JP2005108889A - Method of manufacturing semiconductor substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体基板の製造方法に関し、特に半導体インゴットをマルチワイヤーソー装置でスライスして太陽電池用半導体基板などを形成する半導体基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor substrate in which a semiconductor ingot is sliced with a multi-wire saw device to form a semiconductor substrate for a solar cell.
従来、多結晶シリコンなどで太陽電池用半導体基板を形成する場合、例えば鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを形成し、このインゴットを所定の寸法に切断して半導体インゴットを形成した後、この半導体インゴットをマルチワイヤーソー装置で複数枚にスライスして形成していた。 Conventionally, when a semiconductor substrate for a solar cell is formed of polycrystalline silicon or the like, for example, a polycrystalline silicon ingot is formed by a casting method, and the ingot is cut into a predetermined size to form a semiconductor ingot. Was sliced into a plurality of pieces with a multi-wire saw device.
図1は従来技術及び本発明に係る半導体基板の製造方法を説明するための、半導体基板の形成装置及び半導体形成装置におけるスラリー供給装置を説明するための図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining a semiconductor substrate forming apparatus and a slurry supply apparatus in the semiconductor forming apparatus for explaining a conventional technique and a method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention.
半導体インゴットをスライスする際に用いられるマルチワイヤーソー装置は、図1に示すように、半導体インゴット3a、3bを固定して、これをスライスする際に上方の数箇所からスラリーを供給し、2本の例えばウレタン樹脂などからなるメインローラー5に所定間隔で複数本のピアノ線ワイヤー6を張って構成されていた(例えば特許文献1参照)。
As shown in FIG. 1, the multi-wire saw apparatus used when slicing a semiconductor ingot fixes the
すなわち、半導体インゴット3a、3bをスライスする場合、スラリー供給装置2a、2b、2cから砥粒が混在するスラリーを供給すると共に、2本のローラー5間に複数本張られたワイヤー6を高速回転させながら、複数の半導体インゴット3a、3bをワイヤー6部分に徐々に下降させることによって半導体インゴット3a、3bをスライスするものである。
That is, when slicing the
また、このときに供給されるスラリーはディップ槽8に一旦貯蓄され、配管を循環しスラリー供給ノズル1a、1b、1cを介して再度スラリー供給装置2a、2b、2cに継続的に運ばれるため、途切れることなく順次供給される。このときの半導体インゴット3a、3bはスライス領域にあるメインローラー5間に例えば左右2列の半導体インゴット3a、3bをセットし、複数本の半導体インゴット3a、3bを一度にスライスする。
ところが、この従来の半導体基板の形成装置では、半導体インゴット3a、3bをスライスすると、例えば2列にセットされた半導体インゴット3a、3bの両端とその間にそれぞれスラリー供給装置2a、2b、2cがあるが、このスラリー供給装置2a、2b、2cに供給されたスラリーはSiC砥粒と鉱物油、界面活性剤、分散剤からなるラッピングオイルにて構成されており、その単位量のスラリー中の砥粒の重量(以後、スラリー密度と記す)の変化により、1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が変化し半導体基板に切削中のワイヤー擦れ痕や凸凹が発生し面状態が粗悪になるなどの半導体基板の品質にバラツキが生じるという問題があった。
However, in this conventional semiconductor substrate forming apparatus, when the
また、スラリーの密度不足領域・過剰領域ともにインゴット3a、3bをスライスする時の切削負荷が増加するため切削時に発生する摩擦熱が増加しスラリー温度上昇が大きく安定したスラリー温度が得られないという問題もあった。
Further, since the cutting load when slicing the
スラリー温度が上昇するとメインローラーがウレタン樹脂などでできている場合、耐久性が低下したり、磨耗度が増加してしまうなどの問題が発生する。さらにスラリーの粘度が低下し、ワイヤーへの砥粒付着性が低下するため、インゴットの切削性が低下したり、ワイヤーの断線やスライスされたウエハーの切削面の面状態が粗悪になるなどの問題が発生する。 When the slurry temperature rises, when the main roller is made of urethane resin or the like, problems such as a decrease in durability and an increase in the degree of wear occur. Furthermore, since the viscosity of the slurry is reduced and the adhesiveness of the abrasive grains to the wire is reduced, the ingot's machinability is reduced, the wire is broken, and the surface state of the cut surface of the sliced wafer becomes poor. Occurs.
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、スライスに用いられるスラリーの砥粒の粒径とスラリー密度を最適化することにより、高品質な半導体基板を高歩留で形成する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and by optimizing the particle size and slurry density of the abrasive grains used for slicing, a high-quality semiconductor substrate can be obtained at a high yield. An object is to provide a method of forming.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る半導体基板の製造方法では、SiC砥粒とラッピングオイルからなるスラリーを、スラリー供給装置から供給しながら、半導体インゴットをマルチワイヤーソー装置でスライスして半導体基板を形成する半導体基板の製造方法において、前記スラリーにJIS規格R6001で規定されるところの700番以上1200番以下相当の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度を1.3g/cc以上2.0g/cc以下で使用することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the method for manufacturing a semiconductor substrate according to
また、前記スラリーはJIS規格R6001で規定されるところの700番以上900番未満の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度が1.3g/cc以上1.8g/cc以下であったほうがよい。 Further, the slurry uses abrasive grains of 700 or more and less than 900 as defined in JIS standard R6001, and the density of the abrasive grains in the slurry is 1.3 g / cc or more and 1.8 g / cc or less. Should be.
さらに前記スラリーはJIS規格R6001で規定されるところの900番以上1200番以下の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度が1.5g/cc以上2.0g/cc以下であってもよい。 Further, the slurry uses abrasive grains of 900 to 1200 as defined in JIS standard R6001, and the density of the abrasive grains in the slurry is 1.5 to 2.0 g / cc. There may be.
本発明の請求項1に係る半導体基板の製造方法によれば、SiC砥粒とラッピングオイルからなるスラリーを、スラリー供給装置から供給しながら、半導体インゴットをマルチワイヤーソー装置でスライスして半導体基板を形成する半導体基板の製造方法において、前記スラリーにJIS規格R6001で規定されるところの700番以上1200番以下相当の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度を1.3g/cc以上2.0g/cc以下で使用する。
According to the method for manufacturing a semiconductor substrate according to
このようにすることにより、切り出し部分から切り終わり部分まで1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が安定し、面状態が良好な半導体基板を安定して形成することができる。 By doing in this way, the supply amount of the abrasive grains in the slurry to one semiconductor ingot is stabilized from the cutout portion to the cut end portion, and a semiconductor substrate having a good surface state can be stably formed.
また、スラリーにJIS規格R6001で規定されるところの700番以上900番未満の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度が1.3g/cc以上1.8g/cc以下にすることにより、切り出し部分から切り終わり部分まで1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が安定し、面状態が良好な半導体基板を安定して形成することができるとともに、スラリーを繰り返し使用することができるようになるため、生産性が向上する。このとき特に砥粒の密度を1.4g/cc以上1.8g/cc以下にすることにより、更に高いスライス歩留を安定して確保することができる。 Moreover, while using abrasive grains of 700 or more and less than 900 as defined in JIS standard R6001, the density of the abrasive grains in the slurry is 1.3 g / cc or more and 1.8 g / cc or less. By doing so, the supply amount of abrasive grains in the slurry to one semiconductor ingot from the cut-out portion to the cut-out end portion can be stabilized, and a semiconductor substrate having a good surface state can be stably formed, and the slurry can be formed. Since it can be used repeatedly, productivity is improved. At this time, particularly by setting the density of the abrasive grains to 1.4 g / cc or more and 1.8 g / cc or less, a higher slice yield can be secured stably.
さらに、スラリーにJIS規格R6001で規定されるところの900番以上1200番以下の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度が1.5g/cc以上2.0g/cc以下にすることにより、切り出し部分から切り終わり部分まで1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が安定し、面状態が良好な半導体基板を安定して形成することができるとともに、比較的粒径が小さいのでインゴットのスライス時の切りしろを小さくすることができる。また大きな粒径の砥粒を使用するよりも切り出された半導体基板の面状態を平滑に形成することができると共に、面内およびインゴット中の半導体基板の厚みのばらつきを抑えることができる。 Furthermore, the abrasive grains of 900 to 1200 as defined in JIS standard R6001 are used for the slurry, and the density of the abrasive grains in the slurry is 1.5 g / cc to 2.0 g / cc. By doing so, the supply amount of abrasive grains in the slurry to one semiconductor ingot from the cut-out part to the cut-off end part can be stabilized, and a semiconductor substrate having a good surface state can be stably formed, Since the particle size is small, the margin for slicing the ingot can be reduced. Further, the surface state of the semiconductor substrate that is cut out can be formed more smoothly than when abrasive grains having a large particle diameter are used, and variations in the thickness of the semiconductor substrate in the surface and in the ingot can be suppressed.
またこのとき特に砥粒の密度を1.6g/cc以上2.0g/cc以下にすることにより、更に高いスライス歩留を安定して確保することができる。 Further, at this time, particularly by setting the density of the abrasive grains to 1.6 g / cc or more and 2.0 g / cc or less, a higher slice yield can be stably secured.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図2は本発明に係る半導体基板の製造方法を説明するための、半導体基板の形成装置の半導体インゴットの長さ方向のスラリーの流れ方を説明するための図、図3は本発明に係る半導体基板の形成方法でスライスを行った時の、一実施例の結果を示すグラフであり、スラリー密度とスライス歩留りの相関を説明するためのグラフ、図4は本発明に係る半導体基板の形成方法でスライスを行った時の、他の実施例の結果を示すグラフであり、スラリー密度とスライス歩留りの相関を説明するためのグラフである。 FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of slurry in the length direction of a semiconductor ingot of a semiconductor substrate forming apparatus for explaining a method for producing a semiconductor substrate according to the present invention, and FIG. 3 is a semiconductor according to the present invention. FIG. 4 is a graph showing a result of an example when slicing is performed by a substrate forming method, and is a graph for explaining a correlation between slurry density and slice yield; FIG. 4 is a method for forming a semiconductor substrate according to the present invention; It is a graph which shows the result of the other Example at the time of slicing, and is a graph for demonstrating the correlation of a slurry density and a slice yield.
本発明での半導体基板の形成装置の基本構造は図1に示す従来の装置と同様である。すなわち、スラリー供給ノズル1a、1b、1cの下部に、スラリー供給装置2a、2b、2cを設け、このスラリー供給装置2a、2b、2c間に、スライス台4に接着された半導体インゴット3a、3bを配設し、この半導体インゴット3a、3bを徐々に下降させながら複数のメインローラー5間のピアノ線ワイヤー6でスライスするものである。なお、図1において、7は端材巻き込み防止板、8はディップ槽である。スラリーは例えば、砥粒と鉱物油、界面活性剤、分散剤からなるラッピングオイルの混合で構成される。また、スライス中に落下するかもしれない半導体基板の端材のメインローラーへの巻き込み防止のために板7を設け、さらに落下するかもしれない半導体基板の端材を受けるためのディップ槽8を設けている。
The basic structure of the semiconductor substrate forming apparatus according to the present invention is the same as that of the conventional apparatus shown in FIG. That is,
半導体インゴット3a、3bは、例えば鋳造法などによって形成された多結晶シリコンのインゴットを所定の寸法に切り出したものなどで構成される。この半導体インゴット3a、3bの一面に接着剤などを塗りカーボン材またはガラス材の基材4に接着されている。したがって、半導体インゴット3a、3bはバラバラにならないようにスライスされ、次工程である洗浄工程に投入される。
The
ピアノ線ワイヤー6は例えば140〜180μm程度の直径を有するピアノ線から成り、400〜600μm程度のピッチで配列されている。このワイヤーは500〜800m/Min程度に高速走行される。
The
半導体インゴット3a、3bの上方には、スライス用スラリーを供給するスラリー供給ノズル1a、1b、1cが設けられ、さらにこのスラリー供給ノズル1a、1b、1cの下にスラリー供給装置2a、2b、2cが設けられている。
Above the
図1に示す例では、半導体インゴット3a、3bを2列設置し、ワイヤー6が右方向若しくは左方向のいずれかの方向に走行した場合でも2列に設置した半導体インゴット3a、3bにスラリーが供給できるようにスラリー供給ノズル1a、1b、1cを3箇所設け、多数本に張られたワイヤー6にムラなく均等にスラリーを供給できるように、さらにスラリー供給装置2a、2b、2cを3箇所設けている。
In the example shown in FIG. 1, two rows of
本発明においてはSiC砥粒とラッピングオイルからなるスラリーを、スラリー供給装置から供給しながら、半導体インゴットをマルチワイヤーソー装置でスライスして半導体基板を形成する半導体基板の製造方法において、前記スラリーにJIS規格R6001で規定されるところの700番以上1200番以下相当の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度を1.3g/cc以上2.0g/cc以下で使用する。 In the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor substrate in which a semiconductor substrate is formed by slicing a semiconductor ingot with a multi-wire saw device while supplying a slurry comprising SiC abrasive grains and wrapping oil from a slurry supply device, Abrasive grains corresponding to No. 700 or more and No. 1200 or less as defined in the standard R6001 are used, and the density of the abrasive grains in the slurry is 1.3 g / cc or more and 2.0 g / cc or less.
このようにすることにより、切り出し部分から切り終わり部分まで1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が安定し、面状態が良好な半導体基板を安定して形成することができる。 By doing in this way, the supply amount of the abrasive grains in the slurry to one semiconductor ingot is stabilized from the cutout portion to the cut end portion, and a semiconductor substrate having a good surface state can be stably formed.
なお砥粒の番手は1998年11月20日改訂のJIS R6001(研削といし用研磨材の粒度)で規定された番手で、JIS R6002(研削といし用研磨材の粒度の試験方法)の試験方法に基づき、測定されたものである。尚、JIS R6001には700、800、1000、1200番しか記載されていないが、JISの番手の決め方に基づき1平行インチ当たりのメッシュ数が700以上1200以下のふるいにかけたのと同等の砥粒が本発明に使用する砥粒となる。 The count of the abrasive grains is a count specified by JIS R6001 (grain size of abrasive for grinding wheel) revised on November 20, 1998, and is a test of JIS R6002 (test method for grain size of abrasive for grinding wheel). It is measured based on the method. JIS R6001 only describes Nos. 700, 800, 1000, and 1200, but based on the method of determining the JIS number, the same abrasive grains as those passed through a sieve having a mesh number of 700 to 1200 per parallel inch Becomes the abrasive grains used in the present invention.
このとき700番に満たない番手の砥粒を使用すれば、砥粒径が大きくなるため半導体基板の表面に引っかき傷や段差などが発生しやすくなる。ワイヤーの消耗が促進され、切削性の低下につながる。また切りしろが大きくなるため生産性が低下する。さらに本発明のスラリー密度に調整すると、単位量あたりのスラリーに含まれる砥粒の個数が少なくなり、切り出し部分から切り終わり部分まで1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が安定せず切削性の低下につながる。 At this time, if the number of abrasive grains less than 700 is used, the abrasive grain size becomes large, so that scratches, steps, etc. are likely to occur on the surface of the semiconductor substrate. Wire consumption is promoted, leading to reduced machinability. Further, the cutting margin becomes large, so the productivity is lowered. Furthermore, when the slurry density is adjusted to the present invention, the number of abrasive grains contained in the slurry per unit amount is reduced, and the supply amount of abrasive grains in the slurry to one semiconductor ingot is stable from the cut-out portion to the end-of-cut portion. Without leading to a decrease in machinability.
逆に1200番を超える番手の砥粒を使用すれば、粒径が細かすぎてワイヤーに付着した砥粒が切削中に目詰まりをおこし、効率よく回転しなくなるため切削性が低下する。また本発明のスラリー密度に調整すると、単位量あたりのスラリーに含まれる砥粒の個数が多くなるため、切削中のスラリーの熱交換率が悪くスラリー温度の上昇を招きやすい。スラリー温度が上昇するとメインローラーがウレタン樹脂などでできている場合、メインローラーの耐久性が低下したり、磨耗度が向上してしまうなどの問題が発生する。さらにスラリーの粘度が低下し、ワイヤーへの砥粒付着性が低下するため、インゴットの切削性が低下したり、ワイヤーの断線やスライスされたウエハーの切削面の面状態が粗悪になるなどの問題が発生する。 On the other hand, if the number of abrasive grains exceeding 1200 is used, the grain size is too fine and the abrasive grains adhering to the wire are clogged during cutting, and the cutting efficiency is lowered because the abrasive grains do not rotate efficiently. Further, when the slurry density is adjusted to the present invention, the number of abrasive grains contained in the slurry per unit amount increases, so that the heat exchange rate of the slurry during cutting is poor and the slurry temperature is likely to increase. If the main roller is made of urethane resin or the like when the slurry temperature rises, problems such as a decrease in durability of the main roller or an increase in the degree of wear occur. Furthermore, since the viscosity of the slurry is reduced and the adhesiveness of the abrasive grains to the wire is reduced, the ingot's machinability is reduced, the wire is broken, and the surface state of the cut surface of the sliced wafer becomes poor. Occurs.
またスラリー中の砥粒の質量密度が1.3g/ccに満たない場合、切削中に砥粒が不足し、インゴットの切りだしから切り終わりまで砥粒が均一に供給されなくなるなどの切削性の問題が発生する。 Moreover, when the mass density of the abrasive grains in the slurry is less than 1.3 g / cc, the abrasive grains are insufficient during the cutting, and the cutting ability such as the abrasive grains are not uniformly supplied from the start of the ingot to the end of the cutting. A problem occurs.
逆にスラリー中の砥粒の質量密度が2.0g/ccを超える場合、切削中のスラリーの熱交換率が悪くスラリー温度の上昇を招きやすい。スラリー温度が上昇するとメインローラーがウレタン樹脂などでできている場合、メインローラーの耐久性が低下したり、磨耗度が向上してしまうなどの問題が発生する。さらにスラリーの粘度が低下し、ワイヤーへの砥粒付着性が低下するため、インゴットの切削性が低下したり、ワイヤーの断線やスライスされたウエハーの切削面の面状態が粗悪になるなどの問題が発生する。 Conversely, when the mass density of the abrasive grains in the slurry exceeds 2.0 g / cc, the heat exchange rate of the slurry during cutting is poor and the slurry temperature is likely to increase. If the main roller is made of urethane resin or the like when the slurry temperature rises, problems such as a decrease in durability of the main roller or an increase in the degree of wear occur. Furthermore, since the viscosity of the slurry is reduced and the adhesiveness of the abrasive grains to the wire is reduced, the ingot's machinability is reduced, the wire is broken, and the surface state of the cut surface of the sliced wafer becomes poor. Will occur.
このときスラリーはJIS規格R6001で規定されるところの700番以上900番未満の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度が1.3g/cc以上1.8g/cc以下であったほうがよい。 At this time, the slurry uses abrasive grains of 700 or more and less than 900 as defined in JIS standard R6001, and the density of the abrasive grains in the slurry is 1.3 g / cc or more and 1.8 g / cc or less. You should have it.
砥粒は、石英とタールと塩を焼き固め、ボールミルで一次粉砕し、さらに別のボールミルで二次粉砕するか、ジェットミルで二次粉砕することにより得られる。一次粉砕は粗粉砕であり、二次粉砕は本粉砕である。粗粉砕をかけ、ふるいにより粒度を選別した上で本粉砕をかける。一次粉砕は大きな塊を単に砕く粉砕であり、それをさらに大きさを揃えて細かくするのが二次粉砕である。つまり大きな粒径の砥粒を得るためには粉砕時間を短くし、小さな粒径の砥粒を得るためには粉砕時間を長くする。 Abrasive grains are obtained by baking and solidifying quartz, tar, and salt, primary grinding with a ball mill, and secondary grinding with another ball mill or secondary grinding with a jet mill. The primary pulverization is coarse pulverization, and the secondary pulverization is main pulverization. Apply coarse pulverization, select the particle size by sieving, and then apply the main pulverization. The primary pulverization is simply pulverization of a large lump, and the secondary pulverization is to further reduce the size to a uniform size. In other words, the pulverization time is shortened to obtain abrasive grains with a large particle size, and the pulverization time is lengthened to obtain abrasive grains with a small particle size.
このような砥粒の製法上、700番以上900番未満の粒径の大きな砥粒は過粉砕が少ないため砥粒の針状度(砥粒の絶対最大長/対角幅)が大きく表面に凹凸が多いため切削性がよい。また砥粒を長時間繰り返し使用することができる。これにより切り出し部分から切り終わり部分まで1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が安定し、面状態が良好な半導体基板を安定して形成することができるとともに、スラリーを繰り返し使用することができるようになるため、生産性が向上する。 Due to the manufacturing method of such abrasive grains, large abrasive grains having a particle size of 700 or more and less than 900 are less excessively pulverized, so that the acicular degree of the abrasive grains (absolute maximum length / diagonal width) is large on the surface. Since there are many irregularities, machinability is good. Further, the abrasive grains can be used repeatedly for a long time. As a result, the supply amount of abrasive grains in the slurry to one semiconductor ingot from the cut-out portion to the end-of-cut portion is stabilized, and a semiconductor substrate having a good surface state can be stably formed, and the slurry is repeatedly used. Productivity is improved.
このときスラリー密度が1.3g/ccに満たない場合、切削中に砥粒が不足し、インゴットの切りだしから切り終わりまで砥粒が均一に供給されなくなったりして切削性の問題が発生する。 At this time, if the slurry density is less than 1.3 g / cc, there will be insufficient abrasive grains during cutting, and abrasive grains will not be supplied uniformly from the start of the ingot to the end of cutting, causing a problem of machinability. .
逆に1.8g/ccを越えれば切削中のスラリーの熱交換率が悪くスラリー温度の上昇を招きやすい。スラリー温度が上昇するとメインローラーがウレタン樹脂などでできている場合、メインローラーの耐久性が低下したり、磨耗度が向上してしまうなどの問題が発生する。さらにスラリーの粘度が低下し、ワイヤーへの砥粒付着性が低下するため、インゴットの切削性が低下したり、ワイヤーの断線やスライスされたウエハーの切削面の面状態が粗悪になるなどの問題が発生する。 Conversely, if it exceeds 1.8 g / cc, the heat exchange rate of the slurry during cutting is poor and the slurry temperature is likely to rise. If the main roller is made of urethane resin or the like when the slurry temperature rises, problems such as a decrease in durability of the main roller or an increase in the degree of wear occur. Furthermore, since the viscosity of the slurry is reduced and the adhesiveness of the abrasive grains to the wire is reduced, the ingot's machinability is reduced, the wire is broken, and the surface state of the cut surface of the sliced wafer becomes poor. Occurs.
またスラリーはJIS規格R6001で規定されるところの900番以上1200番以下の砥粒を使用するとともに、前記スラリー中の前記砥粒の密度が1.5g/cc以上2.0g/cc以下であってもよい。 The slurry uses abrasive grains of 900 to 1200 as defined in JIS standard R6001, and the density of the abrasive grains in the slurry is 1.5 g / cc to 2.0 g / cc. May be.
砥粒の粒径を900番以上1200番以下にすることにより、切り出し部分から切り終わり部分まで1本の半導体インゴットへのスラリー中の砥粒の供給量が安定し、面状態が良好な半導体基板を安定して形成することができるとともに、比較的粒径が小さいのでインゴットのスライス時の切りしろを小さくすることができる。また大きな粒径の砥粒を使用するよりも切り出された半導体基板の面状態を平滑に形成することができると共に、面内およびインゴット中の半導体基板の厚みのばらつきを抑えることができる。 By making the grain size of the abrasive grains from 900 to 1200, a semiconductor substrate in which the amount of abrasive grains in the slurry to the semiconductor ingot from the cut-out portion to the cut-out end portion is stable and the surface state is good Can be formed stably, and since the particle size is relatively small, the margin for slicing the ingot can be reduced. Further, the surface state of the semiconductor substrate that is cut out can be formed more smoothly than when abrasive grains having a large particle diameter are used, and variations in the thickness of the semiconductor substrate in the surface and in the ingot can be suppressed.
このときスラリー密度が1.5g/ccに満たない場合、切削中に砥粒が不足し、インゴットの切りだしから切り終わりまで砥粒が均一に供給されなくなるなどの切削性の問題が発生する。 At this time, if the slurry density is less than 1.5 g / cc, there will be a problem of machinability such that the abrasive grains are insufficient during cutting and the abrasive grains are not supplied uniformly from the start of the ingot to the end of cutting.
逆に2.0g/ccを越えれば切削中のスラリーの熱交換率が悪くスラリー温度の上昇を招きやすい。スラリー温度が上昇するとメインローラーがウレタン樹脂などでできている場合、メインローラーの耐久性が低下したり、磨耗度が向上してしまうなどの問題が発生する。さらにスラリーの粘度が低下し、ワイヤーへの砥粒付着性が低下するため、インゴットの切削性が低下したり、ワイヤーの断線やスライスされたウエハーの切削面の面状態が粗悪になるなどの問題が発生する。 Conversely, if it exceeds 2.0 g / cc, the heat exchange rate of the slurry during cutting is poor and the slurry temperature is likely to rise. If the main roller is made of urethane resin or the like when the slurry temperature rises, problems such as a decrease in durability of the main roller or an increase in the degree of wear occur. Furthermore, since the viscosity of the slurry is reduced and the adhesiveness of the abrasive grains to the wire is reduced, the ingot's machinability is reduced, the wire is broken, and the surface state of the cut surface of the sliced wafer becomes poor. Occurs.
図1に示す半導体基板の形成装置に150mm角*L=280mmの半導体インゴットを2本セットし、180μmの直径を有するピアノ線ワイヤーを高速で走行させ連続でスライスした。このときのスラリーの平均粒径を10〜17μmの間で変化させ、スラリー温度とスライス歩留を調べた結果を表1に示す。このときのスラリーの供給量は100リットル/minとした。
表からわかるようにスラリー密度によらず(1.3cc/gと2.0cc/gのどちらの時も)、JIS規格R6001で規定されるところの700番以上1200番以下の条件で高い歩留まりが得られることがわかった。 As can be seen from the table, regardless of the slurry density (in both 1.3 cc / g and 2.0 cc / g), high yield is achieved under conditions of 700 to 1200 as defined in JIS standard R6001. It turns out that it is obtained.
次に800番の砥粒を使用し、スラリー密度を変化させ、図1に示す半導体基板の形成装置に150mm角*L=280mmの半導体インゴットを2本セットし、180μmの直径を有するピアノ線ワイヤーを高速で走行させ連続でスライスした。このときのスラリー密度とスライス歩留の関係を図3および表2に示す。
図3からわかるように、スラリー密度を1.3g/cc以上1.8g/cc以下にすることにより、90%以上のスライス歩留を安定して得られるようになった。また表2から明らかなように特にスラリー密度を1.4g/cc以上1.8g/cc以下にすることにより97%以上の高い歩留を安定して確保することができた。 As can be seen from FIG. 3, by making the slurry density 1.3 g / cc or more and 1.8 g / cc or less, a slice yield of 90% or more can be stably obtained. Further, as apparent from Table 2, a high yield of 97% or more could be stably ensured particularly by setting the slurry density to 1.4 g / cc or more and 1.8 g / cc or less.
さらに、1000番の砥粒を使用し、スラリー密度を変化させ、図1に示す半導体基板の形成装置に150mm角*L=280mmの半導体インゴットを2本セットし、180μmの直径を有するピアノ線ワイヤーを高速で走行させ連続でスライスした。このときのスラリー密度とスライス歩留の関係を図4および表3に示す。
表3からわかるように、スラリー密度を1.5g/cc以上2.0g/cc以下にすることにより、90%以上のスライス歩留を安定して得られるようになった。また表3から明らかなように特にスラリー密度を1.6g/cc以上1.8g/cc以下にすることにより97%以上の高い歩留を安定して確保することができた。 As can be seen from Table 3, by setting the slurry density to 1.5 g / cc or more and 2.0 g / cc or less, a slice yield of 90% or more can be stably obtained. Further, as clearly shown in Table 3, a high yield of 97% or more could be stably ensured particularly by setting the slurry density to 1.6 g / cc or more and 1.8 g / cc or less.
1a、1b、1c・・・スラリー供給ノズル
2a、2b、2c・・・スラリー供給装置
3a、3b・・・半導体インゴット
4・・・スライスベース
5・・・メインローラー
6・・・ワイヤー
7・・・端材巻き込み防止板
8・・・ディップ槽
9・10・・・スラリー供給端(左右)
1a, 1b, 1c ...
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