JP2001259975A - 単結晶加工方法 - Google Patents
単結晶加工方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多結晶シリコンを溶融してシリコン単結晶の
引き上げを行った後、シリコン単結晶を所定の直径まで
研削する際、シリコン単結晶にかかる局所的な破壊応力
を軽減し、歩留まりの低下をもたらすことなく単結晶の
円筒研削を行う。 【解決手段】 ポリウレタンシート１３を緩衝材として
挟み込んで、単結晶の端面１１と擬似テール１２とをポ
リエポキシ接着剤で接着した後、円筒研削機に固定して
円筒研削を行う。また、円筒研削終了後、ナイフなどを
用いてポリウレタンシート１３を切り裂いて、単結晶の
端面１１と擬似テール１２とを切り離す。
引き上げを行った後、シリコン単結晶を所定の直径まで
研削する際、シリコン単結晶にかかる局所的な破壊応力
を軽減し、歩留まりの低下をもたらすことなく単結晶の
円筒研削を行う。 【解決手段】 ポリウレタンシート１３を緩衝材として
挟み込んで、単結晶の端面１１と擬似テール１２とをポ
リエポキシ接着剤で接着した後、円筒研削機に固定して
円筒研削を行う。また、円筒研削終了後、ナイフなどを
用いてポリウレタンシート１３を切り裂いて、単結晶の
端面１１と擬似テール１２とを切り離す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶シリコンを
溶融してシリコン単結晶の引き上げを行った後、シリコ
ン単結晶を所定の直径まで研削する単結晶加工方法に関
する。
溶融してシリコン単結晶の引き上げを行った後、シリコ
ン単結晶を所定の直径まで研削する単結晶加工方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の単結晶引き上げ装置を示
す模式図である。引き上げＣＺ法（引き上げチョクラル
スキー法）による従来の単結晶引き上げ方法において
は、高耐圧気密のチャンバ１内を２０ミリバール程度に
減圧して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、
チャンバ１内の下方に設けられた石英ルツボ２内のシリ
コン多結晶を加熱して溶融し、かかるシリコン融液３の
表面に種結晶４を上から浸漬し、種結晶４と石英ルツボ
２を回転、上下移動させながら種結晶４を引き上げるこ
とにより、種結晶４の下に上端が突出した円錐形の上部
コーン部と、円筒形のボディ部（直胴部）と下端が突出
した円錐形の下部コーン部より成る単結晶棒５（いわゆ
るインゴット）を成長させる。このとき、シリコン多結
晶を溶融してシリコン融液３を加熱するためにヒータ６
が用いられ、単結晶引き上げ装置内部にはコイル７によ
り磁場が印加される。磁場は、石英ルツボ２内のシリコ
ン融液３の対流を抑制する作用を有する。
す模式図である。引き上げＣＺ法（引き上げチョクラル
スキー法）による従来の単結晶引き上げ方法において
は、高耐圧気密のチャンバ１内を２０ミリバール程度に
減圧して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、
チャンバ１内の下方に設けられた石英ルツボ２内のシリ
コン多結晶を加熱して溶融し、かかるシリコン融液３の
表面に種結晶４を上から浸漬し、種結晶４と石英ルツボ
２を回転、上下移動させながら種結晶４を引き上げるこ
とにより、種結晶４の下に上端が突出した円錐形の上部
コーン部と、円筒形のボディ部（直胴部）と下端が突出
した円錐形の下部コーン部より成る単結晶棒５（いわゆ
るインゴット）を成長させる。このとき、シリコン多結
晶を溶融してシリコン融液３を加熱するためにヒータ６
が用いられ、単結晶引き上げ装置内部にはコイル７によ
り磁場が印加される。磁場は、石英ルツボ２内のシリコ
ン融液３の対流を抑制する作用を有する。
【０００３】図６は、引き上げられた単結晶棒５を示す
模式図である。単結晶棒５は、上端が突出した円錐形の
トップ８と、下端が突出した円錐形のテール９と、円筒
側面部１０とを有する。トップ８は上述の上部コーン
部、テール９は上述の下部コーン部、円筒側面部１０
は、上述の円筒形のボディ部である。
模式図である。単結晶棒５は、上端が突出した円錐形の
トップ８と、下端が突出した円錐形のテール９と、円筒
側面部１０とを有する。トップ８は上述の上部コーン
部、テール９は上述の下部コーン部、円筒側面部１０
は、上述の円筒形のボディ部である。
【０００４】４００ｍｍウェーハ用単結晶におけるシリ
コン単結晶の直径は、シリコン融液の対流などによる温
度変動により、およそ４３０ｍｍ以上にまで成長する。
単結晶引き上げ後、引き上げ炉から取り出された単結晶
棒５のボディ部は完全な円筒形ではなく、均一な直径を
有していない。したがって、単結晶棒５の円筒側面部１
０は所定の直径となるように研削される。この工程は、
円筒研削又は外形研削と呼ばれる。また、単結晶棒５の
両端にはトップ８とテール９と呼ばれる円錐部分が形成
されている。単結晶棒５の直径を均一にする円筒研削と
単結晶棒５を薄く切断するウェーハースライスとを行う
ため、このトップ８とテール９は切り落とされなければ
ならない。
コン単結晶の直径は、シリコン融液の対流などによる温
度変動により、およそ４３０ｍｍ以上にまで成長する。
単結晶引き上げ後、引き上げ炉から取り出された単結晶
棒５のボディ部は完全な円筒形ではなく、均一な直径を
有していない。したがって、単結晶棒５の円筒側面部１
０は所定の直径となるように研削される。この工程は、
円筒研削又は外形研削と呼ばれる。また、単結晶棒５の
両端にはトップ８とテール９と呼ばれる円錐部分が形成
されている。単結晶棒５の直径を均一にする円筒研削と
単結晶棒５を薄く切断するウェーハースライスとを行う
ため、このトップ８とテール９は切り落とされなければ
ならない。
【０００５】トップ８は、シリコン単結晶を無転位化す
るために円筒形のボディ部が成長する前に作られる。ま
た、シリコン単結晶の引き上げにおいて無転位化の単結
晶が成長した場合、テール９は単結晶にスリップ転位が
入らないようにするために作られる。トップ８は、シリ
コン単結晶の引き上げ過程において必ず作られる部分で
あるが、一方、単結晶が有転位化して、それ以上単結晶
の引き上げを続ける意味がない場合や、単結晶引き上げ
中に制御ミスが起こった場合などには、テール９が完全
に作られないことがある。
るために円筒形のボディ部が成長する前に作られる。ま
た、シリコン単結晶の引き上げにおいて無転位化の単結
晶が成長した場合、テール９は単結晶にスリップ転位が
入らないようにするために作られる。トップ８は、シリ
コン単結晶の引き上げ過程において必ず作られる部分で
あるが、一方、単結晶が有転位化して、それ以上単結晶
の引き上げを続ける意味がない場合や、単結晶引き上げ
中に制御ミスが起こった場合などには、テール９が完全
に作られないことがある。
【０００６】図３は、テールが切り落とされた部分に擬
似テールが接着された単結晶棒の模式図である。図３
（ａ）は単結晶棒の斜視図、図３（ｂ）は単結晶棒を円
筒軸方向に切断した断面図である。テール９が不完全な
場合、単結晶棒５を円筒研削する前に不完全なテール９
をいったんバンドソーなどを用いて切り落とし、テール
９が切り落とされて作られた単結晶の端面１１に金属製
（主にＳＵＳ製）の擬似テール１２を接着し、円筒研削
機に固定するための保持部分を形成して、単結晶棒５の
円筒側面部１０の研削を行う。
似テールが接着された単結晶棒の模式図である。図３
（ａ）は単結晶棒の斜視図、図３（ｂ）は単結晶棒を円
筒軸方向に切断した断面図である。テール９が不完全な
場合、単結晶棒５を円筒研削する前に不完全なテール９
をいったんバンドソーなどを用いて切り落とし、テール
９が切り落とされて作られた単結晶の端面１１に金属製
（主にＳＵＳ製）の擬似テール１２を接着し、円筒研削
機に固定するための保持部分を形成して、単結晶棒５の
円筒側面部１０の研削を行う。
【０００７】また、図４は、シリコン板を挟んでテール
が切り落とされた部分に擬似テールが接着された単結晶
棒の模式図である。図４（ａ）は単結晶棒の斜視図、図
４（ｂ）は単結晶棒を円筒軸方向に切断した断面図であ
る。テール９が切り落とされて作られた単結晶の端面１
１に金属製の擬似テール１２を接着する際、擬似テール
１２と単結晶の端面１１の間に厚さ２ｃｍほどの黒鉛板
又はシリコン板１４を挟み込んでポリエポキシ接着剤な
どで接着し、単結晶の端面１１に対して均等に応力がか
かるようにすることもある。また、このとき黒鉛板又は
シリコン板１４と擬似テール１２とが、ボルトなどでし
っかりと固定されることもある。
が切り落とされた部分に擬似テールが接着された単結晶
棒の模式図である。図４（ａ）は単結晶棒の斜視図、図
４（ｂ）は単結晶棒を円筒軸方向に切断した断面図であ
る。テール９が切り落とされて作られた単結晶の端面１
１に金属製の擬似テール１２を接着する際、擬似テール
１２と単結晶の端面１１の間に厚さ２ｃｍほどの黒鉛板
又はシリコン板１４を挟み込んでポリエポキシ接着剤な
どで接着し、単結晶の端面１１に対して均等に応力がか
かるようにすることもある。また、このとき黒鉛板又は
シリコン板１４と擬似テール１２とが、ボルトなどでし
っかりと固定されることもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来、金属製の擬似テ
ールを単結晶の端面に直接接着した場合、擬似テールの
接着具合によっては単結晶の端面に局所的な応力がかか
り、シリコン単結晶が割れてしまうことがあった。ま
た、黒鉛板又はシリコン板を挟み込んだ場合、円筒側面
部の研削が終了した後、単結晶の端面から擬似テールを
取り外すことができず、単結晶棒を切ることによって単
結晶の端面から擬似テールを取り外していた。しかし、
製品化可能な単結晶も切り落としてしまうため、製品歩
留まりが低下するという問題もあった。
ールを単結晶の端面に直接接着した場合、擬似テールの
接着具合によっては単結晶の端面に局所的な応力がかか
り、シリコン単結晶が割れてしまうことがあった。ま
た、黒鉛板又はシリコン板を挟み込んだ場合、円筒側面
部の研削が終了した後、単結晶の端面から擬似テールを
取り外すことができず、単結晶棒を切ることによって単
結晶の端面から擬似テールを取り外していた。しかし、
製品化可能な単結晶も切り落としてしまうため、製品歩
留まりが低下するという問題もあった。
【０００９】本発明は、多結晶シリコンを溶融してシリ
コン単結晶の引き上げを行った後、シリコン単結晶を所
定の直径まで研削する際、単結晶の端面に擬似テールを
接着する場合に、単結晶の端面にかかる局所的な破壊応
力を軽減することを目的とする。また、単結晶の端面か
ら擬似テールを取り外す際に、歩留まりの低下をもたら
すことがなく、かつ簡単に切り離すことを目的とする。
コン単結晶の引き上げを行った後、シリコン単結晶を所
定の直径まで研削する際、単結晶の端面に擬似テールを
接着する場合に、単結晶の端面にかかる局所的な破壊応
力を軽減することを目的とする。また、単結晶の端面か
ら擬似テールを取り外す際に、歩留まりの低下をもたら
すことがなく、かつ簡単に切り離すことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、金属製の擬似テールと単結晶の端面とを
接着する際に、金属製の擬似テールと単結晶の端面との
間に、円筒研削における回転で変形を起こさないような
緩衝材を挟んで局所的な応力集中を防ぐ。さらに、円筒
研削後に、この緩衝材を刃物で切断することにより単結
晶の端面から擬似テールを取り外す。
に、本発明は、金属製の擬似テールと単結晶の端面とを
接着する際に、金属製の擬似テールと単結晶の端面との
間に、円筒研削における回転で変形を起こさないような
緩衝材を挟んで局所的な応力集中を防ぐ。さらに、円筒
研削後に、この緩衝材を刃物で切断することにより単結
晶の端面から擬似テールを取り外す。
【００１１】すなわち本発明によれば、単結晶引き上げ
装置により引き上げられた単結晶の端を切断し、その切
断面である端面に擬似テールを接着して円筒研削機に固
定し、前記単結晶の円筒側面部の研削を行う単結晶加工
方法であって、前記単結晶の端面と前記擬似テールの間
に、２ｋｇ／ｃｍ2以下の引張応力の下での弾性変形が
無視できる部材を挟んで、前記単結晶の端面と前記擬似
テールの接着を行う単結晶加工方法が提供される。
装置により引き上げられた単結晶の端を切断し、その切
断面である端面に擬似テールを接着して円筒研削機に固
定し、前記単結晶の円筒側面部の研削を行う単結晶加工
方法であって、前記単結晶の端面と前記擬似テールの間
に、２ｋｇ／ｃｍ2以下の引張応力の下での弾性変形が
無視できる部材を挟んで、前記単結晶の端面と前記擬似
テールの接着を行う単結晶加工方法が提供される。
【００１２】また本発明によれば、単結晶引き上げ装置
により引き上げられた単結晶の端を切断し、その切断面
である端面に擬似テールを接着する際に、前記単結晶の
端面と前記擬似テールの間に、２ｋｇ／ｃｍ2以下の引
張応力の下での弾性変形が無視できる部材を挟んで、前
記単結晶の端面と前記擬似テールとを接着して円筒研削
機に固定して円筒研削を行い、前記単結晶の円筒側面部
の研削を行った後、前記部材を前記単結晶の端面に略平
行な切断面で切断して、前記単結晶の端面から前記擬似
テールを取り外す単結晶加工方法が提供される。
により引き上げられた単結晶の端を切断し、その切断面
である端面に擬似テールを接着する際に、前記単結晶の
端面と前記擬似テールの間に、２ｋｇ／ｃｍ2以下の引
張応力の下での弾性変形が無視できる部材を挟んで、前
記単結晶の端面と前記擬似テールとを接着して円筒研削
機に固定して円筒研削を行い、前記単結晶の円筒側面部
の研削を行った後、前記部材を前記単結晶の端面に略平
行な切断面で切断して、前記単結晶の端面から前記擬似
テールを取り外す単結晶加工方法が提供される。
【００１３】また、前記部材を刃物で切断することは、
本発明の好ましい態様である。またさらに、前記部材と
してポリウレタンを用いることは、本発明の好ましい態
様である。
本発明の好ましい態様である。またさらに、前記部材と
してポリウレタンを用いることは、本発明の好ましい態
様である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
単結晶加工方法に係る実施の形態について説明する。図
１は、本発明の単結晶加工方法に係る単結晶棒と擬似テ
ールとが接着した様子を示す模式図である。図１（ａ）
は円筒研削時の単結晶の斜視図、図１（ｂ）は単結晶棒
を円筒軸方向に切断した断面図である。単結晶の端面１
１と擬似テール１２とを接着する際、厚さ３ｍｍのポリ
ウレタンシート１３をシリコン単結晶の端面１１と擬似
テール１２の間に挟み込み、単結晶の端面１１とポリウ
レタンシート１３、擬似テール１２とポリウレタンシー
ト１３をポリエポキシ接着剤で接着する。こうして、ポ
リウレタンシート１３を挟み込んで単結晶の端面１１と
擬似テール１２とをポリエポキシ接着剤で接着した後、
円筒研削機に固定して円筒側面部１０の研削を行う。
単結晶加工方法に係る実施の形態について説明する。図
１は、本発明の単結晶加工方法に係る単結晶棒と擬似テ
ールとが接着した様子を示す模式図である。図１（ａ）
は円筒研削時の単結晶の斜視図、図１（ｂ）は単結晶棒
を円筒軸方向に切断した断面図である。単結晶の端面１
１と擬似テール１２とを接着する際、厚さ３ｍｍのポリ
ウレタンシート１３をシリコン単結晶の端面１１と擬似
テール１２の間に挟み込み、単結晶の端面１１とポリウ
レタンシート１３、擬似テール１２とポリウレタンシー
ト１３をポリエポキシ接着剤で接着する。こうして、ポ
リウレタンシート１３を挟み込んで単結晶の端面１１と
擬似テール１２とをポリエポキシ接着剤で接着した後、
円筒研削機に固定して円筒側面部１０の研削を行う。
【００１５】一方、図４に示す従来の円筒研削方法のよ
うな黒鉛板又はシリコンの板１４を挟んで擬似テールを
接着する場合でも、本発明の単結晶加工方法を適用する
ことができる。図２は、本発明の単結晶加工方法に係る
黒鉛板又はシリコン板を挟んで単結晶棒と擬似テールと
が接着した様子を示す模式図である。図２（ａ）は円筒
研削時の単結晶棒の斜視図、図２（ｂ）は単結晶棒を円
筒軸方向に切断した断面図である。このように、黒鉛板
又はシリコン板１４と単結晶棒５との間にポリウレタン
シート１３を挟み込んで接着し、円筒研削を行うことも
可能である。ポリウレタンシート１３を挟み込むことに
よって、単結晶の端面１１に局所的な破壊応力がかかる
のを防ぐことが可能となる。
うな黒鉛板又はシリコンの板１４を挟んで擬似テールを
接着する場合でも、本発明の単結晶加工方法を適用する
ことができる。図２は、本発明の単結晶加工方法に係る
黒鉛板又はシリコン板を挟んで単結晶棒と擬似テールと
が接着した様子を示す模式図である。図２（ａ）は円筒
研削時の単結晶棒の斜視図、図２（ｂ）は単結晶棒を円
筒軸方向に切断した断面図である。このように、黒鉛板
又はシリコン板１４と単結晶棒５との間にポリウレタン
シート１３を挟み込んで接着し、円筒研削を行うことも
可能である。ポリウレタンシート１３を挟み込むことに
よって、単結晶の端面１１に局所的な破壊応力がかかる
のを防ぐことが可能となる。
【００１６】こうして円筒研削が終了して円筒研削機か
ら単結晶を下ろした後、次のウェーハースライス工程を
行うために単結晶の端面１１から擬似テール１２を取り
外さなければならない。このとき、単結晶の端面１１と
擬似テール１２との間にポリウレタンシート１３が存在
しているため、図１中の点線Ａ−Ｂ部にナイフなどで切
込みを入れることによって、簡単に単結晶の端面１１か
ら擬似テール１２を取り外すことが可能である。また、
図２に示すように、単結晶と擬似テールとの間に黒鉛板
又はシリコン板１４を挟み込んで接着した場合も同様
に、点線Ａ−Ｂ部にナイフなどで切込みを入れることに
よって、簡単に単結晶の端面１１から擬似テール１２を
取り外すことが可能となる。
ら単結晶を下ろした後、次のウェーハースライス工程を
行うために単結晶の端面１１から擬似テール１２を取り
外さなければならない。このとき、単結晶の端面１１と
擬似テール１２との間にポリウレタンシート１３が存在
しているため、図１中の点線Ａ−Ｂ部にナイフなどで切
込みを入れることによって、簡単に単結晶の端面１１か
ら擬似テール１２を取り外すことが可能である。また、
図２に示すように、単結晶と擬似テールとの間に黒鉛板
又はシリコン板１４を挟み込んで接着した場合も同様
に、点線Ａ−Ｂ部にナイフなどで切込みを入れることに
よって、簡単に単結晶の端面１１から擬似テール１２を
取り外すことが可能となる。
【００１７】次に、実際に行った実験に基づいて、本発
明の単結晶加工方法を詳細に説明する。まず、図５に示
すＣＺ法による単結晶引き上げ装置を用いて、直径４３
０ｍｍのシリコン単結晶の引き上げを行った。そして、
単結晶引き上げ後、単結晶棒の端面１１をバンドソーで
切り落とした。単結晶の両端面が切り落とされた単結晶
棒は円筒形をしており、重量は４３０ｋｇであった。
明の単結晶加工方法を詳細に説明する。まず、図５に示
すＣＺ法による単結晶引き上げ装置を用いて、直径４３
０ｍｍのシリコン単結晶の引き上げを行った。そして、
単結晶引き上げ後、単結晶棒の端面１１をバンドソーで
切り落とした。単結晶の両端面が切り落とされた単結晶
棒は円筒形をしており、重量は４３０ｋｇであった。
【００１８】この円筒形の単結晶の端面１１に、外径３
５ｃｍ、内径２５ｃｍ、厚さ３ｍｍの中空円板状のウレ
タンゴム１３をポリエポキシ接着剤で接着した。さら
に、ウレタンゴム１３を接着した端面とは異なるもう一
方の端面に、ステンレス製の擬似テール１２の側面部分
をポリエポキシ接着剤で接着した。このように、単結晶
の端面１１とステンレス製の擬似テール１２の間に厚さ
３ｍｍの中空円板状のウレタンゴム１３を挟み込んで単
結晶の端面１１と擬似テールとを接着し、これを円筒研
削のための試料とした。
５ｃｍ、内径２５ｃｍ、厚さ３ｍｍの中空円板状のウレ
タンゴム１３をポリエポキシ接着剤で接着した。さら
に、ウレタンゴム１３を接着した端面とは異なるもう一
方の端面に、ステンレス製の擬似テール１２の側面部分
をポリエポキシ接着剤で接着した。このように、単結晶
の端面１１とステンレス製の擬似テール１２の間に厚さ
３ｍｍの中空円板状のウレタンゴム１３を挟み込んで単
結晶の端面１１と擬似テールとを接着し、これを円筒研
削のための試料とした。
【００１９】単結晶の円筒側面部１０を研削するための
円筒研削機には、擬似テール１２を保持するための円錐
カップホルダーがある。単結晶の端面１１に対して略垂
直方向（円筒軸と略平行）に圧力がかかるように、円錐
カップホルダーを用いて単結晶の端面１１に接着固定さ
れたステンレス製の擬似テール１２を保持し、単結晶を
回転させて円筒研削を行った。
円筒研削機には、擬似テール１２を保持するための円錐
カップホルダーがある。単結晶の端面１１に対して略垂
直方向（円筒軸と略平行）に圧力がかかるように、円錐
カップホルダーを用いて単結晶の端面１１に接着固定さ
れたステンレス製の擬似テール１２を保持し、単結晶を
回転させて円筒研削を行った。
【００２０】円筒研削後、円筒研削機から単結晶を下ろ
して、単結晶の端面１１と擬似テール１２との接着部分
に存在するウレタンゴム１３に、側面より厚さ０．８ｍ
ｍのナイフを用いてシリコン単結晶の端面１１と平行に
なるように切り込みを入れて、単結晶とステンレス製の
擬似テール１２とを切り離した。その後、単結晶の端面
１１にポリエポキシ接着剤とウレタンゴム１３の一部が
残ったままの単結晶棒５をワイアソーで厚さ１．１ｍｍ
のシリコンウェーハに切断した。ワイアソーで切断する
場合、ワイアが単結晶の端面１１に残ったウレタンゴム
１３にかかることもある。しかし、ウレタンゴム１３の
硬度がシリコン単結晶の硬度に比べて格段に低いので簡
単に切断でき、ウレタンゴム１３の存在がウェーハース
ライス工程に影響を与えることはなく、製品の質の低下
も起こらない。
して、単結晶の端面１１と擬似テール１２との接着部分
に存在するウレタンゴム１３に、側面より厚さ０．８ｍ
ｍのナイフを用いてシリコン単結晶の端面１１と平行に
なるように切り込みを入れて、単結晶とステンレス製の
擬似テール１２とを切り離した。その後、単結晶の端面
１１にポリエポキシ接着剤とウレタンゴム１３の一部が
残ったままの単結晶棒５をワイアソーで厚さ１．１ｍｍ
のシリコンウェーハに切断した。ワイアソーで切断する
場合、ワイアが単結晶の端面１１に残ったウレタンゴム
１３にかかることもある。しかし、ウレタンゴム１３の
硬度がシリコン単結晶の硬度に比べて格段に低いので簡
単に切断でき、ウレタンゴム１３の存在がウェーハース
ライス工程に影響を与えることはなく、製品の質の低下
も起こらない。
【００２１】次に、上記実際に行った実験における円筒
研削時の応力に関して詳細に説明する。円錐カップホル
ダーで保持する際、擬似テール１２には約６００ｋｇの
圧力がかかる。この圧力は、ステンレス製の擬似テール
１２からポリウレタン１３に伝わり、さらにポリエポキ
シ接着剤を通じて単結晶の端面１１にかかる。シリコン
単結晶の端面１１はバンドソーによって作られた切断面
なので表面に凹凸があり、直接、ポリエポキシ接着剤に
よりステンレス製の擬似テール１２を単結晶の端面１１
に接着した場合、その接着面において局所的な接触によ
る応力集中が起こる。この結果、単結晶の端面にクラッ
クが入ることがある。
研削時の応力に関して詳細に説明する。円錐カップホル
ダーで保持する際、擬似テール１２には約６００ｋｇの
圧力がかかる。この圧力は、ステンレス製の擬似テール
１２からポリウレタン１３に伝わり、さらにポリエポキ
シ接着剤を通じて単結晶の端面１１にかかる。シリコン
単結晶の端面１１はバンドソーによって作られた切断面
なので表面に凹凸があり、直接、ポリエポキシ接着剤に
よりステンレス製の擬似テール１２を単結晶の端面１１
に接着した場合、その接着面において局所的な接触によ
る応力集中が起こる。この結果、単結晶の端面にクラッ
クが入ることがある。
【００２２】単結晶の端面１１と擬似テール１２の間に
ポリウレタンシート１３などのプラスチック素材を介す
ることにより、単結晶の端面１１の凹凸のある部分で応
力集中が起きたとしても、つぶれ応力集中を防止するこ
とができる。従来、ポリエポキシ接着剤を用いて直接単
結晶の端面１１と擬似テール１２とを接着した場合、単
結晶の端面１１と擬似テール１２との間にはポリエポキ
シ接着剤が存在しているが、その厚みは０．１ｍｍ以下
であるために応力集中を防ぐ緩衝材としての役割を果た
さない。
ポリウレタンシート１３などのプラスチック素材を介す
ることにより、単結晶の端面１１の凹凸のある部分で応
力集中が起きたとしても、つぶれ応力集中を防止するこ
とができる。従来、ポリエポキシ接着剤を用いて直接単
結晶の端面１１と擬似テール１２とを接着した場合、単
結晶の端面１１と擬似テール１２との間にはポリエポキ
シ接着剤が存在しているが、その厚みは０．１ｍｍ以下
であるために応力集中を防ぐ緩衝材としての役割を果た
さない。
【００２３】さらに、円筒研削時に、円錐カップホルダ
ーにより１０ｒｐｍの回転を単結晶に与えるため、単結
晶の端面１１と擬似テール１２との間に挟み込む部材に
は約１ｋｇ／ｃｍ2のトルクがかかるはずである。実際
に行った実験では、後述のように２ｋｇ／ｃｍ2の引張
応力がかかっていた。したがって、かかる部材には約２
ｋｇ／ｃｍ2の引張応力に耐える素材を用いることが要
求される。また、円筒研削により単結晶を精密に削り込
むため、かかる部材には上記約２ｋｇ／ｃｍ2の引張応
力の基で伸びなどの変形をあまり起こさない素材である
ことが要求される。上記実際に行った実験で用いたウレ
タンゴムは、これらの条件を満たしている。
ーにより１０ｒｐｍの回転を単結晶に与えるため、単結
晶の端面１１と擬似テール１２との間に挟み込む部材に
は約１ｋｇ／ｃｍ2のトルクがかかるはずである。実際
に行った実験では、後述のように２ｋｇ／ｃｍ2の引張
応力がかかっていた。したがって、かかる部材には約２
ｋｇ／ｃｍ2の引張応力に耐える素材を用いることが要
求される。また、円筒研削により単結晶を精密に削り込
むため、かかる部材には上記約２ｋｇ／ｃｍ2の引張応
力の基で伸びなどの変形をあまり起こさない素材である
ことが要求される。上記実際に行った実験で用いたウレ
タンゴムは、これらの条件を満たしている。
【００２４】ポリウレタンには発泡材などの軟質ウレタ
ンフォームやウレタン樹脂などがあるが、実際に行った
実験では、弾性体であるウレタンゴムを使用した。円筒
研削時の単結晶の重さは最大５００ｋｇにもなり、さら
に、安全性を考慮して１トンの単結晶の重さを保持でき
る部材が必要である。上記実際に行った実験において
は、ウレタンゴムの面積は４７１ｃｍ2であり、約２ｋ
ｇ／ｃｍ2の引張応力がかかっていたが、ウレタンゴム
は４００ｋｇ／ｃｍ2以上の引張応力に対しても十分に
強度があるので、ウレタンゴムの弾性変形は無視するこ
とができ、円筒研削に支障を来たすことはない。
ンフォームやウレタン樹脂などがあるが、実際に行った
実験では、弾性体であるウレタンゴムを使用した。円筒
研削時の単結晶の重さは最大５００ｋｇにもなり、さら
に、安全性を考慮して１トンの単結晶の重さを保持でき
る部材が必要である。上記実際に行った実験において
は、ウレタンゴムの面積は４７１ｃｍ2であり、約２ｋ
ｇ／ｃｍ2の引張応力がかかっていたが、ウレタンゴム
は４００ｋｇ／ｃｍ2以上の引張応力に対しても十分に
強度があるので、ウレタンゴムの弾性変形は無視するこ
とができ、円筒研削に支障を来たすことはない。
【００２５】また、緩衝材として引張応力における上記
の条件を満たす素材を用いることも可能であり、したが
って、素材はウレタンゴムを含むポリウレタンに限定さ
れるものではない。ポリウレタンに代わって、一般にウ
レタンゴムとは異なるプラスチック樹脂でも同様の効果
を得ることが可能である。また、その代替品として木材
なども利用可能である。しかし、円筒研削時に、緩衝材
には円錐カップホルダーによって両端から圧力がかかる
ので、単結晶の端面と緩衝材との間に起こる局所的な応
力集中によって単結晶棒が破壊しないような柔らかさを
有する素材を緩衝材として選定することが必要である。
の条件を満たす素材を用いることも可能であり、したが
って、素材はウレタンゴムを含むポリウレタンに限定さ
れるものではない。ポリウレタンに代わって、一般にウ
レタンゴムとは異なるプラスチック樹脂でも同様の効果
を得ることが可能である。また、その代替品として木材
なども利用可能である。しかし、円筒研削時に、緩衝材
には円錐カップホルダーによって両端から圧力がかかる
ので、単結晶の端面と緩衝材との間に起こる局所的な応
力集中によって単結晶棒が破壊しないような柔らかさを
有する素材を緩衝材として選定することが必要である。
【００２６】引張応力に関する上記の条件を満たすよう
な適度な強度と柔らかさを兼ね備えている部材として、
ウレタンゴムは好適である。ウレタンゴムは、円錐カッ
プホルダーによる単結晶棒５への局所的圧力集中を防止
し、また、単結晶棒の回転のトルクにより生じる引張応
力に耐えることができる。また、ウレタンゴムは刃物で
切り裂きやすいので、円筒研削後、単結晶の端面１１と
擬似テール１２とを切り離すことが容易である。
な適度な強度と柔らかさを兼ね備えている部材として、
ウレタンゴムは好適である。ウレタンゴムは、円錐カッ
プホルダーによる単結晶棒５への局所的圧力集中を防止
し、また、単結晶棒の回転のトルクにより生じる引張応
力に耐えることができる。また、ウレタンゴムは刃物で
切り裂きやすいので、円筒研削後、単結晶の端面１１と
擬似テール１２とを切り離すことが容易である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の単結晶加
工方法によれば、シリコン単結晶の端面と擬似テールと
を、シート状のポリウレタンを挟み込んでポリエポキシ
接着剤で接着するので、シリコン単結晶に金属接触によ
る局所的な応力を与えることなく、円筒研削することが
可能となる。また、円筒研削終了後、ナイフなどを用い
てポリウレタンを切り裂いて、シリコン単結晶の端面と
擬似テールとを簡単に切り離すので、擬似テールを切り
離すためにシリコン単結晶の端面を切り落とす必要がな
く、かつ、製品歩留まりを落とすことなく擬似テールを
切り離すことが可能となる。
工方法によれば、シリコン単結晶の端面と擬似テールと
を、シート状のポリウレタンを挟み込んでポリエポキシ
接着剤で接着するので、シリコン単結晶に金属接触によ
る局所的な応力を与えることなく、円筒研削することが
可能となる。また、円筒研削終了後、ナイフなどを用い
てポリウレタンを切り裂いて、シリコン単結晶の端面と
擬似テールとを簡単に切り離すので、擬似テールを切り
離すためにシリコン単結晶の端面を切り落とす必要がな
く、かつ、製品歩留まりを落とすことなく擬似テールを
切り離すことが可能となる。
【図１】本発明の単結晶加工方法に係る単結晶と擬似テ
ールとが接着した様子を撮像した画像である。
ールとが接着した様子を撮像した画像である。
【図２】本発明の単結晶加工方法に係る黒鉛板又はシリ
コン板を挟んで単結晶と擬似テールとが接着した様子を
示す模式図である。
コン板を挟んで単結晶と擬似テールとが接着した様子を
示す模式図である。
【図３】テールが切り落とされた部分に擬似テールが接
着された単結晶棒の模式図である。
着された単結晶棒の模式図である。
【図４】シリコン板を挟んでテールが切り落とされた部
分に擬似テールが接着された単結晶棒の模式図である。
分に擬似テールが接着された単結晶棒の模式図である。
【図５】従来の単結晶引き上げ装置を示す模式図であ
る。
る。
【図６】引き上げられた単結晶棒を示す模式図である。
１ チャンバ ２ 石英ルツボ ３ シリコン融液 ４ 種結晶 ５ 単結晶棒 ６ ヒータ ７ コイル ８ トップ ９ テール １０ 円筒側面部 １１ 単結晶の端面 １２ 擬似テール １３ ポリウレタンシート（緩衝材、ウレタンゴム） １４ 黒鉛板又はシリコン板
Claims (4)
- 【請求項１】 単結晶引き上げ装置により引き上げられ
た単結晶の端を切断し、その切断面である端面に擬似テ
ールを接着して円筒研削機に固定し、前記単結晶の円筒
側面部の研削を行う単結晶加工方法であって、 前記単結晶の端面と前記擬似テールの間に、２ｋｇ／ｃ
ｍ2以下の引張応力の下での弾性変形が無視できる部材
を挟んで、前記単結晶の端面と前記擬似テールの接着を
行う単結晶加工方法。 - 【請求項２】 単結晶引き上げ装置により引き上げられ
た単結晶の端を切断し、その切断面である端面に擬似テ
ールを接着する際に、前記単結晶の端面と前記擬似テー
ルの間に、２ｋｇ／ｃｍ2以下の引張応力の下での弾性
変形が無視できる部材を挟んで、前記単結晶の端面と前
記擬似テールとを接着して円筒研削機に固定して円筒研
削を行い、 前記単結晶の円筒側面部の研削を行った後、前記部材を
前記単結晶の端面に略平行な切断面で切断して、前記単
結晶の端面から前記擬似テールを取り外す単結晶加工方
法。 - 【請求項３】 前記部材を刃物で切断することを特徴と
する請求項２記載の単結晶加工方法。 - 【請求項４】 前記部材としてポリウレタンを用いるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の単結晶加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081005A JP2001259975A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 単結晶加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081005A JP2001259975A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 単結晶加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001259975A true JP2001259975A (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18597998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000081005A Withdrawn JP2001259975A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 単結晶加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001259975A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009279721A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | インゴットの円筒研削方法及びその方法で用いられる固定アダプタ |
| JP2010519763A (ja) * | 2007-02-22 | 2010-06-03 | ハナ シリコン アイエヌシー | プラズマ処理装置用シリコン素材の製造方法 |
| EP2226155A2 (en) | 2009-02-25 | 2010-09-08 | SUMCO Corporation | Cylindrical grinder and cylindrical grinding method of ingot |
| CN115194566A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-10-18 | 宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司 | 单晶硅晶棒等径零位的定位方法 |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000081005A patent/JP2001259975A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010519763A (ja) * | 2007-02-22 | 2010-06-03 | ハナ シリコン アイエヌシー | プラズマ処理装置用シリコン素材の製造方法 |
| JP2009279721A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | インゴットの円筒研削方法及びその方法で用いられる固定アダプタ |
| EP2226155A2 (en) | 2009-02-25 | 2010-09-08 | SUMCO Corporation | Cylindrical grinder and cylindrical grinding method of ingot |
| US8376809B2 (en) | 2009-02-25 | 2013-02-19 | Sumco Corporation | Cylindrical grinder and cylindrical grinding method of ingot |
| CN115194566A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-10-18 | 宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司 | 单晶硅晶棒等径零位的定位方法 |
| CN115194566B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-01-26 | 宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司 | 单晶硅晶棒等径零位的定位方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |