KR20210062710A - 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법 - Google Patents

실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210062710A
KR20210062710A KR1020217014615A KR20217014615A KR20210062710A KR 20210062710 A KR20210062710 A KR 20210062710A KR 1020217014615 A KR1020217014615 A KR 1020217014615A KR 20217014615 A KR20217014615 A KR 20217014615A KR 20210062710 A KR20210062710 A KR 20210062710A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inclination angle
wafer
chamfering
silicon wafer
truing
Prior art date
Application number
KR1020217014615A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102488207B1 (ko
Inventor
켄타로우 이시다
Original Assignee
가부시키가이샤 사무코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 사무코 filed Critical 가부시키가이샤 사무코
Publication of KR20210062710A publication Critical patent/KR20210062710A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102488207B1 publication Critical patent/KR102488207B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02021—Edge treatment, chamfering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/25—Drives or gearings; Equipment therefor for compensating grinding wheel abrasion resulting from dressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
    • B24B49/05—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation including the measurement of a first workpiece already machined and of another workpiece being machined and to be matched with the first one
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/18—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the presence of dressing tools
    • B24B49/183—Wear compensation without the presence of dressing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/062—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels using rotary dressing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/07—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels by means of forming tools having a shape complementary to that to be produced, e.g. blocks, profile rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/065—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

마무리 웨이퍼 경사 각도를 저각도로 하는 경우에, 헬리컬 모따기 가공에 이용하는 모따기 휠의 가공 가능 횟수를 증대할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법을 제공한다. 실리콘 웨이퍼(W)의 엣지부에 있어서의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)가 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내를 만족하도록 헬리컬 모따기 가공하는 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법에 있어서, 제1 트루잉 공정(S10)과, 제1 모따기 가공 공정(S20)과, 상기 제1 모따기 가공 공정을 거친 후의 상기 지석부(10)의 홈 바닥지름(φA)을 구하는 공정(S30)과, 제2 트루잉 공정(S40)과, 제2 모따기 공정(S50)을 포함하고, 상기 제2 트루어 경사 각도(α2)를, 상기 제1 트루어 경사 각도(α1)보다도 크게 한다.

Description

실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법
본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법(helical chamfer machining method)에 관한 것으로, 특히, 실리콘 웨이퍼 엣지부의 목표 웨이퍼 경사 각도를 저(低)각도로 하는 경우의 헬리컬 모따기 가공 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 기판으로서, 실리콘 웨이퍼가 널리 이용되고 있다. 실리콘 웨이퍼는, 단결정 실리콘 잉곳(single crystal silicon ingot) 을 슬라이스하여 얻어지는 웨이퍼에 대하여 랩핑(lapping) 가공 및 경면 연마 가공을 실시함으로써 얻어진다. 또한, 실리콘 웨이퍼를 반송할 때의 치핑 등을 방지하기 위해, 웨이퍼 엣지부에 모따기 가공을 실시하는 것이 일반적이다.
이러한 모따기 가공 방법으로서, 웨이퍼 엣지부의 모따기부의 가공 변형을 저감시키기 위해, 실리콘 웨이퍼에 대하여 모따기 휠을 경사시켜 모따기 가공을 행하는 「헬리컬 모따기 가공법」이 알려져 있다. 도 1a, 도 1b를 참조하여, 일반적인 헬리컬 모따기 가공법을 설명한다. 도 1a는 헬리컬 모따기 가공 시의 실리콘 웨이퍼(W)와 모따기 휠(10)의 위치 관계를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1b는 모따기 휠(10)의 개략 단면도(간편을 위해 수평 설치했을 때의 모습을 도시함)이다. 도 1b에, 모따기 휠(10)의 홈 바닥지름(φA) 및 휠 지름(φB)을 각각 도시한다. 모따기 휠(10)은 금속제의 중심부(10A)의 주연에, 정밀 연삭 지석부(10B)(레진 지석 또는 레진 본드 지석이라고도 불림)가 형성되어 있다. 모따기 휠(10)을 수직 방향에 대하여 소정 각도(ψ)(도 1a를 참조. 각도 기호 ψ는 도시하지 않음)로 경사시키면서, 모따기 휠(10)을 회전시킨다. 그리고, 실리콘 웨이퍼(W)를 회전시키면서 정밀 연삭 지석부(10B)와 압압 접촉시킴으로써, 실리콘 웨이퍼(W)의 엣지부가 마무리 모따기 가공(이하, 간단히 「모따기 가공」)된다. 또한, 이 모따기 가공에 앞서, 조(粗)연삭 지석을 사용한 조(粗)모따기 가공에 의해 정밀 연삭 지석부(10B)의 형상은 미리 만들어져 있다.
모따기 가공 후의 실리콘 웨이퍼(W)의 엣지부의 형상을 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도로 제어하기 위해, 모따기 휠(10)에 있어서의 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 형상의 트루잉(truing)이 행해진다. 트루잉은, 일반적으로는 이하의 순서에 의해 행해진다. 우선, 최종적으로 얻어야 하는 실리콘 웨이퍼(W)의 엣지부의 마무리 웨이퍼 경사 각도가 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내가 되도록 감안하여, 소정의 트루어(truer) 경사 각도를 구비하는 트루어를 제작한다. 그리고, 이 트루어를 이용하여, 모따기 휠(10)의 가공축을 수직 방향에 대하여 소정 각도(ψ)로 경사시키면서 양자를 압압 회전 접촉시켜, 모따기 휠(10)의 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 부분을 가공한다. 이렇게 하여, 트루어 가장자리부의 형상이 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 부분에 전사된다.
이와 같이, 실리콘 웨이퍼(W)의 모따기부의 형상은 트루어 경사 각도 유래의 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 형상 및 모따기 휠의 가공축 경사(경사각(ψ))의 영향을 받는다. 헬리컬 모따기 가공법에 있어서, 실리콘 웨이퍼 엣지부의 마무리 형상은 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 형상이 그대로 단순 전사되는 것은 아니다. 그 때문에, 소망하는 마무리 형상을 얻기 위해서는 트루어의 모따기 형상을 적절히 제작하여, 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 형상을 적절히 조정할 필요가 있다.
예를 들면 특허문헌 1에는, 이하의 반도체 웨이퍼의 모따기부의 가공 방법이 개시되어 있다. 즉, 반도체 웨이퍼의 조연삭된 모따기부를, 당해 웨이퍼와 제2 지석을 상대적으로 기울여 정밀 연삭함으로써 가공하는 방법에 있어서, 상하 비대칭의 형상의 홈이 주위에 형성된 제1 지석을 이용하여, 당해 제1 지석의 홈으로 원반 형상의 트루어의 가장자리부를 연삭함으로써 당해 트루어의 가장자리부를 상기 제1 지석의 상하 비대칭의 홈 형상으로 성형하고, 당해 트루어와 제2 지석을 상대적으로 기울여 당해 제2 지석을 연삭함으로써 당해 제2 지석의 주위에 홈을 형성하고, 당해 제2 지석의 주위에 형성된 홈 방향에 대하여 상기 반도체 웨이퍼를 상대적으로 기울여 당해 웨이퍼의 모따기부를 정밀 연삭한다.
특허문헌 1의 가공 방법은, 헬리컬 모따기 가공을 행하면 웨이퍼 모따기부의 상하의 대칭성이 무너지기 때문에, 이를 방지하기 위해 상하 비대칭의 홈 형상의 조연삭 지석(제1 지석)을 채용하고, 이에 유래하는 홈 형상을 정밀 연삭 지석(제2 지석)에 형성한다, 라는 것이다.
일본공개특허공보 2007-165712호
그런데 최근, 실리콘 웨이퍼 엣지부의 모따기 형상에는 여러 가지의 사양이 요구되고 있다. 실리콘 웨이퍼의 엣지부에 있어서의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 종래보다도 저각도(수평에 가까운 경사)로 하는 요청도 있다. 본 발명자는, 이러한 저각도의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 실현 가능한지, 우선 예의 검토했다.
본 발명자는, 실리콘 웨이퍼 엣지부의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 종래보다도 저각도(이하, 「저경사각」이라고 약칭하는 경우가 있음)로 하기 위해, 트루어 경사 각도를 저경사각으로 모따기 형상으로 한 트루어를 이용하는 것을 우선 시도했다. 그리고, 양산을 상정하여 이 트루어를 이용하여 모따기 휠의 정밀 연삭 지석부를 트루잉하고, 트루잉 후의 정밀 연삭 지석부에 의해 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공을 반복하여 행했다. 그러자, 소망하는 저각도의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 실현할 수 있는 경우와 할 수 없는 경우가 있다는 것을 본 발명자는 확인했다. 보다 상세하게 검토한 결과, 어느 트루어를 이용한 경우, 정밀 연삭 지석 사용 개시 초기에서는 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도를 실현할 수 없긴 했지만, 정밀 연삭 지석 사용 말기에는 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도를 실현할 수 있었던 경우가 있었다. 또한, 다른 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용한 경우, 정밀 연삭 지석 사용 개시 초기에서는 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도를 실현할 수 있긴 했지만, 서서히 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도를 실현할 수 없게 되는 경우도 있었다. 더욱 상세하게 분석한 결과, 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도를 실현할 수 있었을 때는, 모따기 휠의 홈 바닥지름(φA)(도 1b 참조)이 소정 범위 내일 때였다. 이 실험 사실로부터 저경사각의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 얻기 위해서는, 특정의 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용하는 것만으로는 불충분하고, 모따기 휠의 홈 바닥지름(φA)을 소정 범위가 될 때까지 감모시킬 필요가 있는 것을 본 발명자는 인식했다. 따라서, 특정의 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용하는 경우, 모따기 휠의 홈 바닥지름이 소정 범위가 될 때까지 감모(減耗)시키지 않으면 소망하는 저경사각을 얻을 수 없고, 모따기 가공을 반복하여 행하여 홈 바닥지름이 감모하여 상기 소정 범위를 일탈해 버리면, 역시 소망하는 저경사각을 얻을 수 없게 된다. 이와 같이, 마무리 웨이퍼 경사 각도를 저경사각으로 하는 경우는, 모따기 휠의 교환을 빈번히 행할 필요가 생긴다.
또한, 종래의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 얻는 경우에는 모따기 휠의 홈 바닥지름(φA)이 마무리 웨이퍼 경사 각도에 영향을 미치는 일은 거의 없었다. 그 때문에, 종래의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 얻는다면, 1개의 모따기 휠을 정밀 연삭 지석 사용의 초기에서 말기까지 시종 이용 가능했다.
전술한 바와 같이, 마무리 웨이퍼 경사 각도가 저경사각인 실리콘 웨이퍼를 얻기 위해서는, 특정의 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용하는 것만으로는, 1개의 연삭 휠에 의해 가공 가능한 가공수(휠 라이프)가 종래 기술에 비해 격감해 버린다. 연삭 휠의 교환 빈도가 증대하면, 양산 가공 시의 생산 비용에의 영향은 심대하여, 본 발명자는 이 점을 새로운 과제로서 인식했다.
그래서 본 발명은, 마무리 웨이퍼 경사 각도를 저각도로 하는 경우에, 헬리컬 모따기 가공에 이용하는 모따기 휠의 가공 가능 횟수를 증대할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 제(諸)과제를 해결하기 위해 본 발명자는 예의 검토했다. 그리고, 마무리 웨이퍼 경사 각도를 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내로 하기 위해서는, 모따기 휠의 홈 바닥지름에 따라서 트루어 경사 각도를 구분하여 사용하면, 모따기 휠의 가공 가능 횟수를 증대할 수 있는 것을 본 발명자는 인식했다. 본 발명은, 상기의 인식에 기초하는 것으로서, 그의 요지 구성은 이하와 같다.
(1) 정밀 연삭 지석부를 구비하는 모따기 휠을 수직 방향에 대하여 경사 회전시키면서, 1매의 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 상기 정밀 연삭 지석부와 압압 접촉시킴으로써 상기 1매의 실리콘 웨이퍼의 엣지부에 있어서의 마무리 웨이퍼 경사 각도가 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내를 만족하도록 헬리컬 모따기 가공하고, 당해 헬리컬 모따기 가공을 복수매의 실리콘 웨이퍼에 대하여 순차로 행하는, 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법으로서,
제1 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용하여, 상기 모따기 휠의 상기 정밀 연삭 지석부를 트루잉하는 제1 트루잉 공정과,
상기 제1 트루잉 공정을 거친 후의 상기 정밀 연삭 지석부를 이용하여 제1 실리콘 웨이퍼를 헬리컬 모따기 가공하여, 당해 가공 후의 상기 제1 실리콘 웨이퍼의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 상기 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내로 가공하는 제1 모따기 가공 공정과,
상기 제1 모따기 가공 공정을 거친 후의 상기 지석부의 홈 바닥지름을 구하는 공정과,
상기 홈 바닥지름이 미리 구한 문턱값을 하회할 때에, 제2 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용하여, 상기 모따기 휠의 상기 정밀 연삭 지석부를 트루잉하는 제2 트루잉 공정과,
상기 제2 트루잉 공정을 거친 후의 상기 정밀 연삭 지석부를 이용하여 제2 실리콘 웨이퍼를 헬리컬 모따기 가공하여, 당해 가공 후의 상기 제2 실리콘 웨이퍼의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 상기 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내로 가공하는 제2 모따기 공정을 포함하고,
상기 제2 트루어 경사 각도가, 상기 제1 트루어 경사 각도보다도 큰 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
여기에서, 도 2a, 2b를 참조하면서, 본 명세서에 있어서의 실리콘 웨이퍼(W)의 엣지부의 웨이퍼 경사 각도(θ)를 설명한다. 도 2a에, 웨이퍼 주연부의 두께(t), 상 모따기 각도(θ1), 하 모따기 각도(θ2), 모따기 폭(A)을 각각 나타낸다. 치수(B1, B2)는, 각각 상 모따기 두께, 하 모따기 두께이다. BC는 단면(斷面)의 웨이퍼 두께 방향의 길이이고, 도 2a에 나타낸 모따기 형상에 있어서 단면의 웨이퍼 두께 방향 길이(BC)는 제로이다. 웨이퍼 두께 방향 길이(BC)가 제로가 아닌 경우의 웨이퍼 주연부 형상을 도 2b에 나타낸다. 도 2a, 2b의 어느 엣지부 형상이라도, 상 모따기 각도(θ1) 및 하 모따기 각도(θ2)의 각각이 웨이퍼 경사 각도(θ)에 대응한다. 이하, 웨이퍼 경사 각도(θ)에 첨자가 붙어 있는 경우도, 동일한 정의에 따르는 것으로 한다. 상면 및 하면의 각각의 웨이퍼 경사 각도에 대해서 특별히 언급이 없는 한, 상면 및 하면의 양쪽의 웨이퍼 경사 각도를 가리키는 것으로 한다.
또한, 도 3을 참조하면서, 본 명세서에 있어서의 트루어 경사 각도(α)에 대해서 설명한다. 트루어(3)의 엣지부는 모따기 사면(경사면)(3A)과 곡면(통상, 방물면(放物面))의 단부(3B)로 구성된다. 그래서, 트루어(3)의 모따기 사면(3A)과, 트루어의 주면(主面)이 이루는 각도가 트루어 경사 각도(α)라고 정의한다. 또한, 트루어 경사 각도(α)에 첨자가 붙어 있는 경우도, 동일한 정의에 따르는 것으로 한다. 또한, 트루어(3)에 있어서, 곡면인 단부(3B)에 지립이 존재하고 있고, 당해 곡면을 따라 가공이 행해진다.
(2) 상기 목표 웨이퍼 경사 각도(θ)는 23° 이하인, 상기 (1)에 기재된 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
(3) 상기 제1 트루어 경사 각도와, 상기 제2 트루어 경사 각도의 차가 1° 이상 있는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
(4) 상기 정밀 연삭 지석부를 감모시킴으로써 상기 홈 바닥지름을 조정하는 조정 공정을 추가로 포함하는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
본 발명에 의하면, 마무리 웨이퍼 경사 각도를 저각도로 하는 경우에서도, 헬리컬 모따기 가공에 이용하는 모따기 휠의 가공 가능 횟수를 증대할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법을 제공할 수 있다.
도 1a는 일반적인 헬리컬 모따기 가공 방법을 설명하는 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 있어서의 모따기 휠의 개략 단면도이다.
도 2a는 본 명세서에 있어서의 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 경사 각도(θ)를 설명하는 개략 단면도의 일 예이다.
도 2b는 본 명세서에 있어서의 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 경사 각도(θ)를 설명하는 개략 단면도의 다른 예이다.
도 3은 본 명세서에 있어서의 트루어의 트루어 경사 각도(α)를 설명하는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명자의 실험에 의한 정밀 연삭 지석의 홈 바닥지름 및 트루어 경사 각도와, 실리콘 웨이퍼의 마무리 웨이퍼 경사 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따르는 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법의 플로우차트이다.
도 6은 제1 트루잉 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 7은 제1 모따기 가공 공정 후의 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 경사 각도를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8은 제2 트루잉 공정에 이용하는 트루어(32)를 설명하는 개략 단면도이다.
도 9는 제2 모따기 가공 공정 후의 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 경사 각도를 나타내는 개략 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
실시 형태의 상세한 설명에 앞서, 우선, 본 발명을 완성시키기에 이른 실험을 설명한다. 설명의 편의를 위해, 도 6, 도 7의 부호를 참조하여 본 실험을 설명한다.
(실험)
<실험 1>
트루어(31)로서, 도세엔지니어링사 제조 GC 트루어 #320(트루어 경사 각도 24°, 직경 301㎜)을 준비했다. 레진 지석을 정밀 연삭 지석부(10B)로 하는 모따기 휠(10)(휠 지름(φB): 50.0㎜, 초기의 홈 바닥지름(φA): 47.0㎜)을 수직 방향에 대하여 8° 기울이고, 상기 트루어(31)를 이용하여 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈부를 트루잉 가공했다. 그리고, 모따기 휠(10)을 수직 방향에 대하여 계속해서 8° 기울인 채로, 직경 약 300㎜의 실리콘 웨이퍼(WA) 및 모따기 휠(10)을 각각 회전시키면서, 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈부에 있어서 압압 접촉시켜, 실리콘 웨이퍼(WA)의 엣지부를 헬리컬 모따기 가공했다. 그리고, 헬리컬 모따기 가공 후의 실리콘 웨이퍼(WA)의 웨이퍼 경사 각도(θA)를, 코벨코사 제조 엣지 프로파일 모니터(LEP-2200)를 이용하여 측정했다. 또한, 헬리컬 모따기 가공 후의 모따기 휠(10)의 홈 바닥지름(φA)을 도세엔지니어링사 제조 W-GM-5200을 이용하여 측정했다. 전술한 트루잉 가공, 헬리컬 모따기 가공 및 측정을 순차로 반복하여, 홈 바닥지름(φA)과, 웨이퍼 경사 각도(θA)의 관계를 구했다. 결과를 도 4의 그래프에 나타낸다. 또한, 당해 그래프에는, 실리콘 웨이퍼의 표(앞)측의 마무리 웨이퍼 경사 각도 및 이측의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 나타냈다. 이하의 실험 2∼6도 동일하다.
<실험 2∼6>
상기 실험 1에 있어서의 트루어 경사 각도 24°를, 각각 22°(실험 2), 20°(실험 3), 18°(실험 4), 16°(실험 5), 14°(실험 6)의 트루어로 바꾼 이외에는, 실험 1과 동일하게 하여 트루잉 가공, 헬리컬 모따기 가공 및 측정을 순차로 반복하여, 홈 바닥지름(φA)과, 웨이퍼 경사 각도(θA)의 관계를 구했다. 결과를 도 4의 그래프에 나타낸다.
<고찰>
이상의 실험 1∼6의 실험 결과로부터, 이하의 것이 판명되었다. 우선, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)가 23° 초과이면, 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)를 당해 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위로 하기 위해서는 트루어 경사 각도만 적정화하면 좋다. 예를 들면, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)를 24°, 허용 각도 범위 ±0.5°로 하는 경우는, 트루어 경사 각도가 22°인 트루어(31)를 이용하면 좋다. 이 경우, 홈 바닥지름(φA)의 영향을 거의 볼 수 없기 때문이다. 이 실험 사실은, 종래 기술에 있어서, 모따기 휠(10)을 휠 라이프의 전역에 있어서 사용 가능했던 사실과 정합한다.
한편, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)를 23° 이하의 소정 각도로 하는 경우(예를 들면 20°나 18° 등), 홈 바닥지름(φA)이 감모함에 따라, 가공 후의 실제의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)가 작아지고, 서서히 그의 변동이 포화하는 경향이 관찰된다. 트루어 경사 각도를 고정하여 트루잉 가공 및 헬리컬 모따기 가공을 반복해 버리면, 홈 바닥지름(φA)이 적정 범위에 없는 경우에는, 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)가 당해 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위로부터 일탈해 버린다. 즉, 트루어 경사 각도를 고정한다면, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)가 23° 초과인 경우와 달리, 휠 라이프 범위의 전역에 있어서 모따기 휠을 사용할 수 없다.
홈 바닥지름(φA)을 감모시켜, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)와 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)의 차분의 변동이 포화하고 나서 헬리컬 모따기 가공을 하면 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)를 안정적으로 얻는 것은 가능하다. 예를 들면, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)를 18°, 허용 각도 범위를 ±0.5°로 하는 경우, 홈 바닥지름(φA)을 약 45.2㎜까지 감모시키고 나서 트루어 경사 각도 16°의 조건으로 가공하면, 가공 후의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)는 18°±0.5°를 만족한다. 그러나 이 경우, 모따기 휠의 라이프 말기에 해당하기 때문에, 조속히 모따기 휠을 교환할 필요가 생긴다. 그래서, 모따기 휠의 휠 라이프를 넓게 사용하기 위해, 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)를 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위로 하기 위해, 홈 바닥지름(φA)에 따라서 트루어 경사 각도를 구분하여 사용하는 것을 본 발명자는 상기 실험을 통하여 착상했다. 상기의 일 구체예로 말하면, 처음에 트루어 경사 각도 14°의 트루어를 채용하고, 홈 바닥지름(φA)이 감모한 후에 트루어 경사 각도 16°의 트루어를 채용하면, 휠 라이프 범위를 특정의 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어만을 사용하는 경우보다도 유효 활용할 수 있다.
이렇게 하여, 모따기 휠(10)의 홈 바닥지름(φA)에 문턱값을 형성하여, 당해 홈 바닥지름(φA)에 따라서 트루어 경사 각도를 구분하여 사용하는 것을 본 발명자는 착상한 것이다. 이하, 본 발명의 실시 형태를, 도 5∼도 9를 참조하여 설명한다. 또한, 도 5∼도 9는 본 발명의 주요부를 도시한 것으로, 각 구성을 회전시키기 위한 지지대나 회전 기구 등은, 설명의 편의를 위해 할애하고 있다.
(실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법)
본 발명의 일 실시 형태에 따르는 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법은, 정밀 연삭 지석부(10B)를 구비하는 모따기 휠(10)을 수직 방향에 대하여 경사 회전시키면서, 1매의 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 정밀 연삭 지석부(10B)와 압압 접촉시킴으로써 당해 1매의 실리콘 웨이퍼의 엣지부에 있어서의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)가 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내를 만족하도록 헬리컬 모따기 가공하고, 당해 헬리컬 모따기 가공을 복수매의 실리콘 웨이퍼에 대하여 순차로 행하는 것이다. 또한, 여기에서 말하는 「복수매의 실리콘 웨이퍼」란, 본 가공 방법에 의한 일련의 모따기 가공에 제공되는 동종의 실리콘 웨이퍼(동일 로트 등, 웨이퍼 특성이 헬리컬 모따기 가공 후의 가공 형상에 실질적인 영향을 미치지 않는 것)를 의미한다. 후기의 제1 실리콘 웨이퍼(WA) 및 제2 실리콘 웨이퍼(WB)는 이 의미에서의 동종의 실리콘 웨이퍼이다. 또한, 본 방법에 있어서의 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)는 23° 이하로 하는 것이 특히 바람직하다. 전술한 실험 결과에 보여지는 바와 같이, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)를 23° 이하로 하는 모따기 가공에 있어서, 홈 바닥지름(φA)의 의존성이 생기기 때문이다. 또한, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0) 및 그의 허용 각도 범위는 제품 사양에 따라서 적절히 정하는 것이다. 제품 사양에 따라서, 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)와, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 차인 허용 각도 범위를 ±0.1°∼±1.0° 등으로 적절히 정할 수 있다.
도 5의 플로우차트를 참조한다. 본 방법은, 제1 트루어 경사 각도(α1)를 구비하는 제1 트루어(31)를 이용하여, 모따기 휠(10)의 정밀 연삭 지석부(10B)를 트루잉하는 제1 트루잉 공정(S10)과, 제1 트루잉 공정(S10)을 거친 후의 정밀 연삭 지석부(10B)를 이용하여 제1 실리콘 웨이퍼(WA)를 헬리컬 모따기 가공하고, 당해 가공 후의 제1 실리콘 웨이퍼(WA)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θA)를 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내로 가공하는 제1 모따기 가공 공정(S20)과, 제1 모따기 가공 공정(S20)을 거친 후의 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 바닥지름(φA)을 구하는 공정(S30)과, 홈 바닥지름(φA)이 미리 구한 문턱값(φ0)을 하회할 때에, 제2 트루어 경사 각도(α2)를 구비하는 제2 트루어(32)를 이용하여, 모따기 휠(10)의 정밀 연삭 지석부(10B)를 트루잉하는 제2 트루잉 공정(S40)과, 제2 트루잉 공정(S40)을 거친 후의 정밀 연삭 지석부(10B)를 이용하여 제2 실리콘 웨이퍼(WB)를 헬리컬 모따기 가공하고, 당해 가공 후의 제2 실리콘 웨이퍼(WB)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θB)를 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내로 가공하는 제2 모따기 공정(S50)을 포함한다. 그리고, 본 방법에서는, 제2 트루잉 공정에 있어서, 제1 트루잉 공정에 있어서 이용하는 제1 트루어의 경사 각도(α1)보다도 경사 각도가 큰 트루어를 제2 트루어로서 이용한다. 이하, 각 구성 및 각 공정의 상세를 순차로 설명한다.
<제1 트루잉 공정>
도 6을 참조하여, 제1 트루잉 공정(S10)을 설명한다. 우선, 제1 트루어 경사 각도(α1)를 구비하는 제1 트루어(31)를 준비한다(도 6의 스텝 S11 참조). 제1 트루어 경사 각도(α1)의 크기는, 다음의 제2 공정에 있어서 마무리 웨이퍼 경사 각도(θA)를 목표 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내로 가공할 수 있는 것이면 임의이다. 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)와 홈 바닥지름(φA)에 따라서 적절히 선택하면 좋다. 통상, 제1 트루어 경사 각도(α1)의 크기는, 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)보다도 2.0° 이상 작게 한다.
그리고, 이 제1 트루어(31)를 이용하여, 모따기 휠(10)을 소정의 휠 경사 각도로 경사시키면서 정밀 연삭 지석부(10B)를 트루잉한다. 형상 전사 후의 정밀 연삭 지석부(10B)에는, 제1 트루어(31)의 가장자리부 형상에 유래하는 형상이 형성된다. 도 6의 스텝 S12, S13을 참조하면, S13에 있어서의 파선부가 S12에 있어서의 트루잉 전의 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈에 상당한다. 또한, 모따기 휠(10)로서는, 헬리컬 모따기 가공에 이용되는 일반적인 것을 사용할 수 있다. 회전축 부분(10A)은, 통상, 알루미늄 또는 스테인리스 등의 금속제이고, 그의 주연부에 정밀 연삭 지석부(10B)가 형성되고, 이는, 통상, 합성 수지제이다(정밀 연삭 지석부(10B)는 레진 지석 또는 레진 본드 지석 등이라고도 불림). 또한, 모따기 휠의 회전축 부분(10A)에는 회전축을 위한 중공부(中空部)가 형성되지만, 도면의 간략화를 위해 도시하고 있지 않다.
<제1 모따기 가공 공정>
다음으로, 제1 트루잉 공정(S10)에 계속되는 제1 모따기 가공 공정(S20)에서는, 제1 트루잉 공정(S10)에 의해 제1 트루어(31)를 통하여 전사된 정밀 연삭 지석부(10B)에 의해 실리콘 웨이퍼(WA)를 헬리컬 모따기 가공한다. 헬리컬 모따기 가공 시에 있어서는, 도 1을 참조하여 설명한 것과 마찬가지로, 모따기 휠(10)을 휠 경사 각도(ψ)로 경사시키면서 제1 실리콘 웨이퍼(WA)를 정밀 연삭 지석부(10B)와의 압압 회전 접촉에 의해 헬리컬 모따기 가공한다. 이렇게 하여, 가공 후의 제1 실리콘 웨이퍼(WA)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θA)를 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내가 되도록, 헬리컬 모따기 가공한다. 도 7에, 이렇게 하여 형성된 제1 실리콘 웨이퍼(WA)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θA)를 도시한다. 또한, 모따기 휠(10)의 휠 경사 각도(ψ)는 4°∼15°의 범위에서 적절히 설정된다. 통상, 트루잉 시의 휠 경사 각도와 모따기 가공 시의 휠 경사 각도를 일치시킨다.
<홈 바닥지름(φA)을 구하는 공정>
정밀 연삭 지석부(10B)는 전술한 바와 같이 통상은 합성 수지제이기 때문에, 트루잉 및 헬리컬 모따기 가공을 거침으로써 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈부는 점차 감모한다. 그래서, 홈 바닥지름(φA)을 구하는 본 공정(S30)에서는, 제1 모따기 가공 공정(S20)을 거친 후의 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 바닥지름(φA)을 구한다. 제1 모따기 가공 공정에 있어서의 헬리컬 모따기 가공을 복수회 단위(100회 단위 또는 1000회 단위 등) 행한 후에 홈 바닥지름(φA)을 측정해도 좋고, 헬리컬 가공을 행했을 때마다 매회 홈 바닥지름(φA)을 측정해도 좋고, 적절한 타이밍에 홈 바닥지름(φA)을 측정하면 좋다. 또한, 복수회 가공에 수반하는 감모분을 미리 구해 두고, 소정 횟수를 초과한 후에 홈 바닥지름(φA)을 측정해도 좋다. 또한, 모따기 가공 장치(예를 들면 전술의 도세엔지니어링사 제조 W-GM-5200)에 실장된 휠 홈 직경 측정기 또는 노기스 등을 이용하여 홈 바닥지름(φA)을 측정할 수 있다.
<제2 트루잉 공정>
앞의 실험 1∼실험 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 헬리컬 모따기 가공의 초기에 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)를 실현하도록, 소정의 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 계속 이용하면, 정밀 연삭 지석부(10B)의 홈 바닥지름(φA)이 감모함에 따라, 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)가 서서히 작아져, 소기의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)와의 괴리가 생긴다. 그 때문에, 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)와 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 차분이 서서히 커져, 허용 각도 범위로부터 일탈해 버린다. 그래서, 공정(S30)에 있어서 구한 홈 바닥지름(φA)이 미리 구한 문턱값(φ0)을 하회할 때에, 제1 트루잉 공정(S10)과는 상이한 조건으로 제2 트루잉 공정(S40)을 행한다. 도 8에 나타내는 바와 같이 제2 트루어 경사 각도(α2)를 구비하는 제2 트루어(32)를 준비하고, 제2 트루잉 공정(S40)에서는 이를 이용하여, 모따기 휠(10)의 정밀 연삭 지석부(10B)를 트루잉한다. 홈 바닥지름(φA) 및 제1 트루어 경사 각도(α1)와, 가공에 의해 실제로 형성되는 마무리 웨이퍼 경사 각도(θ)의 대응 관계를 실험적으로 미리 구해 둠으로써, 문턱값(φ0)을 정하면 좋다.
여기에서, 후의 제2 모따기 공정(S50)에 있어서 소망하는 마무리 웨이퍼 경사 각도(θB)를 얻기 위해, 제2 트루어 경사 각도(α2)를 제1 트루어 경사 각도(α1)보다도 크게 하는 것이 필요하다(제2 트루어 경사 각도(α2)＞제1 트루어 경사 각도(α1)). 이 점에서 제2 트루잉 공정의 트루잉 조건은 제1 트루잉 공정과 상이하다. 그 외의 트루잉 조건은 제1 트루잉 공정과 제2 트루잉 공정에서 동일하게 하는 것이 바람직하지만, 마무리 웨이퍼 경사 각도에 크게 영향을 미치지 않는 범위에서 적절히 변경해도 상관없다.
또한, 도 4에 구체적인 실험 결과를 나타낸 바와 같이, 트루어 경사 각도와 홈 바닥지름의 의존성을 고려하면, 제1 트루어 경사 각도(α1)와 제2 트루어 경사 각도(α2)의 차를 1° 이상으로 하는 것이 바람직하고, 2° 이상으로 하는 것이 바람직하다. 상한은 한정되지 않지만, 예를 들면 6° 이하로 할 수 있다.
<제2 모따기 공정>
제2 트루잉 공정(S40)을 거친 후의 정밀 연삭 지석부(10B)를 이용하여, 제1 모따기 가공 공정(S20)과 동일하게, 제2 실리콘 웨이퍼(WB)를 헬리컬 모따기 가공한다. 이렇게 하여, 가공 후의 제2 실리콘 웨이퍼(WB)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θB)를 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내가 되도록, 헬리컬 모따기 가공한다. 도 9에, 제2 실리콘 웨이퍼(WB)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θB)를 도시한다. 본 방법에서는 모따기 휠(10)은 제1 트루잉 공정과 제2 트루잉 공정에서, 굳이 상이한 트루어 경사 각도의 트루어를 이용하여 트루잉하기는 하지만, 마무리 웨이퍼 경사 각도(θA, θB)를 모두 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내로 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 공정(S10)∼공정(S50)을 거쳐, 모따기 휠(10)의 홈 바닥지름(φA)에 따라서 트루어 경사 각도를 구분하여 사용한다. 이렇게 함으로써, 제1 실리콘 웨이퍼(WA)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θA) 및 제2 실리콘 웨이퍼(WB)의 마무리 웨이퍼 경사 각도(θB)를 모두 목표 웨이퍼 경사 각도(θ0)의 허용 각도 범위 내로 제어할 수 있고, 또한, 헬리컬 모따기 가공에 이용하는 모따기 휠의 가공 가능 횟수(휠 라이프)를 증대할 수 있다.
또한, 홈 바닥지름(φA)과, 트루어 경사 각도의 관계에 따라서는, 마무리 웨이퍼 경사 각도를 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 범위 내로 하기 어려운 경우가 있다. 그래서, 이러한 경우에는, 정밀 연삭 지석부(10B)를 감모시킴으로써 홈 바닥지름(φA)을 조정하는 조정 공정을 추가로 행하는 것도 바람직하다. 여기에서 말하는 감모란, 트루잉에 의한 감모 뿐만 아니라, 다른 목표 웨이퍼 경사 각도를 설정한 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공을 포함한다. 이렇게 하면, 모따기 휠의 라이프를 낭비하는 일이 없다.
또한, 도 5의 플로우차트에 나타내는 바와 같이, 본 방법에서는 다른 문턱값을 추가로 설정하여, 제3 트루어(나아가서는 제4 트루어)를 이용하여, 제3 트루잉 공정 및 제3 모따기 가공 공정 등을 추가로 행해도 좋다. 홈 바닥지름(φA)의 감모에 따라, 트루어 경사 각도가 큰 트루어를 이용함으로써, 휠 라이프 범위를 충분히 유효 활용할 수 있다.
이하에서는, 한정을 의도하는 것은 아니지만, 본 발명에 적용 가능한 실리콘 웨이퍼의 구체적 실시 형태에 대해서 설명한다.
실리콘 웨이퍼의 면방위는 임의로서, (100)면의 웨이퍼를 이용해도 좋고, (110)면의 웨이퍼 등을 이용해도 좋다.
실리콘 웨이퍼에 붕소(B), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등의 도펀트가 도프되어 있어도 좋고, 소망하는 특성을 얻기 위해 탄소(C) 또는 질소(N) 등이 도프되어 있어도 좋다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 산소 농도도 임의이다.
가공 대상으로 하는 실리콘 웨이퍼의 직경은 하등 제한되지 않는다. 일반적인 직경 300㎜ 또는 200㎜ 등의 실리콘 웨이퍼에 본 발명을 적용할 수 있다. 물론, 직경 300㎜보다도 직경이 큰 실리콘 웨이퍼에 대해서도, 직경이 작은 실리콘 웨이퍼에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서의 「실리콘 웨이퍼」란, 표면에 에피택셜층 또는 산화 실리콘 등으로 이루어지는 절연막 등의 다른 층이 형성되어 있지 않은, 소위 「벌크」의 실리콘 웨이퍼를 가리킨다. 단, 수 Å 정도의 막두께로 형성되는 자연 산화막은 형성되어 있어도 좋다. 또한, 본 발명에 의해 얻어진 실리콘 웨이퍼에 대하여, 에피택셜층 등의 다른 층을 별도 형성하여 에피택셜 실리콘 웨이퍼를 제작해도 상관없고, 접합 웨이퍼의 지지 기판 또는 활성층용 기판으로서 이용하여 SOI(Silicon on Insulator) 웨이퍼를 제작하는 등 해도 좋다. 이러한 웨이퍼의 베이스 기판이 되는 「벌크」의 실리콘 웨이퍼가, 본 명세서에 있어서의 실리콘 웨이퍼이다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 의하면, 마무리 웨이퍼 경사 각도를 저각도로 하는 경우에, 헬리컬 모따기 가공에 이용하는 모따기 휠의 가공 가능 횟수를 증대할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법을 제공할 수 있다.
10 : 모따기 휠
10A : 중심부
10B : 정밀 연삭 지석부
31 : 제1 트루어
32 : 제2 트루어
W : 실리콘 웨이퍼
WA : 제1 실리콘 웨이퍼
WB : 제2 실리콘 웨이퍼
α1 : 제1 트루어 경사 각도
α2 : 제2 트루어 경사 각도
φA : 홈 바닥지름
φB : 휠 지름
φ0 : 홈 바닥지름의 문턱값
θ, θA, θB : 마무리 웨이퍼 경사 각도

Claims (4)

  1. 정밀 연삭 지석부를 구비하는 모따기 휠을 수직 방향에 대하여 경사 회전시키면서, 1매의 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 상기 정밀 연삭 지석부와 압압 접촉시킴으로써 상기 1매의 실리콘 웨이퍼의 엣지부에 있어서의 마무리 웨이퍼 경사 각도가 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내를 만족하도록 헬리컬 모따기 가공하고, 당해 헬리컬 모따기 가공을 복수매의 실리콘 웨이퍼에 대하여 순차로 행하는, 실리콘 웨이퍼의 모따기 가공 방법으로서,
    제1 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용하여, 상기 모따기 휠의 상기 정밀 연삭 지석부를 트루잉하는 제1 트루잉 공정과,
    상기 제1 트루잉 공정을 거친 후의 상기 정밀 연삭 지석부를 이용하여 제1 실리콘 웨이퍼를 헬리컬 모따기 가공하여, 당해 가공 후의 상기 제1 실리콘 웨이퍼의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 상기 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내로 가공하는 제1 모따기 가공 공정과,
    상기 제1 모따기 가공 공정을 거친 후의 상기 지석부의 홈 바닥지름을 구하는 공정과,
    상기 홈 바닥지름이 미리 구한 문턱값을 하회할 때에, 제2 트루어 경사 각도를 구비하는 트루어를 이용하여, 상기 모따기 휠의 상기 정밀 연삭 지석부를 트루잉하는 제2 트루잉 공정과,
    상기 제2 트루잉 공정을 거친 후의 상기 정밀 연삭 지석부를 이용하여 제2 실리콘 웨이퍼를 헬리컬 모따기 가공하여, 당해 가공 후의 상기 제2 실리콘 웨이퍼의 마무리 웨이퍼 경사 각도를 상기 목표 웨이퍼 경사 각도의 허용 각도 범위 내로 가공하는 제2 모따기 공정을 포함하고,
    상기 제2 트루어 경사 각도가, 상기 제1 트루어 경사 각도보다도 큰 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 목표 웨이퍼 경사 각도(θ)는 23° 이하인, 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 트루어 경사 각도와, 상기 제2 트루어 경사 각도의 차가 1° 이상 있는, 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정밀 연삭 지석부를 감모시킴으로써 상기 홈 바닥지름을 조정하는 조정 공정을 추가로 포함하는, 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법.
KR1020217014615A 2018-11-19 2019-10-04 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법 KR102488207B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018216585A JP6939752B2 (ja) 2018-11-19 2018-11-19 シリコンウェーハのヘリカル面取り加工方法
JPJP-P-2018-216585 2018-11-19
PCT/JP2019/039403 WO2020105298A1 (ja) 2018-11-19 2019-10-04 シリコンウェーハのヘリカル面取り加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210062710A true KR20210062710A (ko) 2021-05-31
KR102488207B1 KR102488207B1 (ko) 2023-01-12

Family

ID=70774023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217014615A KR102488207B1 (ko) 2018-11-19 2019-10-04 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210327718A1 (ko)
JP (1) JP6939752B2 (ko)
KR (1) KR102488207B1 (ko)
CN (1) CN113226639B (ko)
DE (1) DE112019005796T5 (ko)
TW (1) TWI714292B (ko)
WO (1) WO2020105298A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI783366B (zh) * 2021-02-03 2022-11-11 昇陽國際半導體股份有限公司 邊角不易碎裂的晶圓

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02291126A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体デバイス用基板の加工方法
JP2007165712A (ja) 2005-12-15 2007-06-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体ウエーハの面取り部の加工方法及び砥石の溝形状の修正方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0185234B1 (ko) * 1991-11-28 1999-04-15 가부시키 가이샤 토쿄 세이미쯔 반도체 웨이퍼의 모떼기 방법
JP2000117630A (ja) * 1998-10-12 2000-04-25 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ面取り装置のドレッシング工具及びそのドレッシング工具を用いたウェーハ面取り装置のドレッシング機構
JP4441823B2 (ja) * 2003-11-26 2010-03-31 株式会社東京精密 面取り砥石のツルーイング方法及び面取り装置
JP2007061978A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置
JP4915146B2 (ja) * 2006-06-08 2012-04-11 信越半導体株式会社 ウェーハの製造方法
JP2009078326A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ面取り装置、及びウェーハ面取り方法
JP6589807B2 (ja) * 2016-10-13 2019-10-16 株式会社Sumco シリコンウェーハの研磨方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
JP7043179B2 (ja) * 2017-03-29 2022-03-29 株式会社東京精密 ツルーイング方法及び面取り装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02291126A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体デバイス用基板の加工方法
JP2007165712A (ja) 2005-12-15 2007-06-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体ウエーハの面取り部の加工方法及び砥石の溝形状の修正方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210327718A1 (en) 2021-10-21
WO2020105298A1 (ja) 2020-05-28
TWI714292B (zh) 2020-12-21
DE112019005796T5 (de) 2021-08-26
CN113226639A (zh) 2021-08-06
KR102488207B1 (ko) 2023-01-12
CN113226639B (zh) 2023-09-05
JP6939752B2 (ja) 2021-09-22
TW202025270A (zh) 2020-07-01
JP2020082238A (ja) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9033764B2 (en) Method of polishing object to be polished
EP2033739B1 (en) Wafer production method
KR102088279B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 가공방법, 접합웨이퍼의 제조방법, 및 에피택셜 웨이퍼의 제조방법
KR20120101146A (ko) 반도체 웨이퍼 및 그 제조 방법
JP2008140856A (ja) エピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法並びにエピタキシャル成長用シリコンウェーハ。
US20140264765A1 (en) Semiconductor wafer and method of producing same
CN110088058B (zh) 玻璃板及玻璃板的制造方法
KR20210062710A (ko) 실리콘 웨이퍼의 헬리컬 모따기 가공 방법
JP6493253B2 (ja) シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
US11361959B2 (en) Method for manufacturing wafer
JPH0519978B2 (ko)
JP6471686B2 (ja) シリコンウェーハの面取り方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
CN110034018B (zh) 半导体晶片的制造方法
TW202112494A (zh) 工件的兩面研磨方法
JP2017163018A (ja) ウェハ加工装置及びウェハ加工方法
US20090297755A1 (en) Semiconductor wafer
JP2024024161A (ja) ウェーハの片面研磨方法、ウェーハの製造方法、およびウェーハの片面研磨装置
TW202407790A (zh) 晶圓的單面拋光方法、晶圓的製造方法、及晶圓的單面拋光裝置
JP2024001517A (ja) ツルアー成形方法
JP5026356B2 (ja) 拡散ウェーハの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant