JP2009269296A - 半導体インゴットのスライス方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 スラリーを使用せずに所望のスライス加工を施すことのできる半導体インゴットのスライス方法を提供することである。
【解決手段】 半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法であって、一端に加工用レーザービームを入射する複数の入射窓を有し、該一端と対向する他端に開口を有する箱体の該他端を半導体インゴット近傍に配置して該箱体を該半導体インゴットに対して略垂直に保持し、箱体内を水で充填し、前記複数の入射窓を介して該箱体内の水中に加工用レーザービームを導入し、該箱体の前記開口から出射するレーザービームによって該半導体インゴットを切削し、該切削によって生じた溝の底面近傍に該箱体の前記他端が配置されるように該箱体を移動する、各工程を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】 半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法であって、一端に加工用レーザービームを入射する複数の入射窓を有し、該一端と対向する他端に開口を有する箱体の該他端を半導体インゴット近傍に配置して該箱体を該半導体インゴットに対して略垂直に保持し、箱体内を水で充填し、前記複数の入射窓を介して該箱体内の水中に加工用レーザービームを導入し、該箱体の前記開口から出射するレーザービームによって該半導体インゴットを切削し、該切削によって生じた溝の底面近傍に該箱体の前記他端が配置されるように該箱体を移動する、各工程を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法に関する。
半導体シリコンインゴットから一定厚みのウエーハを切り出す装置にワイヤーソーがある。このワイヤーソーでは、直径約１００〜３００μｍのピアノ線などの一本のワイヤーを通常２〜４本の間隔保持用ローラー上に設けられた多数の溝に巻き付けて、一定ピッチで互いに平行に配置してワイヤーを一定方向又は双方向に走行させる。
このワイヤーにスラリーと呼ばれるオイル又は水にＳｉＣなどの砥粒が混合された切削液を供給しながらシリコンインゴットをワイヤーに押圧してスライスしていく。このワイヤーソーによるシリコンインゴットのスライスでは、多数のシリコンウエーハを同時にスライスすることができ、また外周刃や内周刃などを使用する他のスライス方法と比べてスライス精度が高く、且つ使用しているワイヤーが細いためにカーフロスを少なくできるという利点がある。
上述したような従来のワイヤーソーでは、ワイヤーの表面が非常に滑らかで、表面にスラリーを供給してもそれを保持する能力が弱く、且つワイヤーは高速で走行しているために、スラリーがすぐ下に落ちてしまう。このため、ワイヤーと切断されるシリコンインゴットが接する部分にスラリーが供給され難くない、スライス速度を上げられないという問題があった。
この問題を解決するために、ワイヤーを捩られた状態にすること、ワイヤーの表面に溝や穴に形成することと等が例えば特開平１１−１０５１４号公報で提案されており、更にワイヤーの断面形状を多角形や楕円にすること、ワイヤーに用いる素線を複数にして撚られたられた状態にすること、ワイヤーソーの材質を炭素繊維にすることと等が例えば特開平９−２５４００６号公報で提案されている。
特開平１１−１０５１４号公報
特開平９−２５４００６号公報
しかし、これらの方法ではいずれもワイヤーの加工に工数がかかったり、高価な材料を使用するため、ワイヤーが高コストになるという問題があり、スラリーの保持に関しても十分なものが得られなかった。
遊離砥粒を用いる加工は、砥粒の油状スラリーを使用するため、環境衛生上の問題があると共に洗浄を要するなど作業工程が長くなり、加工効率及び加工精度とも不十分であるという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的をするところは、スラリーを使用せず所望の加工を施すことのできる半導体インゴットのスライス方法を提供することである。
本発明によると、半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法であって、一端に加工用レーザービームを入射する複数の入射窓を有し、該一端と対向する他端に開口を有する箱体の該他端を半導体インゴット近傍に配置して該箱体を該半導体インゴットに対して略垂直に保持し、箱体内を水で充填し、前記複数の入射窓を介して該箱体内の水中に加工用レーザービームを導入し、該箱体の前記開口から出射するレーザービームによって該半導体インゴットを切削し、該切削によって生じた溝の底面近傍に該箱体の前記他端が配置されるように該箱体を移動する、各工程を具備したことを特徴とする半導体インゴットのスライス方法が提供される。
本発明によると、スラリーを使用せずに半導体インゴットを所望の厚さにスライスすることのできる半導体インゴットのスライス方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のスライス方法を実施するのに適したスライサー（スライス装置）２の斜視図である。スライス装置２のＸテーブル５上にはスライス加工すべき半導体インゴット１２が載置され、図示しない保持手段により保持される。Ｘテーブル５は良く知られたボールねじ及びパルスモータから成る図示しない割り出し送り機構によりＸ軸方向に割り出し送りされる。
スライス装置２は、一端（上端）６ａに加工用レーザービームを入射する複数の入射窓８を有し、該一端６ａと対向する他端（下端）６ｂに開口１０を有する箱体６を備えている。箱体６は例えばアルミニウム又はＳＵＳ等の金属から形成され、その厚みは約１４０μｍ、内部空間の幅は約１００μｍ程度に設定されている。
箱体６の一端６ａに形成された各入射窓８はマルチモード光ファイバ１４を介してレーザー発信器１６に接続されている。箱体６の上部側面は管路２０を介して給水源１８に接続されており、半導体インゴット１２スライス加工時の箱体６の内部は、給水源１８からの水２２により充填されている。給水源１８から給水される水は純水が好ましい。
ベース４にはコラム２６が立設されており、このコラム２６に固定された一対のガイドレール３０に沿って箱体６を支持するスライダ２８がボールねじ３２及びパルスモータ３４から構成される箱体移動機構３６により上下方向に移動される。
ガイドレール３０に沿ってリニアスケール３８が配設されており、このリニアスケール３８とスライダ２８に設けられた図示しない読み取りヘッドとから加工送り量検出手段を構成し、この加工送り量検出手段の検出値が図示しないコントローラに入力され、コントローラがパルスモータ３４の駆動を制御する。
本実施形態のスライス方法で使用するレーザー加工条件は以下のように設定されている。
光源 ： ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４
波長 ： ３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ： ５０ｋＨｚ
平均出力 ： １５Ｗ
以下、上述したように構成されたスライス装置２を使用した本発明実施形態の半導体インゴットのスライス方法について説明する。まず、Ｘテーブル５上に載置された半導体インゴット１２の上面近傍に箱体６の開口１０を有する下端６ｂが配置されるように、箱体６をスライダ２８により半導体インゴット１２の長手方向に概略垂直となるように保持する。
波長 ： ３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ： ５０ｋＨｚ
平均出力 ： １５Ｗ
以下、上述したように構成されたスライス装置２を使用した本発明実施形態の半導体インゴットのスライス方法について説明する。まず、Ｘテーブル５上に載置された半導体インゴット１２の上面近傍に箱体６の開口１０を有する下端６ｂが配置されるように、箱体６をスライダ２８により半導体インゴット１２の長手方向に概略垂直となるように保持する。
給水源１８から管路２０を介して箱体６内部に水を供給して箱体６内部を水で充填する。箱体６は他端（下端）６ｂに開口１０を有するため、箱体６内部に供給された水２２は箱体６の開口１０から概略台形状となって噴出される。２３は開口から噴出される水と空気との界面である。
レーザー発振器１６から発振されたＹＶＯ４レーザーの第３高調波である波長３５５ｎｍのレーザービームは、図３（Ａ）に示すようにコア１４ａとクラッド１４ｂからなるマルチモード光ファイバ１４のコア１４ａ内を伝搬されて、箱体６の一端（上端）６ａに形成された入射窓８から箱体６の内部に導入される。箱体６内に導入されたレーザービーム２４は箱体６内で全反射しながら箱体６内を伝搬し、箱体６の下端６ｂに形成された開口１０から出射する。
箱体６の開口１０からは水２２が概略台形状に噴出されているため、レーザービーム２４は台形状の水と空気との界面２３により全反射されてその広がりが防止され、半導体インゴット１２の上面に照射される。このレーザービームのパワーは十分高いため、半導体インゴット１２には図２（Ｂ）に示すように加工溝２５が形成される。
本実施形態では、加工溝２５の底面２５ａ近傍に箱体６の下端６ｂが配置されるように、箱体移動機構３６により箱体６を垂直方向に下降させながらレーザービームによるスライス加工を実施する。
加工に使用するレーザーパワーが本実施形態では１５Ｗに設定されているため、予め実験によりこのレーザービームを使用した半導体インゴット１２の加工速度を求めることができる。よって、この加工速度に基づいて、箱体移動機構３６をフィードフォワード制御すれば、箱体６の下端６ｂを加工溝２５の底辺２５ａ近傍に配置させることができる。
代替案として、箱体６の下端６ｂに図示しない距離センサを取り付け、この距離センサにより箱体６の下端６ｂと加工溝２５の底面２５ａとの間の距離を常時検出し、この距離が所定値となるように箱体移動機構３６をフィードバック制御するようにしてもよい。
図２（Ｃ）は加工溝２５が半導体インゴット１２を貫通して半導体インゴット１２を切断した状態を示しており、約１６０μｍ程度の溝幅（スライス幅）が形成される。
このように、レーザービームによる半導体インゴット１２の一スライスが完了すると、Ｘテーブル５を図示しない割り出し送り機構により所定量割り出し送りして、上述したのと同様なレーザービームを使用した半導体インゴット１２のスライスを実行する。
本実施形態の半導体インゴットのスライス方法によると、給水源１８から箱体６内に常に水を供給しながら半導体インゴットを１２のスライスを実行するため、この水により加工屑を洗い流すことができ、インゴット１２をスライスして得られたウエーハを綺麗な状態に保つことができる。
また、レーザービームを使用したスライス方法であるため、ウエーハのスライス表面は非常に綺麗な状態となり、所定の厚みに仕上げる研磨及び／又はエッチング工程を簡略化することができる。
２ スライサー（スライス装置）
５ Ｘテーブル
６ 箱体
８ 入射窓
１０ 開口
１２ 半導体インゴット
１４ マルチモード光ファイバ
１６ レーザー発振器
１８ 給水源
２２ 水
２４ レーザービーム
２８ スライダ
３０ ガイドレール
３２ ボールねじ
３４ パルスモータ
３６ 箱体移動機構
５ Ｘテーブル
６ 箱体
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１０ 開口
１２ 半導体インゴット
１４ マルチモード光ファイバ
１６ レーザー発振器
１８ 給水源
２２ 水
２４ レーザービーム
２８ スライダ
３０ ガイドレール
３２ ボールねじ
３４ パルスモータ
３６ 箱体移動機構
Claims (1)
- 半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法であって、
一端に加工用レーザービームを入射する複数の入射窓を有し、該一端と対向する他端に開口を有する箱体の該他端を半導体インゴット近傍に配置して該箱体を該半導体インゴットに対して略垂直に保持し、
箱体内を水で充填し、
前記複数の入射窓を介して該箱体内の水中に加工用レーザービームを導入し、
該箱体の前記開口から出射するレーザービームによって該半導体インゴットを切削し、
該切削によって生じた溝の底面近傍に該箱体の前記他端が配置されるように該箱体を移動する、
各工程を具備したことを特徴とする半導体インゴットのスライス方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008122028A JP2009269296A (ja) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 半導体インゴットのスライス方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008122028A JP2009269296A (ja) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 半導体インゴットのスライス方法 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2008122028A Pending JP2009269296A (ja) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 半導体インゴットのスライス方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009269296A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114714004A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-07-08 | 西安晟光硅研半导体科技有限公司 | 基于水导激光滚圆晶锭的排水加工方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005144484A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Ebara Corp | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP2007115729A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ照射装置 |
-
2008
- 2008-05-08 JP JP2008122028A patent/JP2009269296A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005144484A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Ebara Corp | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP2007115729A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ照射装置 |
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| CN114714004A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-07-08 | 西安晟光硅研半导体科技有限公司 | 基于水导激光滚圆晶锭的排水加工方法 |
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