ１９が起動して、図３（Ａ）に示すように、吸着プレート９からの吸着が開始される。なお、移動機構１４の移動は、制御手段１８により制御駆動されてよい。

図３（Ｂ）は、スペーサー吸着状態の一例を示した図である。図３（Ｂ）に示すように、吸着プレート９が、エアーを吸引しながら上下機構１０を用いて下降し、スペーサー供給部８内にセットされたスペーサー２に上方から接触する。このとき、吸着プレート９の吸着穴９ａからは、吸引が行われているので、スペーサー２は吸着プレート９に吸着される。ここで、吸着検出センサー１２は、エアーチューブ１３の圧力を検出し続け、スペーサー吸着を示す所定の設定圧力以上となったら、吸着プレート９の下降が停止する。次いで、吸着プレート９が上昇し、吸着プレート９にスペーサー２が吸着された状態となる。

図３（Ｃ）は、移動機構１４のウェハー収納部７までの移動状態の一例を示した図である。図３（Ｃ）に示すように、吸着プレート９がスペーサー２を吸着した状態で、吸着プレート９は、移動機構１４により、左側に移動してウェハー収納部７の正面に移動し、吸着プレート９がウェハー収納部７の上方に来るまで移動が行われる。

図３（Ｄ）は、ウェハー吸着状態の一例を示した図である。スペーサー２を吸着した吸着プレート９がウェハー収納部７の上方に来て、更に吸着プレート９がウェハー１の中心に来ると、吸着プレート９が下降する。なお、ウェハー１の中心は、予めウェハー収納部７のウェハーガイド７ａによる座標が定まっているので、移動機構１４は、制御部１８の指示により、所定の座標まで移動するだけで、位置合わせが自然に行われることになる。

次いで、吸着検出センサー１２が、ウェハー１の吸着を検出するまで吸着プレート９は下降し、吸着検出センサー１２がウェハー１に接触して、更にウェハー吸着時の所定の設定圧力以上の圧力を検出したときに、下降が停止する。このとき、ウェハー１は、スペーサー２の下面に吸着される。つまり、多孔体であるスペーサー２の気孔２ｂを介して伝達される吸引力により、ウェハー１はスペーサー２の下面に吸着されることになる。なお、ウェハー１の吸着時の設定圧力は、図１において説明したように、スペーサー２の吸着時の設定圧力より大きい値となる。ウェハー１を吸着したら、吸着プレート９が上昇し、ウェハー１上にスペーサー２が重なった状態で吸着保持される。

図３（Ｅ）は、移動機構１４のウェハー固定治具６までの移動状態の一例を示した図である。移動機構１４は、制御部１８の制御により、ウェハー収納部７から、ウェハー固定治具６の正面に移動し、ウェハー固定治具６の上に吸着プレート９が来るまで接近する。ウェハー１とスペーサー２を別々に搬送するのではなく、１枚のウェハー１と１枚のスペーサー２が重なり合った状態で、１組となって１度に搬送されるので、移動時間を大幅に短縮することができる。また、移動機構１４は、左右交互に移動することなく、１方向への移動でウェハー１及びスペーサー２の搬送を済ますことができ、移動時間を更に短縮することができる。これは、スペーサー供給部８、ウェハー収納部７及びウェハー固定治具６が、順序よく、かつ直線的に配列されているからである。更に、ウェハー１とスペーサー２は、既に中心の位置合わせがなされた状態で搬送されているので、位置合わせを別個に行う必要を無くすことができ、ウェハー１とスペーサー２の整列時間を更に短縮することができる。

図３（Ｆ）は、ウェハー固定治具６にウェハー１をセットする状態の一例を示した図である。吸着プレート９がウェハー固定治具６に接近し、ウェハー１及びスペーサー２の中心をターンテーブル３の中心と一致させたら、吸着プレート９は下降を開始し、吸着検出センサー１２が、ウェハー１が固定位置に載置された状態の所定の設定圧力以上であることを検出したら、下降を停止させる。この状態で、真空スイッチ１５により、真空ポンプ１９をオフさせ、ウェハー１とスペーサー２の吸着を解除する。これにより、ウェハー１及びスペーサー２は、中心位置が揃った状態で、ウェハー固定治具６に載置される。

なお、ウェハー固定治具６とウェハー１及びスペーサー２との位置合わせも、予め定められた目標とする座標に、移動機構１４が移動することにより行われてよく、この制御は、制御部１８により行われてよい。

このように、搬送手段１６が、スペーサー供給部８、ウェハー収納部７及びウェハー固定治具６と、横方向に順次移動してアクセスし、吸着動作と吸着解除動作を行うだけで、流れ作業的に短時間に容易にウェハー１とスペーサー２を積み重ねて載置することができる。

図３（Ｇ）は、吸着プレート上昇状態の一例を示した図である。ウェハー１及びスペーサー２が、ウェハー固定治具６内にセットされたら、吸着プレート９は上昇し、再びスペーサー供給部８に向かって移動する。そして、図３（Ａ）からの一連の動作を繰り返す。なお、上述の移動機構１４の移動動作、吸着動作は、制御部１８により制御されて行われてよい。

そして、図３（Ａ）〜図３（Ｇ）の動作を繰り返し、ウェハー１とスペーサー２が所定の設定重量に達すると、本実施形態に係るウェハー整列装置の動作は停止する。その後、作業者がウェハー固定治具６のノブ５を回転させ、ターンプレート４を押し下げることによって、ウェハー１はスペーサー２の間に押さえつけられ、挟時されることになる。

かかる動作により、従来のウェハー整列装置では、１サイクルごとの作業時間は３０分要したのが、本実施形態に係るウェハー整列装置では、２２分に短縮された。

このように、本実施形態に係るウェハー整列装置によれば、エッジポリッシュのためのウェハー１とスペーサー２をウェハー固定治具１内にセットする時間を大幅に減少させ、生産性を向上させることができる。また、これにより、ウェハー整列装置の設置台数を減少させることができ、価格を低減させることが可能となる。

次に、本実施形態に係るウェハー整列装置を用いて整列させたウェハー１について、エッジポリッシュを行い、ウェハーを製造するウェハー製造方法について説明する。

図４は、本発明のウェハー製造方法におけるエッジポリッシュ工程の一例を示した図である。図４（Ａ）は、エッジポリッシュ工程の一例を示した側面図であり、図４（Ｂ）は、エッジとバフの界面の拡大図である。

図４（Ａ）において、ウェハー固定治具６内に、ウェハー１とスペーサー２が交互に積み重ねられて整列されている。ウェハー１及びスペーサー２は、ターンテーブル３上に積み重ねられて載置され、タープレート４により上から押圧されている。ノブ５は、ネジ機構によりターンプレート４を下方に押しつけている。かかるウェハー１の保持状態においては、ウェハー１の側面が揃った状態で露出している。よって、バフ２２を側面から回転させてウェハー１の側面に押し当てることにより、ウェハー１の端面が研磨される。

図４（Ｂ）において、ウェハー１の端面１ｂが、バフ２２により側面から研磨されている状態が示されている。ウェハー１とスペーサー２は、中心位置が揃っており、ウェハー１の側面が外側にあるので、ウェハー１の端面を適切に鏡面研磨することができる。

この後、必要な洗浄等の工程を行うことにより、エッジポリッシュが施された、製品としてのウェハー１を製造することができる。

このように、本実施形態に係るウェハー整列装置を用いてウェハー１を短時間で効率的に積み上げ整列させた後、エッジポリッシュ工程を行うことにより、端面が鏡面研磨されたウェハー１を製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、ウェハーを積み上げて整列させるウェハー整列装置に利用することができ、特に、エッジポリッシュ等の端面のバッチ処理が必要なウェハー製造工程に好適に利用することができる。

１ ウェハー
１ａ オリエンテーション・フラット
１ｂ 端面
２ スペーサー
２ａ 平坦部
３ ターンテーブル
４ ターンプレート
５ ノブ
６ ウェハー固定治具
７ ウェハー収納部
８ スペーサー供給部
９ 吸着プレート
９ａ 吸着穴
１０ 上下機構
１１ スプリング
１２ 吸着検出センサー
１３ エアーチューブ
１４ 移動機構
１５ 真空スイッチ
１６ 搬送手段
１７ レール
１８ 制御部
１９ 真空ポンプ
２０ スペーサー切り出し部
２１ 基台
２２ バフ

Claims (11)

1. ウェハーとスペーサーとをウェハー固定治具内に交互に積み上げ、該ウェハー固定治具内に前記ウェハーを積み上げ整列させるウェハー整列装置であって、
   前記スペーサーを供給するスペーサー供給部と、
   前記半導体ウェハーを積み重ねた状態で収容するウェハー収納部と、
   前記スペーサー及び前記ウェハーを上から吸着する吸着部と、該吸着部を前記スペーサー供給部、前記ウェハー収納部及び前記ウェハー固定治具の間で移動させる移動機構とを備えた搬送手段とを有し、
   該搬送手段は、前記吸着手段により前記スペーサー供給部で前記スペーサーを吸着してから前記ウェハー収納部に移動し、前記ウェハー収納部で前記スペーサーを介して前記ウェハーを吸着してから前記ウェハー固定治具に移動し、前記ウェハー固定治具内に前記スペーサー及び前記ウェハーを載置して前記ウェハーと前記スペーサーとを１組ずつ積み上げることを特徴とするウェハー整列装置。
2. 前記ウェハー供給部は、前記スペーサー供給部と前記ウェハー固定治具との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のウェハー整列装置。
3. 前記スペーサー供給部は、前記スペーサーを１枚ずつ供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のウェハー整列装置。
4. 前記スペーサー供給部は、前記スペーサーの平面形状に適合する窪み状のスペーサー位置決めガイドを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のウェハー整列装置。
5. 前記ウェハー収納部は、前記ウェハーの平面形状に適合し、前記ウェハーを位置決め収納するウェハー位置決めガイドを有することを特徴とする請求項４に記載のウェハー整列装置。
6. 前記搬送手段は、前記スペーサーと前記ウェハーの中心を合わせるように前記吸着手段を移動させることを特徴とする請求項５に記載のウェハー整列装置。
7. 前記搬送手段は、前記吸着部を上下動させる上下機構を有し、該上下機構により前記吸着部が吸引しながら下降し、吸引圧力が所定の設定圧力となったときに前記スペーサー又は前記ウェハーを吸着したと判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のウェハー整列装置。
8. 前記スペーサー供給部、前記ウェハー収納部及び前記ウェハー固定治具は、直線状に配置されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のウェハー整列装置。
9. 前記スペーサーを切り出して１枚ずつ前記スペーサー供給部に供給するスペーサー切り出し部を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のウェハー整列装置。
10. 前記スペーサーは、前記ウェハーと相似で、前記ウェハーよりも外周が小さいことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のウェハー整列装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のウェハー整列装置を用いてウェハーをウェハー固定治具内に整列させる工程と、
    前記ウェハー固定治具内に整列された前記ウェハーを側面から研磨して前記ウェハーの端面を研磨するエッジポリッシュ工程と、を有することを特徴とするウェハーの製造方法。

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