JP2004082282A

JP2004082282A - 半導体ブロックのスライス方法

Info

Publication number: JP2004082282A
Application number: JP2002247386A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Nishizawa; 西澤　孝昭
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】半導体ブロック３ａ、３ｂへのワイヤー６の切り込みをスムーズにして、でき上がった半導体ウエハーの寸法精度を向上させたり、傷の発生をなくすことによって歩留りの向上を図ると共に、ワイヤー６の送り速度を落とすことをなく半導体ブロック３ａ、３ｂをスライスすることによってスライス時間を短縮する。
【解決手段】供給リール８から供給されるワイヤー６を複数の間隔保持用ローラー５間に配置して巻き取りリールで巻き取りながら角柱状の半導体ブロック３ａ、３ｂをスライスする半導体ブロックのスライス方法であって、上記角柱状の半導体ブロック３ａ、３ｂの上記ワイヤー６と対向する面や上面を上記半導体ブロック３ａ、３ｂの両側に配設された複数の間隔保持用ローラー５の上縁部を結んだ線に対して所定角度傾斜させてスライスすることを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ブロックのスライス方法に関し、特に半導体ブロック等をワイヤーソーでスライスする半導体ブロックのスライス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子や太陽電池に用いられる半導体ウエハーは、チョクラルスキー法や鋳造法等により作成された単結晶や多結晶の半導体ブロックから形成される。このような半導体ブロックから一定の厚みのウエハーを切り出す装置としてワイヤーソーが用いられる。このワイヤーソーによる半導体ブロックのスライス方法を図３と図４を用いて説明する。
【０００３】
図３は従来のワイヤーソーを示す図である。図３において、１１はスラリー供給ノズル、１２はスラリー受け、１３ａ、１３ｂは半導体ブロック、１４はスライス台、１５は間隔保持用ローラ、１６はワイヤー、１７はディップ槽、１８はワイヤー供給リールである。
【０００４】
このワイヤーソーは、直径約１００〜３００μｍのピアノ線などの一本のワイヤー１６を通常２〜４本の間隔保持用ローラー１５上に設けた多数の溝に巻きつけて一定ピッチで互いに平行となるように配置し、ワイヤーを一定方向または双方向に走行させる。このワイヤー１６にスラリー供給ノズル１１からスラリー受け１２を介してスラリーと呼ばれるオイルまたは水にＳｉＣなどの砥粒を混合した切削液を供給しながら半導体ブロック１３（１３ａ、１３ｂ）をワイヤー１６に押圧して半導体ブロック１３の下方から上方に向けて徐々にスライスしていく。このワイヤーソーによるスライスでは多数の半導体ウエハーに同時にスライスすることができ、また外周刃や内周刃などを使用する他のスライス方法と比べてスライス精度が高くかつ使用しているワイヤーが細いためカーフロス（切り代）を少なくできるという利点がある。
【０００５】
図４は従来の半導体ブロックのスライスにおける半導体ブロック１３ａ、１３ｂとワイヤー１６との位置関係を示す図である。従来のスライス方法では半導体ブロック１３ａ、１３ｂにおけるワイヤー１６と対向する面がワイヤー１６と平行となるように配置されていた。すなわち、図４に示すように半導体ブロック１３ａの下端の辺ＡＢと半導体ブロック１３ｂの下端の辺ＣＤは、ワイヤー１６と平行な状態に配置されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の半導体ブロック１３ａ、１３ｂのスライス方法では、スライス開始部分で半導体ブロック１３ａ、１３ｂとワイヤー１６が平行であるためにワイヤー１６が線状に半導体ブロック１３ａ、１３ｂと当ることになる。このため、スライスを開始したときに、半導体ブロック１３ａ、１３ｂの下端部を走行するワイヤーが横方向に振れてワイヤー１６の位置が定まらずに半導体ブロック１３ａ、１３ｂへのワイヤー１６の切り込みがスムーズに行われず、でき上がった半導体ウエハーの寸法精度が悪化したり、段差状の傷が付いて不良の原因になることがあった。
【０００７】
また、半導体ブロック１３ａ、１３ｂがワイヤー１６を下方向に押圧するためにワイヤー１６が下方向に撓むことになる。このワイヤー１６が撓んだ状態でスライスを進めると、ワイヤー１６が半導体ブロック１３ａ、１３ｂの上面の一方の端部に達したときに、その撓みのために上面のすべての辺を切りきっていない状態となる。このために、ワイヤー１６が半導体ブロック１３ａ、１３ｂの上端近くまで切り進んだら、ワイヤー１６の送り速度を落としてワイヤー１６に撓みが生じないようにする必要があった。しかし、この方法ではワイヤー１６の送り速度を落とすためにスライスにかかる時間が長くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、半導体ブロックへのワイヤーの切り込みをスムーズにして、でき上がった半導体ウエハーの寸法精度を向上させたり、傷の発生をなくすことによって歩留りの向上を図ると共に、ワイヤーの送り速度を落とすことをなくスライスすることによってスライス時間を短縮することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、供給リールから供給されるワイヤーを複数の間隔保持用ローラー間に配置して巻き取りリールで巻き取りながら角柱状の半導体ブロックをスライスする半導体ブロックのスライス方法において、前記角柱状の半導体ブロックの前記ワイヤーと対向する面を前記半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して所定角度傾斜させてスライスすることを特徴とする。
【００１０】
上記半導体ブロックのスライス方法では、前記角柱状の半導体ブロックの前記ワイヤーと対向する面を前記半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して傾斜させる角度が１度以上３０度以下であることが望ましい。
【００１１】
請求項３に係る半導体ブロックのスライス方法では、供給リールから供給されるワイヤーを複数の間隔保持用ローラー間に配置して巻き取りリールで巻き取りながら角柱状の半導体ブロックをスライスする半導体ブロックのスライス方法において、前記角柱状の半導体ブロックの上面を前記半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して所定角度傾斜させてスライスすることを特徴とする。
【００１２】
上記半導体ブロックのスライス方法では、前記半導体ブロックとしてシリコンを用いてもよい。
【００１３】
また、上記半導体ブロックのスライス方法では、前記半導体ブロックを複数用意して、両端の半導体ブロックの上面が互いに向かい合うように所定角度傾斜させて配置してスライスすることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るワイヤーソーの構成を示す図である。図１において、１はスラリー供給ノズル、２はスラリー受け、３ａ、３ｂは半導体ブロック、４はスライス台、５は間隔保持用ローラ、６はワイヤー６はディップ槽、８はワイヤー供給リールである。
【００１５】
このワイヤーソーは、複数の間隔保持用ローラー５を離間して配置し、この複数の間隔保持用ローラー５間にワイヤー６が所定間隔に維持されるように折り返して張設し、このワイヤー６上にスライスされる半導体ブロック３ａ、３ｂを配置して構成されている。
【００１６】
間隔保持用ローラー５にはワイヤー供給リール８からワイヤーが供給され、この半導体ブロック３ａ、３ｂの近傍に、スラリー供給ノズル１を有するスラリー受け２を設けている。スラリー受け２はスラリーを部分的な偏りなく供給すためなどの目的で設ける。すなわち、半導体ブロック３ａ、３ｂのスライス幅の全長にわたって、スラリーを均一に供給するために設ける。
【００１７】
半導体ブロック３ａ、３ｂは、例えば太陽電池用に鋳造法により製造された約１５０×１５０×３００ｍｍの直方体の多結晶シリコンから成るブロックであり、例えばこれを同時に２本スライスする。
【００１８】
スライス台４は、半導体ブロック３ａ、３ｂを保持するためのものであり、これに接着剤を用いて半導体ブロック３ａ、３ｂを接着する。
【００１９】
半導体ブロック３ａ、３ｂを接着したスライス台４を半導体ブロック３ａ、３ｂが下になるように、スラリー受け２とワイヤー６の間にあるホルダー（図示せず）にセットする。このホルダーは、上下動の制御が可能で、これを下に押し下げることによって半導体ブロック３ａ、３ｂをその下にあるワイヤ−６に押圧することができる。
【００２０】
このようにホルダーを傾けることにより、スライス台４及び半導体ブロック３ａ、３ｂをワイヤーに対して傾けるようにセットする。この傾ける方向は図２に示すように半導体ブロック３ａと半導体ブロック３ｂで異なった方向にする必要がある。また、図２でワイヤー６と半導体ブロック３ａ、３ｂの下端の辺ＥＦ及びＧＨのなす角度Ｋ、Ｋ’は種々のテストを重ねた結果、１度以上３０度以下の範囲のときに半導体ブロック３ａ、３ｂへのワイヤー６の切り込みがスムーズに入り、ウエハーに傷がついたりすることがなく、またワイヤー６の撓みによるワイヤー６の送り速度を落とす必要がなくなり、スライス時間を短縮できることが判った。すなわち、１度未満の場合は半導体ブロック３ａ、３ｂへの切り込みがスムーズに行かず、また３０度を越す場合はスライス中のワイヤー６の撓み量を超える角度となってスライス速度の調整が必要となる。
【００２１】
また、半導体ブロック３ａ、３ｂを同時に複数本スライスする場合は、半導体ブロック３ａ、３ｂのそれぞれ上面が向かい合うように所定角度傾斜させることが望ましい。このように半導体ブロック３ａ、３ｂのそれぞれの上面が向かい合うように所定角度傾斜させるとスライスの最終段階で撓んだワイヤー６と半導体ブロック３ａ、３ｂの上面とが略平行となるように位置させることができ、最後まで通常の速度でスライスできるようになる。要するに本発明では、上面と下面が平行な半導体ブロック３ａ、３ｂの場合、ワイヤー６の撓む角度と半導体ブロック３ａ、３ｂの上面の傾斜角度とが略同一になるように設定すればよい。このようにすることで最後まで通常の速度でスライスできるようになる。
【００２２】
なお、半導体ブロック３ａ、３ｂを３個以上用意して同時にスライスする場合は、ワイヤー６の撓みにそって全体の上面が湾曲して位置するように配置すればよく、その場合は両端の半導体ブロックの上面が互いに向かい合うように配設することとなる。すなわち、このような場合は、中央に配設される半導体ブロックは必ずしも傾斜させなくてもよい。
【００２３】
半導体ブロック３ａ、３ｂの外側下部に配置される間隔保持用ローラー５は、直径１５０〜２５０ｍｍ、長さ４００〜５００ｍｍで、一般的にはウレタンゴムできており、その表面に４００〜６００μｍ程度のピッチでワイヤー６のはまる多数の溝が形成されている。この２本の間隔保持用ローラー２本を約５００ｍｍの間隔で同一高さに配置する。
【００２４】
ワイヤー６としては、直径が例えば１４０〜１８０μｍのようなものが用いられ、ワイヤー供給リール８より供給され、螺旋状に２本の間隔保持用ローラー５の間に上記のピッチで配置される。
【００２５】
以上の状態で、装置上部に設けた数本のスラリーノズル１からその下のスラリー受け２を介してスラリーをワイヤー６に適量供給しながら間隔保持用ローラー５を高速回転さることにより、ワイヤー６を４００〜７００ｍ／ｍｉｎで走行させて半導体ブロック３ａ、３ｂを保持したスライス台４を下降させることによって半導体ブロック３ａ、３ｂをワイヤー６に押しつけて半導体ブロック３ａ、３ｂをスライスしていく。
【００２６】
この場合、半導体ブロック３ａ、３ｂがワイヤー６を下方向へ押圧するためにワイヤー６の中央部が下方向に撓むことになるが、この撓んだ状態で切断を進めても、半導体ブロック３ａ、３ｂの上面部の成す角度がワイヤーの撓みの角度と概略同一となるため、スライスが進んでワイヤー６が半導体ブロック３ａ、３ｂは上面近傍に近づいてもワイヤー６の送り速度を落とす必要がなくなり、スライス時間の短縮が図れる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る半導体ブロックのスライス方法では、半導体ブロックのワイヤーと対向する面を半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して所定角度傾斜させたことにより、半導体ブロックへの切り込みがスムーズになり、これによりでき上がった半導体ウエハーの精度の向上及び傷の発生がなくなり、安定したスライスが可能となる。
【００２８】
また、請求項３に係る半導体ブロックのスライス方法では、半導体ブロックの上面を半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して所定角度傾斜させたことにより、ワイヤーの送り速度を落とすことなく最後までスライスでき、スライス時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体ブロックのスイライス方法に用いるワイヤーソーを示す図である。
【図２】本発明に係る半導体ブロックのスライス方法における半導体ブロックとワイヤーとの位置関係を示す図である。
【図３】従来の半導体ブロックのスライス方法に用いるワイヤーソーを示す図である。
【図４】従来の半導体ブロックのスライス方法における半導体ブロックとワイヤーとの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１　スラリーノズル
２　スラリー受け
３（３ａ、３ｂ）　半導体ブロック
４　スライス台
５　間隔保持用ローラー
６　ワイヤー
７　ディップ槽
８　ワイヤー供給リール

Claims

供給リールから供給されるワイヤーを複数の間隔保持用ローラー間に配置して巻き取りリールで巻き取りながら角柱状の半導体ブロックをスライスする半導体ブロックのスライス方法において、前記角柱状の半導体ブロックの前記ワイヤーと対向する面を前記半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して所定角度傾斜させてスライスすることを特徴とする半導体ブロックのスライス方法。
前記角柱状の半導体ブロックの前記ワイヤーと対向する面を前記半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して傾斜させる角度が１度以上３０度以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体ブロックのスライス方法。
供給リールから供給されるワイヤーを複数の間隔保持用ローラー間に配置して巻き取りリールで巻き取りながら角柱状の半導体ブロックをスライスする半導体ブロックのスライス方法において、前記角柱状の半導体ブロックの上面を前記半導体ブロックの両側に配設された複数の間隔保持用ローラーの上縁部を結んだ線に対して所定角度傾斜させてスライスすることを特徴とする半導体ブロックのスライス方法。
前記半導体ブロックがシリコンであることを特徴とする請求項１又は３記載の半導体ブロックのスライス方法。
前記半導体ブロックを複数用意して、両端の半導体ブロックの上面が互いに向かい合うように所定角度傾斜させて配置してスライスすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体ブロックのスライス方法。