特許 6878082 ウェーハの表裏判定装置及びそれを用いた面取り装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6878082

(24)【登録日】2021年5月6日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】ウェーハの表裏判定装置及びそれを用いた面取り装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 29/22 20060101AFI20210517BHJP

   B24B 9/00 20060101ALI20210517BHJP

   H03H 3/08 20060101ALI20210517BHJP

   C30B 29/30 20060101ALN20210517BHJP

【ＦＩ】

   G01R29/22 Z

   B24B9/00 601G

   H03H3/08

   !C30B29/30 B

   !C30B29/30 A

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-64470(P2017-64470)

(22)【出願日】2017年3月29日

(65)【公開番号】特開2018-169181(P2018-169181A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2020年2月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100163533

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 義信

(72)【発明者】

【氏名】岸下 真一

(72)【発明者】

【氏名】湯田 啓昭

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 義行

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２２４６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１５６２８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１５３２５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−１１９８４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２９／２２

Ｂ２４Ｂ ９／００

Ｈ０３Ｈ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電材料のウェーハの表裏を判定するウェーハの表裏判定装置において、
前記ウェーハを押圧するためのプローブと、
前記ウェーハが前記プローブによって押圧されたとき生じる電圧を検出する電圧検出部と、
前記プローブを前記ウェーハに押圧するプローブ押圧装置と、
前記プローブ押圧装置に対して前記プローブのウェーハへの押圧と開放の機能を制御する制御装置と、
前記電圧検出部が検出した前記プローブによる前記ウェーハへの押圧及び開放に伴う電圧を波形として検出して記録する電圧波形検出部と、
記録された前記波形によって前記ウェーハの表裏を判定する表裏判定部と、
を備え、
前記表裏判定部は、前記電圧検出部で検出された前記電圧のマイナス側のピーク電圧に対するプラス側のピーク電圧の比率であるプラス側のピーク電圧／マイナス側のピーク電圧が２〜３以上となった場合、上面が表と判定することを特徴とするウェーハの表裏判定装置。

【請求項2】

前記表裏判定部は、前記プラス側のピーク電圧、前記ピーク電圧の比率、前記電圧検出部で検出された電圧の位相をそれぞれ予め定めた基準値と比較することを組み合わせて前記ウェーハの表裏を判定することを特徴とする請求項１に記載のウェーハの表裏判定装置。

【請求項3】

前記基準値は、前記ウェーハの材質データ、押圧力によって変えることを特徴とする請求項２に記載のウェーハの表裏判定装置。

【請求項4】

圧電材料によるウェーハ端面を研削する面取り加工する面取り装置において、
前記ウェーハに押圧されるプローブと、
前記ウェーハが前記プローブによって押圧されたとき生じる電圧を検出する電圧検出部と、
前記プローブを前記ウェーハに押圧するプローブ押圧装置と、
前記プローブ押圧装置に対して前記プローブのウェーハへの押圧と開放の機能を制御する制御装置と、
前記電圧検出部が検出した前記プローブによる前記ウェーハへの押圧及び開放に伴う電圧を波形として検出して記録する電圧波形検出部と、
記録された前記波形によって前記ウェーハの表裏を判定する表裏判定部と、
を備え、
前記表裏判定部は、前記電圧検出部で検出された電圧のマイナス側のピーク電圧に対するプラス側のピーク電圧の比率であるプラス側のピーク電圧／マイナス側のピーク電圧が２〜３以上となった場合、上面が表と判定することを特徴とする面取り装置。

【請求項5】

圧電材料によるウェーハ端面を研削する面取り加工する面取り装置において、
前記ウェーハに押圧されるプローブと、
前記ウェーハが前記プローブによって押圧されたとき生じる電圧を検出する電圧検出部と、
前記プローブを前記ウェーハに押圧するプローブ押圧装置と、
前記プローブ押圧装置に対して前記プローブのウェーハへの押圧と開放の機能を制御する制御装置と、
前記電圧検出部が検出した前記プローブによる前記ウェーハへの押圧及び開放に伴う電圧を波形として検出して記録する電圧波形検出部と、
記録された前記波形によって前記ウェーハの表裏を判定する表裏判定部と、
を備え、
前記制御装置は、面取り加工が開始される前に前記ウェーハがウェーハテーブルに載置された状態で前記プローブを前記ウェーハテーブルの外形より内側の位置を押圧、開放を行い、前記ウェーハの表裏を判定することを特徴とする面取り装置。

【請求項6】

前記押圧は、前記ウェーハテーブルを上昇させて行うことを特徴とする請求項５に記載の面取り装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、表面実装型の弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）用の複合ウェーハとしてＬＴ（タンタル酸リチウム：ＬｉＴａＯ_３）、ＬＮ（ニオブ酸リチウム：ＬｉＮｂＯ_３）等の圧電材料に対する面取り装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、小型で軽量な無線通信機器は、その内部回路に使用するさまざまな部品の軽薄短小化によって実現され、半導体の集積化と共に小型化が進展している。無線通信機器の受信／送信回路において、フィルタは非常に重要な回路（部品）であり、回路の要所に周波数に応じたフィルタとして弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）が使われている。

【0003】

そして、表面実装型の弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）のみならず、ＰＺＴ薄膜を用いた圧電ＭＥＭＳデバイス用としてシリコンを支持基盤とし、難加工材料であるＬＴ（タンタル酸リチウム）、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）等の圧電材料を接合することで、圧電材料の機能はそのままに、熱による影響を抑えた複合ウェーハが使用されている。

【0004】

これらに必要とされる圧電材料ウェーハは、良好な圧電特性に有利な多結晶薄膜内部の結晶の向きが基板上でそろっている状態の度合いである結晶配向性を維持しないと、特性が大きく異なることになる。そのため、圧電材料ウェーハの表裏を間違えることなく、各工程を進めていく必要がある。

【0005】

ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウム等のウェーハには結晶方位に依存する焦電効果があるため、結晶の分極方向に応じた表と裏を判定する必要がある。しかしながら、この分極方向は、外部から電場を印加して材料に自発分極を生じさせる処理であるポーリング処理によって決まるため、結晶方位だけでは表裏を判定できない。

【0006】

仮に結晶方位のｚ軸方向が明らかになったとしても、ポーリング処理によって決まる＋ｚ方向と−ｚ方向は依然として不明なためである。また、これらのウェーハは、表裏の外観が同じであるため、オリエンテーションフラットが存在したとしても目視による表裏の判定は困難である。

【0007】

また、ウェーハの品質向上の要求から、ウェーハ端面（エッジ部）の加工状態が重要視されている。圧電材料ウェーハにおいてもハンドリングによるチッピングを防止するため、縁部を研削することで面取り加工が行われ、研磨による鏡面面取り加工が行われている。この面取り加工の前段階で表裏の判定をすることが望ましい。

【0008】

ウェーハの加工面の判別としては、ウェーハの裏面にレーザマークなどを刻印する方法では、圧電材料はもろいのでダメージが大きくなる。また、ウェーハの一方の面に強い白色光を発生させる可視光を照射し、得られる散乱光の絶対値からシリコンウェーハの表裏を判別する方法では、圧電材料ウェーハは光沢度の変化が僅かであることから困難である。

【0009】

表面と裏面との光沢度の変化が僅かな場合、表面と裏面の両方に対して可視光を照射し、一方の面から得られる散乱光の絶対値を基準として他方の面から得られる散乱光の絶対値との差分を取る。これにより、表裏を判定することが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。また、オリエンテーションフラットの形状を非対称にしたり、数を増やしたりすることで表裏を判別することが、例えば特許文献２に記載されている。

【0010】

また、ウェーハＷに対して所定振動数の振動を与える振動付与部と、所定振動数の振動に応じて発生する電圧の波形を検出する電圧波形検出部と、振動の波形と電圧の波形の位相差と予め登録される基準位相差との比較に基づいてウェーハＷの表裏を判定することが知られ、特許文献３に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１０−２５１５４２号公報

【特許文献2】特開２００２−２２２７４６号公報

【特許文献3】特開２０１４−２２４６９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、上記従来技術において、特許文献１に記載のように光学的に表裏判定するものでは、圧電材料ウェーハでは極めて困難である。そして、光学的な装置も複雑で、簡単に自動化することも困難となり、高コストなものが必要となる。また、このような工学的な装置は、汎用性もなくなり、コスト高となる。

【0013】

特許文献２に記載されているようなオリエンテーションフラットの形状を非対称にしたり、数を増やしたりすることで表裏を判別するものも同様である。さらに、最終的にチップを分離する際の板取りが悪くなり、生産効率が低下することとなる。

【0014】

特許文献３に記載されている方法によれば、圧電性を有する結晶体の極性を判定することができる。しかし、ウェーハに振動を付与するための振動付与手段として、ピエゾ素子が必要である。そして、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータ、及び振動付与部、電圧波形検出部及び結晶極性判定部のそれぞれの機能要素に対応するプログラムが必要であり、面取り装置に組み込むには容易ではない。

【0015】

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、汎用的な面取り装置に簡単に組み込むことができ、確実に圧電材料ウェーハの表裏判定が可能な面取り装置を得ることにある。また、その結果、誤加工を少なくして生産効率も向上させるものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記目的を達成するため、本発明は、圧電材料のウェーハの表裏を判定するウェーハの表裏判定装置において、前記ウェーハを押圧するためのプローブと、前記ウェーハが前記プローブによって押圧されたとき生じる電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出された電圧を予め定めた基準値と比較して前記ウェーハの表裏を判定する表裏判定部と、を備えたものである。

【0017】

また、上記において、前記プローブを前記ウェーハに押圧するプローブ押圧装置と、前記プローブ押圧装置に対して前記プローブのウェーハへの押圧と開放の機能を制御する制御装置と、前記電圧検出部が検出した前記プローブによる前記ウェーハへの押圧及び開放に伴う電圧を波形として検出して記録する電圧波形検出部と、記録された前記波形によって前記ウェーハの表裏を判定する前記表裏判定部と、を備えたことが望ましい。

【0018】

さらに、上記のものにおいて、前記表裏判定部は、前記電圧検出部で検出された電圧のピーク値を前記基準値と比較して前記ウェーハの表裏を判定することが望ましい。

【0019】

さらに、上記のものにおいて、前記表裏判定部は、前記電圧検出部で検出された電圧のマイナス側のピーク電圧に対するプラス側のピーク電圧の比率を前記基準値と比較して前記ウェーハの表裏を判定することが望ましい。

【0020】

さらに、上記のものにおいて、前記表裏判定部は、前記電圧検出部で検出された電圧の位相を前記基準値と比較して前記ウェーハの表裏を判定することが望ましい。

【0021】

さらに、上記のものにおいて、前記基準値は、ウェーハＷの材質データによって定められたことが望ましい。

【0022】

さらに、上記のものにおいて、前記基準値は、前記プローブによる前記ウェーハへの押圧力によって定められたことが望ましい。

【0023】

また、本発明は、圧電材料によるウェーハ端面を研削する面取り加工する面取り装置において、前記ウェーハに押圧されるプローブと、前記ウェーハが前記プローブによって押圧されたとき生じる電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出された電圧を予め定めた基準値と比較して前記ウェーハの表裏を判定する表裏判定部を有するウェーハの表裏判定装置を備えたものである。

【0024】

さらに、上記のものにおいて、前記プローブを前記ウェーハに押圧するプローブ押圧装置と、前記プローブ押圧装置に対して前記プローブのウェーハＷへの押圧、開放の機能を制御する制御装置と、前記プローブによる前記ウェーハへの押圧及び開放に伴う前記電圧検出部からの電圧を波形として検出して記録する電圧波形検出部と、記録された前記波形によって前記ウェーハの表裏を判定する前記表裏判定部を備えたことが望ましい。

【0025】

さらに、上記のものにおいて、前記表裏判定部は、前記電圧検出部で検出された電圧の位相を前記基準値と比較して前記ウェーハの表裏を判定することが望ましい。

【0026】

さらに、上記のものにおいて、前記制御装置は面取り加工が開始される前に前記プローブのウェーハＷへの押圧、開放を行い、前記ウェーハの表裏を判定することが望ましい。

【0027】

さらに、上記のものにおいて、前記プローブの前記ウェーハへの押圧は、前記ウェーハＷがウェーハテーブルに載置された状態で行われることが望ましい。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、圧電材料ウェーハの特性を利用して、ウェーハをプローブで押圧し、押圧されたときウェーハに生じる電圧を検出して、この電圧に基づいてウェーハの表裏を判定するので、汎用的な面取り装置に簡単に組み込むことが可能であり、確実に圧電材料ウェーハの表裏判定が可能となる。その結果、誤加工を少なくして生産効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態に係る面取り装置の主要部を示す正面図

【図2】一実施形態における面取り装置の主要部を示す平面図

【図3】一実施形態における加工部の構成を示す平面図

【図4】本発明の一実施形態に係る表裏判定装置の構成図

【図5】本発明の一実施形態に係る表裏判定装置を示すブロック図

【図6】一実施形態におけるプローブの詳細を示す断面図

【図7】一実施形態における面取り装置におけるプローブによる測定を示す側面図

【図8】一実施形態における表裏判定装置による電圧波形の一例を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る面取り装置の主要部を示す正面図である。面取り装置１０は、ウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット５０、図示しないウェーハ供給／収納部、ウェーハ洗浄／乾燥部、ウェーハ搬送手段、及び面取り装置各部の動作を制御するコントローラ等から構成されている。

【0031】

弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）は、難加工材料であるＬＴ（タンタル酸リチウム）、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）等の圧電材料ウェーハ上に櫛歯状の電極指（ＩＤＴ電極）、反射器、接続パッド等のパターンを配置した構成を備えている。そして、例えばＩＤＴ電極に高周波電界を印加することによって弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電作用によって高周波電界に変換することによって急峻なフィルタ特性を得るものである。これらに必要とされる圧電材料ウェーハは、良好な圧電特性に有利な多結晶薄膜内部の結晶の向きが基板上でそろっている状態の度合いである結晶配向性を維持しないと、特性が大きく異なることになる。そのため、圧電材料ウェーハの表裏を間違えることなく、各工程を進めていく必要がある。

【0032】

一方、ウェーハの品質向上の要求が強く、ウェーハ端面（エッジ部）の加工状態が重要視され、圧電材料ウェーハにおいても、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ等と同様に、ハンドリングによるチッピングを防止するため、縁部を研削することで面取り加工が行われ、研磨による鏡面面取り加工が行われている。つまり、製造工程において、ウェーハ製造からデバイス製造に至るまで、エッジ特性の品質改善は必要不可欠なプロセスとなっている。

【0033】

この製造工程において、面取り装置でウェーハＷは、ウェーハカセット７０に入れられた状態から供給回収ロボット４０により加工部へ搬送され、回収される。つまり、自動化が進んでいるが、搬送の前段階、ウェーハカセット７０にウェーハＷを入れる作業は人手によることが多く、表裏を間違える恐れがあり、生産性を損なう一因となっている。したがって、圧電材料ウェーハでは、結晶方位に依存する焦電効果を持つウェーハＷの分極方向に応じて決まるウェーハＷの表裏を面取り加工の事前に早い段階で判定することが望ましい。

【0034】

圧電材料ウェーハは固くてもろく、ウェーハの端面がスライシング時の鋭利なままでは、続く処理工程での搬送や位置合わせなどの取り扱い時に容易に割れたり欠けたりして、断片がウェーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、切り出されたウェーハの端面をダイヤモンドでコートされた面取り砥石で面取りする。

【0035】

さらに、通常の研削ではレジン砥石の回転軸に対してウェーハの主面が垂直となる状態で面取り部を研削するが、レジン砥石を傾けてウェーハの面取り部を研削する、いわゆるヘリカル研削を行うことが知られている。

【0036】

図１において、ウェーハ送りユニット２０は、本体ベース１１上に載置されたＸ軸ベース２１、２本のＸ軸ガイドレール２２、２２、４個のＸ軸リニアガイド２３、２３、… 、ボールスクリュー及びステッピングモータから成るＸ軸駆動機構２５によって図のＸ方向に移動されるＸテーブル２４を有している。

【0037】

Ｘテーブル２４には、２本のＹ軸ガイドレール２６、２６、４個のＹ軸リニアガイド２７、２７、… 、図示しないボールスクリュー及びステッピングモータから成るＹ軸駆動機構によって図のＹ方向に移動されるＹテーブル２８が組み込まれている。

【0038】

Ｙテーブル２８には、２本のＺ軸ガイドレール２９、２９と図示しない４個のＺ軸リニアガイドによって案内され、ボールスクリュー及びステッピングモータから成るＺ軸駆動機構３０によって図のＺ方向に移動されるＺテーブル３１が組み込まれている。

【0039】

Ｚテーブル３１には、モータ３２、スピンドル３３が組み込まれ、スピンドル３３にはウェーハＷ（板状の被加工材）を吸着載置するウェーハテーブル３４が取り付けられており、ウェーハテーブル３４はウェーハテーブル回転軸心ＣＷを中心として図のθ方向に回転される。

【0040】

また、ウェーハテーブル３４の下部には、ウェーハＷの周縁を仕上げ面取りする砥石のツルーイングに用いるツルーイング砥石４１（以下ツルアー４１と称する）が、ウェーハテーブル回転軸心ＣＷと同芯に取り付けられている。

【0041】

このウェーハ送りユニット２０によって、ウェーハＷ及びツルアー４１は図のθ方向に回転されると共に、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動される。

【0042】

砥石回転ユニット５０は、外周粗研削砥石５２が取り付けられ、図示しない外周砥石モータによって軸心を中心に回転駆動される外周砥石スピンドル５１、上方に配置されたターンテーブル５３に取り付けられた上外周精研スピンドル５４及び上外周精研モータ５６を有している。同じくターンテーブル５３に下固定枠５９（図１では、一部切り欠いて図示）を介して下外周精研スピンドル５７及び下外周精研モータ（図示せず）が設けられている。

【0043】

上外周精研スピンドル５４及び下外周精研スピンドル５７は、ウェーハＷの回転軸に対して回転軸が３〜１５°、望ましくは６〜１０°傾斜させた状態でウェーハＷの外周面取りの仕上げ加工を行う。これにより、ヘリカル研削が行われ、ウェーハＷの面取り部には斜め方向に弱い研削痕が発生するものの、通常研削に比べ面取り部の表面粗さが改善される効果が得られる。

【0044】

上外周精研スピンドル５４にはウェーハＷの外周を仕上げ研削する面取り用砥石である上外周精研削砥石（上研削砥石）が取り付けられ、同様に、下外周精研スピンドル５７には下外周精研削砥石（下研削砥石）が上外周精研削砥石に対してウェーハＷの厚さより小さい０.１〜１ｍｍ程度の隙間を持って回転軸が略同芯となるように取り付けられる。

【0045】

また、上外周精研削砥石と下外周精研削砥石とは回転方向が逆回転、つまり反対回転となるように上外周精研スピンドル５４、下外周精研スピンドル５７でそれぞれ駆動される。ウェーハＷを加工するための研削溝は、上外周精研削砥石と下外周精研削砥石とで形成される。

【0046】

ウェーハ加工プロセスは、ブロック切断→オリエンテーションフラット（ＯＦ）加工→スライス→面取り→ラップ→エッチング→ドナーキラー→精面取りの順で行われ、工程間には汚れを取り除くため、各種洗浄が用いられる。ブロック切断では、インゴットの両端部（トップとテール）を切断し外周を研削して、長いものは適切な長さで切断され所定の直径を持った円柱状の「ブロック」を作る。

【0047】

オリエンテーションフラット（ＯＦ）加工では、結晶方位を測定し、後の工程で方位が判るように所定の位置にオリエンテーションフラット（ＯＦ）又は「ノッチ」を刻み込む。スライスでは、ブロックからダイシングソー、ワイヤーソー、又は内周刃ブレードでウェーハ状に切り出す。直径３００ｍｍのブロックは、通常、マルチ・ワイヤーソーによって1度に最大２００枚の切断が行われる。

【0048】

面取りでは、ウェーハの端面がスライシング時の鋭利なままでは、続く処理工程での搬送や位置合わせなどの取り扱い時に容易に割れたり欠けたりして、断片がウェーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、切り出されたウェーハの端面をダイヤモンドでコートされた研削砥石で面取りする。

【0049】

面取り工程は、ラッピング工程の後に行われることもある。この時、バラツキのある外周の直径を合わせ、オリエンテーションフラット（ＯＦ）の幅の長さを合わせることや、ノッチと呼ばれる微少な切り欠きの寸法を合わせることも含まれる。

【0050】

図２は、面取り装置１０全体の主要部を示す平面図であり、供給回収部は、面取り加工するウェーハＷをウェーハカセット７０から供給すると共に、面取り加工されたウェーハをウェーハカセット７０に回収する。この動作は供給回収ロボット４０で行われる。ウェーハカセット７０はカセットテーブル７１にセットされ、面取り加工するウェーハＷが多数枚収納されている。供給回収ロボット４０はウェーハカセット７０からウェーハＷを１枚ずつ取り出したり、面取り加工されたウェーハＷをウェーハカセット７０に収納したりする。

【0051】

供給回収ロボット４０は３軸回転型の搬送アーム８０を備えており、搬送アーム８０は、その上面部に図示しない吸着パッドを備えている。搬送アーム８０は、吸着パッドでウェーハの裏面を真空吸着してウェーハＷを保持する。すなわち、この供給回収ロボット４０の搬送アーム８０は、ウェーハＷを保持した状態で前後、昇降移動、及び旋回することができ、この動作を組み合わせることによりウェーハＷの搬送を行う。

【0052】

面取り装置１０は正面部に配置されており、ウェーハＷの外周面取りの全加工、すなわち、粗加工から仕上げ加工までを行う。この面取り装置１０はウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット５０から構成されている。

【0053】

図３は、加工部の構成を示す平面図であり、加工開始前の待機状態では、ウェーハテーブル３４に保持されるウェーハＷは、その中心がウェーハテーブル３４の回転軸と一致するように配置される。このとき、ウェーハＷのＯＦ部は所定方向を向くように配置される。

【0054】

また、外周粗研削砥石５２及び外周精研削砥石５５は、ウェーハＷからそれぞれ所定距離だけ離れた位置にある。具体的には、外周粗研削砥石５２の回転中心はウェーハＷの回転中心に対してＹ軸方向に所定距離だけ離れた位置に配置され、かつその回転中心はウェーハＷに対してＸ軸方向に所定距離だけ離れた位置に配置される。

【0055】

まず始めに、アライメント動作が行われる。このアライメント動作では、ウェーハテーブル３４に保持されたウェーハＷと外周粗研削砥石５２及び外周精研削砥石５５との上下方向（Ｚ軸方向）について相対的な位置関係が調整される。

【0056】

アライメント動作が完了したら、外周砥石スピンドル５１が駆動される。次に、外周粗研削砥石５２による研削（粗加工）を開始する。具体的には、外周粗研削装置６２のＹ軸モータ（図示せず）が駆動され、外周砥石スピンドル５１がＹ軸方向に沿ってウェーハテーブル３４に向かって送られる。

【0057】

ウェーハテーブル３４に向かって外周砥石スピンドル５１が送られると、ウェーハＷの外周が外周粗研削砥石５２に形成された外周粗研削用の研削溝に接触し、ウェーハＷの外周部が外周粗研削砥石５２により研削されて、ウェーハＷの外周面取りの粗加工が開始される。

【0058】

外周粗研削砥石５２による粗加工が開始された後、ウェーハテーブル３４に保持されたウェーハＷが一定速度で矢印方向に回転を開始する。この回転角度、つまり加工点が直線部となるＯＦ部に至ると、外周砥石スピンドル５１をＹ方向、ウェーハテーブル３４に向かう送り量を多くすると共に、外周砥石スピンドル５１をＸ方向に直線移動させ直線部を加工する。その後、直線部の加工を終了すると、再び、ウェーハテーブル３４に保持された板状のウェーハＷを一定速度で矢印方向に回転させ、残りの円形部を研削して外周粗研削砥石５２による粗加工を終了する。

【0059】

次に、外周精研削砥石５５による仕上げ加工が同様に行われる。さらに、外周精研削砥石５５は、面取り用加工溝はツルアー４１によって形成される。

【0060】

供給回収ロボット４０でウェーハＷが面取り装置１０へ搬送され、ウェーハテーブル３４に載置されると、面取り加工が開始される。したがって、開始前にウェーハＷの表裏を判定し、上面が表でない場合は、面取り加工せずに搬送アーム８０で回収して表裏が違うことを表示する。あるいは、搬送アーム８０で反転して、ウェーハテーブル３４に載置し直すことが望ましい。

【0061】

図４は表裏判定装置の構成図、図５は表裏判定装置のブロック図であり、１は電圧を検出するためにウェーハＷに当接する金属製のプローブである。プローブ１の先端は、導電ゴムとしても良い。プローブ１は、プローブ押圧装置４と共にウェーハＷの搬送を行う搬送アーム８０あるいは上外周精研スピンドル５４を取り付けているターンテーブル５３に設置される。そして、プローブ１は、ウェーハＷがウェーハテーブル３４に載置された状態でプローブ押圧装置４によりウェーハＷへ短時間だけ接触して押圧される。つまり、一度押圧して、その後開放する。

【0062】

電圧検出部２はプローブ１とウェーハＷのプローブ１が当接する面とは反対となる面へ電気的に向かい合うように配置されて接続され、押圧によって生じる圧電効果による電圧を検出する。生じた電圧の大きさ又は位相によって、表裏判定部３でウェーハテーブル３４に載置されたウェーハＷの上面が表か裏かを判定する。

【0063】

制御装置５は、プローブ押圧装置４に対してプローブ１のウェーハＷへの押圧、開放の機能を制御するプローブ押圧部７と、押圧及び開放に伴う電圧検出部２からの電圧を波形として検出して記録する電圧波形検出部８と、記録された波形によってウェーハＷの表裏を判定する表裏判定部３と、を有している。

【0064】

表裏判定部３による判定結果は出力装置６へ出力され、出力装置６は上面が表でない場合は、面取り加工せずに搬送アーム８０で回収するように指示する。また、出力装置６は、各種情報を出力するための装置であれば良く、例えば、制御装置５によるウェーハＷの表裏の判定結果を表示するためのディスプレイ、又は、その判定結果を音声出力するためのスピーカ等であって、表裏が違うことを表示しても良い。さらに、出力装置６から搬送アーム８０でウェーハＷを反転して、ウェーハテーブル３４に載置し直すことが望ましい。

【0065】

図６は、プローブ１の詳細を示す断面図であり、１−２はプローブロッドである。プローブロッド１−２は、外筒１−３に内挿され、上下に摺動可能となっている。下端はウェーハＷとの接触部１−１が設けられ、導電性がよくなるように銅あるいは金メッキが施されている。もちろん、プローブロッド１−２を銅としても良い。

【0066】

接触部１−１は直径がプローブロッド１−２よりもやや大きくされ、先端は平坦又はウェーハＷとのコンタクトを安定にするため大きめの曲率を持った球面となっている。プローブロッド１−２は、ウェーハＷに対して鉛直に押圧されることが望ましいが、やや斜めになって押圧されたときの片当たりを防ぐためには球面とすることも良い。

【0067】

接触部１−１と外筒１−３の間にはバネ１−４が設けられ、ウェーハＷに対する押圧力を調整できると共に、ウェーハＷに割れを生じるような過大な力が加わるのを防ぐことができる。なお、図６はウェーハＷにプローブ１を押圧する前の状態で、右図は押圧力が与えられた状態である。

【0068】

図７は、プローブ１による測定が行われている状態を示している。ウェーハＷの表裏の判定は、面取り加工が開始される前に行うことが望ましいが、安定した検出電圧を得ること、確実な判定を行うためには、ウェーハＷがウェーハテーブル３４に載置された状態でプローブ１を矢印で示したようにウェーハテーブル３４の外形より内側の位置を押圧する。なお、ウェーハテーブル３４はモータ３２のスピンドル３３の上にしっかり固定されているので、プローブ１の接触部１−１とウェーハＷの上面は電気的にも安定したコンタクトとなる。

【0069】

また、押圧の方法は、プローブ押圧装置４を図の矢印のように押し下げても良いし、逆にウェーハテーブル３４をモータ３２、スピンドル３３と共にＺ軸駆動機構３０（図１）により上昇させても良い。ウェーハテーブル３４、つまりウェーハＷを上昇させて押圧した方がプローブ押圧装置４は固定で良いので、構造が簡単となる。また、制御装置５（図５）も容易となり、低コスト化に適している。

【0070】

図８は、表裏判定装置による電圧波形の一例を示す。横軸が時間で縦軸は電圧であり、左図は上面が表となっている場合で、右図は逆に上面が裏となった場合である。上面が表の場合、始めにプラス側に大きなピーク電圧を生じる。

【0071】

その後、プローブ１による押圧に対して歪みが開放された反動等の影響でマイナス側に小さなピーク電圧を生じる。逆に上面が裏となった場合は、始めにマイナス側に大きなピーク電圧を生じ、押圧が開放されてプラス側に小さなピーク電圧を生じる。

【0072】

したがって、ウェーハＷの表裏の判定は、プラス側に大きなピーク電圧を生じることを利用すれば良い。例えば、判定の基準としてプラス値の閾値を定め、この閾値を超えたかどうかで表裏の判定が行うことができる。もちろん、電気的にマイナス側に大きなピーク電圧を生じるように結線してマイナス値の閾値を定めても良い。

【0073】

ただし、ピーク電圧は押圧力、ウェーハＷの材質、ウェーハＷと接触部１−１とのコンタクトの状態等によって変化する。例えば、ウェーハＷがＬＮ（ニオブ酸リチウム）の場合は他に比べて検出される電圧は大きくなる。また、押圧力を大きくすれば検出される電圧は大きくなるが、バラツキも生じる。そこで、押圧力は一定にする必要があり、材料のもろさ等を考慮すると３０〜７０ｇ、望ましくは５０ｇ程度が良い。

【0074】

上記のことから、表裏の判定はプラス値の閾値によるだけでなく、マイナス側のピーク電圧に対するプラス側のピーク電圧の比率、例えば、プラス側のピーク電圧／マイナス側のピーク電圧が２〜３以上となった場合、上面が表と判定する。又は、制御装置５の表裏判定部３でＡＤ変換して、位相を確認する。つまり、時間軸で先にプラス電圧となり、後にマイナス電圧となる位相ならば上面が表、逆ならば上面が裏と判定する。

【0075】

つまり、ウェーハＷの表裏の判定は、プラス値の閾値と、プラス側のピーク電圧とマイナス側のピーク電圧の比、検出された電圧の位相のいずれかをそれぞれ予め定めた基準値と比較する、あるいは複数組み合わせて行うことが良い。また、その際、ウェーハＷの材質データ、押圧力によって、判定の基準値を変えるようにデータベース化しておくことが望ましい。

【0076】

なお、以上の説明ではウェーハＷの上面を厚さ方向に押圧しているが、ウェーハＷの側面を厚さ方向とは垂直となる方向より押圧することでも同様な位相の電圧を生じる。したがって、プローブ押圧装置４（図５）をウェーハＷの側面をプローブ１で押圧する機構としても良い。

【0077】

また、プローブ１をプローブ押圧装置４（図５）で押圧するとして説明したが、プローブ１を所定の高さからウェーハＷの上面へ落下させて加圧することでも同様な電圧波形が得られる。したがって、ウェーハＷの表裏の判定は、プローブ１を落下させることでも同様に行うことができる。

【0078】

以上説明した表裏判定装置は、追加的なオリエンテーションフラット、又はレーザマークによる目印をウェーハＷに形成することなく、ウェーハＷの表裏を判定することができる。そのため、ウェーハＷの表裏を判定するタイミングが特定の処理や加工が行われる前に制限されたり、特定の処理や加工が行われた後に制限されたりすることもない。

【符号の説明】

【0079】

Ｗ…ウェーハ、１…プローブ、１−１…接触部、１−２…プローブロッド、１−３…外筒、１−４…バネ、２…電圧検出部、３…表裏判定部、４…プローブ押圧装置、５…制御装置、６…出力装置、７…プローブ押圧部、８…電圧波形検出部、１０…面取り装置、１１…本体ベース、２０…ウェーハ送りユニット、２１…Ｘ軸ベース、２２…Ｘ軸ガイドレール、２３…Ｘ軸リニアガイド、２４…Ｘテーブル、２５…Ｘ軸駆動機構、２６…Ｙ軸ガイドレール、２７…Ｙ軸リニアガイド、２８…Ｙテーブル、２９…Ｚ軸ガイドレール、３０…Ｚ軸駆動機構、３１…Ｚテーブル、３２…モータ、３３…スピンドル、３４…ウェーハテーブル、４０…供給回収ロボット、４１…ツルアー、５０…砥石回転ユニット、５１…外周砥石スピンドル、５２…外周粗研削砥石、５３…ターンテーブル、５４…上外周精研スピンドル、５５…外周精研削砥石、５５−１…上外周精研削砥石（上研削砥石）、５６…上外周精研モータ、５７…下外周精研スピンドル、５９…下固定枠、６２…外周粗研削装置、７０…ウェーハカセット、７１…カセットテーブル、８０…搬送アーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】