KR102114790B1 - 오리엔테이션 플랫 등 노치부를 가지는, 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법 - Google Patents

오리엔테이션 플랫 등 노치부를 가지는, 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

결정 재료로 이루어지는 웨이퍼의 주위 에지를 연마 테이프를 사용하여 연마하고, 원형 웨이퍼를 제조하는 방법을 제공한다. 연직인 회전축을 가지는 수평인 스테이지에 중심맞춤 배치된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시키고 스테이지를 회전시켜 주위부를 연마하는 1차 연마 단계; 웨이퍼의 반경을 측정하고 측정된 최소 반경 이하의 반경을 설정하고, 설정 반경과 측정된 웨이퍼의 반경과의 차 Δr을 주위부를 따라 결정하는 단계; 및 Δr이 소정값보다 큰 주위부의 부분을 결정하는 단계; 주위부와 연마체를 접촉시키고 스테이지를 소정의 회전 각도의 범위에서 정역(正逆) 회전시켜 주위부를 연마하는 2차 연마 단계를 포함하고, 연마체가 평탄한 연마 패드에 배치되고 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하고, 2차 연마 단계에서 스테이지와 연마면을 수평인 축선을 따라 상대 요동시켜, 스테이지의 정역 회전의 속도를 결정된 주위부의 부분에 대응한 회전 각도의 범위에서 저하시킨다.

Description

오리엔테이션 플랫 등 노치부를 가지는, 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법 {METHOD FOR PRODUCING CIRCULAR WAFER BY MEANS OF USING GRINDING TAPE TO GRIND EDGE OF WAFER COMPRISING CRYSTALLINE MATERIAL AND HAVING NOTCHED SECTION SUCH AS ORIENTATION FLAT}
본 발명은 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼의 주위 에지를 연마하는 방법에 관한 것이며, 특히, 연마 테이프를 사용하여 웨이퍼 주위 에지를 연마함으로써, 웨이퍼의 주위 에지에 고정밀도의 표면 성상(性狀)을 형성하고 또한, 취급성이 향상된 원형 웨이퍼를 제조하는 방법에 관한 것이다
반도체, MEMS 등의 제조에 사용되는 각종 웨이퍼는, 최근, 회로 소자의 고밀도화나 박화(薄化) 등에 따라, 웨이퍼 두께가 1 ㎜ 내지 수십 ㎛로 얇아지는 경향이 있다. 잉곳(ingot)에서 잘라내어진 웨이퍼는, 베벨부(bevel portion), 에지부 (edge portion)등의 주위 에지가 모따기(chamfered)되어 주면(主面)이 경면(鏡面)으로 연마되지만, 웨이퍼의 박화에 따라 미세한 치핑(chipping)(이빠짐)이나 치핑에 기인한 웨이퍼의 균열 등이 발생하기 쉬워지고 있다. 그러므로, 반도체 등의 제조에서의 수율을 향상시키기 위해, 웨이퍼의 주위 에지의 가공 상태가 중요해지고 있다.
종래, 반도체 집적 회로의 고집적화에 적절한 웨이퍼의 모따기부(chamfered portion)의 가공 방법 등이 제안되었다(일본 공개특허공보 평 10-100050호: 특허문헌 1). 이 가공 방법은, 원통형 또는 원기둥형의 지석(砥石, grindstone)과 모따기부가 오리엔테이션 플랫(orientaion flat, 이하 적절히, OF)부, 외주부(outer peripheral portion) 및 코너부(corner portion)로 구성된 웨이퍼를 서로 회전시키면서 소정의 가압력으로 압접시켜, 연연삭(軟硏削) 위치가 OF부, 외주부, 코너부에 따라 웨이퍼의 회전 속도를 바꾸면서, 웨이퍼의 OF부, 외주부 및 코너부를 각각 연 연삭하도록 한 후에, 웨이퍼의 OF부, 외주부 및 코너부를 각각 연마하도록 하고, 모따기부 전체에 걸쳐 균일한 연연삭을 하는 것이었다.
또한, 종래, 연마 테이프를 사용하여, 반도체 웨이퍼의 노치와 베벨을 연마하기 위한 장치 및 방법이 제안되었다(일본 공개특허공보 제2006-303112: 특허문헌 2).
일본 공개특허공보 평10-100050호 일본 공개특허공보 제2006-303112 일본 특허공보 제4463326호
벽개성(劈開性)이 강한 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼의 모따기 가공(chamfered process)에 지석을 사용하면, 기계적 충격이 크기 때문에 균열(crack)이나 이빠짐(chipping)이 생기기 쉽고 모따기부의 가공 상태가 불충분하고, 웨이퍼의 주면을 경면 연마할 때, 모따기부의 치핑 등에 기인하여 균열이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.
연마 테이프를 사용하여 웨이퍼의 주위 에지를 연마함으로써, 에지부 등의 육안으로 볼 수없는 미소한 치핑까지 없앨 수가 있어, 고정밀도의 모따기 가공을 행할 수 있었다. 그러나, 종래의 연마 테이프를 사용한 연마 방법에서는, OF의 한쪽 단부(원호형부와 OF와의 경계) 주위 에지에 언더컷(undercut)을 발생시키기 쉽고, 또한, 웨이퍼의 결정 방위나 결정면 등에 의해 연마 레이트에 차이를 발생시켜, 웨이퍼의 진원도(眞圓度)가 저하되는 문제가 있었다. 특히, 연질인 화합물 재료 등으로 이루어지는 웨이퍼의 주위 에지를 연마 테이프로 연마하면 웨이퍼의 외경이 불균일해지기 쉽고, 그 후의 제조 단계에서 웨이퍼의 중심맞춤의 정밀도가 저하되는 등, 가공 사양을 충분히 만족시키지 못할 우려가 있었다.
상기한 문제를 감안하여, 본 발명은, 결정 방위를 나타내는 오리엔테이션 플랫(OF)이나 노치를 가지는 원판형의 웨이퍼로서 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼의 주위 에지를, 웨이퍼의 진원도를 저하시키지 않고 연마 테이프를 사용하여 양호한 정밀도로 연마 가공하고, 가공 사양을 충분히 만족시키는 원형 웨이퍼를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시형태는, 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼로서, 오리엔테이션 플랫과 주위부를 가지는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤(centering)하여 배치된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시키면서 웨이퍼 스테이지를 회전시킴으로써 주위부를 연마하는 1차 연마 단계; 1차 연마된 웨이퍼의 반경을 주위부를 따라 측정하고, 상기 측정된 반경 중 최소 반경 이하의 반경을 설정하고, 상기 설정된 반경과 측정된 웨이퍼 반경과의 차인 Δr를 주위부를 따라 결정하는 단계; Δr가 소정 값보다 큰 1차 연마된 웨이퍼의 주위부의 부분을 결정하는 단계; 및 1차 연마된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시켜, 웨이퍼 스테이지를 소정의 회전 각도의 범위에서 회전축의 주위에 정회전 및 역회전시킴으로써 1차 연마된 웨이퍼의 주위부를 연마하는 2차 연마 단계를 포함하고, 연마체가, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어지고, 2차 연마 단계에서, 오리엔테이션 플랫과 연마면이 평행해지지 않고, 웨이퍼 스테이지와 연마면을 수평인 축선을 따라 상대 요동시켜, 웨이퍼 스테이지의 정회전 또는 역회전의 속도를, 결정된 웨이퍼의 주위부의 부분에 대응한 회전 각도의 범위에서 저하시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 OF와 주위부를 가지는 웨이퍼의 주위 에지를 연마함으로써, 웨이퍼의 주위부의 결정 방위 등에 기인하는 연마 레이트의 편차를 충분히 줄일 수 있고, 또한, 웨이퍼를 정역 회전시키면서 연마가 행해지므로, 연마체와 웨이퍼의 주위 에지와의 간헐적인 접촉이 방지되어, 균일한 연마 가공을 행할 수 있다. 웨이퍼를 정역 회전시키는 연마는, 적어도 2차 연마 단계에서 행해지고, 1차 연마 단계, 2차 연마 단계를 통해 행해져도 된다.
웨이퍼는 실리콘(Si, SOI, 단결정, 다결정 실리콘), 화합물(GaN, SiC, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, ZnS, ZnTe 등), 산화물(LiTaO3(LT), LiNbO3(LN), Ga2O3, MgO, ZnO, 사파이어, 수정 등), 유리(소다 라임, 무알칼리, 붕규산, 크라운 유리(crown glass), 규산(실리카), 석영 등)의 재료로 이루어지는 웨이퍼이어도 된다. 웨이퍼는 반도체 웨이퍼이어도 된다.
원형 웨이퍼는, 진원(眞圓)인 웨이퍼이어도 된다. 또는, SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International) 등의 업계 단체에 의해 표준화되어 있는 웨이퍼 사이즈에 따라 허용 범위의 오차를 가지는 원형이라도 되고, 그 외에 규격, 또는 웨이퍼 사이즈나 재료 등에 따른 가공 사양을 만족시키는 범위의 오차를 가지는 원형이어도 된다.
적어도 2차 연마 단계에서, 웨이퍼 스테이지를, 웨이퍼의 원호형의 주위부의 일부가 직선형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 회전 각도는, OF의 양(兩) 단부와 웨이퍼의 중심에 의해 규정되는 각도일 수 있다. 또는, OF의 양 단부 근방의 주위부에 각각 위치하는 2점과 웨이퍼의 중심에 의해 규정되는 각도일 수 있다. 이 경우, 직선형으로 연마된 주위부를 없애기 위해, 또한 오리엔테이션 플랫과 연마면을 접촉시켜 수평인 축선을 따라 직선적으로 상대 요동시킴으로써 오리엔테이션 플랫을 연마하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 충분한 진원도를 가지는 원형 웨이퍼를 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이 형성되는 원형 웨이퍼의 OF 길이 등은, SEMI 등의 규격이나 가공 사양을 충족시키는 것이 바람직하다.
또는, 2차 연마 단계에서, 웨이퍼 스테이지를, 웨이퍼의 원호형의 주위부 전체가 원호형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시켜도 된다. 이 경우, 적절한 압압력(押壓力) 등에 의해, 연마체와 웨이퍼 주위 에지와의 간헐적인 접촉이 방지되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다른 실시형태는, 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼로서, 오리엔테이션 플랫과 주위부를 가지는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤하여 배치된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시켜, 웨이퍼 스테이지를 소정의 회전 각도의 범위에서 회전축의 주위에 정회전 및 역회전시킴으로써 웨이퍼의 주위부를 연마하는 단계를 포함하고, 연마체가, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어져, 연마하는 단계에서, 오리엔테이션 플랫과 연마면이 평행하게 되는 경우가 없고, 웨이퍼 스테이지와 연마면을 수평인 축선을 따라 상대 요동시켜, 웨이퍼 스테이지의 정회전 또는 역회전의 속도를, 웨이퍼의 미리 결정된 주위부의 부분에 대응한 회전 각도의 범위에서 저하시키는 것을 특징으로 한다.
웨이퍼의 주위부의 부분은, 예를 들면, 1장의 웨이퍼를 테스트 연마함으로써, 상기한 바와 같이 설정된 반경과 측정된 반경의 차 Δr에 기초하여, 미리 결정된 것이어도 된다. 이와 같이 함으로써, 주위 에지의 연마 레이트의 편차가 결정 방위에 기인하는 동일한 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼(예를 들면, 동일한 잉곳에서 잘라내어진 웨이퍼)의 1차 연마 단계 및 주위부의 부분을 결정하는 단계를 생략하여 효율적으로 원형 웨이퍼를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 실시형태는, 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼의 원호형의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 웨이퍼의 반경을 원호형의 주위 에지에 따라 측정하고, 상기 측정된 반경 중 최소 반경 이하의 반경을 설정하고, 상기 설정된 반경과 측정된 웨이퍼의 반경의 차인 Δr를 원호형의 주위 에지에 따라 결정하는 단계; Δr가 소정 값보다 큰 웨이퍼의 주위 에지의 부분을 결정하는 단계; 연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤하여 배치된 웨이퍼의 주위 에지의 부분과 연마체를 접촉시켜, 웨이퍼 스테이지를 주위 에지의 부분에 대응한 회전 각도의 범위에서 회전축의 주위에 정회전 및 역회전시킴으로써 주위 에지의 부분을 연마하는 단계로서, 연마체가, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어지는 곳의 연마 단계를 포함한다.
상기한 바와 같이 함으로써, 원하는 진원도를 가지는 원형 웨이퍼를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 또한 다른 실시형태는, 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼로서, 오리엔테이션 플랫과 주위부를 가지는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤하여 배치된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시키면서 웨이퍼 스테이지를 소정의 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시킴으로써 웨이퍼의 주위부를 연마하는 단계를 포함하고, 연마체가, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어지고, 연마하는 단계에서, 오리엔테이션 플랫과 연마면이 평행하게 되는 경우가 없는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 함으로써, OF의 한쪽의 단부 주변에 언더컷을 발생시키지 않고 웨이퍼의 주위 에지를 연마할 수 있고, 진원도의 저하가 억제되고, 취급성이 우수한 원형 웨이퍼를 제조할 수 있다.
상기한 연마하는 단계에서, 웨이퍼 스테이지를, 웨이퍼의 원호형의 주위부의 일부가 직선형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시켜도 된다.
또한, 오리엔테이션 플랫과 연마면을 접촉시켜 수평인 축선을 따라 직선적으로 상대 요동시킴으로써 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫을 연마하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 직선형으로 연마된 부분이 제거되어, 원형의 웨이퍼가 제조된다.
또는, 연마하는 단계에서, 웨이퍼 스테이지를, 웨이퍼의 원호형의 주위부 전체가 원호형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시켜도 된다. 이 경우, 연마면이 탄성을 가지는 연마 패드를 통해 웨이퍼의 주위 에지에 압압(押壓)되어, 연마면이 웨이퍼의 주위 에지로부터 이격되는 경우가 없는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 연마면과 주위 에지와의 간헐적인 접촉에 의한 진원도의 저하를 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 원형 웨이퍼의 제조 방법에 의하면, 웨이퍼의 에지부, 베벨부 등의 주위 에지를 양호한 정밀도로 가공할 수 있어, 두께 1 ㎜ 이하의 얇은 웨이퍼나 화합물 재료로 이루어지는 웨이퍼의 균열을 방지할 수 있다. 또한, 더욱 진원에 가까운 원형 웨이퍼를 얻을 수 있으므로, 그 후의 단계의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 반도체 디바이스 등의 제조 단계에서의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 원형 웨이퍼의 제조 방법에 의해, 가공 사양에 따라, 원하는 진원도를 가지는 원형 웨이퍼를 얻을 수 있다.
도 1 (A)는 OF를 가지는 웨이퍼의 평면도이며, 도 1 (B)은 웨이퍼의 주위 에지의 단면도이다.
도 2는 웨이퍼 주위 에지 연마 장치를 모식적으로 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 원형 웨이퍼의 제조 방법을 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 4a (a)는 본 발명에 따른 정역 회전 각도의 하나의 실시형태를 모식적으로 나타낸 도이며, 도 4a (b)는 도 4a (a)의 일부 확대도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 정역 회전 각도의 다른 실시형태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4c는 본 발명에 따른 정역 회전 각도의 또 하나의 다른 실시형태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5a는 웨이퍼의 외경의 형상 및 진원도를 나타낸 도면이다.
도 5b는 비교예에 따른 웨이퍼의 외경의 형상 및 진원도를 나타낸 도면이다.
도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 외경의 형상 및 진원도를 나타낸 도면이다
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 다양한 특징이 본 발명의 한정을 의도하는 것은 아닌 바람직한 실시예와 함께 설명된다. 도면은 설명을 목적으로 단순화 되거나, 또는 강조되며, 척도(尺度)도 반드시 일치하지는 않는다.
도 1 (A)에, 오리엔테이션 플랫(OF)를 가지는 웨이퍼(W), 및 웨이퍼(W)의 주위 에지 중 적어도 일부가 연마되어 형성된 원형 웨이퍼(W')가 도시되어 있다. 웨이퍼(W)의 주위 에지는, 직선형의 OF 및 원호형의 주위부(A)로 이루어지고, 직선형의 OF와 원호형의 주위부(A)와의 경계가, OF의 양 단부 E1 및 E2이다. 마찬가지로, 웨이퍼(W')의 주위 에지는, 직선형의 OF 및 원호형의 주위부(A')로 이루어지고, 직선형의 OF와 원호형의 주위부(A')와의 경계가, OF의 양 단부 E1' 및 E2'이다. 웨이퍼(W')는, 대체로, 웨이퍼(W)보다 약간 작은 반경과 약간 작은 OF 길이를 가진다.
도 1 (B)에, 웨이퍼(W, W')의 주위 에지의 단면(斷面)이 모식적으로 나타나 있다. 잉곳에서 잘라내어진 웨이퍼(W)는, 베벨부, 에지부 등의 주위 에지에 막이나 잔사 등의 손상을 가지고 있으므로, 그 손상을 없애기 위해 연마된다. 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써, 웨이퍼의 주위 에지를 치핑이 없는 고정밀도의 표면 성 상으로 마무리할 수 있다. 반도체 디바이스 등이 형성되는 것은, 웨이퍼(W)의 직경 방향 내측의 r1 부분이며, 실제 제품은 되지 않는 웨이퍼의 주위 에지인 직경 방향 외측의 r2 부분(에지부, 베벨부)은, 연마에 의해, 주위 에지(r2')에 형성된다. 직경 방향의 길이(r2')는 r2보다 작다, 웨이퍼(W')의 반경(r1+r2')은 웨이퍼(W)의 반경(r1+r2)보다 약간 작다.
웨이퍼(W')의 주위 에지의 단면 형상은 도시된 라운드형(R형)의 예에 한정되지 않고, 테이퍼형(T형) 등이어도 되고, 베벨부를 제거하고 웨이퍼의 주면에 수직인 면에 형성되어도 된다. 그 외에, 가공 사양에 따라 원하는 에지 형상으로 형성할 수 있다.
도 2에, 본 발명에 따른 원형 웨이퍼의 제조 방법으로 사용되는 웨이퍼 주위 에지 연마 장치(100)가 모식적으로 나타나 있다.
웨이퍼 주위 에지 연마 장치(100)는 연마 테이프 유닛(10) 및 웨이퍼 유닛(20)을 포함한다.
연마 테이프 유닛(10)은, 연마 테이프(T)가 배치되는 평탄한 연마 패드(접촉 패드)(12)를 선단에 장착한 백업 가압을 위한 에어 실린더(13), 가이드 롤러(14, 14'), 연마 테이프(T)를 송출하고 권취하기 위한 공급릴(16), 권취릴(17), 및 보조 롤러(18, 18')를 포함한다. 연마 패드에 배치된 연마 테이프(T)는 평탄한 연마면(S)을 규정한다.
연마 패드(12)는, 도면의 표면에서 이면(裏面)으로 신장되는 회동축(15)에 의해, 회동(回動) 가능하게 지지 부재(도시하지 않음)에 장착되어 있다. 연마 패드(12)가 회동함으로써, 연마 패드(12)에 배치된 연마 테이프(T), 즉 연마면(S)이 웨이퍼(W)의 주위 에지에 원하는 경사로 접촉할 수 있어, 웨이퍼의 주위 에지를 원하는 단면 형상으로 연마 마무리할 수 있다.
상하의 가이드 롤러(14, 14')의 사이에서, 연마 테이프(T)는 연직 방향으로 주행 가능하다.
에어 실린더(13)는, 연마 패드(12)를 통해, 조정된 소정의 압압력(F)을 화살표 방향으로 가하여 연마면(S)을 웨이퍼(W)의 주위 에지에 내리누른다. 에어 실린더(13)의 압압력(F)(백업 가압력)의 조정은, 예를 들면, 일본 특허공보 제4463326호(특허문헌 3)에 기재되어 있는 장치 구성에 의해 실시 될 수 있다.
연마 테이프(T)는 플라스틱제의 기재(基材) 필름의 표면에 수지 바인더에 연마재를 분산시킨 용액을 도포하고, 건조, 경화시킨 시트를 필요한 폭으로 슬릿하여, 릴에 권취된 것이다.
기재 필름으로서, 유연성을 가지는 합성 수지제의 플라스틱 필름이 사용된다. 구체적으로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리비닐알코올 또는 메타크릴 알코올을 주성분으로 하는 아크릴계 수지 등으로 이루어지는 필름이 기재 필름으로서 사용된다.
지립(砥粒)(연마 입자)로서는, 알루미나(Al2O3), 산화세륨(cerium oxide)(CeO2), 실리카(SiO2), 다이아몬드, 탄화규소(SiC), 산화크롬(Cr2O3), 지르코니아(ZrO2), 입방정 질화붕소(cBN) 등 및 그 혼합물이 사용할 수 있다.
지립의 평균 입경은, 바람직하게, 0.2㎛ 이상(#20000), 3㎛ 이하(#4000)의 범위에 있다. 평균 입경이 3㎛를 넘으면, 웨이퍼(W) 주위 에지의 마무리 면에 새롭게 미세한 상처나 이빠짐이 발생하고, 결정 재료로 이루어지는 웨이퍼(W)에 충분한 강도를 부여할 수 없어 바람직하지 않다. 평균 입경이 0.2㎛ 미만이면, 연마 효율이 극단적으로 저하되어 생산성이 악화되므로, 공업상, 실용적이지 않다.
연마 패드(12)는, 바람직하게, 탄성을 가진다. 연마 패드(12)로서, 예를 들면, 기계적 충격을 완화하기 위해, 쇼어 A 경도가 20 내지 50의 범위의 평탄한 발포 수지판을 사용할 수 있다. 또는, 연마 패드(12)로서, 상기와 같은 발포 수지판과 쇼 에이 경도(Shore A hardness)가 80 내지 90의 범위에 있는 고무판을 조합한 것을 사용할 수도 있다. 지립 직경 등에 따라 연마 패드(12)의 탄성을 적절히 선택함으로써, 평균 입경이 극히 미세한(예를 들면, 1㎛ 이하) 지립의 연마 테이프를 사용해도, 연마 속도를 너무 느리게 하지 않고, 고정밀도의 표면 성상을 웨이퍼의 주위 에지에 형성할 수 있다.
웨이퍼 유닛(20)은, 웨이퍼(W)를 배치하기 위한 수평인 상면을 가지는 웨이퍼 스테이지(21)를 포함하고, 웨이퍼 스테이지(21)는, 회전 축선(Cs)과 동축 샤프트(22)를 통해 모터(23)에 접속되어 있다. 모터(23)는, 바람직하게, 인코더를 가지는 서보 모터이다. 모터(23)를 구동시키면, 웨이퍼 스테이지(21)가 그 중심, 즉, 회전 축선(Cs)에 대해 회전한다.
웨이퍼 스테이지(21)는, 바람직하게, 진공 흡착용의 스테이지이며, 배관을 통해 진공 펌프(도시하지 않음)와 연통된 1개 또는 복수 개의 흡인 구멍을 설치한 평탄한 표면을 가진다. 웨이퍼(W)는, 탄력성이 있는 패드 등을 통해, 스테이지(21) 위에 탑재되고, 진공 흡착에 의해 고정된다.
웨이퍼 스테이지(21)에 고정된 웨이퍼(W)의 주위부와 연마체(연마면(S))을 접촉시키고 웨이퍼 스테이지(21)를 회전시킴으로써, 주위부의 연마가 행해진다.
본 발명의 실시형태에서, 바람직하게, 웨이퍼 스테이지(21)는, 소정의 회전 각도의 범위에서 정역(正逆) 회전을 반복하고, 연마 가공 중에 1회전(360도) 이상 회전하지 않는다. 웨이퍼(W)가 탑재되는 웨이퍼 스테이지(21)의 회전 각도는, OF를 가지는 웨이퍼(W)의 진원도를 저하시키지 않도록 결정된다.
바람직하게는, 제어 장치(30)가, 도선(31)에 의해 모터(23)에 접속되고, 도선(32)에 의해 광학 센서(33)에 접속되어 있다.
광학 센서(33)는, 웨이퍼의 주위 에지에 대해, 웨이퍼의 반경 방향의 위치를 측정하는 것이며, 투광부(33a) 및 수광부(33b)를 가진다.
투광부(33a)는, 웨이퍼 반경 방향으로 연장되는 회전 축선(Cs)에 평행하게 진행되는 스트립형의 평행광을 투광한다. 수광부(33b)는, 웨이퍼(W)를 사이에 두고 투광부(33a)에 대향하여 배치된다. 투광부(33a)는, 발광 다이오드 소자 또는 반도체 레이저 소자로 이루어져도 되고, 수광부(33b)는, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서로 이루어져도 된다. 예를 들면, 수광부(33b)는, 다수의 미세한 포토다이오드가 웨이퍼 반경 방향으로 나란하고, 투광부(33a)로부터 투광된 평행광을 수광 가능하게 구성된 것이다.
투광부(33a)로부터 투광된 광의 일부는 웨이퍼(W)에 의해 차광된다. 또한 나머지의 일부는, 웨이퍼(W)보다 반경 방향 바깥쪽을 통과하여 수광부(33b)에 입사한다. 웨이퍼(W)의 주위 에지의 위치가 회전 축선(Cs)에 대해 반경 방향으로 가까와지면, 웨이퍼(W)에 의해 차광되는 광이 적어지게 되고, 수광부(33b)에 입사하는 광의 광량이 커진다. 또한 웨이퍼(W)의 주위 에지의 위치가 회전 축선(Cs)에 대해 반경 방향으로 멀어지면, 웨이퍼(W)에 의해 차광되는 광이 많아지게 되어, 수광부(33b)에 입사하는 광의 광량이 작아진다. 수광부(33b)는, 투광부(33a)로부터 입사하는 광량에 의해 출력하는 전기량(電氣量)이 변화한다. 수광부(33b)로부터 출력되는 전기량에 기초하여, 광학 센서(33)에 대향하는 부분에서의 주위 에지의 반경 방향의 위치가 검출된다.
제어 장치(30)는, 광학 센서(33) 및 모터(23)로부터, 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫(OF)의 양 단부(E1, E2)(도 1 (A))의 위치 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여, 회전 각도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 양 단부(E1, E2)와 웨이퍼(W)의 중심(O)에 의해 규정되는 각도를 웨이퍼 스테이지(21)의 회전 각도로 결정할 수 있다. 또는, 웨이퍼(W)의 반경보다 작은 반경을 가지는 원형 웨이퍼(W')의 OF의 양 단부(E1', E2')의 위치를 결정하고(도 1 (A)), 그 양 단부(E1', E2')와 웨이퍼(W)의 중심(O)에 의해 규정되는 각도를 웨이퍼 스테이지(21)의 회전 각도로 결정할 수 있다.
또한, 제어 장치(30)는, 광학 센서(33)에 대향하는 부분에서의 주위 에지의 반경 방향의 위치에 의해 웨이퍼의 주위부를 따라 웨이퍼의 반경을 결정하고, 웨이퍼의 외형을 결정할 수 있다.
바람직하게, 워크 유닛(work unit)(20)은, 수평인 베이스(34) 위에 도면의 표면에서 이면 방향으로 신장되는 직선 레일을 가지는 LM 가이드(36), 및 도면의 표면에서 이면 방향으로 신장되는 직선 레일을 가지는 단축 로봇(35)에 연결된 가동 플레이트(37) 위에 설치되어 있다. 이로써, 워크 스테이지(work stage)(21)는, 도면의 표면에서 이면 방향으로 신장되는 수평인 축선을 따라 요동할 수 있다.
또는, 연마 테이프 유닛(10)이, 요동 가능한 가동 플레이트(도시하지 않음) 위에 설치됨으로써 요동 가능하게 구성되어 있어도 되고, 다른 수단에 의해 요동 가능하게 구성되어도 된다.
웨이퍼(W)는, 연마 가공을 위해, 웨이퍼 스테이지(21)에 중심맞춤(centring) (웨이퍼(W)의 중심을 회전 축선(Cs)에 정렬)하여 배치된다. 중심맞춤은 웨이퍼 스테이지(21)에 탑재된 웨이퍼(W)의 주위 에지를, 회전 축선(Cs)를 향해 3방향에서 로드형의 지그(도시하지 않음)로 동시에 압압(押壓)함으로써 행해진다. 또한, 중심맞춤은 광학 센서(30)에 의해, 웨이퍼(W)의 외경으로부터 웨이퍼(W)의 중심(O)을 결정하고, 그 중심(O)과 회전 축선(Cs)를 정렬하도록 지그의 압압을 제어하여 행해져도 되고, 그 외의 방법에 의해 행해져도 된다.
상기와 같은 웨이퍼 주위 에지 연마 장치(100)를 사용하여, 본 발명에 따른 1차 연마 단계 및 2차 연마 단계가 행해진다. 1차 연마 단계 및 2차 연마 단계는, 연마 테이프 유닛(10)의 연마면(S)을 웨이퍼(W)의 주위부에, 연마면(S)과 웨이퍼(W)의 반경 방향이 수직으로 되도록 접촉시켜, 웨이퍼 스테이지(21)를 회전 축선(Cs)의 주위에 회전시킴으로써 행해진다.
도 3에, 웨이퍼(W)(외경의 일부가 파선(破線)으로 나타나 있음)의 주위 에지(원호형의 주위부 전체와 OF의 일부)를 1차 연마함으로써 형성된 웨이퍼(W1)(외경이 실선으로 나타나 있음), 및 웨이퍼(W1)의 최소 반경 이하의 반경(r1)을 가지는 원호(W1')(일점 쇄선으로 나타나 있음는)가 도시되어 있다.
1차 연마에서, 바람직하게, 웨이퍼는 소정의 회전 각도 θ의 범위에서 정역 회전된다. 그 소정의 회전 각도 θ는, 예를 들면, 웨이퍼(W)의 중심(O)과 웨이퍼(W)의 OF상의 2점(E, E')에 의해 규정되는 각도(우각, 優角)이어도 된다.
또는, 1차 연마 단계에서, 회전은, CW 또는 CCW의 일정 방향의 회전이어도 된다.
연마 테이프를 사용하여 1차 연마된 웨이퍼(W1)는, 웨이퍼 재료의 결정 방위 등에 기인하여 주위부의 연마 레이트에 편차가 발생하여, 불균일한 외경을 가지는 경우가 있다. 예를 들면, 웨이퍼 재료에 의해, OF에 평행한 직경의 양단 근방의 주위부의 부분의 연마 레이트가 낮은 경우 등이 있다. 이와 같은 웨이퍼(W1)의 반경(r)이 주위부를 따라 측정되고, 웨이퍼(W1)의 최소 반경 이하의 소정의 반경(r1)이 설정되고, 그 설정된 반경(r1)과 웨이퍼(W1)의 반경(r)과의 차인 Δr이 웨이퍼(W1)의 주위부를 따라 결정된다.
웨이퍼(W1)의 주위부의 Δr의 값은, 외경이 불균일이므로, 폭을 가진다. 소정값 이상의 Δr를 가지는 주위부의 부분(P, P')이, 결정 방위 등에 기인하여 연마 레이트가 불충분하게 되는 부분에 결정되고, 그 주위부의 부분(P, P')에 대응하는 각도 θp, θp'가 결정된다. 각도 θp, θp'는, 예를 들면, OF에 수직인 기준선(R)으로부터의 각도의 범위로서 결정되어도 된다.
각도 θp, θp'를 결정한 후, 본 발명에 따른 2차 연마 단계가 행해진다. 2차 연마 단계에서, 웨이퍼 스테이지(21)는, 소정의 회전 각도 θ의 범위에서 정역 회전하고 또한, 가동 플레이트(37)의 요동에 의해, 수평인 축선을 따라 연마면(S)에 평행하게 요동한다(도 2). 즉, 웨이퍼(W1)는, 웨이퍼 스테이지(21)의 정역 회전에 의해, 회전 각도 θ의 범위에서 연마면(S)과 접촉하는 주위 에지가 순차적으로 연마되고, 또한 연마면(S)과 접촉하는 부분이 연마면(S)에 대해 요동함으로써 연마된다. 이와 같이 함으로써, 연마되는 주위 에지 전체의 연마 레이트를 향상시킬 수 있다.
그리고, 1차 연마 단계에서도, 연마면(S)과 웨이퍼 스테이지(21)를 상대 요동시켜 연마를 행할 수 있다.
웨이퍼 스테이지(21)의 정역 회전의 속도는, 회전 각도 θ 중의 각도 θp, θp'의 범위에서 저하되게 된다. 회전 속도가 저하된 상태로, 각도 θp, θp'에 대응한 웨이퍼의 주위 에지의 부분과 연마면(S)이 접촉하고 일정한 스트로크로 요동하므로, 그 부분의 결정 방위에 의한 연마 레이트의 저하를 억제할 수 있고, 2차 연마에 의해, 웨이퍼(W1)보다 진원도가 향상된 원형 웨이퍼를 제조할 수 있다.
각도 θp, θp'의 범위에서의 회전 속도의 저하의 정도는, 연마 레이트의 차이(Δr의 값)에 기초하여 적절히(예를 들면, 기준의 속도에 대해, 10%, 30%, 50%, 70%, 90% 등) 결정되어도 된다.
여기서, 진원도란, 원형 형체의 기하학적으로 정확한 원으로부터의 이상의 크기를 가리키고, MZC 최소 영역 중심법에서, 측정 도형을 사이에 둔 두 원의 동심원의 반경 차가 가장 작아지도록 두 원의 중심 좌표의 위치를 찾아내고, 이 중심 좌표를 측정 도형의 중심으로 생각하고, 이 때의 두 원의 반경 차가 진원도가 된다(JIS B0621). 예를 들면, 원호 W1'의 반경 r1이, 웨이퍼(W1)의 최소 반경과 같은 경우, 측정된 Δr의 최대값은, 웨이퍼(W1)의 진원도일 수 있다.
설정되는 원호 W1'의 반경이 웨이퍼(W1)의 최소 반경과 같은 경우, 소정값 이상의 Δr를 가지는 주위부의 부분 P(P')이 결정되고, 그 주위부의 부분 P(P')가 연마됨으로써, 원하는 진원도를 가지는 원형 웨이퍼를 제조할 수 있다. 이 경우, 연마체(연마면(S))은 주위부의 부분 P(P')에만 접촉하고, 웨이퍼 스테이지(21)를 회전 각도 θp(θp')의 범위에서 정역 회전시킴으로써 연마 가공이 행해진다.
웨이퍼 W(W1)가 노치를 가지는 웨이퍼인 경우, 각도 θp(θp')는, 노치의 V자형의 절결의 중심과 웨이퍼의 중심(O)을 지나는 기준선(R')(도시하지 않음)으로부터의 각도의 범위로 하여 결정되어도 된다.
도 4a (a)에, 연마 테이프를 사용한 연마에서, 진원도를 저하시키지 않도록 결정된 하나의 실시형태의 회전 각도 θ1가 도시되어 있다.
웨이퍼(W)의 주위 에지는, 각각 파선으로 나타낸 OF와 원호형의 주위부(A)로 이루어진다. 이 웨이퍼(W)의 주위 에지 전체를 연마함으로써, 원형 웨이퍼(W3)가 제조된다. 원형 웨이퍼(W3)의 주위 에지는, OF'와 원호형의 주위부(A')로 이루어지고, 대체로, 웨이퍼(W)보다 약간 작은 반경과 웨이퍼(W)보다 약간 작은 OF 길이를 가진다.
회전 각도 θ1은, 웨이퍼의 원호형의 주위부의 일부가, 직선형으로 연마되는 회전 각도이며, 이와 같은 회전 각도 θ1은, 예를 들면, 웨이퍼(W)의 OF의 양 단부(a, b)와 중심(O)에 의해 규정되는 각도(또는, 웨이퍼(W3)의 OF'의 양 단부(a', b')와 중심(O)에 의해 규정되는 각도)다. 회전 각도 θ1의 범위에서, 연마의 시점点) 및 종점(終點)(또는, 종점 및 시점)은, 중심(O)과 OF의 한쪽의 단부(a)를 지나는 선이 연마면(S)에 수직이 되는 위치, 및 중심(O)과 OF의 다른 쪽의 단부(b)를 지나는 선이 연마면(S)에 수직이 되는 위치이며, 이와 같은 시점(종점), 종점(시점)의 범위에서 소정의 압압력(F)에 의해 연마면(S)과 접촉하는 웨이퍼의 주위 에지가, 웨이퍼 스테이지의 정역 회전에 따라 순차적으로 연마된다.
연마 개시 시에는, 원호형의 주위부(A) 전체가 연마면(S)과 접촉하여 원호형으로 연마된다. 주위부가 연마되어 웨이퍼의 반경이 감소함에 따라, 회전 각도 θ1의 범위에 들어가지 않는 OF의 양 단부 근방의 주위부가, 평탄한 연마면(S)에 의해 직선형으로 연마된다. 연마 종료 시에는, OF의 양 단부 근방의 주위부에, 주위부(A')에 관련된 원호에 대해 반경 방향 바깥쪽으로 돌출된 볼록부(도 4a (b)의 색칠 부분)가 형성된다.
회전 각도 θ1은, 도시한 예에 한정되지 않고, 압압력(F)이나 연마 패드(12)의 탄성에 따라, OF의 양 단부(a, b)로부터, 바람직하게, 각각 등거리에 있는 주위부(A) 상의 2점과 중심(O)에 의해 규정되는 각도이어도 된다.
그 후의 단계에서, OF와 연마면(S)을 평행하게 접촉시켜, OF와 연마면(S)을 상대 요동시킴으로써, OF가 연마되고 또한 OF 양 단부 근방의 볼록부가 제거되어, OF'를 가지는 원형 웨이퍼(W3)가 형성된다.
도 4b에, 연마 테이프를 사용한 연마에서, 진원도를 저하시키지 않도록 결정된 다른 실시형태의 회전 각도 θ2가 도시되어 있다. 원형 웨이퍼(W4)는, 웨이퍼(W)의 원호형의 주위부(A) 전체와 OF의 일부를 연마함으로써 형성된 것이며, 웨이퍼(W)보다 약간 작은 반경 및 OF 길이를 가진다. 회전 각도 θ2는, 웨이퍼(W)의 OF상의 2점(또는, 원형 웨이퍼(W4)의 OF의 양 단부)(c, d)와 중심(O)에 의해 규정되는 각 중 우각이다.
회전 각도 θ2의 범위에서, 연마의 시점 및 종점(또는, 종점 및 시점)은, 중심(O)과 한쪽의 점(c)을 지나는 선이 연마면(S)에 수직이 되는 위치, 및 중심(O)과 다른 쪽의 점(d)을 지나는 선이 연마면(S)에 수직으로 되는 위치이며, 이와 같은 시점, 종점의 범위에서 연마면(S)과 접촉하는 웨이퍼의 주위 에지가 웨이퍼 스테이지의 정역 회전에 따라 순차적으로 연마된다.
연마 개시 시에는, 연마면(S)은 점(c, d)에 접촉하지 않고, 연마 종료 시에는, 연마면(S)은 각각의 점(c, d)에 접한다. 연마면(S)이 각각의 점(c, d)에 접할 때, 정역 회전이 전환되므로 회전의 속도가 거의 영(zero)이 되고, 충분히 연마력이 작으므로, 형성되는 OF의 양 단부에 언더컷이 발생하지 않는다. 또한, 원호형의 주위부 전체가, 연마 종료 시에 걸쳐 원호형으로 연마되므로 OF 양 단부 근방의 원호형의 주위부에 볼록부가 형성되지도 않고, 원형 웨이퍼(W4)가 형성된다.
도 4c에, 연마 테이프를 사용한 연마에서, 진원도를 저하시키지 않도록 결정된 다른 하나의 다른 실시형태의 회전 각도 θ3이 도시되어 있다. 원형 웨이퍼(W5)는, 웨이퍼(W)의 원호형의 주위부(A) 전체와 OF의 일부를 연마함으로써 형성된 것이며, 웨이퍼(W)보다 약간 작은 반경 및 OF 길이를 가진다. 회전 각도 θ3은, 웨이퍼(W)(또는, 원형 웨이퍼(W5))의 OF상의 2점(e, f)과 중심(O)에 의해 규정되는 각 중 우각이며, 바람직하게, 점(e)과 OF의 한쪽의 단부로부터의 거리와, 점(f)과 OF의 다른 쪽의 단부로부터의 거리와 같다.
회전 각도 θ3의 범위에서, 연마의 시점 및 종점(또는, 종점 및 시점)은, 중심(O)과 OF상의 한쪽의 점(e)을 지나는 선이 연마면(S)에 수직이 되는 위치, 및 중심(O)과 OF상의 다른 쪽의 점(f)을 지나는 선이 연마면(S)에 수직이 되는 위치이며, 이와 같은 시점, 종점의 범위에서 연마면(S)과 접촉하는 웨이퍼의 주위 에지가 웨이퍼 스테이지의 정역 회전에 따라 순차적으로 연마된다. 회전 각도 θ3의 범위에서 정역 회전에 의한 연마를 행함으로써, 원형 웨이퍼(W5)의 OF의 양 단부가 연마될 수 있지만, 선택된 압압력(F)과 연마 패드(12)의 탄성에 의해, 연마면(S)과 웨이퍼(W 내지 W5)의 주위 에지가 접촉한 상태가 유지되므로(연마면(S)가 간헐적으로 웨이퍼(W 내지 W5)의 주위 에지와 접촉하는 경우가 없음) 진원도를 저하시키는 경우는 없고, 원형 웨이퍼(W5)를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 원형 웨이퍼의 제조 방법 및 비교예에 따른 방법에 의해, OF를 가지는 4인치 단결정 Si 웨이퍼의 주위 에지가 연마되어, 형성된 웨이퍼의 진원도를 확인하였다.
도 5a에, 진원도 측정기 Rondcom 43C(도쿄세미츠사제)에 의해 측정된, 원통 연삭된 잉곳에서 잘라내어진 Si 웨이퍼의 외경의 형상 및 진원도가 나타나 있다. 진원도는, 저역 필터(2 RC)를 사용한 MZC 중심법에 의해, 화살표의 범위에서 측정되었다(OF는 계산에서 제외). 주위 에지를 연마 테이프를 사용하여 연마 가공하기 전의 Si 웨이퍼의 진원도는 3.798㎛였다.
비교예
웨이퍼 스테이지에 배치된 Si 웨이퍼의 주위 에지와 연마체(연마 패드에 배치된 연마 테이프)를 접촉시켜, 웨이퍼 스테이지를 일정 방향(CW)에 회전(1000 rpm, 3분간)시킴으로써, 웨이퍼 주위 에지의 연마를 행했다. 도 5b에 나타나 있는 바와 같이, 이 연마 방법에서는, 웨이퍼의 외경의 형상이 크게 변화하고, 특히, OF의 한쪽의 단부(어깨부)의 마모가 현저했다. 스테이지가 일정 방향으로 회전한 것에 의해, Si 웨이퍼의 OF가 연마체에 대향하는 위치에서 웨이퍼와 연마체와의 접촉이 해제된 후, OF의 한쪽의 단부에 강하고 접촉하, 그 후, 연마 패드의 탄성 등에 의해, 원호형의 주위 에지에서 접촉이 약해지는 등, 접촉 불균일이 커졌다. 이와 같이 연마체가 웨이퍼의 주위 에지를 추종하지 않고 간헐적으로 접촉한 결과, 진원도는 51.563㎛로 현저하게 악화되었다.
실시예
웨이퍼 스테이지에 배치된 Si 웨이퍼의 주위 에지와 연마체(연마 패드에 배치된 연마 테이프)를 접촉시켜, 웨이퍼의 원호형의 주위부의 일부가 직선형으로 형성되도록 웨이퍼 스테이지의 회전 각도를 결정하고(도 4a 참조), 그 회전 각도에서 웨이퍼 스테이지를 연속하여 정회전, 역회전(3000 rpm)시킴으로써, 웨이퍼 주위 에지의 연마를 했다. 도 5c에 나타나 있는 바와 같이, 외경의 형상의 변화는 작고, 진원도는 21.318㎛이며, 가공 사양을 충분히 만족시키는 것이었다. 이 후, OF가 더욱 연마되어 OF 양 단부 근방의 볼록부가 제거되고, 원형 웨이퍼가 제조되었다.
본 발명의 사상 및 태양으로부터 벗어나지 않는 많은 다양한 수정이 가능하다는 것은 당업자가 알고 있는 점이다. 따라서, 말할 필요도 없이, 본 발명의 태양은 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
W: 웨이퍼 1
W1: 웨이퍼 2
W1': 설정된 원호
O: 웨이퍼의 중심
OF: 오리엔테이션 플랫
E, E': 웨이퍼(W)의 OF상의 2점
R: 기준선
P, P': 주위부의 부분
r1: 설정된 반경
Δr: 반경 차
θ: 정역 회전의 회전 각도
θp, θp': 주위부의 부분에 대응한 각도

Claims (12)

  1. 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼로서, 오리엔테이션 플랫과 주위부를 포함하는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
    연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤(centering)하여 배치된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시키면서 상기 웨이퍼 스테이지를 회전시킴으로써 상기 주위부를 연마하는 1차 연마 단계;
    상기 1차 연마된 웨이퍼의 반경을 주위부를 따라 측정하고, 상기 측정된 반경 중 최소 반경 이하의 반경을 설정하고, 상기 설정된 반경과 상기 측정된 웨이퍼의 반경과의 차인 Δr을 상기 주위부를 따라 결정하는 단계;
    상기 Δr이 소정값보다 큰 상기 1차 연마된 웨이퍼의 주위부의 부분을 결정하는 단계; 및
    상기 1차 연마된 웨이퍼의 주위부와 상기 연마체를 접촉시켜, 상기 웨이퍼 스테이지를 소정의 회전 각도의 범위에서 상기 회전축의 주위에 정회전 및 역회전시킴으로써 상기 1차 연마된 웨이퍼의 주위부를 연마하는 2차 연마 단계
    를 포함하고,
    상기 연마체가, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어지고,
    상기 주위부를 연마할 때, 상기 연마면은 웨이퍼의 반경 방향에 수직으로 상기 주위부에 접하고,
    상기 2차 연마 단계에서, 상기 오리엔테이션 플랫과 상기 연마면이 서로 대향하는 위치에서 평행하게 되는 경우가 없도록 상기 소정의 회전 각도가 180도 보다 크고 360도 보다 작은 각도 θ로 결정되고, 상기 웨이퍼 스테이지와 상기 연마면을 수평인 축선을 따라 상대 요동시켜, 상기 웨이퍼 스테이지의 상기 정회전 또는 상기 역회전의 속도를, 상기 결정된 웨이퍼의 주위부의 부분에 대응한 회전 각도의 범위에서 저하시키는,
    원형 웨이퍼의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2차 연마 단계에서, 상기 웨이퍼 스테이지를, 상기 웨이퍼의 원호형의 주위부의 일부가 직선형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시키는, 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오리엔테이션 플랫과 상기 연마면을 접촉시키고 수평인 축선을 따라 직선적으로 상대 요동시킴으로써 상기 오리엔테이션 플랫을 연마하는 단계를 더 포함하는 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2차 연마 단계에서, 상기 웨이퍼 스테이지를, 상기 웨이퍼의 원호형의 주위부 전체가 원호형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시키는, 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼가 반도체 웨이퍼인, 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  6. 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼로서, 오리엔테이션 플랫과 주위부를 포함하는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
    연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤하여 배치된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시켜, 상기 웨이퍼 스테이지를 소정의 회전 각도의 범위에서 상기 회전축의 주위에 정회전 및 역회전시킴으로써 웨이퍼의 주위부를 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 연마체가, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어지고,
    상기 주위부를 연마할 때, 상기 연마면은 웨이퍼의 반경 방향에 수직으로 상기 주위부에 접하고,
    상기 연마하는 단계에서, 상기 오리엔테이션 플랫과 상기 연마면이 서로 대향하는 위치에서 평행하게 되는 경우가 없도록 상기 소정의 회전 각도가 180도 보다 크고 360도 보다 작은 각도 θ로 결정되고, 상기 웨이퍼 스테이지와 상기 연마면을 수평인 축선을 따라 상대 요동시켜, 상기 웨이퍼 스테이지의 상기 정회전 또는 상기 역회전의 속도를, 상기 웨이퍼의 주위부 중에서 웨이퍼의 중심으로부터 주위부까지의 반경이 소정 값보다 큰 부분에 대응하는 회전 각도의 범위에서 저하시키는,
    원형 웨이퍼의 제조 방법.
  7. 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼의 원호형의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
    웨이퍼의 반경을 원호형의 주위 에지에 따라 측정하고, 상기 측정된 반경 중 최소 반경 이하의 반경을 설정하고, 상기 설정된 반경과 상기 측정된 웨이퍼의 반경과의 차인 Δr을 상기 원호형의 주위 에지에 따라 결정하는 단계;
    상기 Δr이 소정값보다 큰 상기 웨이퍼의 주위 에지의 부분을 결정하는 단계; 및
    연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤하여 배치된 상기 웨이퍼의 상기 주위 에지의 부분과 연마체를 접촉시켜, 상기 웨이퍼 스테이지를 상기 주위 에지의 부분에 대응한 회전 각도의 범위에서 상기 회전축의 주위에 정회전 및 역회전시킴으로써 상기 주위 에지의 부분을 연마하는 단계 - 상기 연마체는, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어 짐 -
    를 포함하는 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  8. 결정 재료로 이루어지는 원판형의 웨이퍼로서, 오리엔테이션 플랫과 주위부를 포함하는 웨이퍼의 주위 에지를, 연마 테이프를 사용하여 연마함으로써 원형 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
    연직인 회전축을 가지는 수평인 웨이퍼 스테이지에 중심맞춤하여 배치된 웨이퍼의 주위부와 연마체를 접촉시키면서 상기 웨이퍼 스테이지를 소정의 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시킴으로써 웨이퍼의 주위부를 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 연마체가, 평탄한 연마 패드에 배치됨으로써 평탄한 연마면을 규정하는 연마 테이프를 포함하여 이루어지고,
    상기 주위부를 연마하는 단계에서, 상기 연마면은 웨이퍼의 반경 방향에 수직으로 상기 주위부에 접하고,
    상기 주위부를 연마하는 단계에서, 상기 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫과 상기 연마면이 서로 대향하는 위치에서 평행하게 되는 경우가 없도록 상기 소정의 회전 각도가 180도 보다 크고 360도 보다 작은 각도 θ로 결정되는,
    원형 웨이퍼의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연마하는 단계에서, 상기 웨이퍼 스테이지를, 상기 웨이퍼의 원호형의 주위부의 일부가 직선형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시키는, 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오리엔테이션 플랫과 상기 연마면을 접촉시키고 수평인 축선을 따라 직선적으로 상대 요동시킴으로써 상기 오리엔테이션 플랫을 연마하는 단계를 더 포함하는 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 연마하는 단계에서, 상기 웨이퍼 스테이지를, 상기 웨이퍼의 원호형의 주위부 전체가 원호형으로 연마되는 회전 각도의 범위에서 정회전 및 역회전시키는, 원형 웨이퍼의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연마하는 단계에서, 상기 연마면이 탄성을 가지는 연마 패드를 통해 상기 웨이퍼의 주위부에 압압(押壓)되고, 상기 연마면이 상기 웨이퍼의 주위 에지로부터 이격되는 경우는 없는, 원형 웨이퍼의 제조 방법.
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