JP2009099734A - シリコンウエハの製造方法および製造システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋳造によって成形されたシリコンインゴット1を切断して複数のシリコンブロック13とし、次いで該シリコンブロック13をスライスして多数のシリコンウエハとするシリコンウエハの製造方法において、鋳造によって成形されたシリコンインゴット1を切断して複数のシリコンブロック13とするに際して、予めシリコンインゴット1の少なくとも1面を平らに研削する研削工程と、シリコンインゴット1を、その平らに研削された面を下向きにして基台10上に載置し、該シリコンインゴット1から複数のシリコンブロック13を切り出すシリコンブロック切り出し工程とを含むシリコンウエハの製造方法。
【選択図】図1
Description
図2において、シリコンインゴット101は、鋳造によって(キャスト法で)成形された多結晶シリコンインゴットであり、大型バンドソーで切断して複数のシリコンブロックに切り出される。
なお、一般にシリコンインゴットとしては、上記の多結晶のものと、単結晶のものが用いられている。そして、通常、この単結晶のものは、引き上げ法によって円筒形に成形される。
鋳造によって成形されたシリコンインゴットを切断して複数のシリコンブロックとするに際して、予めシリコンインゴットの少なくとも1面を平らに研削する研削工程と、
シリコンインゴットを、その平らに研削された面を下向きにして基台上に載置し、該シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出すシリコンブロック切り出し工程と
を含むことを特徴とするシリコンウエハの製造方法を提供する。
シリコンインゴットを、その平らに研削された面を下向きにして基台上に載置し、該シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出すシリコンブロック切り出し工程と
を含むことを特徴とする。
ここで、研削する面が、シリコンインゴットの上面の場合は、底面の場合に比べて、凹凸が大きいために加工量が多くなり、さらにSiCが析出しているために硬く、加工時間がかかる。
このシリコンインゴット鋳造成形時の底面研削工程は、具体的には、シリコンインゴットの鋳造成形時の底面を反転させた上面を、カップ砥石またはストレートホイール砥石により、平らに研磨する研磨工程を含むことが、高い平面度(平坦度)を得ることができるので好ましい。
ここで、シリコンインゴット研削時の固定工程は、シリコンインゴットの側面から押さえること、具体的には、真空吸着固定具、クランプ式の治具などをシリコンインゴットの側面に当てることが好ましい。
また、シリコンインゴット切り出し時の固定工程は、シリコンインゴットの、予め平らに研削された面を真空吸着により固定する真空吸着固定工程からなれば、平らに研削された面を固定にも利用できて好都合である。もちろん、磁石で固定することもできる。
シリコンインゴット切断手段が、
鋳造により成形されたシリコンインゴットの少なくとも1面を予め平らに研削する研削手段と、
シリコンインゴットを、その平らに研削された面を下向きにして載置するための基台と、
この基台上に載置されたシリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出すシリコンブロック切り出し手段と
を含むことを特徴とするシリコンウエハの製造システムを提供できる。
研磨手段としては、具体的には、ダイヤモンドカップ砥石(カップの円形面で研磨)を使用するロータリ研削盤や、ダイヤモンドストレートホイール(ホイールの外周面で研磨)を使用する精密平面研削盤が、高い平行度、平坦度が得られるので、好ましい。
また、シリコンブロック切り出し手段は、シリコンブロックを切り出すに際して、予めシリコンインゴットを基台上に固定する、シリコンインゴット切り出し時の固定手段を含むことが好ましい。
[実施の形態1]
図1は、本発明に係るシリコンウエハの製造システムの実施の形態1を示すシステム説明図である。
この底面研削手段は、シリコンインゴットの鋳造成形時の底面を反転させる反転手段としての反転載置治具4と、反転されたシリコンインゴットの鋳造成形時の底面3(2は上面)を、カップ砥石12を用いたロータリ平面研削装置9により、平らに研磨する研磨手段とを含む。
シリコンブロック切り出し手段は、シリコンインゴット1の平らに研削された上面を、反転載置治具4によるシリコンインゴットの復転により下向きにして後述の基台15上に載置し、しかる後、複数のシリコンブロックとして切り出すシリコンブロック切り出し装置14からなる。
多結晶シリコンインゴット1を、専用のシリコンインゴット反転載置治具4を使って多結晶シリコンインゴット1の底面3が上面になるように反転させる。すなわち、支持台8上で保持枠5を矢印のごとく半回転させ、反転した多結晶シリコンインゴット1を基台10の上に載置し、位置決め部材11、11で位置決めする。そして、多結晶シリコンインゴット1の上面をロータリ平面研削装置9で平面研削、つまり平面に研磨する。
ロータリ平面研削装置9で多結晶シリコンインゴット1の上面を高さで5〜10mm研削する。ロータリ平面研削装置9の砥石は、ダイアモンドでできており、#240以下の粗さである。 また、砥石はカップ型をしており、直径φ300mm〜φ500mmである。加工時間は30〜60分で研削できる。
次いで、上述のシリコンインゴット反転載置治具4を使って多結晶シリコンインゴット1の平らになった面を復転させて下向きにし、基台15の上に載置する。
ここで、シリコンインゴットの底面が平らになったので、基台15上に安定して載置することができる。
切断の際は、基台15の上に載置したシリコンインゴットを固定することが好ましく。固定は、具体的には真空吸着で行うことがより好ましい。
まず、刃厚2.5mmのバンドソーで多結晶シリコンインゴット1を5回切断する(四分割した多結晶シリコンインゴットと、両端部分にそれぞれ切り端16ができる)。
最後に真空吸着を止めて、ブロックを取り出す。
ブロックの上面と底面を小型のバンドソーで切り落とす。
次にブロックをワークホルダに接着剤で固定する。そのワークホルダをマルチワイヤソー装置にセットする。走行されるワイヤに砥粒を含むスラリが供給されるとともに、同スライス用ワイヤにブロックを押し付けると、砥粒のラッピング作用によって複数枚にスライス加工がなされる。
(1)上面の方が凹凸が大きいため、加工量が多くなる。
(2)上面は、SiCが析出しているため、硬く、加工に時間がかかる。
ただし、(2)については、底面側からの一方向凝固により形成されたインゴットの場合である。
図3は、多結晶シリコンインゴットの異物を強調して示す正面説明図である。
図3において、シリコンインゴット101は、一方向凝固により形成された多結晶シリコンインゴットであり、その上面102に、異物104、具体的にはSiCなどが析出してくる。この異物104は非常に硬いので、平らに研削するのに、底面103より時間がかかる。
多結晶シリコンインゴット101の上面は、キャスト法で作るため、底面103と比較して凹凸が大きい。したがって、平らにするための研削量が多くなる。
2・・・・・・上面
3・・・・・・底面
4・・・・・・反転載置治具(復転載置治具)
5・・・・・・保持枠
6・・・・・・バンド
7・・・・・・固定具
8・・・・・・支持台
9・・・・・・ロータリ平面研削装置
10・・・・・基台
11・・・・・位置決め部材
12・・・・・カップ砥石
13・・・・・シリコンブロック
14・・・・・シリコンブロック切り出し装置
15・・・・・基台
16・・・・・側端片(切り端)
17・・・・・真空吸着固定具
18・・・・・切り残し防止用溝
101・・・・シリコンインゴット
102・・・・上面
103・・・・底面
104・・・・異物
S・・・・・・シリコンウエハの製造システム
Claims (13)
- 鋳造によって成形されたシリコンインゴットを切断して複数のシリコンブロックとし、次いで該シリコンブロックをスライスして多数のシリコンウエハとするシリコンウエハの製造方法において、
鋳造によって成形されたシリコンインゴットを切断して複数のシリコンブロックとするに際して、予めシリコンインゴットの少なくとも1面を平らに研削する研削工程と、
シリコンインゴットを、その平らに研削された面を下向きにして基台上に載置し、該シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出すシリコンブロック切り出し工程と
を含むことを特徴とするシリコンウエハの製造方法。 - 研削工程が、シリコンインゴットの鋳造成形時の底面を反転させ、上面として基台上に載置し、該上面を平らに研削する、シリコンインゴット鋳造成形時の底面研削工程からなることを特徴とする請求項1に記載のシリコンウエハの製造方法。
- シリコンインゴット鋳造成形時の底面研削工程が、シリコンインゴットの鋳造成形時の底面を反転させた上面を、カップ砥石またはストレートホイール砥石により、平らに研磨する研磨工程を含むことを特徴とする請求項2に記載のシリコンウエハの製造方法。
- シリコンブロック切り出し工程が、シリコンインゴットからバンドソーによりシリコンブロックを切り出すことよりなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のシリコンウエハの製造方法。
- シリコンブロック切り出し工程が、シリコンブロックを切り出すに際して、予めシリコンインゴットを基台上に固定する、シリコンインゴット切り出し時の固定工程を含むことを特徴とする請求項4に記載のシリコンウエハの製造方法。
- シリコンインゴット切り出し時の固定工程が、シリコンインゴットの、予め平らに研削された面を真空吸着により固定する真空吸着固定工程からなることを特徴とする請求項5に記載のシリコンウエハの製造方法。
- 鋳造により成形されたシリコンインゴットを切断して複数のシリコンブロックとするシリコンインゴット切断手段と、得られた各シリコンブロックをスライスして多数のシリコンウエハとするシリコンブロックスライス手段とを備えたシリコンウエハの製造システムであって、
シリコンインゴット切断手段が、
鋳造により成形されたシリコンインゴットの少なくとも1面を予め平らに研削する研削手段と、
シリコンインゴットを、その平らに研削された面を下向きにして載置するための基台と、
この基台上に載置されたシリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出すシリコンブロック切り出し手段と
を含むことを特徴とするシリコンウエハの製造システム。 - 研削手段が、シリコンインゴットの鋳造成形時の底面を反転させて基台に載置し、該載置されたシリコンインゴットの鋳造成形時の底面を平らに研削する、シリコンインゴット鋳造成形時の底面研削手段からなることを特徴とする請求項7に記載のシリコンウエハの製造システム。
- シリコンインゴット鋳造成形時の底面研削手段が、シリコンインゴットの鋳造成形時の底面を反転させる反転手段と、反転されたシリコンインゴットの鋳造成形時の底面を、カップ砥石またはストレートホイール砥石により、平らに研磨する研磨手段とを含むことを特徴とする請求項8に記載のシリコンウエハの製造システム。
- 反転手段が、鋳造成形時のシリコンインゴットを保持する保持枠と、シリコンインゴットの鋳造成形時の底面を反転させるために前記保持枠を反転可能に支持する支持台と、保持枠を反転位置に固定する固定具とからなることを特徴とする請求項9に記載のシリコンウエハの製造システム。
- シリコンブロック切り出し手段が、バンドソーからなることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1つに記載のシリコンウエハの製造システム。
- シリコンブロック切り出し手段が、シリコンブロックを切り出すに際して、予めシリコンインゴットを基台上に固定する、シリコンインゴット切り出し時の固定手段を含むことを特徴とする請求項11に記載のシリコンウエハの製造システム。
- シリコンインゴット切り出し時の固定手段が、シリコンインゴットの、予め平らに研削された面を真空吸着により固定する真空吸着固定具からなることを特徴とする請求項12に記載のシリコンウエハの製造システム。
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