DE112017005669T5 - Schleifkörner, beurteilungsverfahren dafür und waferherstellungsverfahren - Google Patents

Schleifkörner, beurteilungsverfahren dafür und waferherstellungsverfahren Download PDF

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Abstract

Bereitgestellt sind Schleifkörner, wobei die Qualität eines durch eine Drahtsäge zertrennten Wafers stabilisiert werden kann, ein Beurteilungsverfahren für die Schleifkörner und ein Waferherstellungsverfahren, das Zertrennen eines Wafers unter Verwendung einer Slurry umfasst, die solche Schleifkörner beinhaltet. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine vorbestimmte Menge an Schleifkörnern als eine Schleifkornprobengruppe vorbereitet, wird der Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe gemessen, wird die Anzahl an Schleifkörnern in der Schleifkornprobengruppe als Ganzes gezählt, werden Schleifkörner mit einem Korndurchmesser gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Referenzkorndurchmesserkriterium, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser der Schleifkornprobengruppe ist, als kleine Körner definiert und wird die Anzahl der kleinen Körner gezählt, wird ein Kleines-Korn-Anteil als der in der Schleifkornprobengruppe als Ganzes eingenommene Zahlenanteil der kleinen Körner berechnet, und wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Kleines-Korn-Anteil gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Schleifkörner und ein Beurteilungsverfahren dafür und insbesondere Schleifkörner, die in einem Zertrennungs(slicing)schritt verwendet werden, der eine Drahtsäge mit losen Körnern verwendet, und ein Beurteilungsverfahren dafür. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Waferherstellungsverfahren, das einen Schritt des Zertrennens eines Ingots unter Verwendung einer Slurry beinhaltet, die solche Schleifkörner enthält.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Ein Zertrennungsschritt ist einer der Herstellungsprozesse für einen Siliziumwafer, der ein Halbleitervorrichtungsmaterial ist. Eine Drahtsäge wird in dem Zertrennungsschritt verwendet und eine Anzahl an Siliziumwafern, die jeweils eine festgelegte Dicke aufweisen, wird durch Zertrennen eines Siliziumeinkristallingots, der z. B. durch ein CZ-Verfahren gewachsen ist, unter Verwendung einer Drahtsäge mit losen Körnern produziert.
  • Hinsichtlich des Zertrennens unter Verwendung der Drahtsäge mit losen Körnern beschreibt zum Beispiel Patentdokument 1, dass eine Slurry verwendet wird, die durch Vermischen von Schleifkörnern mit einer Rundheit von 0,900 oder größer und eines Kühlmittels erhalten wird. Ferner beschreibt Patentdokument 2, dass bei einem Verfahren zum Wiederverwenden einer Slurry durch Rückgewinnen effektiver Schleifkörner aus einer verwendeten Slurry, Entfernen von abgenutzten Schleifkörnern und Hinzufügen von neuen Schleifkörnern in einer Menge, die den entfernten Schleifkörnern entspricht, die durchschnittliche Rundheit der neuen Schleifkörner auf einen Bereich von 0,855 bis 0,875 festgelegt wird, der Gewichtsanteil der neuen Schleifkörner auf näherungsweise 20 % festgelegt wird und die durchschnittliche Rundheit der Schleifkörner, die in der wiederverwendeten Slurry enthalten sind, auf einen Bereich von 0,870 bis 0,885 festgelegt wird.
  • Ferner beschreibt Patentdokument 3, dass eine zusätzliche Schleifkorngruppe vorbereit wird und eine vorbestimmte Menge der zusätzlichen Schleifkorngruppe zu einer Schleifkorngruppe, die in einer Schneideverarbeitung verwendet wird, hinzugefügt und mit dieser vermischt wird und ihre Sortierungsverarbeitung an der vermischten Schleifkorngruppe durchgeführt wird, so dass die Korngröße gleich einem oder größer als ein erster Schleifkorndurchmesser und gleich einem oder kleiner als ein zweiter Schleifkorndurchmesser wird. Gemäß diesem Verfahren kann die vermischte Schleifkorngruppe verwendet werden, um einen Polierschritt auszuführen, dessen Qualität äquivalent zu jener der neuen Schleifkorngruppe ist, während die Menge an Schleifkörnern, die weggeworfen werden, reduziert wird. Ferner beschreibt Patentdokument 4 einen Slurry-Tank, der dazu in der Lage ist, Schleifkörner gleichmäßig, ohne Aggregation, in einem Kühlmittel zu dispergieren. Wenn dieser Slurry-Tank verwendet wird, wird eine Slurry ohne Aggregationen an eine Drahtsäge geliefert, um eine Zertrennarbeit zu stabilisieren, wodurch ein Wafer mit exzellenter Qualitätsstabilität erhalten wird.
  • [Zitatliste]
  • [Patentdokumente]
    • [Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. 2013-91141
    • [Patentdokument 2] Japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. 2004-255534
    • [Patentdokument 3] Japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. 2011-218516
    • [Patentdokument 4] Japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. 2000-61843
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • [Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
  • Beim Zertrennen eines Ingots unter Verwendung der Drahtsäge werden Schleifkörner mit Bezug auf vorbestimmte Qualitätsbeurteilungselemente, wie etwa Korngrößenverteilung oder Rundheit davon, zur Stabilisierung einer Bearbeitungsqualität untersucht und nur die Schleifkörner, die ein gewisses Qualitätskriterium erfüllen, werden verwendet.
  • Selbst wenn herkömmliche Schleifkörner, die das Qualitätskriterium erfüllen, zum Durchführen des Zertrennens verwendet werden, ist jedoch die Ebenheit eines Wafers manchmal gut und manchmal schlecht. Dementsprechend wird eine Waferbearbeitungsqualität nicht zufriedenstellend stabilisiert.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, Schleifkörner, die zum Verbessern der Ebenheit eines Wafers, der durch eine Drahtsäge mit losen Körnern zertrennt wird, und zum Stabilisieren einer Bearbeitungsqualität in der Lage sind, und ein Beurteilungsverfahren dafür bereitzustellen. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Waferherstellungsverfahren bereitzustellen, das einen Schritt des Zertrennens eines Wafers unter Verwendung einer Slurry beinhaltet, die solche Schleifkörner enthält.
  • [Mittel zum Lösen des Problems]
  • Um das obige Problem zu lösen, beinhaltet ein Schleifkornbeurteilungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes: Vorbereiten einer vorbestimmten Menge an Schleifkörnern als eine Schleifkornprobengruppe; Messen der Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe und Zählen der Anzahl der Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; Definieren von Schleifkörnern mit einem Korndurchmesser gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Durchmesserkriterium, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser der Schleifkornprobengruppe ist, als kleine Körner und Zählen der Anzahl der kleinen Körner; Berechnen eines Kleines-Korn-Anteils, der der in der Schleifkornprobengruppe eingenommene Zahlenanteil der kleinen Körner ist; und Bestimmen, ob der Kleines-Korn-Anteil gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Ursachen einer Verschlechterung der Ebenheit eines Wafers zu beseitigen, indem der Anteil kleiner Körner, die in der Schleifkornprobengruppe enthalten sind, durch den Zahlenanteil beurteilt wird, wodurch es ermöglicht wird, eine Waferzertrennungsqualität zu verbessern und zu stabilisieren.
  • Das Schleifkornbeurteilungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet bevorzugt Folgendes: Messen der Korngrößenverteilung basierend auf dem Volumen der Schleifkornprobengruppe aus den Korndurchmessern der einzelnen Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; Berechnen des durchschnittlichen Korndurchmessers der Schleifkornprobengruppe aus der gemessenen Korngrößenverteilung; und Definieren der in einem Bereich verteilten Schleifkörner, die gleich einem oder kleiner als ein Korndurchmesserkriterium sind, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser ist, als die kleinen Körner. Ferner ist das Korndurchmesserkriterium bevorzugt 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers. Dementsprechend können die kleinen Körner klar und einfach definiert werden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist der Schwellenwert bevorzugt 50 %. Wenn der Kleines-Korn-Anteil der Schleifkörner gleich oder kleiner als 50 % ist, ist es möglich, einen Wafer mit einer zufriedenstellenden Ebenheit zu produzieren und die Waferbearbeitungsqualität zu stabilisieren.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Kleines-Korn-Anteil gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, bevorzugt bestimmt, dass die Schleifkornprobengruppe beim Zertrennen eines Ingots durch eine Drahtsäge verwendet werden kann, während, wenn der Kleines-Korn-Anteil größer als der Schwellenwert ist, bevorzugt bestimmt wird, dass die Schleifkornprobengruppe nicht beim Zertrennen verwendet werden kann. Durch Unterbinden der Verwendung der Schleifkörner mit einem Kleines-Korn-Anteil, der größer als der Schwellenwert ist, können die Waferebenheit und die Waferbearbeitungsqualität verbessert werden.
  • Schleifkörner gemäß der vorliegenden Erfindung sind Schleifkörner, deren Kleines-Korn-Anteil, der der in der Schleifkornprobengruppe eingenommene Zahlenanteil kleiner Körner ist, 50 % oder weniger als Ergebnis von Folgendem ist: Messen der Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe und Zählen der Anzahl der Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; und Definieren von Schleifkörnern mit einem Korndurchmesser gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Durchmesserkriterium, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser der Schleifkornprobengruppe ist, als die kleinen Körner und Zählen der Anzahl der kleinen Körner. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Wafer mit einer zufriedenstellenden Ebenheit mittels Zertrennen eines Ingots unter Verwendung einer Drahtsäge herzustellen und die Waferbearbeitungsqualität zu stabilisieren.
  • Ein Waferherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Zertrennungsschritt des Zertrennens eines Ingots unter Verwendung einer Drahtsäge mit losen Körnern mit einer Slurry, die die Schleifkörner gemäß der vorliegenden Erfindung mit den obigen Merkmalen enthält. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Wafer mit einer zufriedenstellenden Ebenheit herzustellen und die Waferbearbeitungsqualität zu stabilisieren.
  • Ferner beinhaltet ein Waferherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einen Untersuchungsschritt des Untersuchens von Schleifkörnern hinsichtlich der Qualität; und einen Zertrennungsschritt des Zertrennens eines Ingots unter Verwendung einer Drahtsäge mit losen Körnern mit einer Slurry, die die Schleifkörner enthält, die die Untersuchung bestanden haben. Der Untersuchungsschritt beinhaltet einen Kleines-Korn-Anteil-Untersuchungsschritt des Untersuchens des Kleines-Korn-Anteils der Schleifkörner. Der Kleines-Korn-Anteil-Untersuchungsschritt beinhaltet Folgendes: Vorbereiten einer vorbestimmten Menge an Schleifkörnern als eine Schleifkornprobengruppe; Messen der Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe und Zählen der Anzahl der Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; Definieren von Schleifkörnern mit einem Korndurchmesser gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Durchmesserkriterium, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser der Schleifkornprobengruppe ist, als kleine Körner und Zählen der Anzahl der kleinen Körner; Berechnen eines Kleines-Korn-Anteils, der der in der Schleifkornprobengruppe eingenommene Zahlenanteil der kleinen Körner ist; und Bestimmen, ob der Kleines-Korn-Anteil gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Wafer mit einer zufriedenstellenden Ebenheit herzustellen und die Waferbearbeitungsqualität zu stabilisieren.
  • [Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Schleifkörner, die zum Verbessern der Ebenheit eines Wafers, der durch eine Drahtsäge mit losen Körnern zertrennt wird, und Stabilisieren einer Bearbeitungsqualität in der Lage sind, und ein Beurteilungsverfahren dafür bereitzustellen. Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Waferherstellungsverfahren bereitzustellen, das einen Schritt des Zertrennens eines Wafers unter Verwendung einer Slurry beinhaltet, die solche Schleifkörner enthält.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Siliziumwaferherstellungsverfahrens;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der Drahtsäge mit losen Körnern schematisch veranschaulicht;
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Schleifkornuntersuchungsschritt schematisch veranschaulicht;
    • 4A und 4B sind jeweils ein Korngrößenverteilungsgraph zum Erklären eines Kleines-Korn-Anteil-Berechnungsverfahrens;
    • 5 ist ein Graph, der die volumenbasierten Korngrößenverteilungen der Schleifkornprobengruppen A und B veranschaulicht;
    • 6 ist ein Graph, der die zahlenbasierten Korngrößenverteilungen der Schleifkornprobengruppen A und B veranschaulicht; und
    • 7 ist ein Graph (Box-Whisker-Diagramm), der die GBIR-Werte der Wafer veranschaulicht, die dem Zertrennen unter Verwendung der Schleifkornprobengruppen C1 bis C5 unterzogen wurden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Siliziumwaferherstellungsverfahrens.
  • Wie in 1 veranschaulicht, wird ein Siliziumwafer durch sequenzielles Ausführen eines Außenperipherieschleifschrittes S11, eines Zertrennungsschrittes S12, eines Läppschrittes S13, eines Ätzschrittes S14, eines doppelseitigen Polierschrittes (Grobpolieren) S15, eines einseitigen Polierschrittes (Hochglanzoberflächenpolieren) S16, eines Reinigungsschrittes S17 und dergleichen hergestellt. Von den obigen Schritten ist der Zertrennungsschritt S12 ein Schritt des Zertrennens eines Siliziumeinkristallingots unter Verwendung einer Drahtsäge mit losen Körnern, wobei eine Anzahl an Siliziumwafern, die jeweils eine feste Dicke aufweisen, hergestellt wird.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der Drahtsäge mit losen Körnern schematisch veranschaulicht.
  • Wie in 2 veranschaulicht, ist eine Drahtsäge 1 mit losen Körnern eine sogenannte Mehrfachdrahtsäge und beinhaltet drei parallele Hauptrollen 10A, 10B und 10C, Drahtlinien 11R, die in einem festen Rastermaß zwischen den Hauptrollen 10A und 10B angeordnet sind und die durch spiralförmiges Wickeln eines Drahtes 11 über die drei Rollen 10A, 10B und 10C gebildet sind, Slurry-Düsen 20A, 20B zum Liefern einer Slurry an die Drahtlinien 11R und eine Hebevorrichtung 18 für einen Siliziumeinkristallingot 2. Eine Reihe von ringförmigen Kerben ist in einem festen Rastermaß auf der Außenperipherieoberfläche von jeder der Hauptrollen 10A, 10B und 10C gebildet und die Drahtlinien 11R sind durch Wickeln des Drahtes 11 in mehreren Windungen gebildet, wobei der Draht 11 in die ringförmigen Kerben eingepasst ist. Die Drahtlinien 11R laufen reziprok zwischen den Hauptrollen 10A und 10B durch Drehung der Hauptrollen 10A, 10B und 10C. Der Ingot 2 wird gegen die Drahtlinien 11R gepresst und wird dadurch abgeschnitten.
  • Eine Trommel 12A ist eine Drahtversorgungstrommel, um die ein neuer Draht gewickelt ist, und die andere Trommel 12B ist eine Drahtaufnahmetrommel zum Aufwickeln eines gebrauchten Drahtes. Der Draht 11 wird von der einen Trommel 12A zugeführt, durchläuft mehrere Führungsrollen 13, wird wiederholt über die Hauptrollen 10A, 10B und 10C in dieser Reihenfolge gewickelt, durchläuft nochmals die mehreren Führungsrollen 13 und wird durch die andere Trommel 12B aufgewickelt.
  • Ein Spannungsanpassungsmechanismus 14A ist in dem Bewegungspfad des Drahtes 11 zwischen der einen Trommel 12A und der Hauptrolle 10A bereitgestellt und ein Spannungsanpassungsmechanismus 14B ist in dem Bewegungspfad des Drahtes 11 zwischen der anderen Trommel 12B und der Hauptrolle 10C bereitgestellt. Die Spannungsanpassungsmechanismen 14A und 14B bestehen jeweils aus einer Tänzerrolle 15, um die der Draht 11 gewickelt ist, einen Tänzerarm 16, der die Tänzerrolle 15 drehbar stützt, und einen Aktor 17, der den Tänzerarm 16 stützt, und übermitteln jeweils eine angemessene Spannung an den Draht 11, indem die Antriebskraft des Aktors 17 genutzt wird.
  • Während der Draht 11 reziprok in einer Richtung von der einen Trommel 12A zu der anderen Trommel 12B oder in der entgegengesetzten Richtung läuft, ist es möglich, weiterhin den Kerndraht allmählich bereitzustellen, indem die Zuführungsmenge des Drahtes 11 von der Trommel 12A größer als die Zuführungsmenge des Drahtes 11 von der Trommel 12B gemacht wird. Die Trommeln 12A und 12B werden durch einen nichtgezeigten Drehmomentmotor angetrieben.
  • Während des Schneidens wird eine Slurry von den Slurry-Düsen 20A und 20B an die Drahtlinien 11R geliefert. Die Slurry wird von einem nichtgezeigten Slurry-Tank durch Rohrleitungen an die Slurry-Düsen 20A und 20B geliefert. Die Slurry-Düsen 20A und 20B weisen jeweils eine Reihe von Düsenlöchern auf, die oberhalb des Drahtes 11 positioniert sind, der die Drahtlinien 11R darstellt, und die von den Düsenlöchern ausgegebene Slurry fließt wie ein Vorhang abwärts auf den laufenden Draht 11, der die Drahtlinien 11R darstellt. Die Slurry, die an dem Draht 11 anhaftet, erreicht den Schneidepunkt des Ingots zusammen mit dem laufenden Draht 11 und der Ingot 2 wird durch den Draht 11 geschnitten, an dem die Slurry anhaftet.
  • Die Slurry wird erhalten, indem Schleifkörner in einem wasserlöslichen oder Ölkühlmittel dispergiert werden. Das Material der Schleifkörner ist bevorzugt SiC, Al2O3 oder dergleichen und das Kühlmittel ist bevorzugt ein glykolbasiertes Kühlmittel. Um eine Waferbearbeitungsqualität in dem Zertrennungsschritt S12 sicherzustellen, müssen die Schleifkörner ein gewisses Qualitätskriterium erfüllen. Dementsprechend werden die Schleifkörner hinsichtlich der Qualität vor einer tatsächlichen Verwendung in dem Zertrennungsschritt S12 untersucht.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Schleifkornuntersuchungsschritt schematisch veranschaulicht.
  • Wie in 3 veranschaulicht, wird in dem Schleifkornuntersuchungsschritt zuerst eine vorbestimmte Menge an Schleifkörnern, die als eine Schleifkornprobengruppe aus einer Schleifkorncharge extrahiert werden, vorbereitet (Schritt S21) und die vorbereiteten Schleifkörner werden hinsichtlich der Qualität untersucht (Schritt S22).
  • Qualitätsbeurteilungselemente können „Korngrößenverteilung“, „Rundheit“, „Kleines-Korn-Anteil“ und dergleichen beinhalten. Wenn das Ergebnis der Qualitätsuntersuchung der Schleifkörner aufzeigt, dass die Werte sämtlicher Qualitätsuntersuchungselemente ihre entsprechenden Kriterien erfüllen, wird bestimmt, dass die Schleifkörner, die der Untersuchung unterzogen wurden, in dem Zertrennungsschritt verwendbar sind (J in Schritten S23 und S24), während, wenn der Wert von wenigstens einem Qualitätsbeurteilungselement sein entsprechendes Kriterium nicht erfüllt, bestimmt wird, dass die Schleifkörner unbrauchbar sind (N in Schritten S23 und 25).
  • Der „Kleines-Korn-Anteil“, der eines der Qualitätsbeurteilungselemente ist, ist ein Index, der den Anteil (Zahlenanteil) kleiner Körner (feiner Körner) angibt, der in der Schleifkornprobengruppe belegt wird und der daher bisher nicht als ein quantitativer Index genutzt wurde. Die kleinen Körner tragen nicht zu dem Schneiden des Ingots bei und, was schlimmer ist, sind Hindernisse für die Schneideleistungsfähigkeit von hauptsächlich mittelgroßen Schleifkörnern, die zu dem Schneiden des Ingots beitragen, so dass, wenn der Anteil der kleinen Körner, die in der Schleifkornprobengruppe enthalten sind, groß ist, die Ebenheit des Wafers nach dem Zertrennen verschlechtert sein kann. Wenn jedoch der Kleines-Korn-Anteil auf ein gewisses Niveau oder darunter reduziert ist, kann die Ebenheit des Wafers nach dem Zertrennen zufriedenstellend gemacht werden, wodurch eine Waferbearbeitungsqualität stabilisiert werden kann.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Korndurchmesser der kleinen Körner bevorzugt gleich oder kleiner als 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers in einer Korngrößenverteilung basierend auf dem Volumen der Schleifkornprobengruppe. Durch Überwachen, dass der Korndurchmesser von Schleifkörnern in diesen Bereich fällt, kann die Qualität der Schleifkörner stabilisiert werden und kann dementsprechend eine Waferbearbeitungsqualität verbessert werden. Wenn das Korndurchmesserkriterium zum Bestimmen des kleinen Korns gleich oder kleiner als 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers festgelegt wird, ist ferner die Definition des kleinen Korns klar, um es einfach zu machen, das Korndurchmesserkriterium basierend auf einer Korngrößenverteilung festzulegen, wobei eine Identifizierung der kleinen Körner erleichtert wird, die einen Einfluss auf die Waferbearbeitungsqualität haben.
  • Der Kleines-Korn-Anteil der Schleifkörner beträgt bevorzugt 50 % oder weniger. Wenn der Kleines-Korn-Anteil 50 % oder weniger beträgt, kann die Ebenheit des Wafers nach dem Zertrennen insgesamt zufriedenstellend gemacht werden, um das Stabilisieren der Waferbearbeitungsqualität zu ermöglichen, während, wenn der Kleines-Korn-Anteil 50 % überschreitet, die Ebenheit des Wafers verschlechtert wird, mit dem Ergebnis, dass der Wafer ein vorbestimmtes Qualitätskriterium nicht erfüllt.
  • 4A und 4B sind jeweils ein Korngrößenverteilungsgraph zum Erklären eines Kleines-Korn-Anteil-Berechnungsverfahrens.
  • Bei der Berechnung des Kleines-Korn-Anteils werden zuerst die Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe gemessen und es wird eine Korngrößenverteilung D1 basierend auf dem Volumen der gesamten Schleifkornprobengruppe, wie in 4A veranschaulicht, berechnet. Ein Verfahren zum Messen der Korndurchmesser der einzelnen Schleifkörner ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel werden die Schleifkörner eines nach dem anderen fotografiert, während veranlasst wird, das eine die Schleifkörner enthaltende Flüssigkeit in einem Fließpfad zwischen Zellen aus dünnem Glas fließt, gefolgt von einer Bildverarbeitung, wobei die Korndurchmesser der einzelnen Schleifkörner gemessen werden können.
  • Dann wird ein durchschnittlicher Korndurchmesser R1 der volumenbasierten Korngrößenverteilung D1 der Schleifkornprobengruppe berechnet und der Korndurchmesser mit 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers wird als ein Schleifkorndurchmesserkriterium R2 (= 0,5R1) für die kleinen Körner festgelegt. Dementsprechend werden die kleinen Körner als Schleifkörner mit einem Korndurchmesser des Korndurchmesserkriteriums R2 = R1/2 oder kleiner definiert.
  • Dann wird auf der Basis einer Korngrößenverteilung D2 basierend auf der Anzahl der Schleifkornprobengruppe, wie in 4B veranschaulicht, die Anzahl der kleinen Körner mit einem Durchmesser gleich oder kleiner als 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers R1 gezählt und der Kleines-Korn-Anteil, der der in der Schleifkorngruppe eingenommene Zahlenanteil der kleinen Körner ist, wird berechnet.
  • Wenn der Kleines-Korn-Anteil gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass die extrahierte Schleifkornprobengruppe in dem Zertrennungsschritt verwendbar ist. Wenn andererseits der Kleines-Korn-Anteil größer als der Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass die extrahierte Schleifkornprobengruppe in dem Zertrennungsschritt unbrauchbar ist. Der Schwellenwert für den Kleines-Korn-Anteil ist bevorzugt 50 % oder weniger. Wenn der Kleines-Korn-Anteil 50 % überschreitet, verschlechtern sich die Ebenheitsindices des Siliziumwafers, wie etwa GBIR (Global Backside Ideal focal plane Range), Wölbung und Nanotopografie, mit dem Ergebnis, dass der Wafer ein vorbestimmtes Qualitätskriterium nicht erfüllt.
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet ein Schleifkornbeurteilungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform Messen der volumenbasierten Schleifkornverteilung D1 der gesamten Schleifkornprobengruppe, Zählen der Anzahl an in einem Bereich verteilten kleinen Körnern, die gleich oder kleiner als 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers R1 der Korngrößenverteilung D1 sind, Bestimmen, ob der Kleines-Korn-Anteil, der den in der Schleifkornprobengruppe eingenommene Zahlenanteil kleiner Körner angibt, 50 % oder weniger ist, und Zertrennen des Ingots unter Verwendung einer Slurry, die die als die Schleifkornprobengruppe extrahierten Schleifkörner enthält, wenn ein bestätigendes Ergebnis (50 % oder weniger) erhalten wird. Dementsprechend ist es möglich, die Ebenheit des Wafers, der durch die Drahtsäge mit losen Körnern abgeschnitten wird, zu verbessern und die Waferbearbeitungsqualität zu stabilisieren.
  • Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und können verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden und alle solche Modifikationen sind in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
  • Zum Beispiel wird bei der obigen Ausführungsform der Wert 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers der volumenbasierten Korngrößenverteilung der Schleifkornprobengruppe als das Korndurchmesserkriterium festgelegt, aber das Korndurchmesserkriterium ist nicht auf den Wert 1/2 davon beschränkt. Ferner wird der Wert 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers der zahlenbasierten Größenverteilung der Schleifkornprobengruppe als das Korndurchmesserkriterium festgelegt.
  • Ferner ist, obwohl der Siliziumeinkristallingot bei der obigen Ausführungsform dem Zertrennen unterzogen wird, die vorliegende Ausführungsform nicht darauf beschränkt und ein Ingot aus einem beliebigen Material kann dem Zertrennen unterzogen werden.
  • [Beispiele]
  • Zwei Schleifkornprobengruppen A und B, die aus unterschiedlichen Chargen extrahiert wurden, wurden vorbereitet und die volumenbasierten und die zahlenbasierten Korngrößenverteilungen jeder der Gruppen A und B wurden gemessen. Bei der Messung der Korngrößenverteilung wurden die Durchmesser der einzelnen Probenschleifkörner unter Verwendung eines TeilchenGröße/Form-Analysators FPIA-3000, hergestellt von Sysmex Corporation, gemessen.
  • 5 ist ein Graph, der die volumenbasierten Korngrößenverteilungen der Schleifkornprobengruppen A und B veranschaulicht. Die horizontale Achse repräsentiert die Schleifkorngröße (µm) und die vertikale Achse repräsentiert die Häufigkeit (Volumenanteil). Wie es aus dem Graphen aus 5 ersichtlich ist, gibt es beinahe keinen Unterschied zwischen den volumenbasierten Korngrößenverteilungen der Schleifkornprobengruppen A und B.
  • 6 ist ein Graph, der die zahlenbasierten Korngrößenverteilungen der Schleifkornprobengruppen A und B veranschaulicht. Die horizontale Achse repräsentiert die Schleifkorngröße (µm) und die vertikale Achse repräsentiert die Häufigkeit (Zahlenanteil). Wie es aus dem Graphen aus 6 ersichtlich ist, enthält die Schleifkornprobengruppe B mehr feinere Körner als die Schleifkornprobengruppe A. Ferner kann das Vorhandensein der kleinen Körner, was in der volumenbasierten Korngrößenverteilung (5) kaum bestätigt werden kann, in der zahlenbasierten Schleifkornverteilung ( 6) leicht bestätigt werden. Der Kleines-Korn-Anteil der Schleifkornprobengruppe A betrug 10 % und der Kleines-Korn-Anteil der Schleifkornprobengruppe B betrug 70 %.
  • Als Nächstes wurden fünf Schleifkornprobengruppen C1 bis C5 mit unterschiedlichen Kleines-Korn-Anteilen vorbereitet. Die Kleines-Korn-Anteile der Schleifkornprobengruppen C1 bis C5 betrugen 10 %, 30 %, 50 %, 70 % bzw. 90 %. Dann wurden die Schleifkornprobengruppen C1 bis C5 verwendet, um einen Siliziumeinkristallingot unter Verwendung einer Drahtsäge zu zertrennen. Danach wurde der GBIR, der der Ebenheitsindex des erhaltenen Wafers ist, für jede der Probengruppen gemessen. Der GBIR ist ein globaler Ebenheitsindex, wobei die Rückseite des Wafers als eine Referenz verwendet wird, und ist durch die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten der Dicke definiert, die mit der Rückseite als eine Referenz gemessen wird.
  • 7 ist ein Graph (Box-Whisker-Diagramm), der die GBIR-Werte der Wafer veranschaulicht, die dem Zertrennen unter Verwendung der Schleifkornprobengruppen C1 bis C5 unterzogen wurden. Die horizontale Achse repräsentiert den Kleines-Korn-Anteil (%) und die vertikale Achse repräsentiert den GBIR (Standardwert). Wie aus dem Graphen gesehen werden kann, sind die GBIR-Werte der Schleifkornprobengruppe C1 mit einem Kleines-Korn-Anteil von 10 % und der Schleifkornprobengruppe C2 mit einem Kleines-Korn-Anteil von 30 % klein, während der GBIR-Wert der Schleifkornprobengruppe C3 mit einem Kleines-Korn-Anteil von 50 % geringfügig größer wird. Die GBIR-Werte der Schleifkornprobengruppe C4 mit einem Kleines-Korn-Anteil von 70 % und der Schleifkornprobengruppe C5 mit einem Kleines-Korn-Anteil von 90 % werden noch größer. Dementsprechend versteht es sich, dass die Schleifkorngruppe mit einem Kleines-Korn-Anteil von 50 % oder weniger eine zufriedenstellende Waferebenheit erreichen kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drahtsäge mit losen Körnern
    2
    Siliziumeinkristallingot
    10A, 10B, 10C
    Hauptrollen
    11
    Draht
    12A, 12B
    Trommeln
    11R
    Drahtlinien
    13
    Führungsrolle
    14A, 14B
    Spannungsanpassungsmechanismen
    15
    Tänzerrolle
    16
    Tänzerarm
    17
    Aktor
    18
    Hebevorrichtung
    20A und 20B
    Slurry-Düsen
    D1
    Korngrößenverteilung der Schleifkornprobengruppe (volumenbasiert)
    D2
    Korngrößenverteilung der Schleifkornprobengruppe (zahlenbasiert)
    R1
    durchschnittlicher Korndurchmesser der Korngrößenverteilung D1
    R2
    Korndurchmesserkriterium (R1 /2)
    S11
    Außenperipherieschleifen
    S12
    Zertrennen
    S13
    Läppen
    S14
    Ätzen
    S15
    doppelseitiges Polieren
    S16
    einzelseitiges Polieren
    S17
    Reinigen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • JP 200061843 [0004]

Claims (8)

  1. Schleifkornbeurteilungsverfahren, das Folgendes umfasst: Vorbereiten einer vorbestimmten Menge an Schleifkörnern als eine Schleifkornprobengruppe; Messen der Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe und Zählen der Anzahl der Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; Definieren von Schleifkörnern mit einem Korndurchmesser gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Durchmesserkriterium, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser der Schleifkornprobengruppe ist, als kleine Körner, und Zählen der Anzahl der kleinen Körner; Berechnen eines Kleines-Korn-Anteils, der der in der Schleifkornprobengruppe eingenommene Zahlenanteil der kleinen Körner ist; und Bestimmen, ob der Kleines-Korn-Anteil gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht.
  2. Schleifkornbeurteilungsverfahren nach Anspruch 1, das Folgendes beinhaltet: Messen der Korngrößenverteilung basierend auf dem Volumen der Schleifkornprobengruppe aus den Korndurchmessern der einzelnen Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; Berechnen des durchschnittlichen Korndurchmessers der Schleifkornprobengruppe aus der gemessenen Korngrößenverteilung; und Definieren der in einem Bereich verteilten Schleifkörner, die gleich einem oder kleiner als ein Korndurchmesserkriterium sind, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser ist, als die kleinen Körner.
  3. Schleifkornbeurteilungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Korndurchmesserkriterium 1/2 des durchschnittlichen Korndurchmessers ist.
  4. Schleifkornbeurteilungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schwellenwert 50 % ist.
  5. Schleifkornbeurteilungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn der Kleines-Korn-Anteil gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist, bestimmt wird, dass die Schleifkornprobengruppe beim Zertrennen eines Ingots durch eine Drahtsäge verwendet werden kann, während, wenn der Kleines-Korn-Anteil größer als der Schwellenwert ist, bestimmt wird, dass die Schleifkornprobengruppe nicht beim Zertrennen verwendet werden kann.
  6. Schleifkörner, deren Kleines-Korn-Anteil, der der in der Schleifkornprobengruppe eingenommene Zahlenanteil kleiner Körner ist, 50 % oder weniger ist als Ergebnis von Folgendem: Messen der Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe und Zählen der Anzahl der Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; und Definieren von Schleifkörnern mit einem Korndurchmesser gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Durchmesserkriterium, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser der Schleifkornprobengruppe ist, als die kleinen Körner und Zählen der Anzahl der kleinen Körner.
  7. Ein Waferherstellungsverfahren, das einen Zertrennungsschritt des Zertrennens eines Ingots unter Verwendung einer Drahtsäge mit losen Körnern mit einer Slurry beinhaltet, die die Schleifkörner nach Anspruch 6 enthält.
  8. Waferherstellungsverfahren, das Folgendes umfasst: einen Untersuchungsschritt des Untersuchens von Schleifkörnern hinsichtlich der Qualität; und einen Zertrennungsschritt des Zertrennens eines Ingots unter Verwendung einer Drahtsäge mit losen Körnern mit einer Slurry, die die Schleifkörner enthält, die die Untersuchung bestanden haben, wobei der Untersuchungsschritt einen Kleines-Korn-Anteil-Untersuchungsschritt des Untersuchens des Kleines-Korn-Anteils der Schleifkörner beinhaltet, der Kleines-Korn-Anteil-Untersuchungsschritt Folgendes beinhaltet: Vorbereiten einer vorbestimmten Menge an Schleifkörnern als eine Schleifkornprobengruppe; Messen der Korndurchmesser einzelner Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe und Zählen der Anzahl der Schleifkörner in der Schleifkornprobengruppe; Definieren von Schleifkörnern mit einem Korndurchmesser gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Durchmesserkriterium, das kleiner als der durchschnittliche Korndurchmesser der Schleifkornprobengruppe ist, als kleine Körner und Zählen der Anzahl der kleinen Körner; Berechnen eines Kleines-Korn-Anteils, der der in der Schleifkornprobengruppe eingenommene Zahlenanteil der kleinen Körner ist; und Bestimmen, ob der Kleines-Korn-Anteil gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
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