JP2001102332A - 薄板状ウエハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体結晶インゴットをワイヤソー切断装置に
より切断したときに得られる薄板状ウエハに発生する加
工変質層のクラック深さを顕著に浅くでき、それによっ
てラッピング研磨を省略して直接両面鏡面加工を行って
もそれらのクラックを迅速且つ容易に消滅させながら鏡
面研磨でき、その結果薄板状ウエハの生産性、歩留を顕
著に上げることができる薄板状ウエハの製造方法を提供
すること。 【解決手段】微細径砥粒を有する研磨液を噴霧しながら
半導体結晶インゴットをワイヤソー切断装置により切断
することにより複数枚の薄板状ウエハを切り出した後該
切り出した薄板状ウエハを両面鏡面研磨装置により両面
鏡面研磨し、然る後該両面鏡面研磨した薄板状ウエハを
仕上げ研磨装置により仕上げ研磨することを特徴とする
薄板状ウエハの製造方法にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄板状ウエハの製造
方法に関するものである。更に詳述すれば本発明は半導
体単結晶インゴットより効率的に薄板状ウエハを製造す
ることができる製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体薄板状ウエハの製造は、
まず半導体単結晶インゴットを製造し、次にその半導体
単結晶インゴットをスライスして薄板状ウエハを切り出
し、次にその切り出した薄板状ウエハを粗研磨、鏡面研
磨、洗浄、乾燥することによって製造するようになって
いる。

【０００３】即ち、従来の薄板状ウエハの製造方法は次
のように行われている。

【０００４】まず、半導体結晶装置により化合物半導体
単結晶インゴットを製造する。

【０００５】次に、その製造した化合物半導体単結晶イ
ンゴットを＃１２００以下の砥粒を含む研磨液を噴霧し
ながらワイヤソー切断装置によりスライスして薄板状ウ
エハを切り出す。

【０００６】次に、その切り出した薄板状ウエハについ
てその面取り加工を行なう。

【０００７】次に、その面取り加工した薄板状ウエハの
両面を細径の砥粒を含む研磨液を用いながらラッピング
研磨することにより先工程のワイヤソー切断時に発生し
たウエハ表面の加工変質層を除去する。ここにおいてラ
ッピング研磨に用いる砥粒は、先工程の切断に使用した
砥粒より細径の砥粒を用いるようになっている。

【０００８】次に、そのラッピング研磨した薄板状ウエ
ハの両面を鏡面研磨し、更に仕上げ研磨する。

【０００９】最後に、その仕上げ研磨した薄板状ウエハ
は洗浄、乾燥することにより鏡面研磨薄板状ウエハの完
成品とする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、化合物半導体
単結晶インゴットを＃１２００以下の砥粒を使用したワ
イヤソー切断装置によりスライスして薄板状ウエハを切
り出す作業は、遊離砥粒を用いた脆性破壊モードの加工
である。このため、この従来の薄板状ウエハの製造方法
で切り出された薄板状ウエハの表面層には深い加工変質
層が発生してしまうという難点がある。この加工変質層
はワイヤソー切断で使用する砥粒の粒径に比例した深さ
のクラックが入った層である。つまり、＃１２００以下
の砥粒を用いたワイヤソー切断により切り出された薄板
状ウエハの加工変質層は深いクラックを有しているので
ある。

【００１１】従って、このような深いクラックを有して
いる加工変質層を持つ薄板状ウエハの両面を直接鏡面研
磨してもその加工変質層を除去するのが困難である。仮
に、その加工変質層を完全に除去するまで直接鏡面研磨
するときには、膨大な研磨工数がかかることになってし
まう。

【００１２】そこで従来の鏡面研磨薄板状ウエハの製造
方法では、上記のように切り出した薄板状ウエハを面取
り加工し、それからその薄板状ウエハの両面を切断工程
で使用した砥粒より細かな番手の砥粒によりラッピング
研磨することにより加工変質層を除去し、それからその
ラッピング研磨した薄板状ウエハの両面を鏡面研磨し、
最後に仕上げ研磨するようになっているのである。

【００１３】換言すれば従来の鏡面研磨薄板状ウエハの
製造方法では、切り出した薄板状ウエハの両面をラッピ
ング研磨することにより加工変質層にあった深い深さの
クラックを消滅させ、それにより次工程の鏡面研磨でも
容易に消滅することができるクラック深さまでラッピン
グ研磨する必要があった。このため、従来の鏡面研磨薄
板状ウエハの製造方法ではそのラッピング研磨に多くの
工数を要し、それにより鏡面研磨薄板状ウエハの生産性
を顕著に上げることが困難であった。

【００１４】本発明はかかる点に立って為されたもので
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、半導体結晶インゴットをワイヤソー切断装
置により切断したときに得られる薄板状ウエハに発生す
る加工変質層のクラック深さを顕著に浅くでき、それに
よってラッピング研磨を省略して直接両面鏡面加工を行
ってもそれらのクラックを迅速且つ容易に消滅させなが
ら鏡面研磨でき、その結果薄板状ウエハの生産性、歩留
を顕著に上げることができる薄板状ウエハの製造方法を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、微細径砥粒を有する研磨液を噴霧しながら半導体
結晶インゴットをワイヤソー切断装置により切断するこ
とにより複数枚の薄板状ウエハを切り出した後、該切り
出した薄板状ウエハを両面鏡面研磨装置により両面鏡面
研磨し、然る後、該両面鏡面研磨した薄板状ウエハを仕
上げ研磨装置により仕上げ研磨することを特徴とする薄
板状ウエハの製造方法にある。

【００１６】本発明においてワイヤソー切断装置に用い
る研磨液としては、＃２０００番以上の微細径砥粒を有
するスラリー状研磨液であることが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の薄板状ウエハ製造
方法の実施例１及び従来の比較例１について説明する。

【００１８】（実施例１）まず、本発明の薄板状ウエハ
製造方法の実施例１について説明する。

【００１９】図１は本発明の薄板状ウエハ製造方法の一
実施例を図解した斜視説明図である。

【００２０】図１において１、２、３は溝付ローラー、
４はワイヤ、６、７、８は研削液噴霧管、９は研磨液、
１０はインゴット台、１１は化合物半導体単結晶インゴ
ットである。

【００２１】ここにおいて溝付ローラー１、２、３の外
周面には、それぞれ多数の溝が設けられている。また、
ワイヤ４は線径がφ０．１６mmである。

【００２２】即ち、ここで用いたワイヤソー切断装置
は、略三角状に架設された３本の溝付ローラー１、２、
３と、該３本の溝付ローラー１、２、３にまたがって螺
旋巻きされたワイヤ４と、前記溝付ローラー１の下側に
架設された研削液噴霧管６、７、８と、該研削液噴霧管
６、７、８の下方に置かれたインゴット台１０とを具備
している。

【００２３】 薄板状ウエハの切り出し作業 まず、ワイヤソー切断装置のインゴット台１０上へ化合
物半導体単結晶インゴット１１として直径１００mmのＧ
ａＡｓ単結晶インゴットを装着した。

【００２４】このときワイヤ４はインゴット台１０上へ
装着された化合物半導体単結晶インゴット１１の上面側
を押しつけるようにした。

【００２５】次に、研削液噴霧管６、７、８より＃２０
００の砥粒を含んだスラリー状研磨液９の噴霧を開始し
た。

【００２６】次に、図示しない駆動装置を駆動させるこ
とにより３本の溝付ローラー１、２、３を回転駆動させ
た。これら３本の溝付ローラー１、２、３が回転駆動さ
せることにより、ワイヤ４は平均線速４００ｍ／分、往
復サイクル２０回／分の条件で高速で往復走行した。こ
のときワイヤ４は０．４mm／分の速度で押しつけるよう
にした。

【００２７】このようにインゴット台１０上へ装着され
た化合物半導体単結晶インゴット１１の上面へ研削液噴
霧管６、７、８よりスラリ−状研磨液９が噴霧され、そ
してその化合物半導体単結晶インゴット１１の上面側に
押し付けられたワイヤ４が高速で往復走行すると、その
化合物半導体単結晶インゴット１１はそれらワイヤ４の
走行線に沿って研磨されて行き、そしてついにはその化
合物半導体単結晶インゴット１１の走行線に沿って切断
され、それにより複数枚の薄板状ウエハが切り出すこと
ができた。

【００２８】このようにしてワイヤソー切断により切り
出された薄板状のウエハの表層断面を観察したところ、
クラックの入った加工変質層は５μｍ以下の深さのもの
だけであった。つまり、スラリー状研磨液９として＃２
０００以上の細かい粒径の砥粒のものを使用することに
より、切り出される薄板状ウエハの表面層に発生する加
工変質層のクラックの深さを顕著に下げることができた
のである。

【００２９】 切り出された薄板状ウエハの両面鏡面
加工 次に、このようにして切り出された薄板状ウエハを両面
鏡面加工した。

【００３０】この切り出された薄板状ウエハは加工変質
層のクラックの深さが浅く、両面鏡面加工を行うことに
より容易に鏡面研磨することができた。

【００３１】即ち、この鏡面研磨はまず上定盤と下定盤
とを互いに反対方向に回転させ、次に砥粒径がφ約３０
０nmのＳｉＯ₂ を含む次亜塩素酸ナトリウム系スラリー
を供給し、それから３０分間両面鏡面研磨した。

【００３２】得られた薄板状ウエハには加工変質層が見
られなかった。

【００３３】 両面鏡面研磨した薄板状ウエハの仕上
げ研磨 次に、このように両面鏡面加工した薄板状ウエハをバッ
チ方式の片面研磨装置により次亜塩素酸ナトリウム系の
スラリーを供給しながら仕上げ研磨を行った。得られた
仕上げ研磨した薄板状ウエハの表面を調査したところ、
従来法で切断、研磨された薄板状ウエハと同様綺麗に仕
上げ研磨されていた。

【００３４】 実施例１の効果 このように本発明の実施例１の製造工程ではその製造工
数を大幅に削減でき、それにより薄板状ウエハの生産性
を顕著に上げられた。

【００３５】図２はこの本発明の薄板状ウエハ製造方法
の一実施例のフローチャートを要約して示したものであ
る。

【００３６】図２から分かるように本発明の薄板状ウエ
ハの製造方法の一実施例においては、従来不可欠であっ
たラッピング研磨を行う必要がなく、直接両面鏡面研磨
を行うことができる。また、本発明の薄板状ウエハ製造
方法の一実施例によれば仮に表面層に加工変質層が発生
していたとしても、その加工変質層のクラックの深さが
浅いものであり、それにより次の鏡面研磨や仕上げ研磨
により容易に除去することがき、その結果、これらによ
って薄板状ウエハの生産性を顕著に上げ且つ製造原価を
大幅に低減することができるのである。

【００３７】（比較例１）まず、研磨液として＃１００
０の砥粒を含んだスラリー液ワイヤソーを用いて薄板状
ウエハを切り出した。

【００３８】この切り出された薄板状ウエハの加工変質
層のクラックは１０〜１５μｍの深いものであった。

【００３９】次に、その切り出した薄板状ウエハを面取
り加工した。

【００４０】次に、その面取り加工した薄板状ウエハの
両面を細番手の砥粒によりラッピング研磨することによ
り先工程のワイヤソー切断時に発生したウエハ表面の加
工変質層を除去した。

【００４１】次に、そのラッピング研磨した薄板状ウエ
ハの両面を鏡面研磨した。

【００４２】最後に、その鏡面研磨した薄板状ウエハを
仕上げ研磨をした。

【００４３】この比較例１ではラッピング研磨に工数が
かかり且つその加工変質層のクラックが１０〜１５μｍ
の深いことから歩留が低く、その結果生産性が低かっ
た。

【００４４】

【発明の効果】本発明の薄板状ウエハの製造方法によれ
ば加工変質層のクラック深さを顕著に浅くでき、それに
よりラッピング研磨を省略して直接両面鏡面加工を行っ
てもそれらのクラックを迅速且つ容易に消滅させて鏡面
研磨でき、その結果薄板状ウエハの生産性、歩留を顕著
に上げることができるものであり、工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄板状ウエハ製造方法の一実施例を図
解した斜視説明図である。

【図２】本発明の薄板状ウエハ製造方法の一実施例のフ
ローチャートを要約して示したものである。

【符号の説明】

１、２、３ 溝付ローラー ４ ワイヤ ６、７、８ 研削液噴霧管 ９ 研磨液 １０ インゴット台 １１ 化合物半導体単結晶インゴット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微細径砥粒を有する研磨液を噴霧しながら
   半導体結晶インゴットをワイヤソー切断装置により切断
   することにより複数枚の薄板状ウエハを切り出した後、
   該切り出した薄板状ウエハを両面鏡面研磨装置により両
   面鏡面研磨し、然る後、該両面鏡面研磨した薄板状ウエ
   ハを仕上げ研磨装置により仕上げ研磨することを特徴と
   する薄板状ウエハの製造方法。
2. 【請求項２】ワイヤソー切断装置に用いる研磨液が、＃
   ２０００番以上の微細径砥粒を有するスラリー状研磨液
   であることを特徴とする請求項１記載の薄板状ウエハの
   製造方法。