JP2004106360A - Slit wafer supporting component and wafer cleaning apparatus - Google Patents

Slit wafer supporting component and wafer cleaning apparatus Download PDF

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JP2004106360A
JP2004106360A JP2002272433A JP2002272433A JP2004106360A JP 2004106360 A JP2004106360 A JP 2004106360A JP 2002272433 A JP2002272433 A JP 2002272433A JP 2002272433 A JP2002272433 A JP 2002272433A JP 2004106360 A JP2004106360 A JP 2004106360A
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Yoshihiro Eto
衛藤 義博
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Sumco Techxiv Corp
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Komatsu Electronic Metals Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer manufacturing method capable of effectively removing oil, chips, abrasive particle and the like which are stuck to a wafer after cutting the wafer with a wire saw to be capable of reducing a time and a cost which are required for production of the wafer. <P>SOLUTION: A plurality of slits 109 are formed on a bottom surface of a groove 103 by providing the groove 103 on a semiconductor ingot to cut with the wire saw. The wafer 44 which is cut and suspended by being ranged in a fence state from the carbon slicing base 101 is installed to a wafer cleaning apparatus and cleaning liquid is injected from a nozzle provided above the groove 103. Since cleaning of a wafer upper part which is conventionally difficult can be effectively carried out and a post process is enabled to be omitted, the time and the cost which are required for manufacturing the wafer can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの製造に係り、特に、ワイヤソーにおいてウェーハを保持するためのスライス台とスライスベースの形状、ならびに、切断後のウェーハの表裏面を洗浄するウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図1は、一般的な鏡面ウェーハの製造工程を示すフロー図である。同図に基づいて、半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられる鏡面ウェーハの一般的な製造方法の概略を説明する。
【0003】
まず、周知のチョクラルスキー法(CZ法)や浮遊帯域溶融法(FZ法)等により単結晶の半導体インゴットを成長させる(STEP1)。成長した半導体インゴットは外周形状が歪(いびつ)であるため、次に外形研削工程(STEP2)において半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削し、半導体インゴットの外周形状を整える。これをスライス工程(STEP3)でワイヤソーによりスライスして厚さ300〜1000μm程度の円板状のウェーハに加工する。
【0004】
このスライス工程(STEP3)でワイヤソーにより半導体インゴットをスライスする場合、スライス台に半導体インゴットを接着し、このスライス台をスライスベースに装着して、複数枚のウェーハ状にスライスする。このスライス台の材質には、通常、カーボンやセラミックス等が用いられる。スライスしたウェーハの表面には、スライス時に使用したオイルや切削粉,砥粒等が付着しているため、これを取り除く洗浄を行う。
【0005】
通常、スライス台にウェーハが接着された状態(以下、「ハガシ前」と記す)でハガシ前洗浄工程(STEP4)を行い、更にスライス台からウェーハを一枚一枚剥がした後(以下、「ハガシ後」と記す)にハガシ後洗浄工程(STEP5)を行う。
【0006】
このハガシ前洗浄工程(STEP4)の方法として、例えば特開平10―22238号公報や特開2002―110591号公報に開示されているように、スライスベースとスライス台ごとウェーハをウェーハ洗浄装置に装着し、ウェーハ洗浄装置でウェーハの側面上方および/または下方からエアーブローまたはシャワーノズルにより洗浄液を吹きつける等して洗浄する。
【0007】
しかし、このハガシ前洗浄工程(STEP4)のみではウェーハの洗浄が不充分であるため、例えば特開平9―45640号公報に開示されているように、ハガシ前洗浄工程(STEP4)の後にハガシ後洗浄工程(STEP5)を行う。すなわち、スライス台からウェーハを一枚ずつ分離し、ウェーハの表裏面に付着したオイルや切削粉,砥粒等をゴム製のブレードやブラシ等により掻き落とす。また、必要に応じて複数の洗浄槽を用意し、その洗浄槽に浸漬させて段階的に洗浄度を高めていくことにより、ウェーハを洗浄する。
【0008】
その後、面取り工程(STEP6)でウェーハ外周の面取り加工を行う。続いて、平面研削および/またはラッピング(以下、「平面研削・ラッピング」と記す)により平坦化加工を行い(STEP7)、エッチング処理工程(STEP8)において化学研磨処理を施す。更に、ウェーハ表面を鏡面研磨(STEP9)した後、ウェーハ表面にエピタキシャル成長処理(STEP10)を施して鏡面ウェーハとする。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハガシ前洗浄工程(STEP4)における従来の洗浄方法は、図12に示すようにウェーハの側面上方から2本のノズルにより洗浄液を噴射していたため、ウェーハ上部の洗浄効率が悪く、洗浄に長い時間がかかっていた。また、未洗浄部分に切削粉,オイル,砥粒等が残り、ハガシ後のウェーハ洗浄能力不足によるシミ不良が発生するという問題があった。
【0010】
すなわち、図12に示すウェーハ上部の洗浄を十分に行うためにはエアーブローするか、ウェーハの下方から上方に向けて洗浄液を噴射することが必要である。しかし、ウェーハの切断厚みが350μm以下である場合には、エアーブローをするとウェーハが暴れ、ウェーハにダメージを与えたり、ウェーハが割れてしまったりするという問題があった。
【0011】
一方、ウェーハは上方をスライス台に接着されているのみであるため、ウェーハの下方から上方に向けて洗浄液を噴射すると、この洗浄液の力で接着部分が変形したり、ウェーハがスライス台から脱落したりするという問題があった。そのため、図12に示すウェーハ上部の洗浄を十分に行うことが出来ないという問題があった。
【0012】
また、従来のハガシ前洗浄方法ではウェーハの洗浄が不充分であるため、後工程においてハガシ後洗浄工程(STEP5)を行わなくてはならず、手間とコストがかかっていた。特に、複数のウェーハ洗浄装置を用いた場合は、コストのみならず、ウェーハ洗浄装置及びウェーハ洗浄装置間のウェーハ搬送装置により装置全体が大型化するという問題もあった。
【0013】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その第1の目的とするところは、ワイヤソーによりスライスされたウェーハのスライス台に接する部分を十分に洗浄することができ、ハガシ前の切削粉,オイル,砥粒除去能力を向上させることができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【0014】
また、本出願に係る発明の第2の目的は、ワイヤソーによりスライスされたウェーハのハガシ前洗浄効率を高め、洗浄時間を短縮させると共に、洗浄時の洗浄液使用量を低減させ、洗浄液にかかるコストを抑えることができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【0015】
更に、本出願に係る発明の第3の目的は、ウェーハの洗浄を充分に行うことにより、従来行われていたハガシ後洗浄工程を省略又は簡略化し、作業効率を高めると共に、該工程にかかっていた時間とコストを無くすことができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本出願に係る第1の発明は、半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおける前記支持部材であって、前記支持部材は略直方体形状をなし、1面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、前記1面に対向する他面に、凹状の溝を有する、ことを特徴とする支持部材である。
【0017】
また、本出願に係る第2の発明は、半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し、前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおいて、前記支持部材は略直方体形状をなし、1面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、前記1面に対向する他面に、凹状の溝を有する、ことを特徴とするワイヤソーである。
【0018】
更に、本出願に係る第3の発明は、半導体インゴットをワイヤソーにより切断した後に、切断された複数枚のウェーハを支持し、前記ウェーハ相互間の間隙にその外周方向から洗浄液又は洗浄ガスを噴射するウェーハ洗浄装置において、前記ウェーハを支持する支持部材に複数本のスリットを設け、該スリットから前記ウェーハに向けて、前記洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルを設ける、ことを特徴とするウェーハ洗浄装置である。
【0019】
また、本出願に係る第4の発明は、前記複数本のスリットのピッチは、前記ウェーハ相互間の間隙のピッチに等しい、ことを特徴とする上記第3の発明に記載のウェーハ洗浄装置である。
【0020】
更に、本出願に係る第5の発明は、ウェーハが収容される洗浄槽と、ウェーハを吊り下げて支持する支持部材と、前記洗浄槽内に収容されたウェーハの軸線方向に沿って相対移動自在に支持され、前記洗浄槽内に収容されたウェーハに向けて洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルと、前記ノズルとウェーハを相対移動させる駆動手段と、を有し、前記ノズルを前記支持部材の上方に配置し、前記支持部材に、前記支持部材の上方から下方に向けて貫通するスリットを設ける、ことを特徴とするウェーハ洗浄装置である。
【0021】
また、本出願に係る第6の発明は、ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台であって、ウェーハに接触する面と対向する面に、凹状の溝を有することを特徴とするスライス台である。
【0022】
更に、本出願に係る第7の発明は、ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台を接着固定するスライスベースであって、前記スライス台を固定する接着面から該接着面に対抗する面に貫通する穴を有することを特徴とするスライスベースである。
【0023】
また、本出願に係る第8の発明は、半導体インゴットをワイヤソーにより切断し、切断されたウェーハを洗浄して半導体ウェーハを製造する方法において、前記洗浄時のウェーハを支持する部材にスリットを設け、前記ウェーハの上部から洗浄液又は洗浄ガスを噴射して前記ウェーハを洗浄する、ことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本出願に係る半導体ウェーハの製造方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
【0025】
[実施の形態1]
まず、第1の実施の形態について図1〜図9を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態における半導体ウェーハの製造方法の概略を示すフロー図である。フローに示された工程は、半導体ウェーハを製造する際の工程を簡易に示したものである。本願の製造方法は以下に説明するようにスライス工程(STEP3)及びハガシ前洗浄工程(STEP4)を図1に示すフローの順に備えていることが必須の要件であり、他の工程の種類や工程の数は、ウェーハの仕様や各製造業者によって種々の態様が考えられる。ここでは、直径125mmの半導体ウェーハを製造する際の工程について説明する。
【0026】
従来技術で説明した通り、まず、周知のチョクラルスキー法(CZ法)や浮遊帯域溶融法(FZ法)等により単結晶の半導体インゴットを成長させる(STEP1)。次に外形研削工程(STEP2)において半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削し、半導体インゴットの外周形状を整える。
【0027】
続いて、外形研削された半導体インゴットはスライス工程(STEP3)に移る。本実施例ではスライス工程においてワイヤソーを使用する。図2に、ワイヤソーの概略図を示す。ワイヤソー50は、左右のブラケット51a,51b(51bは、二点鎖線で一部のみを示す)間に3本のローラ55〜57を回転自在に備えている。本図に示したワイヤソー50においては、3本のローラ55〜57を備えた例を示しているが、ローラの数は2本でも良く、4本以上であっても良い。
【0028】
ローラ55〜57をわたって所定ピッチでワイヤ58を螺旋状に巻きつけて有しており、ローラ55〜57を往復回転させながらワイヤ58が線方向に往復動を行う。本体50には、外形研削後の半導体インゴット43を装着したワーク支持ヘッド53が上下方向に移動自在に備えられており、上部に設けたワーク昇降用モータ54の回転によりワーク支持ヘッド53が上下動を行う。また、スライス台の材質には、通常、カーボンやセラミックス等が用いられるが、本実施例では、スライス台の材質にカーボンを用いた。
【0029】
半導体インゴット43は、カーボンスライス台101及びスライスベース102を介してワーク支持ヘッド53に装着される。図3はスライスベース102に装着したカーボンスライス台101に、半導体インゴット43を貼り付けた状態を示す斜視図であり、図4(a)は平面図、図4(b)は正面図、図4(c)は側面図である。半導体インゴット43はエポキシ樹脂の接着剤によりカーボンスライス台101に固定され、カーボンスライス台101はエポキシ樹脂の接着剤によりスライスベース102に固定される。
【0030】
図5(a)はカーボンスライス台101の斜視図であり、図5(b)は平面図、図5(c)は正面図、図5(d)は側面図である。図5(a)に示すように、カーボンスライス台101は縦(y)260mm,横(x)55mm,高さ(z)20mmの略直方体状の形状をしており、下面に円柱状の半導体インゴット43を密着可能とすべく、下面を半導体インゴット43外周の曲率と同様の曲率を有する凹状の曲面105としている。
【0031】
更に、ワイヤソー切断後の洗浄工程でノズルにより上面から噴射する洗浄液の通り道を確保すべく、カーボンスライス台101の中央に、長手方向に沿って直方体状の溝103を形成している。この溝103はカーボンスライス台101中央に上面から設けられた縦260mm,横30mm,深さ11mmの溝である。図5(c)に示すように、スライス前の状態では、溝103は曲面105には貫通していない。したがって、従来と同じようにカーボンスライス台101の曲面105全面に接着剤を塗布して、半導体インゴット43を接着することができる。
【0032】
図6(a)はスライスベース102の斜視図であり、図6(b)は平面図、図6(c)は正面図、図6(d)は側面図である。図6(a)に示すようにスライスベース102は、縦(y)310mm,横(x)80mm,高さ(z)15mmの上部直方体102aの下に、縦(y)270mm,横(x)65mm,高さ(z)40mmの下部直方体102bを縦に重ねて結合させた形状をしている。スライスベース102は、独立の部材よりなる上部直方体102aと下部直方体102bを接着したものであっても、1部材から一体形成したものであっても良い。下部直方体102bに対して上部直方体102aが突出した部分がフランジを形成し、特に長手方向のフランジ部125a,125bが、ワイヤソーへの装着時及びウェーハ洗浄装置への装着時に利用される。
【0033】
このスライスベース102は、カーボンスライス台101と同様にノズルにより上面から噴射する洗浄液の通り道を確保すべく、スライスベース102中央に、スライスベース102の長手方向に長い直方体状のスリット104を形成している。図6(c)に示すように、このスリット104は縦(y)260mm,横(x)50mm,高さ(z)30mmの直方体状の上部穴104aと、縦(y)260mm,横(x)30mm,高さ(z)25mmの直方体状の下部穴104bからなり、スライスベース102を上面から下面に貫通している。図6(a)〜(d)に示した例では上部穴104aと下部穴104bの寸法を異ならせているが、上部穴104aと下部穴104bの縦(y),横(x)それぞれの寸法を同一として、スライスベース102の上面から下面に貫通する直穴としても良い。尚、スライスベース102の材質は、例えば、鉄又はSUS等を用いることが出来る。
【0034】
次に、ワイヤソーの動作について、図2を用いて説明する。スライスベース102,カーボンスライス台101,半導体インゴット43を互いに固定した状態でワイヤソー50のワーク支持ヘッド53に装着する。ワーク支持ヘッド53への装着は、半導体インゴット43を下向きに配置した状態で、スライスベース102のフランジ部125a,125bをワーク支持ヘッド53のフック53a,53bに係止させることにより行う。
【0035】
次に、ワイヤ58を線方向に往復動させた状態で砥粒等を含んだ加工液を供給し、半導体インゴット43をワイヤ58に押し付けることにより、ワイヤ58の巻き付けピッチに合わせて半導体インゴット43を複数枚の円板状のウェーハ44に切断する。
【0036】
ワイヤソー50では、半導体インゴット43の切断に際して、その切り終わり部分の欠損を防止するため、前記のようにカーボンスライス台101に半導体インゴット43を接着剤により接着固定して切断する。このため、図13に示すように、スライスされたウェーハ44の全てはカーボンスライス台101に接着され、柵状に連なった状態で切り出される。尚、半導体インゴット43の上端まで完全に切断するために、半導体インゴット43の上端を超えてカーボンスライス台101までワイヤ58に押し付け、カーボンスライス台101ごと切断する。
【0037】
ことのとき、ワイヤ58がカーボンスライス台101の曲面105をやや越える位置まで切り込む。すると、図13に示すように、ワイヤ58のピッチに従って、カーボンスライス台101の溝103の底面に大量のスリット109が形成され、貫通する。その結果、カーボンスライス台101の上面から噴射する洗浄液の通り道が確保される。
【0038】
通常、半導体インゴット43は350μm以下の厚さに切断される。尚、ワイヤソーは80〜160μmの直径を有するピアノ線に12μm程度の砥粒等を含む加工液を供給してスライスするため、切り代は150μm程度である。このワイヤソーによるスライス工程によりウェーハ44は柵状に連なりスライスベース102に吊り下げられた状態となる。
【0039】
次に本実施例におけるハガシ前ウェーハ洗浄工程(STEP4)について説明する。通常、スライスしたウェーハ44の表面には、スライス時に使用したオイルや切削粉,砥粒等が付着しているため、これを取り除くための洗浄を行う。洗浄はウェーハ44及びカーボンスライス台101をスライスベース102に固定した状態のまま、ウェーハ洗浄装置に装着して行う。
【0040】
図7は実施例1のウェーハ洗浄装置であってウェーハ44を装着していない状態を示した平面図、図8は実施例1のウェーハ洗浄装置であってウェーハ44を装着した状態を示した平面図、図9は実施例1のウェーハ洗浄装置の縦断面図である。図7乃至図9に示すように本実施例のウェーハ洗浄装置は、ウェーハ44を装着可能なように、高さを560mm、短手方向の長さを550mmとし、長手方向の長さを800mmとする略直方体形状をしている。
【0041】
ウェーハ洗浄装置は略箱状のハウジング110から構成され、このハウジング110の上部に開閉可能な蓋124を枢着すると共に、ハウジング110内部に洗浄槽111を設けている。洗浄槽111は長手方向に沿って左右に側壁111a,111bを設けており、この側壁111a,111bの上端部前方及び後方にワーク44を支持するための断面U字状のワーク支持フレーム120を固定している。図7に示すように、ワーク支持フレーム120には、スライスベース102を固定するための、溝121が形成されている。
【0042】
この溝121にスライスベース102の両端のフランジ部125a,125bを嵌合させることにより、柵状に連なったウェーハ44は、カーボンスライス台101と共にスライスベース102に吊り下げられた状態で、ワーク支持フレーム120に図8のように装着される。
【0043】
一方、洗浄槽111の側壁111aの上端部後方には長手方向に向けてその回転軸を配置した状態で、ノズル送り用モータ117が固定されている。ノズル送り用モータ117はその回転軸の延長上にねじ送り機構用の雄ねじ116を形成している。雄ねじ116の先端は、側壁111aに外周が固定されたボールベアリング115の内周壁に嵌着し、側壁111aに対して滑らかに回転できるように支持されている。そして、ノズル送り用モータ117の回転によって回転軸上に設けられた雄ねじ116は、その場で回転する。
【0044】
雄ねじ116には、移動ベース112aの側部に回転不能に固定された雌ねじ113が螺合しており、雄ねじ116の回転によって雌ねじ113が前後に移動する。雌ねじ113は移動ベース112aに固定されているため、雄ねじ116の回転によって雌ねじ113と共に移動ベース112aがウェーハ洗浄装置の長手方向に移動する。また、図9に示すように、移動ベース112aの下面には前後動作時のガイドとなる凹状のアリ溝114aが設けてあり、側壁111aの上面に水平方向にわたって設けた凸状のガイドレール119aに嵌合している。そして、移動ベース112aは、ガイドレール119aに案内され、安定した状態で前記ねじ送り機構によって長手方向にねじ送りされる。
【0045】
側壁111bの上端部にも長手方向水平にわたって凸状のガイドレール119bを設けている。そして、前後動作時のガイドとなる凹状のアリ溝114bを下面に設けた移動ベース112bと嵌合している。この移動ベース112b及び移動ベース112aに略直方体状のノズル支持フレーム118を固定している。移動ベース112bはノズル支持フレーム118を介して移動ベース112aに固定されているため、移動ベース112aの前後動に同期して長手方向に前後動する。上記機構とすることで、ノズル支持フレーム118はねじ送り機構によりスライスベース102に柵状に連なったウェーハ44の長手方向に沿って移動可能としている。
【0046】
図9に示すように、このノズル支持フレーム118には2本のノズル106,107をウェーハ44の中心線を挟んでほぼ対象に固定し、その噴射口を斜め下向きとなるように設け、洗浄液をウェーハ44の左右側面上方から噴射できるように設けている。尚、ノズル106,107の噴射角度は調整可能に固定している。
【0047】
更に、このノズル支持フレーム118の中央には、洗浄液がウェーハ44の上方から噴射されるように、ノズル108がその噴射口を下向きにして設けられている。ノズル108から噴出された洗浄液は、スリット104及び溝103の底面に形成されたスリット109(図13参照)を通って、各ウェーハ44の間を流れウェーハ間の洗浄を行う。
【0048】
ノズル106〜108は配管を介して図示しない洗浄液供給ポンプに接続されており、洗浄液供給ポンプにより界面活性剤を含む水等からなる洗浄液が供給される。ワイヤソーによるスライス工程(STEP3)において、水溶性の加工液を使用した場合には洗浄液はただ流すだけで良く、油性の加工液を使用した場合には洗浄液を勢い良く噴出させる。ウェーハ洗浄装置の底部には排出口122を設けており、排出口122は配管123を介して図示しない洗浄液再循環装置に接続される。更に、この洗浄液再循環装置は配管を介して洗浄液供給ポンプに接続され、洗浄液が再利用される。
【0049】
次に、上記のように構成されたウェーハ洗浄装置の動作について、図7乃至図9を用いて説明する。
ワイヤソーによる切断終了後、柵状に連なった状態のウェーハ44をカーボンスライス台101,スライスベース102と共にワイヤソー50から取り出し、ウェーハ洗浄装置まで搬送する。そして、このスライスベース102のフランジ部125a,125bを、ワーク支持フレーム120の溝121に嵌合させることにより、ウェーハ44をウェーハ洗浄装置に装着する。
【0050】
ウェーハ洗浄装置にウェーハ44を装着し、蓋124を閉めた後に、ウェーハ洗浄装置を稼働させる。ウェーハ洗浄装置が稼動をはじめると、図示しない洗浄液供給ポンプから配管を介してノズル106〜108に洗浄液が供給され、それぞれのノズルの先端から洗浄液が噴射される。
【0051】
ウェーハ洗浄装置内に収容されたウェーハ44は、このノズル106〜108から噴射される洗浄液によってシャワー洗浄される。具体的には、このノズル106,107から噴射された洗浄液は、ウェーハ44の左右側面上方から各切り代内に浸入して、これらの切り代内に詰まっている切削粉,オイル,砥粒等を洗い流す。一方、ノズル108から噴射された洗浄液は、スリット104及び溝103の底面に発生したスリット109を通り、ウェーハ44の上方から各切り代内に浸入して、これらの切り代内に詰まっている切削粉,オイル,砥粒等を洗い流す。特にウェーハ44上方の切り代内に詰まっている切削粉,オイル,砥粒等は、ノズル106,107によるウェーハ44の側面上方から噴射された洗浄液のみでは充分に洗浄することが困難であったが、ノズル108から噴射された洗浄液により、効果的に洗浄することが可能となる。
【0052】
また、洗浄がはじまるとノズル送り用モータ117の駆動によりノズル支持フレーム118を移動させ、ノズル106〜108をスライスベース102の長手方向に沿って片道または往復移動させる。これにより、ノズル106〜108が水平方向に移動するため、洗浄液が各ウェーハ44同士の全ての間隙に均一に噴射され、ウェーハ洗浄装置に載置された全てのウェーハ表面に付着していた切削粉,オイル,砥粒等を均一かつ充分に除去することが可能となる。
【0053】
このノズル106〜108によるウェーハ44の洗浄は、ノズル106〜108が所定回数往復するまで行うことが望ましい。ノズル106〜108が所定回数往復した後、図示しない洗浄液供給ポンプを停止しウェーハ44の洗浄作業を終了させる。なお、このウェーハ洗浄のために使用された洗浄液は、ウェーハ洗浄装置底部に設けられた排出口122から配管123を介して図示しない洗浄液再循環装置に回収され、所定の処理を施した後に洗浄液供給ポンプに供給され、再度ウェーハの洗浄に使用される。
【0054】
ウェーハ洗浄装置によるウェーハ44の洗浄作業終了後、ハウジング110の蓋124を開け、洗浄されたウェーハ44をウェーハ洗浄装置から取り出す。以上の一連の動作によりハガシ前洗浄工程が終了する。
【0055】
ハガシ前のウェーハ44を洗浄したら、通常はカーボンスライス台101からウェーハ44を一枚ずつ分離する。お湯やオイルまたは酢酸による剥離剤を用いて、ウェーハ44をカーボンスライス台101から剥離させる。
【0056】
その後、従来であればハガシ後洗浄工程(STEP5)により、ウェーハ44の表裏面に付着したオイルや切削粉,砥粒等をゴム製のブレードやブラシ等により掻き落とし、また、必要に応じて複数の洗浄槽を用意し、ウェーハ44をその洗浄槽に浸漬させて段階的に洗浄度を高めていくことにより洗浄する。
【0057】
しかし、本発明においてはこのハガシ後洗浄工程(STEP5)は必須の工程ではない。上述の通り、ハガシ前洗浄工程(STEP4)において効果的な洗浄を行い、未洗浄部分が発生しないため、本実施の形態においてはハガシ後の洗浄を行うことなく、次の面取り工程(STEP6)へと進むことが可能となる。このように製造工程を一部省略することができるため、従来に比して高歩留まりを達成することができる。もちろん、ハガシ前洗浄工程(STEP4)と次の面取り工程工程(STEP6)の間にハガシ後洗浄工程を行うことも可能である。
【0058】
その後、面取り工程(STEP6)に続いて、平面研削および/またはラッピング(以下、「平面研削・ラッピング」と記す)により平坦化加工を行い(STEP7)、エッチング処理工程(STEP8)において化学研磨処理を施す。更に、ウェーハ表面を鏡面研磨(STEP9)した後、ウェーハ表面にエピタキシャル成長処理(STEP10)を施して鏡面ウェーハとする。
【0059】
[実施の形態2]
次に、本願発明の第2の実施の形態について、図10及び図11を用いて説明する。本実施の形態におけるSTEP1乃至STEP4及びSTEP6乃至STEP9までの内容、及びカーボンスライス台101とスライスベース102の形状は、上記実施の形態1と同内容であるため説明を省略し、相違点であるウェーハ洗浄装置の構造及びその動作についてのみ説明する。
【0060】
図10は、実施例2のウェーハ洗浄装置であってウェーハ44を装着した状態を示した平面図、図11は実施例2のウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
図10及び図11に示すように本実施例のウェーハ洗浄装置は、高さを560mm、短手方向の長さを550mmとし、長手方向の長さを1450mmとする略直方体形状をしている。ウェーハ洗浄装置は略箱状のハウジング130から構成され、ハウジング130上部を開閉可能な蓋144を枢軸固定すると共に、ハウジング130内部に洗浄槽131を設けている。洗浄槽131は長手方向に沿って左右に側壁131a,131bを設けており、この側壁131a,131bの上部にはノズル126,127,128を支持するためのノズル支持フレーム138を固定している。
【0061】
このノズル支持フレーム138には2本のノズル126,127をウェーハ44の中心線を挟んでほぼ対象に固定し、その噴射口を斜め下向きとなるように設け、洗浄液をウェーハ44の左右側面上方から噴射できるように設けている。尚、ノズル126,127の噴射角度は調整可能に固定している。更に、このノズル支持フレーム138の中央にはノズル128が、その噴射口が下向きになるように設けられ、洗浄液がウェーハ44の上方から噴射されるように設けられている。
【0062】
ノズル126〜128は配管を介して図示しない洗浄液供給ポンプに接続されており、洗浄液供給ポンプにより洗浄液が供給される。一方、ウェーハ洗浄装置の底部には排出口142を設けており、排出口142は配管143を介して図示しない洗浄液再循環装置に接続される。更に、この洗浄液再循環装置は配管を介して洗浄液供給ポンプに接続される。
【0063】
側壁131aの上端部後方には長手方向に向けてその回転軸を配置した状態で、ワーク送り用モータ137が固定されている。ワーク送り用モータ137はその回転軸の延長上にねじ送り機構用の雄ねじ136を形成している。雄ねじ136の先端は、側壁131aに外周が固定されたボールベアリング135の内周壁に嵌着し、側壁131aに対して滑らかに回転できるように支持されている。そして、ワーク送り用モータ137の回転によって回転軸上に設けられた雄ねじ136は、その場で回転する。
【0064】
雄ねじ136には、移動ベース132aの側部に回転不能に固定された雌ねじ133が嵌合しており、雄ねじ136の回転動によって雌ねじ133が前後に移動する。雌ねじ133は移動ベース132aに固定されているため、雄ねじ136の回転によって雌ねじ133と共に移動ベース132aが長手方向に移動する。また、図11に示すように、移動ベース132aの下面には前後動動作時のガイドとなる凹状のアリ溝134aが設けてあり、側壁131aに水平方向にわたって設けた凸状のガイドレール139aに嵌合している。そして、移動ベース132aは、ガイドレール139aに案内され、安定した状態で前記ねじ送り機構によって長手方向にねじ送りされる。
【0065】
一方、側壁131bの上端部には長手方向水平にわたって凸状のガイドレール139bを設けている。そして、前後動動作時のガイドとなる凹状のアリ溝134bを下面に設けた移動ベース132bと嵌合している。この移動ベース132a及び移動ベース132b上にウェーハ44を支持するためのU字状のワーク支持フレーム140を固定している。このように移動ベース132bはワーク支持フレーム140を介して移動ベース132aに固定されているため、移動ベース132aの前後動に同期して長手方向に前後動する。
【0066】
図11に示すように、ワーク支持フレーム140には、スライスベース102を保持するための溝141が形成されている。この溝141にスライスベース102の両端のフランジ部125a,125bを嵌合させることにより、柵状に連なったウェーハ44は、カーボンスライス台101と共にスライスベース102に吊り下げられた状態で、ワーク支持フレーム140に装着される。上記機構とすることで、ワーク支持フレーム140に吊り下げられたウェーハ44はねじ送り機構により洗浄槽131の長手方向に移動可能としている。
【0067】
次に、上記のように構成されたウェーハ洗浄装置の動作について、図10及び図11を用いて説明する。
ワイヤソーによる切断終了後、柵状に連なった状態のウェーハ44をカーボンスライス台101,スライスベース102と共にワイヤソーから取り出し、ウェーハ洗浄装置まで搬送する。そして、このスライスベース102両端のフランジ部125a,125bを、ウェーハ洗浄装置の溝141に嵌合させることにより、ウェーハ44をワーク支持フレーム140に装着する。
【0068】
ウェーハ洗浄装置にウェーハ44を装着し、蓋144を閉めた後に、ウェーハ洗浄装置を稼働させる。ウェーハ洗浄装置が稼動をはじめると、図示しない洗浄液供給ポンプから配管を介してノズル126〜128に洗浄液が供給され、ノズル126〜128から洗浄液が噴射される。ウェーハ洗浄装置内に収容されたウェーハ44は、実施例1の場合と同様に、このノズル126〜128から噴射される洗浄液によって洗浄される。
【0069】
この洗浄がはじまるとワーク送り用モータ137によりワーク支持フレーム140を駆動させ、ウェーハ44を洗浄槽131の長手方向に沿って片道または往復移動させる。これにより、ノズル126〜128に対してウェーハ44が水平方向に移動するため、洗浄液が各ウェーハ同士の全ての間隙に均一に噴射され、ウェーハ洗浄装置に載置された全てのウェーハ44の表面に付着していた切削粉,オイル,砥粒等を均一かつ充分に除去することが可能となる。
【0070】
このノズル126〜128によるウェーハ44の洗浄は、ウェーハ44が所定回数往復するまで行うことが望ましい。ウェーハ44が所定回数往復した後、図示しない洗浄液供給ポンプを停止しウェーハ44の洗浄作業を終了させる。なお、このウェーハ洗浄のために使用された洗浄液は、ウェーハ洗浄装置底部に設けられた排出口142から配管143を介して図示しない洗浄液再循環装置に回収され、所定の処理を施した後に洗浄液供給ポンプに供給され、再度ウェーハの洗浄に使用される。
【0071】
ウェーハ洗浄装置によるウェーハ44の洗浄作業終了後、ハウジング130の蓋144を開け、図示しない搬送装置で洗浄されたウェーハ44をウェーハ洗浄装置から取り出す。以上の一連の動作によりハガシ前洗浄工程(STEP4)が終了する。
【0072】
なお、上記の第1および第2の実施の形態の何れにおいても、外形研削工程(STEP2)を省略することができるし、平面研削・ラッピング工程(STEP7)やエッチング工程(STEP8)を省略することもできる。また、例えば、各実施の形態で説明した本発明に係るウエーハの製造工程は一例であって、各工程間で適宜洗浄を行うことができることは言うまでもない。特にSTEP1〜STEP10までの工程は、本願の要旨に反しな範囲で一部の工程の入れ替え、省略、追加をすることが可能である。
【0073】
また、ウェーハの材質及び大きさに関しては、本発明を実施するにあたり何ら制限は無く、現在製造されている口径のシリコン,GaAs,GaP,InP等の半導体ウェーハは勿論のこと、将来製造可能となる非常に大きなウェーハに対しても本発明を適用することができる。
【0074】
更に、上記実施の形態1及び実施の形態2においては、ノズルをウェーハ44の上方に一つ、左右側面上方にそれぞれ一つずつ固定した場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ウェーハ44の上方にノズルを一つのみ設けたものでも良く、ウェーハ44の上方にノズルを二つ設けると共に、ウェーハ44の左右側面上方、左右側面、左右側面下方に一つずつ計八つ設け、ノズルを揺動してもよい。また、ノズルを洗浄槽の長手方向に複数設けることも可能である。
【0075】
また、上記実施の形態1及び実施の形態2においては、ノズルから洗浄液を噴射してウェーハ44を洗浄する場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、洗浄液の代わりにエアーをウェーハ44に吹きつけることにより洗浄することも可能である。
【0076】
更に、上記実施の形態1及び実施の形態2においては、ノズル又はワークを駆動するためにモータにより雄ねじを回転させ、この雄ねじに嵌合した雌ねじの前後動を利用する場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、リニアモータの固定部を側壁上に設け、移動ベースの下面にリニアモータの可動部を取り付けてノズル又はワークを駆動してもよい。
【0077】
このように本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、ノズル自体の構造や数、ウェーハ洗浄装置におけるウェーハ44の支持方法、ノズル又はワークの駆動方法などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【0078】
例えば、ワイヤソーによる切断精度が向上しているため、本願発明によりウェーハを充分に洗浄しておけば、平面研削・ラッピング工程やエッチング処理工程等を行わずに所定の平坦度及び清浄度を有するウェーハを製造可能となり、製造工程を大幅に合理化することも可能である。
【0079】
[実施データ]
従来の製造方法を用いてウェーハ44を洗浄した場合と、本発明の洗浄方法を用いてウェーハ44を洗浄した場合の効果について、以下に具体的に説明する。
【0080】
本発明によれば、従来の洗浄方法によって洗浄した場合に所定の清浄度を得るために必要とされるハガシ前洗浄時間は20分であった。これに対して、本発明の洗浄方法によって洗浄した場合に同様の清浄度を得るために必要とされるハガシ前洗浄時間は10分であり、洗浄効率の点からは2倍の向上が見られた。また、ハガシ前洗浄時の洗浄液使用量は従来200リットルであったのに対し、本願発明では100リットルとなり、洗浄液原単価も2分の1となった。
【0081】
【発明の効果】
本願発明によれば、ウェーハ上方からも洗浄液を噴射することが出来るため、ウェーハ上方の切削粉,オイル,砥粒等を容易に除去することができウェーハの全面を均一に洗浄することが可能となる。
【0082】
また、本願発明によれば、シャワーリング時間を大幅に短縮することが可能であり、作業の効率化を図ることが出来る。その結果、ウェーハの洗浄に用いる洗浄液の量を大幅に減らすことが可能である。
【0083】
本願発明によれば、ウェーハの洗浄効率が非常に高いため、洗浄液として水道水を使用してもウェーハを充分に洗浄することが出来る。
【0084】
更に、本願発明によれば、ハガシ後洗浄工程を省略することができるので、半導体ウェーハ製造時における製造工程を合理化して、生産性の向上を図ることができる。その結果、半導体ウェーハの製造時間を短縮すると共に、半導体ウェーハの製造コスト及びハガシ後ウェーハ洗浄装置スペースを削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の半導体ウェーハの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図2】ワイヤソーの外観を表す斜視図である。
【図3】本願発明のカーボンスライス台に半導体インゴットを接着した状態を示す斜視図である。
【図4】(a)〜(c)はそれぞれ、カーボンスライス台に半導体インゴットを接着した状態を示す、平面図、正面図、側面図である。
【図5】(a)〜(d)はそれぞれ、カーボンスライス台の斜視図、平面図、正面図、側面図である。
【図6】(a)〜(d)はそれぞれ、スライスベースの斜視図、平面図、正面図、側面図である。
【図7】本願の第1の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着していない状態を示した平面図である。
【図8】本願の第1の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着した状態を示した平面図である。
【図9】本願の第1の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
【図10】本願の第2の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着した状態を示した平面図である。
【図11】本願の第2の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
【図12】従来技術の半導体ウェーハ洗浄方法を示す概念図である。
【図13】カーボンスライス台に接着した半導体インゴットをスライスした状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
43…半導体インゴット
44…ウェーハ
50…ワイヤソー
51a…ブラケット 51b…ブラケット
53…ワーク支持ヘッド
54…ワーク昇降用モータ
55…ローラ
56…ローラ
57…ローラ
58…ワイヤ
101…カーボンスライス台
102…スライスベース 102a…上部直方体 102b…下部直方体
103…溝
104…スリット 104a…上部穴 104b…下部穴
105…曲面
106…ノズル
107…ノズル
108…ノズル
109…スリット
110…ハウジング
111…洗浄槽 111a…側壁 111b…側壁
112a…移動ベース 112b…移動ベース
113…雌ねじ
114a…アリ溝 114b…アリ溝
115…ボールベアリング
116…雄ねじ
117…ノズル送り用モータ
118…ノズル支持フレーム
119a…ガイドレール 119b…ガイドレール
120…ワーク支持フレーム
121…溝
122…排出口
123…配管
124…蓋
125a…フランジ部 125b…フランジ部
126…ノズル
127…ノズル
128…ノズル
130…ハウジング
131…洗浄槽 131a…側壁 131b…側壁
132a…移動ベース 132b…移動ベース
133…雌ねじ
134a…アリ溝 134b…アリ溝
135…ボールベアリング
136…雄ねじ
137…ワーク送り用モータ
138…ノズル支持フレーム
139a…ガイドレール 139b…ガイドレール
140…ワーク支持フレーム
141…溝
142…排出口
143…配管
144…蓋。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the manufacture of semiconductor wafers, and more particularly to a wafer cleaning apparatus and a cleaning method for cleaning the front and back surfaces of a wafer after cutting, and in particular, the shape of a slice table and a slice base for holding a wafer in a wire saw. It is.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 is a flowchart showing a general mirror wafer manufacturing process. The outline of a general method for manufacturing a mirror-like wafer used as a raw material wafer for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIG.
[0003]
First, a single-crystal semiconductor ingot is grown by a well-known Czochralski method (CZ method) or a floating zone melting method (FZ method) (STEP 1). Since the grown semiconductor ingot has a distorted outer shape (bending), the outer periphery of the semiconductor ingot is then ground by a cylindrical grinder or the like in an outer shape grinding step (STEP 2) to adjust the outer shape of the semiconductor ingot. This is sliced by a wire saw in a slicing step (STEP 3) and processed into a disc-shaped wafer having a thickness of about 300 to 1000 μm.
[0004]
When slicing a semiconductor ingot with a wire saw in this slicing step (STEP 3), the semiconductor ingot is adhered to a slice table, and the slice table is mounted on a slice base, and sliced into a plurality of wafers. Usually, carbon, ceramics, or the like is used as a material of the slice table. The surface of the sliced wafer has oil, cutting powder, abrasive grains and the like used at the time of slicing adhered thereto.
[0005]
Normally, a pre-wash cleaning step (STEP 4) is performed in a state where the wafer is bonded to the slice table (hereinafter, referred to as “before post-gas”), and after the wafers are peeled off from the slice table one by one (hereinafter, referred to as “pre-gas”). A post-wash cleaning step (STEP 5) is performed.
[0006]
As a method of the pre-cleaning step (STEP 4), as disclosed in, for example, JP-A-10-22238 and JP-A-2002-110591, a wafer is mounted on a wafer cleaning apparatus together with a slice base and a slice base. Then, the wafer is cleaned by spraying a cleaning solution from above and / or below the side surface of the wafer with an air blow or a shower nozzle.
[0007]
However, the cleaning of the wafer is insufficient only in the pre-wash cleaning step (STEP 4). Step (STEP5) is performed. That is, the wafers are separated one by one from the slicing table, and oil, cutting powder, abrasive grains, and the like adhering to the front and back surfaces of the wafer are scraped off with a rubber blade or brush. Further, a plurality of cleaning tanks are prepared as needed, and the wafers are cleaned by immersing the cleaning tanks in the cleaning tank and increasing the degree of cleaning stepwise.
[0008]
After that, the outer periphery of the wafer is chamfered in a chamfering step (STEP 6). Subsequently, a flattening process is performed by surface grinding and / or lapping (hereinafter, referred to as “surface grinding / lapping”) (STEP 7), and a chemical polishing process is performed in an etching process (STEP 8). Further, after the wafer surface is mirror-polished (STEP 9), the wafer surface is subjected to an epitaxial growth process (STEP 10) to obtain a mirror-polished wafer.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional cleaning method in the pre-cleaning step (STEP 4), the cleaning liquid is jetted from the upper side of the wafer by two nozzles as shown in FIG. It was taking time. In addition, there is a problem that cutting powder, oil, abrasive grains, and the like remain in an uncleaned portion, and spot defects occur due to insufficient wafer cleaning capability after peeling.
[0010]
That is, in order to sufficiently clean the upper portion of the wafer shown in FIG. 12, it is necessary to perform air blowing or to spray a cleaning liquid upward from below the wafer. However, when the cut thickness of the wafer is 350 μm or less, the air blow causes the wafer to be violent, causing problems such as damaging the wafer and breaking the wafer.
[0011]
On the other hand, since the upper part of the wafer is only bonded to the slice table, when the cleaning liquid is sprayed upward from the lower part of the wafer, the bonded part is deformed by the force of the cleaning liquid, or the wafer falls off the slice table. There was a problem that Therefore, there is a problem that the upper portion of the wafer shown in FIG. 12 cannot be sufficiently cleaned.
[0012]
In addition, since the conventional pre-cleaning cleaning method is insufficient for cleaning the wafer, a post-cleaning post-cleaning step (STEP 5) must be performed in a post-process, which is troublesome and costly. In particular, when a plurality of wafer cleaning devices are used, there is a problem that not only the cost but also the size of the entire device is increased due to the wafer cleaning device and the wafer transfer device between the wafer cleaning devices.
[0013]
The invention according to the present application has been made to solve the above problems, and a first object of the invention is to sufficiently clean a portion of a wafer sliced by a wire saw in contact with a slice table. It is an object of the present invention to provide a wafer cleaning apparatus and a cleaning method thereof capable of improving the ability to remove cutting powder, oil, and abrasive grains before cleaning.
[0014]
Further, a second object of the invention according to the present application is to improve the cleaning efficiency before cleaning of a wafer sliced by a wire saw, shorten the cleaning time, reduce the amount of cleaning liquid used during cleaning, and reduce the cost of cleaning liquid. An object of the present invention is to provide a wafer cleaning apparatus and a cleaning method thereof that can be suppressed.
[0015]
Further, a third object of the invention according to the present application is to sufficiently perform cleaning of a wafer, thereby omitting or simplifying the post-cleaning step that has been conventionally performed, improving work efficiency, and increasing the work efficiency. It is an object of the present invention to provide a wafer cleaning apparatus and a cleaning method thereof that can save time and cost.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention according to the present application provides a support member for supporting a semiconductor ingot, a wire spirally wound at a predetermined pitch across a plurality of rollers, and A drive mechanism for moving in a linear direction, a head for holding the support member and approaching the semiconductor ingot toward the wire, the support member in a wire saw having a substantially rectangular parallelepiped shape, A support member having a curved surface in contact with the semiconductor ingot on one surface and a concave groove on another surface facing the one surface.
[0017]
A second invention according to the present application provides a support member for supporting a semiconductor ingot, a wire spirally wound at a predetermined pitch across a plurality of rollers, and a drive mechanism for moving the wire in a linear direction. And a head that holds the support member and moves the semiconductor ingot toward the wire, wherein the support member has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a curved surface that contacts the semiconductor ingot on one surface. A wire saw having a concave groove on the other surface opposite to the one surface.
[0018]
Further, a third invention according to the present application is to cut a semiconductor ingot with a wire saw, support a plurality of cut wafers, and inject a cleaning liquid or a cleaning gas into a gap between the wafers from an outer peripheral direction thereof. In a wafer cleaning apparatus, a plurality of slits are provided in a support member that supports the wafer, and a nozzle that injects the cleaning liquid or the cleaning gas from the slit toward the wafer is provided. is there.
[0019]
A fourth invention according to the present application is the wafer cleaning apparatus according to the third invention, wherein a pitch of the plurality of slits is equal to a pitch of a gap between the wafers. .
[0020]
Further, a fifth invention according to the present application provides a cleaning tank in which a wafer is accommodated, a support member for suspending and supporting the wafer, and a relative movement along the axial direction of the wafer accommodated in the cleaning tank. A nozzle for injecting a cleaning liquid or a cleaning gas toward a wafer housed in the cleaning tank, and a driving unit for relatively moving the nozzle and the wafer, wherein the nozzle is located above the support member. And a slit penetrating the support member from above to below the support member.
[0021]
Further, a sixth invention according to the present application is a slicing table that supports a wafer when slicing the wafer with a wire saw, wherein the slicing table has a concave groove on a surface facing a surface that contacts the wafer. Is the slice table.
[0022]
Further, a seventh invention according to the present application is a slice base for bonding and fixing a slice table that supports a wafer when slicing a wafer with a wire saw, and from the bonding surface for fixing the slice table to the bonding surface. A slice base having a through hole in an opposing surface.
[0023]
An eighth invention according to the present application is directed to a method of manufacturing a semiconductor wafer by cutting a semiconductor ingot with a wire saw and cleaning the cut wafer, wherein a slit is provided in a member supporting the wafer during the cleaning, A method for manufacturing a semiconductor wafer, comprising cleaning a wafer by spraying a cleaning liquid or a cleaning gas from above the wafer.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor wafer according to the present application will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
[Embodiment 1]
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a semiconductor wafer according to the first embodiment. The steps shown in the flow simply show steps in manufacturing a semiconductor wafer. As described below, it is essential that the manufacturing method of the present application includes a slicing step (STEP 3) and a pre-wash cleaning step (STEP 4) in the order of the flow shown in FIG. The number may vary depending on the specifications of the wafer and each manufacturer. Here, a process for manufacturing a semiconductor wafer having a diameter of 125 mm will be described.
[0026]
As described in the related art, first, a single-crystal semiconductor ingot is grown by the well-known Czochralski method (CZ method), the floating zone melting method (FZ method), or the like (STEP 1). Next, in an outer shape grinding step (STEP 2), the outer periphery of the semiconductor ingot is ground by a cylindrical grinder or the like to adjust the outer peripheral shape of the semiconductor ingot.
[0027]
Subsequently, the semiconductor ingot whose outer shape has been ground is moved to a slicing step (STEP 3). In this embodiment, a wire saw is used in the slicing step. FIG. 2 shows a schematic view of the wire saw. The wire saw 50 is provided with three rollers 55 to 57 rotatably between left and right brackets 51a and 51b (51b shows only a part by a two-dot chain line). In the wire saw 50 shown in the figure, an example is shown in which three rollers 55 to 57 are provided, but the number of rollers may be two or four or more.
[0028]
A wire 58 is spirally wound around the rollers 55 to 57 at a predetermined pitch, and the wire 58 reciprocates in the linear direction while rotating the rollers 55 to 57 reciprocally. The main body 50 is provided with a work support head 53 on which the semiconductor ingot 43 after the outer shape grinding is mounted so as to be movable in the vertical direction. The work support head 53 is moved up and down by the rotation of a work lifting motor 54 provided at the upper part. I do. Further, carbon, ceramics or the like is usually used as a material of the slice table. In this embodiment, carbon is used as a material of the slice table.
[0029]
The semiconductor ingot 43 is mounted on the work support head 53 via the carbon slice table 101 and the slice base 102. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the semiconductor ingot 43 is attached to the carbon slice table 101 mounted on the slice base 102, FIG. 4 (a) is a plan view, FIG. 4 (b) is a front view, and FIG. (C) is a side view. The semiconductor ingot 43 is fixed to the carbon slice table 101 with an epoxy resin adhesive, and the carbon slice table 101 is fixed to the slice base 102 with an epoxy resin adhesive.
[0030]
5A is a perspective view of the carbon slice table 101, FIG. 5B is a plan view, FIG. 5C is a front view, and FIG. 5D is a side view. As shown in FIG. 5A, the carbon slice table 101 has a substantially rectangular parallelepiped shape with a length (y) of 260 mm, a width (x) of 55 mm, and a height (z) of 20 mm. The lower surface is formed as a concave curved surface 105 having a curvature similar to the curvature of the outer periphery of the semiconductor ingot 43 so that the ingot 43 can be in close contact.
[0031]
Furthermore, a rectangular parallelepiped groove 103 is formed in the center of the carbon slicing table 101 in the longitudinal direction in order to secure a passage of the cleaning liquid jetted from the upper surface by the nozzle in the cleaning step after cutting the wire saw. The groove 103 is a groove having a length of 260 mm, a width of 30 mm and a depth of 11 mm provided from the upper surface in the center of the carbon slice table 101. As shown in FIG. 5C, the groove 103 does not penetrate the curved surface 105 before the slice. Therefore, the semiconductor ingot 43 can be bonded by applying an adhesive to the entire surface of the curved surface 105 of the carbon slice table 101 as in the conventional case.
[0032]
6A is a perspective view of the slice base 102, FIG. 6B is a plan view, FIG. 6C is a front view, and FIG. 6D is a side view. As shown in FIG. 6A, the slice base 102 has a length (y) of 270 mm and a width (x) below an upper rectangular parallelepiped 102a having a length (y) of 310 mm, a width (x) of 80 mm, and a height (z) of 15 mm. The lower rectangular parallelepiped 102b having a size of 65 mm and a height (z) of 40 mm is vertically overlapped and joined. The slice base 102 may be formed by bonding an upper rectangular parallelepiped 102a and a lower rectangular parallelepiped 102b formed of independent members, or may be integrally formed from one member. A portion where the upper rectangular parallelepiped 102a protrudes from the lower rectangular parallelepiped 102b forms a flange. In particular, the longitudinal flange portions 125a and 125b are used at the time of mounting to a wire saw and at the time of mounting to a wafer cleaning apparatus.
[0033]
This slice base 102 is formed with a rectangular parallelepiped slit 104 long in the longitudinal direction of the slice base 102 at the center of the slice base 102 in order to secure a passage of the cleaning liquid jetted from the upper surface by the nozzle similarly to the carbon slice table 101. I have. As shown in FIG. 6C, the slit 104 has a rectangular parallelepiped upper hole 104a having a length (y) of 260 mm, a width (x) of 50 mm, and a height (z) of 30 mm, and a height (y) of 260 mm and a width of (x). ) A rectangular parallelepiped lower hole 104b having a height of 30 mm and a height (z) of 25 mm penetrates the slice base 102 from the upper surface to the lower surface. In the examples shown in FIGS. 6A to 6D, the dimensions of the upper hole 104a and the lower hole 104b are different, but the vertical (y) and horizontal (x) dimensions of the upper hole 104a and the lower hole 104b are different. And a straight hole penetrating from the upper surface to the lower surface of the slice base 102. The material of the slice base 102 can be, for example, iron or SUS.
[0034]
Next, the operation of the wire saw will be described with reference to FIG. The slice base 102, the carbon slice table 101, and the semiconductor ingot 43 are mounted on the work supporting head 53 of the wire saw 50 while being fixed to each other. The work support head 53 is mounted by engaging the flanges 125a and 125b of the slice base 102 with the hooks 53a and 53b of the work support head 53 with the semiconductor ingot 43 arranged downward.
[0035]
Next, a processing liquid containing abrasive grains or the like is supplied while the wire 58 is reciprocated in the linear direction, and the semiconductor ingot 43 is pressed against the wire 58 so that the semiconductor ingot 43 is adjusted in accordance with the winding pitch of the wire 58. The wafer is cut into a plurality of disk-shaped wafers 44.
[0036]
In the wire saw 50, when the semiconductor ingot 43 is cut, the semiconductor ingot 43 is bonded and fixed to the carbon slicing table 101 with an adhesive in order to prevent the end of the semiconductor ingot 43 from being damaged. Therefore, as shown in FIG. 13, all of the sliced wafers 44 are adhered to the carbon slice table 101 and cut out in a state of being connected in a fence shape. In addition, in order to completely cut to the upper end of the semiconductor ingot 43, the carbon slice table 101 is pressed against the wire 58 beyond the upper end of the semiconductor ingot 43 to the carbon slice table 101 and cut.
[0037]
At this time, the wire 58 is cut to a position slightly beyond the curved surface 105 of the carbon slice table 101. Then, as shown in FIG. 13, a large amount of slits 109 are formed on the bottom surface of the groove 103 of the carbon slice table 101 according to the pitch of the wires 58 and penetrate therethrough. As a result, a passage for the cleaning liquid sprayed from the upper surface of the carbon slice table 101 is secured.
[0038]
Usually, the semiconductor ingot 43 is cut into a thickness of 350 μm or less. Since the wire saw is supplied with a working liquid containing abrasive grains of about 12 μm and sliced into a piano wire having a diameter of 80 to 160 μm, the cutting margin is about 150 μm. By the slicing process using the wire saw, the wafers 44 are connected in a fence shape and suspended from the slice base 102.
[0039]
Next, a description will be given of the pre-evacuation wafer cleaning step (STEP 4) in this embodiment. Normally, the surface of the sliced wafer 44 has oil, cutting powder, abrasive grains and the like used at the time of slicing adhered thereto, and therefore, cleaning is performed to remove the same. The cleaning is performed by attaching the wafer 44 and the carbon slicing table 101 to the wafer cleaning apparatus with the wafer fixed to the slice base 102.
[0040]
FIG. 7 is a plan view showing a state where the wafer 44 is not mounted in the wafer cleaning apparatus of the first embodiment, and FIG. 8 is a plan view showing a state where the wafer 44 is mounted and the wafer cleaning apparatus of the first embodiment. FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the wafer cleaning apparatus according to the first embodiment. As shown in FIGS. 7 to 9, the wafer cleaning apparatus of this embodiment has a height of 560 mm, a length in the short direction of 550 mm, and a length in the long direction of 800 mm so that the wafer 44 can be mounted. It has a substantially rectangular parallelepiped shape.
[0041]
The wafer cleaning apparatus includes a substantially box-shaped housing 110. A lid 124 that can be opened and closed is pivotally mounted on an upper portion of the housing 110, and a cleaning tank 111 is provided inside the housing 110. The cleaning tank 111 has left and right side walls 111a and 111b along the longitudinal direction. A work support frame 120 having a U-shaped cross section for supporting the work 44 is fixed to the front and rear ends of the upper ends of the side walls 111a and 111b. are doing. As shown in FIG. 7, a groove 121 for fixing the slice base 102 is formed in the work supporting frame 120.
[0042]
By fitting the flanges 125a and 125b at both ends of the slice base 102 into the grooves 121, the wafer 44 connected in a fence shape is suspended on the slice base 102 together with the carbon slice table 101, and the work support frame is suspended. 120 is attached as shown in FIG.
[0043]
On the other hand, a nozzle feed motor 117 is fixed behind the upper end portion of the side wall 111a of the cleaning tank 111 with its rotation axis arranged in the longitudinal direction. The nozzle feed motor 117 has a male screw 116 for a screw feed mechanism formed on an extension of its rotary shaft. The tip of the male screw 116 is fitted on the inner peripheral wall of the ball bearing 115 whose outer periphery is fixed to the side wall 111a, and is supported so as to be able to rotate smoothly with respect to the side wall 111a. Then, the male screw 116 provided on the rotation shaft by the rotation of the nozzle feed motor 117 rotates on the spot.
[0044]
A female screw 113 non-rotatably fixed to the side of the moving base 112a is screwed into the male screw 116, and the female screw 113 moves back and forth by rotation of the male screw 116. Since the female screw 113 is fixed to the moving base 112a, the moving base 112a moves in the longitudinal direction of the wafer cleaning apparatus together with the female screw 113 by the rotation of the male screw 116. Further, as shown in FIG. 9, a concave dovetail groove 114a serving as a guide for front-rear operation is provided on the lower surface of the movable base 112a, and a convex guide rail 119a provided on the upper surface of the side wall 111a in a horizontal direction. Mating. Then, the movable base 112a is guided by the guide rail 119a, and is screwed in the longitudinal direction by the screw feed mechanism in a stable state.
[0045]
A convex guide rail 119b is also provided at the upper end of the side wall 111b over the horizontal in the longitudinal direction. Further, a concave dovetail groove 114b serving as a guide at the time of front-rear operation is fitted to a movable base 112b provided on the lower surface. A substantially rectangular parallelepiped nozzle support frame 118 is fixed to the moving base 112b and the moving base 112a. Since the moving base 112b is fixed to the moving base 112a via the nozzle support frame 118, the moving base 112b moves longitudinally in synchronization with the longitudinal movement of the moving base 112a. With the above mechanism, the nozzle support frame 118 can be moved by the screw feed mechanism along the longitudinal direction of the wafer 44 connected to the slice base 102 in a fence shape.
[0046]
As shown in FIG. 9, two nozzles 106 and 107 are fixed to the nozzle support frame 118 so as to be substantially symmetrical with the center line of the wafer 44 interposed therebetween, and the injection ports are provided obliquely downward, and the cleaning liquid is provided. It is provided so that it can be ejected from the upper left and right sides of the wafer 44. The injection angles of the nozzles 106 and 107 are fixed so as to be adjustable.
[0047]
Further, a nozzle 108 is provided at the center of the nozzle support frame 118 with its injection port facing downward so that the cleaning liquid is injected from above the wafer 44. The cleaning liquid ejected from the nozzle 108 flows between the respective wafers 44 through the slits 104 and the slits 109 (see FIG. 13) formed on the bottom surfaces of the grooves 103 to perform cleaning between the wafers.
[0048]
The nozzles 106 to 108 are connected to a cleaning liquid supply pump (not shown) via piping, and the cleaning liquid supply pump supplies a cleaning liquid made of water or the like containing a surfactant. In the slicing step using a wire saw (STEP 3), when a water-soluble processing liquid is used, the cleaning liquid only needs to flow, and when an oil-based processing liquid is used, the cleaning liquid is spouted vigorously. A discharge port 122 is provided at the bottom of the wafer cleaning apparatus, and the discharge port 122 is connected to a cleaning liquid recirculation apparatus (not shown) via a pipe 123. Further, the cleaning liquid recirculation device is connected to a cleaning liquid supply pump via a pipe, and the cleaning liquid is reused.
[0049]
Next, the operation of the wafer cleaning apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS.
After the completion of the cutting by the wire saw, the wafers 44 in a fence-like state are taken out of the wire saw 50 together with the carbon slice table 101 and the slice base 102, and transported to the wafer cleaning apparatus. Then, by fitting the flange portions 125 a and 125 b of the slice base 102 into the grooves 121 of the work support frame 120, the wafer 44 is mounted on the wafer cleaning device.
[0050]
After mounting the wafer 44 on the wafer cleaning apparatus and closing the lid 124, the wafer cleaning apparatus is operated. When the wafer cleaning apparatus starts operating, the cleaning liquid is supplied to the nozzles 106 to 108 via a pipe from a cleaning liquid supply pump (not shown), and the cleaning liquid is ejected from the tip of each nozzle.
[0051]
The wafer 44 accommodated in the wafer cleaning apparatus is shower-cleaned by the cleaning liquid ejected from the nozzles 106 to 108. Specifically, the cleaning liquid sprayed from the nozzles 106 and 107 enters the cutting margins from above the left and right side surfaces of the wafer 44, and the cutting powder, oil, abrasive grains, and the like clogged in the cutting margins. Wash off. On the other hand, the cleaning liquid ejected from the nozzle 108 passes through the slits 104 and the slits 109 formed on the bottom surfaces of the grooves 103, penetrates into the respective cutting margins from above the wafer 44, and the cutting clogged in these cutting margins. Rinse powder, oil, abrasive grains, etc. In particular, it was difficult to sufficiently clean the cutting powder, oil, abrasive grains, and the like clogged in the cutting margin above the wafer 44 with only the cleaning liquid sprayed from above the side surface of the wafer 44 by the nozzles 106 and 107. Thus, the cleaning liquid sprayed from the nozzle 108 can be effectively cleaned.
[0052]
When the cleaning is started, the nozzle support frame 118 is moved by driving the nozzle feed motor 117, and the nozzles 106 to 108 are moved one way or reciprocally along the longitudinal direction of the slice base 102. As a result, the nozzles 106 to 108 move in the horizontal direction, so that the cleaning liquid is uniformly sprayed to all the gaps between the wafers 44, and the cutting powder adhered to all the wafer surfaces mounted on the wafer cleaning apparatus. , Oil, abrasive grains, etc. can be uniformly and sufficiently removed.
[0053]
The cleaning of the wafer 44 by the nozzles 106 to 108 is desirably performed until the nozzles 106 to 108 reciprocate a predetermined number of times. After the nozzles 106 to 108 have reciprocated a predetermined number of times, the cleaning liquid supply pump (not shown) is stopped, and the cleaning operation of the wafer 44 is completed. The cleaning liquid used for cleaning the wafer is recovered from a discharge port 122 provided at the bottom of the wafer cleaning apparatus to a cleaning liquid recirculation apparatus (not shown) via a pipe 123, and after performing a predetermined process, supplying the cleaning liquid. It is supplied to the pump and used again for cleaning the wafer.
[0054]
After the cleaning operation of the wafer 44 by the wafer cleaning device is completed, the lid 124 of the housing 110 is opened, and the cleaned wafer 44 is taken out of the wafer cleaning device. With the above series of operations, the pre-wash cleaning step is completed.
[0055]
After cleaning the wafers 44 before the cleaning, the wafers 44 are usually separated one by one from the carbon slice table 101. The wafer 44 is peeled from the carbon slice table 101 using a peeling agent such as hot water, oil or acetic acid.
[0056]
Thereafter, in a post-cleaning post-cleaning step (STEP 5), oil, cutting powder, abrasive grains and the like adhering to the front and back surfaces of the wafer 44 are scraped off with a rubber blade or brush, etc. Is prepared, and the wafer 44 is immersed in the cleaning tank to increase the degree of cleaning in a stepwise manner, thereby cleaning the wafer.
[0057]
However, in the present invention, the post-wash cleaning step (STEP 5) is not an essential step. As described above, since the effective cleaning is performed in the pre-cleaning step (STEP 4) and no uncleaned portion is generated, in the present embodiment, the cleaning is performed to the next chamfering step (STEP 6) without performing the cleaning after cleaning. It is possible to proceed. As described above, since a part of the manufacturing process can be omitted, a higher yield can be achieved as compared with the related art. Of course, it is also possible to perform the post-wash cleaning step between the pre-wash cleaning step (STEP 4) and the next chamfering step (STEP 6).
[0058]
After the chamfering step (STEP 6), flattening is performed by surface grinding and / or lapping (hereinafter, referred to as “surface grinding / lapping”) (STEP 7), and chemical polishing is performed in the etching step (STEP 8). Apply. Further, after the wafer surface is mirror-polished (STEP 9), the wafer surface is subjected to an epitaxial growth process (STEP 10) to obtain a mirror-polished wafer.
[0059]
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The contents of STEP 1 to STEP 4 and STEP 6 to STEP 9 and the shapes of the carbon slice table 101 and the slice base 102 according to the present embodiment are the same as those of the above-described first embodiment, and therefore the description thereof is omitted. Only the structure of the cleaning device and its operation will be described.
[0060]
FIG. 10 is a plan view showing the wafer cleaning apparatus of the second embodiment with a wafer 44 mounted thereon, and FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the wafer cleaning apparatus of the second embodiment.
As shown in FIGS. 10 and 11, the wafer cleaning apparatus of this embodiment has a substantially rectangular parallelepiped shape having a height of 560 mm, a length in the short direction of 550 mm, and a length in the long direction of 1450 mm. The wafer cleaning apparatus includes a substantially box-shaped housing 130, and a lid 144 that can open and close the upper portion of the housing 130 is pivotally fixed, and a cleaning tank 131 is provided inside the housing 130. The cleaning tank 131 is provided with left and right side walls 131a and 131b along the longitudinal direction, and a nozzle support frame 138 for supporting the nozzles 126, 127 and 128 is fixed above the side walls 131a and 131b.
[0061]
Two nozzles 126 and 127 are fixed to the nozzle support frame 138 so as to be substantially symmetric with respect to the center line of the wafer 44, and the nozzles are provided obliquely downward. It is provided so that it can be injected. The injection angles of the nozzles 126 and 127 are fixed so as to be adjustable. Further, a nozzle 128 is provided at the center of the nozzle support frame 138 so that its injection port faces downward, and the cleaning liquid is provided so as to be injected from above the wafer 44.
[0062]
The nozzles 126 to 128 are connected to a cleaning liquid supply pump (not shown) via piping, and the cleaning liquid is supplied by the cleaning liquid supply pump. On the other hand, a discharge port 142 is provided at the bottom of the wafer cleaning apparatus, and the discharge port 142 is connected to a cleaning liquid recirculation apparatus (not shown) via a pipe 143. Further, the cleaning liquid recirculation device is connected to a cleaning liquid supply pump via a pipe.
[0063]
A work feed motor 137 is fixed behind the upper end of the side wall 131a with its rotation axis arranged in the longitudinal direction. The work feed motor 137 has a male screw 136 for a screw feed mechanism formed on an extension of its rotary shaft. The tip of the male screw 136 is fitted to the inner peripheral wall of the ball bearing 135 whose outer periphery is fixed to the side wall 131a, and is supported so as to be able to rotate smoothly with respect to the side wall 131a. Then, the male screw 136 provided on the rotating shaft by the rotation of the work feeding motor 137 rotates on the spot.
[0064]
A female screw 133 non-rotatably fixed to the side of the moving base 132a is fitted to the male screw 136, and the female screw 133 moves back and forth by the rotation of the male screw 136. Since the female screw 133 is fixed to the moving base 132a, the moving base 132a moves in the longitudinal direction together with the female screw 133 by the rotation of the male screw 136. As shown in FIG. 11, a concave dovetail groove 134a serving as a guide during the longitudinal movement is provided on the lower surface of the movable base 132a, and fits into a convex guide rail 139a provided in the side wall 131a in the horizontal direction. I agree. Then, the moving base 132a is guided by the guide rail 139a, and is screwed in the longitudinal direction by the screw feeding mechanism in a stable state.
[0065]
On the other hand, a guide rail 139b is provided at the upper end of the side wall 131b so as to extend horizontally in the longitudinal direction. Further, a concave dovetail groove 134b serving as a guide at the time of forward and backward movement is fitted with a movable base 132b provided on the lower surface. A U-shaped work support frame 140 for supporting the wafer 44 is fixed on the moving base 132a and the moving base 132b. Since the moving base 132b is thus fixed to the moving base 132a via the work supporting frame 140, the moving base 132b moves back and forth in the longitudinal direction in synchronization with the front and rear movement of the moving base 132a.
[0066]
As shown in FIG. 11, a groove 141 for holding the slice base 102 is formed in the work supporting frame 140. By fitting the flange portions 125a, 125b at both ends of the slice base 102 into the grooves 141, the wafer 44 connected in a fence shape is suspended on the slice base 102 together with the carbon slice table 101, and the work supporting frame is suspended. 140 attached. With the above mechanism, the wafer 44 suspended on the work supporting frame 140 can be moved in the longitudinal direction of the cleaning tank 131 by the screw feed mechanism.
[0067]
Next, the operation of the wafer cleaning apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS.
After completion of the cutting by the wire saw, the wafers 44 in a fence-like state are taken out of the wire saw together with the carbon slicing table 101 and the slice base 102, and transported to the wafer cleaning apparatus. Then, the wafer 44 is mounted on the work supporting frame 140 by fitting the flange portions 125 a and 125 b at both ends of the slice base 102 into the grooves 141 of the wafer cleaning device.
[0068]
After mounting the wafer 44 on the wafer cleaning apparatus and closing the lid 144, the wafer cleaning apparatus is operated. When the wafer cleaning apparatus starts operating, the cleaning liquid is supplied to the nozzles 126 to 128 via a pipe from a cleaning liquid supply pump (not shown), and the cleaning liquid is ejected from the nozzles 126 to 128. The wafer 44 accommodated in the wafer cleaning apparatus is cleaned by the cleaning liquid ejected from the nozzles 126 to 128 as in the first embodiment.
[0069]
When the cleaning is started, the work supporting frame 140 is driven by the work feeding motor 137 to move the wafer 44 one way or reciprocate along the longitudinal direction of the cleaning tank 131. As a result, the wafer 44 moves in the horizontal direction with respect to the nozzles 126 to 128, so that the cleaning liquid is uniformly sprayed to all the gaps between the wafers, and the cleaning liquid is sprayed on the surfaces of all the wafers 44 placed in the wafer cleaning apparatus. It is possible to uniformly and sufficiently remove the attached cutting powder, oil, abrasive grains and the like.
[0070]
The cleaning of the wafer 44 by the nozzles 126 to 128 is preferably performed until the wafer 44 reciprocates a predetermined number of times. After the wafer 44 has reciprocated a predetermined number of times, the cleaning liquid supply pump (not shown) is stopped to terminate the cleaning operation of the wafer 44. The cleaning liquid used for cleaning the wafer is recovered from a discharge port 142 provided at the bottom of the wafer cleaning apparatus to a cleaning liquid recirculation apparatus (not shown) via a pipe 143, and after a predetermined process is performed, the cleaning liquid is supplied. It is supplied to the pump and used again for cleaning the wafer.
[0071]
After the cleaning operation of the wafer 44 by the wafer cleaning device is completed, the lid 144 of the housing 130 is opened, and the wafer 44 cleaned by the transfer device (not shown) is taken out of the wafer cleaning device. With the above series of operations, the pre-wash cleaning step (STEP 4) is completed.
[0072]
In both the first and second embodiments, the outer shape grinding step (STEP 2) can be omitted, and the surface grinding / lapping step (STEP 7) and the etching step (STEP 8) can be omitted. You can also. Also, for example, the wafer manufacturing process according to the present invention described in each embodiment is an example, and it goes without saying that cleaning can be appropriately performed between each process. In particular, the steps from STEP 1 to STEP 10 can be partially replaced, omitted, or added within a range contrary to the gist of the present application.
[0073]
Further, there is no limitation on the material and size of the wafer in carrying out the present invention, and it is possible to manufacture not only semiconductor wafers of silicon, GaAs, GaP, InP and the like having a diameter currently manufactured but also the future. The present invention can be applied to a very large wafer.
[0074]
Further, in the first and second embodiments, the case where one nozzle is fixed above the wafer 44 and one nozzle is fixed above each of the left and right side surfaces is described, but the present invention is not limited to this. Not something. For example, only one nozzle may be provided above the wafer 44, and two nozzles may be provided above the wafer 44, and a total of eight nozzles may be provided one above the left and right sides, one on the left and right sides, and one below the left and right sides of the wafer 44. Provided, the nozzle may be swung. It is also possible to provide a plurality of nozzles in the longitudinal direction of the cleaning tank.
[0075]
Further, in the first and second embodiments, the case where the cleaning liquid is jetted from the nozzle to clean the wafer 44 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, cleaning may be performed by blowing air on the wafer 44 instead of the cleaning liquid.
[0076]
Further, in the first and second embodiments, the case where the male screw is rotated by the motor to drive the nozzle or the work and the longitudinal movement of the female screw fitted to the male screw is used is described. However, the present invention is not limited to this. For example, the fixed portion of the linear motor may be provided on the side wall, and the movable portion of the linear motor may be attached to the lower surface of the moving base to drive the nozzle or the work.
[0077]
As described above, the present invention is not limited to the above embodiment, but relates to the structure and number of the nozzles themselves, the method of supporting the wafer 44 in the wafer cleaning apparatus, the method of driving the nozzle or the work, and the like. In, various applications and modifications can be made.
[0078]
For example, since the cutting accuracy with a wire saw is improved, if the wafer is sufficiently cleaned according to the present invention, a wafer having a predetermined flatness and cleanness without performing a surface grinding / lapping step, an etching step, or the like. Can be manufactured, and the manufacturing process can be greatly streamlined.
[0079]
[Implementation data]
The effects of cleaning the wafer 44 using the conventional manufacturing method and cleaning the wafer 44 using the cleaning method of the present invention will be specifically described below.
[0080]
According to the present invention, the pre-wash cleaning time required to obtain a predetermined degree of cleanliness when cleaning is performed by a conventional cleaning method is 20 minutes. On the other hand, the pre-wash cleaning time required to obtain the same cleanliness when the cleaning is performed by the cleaning method of the present invention is 10 minutes, and the cleaning efficiency is doubled. Was. Further, the amount of the cleaning liquid used during the pre-wash cleaning was 200 liters in the past, but was 100 liters in the present invention, and the unit price of the cleaning liquid was also halved.
[0081]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the cleaning liquid can be sprayed from above the wafer, it is possible to easily remove cutting powder, oil, abrasive grains and the like above the wafer and to uniformly clean the entire surface of the wafer. Become.
[0082]
Further, according to the present invention, the showering time can be significantly reduced, and the work efficiency can be improved. As a result, it is possible to greatly reduce the amount of the cleaning liquid used for cleaning the wafer.
[0083]
According to the present invention, since the cleaning efficiency of the wafer is very high, the wafer can be sufficiently cleaned even if tap water is used as the cleaning liquid.
[0084]
Further, according to the invention of the present application, the post-cleaning cleaning step can be omitted, so that the manufacturing steps at the time of manufacturing a semiconductor wafer can be rationalized and the productivity can be improved. As a result, it is possible to shorten the manufacturing time of the semiconductor wafer, and to reduce the manufacturing cost of the semiconductor wafer and the space for the post-peeling wafer cleaning apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method of manufacturing a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of a wire saw.
FIG. 3 is a perspective view showing a state where a semiconductor ingot is bonded to a carbon slice table of the present invention.
FIGS. 4A to 4C are a plan view, a front view, and a side view, respectively, showing a state where a semiconductor ingot is bonded to a carbon slice table.
FIGS. 5A to 5D are a perspective view, a plan view, a front view, and a side view of a carbon slice table, respectively.
FIGS. 6A to 6D are a perspective view, a plan view, a front view, and a side view of a slice base, respectively.
FIG. 7 is a plan view showing the wafer cleaning apparatus according to the first embodiment of the present invention in a state where no work is mounted.
FIG. 8 is a plan view showing a state in which a workpiece is mounted in the wafer cleaning apparatus according to the first embodiment of the present application.
FIG. 9 is a vertical sectional view of the wafer cleaning apparatus according to the first embodiment of the present application.
FIG. 10 is a plan view showing a state in which a work is mounted in the wafer cleaning apparatus according to the second embodiment of the present application.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a wafer cleaning apparatus according to a second embodiment of the present application.
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a conventional semiconductor wafer cleaning method.
FIG. 13 is a perspective view showing a state where a semiconductor ingot adhered to a carbon slice table is sliced.
[Explanation of symbols]
43 ... Semiconductor ingot
44 ... Wafer
50 ... Wire saw
51a ... bracket 51b ... bracket
53 ... Work support head
54 ... Work lifting motor
55 ... Laura
56 ... Laura
57 ... Roller
58 ... wire
101 ... Carbon slice table
102: slice base 102a: upper rectangular parallelepiped 102b: lower rectangular parallelepiped
103 ... groove
104: slit 104a: upper hole 104b: lower hole
105 ... curved surface
106 ... Nozzle
107 ... Nozzle
108 ... Nozzle
109 ... Slit
110 ... Housing
111: Cleaning tank 111a: Side wall 111b: Side wall
112a: Moving base 112b: Moving base
113 ... female screw
114a ... dovetail groove 114b ... dovetail groove
115 ... Ball bearing
116 ... male screw
117 ... Nozzle feed motor
118 ... Nozzle support frame
119a: guide rail 119b: guide rail
120 ... Work support frame
121 ... groove
122 ... outlet
123… Piping
124 ... lid
125a ... Flange part 125b ... Flange part
126 ... Nozzle
127 ... Nozzle
128 ... Nozzle
130 ... housing
131: Cleaning tank 131a: Side wall 131b: Side wall
132a: Moving base 132b: Moving base
133 ... female screw
134a ... Dovetail 134b ... Dovetail
135 ... Ball bearing
136 ... Male thread
137 ... Work feed motor
138 ... Nozzle support frame
139a: Guide rail 139b: Guide rail
140… Work support frame
141 ... groove
142 ... outlet
143 ... Piping
144 lid.

Claims (8)

半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおける前記支持部材であって、
前記支持部材は略直方体形状をなし、1面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、
前記1面に対向する他面に、凹状の溝を有する、
ことを特徴とする支持部材。
A support member for supporting the semiconductor ingot, a wire spirally wound at a predetermined pitch across a plurality of rollers, a driving mechanism for moving the wire in a linear direction, and holding the support member toward the wire. And a head for bringing the semiconductor ingot closer, and the support member in the wire saw having:
The support member has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a curved surface that contacts the semiconductor ingot on one surface,
On the other surface facing the one surface, has a concave groove,
A support member characterized by the above-mentioned.
半導体インゴットを支持する支持部材と、
複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、
前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、
前記支持部材を保持し、前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、
を有するワイヤソーにおいて、
前記支持部材は略直方体形状をなし、1面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、
前記1面に対向する他面に、凹状の溝を有する、
ことを特徴とするワイヤソー。
A support member for supporting the semiconductor ingot,
A wire spirally wound at a predetermined pitch across a plurality of rollers,
A drive mechanism for moving the wire in a linear direction,
A head that holds the support member and brings the semiconductor ingot closer to the wire;
In a wire saw having
The support member has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a curved surface that contacts the semiconductor ingot on one surface,
On the other surface facing the one surface, has a concave groove,
A wire saw characterized by the above-mentioned.
半導体インゴットをワイヤソーにより切断した後に、切断された複数枚のウェーハを支持し、前記ウェーハ相互間の間隙にその外周方向から洗浄液又は洗浄ガスを噴射するウェーハ洗浄装置において、
前記ウェーハを支持する支持部材に複数本のスリットを設け、
該スリットから前記ウェーハに向けて、前記洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルを設ける、
ことを特徴とするウェーハ洗浄装置。
After cutting the semiconductor ingot with a wire saw, in a wafer cleaning apparatus that supports a plurality of cut wafers and injects a cleaning liquid or a cleaning gas from an outer peripheral direction to a gap between the wafers,
Providing a plurality of slits in a support member supporting the wafer,
A nozzle for injecting the cleaning liquid or cleaning gas from the slit toward the wafer is provided.
A wafer cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.
前記複数本のスリットのピッチは、
前記ウェーハ相互間の間隙のピッチに等しい、
ことを特徴とする請求項3に記載のウェーハ洗浄装置。
The pitch of the plurality of slits,
Equal to the pitch of the gap between the wafers,
The wafer cleaning apparatus according to claim 3, wherein:
ウェーハが収容される洗浄槽と、
ウェーハを吊り下げて支持する支持部材と、
前記洗浄槽内に収容されたウェーハの軸線方向に沿って相対移動自在に支持され、前記洗浄槽内に収容されたウェーハに向けて洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルと、
前記ノズルとウェーハを相対移動させる駆動手段と、を有し、
前記ノズルを前記支持部材の上方に配置し、
前記支持部材に、前記支持部材の上方から下方に向けて貫通するスリットを設ける、
ことを特徴とするウェーハ洗浄装置。
A cleaning tank in which wafers are stored;
A support member for suspending and supporting the wafer,
A nozzle that is supported so as to be relatively movable along the axial direction of the wafer accommodated in the cleaning tank and injects a cleaning liquid or a cleaning gas toward the wafer accommodated in the cleaning tank;
Driving means for relatively moving the nozzle and the wafer,
Disposing the nozzle above the support member;
The support member is provided with a slit penetrating downward from above the support member,
A wafer cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.
ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台であって、
ウェーハに接触する面と対向する面に、凹状の溝を有することを特徴とするスライス台。
When slicing a wafer with a wire saw, it is a slicing table that supports the wafer,
A slice table having a concave groove on a surface facing a surface that contacts a wafer.
ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台を接着固定するスライスベースであって、
前記スライス台を固定する接着面から該接着面に対抗する面に貫通する穴を有することを特徴とするスライスベース。
When slicing a wafer with a wire saw, it is a slice base that adhesively fixes a slice table that supports the wafer,
A slice base having a hole penetrating from an adhesive surface for fixing the slice base to a surface opposing the adhesive surface.
半導体インゴットをワイヤソーにより切断し、切断されたウェーハを洗浄して半導体ウェーハを製造する方法において、
前記洗浄時のウェーハを支持する部材にスリットを設け、
前記ウェーハの上部から洗浄液又は洗浄ガスを噴射して前記ウェーハを洗浄する、
ことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
In a method of manufacturing a semiconductor wafer by cutting a semiconductor ingot with a wire saw and cleaning the cut wafer,
Providing a slit in the member supporting the wafer during the cleaning,
Cleaning the wafer by injecting a cleaning liquid or a cleaning gas from above the wafer,
A method for manufacturing a semiconductor wafer, comprising:
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