JP4377674B2 - 半導体基板の形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、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のに適した半導体基板の形成装置に関する。

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。

特許文献１に記載された半導体インゴットをスライスする際に用いられる半導体基板の形成装置の斜視図を、図５に示す。図に示すように、スライス台４に半導体インゴット３（３ａ、３ｂ）を固定して、上方の数箇所から後述するスラリー供給装置２によって砥粒スラリーを供給しながら、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のワイヤー６が張られたマルチワイヤーソー装置によってスライスするように構成されていた。

具体的には、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砥粒スラリーを供給すると共に、２本のメインローラー５間に所定間隔で複数本張られたワイヤー６を高速走行させながら、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。

また、このときに供給される砥粒スラリーはディップ槽８に一旦貯蔵され、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。
特開２００３−２３６８２９号公報

図５に示したように、従来の半導体基板の形成装置では、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が設けられている。このスラリー供給装置２ａ、２ｂ、２ｃに供給される砥粒スラリーは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、粘度が高くなっている。

図６（ａ）には、図５に図示した半導体形成装置にかかるスラリー供給装置２ｃの上視図を示し、図６（ｂ）には、図５のＡ−Ａ方向から見た側面図を示す。

図６（ａ）に示すように、砥粒スラリーは、スラリー供給装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ）に設けられたスラリー供給口Ｙを経てマルチワイヤーソー装置上に設けられた半導体インゴット３（３ａ、３ｂ）に供給される。この砥粒スラリーは、スラリー供給口Ｙの幅によって供給される量が決定される。そして、従来の半導体基板の形成装置では、半導体インゴット３に一定量が供給されるように、スラリー供給口Ｙは、図に示すごとくこの半導体インゴット３よりもやや長めで、一定の幅を有するように設けられている。

しかしながら、このような従来の半導体インゴットの形成装置では、１本の半導体インゴット３ａ内で半導体基板の両端部分でインゴットの切削性が低下してしまうという問題があった。その結果、半導体基板の面上にワイヤー擦れ痕や凸凹が発生するなどして面状態が粗悪になり、半導体基板の品質のバラツキが生じ安定した歩留りが得られない。また、ワイヤー６が端部で断線するという問題があった。

例えば、長さＬ＝３００ｍｍの半導体インゴット３ａを従来の半導体基板の形成装置でスライスすると、半導体インゴット３ａの端を基準箇所とした場合、この基準箇所から約５０ｍｍまでの部分及び２５１ｍｍから３００ｍｍ部分の半導体基板とそれ以外（５１ｍｍから２５０ｍｍ）の部分の半導体基板とは、その表面状態の品質に明らかな違いが見られた。すなわち、１本の半導体インゴット３ａで両端部と中心部とでは、スライスされた半導体基板の表面状態に差が生じていた。

本発明はこのような従来の半導体基板の形成装置の問題点に鑑みてなされたものであり、１本の半導体インゴットの端部における半導体基板の面状態が中央部に比べて悪くなり、バラツキが生じるという問題点を解消し、半導体インゴットの全体において高品質な半導体基板を高歩留りで形成する半導体基板の形成装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上述のような従来の半導体基板の形成装置が有する問題に鑑み、鋭意検討を行った結果、図２（ａ）に示すような従来のスラリー供給装置２ｃから供給される砥粒スラリー１０は、スラリー供給装置２ｃのスラリー供給口Ｙの形状を反映して流れようとするが、図６（ｂ）に示すように、スラリー供給口Ｙを出た後の、砥粒スラリー１０は、スラリーの流れの端部１０ａ、１０ｂのように、より中心部の方に集まろうとすることを見出した。これは、砥粒スラリー１０の粘度が高いことによるものである。

また、ワイヤー６によって供給された砥粒スラリー１０は、半導体インゴット３の加工位置に供給されるが、そのとき半導体インゴット３の両端部において、砥粒スラリー１０が半導体インゴット３の外側に回り込もうとする。

これらの原因によって、砥粒スラリー１０が半導体インゴット３の中央部で多く、端部では少なくなり、１本の半導体インゴット３ａ内で半導体基板の両端部分でインゴットの切削性が低下しウェハーの切削面の面状態が粗悪になる歩留りを低下させたり、ワイヤーが断線するなどの問題が発生することを知見した。

したがって、上述に鑑みて、本発明の半導体基板の形成装置は、複数本張られた切断用のワイヤーを高速走行させて直方体の半導体インゴットをスライスするマルチワイヤーソー装置と、前記ワイヤーに砥粒スラリーを供給するスラリー供給装置と、を備えた半導体基板の形成装置であって、前記スラリー供給装置は、前記ワイヤーとの間に前記半導体インゴットを挟んで上方に配置されるとともに、前記砥粒スラリーが前記半導体インゴットの側壁を伝って落下するようにこの半導体インゴット側に向けられたスラリー供給口を備え、前記スラリー供給口は、スリットの形状を有するとともに、前記スリットの開口部は、前記半導体インゴットの長さ方向に沿って、この開口部の両端から３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に対応する端部と、前記両端部に挟まれる中央部とからなり、前記中央部の幅が、前記半導体インゴットの側壁の高さの１．２％〜２．０％の範囲とし、かつ前記端部の幅が、前期中央部の幅の１．２倍〜１．５倍の範囲とすることを特徴とする。

このように構成したので、スラリー供給装置から半導体インゴットに対して供給される砥粒スラリーの量が、半導体インゴットの中央で少なく、両端部では多くなるという現象を適正に制御して、補正することができる。

前記スラリー供給装置は、前記ワイヤーとの間に前記半導体インゴットを挟んで上方に配置されるとともに、前記砥粒スラリーが前記半導体インゴットの側壁を伝って落下するようにこの半導体インゴット側に向けられたスラリー供給口を備えてなることにより、砥粒スラリーは半導体インゴットの側壁を伝ってワイヤーに供給されるので、砥粒スラリーがワイヤー上で飛散することなく、加工部分へ十分かつ均等に供給することができる。

また、前記スラリー供給口の開口部面積の大小によって、前記半導体インゴットの長さ方向に対してこの半導体インゴットの中央部よりも両端部へ供給する前記砥粒スラリーの量が多くなるように制御することにより、簡単な構成により確実に本発明の作用効果を奏することができる。

さらに、前記スラリー供給口は、スリットの形状を有するとともに、前記スリットの開口部は、前記半導体インゴットの長さ方向に対してこの半導体インゴットの中央部に対応する位置の幅が、前記半導体インゴットの側壁の高さの１．５％〜２．０％の範囲としたので、半導体インゴットの大きさに対してスリットの幅が適切に調整されて、適正量の砥粒スラリーを供給することができる。

そして、前記スリットの開口部は、前記半導体インゴットの長さ方向に対して、この開口部の両端から３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に対応する位置の幅が、中央部に対応する位置の幅の１．２倍〜１．５倍の範囲としたので、半導体インゴットの大きさに対してスリットの幅が適切に保たれながら、砥粒スラリーの供給量が、半導体インゴットの中央で少なく、両端部では多くなるという現象が適正に補正される。

また、ある実施態様においては、前記砥粒スラリーは、ＳｉＣの砥粒とラッピングオイルとからなるように構成したので、特に結晶シリコン基板の加工に適したものとなる。

さらに、ある実施態様においては、前記砥粒スラリーは、その粘度が１０Ｐａ・ｓ以上とした。通常、このような粘度領域の砥粒スラリーは、ワイヤーによって加工部位に供給されやすいものの、半導体インゴットの中央部と両端部とで供給量が異なりやすいが、本発明の構成によって、この課題が解決され、良好な加工性を維持しつつ、均一にワイヤーによって加工位置へと供給される。

なお、この砥粒スラリーの粘度は、Ｅ型粘度計（ＲＩＯＮ社製）を用いて、直径４５ｍｍのコーン型の回転測定子（測定器付随Ｎｏ３測定子）によって、剪断速度を５ｓ^−１としながら、内径９０ｍｍの容器（測定器付随の容器）内にて５分間回転して剪断させたときの２８℃における粘度値（＝剪断応力／剪断速度）とする。

以上説明したように、本発明によれば以下のいずれかの効果が得られる。

（１）スラリー供給装置から半導体インゴットに対して供給される砥粒スラリーの量が、半導体インゴットの中央で少なく、両端部では多くなるという現象を適正に制御して、補正することができるので、砥粒スラリーが半導体インゴットのスラリー供給領域で切削性の乏しい両端部に十分に供給され、１本の半導体インゴットのスライス領域内で半導体インゴットの両端部での切削性を向上および半導体基板の面状態を高品質なものにすることができる。

（２）砥粒スラリーは半導体インゴットの側壁を伝ってワイヤーに供給されるように構成されているので、砥粒スラリーがワイヤー上で飛散することなく、加工部分へ十分かつ均等に供給することができるので、形成された半導体基板の品質が均一なものとなる。

（３）スラリー供給口の開口部面積の大小によって、半導体インゴットの中央部よりも両端部へ供給する砥粒スラリーの量が多くなるように制御したので、簡単な構成により確実に本発明の作用効果を奏することができる。

（４）スラリー供給口は、スリットの形状を有するとともに、スリットの開口部の幅を半導体インゴットの側壁の高さの１．５％〜２．０％の範囲として関連づけたので、半導体インゴットの大きさに対してスリットの幅が適切に調整され、この大きさに対して適正量の砥粒スラリーを供給することができ、砥粒スラリーが不足することもなく、均一に半導体インゴットをスライスすることができる。

（５）スリットの開口部は、半導体インゴットの長さ方向に対してこの開口部の両端から３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に対応する位置の幅が、中央部に対応する位置の幅の１．２倍〜１．５倍の範囲として、最適な開口幅としたので、半導体インゴットの大きさに対してスリットの幅が適切に保たれながら、砥粒スラリーの供給量が、半導体インゴットの中央で少なく、両端部では多くなるという現象が適正に補正され、砥粒スラリーを半導体インゴットの全面において均一にスライスすることができる効果をより高められる。

（６）砥粒スラリーは、ＳｉＣの砥粒とラッピングオイルとからなるように構成されているので、特に結晶シリコン基板の加工に適しており、太陽電池用の多結晶シリコンの半導体基板などを好適に形成することができる。

（７）砥粒スラリーは、その粘度が１０Ｐａ・ｓ以上としたので、ワイヤーによって加工部位に供給されやすいものの、半導体インゴットの中央部と両端部とで供給量が異なりやすいという性質を有するが、本発明の構成によって、この課題が解決され、良好な加工性を維持しつつ、均一にワイヤーによって加工位置へと供給されるようになる。

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。

本発明における半導体基板の形成装置の基本構造は、図５の従来の装置の斜視図に示す構造と同様である。すなわち、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切断用のピアノ線のワイヤー６が張られたマルチワイヤーソー装置を用いて直方体の半導体インゴットをスライスして半導体基板を形成するために、このマルチワイヤーソー装置の上方に、砥粒スラリーをワイヤー６に供給する構造を備えている。

砥粒スラリーの供給する構造としては、スラリー供給ノズル１（１ａ、１ｂ、１ｃ）の下部に、スラリー供給装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ）を設け、このスラリー供給装置２間に、スライス台４に接着された半導体インゴット３（３ａ、３ｂ）を配設されたものとなっている。そして、この半導体インゴット３を徐々に下降させるとともに、スラリー供給装置２から砥粒スラリーをワイヤー６に供給しながら、ワイヤー６を高速走行させて、半導体インゴット３をスライスする。

砥粒スラリーは、例えば、ＳｉＣの砥粒と鉱物油、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、切断中に落下するかもしれない半導体基板の端材がメインローラー５へ巻き込むのを防止するために端材巻き込み防止板７を設け、さらに防ぎきれなかったときのためにディップ槽８を設けている。またディップ槽８は、砥粒スラリーの回収や切断するときに発生する切粉の回収の目的をも有している。

半導体インゴット３（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、例えば１５０×１５０×３００ｍｍの直方体に切り出して構成される。この半導体インゴット３の一面にエポキシ系樹脂などの接着剤などを塗り、カーボン材またはガラス材を基材とするスライス台４に接着されている。したがって、半導体インゴットは切断してもバラバラになることがなく、その状態で次工程の洗浄工程に投入される。

洗浄工程ではまず灯油などからなる洗油で、スライス時に付着したスラッジなどを落とす。その後アルカリ系の洗剤で油をおとし、その後その洗剤を水で洗い流す。そして熱風やエアーなどにより、基板表面を完全に乾燥させてからスライス台４から剥離させることにより半導体基板が完成する。

ピアノ線のワイヤー６は、例えば１２０〜１８０μｍ程度の直径を有するピアノ線からなり、４００〜６００μｍ程度のピッチで配列されている。このワイヤー６はメインローラー５を所定の回転速度で回転させることによって、走行移動させることができ、通常、５００〜８００ｍ／ｍｉｎ程度となるように高速に走行移動される。

メインローラー５は、例えば直径２００〜３５０ｍｍ、長さ４００〜５００ｍｍのウレタンゴムなどからなり、その表面に４００〜６００μｍ程度の所定間隔でワイヤー６がはまる多数の溝（不図示）が形成されている。この溝の間隔とワイヤー６の直径との関係によって、最終製品である半導体基板の厚みが定まる。

半導体インゴット３ａ、３ｂの上方には、スライス用砥粒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。

図５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が右方向も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に最適に砥粒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にムラなく均等に砥粒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。

図１は、本発明の半導体基板の形成装置にかかるスラリー供給装置の一例を示す。図１（ａ）は、スラリー供給装置２を部分的に透視した斜視図であり、図１（ｂ）は、スラリー供給装置２の上視図である。図１（ｃ）は、スラリー供給装置２のスラリー供給口Ｘと半導体インゴット３（図中スケールで表示）の位置・寸法関係を示す図である。

図１に示したスラリー供給装置２は、半導体インゴット３の長さ方向に対してこの半導体インゴット３の中央部よりも両端部へ供給する砥粒スラリーの量が多くなるようにするスラリー供給量制御手段として、スリット形状を有し、その両端部が中央部に比べて幅広となったスラリー供給口Ｘを備えている。

図２に図１に示したスラリー供給口Ｘを備えたスラリー供給装置２の作用効果を示す。簡単にするため、図２では、スラリー供給装置２については、スラリー供給口Ｘの部分のみを図示している。図２に示すように、このスラリー供給装置２からスラリー供給口Ｘを介して、ワイヤー６へと砥粒スラリー１０が供給される。このとき、砥粒スラリー１０は、それ自身の有する粘性のため、スラリー供給口Ｘから出た後に、中央に向けて集まろうとしたり、砥粒スラリー１０が半導体インゴット３の両端部から外へと回り込もうとするので、半導体インゴット３の長さ方向における両端部では中央部より砥粒スラリー１０が不足する傾向にある。ここで本発明において、スラリー供給口Ｘは、半導体インゴット３の長さ方向に対して両端部の方が中央部よりも幅広となっているので、図２に示すように半導体インゴット３の中央部に相当する領域Ｃよりも両端部に相当する領域Ｂの方が、砥粒スラリー１０の供給量を多くなるようにすることができる。その結果、半導体インゴット３における砥粒スラリー１０の偏りを適正に補正し、インゴット内の両端部における半導体インゴットの切削性を向上させるとともに、ワイヤー６の断線を発生させず、半導体基板の面状態を高品質にすることが可能となる。

また、図３を用いて、本発明の半導体基板の形成装置にかかるスラリー供給装置および半導体インゴットの配設例について説明する。図３は、図５に示した本発明の半導体基板の形成装置の、スラリー供給装置２と半導体インゴット３の側面構造図である。

図３に示すように、スラリー供給装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、ワイヤー６との間に半導体インゴット３（３ａ、３ｂ）を挟んで上方に配置され、砥粒スラリー１０が半導体インゴット３の側壁を伝って落下するようにこの半導体インゴット３側に向けられたスラリー供給口Ｘを備えている。なお、このスラリー供給口Ｘは、半導体インゴット３に対して、中央部よりも両端部への砥粒スラリーの供給量が多くなるように構成されている。

このような構成によれば、スラリー供給装置２のスラリー供給口Ｘから供給される砥粒スラリーは半導体インゴット３の側壁を伝ってワイヤー６に供給され、砥粒スラリー１０が直接、ワイヤー６に供給されることはない。もって、砥粒スラリー１０がワイヤー６上で飛散することを極力防止でき、加工部分へ砥粒スラリー１０が充分かつ均等に供給されることになる。また、図３に示すように、スラリー供給装置２のスラリー供給口Ｘを、半導体インゴット３の側壁側を向くように傾斜して設ければ、スラリー供給装置２のスラリー供給口Ｘから供給される砥粒スラリーは、確実に半導体インゴット３の側壁を伝ってワイヤー６に供給される。

なお、スラリー供給量制御手段の一例として、図１ではスラリー供給口Ｘを場所によって幅を変えたスリット形状とした例で説明している。スリット形状はその形状の調整を行いやすいので望ましいが、この形状に限るものではなく、このスラリー供給口Ｘの開口部面積の大小によって調整すればよい。例えば、図４に示すように、スリット状とする代わりに、複数の孔Ｘａを設けてこの存在密度や大きさを変えることによって、半導体インゴット３の中央部よりも両端部へ供給する砥粒スラリーの量が多くなるように制御してもよい。このように、開口部面積の大小によって制御すれば、簡単な構成により確実に本発明の作用効果を奏することができる。

なお、スラリー供給口Ｘは、その両端部が、半導体インゴット３の端部よりも１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で外側となるような大きさとすることが望ましい。この範囲よりも小さいとき（半導体インゴット３の長さよりもスラリー供給口Ｘの長さが短い時を含み）は、半導体インゴット３に対して十分に砥粒スラリー１０を供給することができない。逆にこの範囲よりも大きいときは、砥粒スラリーの使用量が多くなり、循環しているものの砥粒スラリーの損耗が激しくなる、また高速走行するワイヤー上に過剰にスラリを供給する事になり砥粒スラリが複数本張られたワイヤー上で乱流を起こし均一に砥粒スラリが切削中のインゴットへ持ち込まれなくなるという問題がある。

また、このスラリー供給量制御手段を、図１に示したスリット形状を有するスラリー供給口Ｘとした場合は、図１（ｃ）に示すように、スリットの開口部が、半導体インゴット３の長さ方向に対してこの半導体インゴット３の中央部に対応する位置の幅ｂが、半導体インゴット３の側壁高さ（図３（ａ）の側壁高さａ）の１．５％〜２．０％の範囲とすることが望ましい。このような構成とすれば、半導体インゴット３の側壁高さａが大きいときには、砥粒スラリー１０が不足しがちになるが、このスリットの幅ｂが側壁高さａに比例した適切な範囲に調整されているので、適正量の砥粒スラリー１０をワイヤー６に供給することができる。

そして、図１（ｃ）に示すように、スリットの開口部は、この開口部の両端からの長さが３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲となる領域の幅ｃが、中央部に対応する位置の幅ｂの１．２倍〜１．５倍の範囲とすることが望ましい。このような構成とすれば、上述のように、半導体インゴット３の大きさに対してスリットの幅ｂが適切に保たれるので、適正量の砥粒スラリー１０をワイヤー６に供給しつつ、この砥粒スラリー１０が半導体インゴット３の中央部で少なく、両端部では多くなるという現象が適正に補正される。その結果、半導体インゴット３の切削性の低下や、半導体基板面上のワイヤー擦れ痕や段差などの発生を抑制し高歩留りを得ることができ、また半導体インゴット３端部でのワイヤー断線などの問題を解消することができる。

上述のような本発明の半導体基板の形成装置において、砥粒スラリー１０は、ＳｉＣの砥粒とラッピングオイルとからなるように構成することが望ましい。結晶シリコン基板の加工に適しており、太陽電池用の多結晶シリコンの半導体基板などを好適に形成することができるからである。

なお、ＳｉＣの砥粒としては、１０．５±１．０μｍ〜２４．０±１．５μｍ（＃１５００〜＃６００）の大きさのものを使用することができ、例えば、＃８００のＧＣ砥粒（ＳｉＣ砥粒）を用いれば、適正な切削速度と仕上げ面精度が得られることから望ましい。

また、ラッピングオイルとしては、鉱物油、界面活性剤、分散剤などを組み合わせた混合物を使用することができる。

そして、この砥粒スラリー１０の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以上とすることが望ましい。通常、このような粘度領域の砥粒スラリーは、ワイヤー６によって加工部位に供給されやすいものの、その粘性のために半導体インゴット３の中央部と両端部とで供給量が異なりやすい。しかしながら、本発明の構成によってこの課題が解決されるので、砥粒スラリー１０は、良好な加工性を維持しつつ、均一にワイヤー６によって加工位置へと供給される。

なお、砥粒スラリー１０は、繰り返して使用するうちにその粘度が上昇するが、本発明の効果を良好に奏するためには、粘度の上限としては６００Ｐａ・ｓであり、この上限値に達する前に、砥粒スラリー１０を新しいものに入れ替えたり、ラッピングオイルとバージンの砥粒を追加したりして、適正な粘度領域で用いることが望ましい。砥粒スラリー１０が古くなって粘度が高くなりすぎると、本発明の効果が得られなくなるばかりか、砥粒スラリー１０に混入した切削時の混入物などによって半導体基板が汚染される恐れもあるからである。

なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。

例えば、上述の説明では、スラリー供給装置が備えるスラリー供給量制御手段として、スラリー供給装置２に設けたスラリー供給口Ｘの開口部面積を変えて、供給する砥粒スラリー量を制御した例によって説明したが、これに限るものではなく、スラリー供給装置２がノズルによって直接、砥粒スラリー１０を所定位置に所定量を供給するように構成されていても構わない。例えば、ノズルに印加する圧力を変えたり、ノズルの径を変えたり、供給されるスラリの粘度を変えたり、複数のノズルを設けてその存在密度を変えたりすることによって、半導体インゴット３の両端部で砥粒スラリーの供給量が中央部よりも多くなるようにすれば、本発明の効果を良好に奏することができる。

次に本発明の実施例について説明する。

図５および図３に示す半導体基板の形成装置に１５０ｍｍ×１５５ｍｍ×Ｌ＝２８０ｍｍの多結晶シリコン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のワイヤーを６００ｍ／ｍｉｎで高速走行させ、連続でスライスして、約３００μｍ厚のシリコン基板を作製した。

このときの砥粒スラリーはＳｉＣ砥粒（＃８００）と界面活性剤と分散剤、鉱物油などからなるラッピングオイルを混合して作製し、その粘度は、Ｅ型粘度計（ＲＩＯＮ社製）を用いて、直径４５ｍｍのコーン型の回転測定子（測定器付随Ｎｏ３測定子）によって、剪断速度を５ｓ^−１としながら、内径９０ｍｍの容器（測定器付随の容器）内にて２８℃で５分間回転して剪断させる方法によって測定したところ、１１５Ｐａ・ｓであった。切削中の砥粒スラリーの供給量は、トータルで１００Ｌ／ｍｉｎとなるように調整した。

スラリー供給装置２としては、図１に示した実施形態のものを用い、スラリー供給口Ｘの寸法は、半導体インゴット３方向の長さが３００ｍｍ、図１（ｃ）に示した中央部の幅ｂについては、半導体インゴット３の側壁高さａ（１５５ｍｍ）に対して、ｂ／ａ＝１．５％、すなわち２．３２５ｍｍを基本的な条件とし、１．０％〜２．４％の範囲で変更した試料を作製した。また、図１（ｃ）に示したスラリー供給口Ｘの端部の幅ｃについては、中央部の幅ｂに対して、ｃ／ｂ＝１．５（１５０％）を基本的な条件とし、１００〜１６０％の範囲で変更した試料を作製した。

このようにして切断した多結晶シリコンの半導体インゴット３を、図７に示すようにその長手方向に対して、５０ｍｍごとに切り分けたときの各範囲内において、得られたシリコン基板の表面観察を行い、歩留まり比較を行った。その結果を表１に示す。

総合評価の基準は、平均歩留まりが、８５％より小さいときは×（不可）、８５〜９０％のときは△（可）、９０％以上のときは○（良）とした。

試料Ｎｏ．１はスラリー供給口Ｘの端部の幅（ｃ）に対して中央部の幅（ｂ）が等しい本発明の範囲外となった従来の試料であるが、特に、インゴットの端部に位置する多結晶シリコンの基板の状態が悪くなるなど、歩留まりに大きな問題が生じ、×（不可）であった。

それに対して、本発明の範囲内である他の条件では、すべて△（可）以上の結果が得られ、本発明の効果が確認された。中でも、スラリー供給口Ｘの中央部の幅ｂが、半導体インゴット３の側壁高さａに対して、ｂ／ａが、１．２〜２．０％の範囲にあり、スラリー供給口Ｘの端部の幅ｃが、中央部の幅ｂに対して、ｃ／ｂ＝１．２〜１．５（１２０％〜１５０％）の範囲にある試料Ｎｏ．３、Ｎｏ．５〜９のについては、いずれも○（良）以上の結果となった。

本発明の半導体基板の形成装置にかかるスラリー供給装置の一例を示す図であり、（ａ）は、スラリー供給装置を部分的に透視した斜視図であり、（ｂ）は、スラリー供給装置の上視図であり、（ｃ）は、スラリー供給装置のスラリー供給口の寸法を示す図である。 本発明の半導体基板の形成装置にかかるスラリー供給口Ｘを備えたスラリー供給装置から砥粒スラリーが流れる作用効果を説明するための図である。 図５に示した本発明の半導体基板の形成装置にかかるスラリー供給装置と半導体インゴットの配設状態を示す側面構造図である。 本発明の半導体基板の形成装置にかかるスラリー供給装置におけるスラリー供給量制御手段の別の例を示す図である。 本発明も含めた一般的な半導体基板の形成装置を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は従来の半導体基板の形成装置の、スラリー供給装置のスラリー供給口と供給の様子をを説明する図である。 実施例において、切断した半導体インゴットの領域を説明するための図である。

符号の説明

１（１ａ、１ｂ、１ｃ）：スラリー供給ノズル
２（２ａ、２ｂ）：スラリー供給装置
３（３ａ、３ｂ）：半導体インゴット
４：スライス台
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
１０：砥粒スラリー
Ｘ：本発明のスラリー供給量制御手段の一例であるスラリー供給口
Ｘａ：本発明のスラリー供給量制御手段の一例であるスラリー供給口を構成する孔
Ｙ：スラリー供給口

Claims (3)

1. 複数本張られた切断用のワイヤーを高速走行させて直方体の半導体インゴットをスライスするマルチワイヤーソー装置と、前記ワイヤーに砥粒スラリーを供給するスラリー供給装置と、を備えた半導体基板の形成装置であって、
   前記スラリー供給装置は、前記ワイヤーとの間に前記半導体インゴットを挟んで上方に配置されるとともに、前記砥粒スラリーが前記半導体インゴットの側壁を伝って落下するようにこの半導体インゴット側に向けられたスラリー供給口を備え、
   前記スラリー供給口は、スリットの形状を有するとともに、前記スリットの開口部は、前記半導体インゴットの長さ方向に沿って、この開口部の両端から３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に対応する端部と、前記両端部に挟まれる中央部とからなり、前記中央部の幅が、前記半導体インゴットの側壁の高さの１．２％〜２．０％の範囲とし、かつ前記端部の幅が、前期中央部の幅の１．２倍〜１．５倍の範囲とすることを特徴とする、半導体基板の形成装置。
2. 前記砥粒スラリーは、ＳｉＣの砥粒とラッピングオイルとからなる請求項１に記載の半導体基板の形成装置。
3. 前記砥粒スラリーは、その粘度が１０Ｐａ・ｓ以上である請求項１または２に記載の半導体基板の形成装置。

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