DE112015001156B4

DE112015001156B4 - Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks und Prozessflüssigkeit

Info

Publication number: DE112015001156B4
Application number: DE112015001156.0T
Authority: DE
Inventors: Keiichi Kanbayashi
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2035-03-07
Also published as: TWI613034B; SG11201607416QA; WO2015151408A1; CN106132631A; CN106132631B; US10189181B2; JP2015196236A; TW201545840A; US20170015019A1; KR20160140647A; JP6172030B2; KR102367641B1; DE112015001156T5

Abstract

Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks, umfassend:Bilden einer Drahtreihe mittels eines Drahts (102), der zwischen einer Mehrzahl von Drahtführungen (103) spiralförmig gewickelt ist und in axialer Richtung läuft, undDrücken eines Werkstücks gegen die Drahtreihe unter Zuführen einer Schleifkörner enthaltenden Prozessflüssigkeit zu einem Kontaktabschnitt zwischen dem Werkstück und dem Draht (102), wobeiein benutzter Teil der Schleifkörner einer Behandlung mit einer Mischflüssigkeit unterzogen wird, und Wasserstoffperoxid ist.die Schleifkörner, die der Behandlung unterzogen werden, zum Aufschneiden eines Werkstücks wiederverwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischflüssigkeit eine Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks mittels einer Drahtsäge und eine Prozessflüssigkeit dafür.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren werden größere Halbleiterwafer gefordert, und es wird hauptsächlich eine Drahtsägevorrichtung verwendet, um ein solches größeres Werkstück aufzuschneiden.
Bei der Drahtsägevorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung, mit der ein Draht (ein hochfester Stahldraht) mit hoher Geschwindigkeit läuft, an den ein Werkstück (wie bei beispielsweise ein Siliziumblock) gedrückt wird, um das Werkstück unter Auftragen einer Aufschlämmung aufzuschneiden, wodurch das Werkstück gleichzeitig in viele Wafer geschnitten wird (siehe Patentdokument 1).
Es wird dazu eine Übersicht eines Beispiels für eine herkömmliche, übliche Drahtsäge in 4 gezeigt.
Wie in 4 gezeigt ist, umfasst eine Drahtsäge 101 hauptsächlich einen Draht 102 zum Aufschneiden eines Werkstücks, Drahtführungen 103, um die der Draht 102 gewickelt ist, einen Spannungsanlegemechanismus 104, um dem Draht 102 Zugkraft zu verleihen, einen Werkstückzuführmechanismus 105 zum Zuführen des aufzuschneidenden Werkstücks und Düsen 106 zum Zuführen einer Prozessflüssigkeit (Aufschlämmung), in der Schleifkörner dispergiert und beim Aufschneiden in ein Kühlmittel gemischt werden.
Der Draht 102 wird von einer Drahtwickelspule 107 abgewickelt und gelangt zu den Drahtführungen 103 über den Spannungsanlegemechanismus 104, der aus einer Pulverkupplung (ein Motor 109 mit konstantem Drehmoment), einer Tänzerwalze (ein Leergewicht) (nicht gezeigt) und dergleichen besteht, und zwar durch eine Verfahreinrichtung 108. Der Draht 102 ist um diese Drahtführungen 103 mit ungefähr 300 bis 400 Windungen gewickelt, und wird dann von einer Drahtwickelspule 107' über den anderen Spannungsanlegemechanismus 104' aufgenommen.
Darüber hinaus ist jede der Drahtführungen 103 eine Rolle, die einen Stahlzylinder aufweist, an deren Umfang ein Polyurethanharz eingepresst ist und die Nuten hat, die mit einer festen Steigung an der Oberfläche ausgebildet sind. Der gewickelte Draht 102 kann in einer hin- und hergehenden Richtung für einen vorbestimmten Zeitraum durch einen Antriebsmotor 110 angetrieben werden.
Darüber hinaus sind die Düsen 106 in der Nähe der Drahtführungen 103 und des gewickelten Drahts 102 vorgesehen, und die Aufschlämmung kann den Drahtführungen 103 und dem Draht 102 beim Aufschneiden aus dieser Düse 106 zugeführt werden. Diese Aufschlämmung ist nach dem Aufschneiden als verbrauchte Aufschlämmung erschöpft.
Mit der Drahtsäge 101 wird mittels eines Spannungsanlegemechanismus 104 eine geeignete Spannung an den Draht 102 angelegt, der Draht 102 wird mit dem Antriebsmotor 110 in einer hin- und hergehenden Richtung laufen gelassen und ein Werkstück wird unter Zuführen einer Aufschlämmung aufgeschnitten, wodurch der gewünschte aufgeschnittene Wafer erhalten wird.
Zum Aufschneiden eines Werkstücks mit einer Drahtsägevorrichtung, wie oben beschrieben, ist vorgeschlagen worden, Schleifkörner, die für dieses Aufschneiden eines Werkstücks verwendet werden, wiederholt zu verwenden (wiederzuverwenden), um die Kosten zum Herstellen der Wafer zu senken (Patentdokument 2). US 2012/0027660 A1 offenbart Verfahren zur Rückgewinnung von Silizium aus einem Sägeschnitt oder einem verbrauchten Abrasivschlamm, der beim Schneiden eines Siliziumblocks, z. B. eines einkristallinen oder polykristallinen Siliziumblocks, entsteht. US 2004/0144722 A1 offenbart ein Verfahren zur Abtrennung, Rückgewinnung und Wiederverwendung von Bestandteilen einer verbrauchten Aufschlämmung, die beim Schneiden von Siliziumwafern aus einem Siliziumblock verwendet wird.
DOKUMENTEN LISTE
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: JP H10 - 86 140 A
Patentdokument 2: JP 2002 - 519 209 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Es ist bereits bekannt, dass Metallverunreinigungen an der Oberfläche oder im Inneren eines Halbleiterwafers, insbesondere eines Siliziumwafers, einen großen Einfluss auf die Eigenschaften verschiedener Halbleiterbauelemente ausüben, für die der Wafer verwendet wird. Im Hinblick auf einen Einfluss auf Halbleiterbauelemente ist es wünschenswert, dass die Kontamination der Wafer mit Metallverunreinigungen so gering wie möglich ist. Ein Beispiel für Metallverunreinigungen, die eine Kontaminationsquelle sein können, umfasst Kupfer.
Als Verfahren zum Verhindern einer solchen Kontamination eines Wafers mit Metallverunreinigungen ist es wichtig, den Wafer nicht mit dem Metall, das eine Kontaminationsquelle sein kann, zu kontaktieren.
Die Oberfläche eines Drahts, der zum Aufschneiden eines Werkstücks mittels einer Drahtsäge verwendet wird, ist üblicherweise mit Messing überzogen.
Bei der vorstehenden Drahtsägevorrichtung wird beim Aufschneiden eines Werkstücks der Draht als solches zu einem feinen Draht in die Aufschlämmung geschabt, wodurch eine Elution des Kupfers hervorgerufen wird, bei der es sich um eine Metallverunreinigung handelt, die in der Messingplattierung enthalten ist. Dieses Kupfer haftet an Schleifkörnern in der Aufschlämmung an und bleibt in benutzten Schleifkörnern zurück. Demgemäß wird eine große Menge an Kupfer in benutzten Schleifkörnern im Vergleich zu unbenutzten neuen Schleifkörpern festgestellt.
Wie oben beschrieben, ist, wenn ein Werkstück unter erneuter Verwendung von benutzten Schleifkörnern, die eine große Menge an Kupfer enthalten, aufgeschnitten wird, eine große Menge an Kupfer im System enthalten, das die Gelegenheit vergrö-ßert, dass ein Wafer mit Kupfer in Kontakt gelangt. Demgemäß wird davon ausgegangen, dass eine größere Menge an Kupfer in den aufgeschnittenen Wafer eingeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme erzielt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks vorzusehen, mit dem die Kontamination eines Wafers mit Metallverunreinigungen unterdrückt werden kann, wenn Schleifkörner zum Aufschneiden eines Werkstücks mittels einer Drahtsägevorrichtung wiederverwendet werden.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Um die Probleme zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks vor, umfassend:

Bilden einer Drahtreihe mittels eines Drahts, der zwischen einer Mehrzahl von Drahtführungen spiralförmig gewickelt ist und in axialer Richtung läuft, und
Drücken eines Werkstücks gegen die Drahtreihe, während eine Schleifkörner enthaltende Prozessflüssigkeit zu einem Kontaktabschnitt zwischen dem Werkstück und dem Draht zugeführt wird, wobei
ein benutzter Teil der Schleifkörner einer Behandlung mit einer Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid unterzogen wird, und
die Schleifkörner, die der Behandlung unterzogen werden, zum Aufschneiden eines Werkstücks wiederverwendet werden.

Durch ein solches Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks kann eine Kontamination mit Metallverunreinigungen in einem Wafer unterdrückt werden, die nach dem Aufschneiden eines Werkstücks erhalten werden, selbst wenn die benutzten Schleifkörner verwendet werden, und kann ein hochreiner Wafer mit einer geringen Kontamination mit Metallverunreinigungen bei geringen Kosten erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Prozessflüssigkeit vor, die nach ihrem Verwenden zum Aufschneiden eines Werkstücks mittels einer Drahtsäge wiederzuverwendende Schleifkörner umfasst, wobei
eine Konzentration von Kupfer, das in den Schleifkörnern enthalten ist, 1 ppm oder weniger pro 1 g Schleifkörner beträgt.
Eine solche Prozessflüssigkeit kann die Gelegenheit eines Kontakts zwischen einem Wafer und Kupfer senken, obwohl sie wiederverwendete Schleifkörner enthält, und kann die Herstellungskosten eines Wafers reduzieren.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Das erfinderische Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks kann eine Kontamination mit Metallverunreinigungen in einem Wafer unterdrücken, der nach dem Aufschneiden eines Werkstücks erhalten wird, obwohl es benutzte Schleifkörner wiederverwendet, und kann einen hochreinen Wafer mit geringer Kontamination mit Metallverunreinigungen bei geringen Kosten produzieren. Die erfindungsgemäße Prozessflüssigkeit kann eine Gelegenheit des Kontakts zwischen einem Wafer und Kupfer senken, obwohl es recycelte Schleifkörner enthält und kann die Herstellungskosten eines Wafers reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Fließdiagramm, das ein Beispiel für das Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Darstellung, die jede Kupferkonzentration pro 1 g Schleifkörner in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt;
3 ist eine Darstellung, die jede Konzentration der verschiedenen Metalle in Wafern zeigt, die durch Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 erhalten werden;
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine übliche Drahtsäge zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
Wie oben beschrieben, gibt es beim Wiederverwenden von Schleifkörnern, die zum Aufschneiden eines Werkstücks verwendet werden, ein Problem hinsichtlich der Kontamination eines Wafers mit Metall, da die Schleifkörner aufgrund eines Drahts usw. mit Metallen kontaminiert werden, so dass die Qualität schlechter wird.
Demgemäß haben die vorliegenden Erfinder spezielle Forschung betrieben, um diese Probleme zu lösen, und haben daher verstanden, dass bei Wiederverwendung von Schleifkörnern, die zum Aufschneiden eines Werkstücks verwendet werden, es möglich ist, die Kontamination eines Wafers mit Metallverunreinigungen dadurch zu unterdrücken, dass die benutzten Schleifkörner mit einer Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid behandelt werden, womit die vorliegende Erfindung abgeschlossen ist.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks mit Bezug auf das Fließdiagramm der 1 beschrieben.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufschneiden eines Werkstücks umfasst die folgenden Schritte: (a) Durchführen des ersten Aufschneidens eines Werkstücks, (b) Wiedergewinnen der benutzten, in Schritt (a) erschöpften, verwendeten Schleifkörner, (c) Behandeln der benutzten Schleifkörner mit einer Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid, (d) Wiederverwenden der behandelten, in Schritt (c) erhaltenen Schleifkörner und (e) Durchführen des zweiten Aufschneidens eines Werkstücks. Wie in 1 gezeigt, können die benutzten, in Schritt (e) erschöpften Schleifkörner auch durch Wiederholen von Schritt (b) bis Schritt (e) wiederverwendet werden.
In Schritt (a) ist es möglich, ein Werkstück durch Verwenden einer Drahtsäge 101 aufzuschneiden, wie zum Beispiel in 4 gezeigt.
Bei dieser Drahtsäge 101, wird ein Werkstück durch einen Draht 102 aufgeschnitten, während eine Aufschlämmung, die Schleifkörner enthält, von den Düsen 106 zugeführt wird. Die zum Aufschneiden eines Werkstücks verwendete Aufschlämmung ist als verbrauchte Aufschlämmung erschöpft.
Das Werkstück kann in geeigneter Weise abhängig vom Material eines herzustellenden Wafers ausgewählt werden, einschließlich einem Block, der zum Beispiel aus einem Silizium, Glas, Keramik und so weiter besteht.
Veranschaulichende Beispiele für die Schleifkörner umfassen - obwohl es keine spezielle Beschränkung darauf gibt - Siliziumcarbid, das generell für eine Drahtsäge verwendet wird.
Üblicherweise wird als Draht ein solcher verwendet, bei dem die Oberfläche mit Messing plattiert ist. Diese Messingplattierung wird häufig in einem Prozess zum Drahtziehen eines Drahtstabs verwendet, bei dem es sich um ein Grundmaterial für einen Draht handelt, um ihn zu dem Draht mit einem feineren vorgegebenen Durchmesser zu verarbeiten.
In Schritt (b) werden benutzte Schleifkörner aus der verbrauchten, diese enthaltenden Aufschlämmung wiedergewonnen, die aus einer Drahtsäge herausgelöst wurden.
Veranschaulichende Beispiele des Verfahrens zum Wiedergewinnen dieser benutzten Schleifkörner umfassen ein Verfahren, bei dem die verbrauchte Aufschlämmung, die zum Aufschneiden eines Werkstücks verwendet wird, in eine Zentrifuge gegeben wird, um Schleifkörner aus einem Kühlmittel der verbrauchten Aufschlämmung zu zentrifugieren.
Bei diesen benutzten Schleifkörnern sind Silizium, Eisen und Kupfer außer Siliziumcarbid enthalten, das ein Hauptbestandteil ist. Das Silizium wird als Einschnittverlust erzeugt, wenn ein Werkstück (Siliziumblock) aufgeschnitten wird. Das Eisen und das Kupfer werden in einer abgeschabten Menge während eines Prozesses erzeugt, bei dem ein Draht abgenutzt und zusammen mit dem Aufschneiden eines Werkstücks feiner wird. Das Kupfer und das Eisen werden aus der Messingplattierung an der Oberfläche des Drahts bzw. eines Eisendrahtabschnitts im Draht eluiert.
Wenn die benutzten Schleifkörner analysiert werden, wird Kupfer üblicherweise in einer Konzentration festgestellt, die das 100-fache oder mehr im Vergleich zu nicht benutzten, neuen Schleifkörnern beträgt.
Veranschaulichende Beispiele für das vorstehende Analyseverfahren umfassen ein Verfahren, bei dem 5 g einer benutzten Schleifkörnerprobe mit 50 cc einer gemischten Säure (gemischte Flüssigkeit aus Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure) für 3 Stunden extrahiert wird und dann auf das 10-Fache verdünnt wird und anschließend eine ICP-OES-Messung (induktiv gekoppelte plasmaoptische Emissionsspektrometrie) durchgeführt wird.
In Schritt (c) werden die benutzten Schleifkörner mit einer Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid behandelt, um Kupfer zu entfernen, bei dem es sich um eine Metallverunreinigung in den benutzten Schleifkörnern handelt, die in Schritt (b) erhalten werden.
Um das Silizium und das Eisen aus den benutzten Schleifkörnern zu entfernen, wird vorher jeweils eine Behandlung mit Natriumhydroxid bzw. Schwefelsäure durchgeführt. Allerdings reicht das nicht aus, um das Kupfer zu entfernen, und ist ein ungeeignetes Verfahren zum Entfernen von Kupfer, da eine große Menge an Kupfer in den benutzten Schleifkörnern zurückbleibt, selbst wenn jede Behandlung mit Natriumhydroxid und Schwefelsäure mittels des vorstehenden Verfahrens durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung führt eine Behandlung mit einer Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid als Verfahren zum Lösen von Kupfer durch. Dies liegt daran, dass Wasserstoffperoxid, das ein höheres Standardpotential als Kupfer in Gegenwart von Schwefelsäure hat, zum Lösen von Kupfer geeignet ist.
In diesem Fall ist das Mischverhältnis von Schwefelsäure zu Wasserstoffperoxid nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, eine Mischflüssigkeit zu verwenden, die 123 g einer 75%igen Schwefelsäure und 27 g eines 30%igen Wasserstoffperoxids enthält.
Durch Behandeln von benutzten Schleifkörnern mit einer solchen Mischflüssigkeit ist es möglich, Schleifkörner mit einer geringen Konzentration an zurückbleibendem Kupfer zu erhalten.
Als spezielle Behandlungsbedingung kann eine Bedingung erwähnt werden, bei der 10 g benutzte Schleifkörner mit der vorstehenden Mischflüssigkeit gerührt werden und anschließend filtriert und mit reinem Wasser gewaschen und dann getrocknet werden. Bei dieser Bedingung kann die Temperatur auf 25°C eingestellt und die Behandlungszeit kann auf 24 Stunden eingestellt werden, wenn eine Behandlung mit der Mischflüssigkeit erfolgt.
Durch die vorstehende Behandlung wird die Kupferkonzentration in den benutzten Schleifkörnern gleich oder geringer als der Wert vor der Benutzung, zum Beispiel 1 ppm oder weniger. Dies kann die Gelegenheit eines Kontakts zwischen einem Wafer und dem Kupfer senken, wenn es als Prozessflüssigkeit zum Aufschneiden eines Werkstücks wiederverwendet wird, wie später beschrieben.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Erfindung die vorstehende Behandlung mit dem Ziel zum Reduzieren der Konzentration eines Kupfers durchgeführt wird, bei dem es sich um eine Metallverunreinigung handelt, die einen besonders schlechten Einfluss auf den Wafer ausübt. Allerdings kann erwartet werden, dass die Schleifkörner, die einer solchen Behandlung unterzogen werden, eine Wirkung dahingehend erzielen, dass die Konzentrationen von anderen Arten von Metallverunreinigungen, wie beispielsweise Natrium, Magnesium, Aluminium, Chrom, Eisen, Nickel und Zink, bei einer Wiederverwendung zum Aufschneiden eines Werkstücks reduziert werden.
In Schritt (d) werden die behandelten, in Schritt (c) erhaltenen Schleifkörner wiederverwendet. Insbesondere werden die behandelten Schleifkörner in ein Kühlmittel dispergiert, um eine Prozessflüssigkeit (Aufschlämmung) herzustellen.
Als Kühlmittel ist es möglich, denselben Typ wie das Kühlmittel in der für Schritt (a) benutzten Aufschlämmung zu verwenden, obwohl keine besondere Beschränkung in dieser Hinsicht besteht, solange es für die Aufschlämmung einer Drahtsäge verwendet wird. Veranschaulichende Beispiele dafür umfassen ein Dispersionsmedium auf Glycolbasis.
Eine solche Prozessflüssigkeit kann die Gelegenheit eines Kontakts zwischen einem Wafer und Kupfer bei der Wiederverwendung senken, kann die Kosten für die Aufschlämmung senken, da sie wiederverwendet wird, so dass im Ergebnis die Produktionskosten eines Wafers gesenkt werden können.
In Schritt (e) wird ein Aufschneiden eines Werkstücks durchgeführt, indem die in Schritt (d) erhaltene Aufschlämmung verwendet wird. Dieser Schritt ist im Grunde derselbe Schritt wie Schritt (a), und es ist möglich, dieselbe Vorrichtung wie die in Schritt (a) verwendete Drahtsäge wieder zu verwenden.
Die verwendeten Schleifkörner in dieser, in Schritt (e) erschöpften, verbrauchten Aufschlämmung können einer Rückgewinnung des Schritts (b), einer Behandlung des Schritts (c) und einer Wiederverwendung des Schritt (d) in gleicher Weise wie Schritt (a) unterzogen werden, und können wieder zum Aufschneiden eines Werkstücks verwendet werden. In diesem Fall können neue Schleifkörner zugeführt werden, um die Mangelhaftigkeit der Schleifkörner abzudecken, und nach dem Mischen mit dem benutzten Teil ganz selbstverständlich wiederverwendet werden.
Ein solches Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks kann eine Kontamination mit Metallverunreinigungen in einem Wafer unterdrücken, der nach dem Aufschneiden eines Werkstücks erhalten wird, obwohl benutzte Schleifkörner wiederverwendet werden, und kann einen hochreinen Wafer mit geringer Kontamination mit Metallverunreinigungen bei geringen Kosten erzeugen.
BEISPIEL
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung spezieller mit Bezug auf ein Experiment, Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
Experiment
Nach dem Aufschneiden eines Siliziumblocks mit einem Durchmesser von 300 mm unter Verwendung von #2000 Schleifkörnern wurden 5 g einer Probe der benutzten Schleifkörner mit 50 cc einer gemischten Säure (gemischte Flüssigkeit aus Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure) für 3 Stunden extrahiert und anschließend auf das 10-Fache verdünnt und dann einer ICP-OES-Messung unterzogen. Als Ergebnis der Analyse, die mit diesem Verfahren durchgeführt wird, war die Kupferkonzentration in 1 g Schleifkörnern 143,000 ppm bei den benutzten Schleifkörnern gegenüber 1,87 ppm bei unbenutzten, neuen Schleifkörnern.
Beispiel 1
Die verwendeten Schleifkörner, die in dem Experiment erhalten wurden, wurden mit einer Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid behandelt und analysiert. Als Behandlung wurden 10 g der benutzten Schleifkörner mit einer Flüssigkeit gerührt, in der 123 g 75%ige Schwefelsäure und 27 g 30%iges Wasserstoffperoxid gemischt worden waren, und anschließend filtriert, mit reinem Wasser gewaschen und dann getrocknet. Die Behandlung mit der Mischflüssigkeit wurde bei einer Temperatur von 25°C für eine Behandlungsdauer von 24 Stunden durchgeführt. Wie im oben beschriebenen analytischen Verfahren wurden 5 g einer Probe der benutzten Schleifkörner mit 50 cc einer Mischsäure (Mischflüssigkeit von Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure) für 3 Stunden extrahiert, und dann auf das 10-Fache verdünnt und anschließend einer ICP-OES-Messung unterzogen.
Die Schleifkörner, die der vorstehenden Behandlung unterzogen wurden, wurden wie im Experiment analysiert. Im Ergebnis betrug die Kupferkonzentration, die in 1 g der Schleifkörner enthalten ist, 0,42 ppm und wurde auf ein Niveau eines dreihundertstel Teil von Schleifkörnern vor der Behandlung reduziert. Das Ergebnis ist in 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Die benutzten Schleifkörner, die im Experiment erhalten werden, wurden jeweils einer Behandlung mit Natriumhydroxid und Schwefelsäure unterzogen, die ein herkömmliches Verfahren ist, und wie im Experiment und Beispiel analysiert. Im Ergebnis betrug die Kupferkonzentration, die in 1 g Schleifkörnern enthalten ist, 141,34 ppm, was keine Änderung des Werts vor der Behandlung darstellt. Das Ergebnis ist in 2 gezeigt.
Es hat sich gezeigt, dass die benutzten Schleifkörner, die in Beispiel 1 mit einer Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid behandelt wurden, die Kupferkonzentration auf ein Niveau reduzieren können, das gleich oder niedriger als das der neuen Schleifkörner ist, da die Kupferkonzentration der unbenutzten, neuen Schleifkörner 1,87 ppm betrug. Darüber hinaus ist offenbart worden, dass ein signifikanter Unterschied der Kupferkonzentration zwischen jedem der behandelten Schleifkörner beobachtet werden kann, die durch Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 erhalten werden, wie in 2 gezeigt.
Beispiel 2
Um den Einfluss von Kupfer zu bestätigen, der in Schleifkörnern enthalten ist, der auf die Kupferkonzentration in einem aufgeschnittenen Wafer ausgeübt werden, wurde ein Siliziumblock mit einem Durchmesser von 300 mm mittels behandelter, in Beispiel 1 erhaltener Schleifkörner aufgeschnitten. Beim Aufschneiden wurden unbenutztes, neues Kühlmittel und ein Draht mit der Oberfläche ohne Plattierung hergestellt und als zu mischendes Kühlmittel verwendet, das mit den Schleifkörnern bzw. dem Draht zu mischen ist.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Siliziumblock wurde wie im Beispiel 2 durch Verwendung von behandelten Schleifkörnern, die im Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurden, aufgeschnitten.
Jeder der durch Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Wafer wurde wie folgt analysiert.
Als analytische Proben wurden zwei Wafer (Probe 1 und Probe 2) aus mehreren Wafern genommen, die durch Aufschneiden eines Werkstücks erhalten wurden. Jede Oberfläche von 50 µm der erhaltenen Wafer wurde abgeätzt und dann wurden drei Teststücke aus jedem Wafer herausgeschnitten, was insgesamt 6 Proben ergab. Die Teststücke wurden aus der Umgebung des zentralen Teils der Wafer herausgeschnitten. Auf den gesammelten Proben wurden die Konzentrationen der Metallverunreinigungen durch ICP-MS-Messung (induktiv gekoppelte Plasmamassenspektrometrie) durch ein vollständiges Lösungsverfahren analysiert, um die Konzentrationen an Kupfer, Natrium, Magnesium, Aluminium, Chrom, Eisen, Nickel und Zink, die in jedem Wafer enthalten waren, zu quantifizieren. Die Ergebnisse sind in 3 gezeigt.
Auf die Messungen der Kupferkonzentration in einem Wafer, der durch Vergleichsbeispiel 2 erhalten wird, wurden Kupferkonzentrationen von 9,49E+12 Atomen/cm³ maximal und 3,61E-11 Atomen/cm³ minimal ermittelt, wie in 3 gezeigt.
Demgegenüber wurden beim Messen der Kupferkonzentration in einem durch das Beispiel 2 erhaltenen Wafer Kupferkonzentrationen von 4,14E-11 Atomen/cm³ maximal und 1,85E+11 Atomen/cm³ m minimal festgestellt, wie in 3 gezeigt.
Bei Vergleich der beiden Kupferkonzentrationen in aufgeschnittenen Wafern war der maximale Wert der zweiundzwanzigste Teil oder weniger und der minimale Wert war die Hälfte oder weniger im Beispiel 2 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 2, was zeigt, dass die Kupferkonzentration reduziert werden kann.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Konzentrationen in Beispiel 2, die gleich oder unter denen im Vergleichsbeispiel 2 liegen, auf die Nicht-Kupfermetalle reduziert werden können, nämlich Natrium, Magnesium, Aluminum, Chrom, Eisen, Nickel und Zink, wie in 3 gezeigt ist.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist gezeigt worden, dass das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks eine Kontamination mit Metallverunreinigungen in einem Wafer unterdrücken kann, der nach dem Aufschneiden eines Werkstücks erhalten wird, obwohl es benutzte Schleifkörner wiederverwendet, und einen hochreinen Wafer mit geringer Kontamination mit Metallverunreinigungen bei niedrigen Kosten produzieren kann.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist sondern in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zum Aufschneiden eines Werkstücks, umfassend: Bilden einer Drahtreihe mittels eines Drahts (102), der zwischen einer Mehrzahl von Drahtführungen (103) spiralförmig gewickelt ist und in axialer Richtung läuft, und Drücken eines Werkstücks gegen die Drahtreihe unter Zuführen einer Schleifkörner enthaltenden Prozessflüssigkeit zu einem Kontaktabschnitt zwischen dem Werkstück und dem Draht (102), wobei ein benutzter Teil der Schleifkörner einer Behandlung mit einer Mischflüssigkeit unterzogen wird, und Wasserstoffperoxid ist. die Schleifkörner, die der Behandlung unterzogen werden, zum Aufschneiden eines Werkstücks wiederverwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischflüssigkeit eine Mischflüssigkeit aus Schwefelsäure und ist.
Prozessflüssigkeit, die nach ihrem Verwenden zum Aufschneiden eines Werkstücks mittels einer Drahtsäge (101) wiederzuverwendende Schleifkörner umfasst, wobei eine Konzentration von Kupfer, das in den Schleifkörnern enthalten ist, 1 ppm oder weniger pro 1 g Schleifkörner beträgt.