前回は、インゴットのマルチワイヤーカットについて詳しくご紹介しました。インゴットがマルチワイヤカットされた後に形成された円形のシートはウェハの最初の姿です。この時、ウエハの厚さは一般的にミクロン級で、1枚の紙に近いです。この紙にいろいろな加工をするのが次の工程になります。

それでは、今回は次の工程、ウエハの面取りについてご紹介します！

面取りとは？

まず面取りとはどういう意味か知っていますか。みんなはまず下のGIFを見てみよう～

図示のように、物体の尖った角や角のある部分を均等な平面や丸みにすると面取りになります！

だから、ウエハの面取りも同じことだ。上述したように、インゴットはマルチワイヤ切断を経て非常に薄くなり、紙のように薄くなりました。しかし、どんなに薄くても、常に厚みがあり、ミクロな視界で観察すれば非常に「厚い」イメージもあります。一方、厚さ面と断面がつながっているところは断面図から見れば規則的な四角形であり、四角形である以上、必ず尖った角がある。ウェハの面取りは、次の図のように、これらの尖った角を取り除くことです。

これらの尖った角や角を除去するには、専用の研削ホイール、砥石とも呼ばれます。これらの砥石は一般的に特定の形状を持っています。

ウェハに面取りが必要な理由

ここには力学の知識が絡んでいる。私たちは簡単にシリコンウェハを例にして、シリコンウェハの面取りはシリコンウェハのエッジを滑らかな半径周線にすることができて、このステップは一般的にはウェハの前または後に行われます。シリコンウェハの縁部のひび割れと小さなひび割れは、シリコンウェハ上に機械的応力を発生させ、特にシリコンウェハ製造の高温過程で転位を発生させる。小さな亀裂は、製造中に有害汚染物の集積地となり、粒子の脱落を引き起こす。スムーズなエッジ半径は、これらの影響を最小限に抑えることができます。必要に応じて、面取りはT型面取り（大面取り）とR型面取り（小面取り）に分けられます。

ウェハ面取りの目的は主に3つあります。

（1）ウェハエッジの割れを防止します。ウェハは製造と使用の過程で、ロボットなどの衝撃を受けてウェハエッジが破裂し、応力が集中する領域を形成することが多い。これらの応力が集中する領域は、ウェハが使用中に汚染粒子を絶えず放出し、製品の歩留まりに影響を与えます。

（2）熱応力の集中を防止します。ウェハを使用すると、酸化、拡散などの無数の高温プロセスを経て、これらのプロセスで発生する熱応力の大きさがシリコン格子の強度を超えると、転位と層間欠陥が発生し、ウェハエッジ研磨はこのような欠陥がウェハエッジで発生するのを避けることができます。

（3）ウェハエッジにおけるエピタキシャル層とフォトレジスト層の平坦度を増加させる。エピタキシャルプロセスでは、鋭角領域の成長速度が平面よりも高くなるため、研磨円のないウエハではエッジに突起が発生しやすい。同様に、回転塗布機を用いてレジストを塗布する場合、レジスト溶液もウエハエッジに堆積現象が発生し、これらの平坦でないエッジはマスクテンプレートの合焦の正確性に影響を与えます。

ウェハ面取りの市場状況

ウェハ基板の製造において、設備は徐々に標準化されており、現在の中国国内の半導体市場の拡大に伴い、設備の需要もますます激しくなっているが、その中でもウェハ面取りというプロセス上の設備は同様に入手が困難であり、納期はこれまでの数ヶ月から2025年まで予約されています。

現在、日中半導体協会の主要会員でウェハ面取り機の生産製造を行っているのは雄飛電子工業株式会社です。約40年前、雄飛電子は当時面取り装置で有名だった第一精機と協力関係にあり、装置に電装部品を提供する責任を負っていました。その後、第一精機の面取り機事業は現在の株式会社東京精密、ダイトロン株式会社、株式会社雄飛電子が3つに分けて掌握しました。30年前に雄飛は面取り機の事業を開始し、日本信越、SAMCO、小池、山寿など多くのウエハ工場で実績があり、これまで信越傘下の直江津工場など多くの場所で雄飛の設備が使用されてきました。