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ウェーハエッジ研磨とは

THEME 01 基板・材料 · ウェハ製造・基板加工Wafer Edge Polishing
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ウェーハエッジ研磨（Wafer Edge Polishing）とは、ウェーハの端面や丸めた外周を研磨し、粗さと加工損傷を減らす工程です。 外周の欠けや粒子発生を抑え、搬送と成膜で安定した基板を作ります。研磨を増やすと損傷は減りますが、外形と、厚さの境界の形が変わります。そのため、どこまで磨くかは、搬送時の強度と成膜時の外周状態を満たす範囲で決めます。

面取りで作った外周の3面を磨き、傷と損傷を除く

Section titled “面取りで作った外周の3面を磨き、傷と損傷を除く”
外周の断面と研磨する面
ウェーハデバイス面トップエッジ上ベベル先端下ベベル裏面エッジ研磨面
外周には上ベベル、先端、下ベベルの3面があり、装置によってはトップエッジと裏面エッジまで磨きます。

外周の形は、切断後の面取りで作ります。そのあと必要な薬液エッチング（加工損傷エッチング）を経て、研磨で仕上げます。表面中央の鏡面研磨と外周の仕上げは分けて行い、洗浄したあとに傷や欠けを検査します。

磨く面は、面取りでできた上下のベベルと先端です。スピードファムは、上ベベル、下ベベル、先端（アペックス）を磨く独自の3面研磨に加えて、オリフラとノッチの部分も鏡面研磨して損傷を除き、ベベル領域の全体を整えるとしています1。ノッチのように周の途中で形が変わる部分も、仕上げの対象に入ります。

素材ウェーハ向けの装置は、スラリー研磨で外周を整える

Section titled “素材ウェーハ向けの装置は、スラリー研磨で外周を整える”

素材のシリコンウェハ向けに、スピードファムは、エッチングや単純な洗浄といった他の外周処理と比べて、自社のEPDはスラリー研磨の作用で外周を大きく改善するとしています1。研磨後の洗浄ユニットを内蔵し、乾いた状態で入れて乾いた状態で出すdry in dry outの処理にしていると説明しています。

同社は、プライムウェーハ用のエッジポリッシャーを1988年から約550台出荷したとしています。

デバイスウェーハでは、外周に付いた膜と欠陥を研磨で取る

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デバイスウェーハの外周
研磨前外周の不要な膜欠陥デバイス面の膜研磨後膜を除いた外周ウェーハ膜ウェーハ研磨した面
トップエッジから裏面エッジまで付いた不要な膜と欠陥を、外周だけ研磨して取り除き、デバイス面の膜は残します。

デバイスを作る途中のウェーハでは、外周に付いた不要な膜が問題になります。Lam Researchは、縁に残った膜や残渣が、はがれて表面に付くと欠陥の発生源になるとしています。スピードファムは、EPDが重要なプロセスノードで外周ベベルから異物や不要な物質を取り除くとしています。

Ebara Technologiesは、自社のベベル研磨システムがベベルに加えてトップエッジと裏面エッジも磨き、欠陥と不要な膜を取り除くとしています2。固定砥粒を使うので、膜の種類を選ばずに物理的に磨けます。研磨ヘッドをレシピで制御でき、外周の形を高い精度で制御できるとも説明しています。外周の膜をエッチングで取るベベル洗浄・エッチングと同じ目的を、研磨で果たします。

Mipoxは、研磨フィルムで外周とノッチを磨く受託研磨で、ウェーハの径の減少を最小限に抑えながら、不要な膜と欠陥を効率よく取り除けるとしています3。研磨中に酸やアルカリの薬液を使わないので、ウェーハの洗浄や廃液処理の手間が省けるとも説明しています。

研磨フィルムなら、外周の形はレシピで、粗さはフィルムの種類で変えられる

Section titled “研磨フィルムなら、外周の形はレシピで、粗さはフィルムの種類で変えられる”
形を変える方法
砥石研削形Aの砥石形Bの砥石研磨フィルムレシピ1つの装置の条件をレシピで変えるウェーハウェーハ砥石研磨フィルム
砥石研削は外周の形ごとに溝の合う砥石を用意し、研磨フィルムは研磨装置の条件（レシピ）を変えて形を作ります。

研削で外周の形を作るときは、溝の形が合った砥石を形ごとに用意します。Mipoxは、研磨フィルムなら研磨装置の条件（レシピ）で外周の形を変えられ、形ごとの砥石が要らないので3、多品種少量の製品に向くとしています。外周とノッチの面粗さは、使う研磨フィルムの種類を選び替えて調整します。研磨を繰り返せば10nmまでの鏡面に仕上げられるとしています。

同社は、他の砥石研削と比べて、微小な欠けや割れであるチッピングを大幅に減らせるとし、GaN on Siのような繊細なテンプレート基板にも使えるとしています。SiCやGaNのような加工しにくい材料では、砥石研削の3〜5倍の面取り効率が出るとも説明しています。

磨きすぎると、外形と有効領域を失う

Section titled “磨きすぎると、外形と有効領域を失う”

管理するのは、外周の形状、研磨量、粗さ、接触荷重です。端面に深い傷が残ると、薄化や熱処理で割れの起点になることがあります。反対に外周を強く処理すると、粒子源は減っても、有効領域や端面の強度を損ねます。

処理後は、ウェーハ外周の処理幅、残膜と残渣、粗さ、欠け、デバイス面への侵入を確かめます。中心面の測定だけで合格にせず、全周を見て、偏心や局所的なむらを戻します。

よくある質問（FAQ）

Section titled “よくある質問（FAQ）”
ウェーハエッジ研磨は何をする工程ですか？

ウェーハの端面や丸めた外周を研磨し、粗さと加工損傷を減らす工程です。外周の欠けや粒子発生を抑え、搬送と成膜で安定した基板を作ります。デバイスウェーハでは、外周に付いた不要な膜や欠陥を取る目的でも使います。

どの段階で行いますか？

切断後の面取りで外周形状を作り、必要な薬液エッチングを経て研磨します。表面中央の鏡面研磨と外周の仕上げは分けて行い、洗浄してから傷や欠けを検査します。

どこを管理しますか？

外周の形状、研磨量、粗さ、接触荷重を管理します。端面に深い傷が残ると、薄化や熱処理で割れの起点になることがあります。研磨を増やすと損傷は減りますが外形と厚さの境界の形が変わるので、全周を見て止めどころを決めます。

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出典

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    Patent sourcepatents.google.com ・ 2026年10月12日閲覧
  5. 5
    SUMCOsumcosi.com ・ 2026年10月12日閲覧