CN105849872B - 切片方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种切片方法,其使用线锯,一边对于卷绕在多个线导件上的线供给冷却液,一边使所述线移动,且使硅晶锭压抵于该线并切断该硅晶锭,从而得到多片切片晶圆,其中,将供给到所述线的冷却液中的铜浓度设为80ppm以下。由此,能够提供一种切片方法,其使用线锯,并能稳定地得到铜污染降低的高纯度的硅晶圆。

Description

切片方法
技术领域
本发明涉及一种切片方法,其利用线锯将硅晶锭切断成晶圆状。
背景技术
在一般的硅晶圆的制造方法中,培育好的单晶硅晶锭首先在实行电阻率和结晶性等的检查后,通常会被切断成电阻率在一定范围的块体。而且,培育完成的晶锭的原本状态并不会成为完美的圆筒状,且直径也不均匀,因此要进行外周磨削以使各个块体的直径均匀。接下来,为了表示特定的结晶方位,对于经外周磨削的块体施加定向平面(orientationflat)或切口(notch)。
接着,各块体被切断成多片晶圆,且针对各个晶圆进行由下述工序所构成的处理来生产具有高精细的平坦度的晶圆:倒角加工、机械研光(lapping)、蚀刻、吸杂(gettering)处理、氧供体去除热处理、镜面研磨(polishing)及清洗。
源自各个块体的切片,在制作直径200mm以下的晶圆时,主要是实行由内周刃所进行的切片处理。在此由内周刃所进行的切片中,由于所使用的刀片需要具有块体的直径的4~5倍大的外径,因此难以对应直径300mm以上的大直径块体的切片。因此,大多使用由线锯所进行的切片,来取代先前由内周刃所进行的切片。
在由线锯所进行的切片中,是通过具有下述构成的线锯来实行:将从线供给滚动条(reel)延伸出来的线(wire),以具有规定张力的方式呈螺旋状卷绕在2~3根以上的线导件(wire guide)的周围后,使线向线卷取滚动条延伸。
在这样的线锯中,例如在游离磨粒(loose abrasive)方式的线锯中,一边供给含有磨削磨粒的冷却液,一边经由线导件使线从线供给滚动条向线卷取滚动条移动,并通过使晶锭的块体与线导件之间被拉紧的线接触,来切断晶锭的块体。
另外,在固定磨粒方式的线锯中,是使用固定有磨粒的线,一边向线供应不含有磨粒的冷却液,一边切断晶锭的块体。
在具有这种构成的线锯中,由于将线呈螺旋状卷绕在线导件的周围,线在与块体接触的位置上会变成以规定的间隔平行配置,因此能够以一次的块体切断来得到多片晶圆。
使用于线锯的线,一般是将钢线等的线材作为素线(element wires)来使用,且在此素线的表面上形成有例如镀铜层或镀黄铜这类的铜合金镀层。在线的素线的表面上施加镀铜层或铜合金镀层的理由,是为了赋予防锈效果及为了得到润滑效果,其中润滑效果是用于在阶段性地抽线的拉线工序中,使线通过具有规定孔径的模具等的时候;但是,若是使用表面上施加有镀铜的线,则会有切片而得的晶圆被高浓度的铜污染的问题。
作为用于解决这样的由线锯用线所引起的铜污染的对策,已知有下述线锯用线的制造方法:在铁或铁合金制的线材的表面上形成铜或铜合金镀层并实行最后完工的拉线之后,剥离铜或铜合金镀层(例如请参照专利文献1)。
在专利文献1的方法中,记载了下述内容:拉线时的润滑将顺畅地进行而在表面上不易产生损伤等,因而不会损及作为线锯用线的质量特性。而且,之后,由于将表面的铜或铜合金镀层剥离来作为线锯用线使用,因此切出来的晶圆等没有被金属杂质等污染。
另外,揭示一种具有下述工序的半导体晶圆的制造方法(例如请参照专利文献2):使用一种在钢线的表面施加了镀锌或镀镍的线锯用线,来将半导体晶锭切片成多片的半导体晶圆的工序;及,将所得到的半导体晶圆的表面和背面两面以单面20μm以下的研光量进行研光的研光工序。在专利文献2的方法中记载了如下内容:通过使用施加了镀锌或镀镍的线锯用线,能降低使用线锯切片而得的半导体晶圆的铜污染。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开平成09-254145号公报
专利文献2:日本专利公开2005-57054号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
然而,即便是在使用了上述专利文献1或专利文献2所示的线锯用线的情况下,若使用多个线锯将多个单晶硅块切片,且调查从各硅块得到的晶圆内部的铜污染浓度,则会发现铜污染浓度在各个晶圆都大不相同,其中也有发生超过1×1012atoms/cm3的铜污染的晶圆,从而在先前方法中降低铜污染的效果不一定是充分的。由于铜污染会大幅地影响半导体特性,因此一直在追求一种能切实地降低由于线锯切片所导致的单晶硅的铜污染的方法。
本发明的目的在于提供一种切片方法,其使用线锯,并能稳定地得到铜污染降低的高纯度的硅晶圆。
(二)技术方案
为了实现上述目的,本发明提供一种切片方法,其使用线锯,一边对卷绕在多个线导件上的线供给冷却液,一边使所述线移动,同时使硅晶锭压抵于该线并切断该硅晶锭,来得到多片切片晶圆,该切片方法的特征在于,将供给到所述线的冷却液中的铜浓度设为80ppm以下。
这么一来,在利用切片而制造出来的硅晶圆中的铜污染,能充分地被降低,而且能够稳定地制造该高纯度的硅晶圆。虽然在先前的方法中,各个切片晶圆中的铜污染浓度有偏差,但是,在本发明中,能将铜污染浓度抑制在很低的浓度并成为固定值,而能够尽量地抑制该偏差。
此时,在向所述线供给冷却液之前,可以预先测定冷却液中的铜浓度,并使用铜浓度是80ppm以下的冷却液。
这么一来,能够更切实地使用铜浓度被抑制在80ppm以下的低浓度冷却液并供给到线,从而能够更加稳定地制造高纯度的硅晶圆。
另外,当将供给到所述线后的冷却液回收到槽内,并且将容置于该槽内的冷却液供给到线来循环使用时,能够将所述槽内的冷却液的铜浓度管理在80ppm以下。
这么一来,能将使用后的冷却液再利用于切断中,不但能降低成本,也能将铜浓度被更切实地抑制在低浓度的冷却液供给到线。
另外,可将用于调整所述要切断的硅晶锭的比电阻所添加的掺杂物设为硼。
硼有与铜相互作用而促进铜向硅侵入的作用,而容易产生铜污染。由于如上述般本发明能够降低铜污染,因此对于这样将容易产生铜污染的硼作为掺杂物的情形下特别有效。
另外,可将所述要切断的硅晶锭的比电阻设为0.03Ω·cm以下。
在比电阻设为0.03Ω·cm以下的情况下,由于大量含有掺杂物,因此铜也容易大量侵入。因此若是污染到达饱和等级的话,则切片晶圆内的此铜污染浓度也会变得较高,因此能降低铜污染的本发明对此情况是特别有效。
另外,可将向所述线供给的冷却液的pH值设在5~7的范围内。
利用将pH值控制在这样的范围内,能够更加控制对于切片晶圆的铜污染的产生和促进。
另外,可将所述硅晶锭的直径设为450mm以上。
利用线锯进行切片时的硅晶锭的温度会随着晶锭的直径变大而变得高温,另外,随着温度越高铜向硅的扩散会变得越容易。如直径450mm以上时,当要切断的硅晶锭的直径很大的情况下,能降低铜污染的本发明对此情况是特别有效。
另外,可将所述冷却液设为含有磨粒。
这样,即便是在将含有磨粒的冷却液供给到线的线锯切片方式之中,例如游离磨粒方式的线锯切片之中,也能够利用本发明。
(三)有益效果
如上所述,根据本发明的切片方法,能够降低对于使用线锯切断而得到的硅晶圆的铜污染,且能够稳定地提供高纯度的硅晶圆。
附图说明
图1是表示在比电阻为0.03Ω·cm的情况下,冷却液中铜浓度与从晶圆检测出来的铜污染浓度之间的关系的图表。
图2是表示在比电阻为0.02Ω·cm的情况下,冷却液中铜浓度与从晶圆检测出来的铜污染浓度之间的关系的图表。
图3是表示在比电阻为0.01Ω·cm的情况下,冷却液中铜浓度与从晶圆检测出来的铜污染浓度之间的关系的图表。
图4是表示能够在本发明的切片方法中使用的线锯的一个例子的示意图。
具体实施方式
下面,针对本发明,作为实施方式的一个例子,一边参照附图一边详细说明,但本发明并不限定于此实施方式。
本发明人针对使用线锯的切片方法努力进行研究,其结果为,得知了冷却液中的铜浓度对于切片晶圆中所产生的铜污染有很大的关系。进而,发现若是冷却液中的铜浓度超过80ppm的话,则切片晶圆的铜污染浓度会变高并达到饱和状态。另外发现,在另一方面,若是冷却液中的铜浓度在80ppm以下的话,则能够将切片晶圆的铜污染浓度抑制在低浓度,而且,由此能够抑制各个切片晶圆的铜污染浓度的偏差,而完成本发明。
图4是表示能在本发明的切片方法中使用的线锯的一个例子的示意图。如图4所示,线锯1主要由以下构件所构成:用于切断硅晶锭(以下简称为工件W)的线2、卷绕有该线2的多个线导件3、用于赋予线2张力的线张力赋予机构4和4’、保持要切断的工件W并将工件W进给的工件进给机构5、冷却液供给机构6等。
工件W是隔着接合构件而接合于工件板(work palte),且该工件板是通过工件进给机构5的工件保持部而被保持。像这样以工件保持部保持的工件W,可使用工件进给机构5的LM导轨(直线运动导轨,Linear Motion Guide),而向配置于下方的线2送出。
另外,线2从一边的线滚动条7被释出,经由线张力赋予机构4,并进入线导件3。线2通过在此线导件3上卷绕300~400圈左右来形成线列。而且,线2经由另一边的线张力赋予机构4’而卷绕于线滚动条7’。
由此变得能像这样地对卷绕的线2赋予张力,且通过驱动马达10向轴方向以预先设定的反转循环时间、移动速度使线2往复移动。
此处,在固定磨粒方式中,线2是有磨粒固定在钢线等的线的素线的表面上。例如,可做成通过镍粘合剂将钻石磨粒固定于线的素线而成的电沉积(electrodeposition)钻石线。此电沉积钻石线是通过镍电沉积(nickel electrodeposition)来牢固地将钻石磨粒固定在线的素线上。因此,具有线的寿命长这种优点。此外,固定方法并没有特别限定,只要能将磨粒固定于在线即可。
另外,在这样的线2的上方配置有喷嘴8,从而形成为可以对线2供给冷却液9。喷嘴8的数量并没有特别限定,可适当地决定。例如可以使用丙二醇(PG,propylene glycol)混合液来作为冷却液9。
另一方面,在游离磨粒方式中,磨粒没有固定在线2上。取而代之地,会准备含有磨粒的冷却液9’,并可从喷嘴8供应。例如可以使用由碳化硅(SiC)所形成的磨粒来作为此冷却液中的磨粒。
另外,在冷却液供应机构6中准备有槽11,槽11是用于回收已在切断时供给到线2的使用后的冷却液9(或冷却液9’)。从此槽11能将已经利用温度调整机构12来调整温度后的冷却液9,由喷嘴8循环供给。
此外,此冷却液供给机构6并不限于这些槽11和温度调整机构12等。例如可以进一步设置离心分离机,可以实行去除或回收使用后的冷却液中的碎片、磨粒、其他杂质的处置。而且,实行这些必要的处置后的冷却液9被储存于槽11内。除此之外,也可从槽11采取或去除一部分的冷却液,相反地,也可追加放入新的清净的冷却液或磨粒到槽11中。
接下来,针对使用图4的线锯的本发明的切片方法进行说明。
首先,准备硅晶锭。此处所准备的硅晶锭并没有特别限定,例如可以设为用柴氏法(CZ法,Czochralski method)或浮区法(FZ法,floating zone method)所培育出来的硅单晶锭。
另外,针对硅晶锭的直径、添加的掺杂物、比电阻等的各种条件也没有特别限定,可适当地决定。特别是,在被设为一般会变得容易产生铜污染这样的条件的情况下,这种能够降低铜污染的本发明的有效性,能更加有效地发挥。
举例而言,可将直径设为450mm以上这种较大的尺寸。这是因为,硅晶锭的直径变得越大的话以线锯切断时会越容易变得高温,铜向硅的扩散也会变得越容易产生。
另外,可将掺杂物设为硼。这是因为,硼有与铜相互作用而促进铜向硅侵入的作用,而容易产生铜污染。
另外,可将比电阻设为0.03Ω·cm以下。在这样低电阻率的切片晶圆中,铜会更容易侵入,铜污染例如若是到达饱和等级的话,那时的浓度值较高,从而对半导体特性带来不良影响。
接下来,使用线锯1将硅晶锭切断成晶圆状。
首先,将所准备的硅晶锭切断成块体等并且加工成适当的形状(工件W),然后通过工件进给机构5的工件保持部来保持工件W,并向下方送出(进给)。
而且,将储存于槽11内的冷却液9(或冷却液9’),从喷嘴8向线2供给。
另外,从线滚动条7释出线2,经过线张力赋予机构4、4’并向线滚动条7’卷绕线2,由此来使线2移动。
这样,通过一边将冷却液9供给到线2,一边将工件W压抵于作往复移动的线2上,以将工件W切断成晶圆状,而得到切片晶圆。
并且,使用后的冷却液9在经过适当且必要的处理(离心分离等)之后,回收到槽11,并且再度供给到线2。通过像这样地将使用后的冷却液9再利用并循环供给,而能实现成本的降低。
此外,供给到线2的冷却液,除了后述的特定铜浓度以外并没有特别限定。pH值虽然也没有限定,但是可以设为是例如在5~7的范围内。举例而言,在日本专利公开昭和63-272460号公报中,有大意是利用含铜的加工液(碱溶液)加工硅而发生污染的记载,但是通过将pH值设为7以下,就能更有效地防止此现象。此时,为了切实地将pH值设为7以下,可在冷却液中添加以柠檬酸为代表的有机酸。另外,通过将pH值设为5以上,能够抑制冷却液中的铜的离子化的促进,而能更加地降低硅晶圆的铜污染。
另外,在含有磨粒的情况下,对此磨粒也没有特别限制,例如能够使用从先前就常使用的由SiC所形成的磨粒。
此处,针对冷却液中的铜浓度详细描述。此冷却液中的铜浓度被设为80ppm以下。更优选设为40ppm以下。为了避免对于切片晶圆的铜污染,铜浓度当然是越低越好。
此外,在利用如游离磨粒方式这样含有磨粒的冷却液的情况下(即,冷却液是由磨粒与分散剂所构成的情况下),将所称的80ppm以下这个值,设为由冷却液中的分散剂的重量所算出来的值。
另一方面,在使用如固定磨粒方式这样不含有磨粒的冷却液的情况下,设为由此冷却液本身的重量所算出来的值。
对于线2,为了供给更切实地把铜浓度抑制在80ppm以下的冷却液,例如,可以在供给前预先实际测定冷却液中的铜浓度,并一边确认铜浓度是80ppm以下,一边对线2供给此冷却液。
更具体而言,可举出下述方式:预先将储存于槽11内的冷却液的铜浓度管理(控制)在80ppm以下,其中该槽11连接到作为供给装置的喷嘴8。管理方法没有特别限定,可根据成本或设为目标的铜浓度来适当决定。例如,定期采取槽11内的冷却液并测定其铜浓度,若是测定值较高而快要超过80ppm,就将新的冷却液追加放入槽11内来稀释,就能降低铜浓度。另外也可将槽11内的冷却液的一部分换成是新的冷却液,由此来降低铜浓度。
另外,冷却液中的铜浓度的测定方法也没有特别限定。可以利用原子吸光法来测定。
作为一个例子,以下表示在含有SiC磨粒的冷却液9’的测定方法。首先,从采取自槽11内的冷却液中量取适当的量作为试料,混合硝酸与氢氟酸的混合酸,以微波进行分解处理后,以硝酸溶液稀释来制作成检测液。将此检测液适当稀释,并通过原子吸光法对含有的铜的量进行定量。此外,在所述的测定前处理中,由于含在冷却液中的SiC磨粒没有被分解,因此冷却液中的铜浓度是由预先测定好的冷却液中的SiC浓度(可从浆液中量取适当的量来作为试料,并测量将试料蒸发干燥后的残渣的重量,由此来进行测定)来求得冷却液中的分散剂重量,再作为相对于分散剂重量的浓度来算出。
在冷却液中不含有磨粒的情况下(冷却液9)也可以同样地使用原子吸光法来算出铜浓度,但在这种情况下,是由冷却液全体的重量来算出。
通过这样将供给到线锯的在线的冷却液中的铜浓度保持在低浓度,即便例如是使用多个线锯来制造切片晶圆,也能降低切片晶圆中的铜污染浓度,且能够使该铜污染浓度变得比先前更均匀。因此,比起先前,针对杂质也就是铜,能够稳定地制造高纯度的切片晶圆。
实施例
下面,表示本发明的实施例和比较例来更具体地说明本发明,但本发明并不限于这些例子。
(实施例1~9、比较例1~6)
使用图4的线锯,一边供给冷却液到在线一边使线往复移动,而将单晶硅晶锭切片成晶圆状。此时,在实施例1~9中,如本发明这样,将铜浓度调整成80ppm以下的冷却液供给到在线。另一方面,在比较例1~6中,与本发明相异,将铜浓度调整成高于80ppm的冷却液供给到在线。
针对在实施例1~9、比较例1~6中的铜浓度不同的冷却液的准备,进行详述。
首先,使碳化硅(SiC)磨粒分散于乙二醇类的分散剂中。这样制作出来的冷却液的铜浓度是5ppm。因此,将此制作出来的冷却液填充入与图4同样的线锯中,且使用在表面有镀黄铜而成的线,将硅块切片,并通过使线表面的镀覆部磨耗而使铜混入冷却液中,来调整冷却液中的铜浓度。由于已知线表面的镀黄铜量和镀覆的组成,因此可利用调整线要被磨耗的距离,将冷却液中的铜浓度调整成目标浓度。
而且,分别使用这样制作出来的用于实施例1~9、比较例1~6的铜浓度不同的冷却液,将直径300mm的单晶硅块切片来作为本试验。
要进行切片的硅块,是源自通过MCZ法(磁场CZ法,Magnetic field Czochralskimethod)提拉而得的硅晶锭,且添加有作为掺杂物的硼。准备了比电阻是0.03Ω·cm、0.02Ω·cm、0.01Ω·cm这样不同的三种块体。而且,针对各个块体,对所使用的各冷却液,算出切片晶圆的铜污染浓度,并比较该浓度。
此外,在本试验中,线是使用表面没有镀覆的线,以防止在切片中铜从线混入冷却液中。
冷却液中的铜浓度是利用下述方法分析。
从由线锯采取出来的冷却液中,量取250mg的量作为试料,混合硝酸与氢氟酸的混酸,以微波进行分解处理后,以硝酸溶液稀释来制作成检测液。将此检测液适当稀释,并通过原子吸光法对所含有的铜的量进行定量。此外,在所述的测定前处理中,由于含在冷却液中的SiC磨粒没有被分解,因此冷却液中的铜浓度是由预先测定好的冷却液中的SiC浓度来求得冷却液中的分散剂重量,再作为相对于分散剂重量的浓度来算出。
此外,切片晶圆的铜污染浓度的测定通过以下方法分析。
利用线锯切片而得的晶圆,在表面存在有破裂(crack)层或应变层,已知在此部分中高浓度地含有铜或其他金属。因此,为了测定扩散到晶圆的内部的铜的浓度,必须要去除这个部分。因此,将切片晶圆的表面50微米的部分(双面共100微米),用混合硝酸与氢氟酸的液体蚀刻来除去,并将剩余的部分作为分析用样本。
进而,将分析用样本以清洗液来清洗,并以表示于日本专利公开2002-368052号公报中的方法,完全溶解而得到试料溶液,其中清洗液混合有氢氟酸、盐酸、过氧化氢、纯水。
即,通过将分析用样本与氢氟酸、硝酸的混合酸溶液配置于同一个密闭容器内并加热,将样本暴露于含有氢氟酸和硝酸的蒸气中而将样本完全分解,进而,通过以100~150℃加热2~24小时,实行分解物的去硅处理,然后,将蒸发干燥而得到的残渣以稀氢氟酸溶解来制作试料溶液。
而且,将所得到的试料溶液以硝酸溶液适当稀释并以ICP-MS(感应耦合电浆质谱仪,Inductively coupled plasma mass spectroscopy)进行分析。此外,这些操作是利用将切片晶圆解理后的分析片(analysis chip)进行。
将这样实施的实验结果,整理于表1~3、图1~图3中。将比电阻是0.03Ω·cm的块体的结果示于表1和图1,将比电阻是0.02Ω·cm的块体的结果示于表2和图2,将比电阻是0.01Ω·cm的块体的结果示于表3和图3。
表1
表2
表3
从表1~表3和图1~图3明显可知,通过将冷却液中的铜浓度设为80ppm以下(实施例1~9),相较于高于80ppm的情况(比较例1~6),能将切片而得的晶圆中所含有的铜污染浓度降低到1/5以下。并且,在晶锭中的比电阻相同的情况下,比较各实施例1~3可知,能使铜污染浓度在此低数值的情况下变得平均。比较各实施例4~6或实施例7~9也可得知,同样地,能稳定地得到低铜污染浓度的切片晶圆。
此外,针对比电阻高于0.03Ω·cm的情况(具体而言是0.04Ω·cm)也与上述实施例和比较例同样地制作切片晶圆,结果发现冷却液中的铜浓度与切片晶圆的铜污染浓度之间的关系,具有与表1~表3或图1~图3同样的倾向。即,冷却液中的铜浓度是80ppm以下时,晶圆的铜污染浓度会保持成较低,而在高于此的铜浓度的情况下,铜污染浓度也变高了。
扩散在单晶硅中的铜的量,会随着硅中含有的硼的浓度变大而变成高浓度。如上所述,这是因为铜由于会与硼成为结合体而会变得容易向硅扩散。因此,如实施例1~9这样切断硼浓度较高且比电阻较小(0.03Ω·cm以下)的硅单晶时,相较于硼浓度小于此且比电阻高的情况(例如0.04Ω·cm以上),容易因冷却液中的铜浓度而使切片晶圆的铜污染浓度变高。因此,将冷却液中的铜浓度抑制在80ppm以下的本发明,对于比电阻在0.03Ω·cm以下的情况下会特别有效。
此外,本发明并不被限定于上述实施方式。上述实施方式为例示,具有与本发明的权利要求书中记载的技术思想实质性相同的结构,并起到同样作用效果的方式,任何方式均包含在本发明的技术范围内。
例如在实施例中,虽然是针对使用游离磨粒方式的线锯的本发明的切片方法进行了表示,但如上所述,当然也可以将本发明应用于使用固定磨粒方式的线锯的切片方法。

Claims (15)

1.一种切片方法,其使用线锯,一边对于卷绕在多个线导件上的线供给冷却液,一边使所述线移动,且使硅晶锭压抵于该线并切断该硅晶锭,来得到多片切片晶圆,该切片方法的特征在于,
在向所述线供给冷却液之前,预先测定冷却液中的铜浓度,并使用铜浓度是80ppm以下的冷却液,从而将供给到所述线的冷却液中的铜浓度设为80ppm以下。
2.根据权利要求1所述的切片方法,其特征在于,当将供给到所述线后的冷却液回收到槽内,并且将容置于该槽内的冷却液供给到线来循环使用时,将所述槽内的冷却液的铜浓度管理在80ppm以下。
3.根据权利要求1所述的切片方法,其特征在于,将用于调整所述要切断的硅晶锭的比电阻所添加的掺杂物设为硼。
4.根据权利要求2所述的切片方法,其特征在于,将用于调整所述要切断的硅晶锭的比电阻所添加的掺杂物设为硼。
5.根据权利要求1所述的切片方法,其特征在于,将所述要切断的硅晶锭的比电阻设为0.03Ω·cm以下。
6.根据权利要求2所述的切片方法,其特征在于,将所述要切断的硅晶锭的比电阻设为0.03Ω·cm以下。
7.根据权利要求3所述的切片方法,其特征在于,将所述要切断的硅晶锭的比电阻设为0.03Ω·cm以下。
8.根据权利要求4所述的切片方法,其特征在于,将所述要切断的硅晶锭的比电阻设为0.03Ω·cm以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的切片方法,其特征在于,将向所述线供给的冷却液的pH值设在5~7的范围内。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的切片方法,其特征在于,将所述硅晶锭的直径设为450mm以上。
11.根据权利要求9所述的切片方法,其特征在于,将所述硅晶锭的直径设为450mm以上。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的切片方法,其特征在于,将所述冷却液设为含有磨粒。
13.根据权利要求9所述的切片方法,其特征在于,将所述冷却液设为含有磨粒。
14.根据权利要求10所述的切片方法,其特征在于,将所述冷却液设为含有磨粒。
15.根据权利要求11所述的切片方法,其特征在于,将所述冷却液设为含有磨粒。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112829096A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 镇江耐丝新型材料有限公司 一种表面无黄铜镀层的切割钢丝及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102640266A (zh) * 2009-10-07 2012-08-15 胜高股份有限公司 利用线锯的硅锭的切割方法和线锯

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW311108B (en) * 1996-02-02 1997-07-21 Nippei Toyama Corp The slurry managing system and method for wire saws
JP3244426B2 (ja) 1996-03-26 2002-01-07 信越半導体株式会社 ワイヤソー用ワイヤの製造方法及びワイヤソー用ワイヤ
JP3219142B2 (ja) * 1997-12-17 2001-10-15 信越半導体株式会社 半導体シリコンウエーハ研磨用研磨剤及び研磨方法
US6884721B2 (en) * 1997-12-25 2005-04-26 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Silicon wafer storage water and silicon wafer storage method
JP3255103B2 (ja) * 1997-12-25 2002-02-12 信越半導体株式会社 シリコンウエーハの保管用水及び保管する方法
JP2002270568A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Mimasu Semiconductor Industry Co Ltd 半導体ウエーハの製造方法および金属モニタリング装置
JP3768891B2 (ja) * 2002-01-31 2006-04-19 三益半導体工業株式会社 廃スラッジの再利用システム
JP2004075859A (ja) * 2002-08-19 2004-03-11 Chubu Kiresuto Kk 研磨スラリーの清浄化法
JP2005057054A (ja) 2003-08-04 2005-03-03 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 半導体ウェーハおよびその製造方法
US20090211167A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Sumco Corporation Slurry for wire saw
JP2010040935A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Sumco Corp エピタキシャルシリコンウェーハおよびその製造方法
MY159778A (en) * 2008-12-31 2017-01-31 Memc Singapore Pte Ltd Methods to recover and purify silicon paricles from saw kerf
JP2011005561A (ja) * 2009-06-23 2011-01-13 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンインゴットの切断方法および切断システム
JP2011016185A (ja) * 2009-07-08 2011-01-27 Sumco Corp スラリー流通経路の洗浄液およびその洗浄方法
WO2011105255A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 株式会社Sumco 半導体ウェーハの製造方法
DE112011101518B4 (de) * 2010-04-30 2019-05-09 Sumco Corporation Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern
JP5495981B2 (ja) * 2010-06-29 2014-05-21 京セラ株式会社 半導体基板の製造方法
JP2012024866A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Sumco Corp ワイヤソー切断スラッジの回収方法およびその装置
JP2013146802A (ja) * 2012-01-17 2013-08-01 Panasonic Corp シリコン加工粉不純物除去装置及び方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102640266A (zh) * 2009-10-07 2012-08-15 胜高股份有限公司 利用线锯的硅锭的切割方法和线锯

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