JP4411837B2 - Semiconductor substrate manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インゴットから半導体素子や集積回路の基板となる半導体基板を加工する半導体基板の製造方法及び製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、シリコンウェハの半導体基板を製造するにあっては、CZ法(Czochralski法、引き上げ法)、MCZ(Magnetic Field Applied CZ法)、又はFZ法(Floating Zone法、浮遊帯域精製法)といった方法で先ずインゴットが生成される。そしてこのインゴットは、結晶評価された後、研削が行われる。こうした研削に際しては、例えばインゴットの外周を所定の直径(ウエハ口径)とする円柱形状への研削が行われた後に、インゴットの外周にオリエンテーションフラットやノッチと呼ばれる結晶方位を示す基準マーク(切り欠き面)の形成が行われる。こうした基準マークの形成は通常、上記円柱形状に研削されたインゴットの周面の一部を平面研削することによって行われる。ここで、図10及び図11に、こうした研削方法及びそれに用いる装置の一例を示す。
【0003】
上記円柱形状への研削では通常、図10に示されるように、インゴット100が台座101を介して回転保持具102に装着されて回転運動が加えられる。そしてこのインゴット100は、その回転方向と逆方向に回転しつつ図中左右方向に移動する砥石103によって、その外周が図10に二点鎖線で示す所定の直径となるように研削される。ちなみに、図10では、インゴット100の長手方向に対して所定角度の傾きをつけて研削を行う場合の研削態様について例示している。
【0004】
そして、インゴット100の円柱形状への研削が終了すると、該インゴット100を装着した回転保持具102の作動(回転)が停止される。その後、図11に示すように、静止状態にあるインゴット100の周面の一部分に、上記基準マーク、ここではオリエンテーションフラット104(以下オリフラと略称する)を形成すべく、砥石103をその回転が維持された状態で図中左右方向に移動させる。
【0005】
こうしてオリフラ104が平面研削されたインゴットは、その後、該オリフラ104を基準として適宜の支持台に接着固定され、外周刃又は内周刃等のブレード、又はワイヤソーなどの装置によってスライスされることにより、薄い円盤状(ウエハ状)の半導体基板として取り出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年は、上記半導体基板の材料として、高耐熱、高耐圧、大電力特性の点から炭化珪素が注目されている。ところが、この炭化珪素は周知の通り、非常に硬質な材料であるため、上述したような半導体基板の製造にあたっては、多大な加工時間を要することとなる。このとき、炭化珪素からなるインゴットが大口径であったり、長尺であったりすれば、その加工時間は更に延長されることとなる。
【0007】
一方、炭化珪素からなるインゴットに、上記のような機械的な研削及びスライス加工を行うと、その材質が硬質であるがゆえに、表面に欠けや割れ、クラック等が発生しやすくなる。さらに、こうしたクラックがインゴット内部にまで進行してしまうと、インゴット自体に深刻な損傷を招くこととなる。
【0008】
例えば、先の図10に例示したように、所定角度の傾きをつけて円柱形状への研削を行う場合には、インゴット100の長手方向に対して切り出す面が垂直ではなく、インゴット100或いは砥石103を上記所定角度だけ傾けて加工することとなる。このとき、インゴット100の表面には、上記所定の直径となるまで断続的に負荷がかかるようになり、上記クラック等の発生も自ずと起こりやすくなる。
【0009】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体インゴットとする材料の硬度に拘わらず、高品質の半導体基板を安定して製造することのできる半導体基板の製造方法、及び同製造方法に使用される製造装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
こうした目的を達成するため、請求項1に記載の半導体基板の製造方法または請求項4に記載の半導体基板の製造装置では、炭化珪素インゴットの結晶成長に用いられる結晶方位が既知である種結晶の固定面と平行な第1の基準面と、同種結晶の固定面に直交する第2の基準面とを有する導電性の材料からなる台座のこれら第1の基準面および第2の基準面と、該炭化珪素インゴットの結晶方位とが関連付けされた状態で、台座の第1および第2の基準面を基準としたワイヤ放電加工により、該台座と共々、炭化珪素インゴットを、略円柱形状、当該インゴットをウェハ状にスライスするときの固定基準を含む略円柱形状、および、最終ウェハとしてのオリエンテーションフラット形状もしくはノッチ形状に相似する切り欠き面を含む略円柱形状のいずれか1つの形状で切り出しを行うこととした。
【0011】
このため、台座とワイヤ放電加工装置との位置的な関係、ひいては炭化珪素インゴットと同加工装置との位置関係が常に適切に維持されることとなり、その加工精度も自ずと高く維持されるようになる。また、炭化珪素インゴットの切り出しをワイヤ放電加工により行うこととしたことで、該インゴットに前述した深刻な損傷を与えるようなこともなくなる。すなわち、半導体インゴットとしての硬度に拘わらず、適切且つ安定した切り出しが行われるようになる。
また、炭化珪素インゴットの種結晶が台座の第1の基準面と平行な面に固定されることとしたことで、炭化珪素インゴット自体が、台座の上記第1の基準面を基準に結晶成長されることとなる。しかも、台座の第1の基準面が、請求項4に記載の半導体基板の製造装置でいうところの上記炭化珪素インゴットを切り出すための加工基準ともなる。そして、このような加工基準が台座として炭化珪素インゴットと一体に設けられるとともに、該炭化珪素インゴットの切り出しに際してはこの台座も共々切り出されることで、上記台座を基準とした炭化珪素インゴットの切り出し精度もより高く維持されるようになる。
さらに、上記台座に、種結晶の固定に際して基準となる第1の基準面およびワイヤ放電加工時の同台座の固定(テーブルへの固定)に際して基準となる第2の基準面をそれぞれ設けることで、台座に対する種結晶の固定およびテーブル等に対する台座の固定が共に容易となる。しかも、種結晶の固定用と台座の固定用とで各別に基準面を設定することが可能となり、台座設計に際しての自由度が高められることともなる。
加えて、台座の上記第2の基準面に関しては更に、同台座の上記種結晶が固定される面に直交する面として形成される。これにより、上記台座と種結晶のX(横)、Y(縦)方向についての位置関係に併せて、同台座の上記種結晶が固定される面との位置関係も容易に規定されることとなり、上述したワイヤ放電加工に際しての加工基準の設定がより容易となる。
【0015】
またちなみに、上記第1の基準面としては、平坦度が高く、広い面積を有していることが望ましい。これにより、ワイヤ放電加工用のテーブル等に対し、上記台座を安定して固定することができ、ひいてはその加工精度を高めることができるようになる。もっとも、同台座の上記ワイヤ放電加工に際して基準となる面は必ずしも平面である必要はなく、種結晶が固定される面との位置関係さえ明確になっていれば、基本的にどのような形状であってもよい。
一方、上記半導体基板の製造方法、または半導体基板の製造装置では、上記種結晶として、その結晶方位が既知のものが用いられるとともに、この既知である結晶方位と上記ワイヤ放電加工による炭化珪素インゴットの切り出しの基準となる台座の第1および第2の基準面とを関連付けした状態で、同種結晶を台座に固定するようにしている。すなわち、種結晶から結晶成長した炭化珪素インゴットも、その結晶方位は種結晶と同一方位となるため、種結晶の台座への固定に際して、こうした関連付けを行うこととすれば、あらためて炭化珪素インゴットの結晶方位測定等を行わずとも、上記既知である結晶方位に応じた所望とする結晶方位での炭化珪素インゴットの切り出しを行うことができるようになる。なお、上記請求項1あるいは請求項4に記載の製造方法あるいは製造装置のように、台座の上記第2の基準面が種結晶の固定される面に直交する面として形成される場合には、上記ワイヤ放電加工による炭化珪素インゴットの切り出しに際しての加工基準の設定も特に容易となる。
こうして結晶方位が明らかとなる場合、ワイヤ放電加工によって炭化珪素インゴットを切り出すこの発明の製造方法および製造装置では上述のように、その結晶方位に対応する台座の第1および第2の基準面を基準として、同台座と共々、
(イ)炭化珪素インゴットを略円柱形状に切り出す。
もしくは、(ロ)炭化珪素インゴットをウェハ状にスライスするときの固定基準を含む略円柱形状に切り出す。
もしくは、(ハ)炭化珪素インゴットを最終ウェハとしてのオリエンテーションフラット形状もしくはノッチ形状に相似する切り欠き面を含む略円柱形状に切り出す。
等々、の態様での切り出しが、上記所望とする結晶方位での炭化珪素インゴットの切り出しを行う上で有効である。なお、これらいずれの場合であれ、台座の基準と結晶方位の基準との間にずれが生じている場合、あるいは台座の基準に対して所定角度だけ傾けたい場合、さらには結晶方位軸から所定角度だけ傾けたい場合などには、上記炭化珪素インゴットも、それらずれ量や傾けたい角度に応じた所定の角度だけ傾いた形状をもって、上記略円柱形状での切り出しが行われることとなる。
また、上記製造方法あるいは製造装置のように、ワイヤと炭化珪素インゴットとの間に放電を生じせしめて同炭化珪素インゴットを任意の形状および寸法に切り出すワイヤ放電加工もしくはワイヤ放電加工装置が有効である。なお、このワイヤ放電加工に際しては、水中で炭化珪素インゴットの切り出しを行うなど、加工液の供給を十分に行うことが望ましい。これにより、ワイヤ切断や、インゴット加工面に放電痕が残る等の不都合を抑制することが可能となる。また、該ワイヤ放電加工を通じて炭化珪素インゴットを台座共々上記略円柱形状に切り出す場合には、台座との間でも上記放電を生じせしめる都合上、上述のように台座が導電性の材料からなることはもとより、この台座に上記種結晶を固定するための接着剤としても導電性材料を用いることが望ましい。
こうした半導体基板の製造方法、または半導体基板の製造装置によれば、切り出されるインゴットが極めて硬度の高い炭化珪素からなるものであっても、上述した欠けや割れ、クラック等の深刻な損傷を与えることなく、所望とする半導体基板を得ることができるようになる。
【0016】
また、台座に上記第2の基準面が形成される場合、該第2の基準面は、請求項2あるいは請求項5に記載の製造方法あるいは製造装置のように、少なくとも1組の互いに直交する面として形成されることが望ましい。これにより、台座と種結晶のX(横)、Y(縦)方向についての位置関係を容易に規定することができるようになる。なお、第2の基準面としてのこれら直交する面は、2組以上設けてもよい。あるいは、その少なくとも一方の面に平行な面を追加形成することとしてもよい。特に、それら直交する面の一方に平行な面を追加形成する場合には、台座に対する上記第1の基準面の形成を割愛することもできる。
【0021】
そして、こうして切り出された半導体インゴットを更に、請求項3あるいは請求項6に記載の製造方法あるいは製造装置のようにウェハ状にスライスすることで、所望とする半導体基板が得られるようになる。なお、ここでのスライス加工には、従来周知の内周刃切断装置やブレードソー、あるいはワイヤソーなどを使用することもできるが、このスライス加工に際しても上記ワイヤ放電加工を採用することで、欠けや割れ、クラック等のない、品質の高い半導体基板を得ることができるようになる。
【0025】
また、半導体基板の製造装置として上記ワイヤ放電加工装置が用いられる場合には、請求項7に記載の製造装置のように、例えば数値制御を通じて設定されるワイヤとテーブルとの相対角度および相対移動量に応じて半導体インゴットの切り出し形状および寸法が決定される。このような構成により、上記加工にかかる精度も自ずと高められるようになる。
【0026】
そしてこの場合、請求項8に記載の製造装置のように、ワイヤとテーブルとの上記相対角度を半導体インゴットの結晶方位に応じて設定することとすれば、上述した台座の基準と結晶方位の基準との間にずれが生じている場合等々の角度補正も適正に行われるようになる。
【0027】
また、半導体基板の製造装置として上記ワイヤ放電加工装置が用いられる場合、請求項9に記載の製造装置のように、ワイヤによる半導体インゴットの略円柱形状の切り出しに際して、該切り出された半導体インゴットが落下することのないようこれを支持するインゴット支持手段を上記テーブルに設けることで、上記切り出された半導体インゴットの落下が防止され、上記半導体基板となるべきインゴットの好適な保全が図られるようになる。
【0028】
また、同じく半導体基板の製造装置として上記ワイヤ放電加工装置が用いられる場合、請求項10に記載の製造装置のように、半導体インゴットの切り出し、特にそのスライス加工に際して、同時給電される複数本のワイヤを該ワイヤ放電加工装置に備えることとすれば、半導体基板の製造にかかる生産効率を大幅に高めることができるようになる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる半導体基板の製造方法および製造装置の一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。
【0030】
この実施の形態にかかる半導体基板の製造方法および製造装置は、半導体インゴットが固定された台座を基準として、該半導体インゴットから半導体基板を任意の形状および寸法に切り出すものである。また、本実施の形態では、半導体インゴットの材料として炭化珪素を使用するとともに、その切り出しに際しては、非接触加工装置、具体的にはワイヤ放電加工装置を使用している。
【0031】
はじめに、図1および図2を参照して、この実施の形態にて用いられる台座の構造とともに、該台座をもとに結晶成長される半導体インゴットの形状、並びにその切り出し態様の概要について説明する。
【0032】
図1に示されるように、台座10は、略円板状に形成されており、その表面の平坦度が高められている。この略円板状をなす台座10は、少なくとも種結晶よりも大きい径を有し、且つ半導体インゴットを支持するに十分な厚さを備えている。本実施の形態では、こうした台座10の材質として、カーボン等の導電性材料を採用している。ちなみに、この台座10としては、上記半導体インゴットと同質の材料(炭化珪素)を用いるようにしてもよい。
【0033】
ここで、台座10には、半導体インゴットを切り出すための加工基準となる第1の基準面10aと、ワイヤ放電加工時に台座10を固定する基準となる第2の基準面10cとが設けられている。
【0034】
第1の基準面10aは、台座10の一方の面(図1では下面)に設けられ、その表面は平坦度が高めてある。また、台座10のもう一方の面(図1では上面)は、種結晶固定面10bとなっており、本実施の形態では、第1の基準面10aに対して平行に設けられる。この種結晶固定面10bには、同図1に一点鎖線で示す位置に種結晶が接着固定される。なお、本実施の形態では、この接着固定に用いられる後述する接着剤としても導電性の接着剤が用いられている。
【0035】
また、第2の基準面10cは、台座10の外周側面の一部を直線状に切り欠いて設けられるX軸基準面10dと、このX軸基準面に直交して同じく台座10の外周側面の一部を直線状に切り欠いて設けられるY軸基準面10eとを備えて構成される。これらX軸基準面10dおよびY軸基準面10eはそれぞれ上記種結晶固定面10bに直交して形成されており、台座10と種結晶とのX(横)、Y(縦)方向についての位置関係を示す。
【0036】
図2は、こうして構成された台座10と、この台座10に接着固定された種結晶12から結晶成長された半導体インゴット13との関係を示したものである。同図2に示されるように、台座10には、その種結晶固定面10b上に塗布された接着剤11を介して炭化珪素の種結晶12が接着固定されている。この種結晶12は、種結晶固定面10bとはもとより、第1の基準面10aとも平行に接着固定されている。そして、この種結晶12から、種結晶固定面10bと離間する方向に、同じく炭化珪素からなる半導体インゴット13が結晶成長されている。
【0037】
ここで、本実施の形態においては、こうして半導体インゴット13が結晶成長された後、結晶方位測定装置(図示略)を用いて、その結晶方位を測定する。具体的には、台座10に設けられた第1の基準面10aおよび第2の基準面10cを基準として、こうした台座10に固定された半導体インゴット13のスライス面とする方位(軸方位)やオリフラ面とする方位、傾きなどの結晶方位を測定する。
【0038】
ちなみに、図2の二点鎖線は、上記測定結果に基づき決定された半導体インゴット13の切り出し形状を示している。本実施の形態では、同図2に示すように、台座10上に結晶成長された半導体インゴット13が、台座10の第1の基準面10aおよび第2の基準面10cを基準として、台座10と共々、オリフラ14の形成された略円柱形状の半導体インゴット13aとして切り出される。また、この図2の例では、こうして半導体インゴット13aが切り出される際、同図2に一点鎖線で示すように、上記結晶方位の測定に基づき、その結晶方位軸が半導体インゴット13の中心線に対して所定角度θだけ傾いた形状に切り出される場合について示している。
【0039】
次に、上記台座10に固定された半導体インゴット13を任意の形状および寸法に切り出すワイヤ放電加工装置について、図3および図4を併せ参照して説明する。
【0040】
これら図3および図4に示されるように、この加工装置は大きくは、上記台座10を固定するテーブル20と、同台座10に上述の態様で固定された半導体インゴット13を切り出すワイヤ30と、台座10共々半導体インゴット13を支持する支え用プレート(インゴット支持手段)40とを備えて構成される。
【0041】
ここで、上記半導体インゴット13が固定された(結晶成長された)台座10は、その上記第1の基準面10aの外周端部がテーブル20に形成されている貫通孔20aを架して該テーブル20に当接固定されるように装着される。このとき、この台座10は、該台座10に設けられている上記第2の基準面10c(X軸基準面10d、Y軸基準面10e)が、この第2の基準面10cに対応するかたちでテーブル20に設けられているX(横)、Y(縦)方向の基準面に係合されることによって、テーブル20との位置関係が規定される。そして、こうしてテーブル20と台座10との位置関係が規定された状態で、テーブル20上に設けられた押さえ部材21および該押さえ部材21をテーブル20に締結するボルト22により、台座10の外周端部がテーブル20に固定される。
【0042】
また、テーブル20には、該テーブル20を回転も含めて水平方向に自在に移動させることのできるモータ等のアクチュエーター(図示略)が設けられている。そして、このアクチュエータの駆動を数値制御することによって、テーブル20上に上記台座10と共々固定されている半導体インゴット13とワイヤ30との相対移動量が調整される。
【0043】
一方、このワイヤ30は、これも同図3に示されるように、上記テーブル20と相対移動に伴って半導体インゴット13を略円柱形状に切り出すべく、同テーブル20に形成された貫通孔20aと差交するように配設されている。ちなみにこのワイヤ30は、2本のリール31aおよび31bの間をワイヤガイド32aおよび32bによって張力をかけられた状態で張架されており、後述するワイヤ放電加工時には、リール31aから送り出されつつリール31bに巻き取られるようになっている。またここでも、先の図2に対応して、半導体インゴット13の中心線に対応し、所定角度θだけ傾いた状態で同半導体インゴット13を切り出す場合について、テーブル20とワイヤ30との関係を示している。そして本実施の形態にあっては、この角度θを、上記ワイヤガイド32aおよび32bの配設角度を通じて設定、確保するようにしている。
【0044】
また一方、このワイヤ30には、パルス電源33の一方の電極が接続されており、同パルス電源33の他方の電極は、半導体インゴット13に接続されている。これにより、パルス電源33からパルス状の電圧が印可される都度、ワイヤ30と半導体インゴット13との間で放電が起き、ワイヤ30に近接する部分の半導体インゴット13が局部的に加熱、融解されるようになる。さらに、こうしてワイヤ30を基点として、台座10が固定されたテーブル20との相対移動量が上述した数値制御を通じて調整されることによって、台座10と共々、半導体インゴット13からオリフラ14を含む略円柱形状の半導体インゴット13aが切り出されることとなる。ちなみに、便宜上、図示は割愛したが、こうしたワイヤ放電加工装置では、加工液中で上記放電による切り出しを行うことで、ワイヤ30の断線や、切り出された半導体インゴット13aの表面(切り出し面)に放電痕が残ることを抑制している。
【0045】
また、上記支え用プレート40(インゴット支持手段)は、上記ワイヤ放電加工によって切り出される略円柱形状の半導体インゴット13aが上記貫通孔20aから落下しないように、該貫通孔20aの下側から台座10(正確にはその第1の基準面10a)共々、半導体インゴット13aを支持するものである。そして、この支え用プレート40は、台座10の上記第1の基準面10aが固定されるテーブル20と同じ高さとなるように、テーブル20の裏面にボルト41を用いて固定される。なお、この支え用プレート40は、上記放電加工の初期には、上記ワイヤ30が半導体インゴット13に挿入される方向に対してワイヤ30の進行を妨げない位置に取り付けられ(図3)、同放電加工の進行に合わせて、ワイヤ30の進行が終了した部位に変更される(図4)。これにより、半導体インゴット13aの落下を抑制しながら、安定した切断が行われる。
【0046】
図5〜図9は、このような製造装置を用いて製造される半導体基板の製造方法について、その製造手順の一例を示したものであり、以下、図5〜図9を併せ参照して、同実施の形態にかかる製造方法を詳細に説明する。
【0047】
半導体基板の製造にあたっては、先ず、図5に示すように、上記台座10に設けられている第1の基準面10aと平行に設けられた種結晶固定面10bに、接着剤11を塗布して種結晶12を貼り付ける。そして、この種結晶12が固定された台座10上に半導体インゴットを結晶成長させる。
【0048】
図6は、こうして台座10上に生成(結晶成長)された半導体インゴット13の状態を示している。こうして半導体インゴット13が生成された後は、図示しない結晶方位測定装置を用いて、台座10と半導体インゴット13との位置関係を測定する。具体的には、台座10に設けられた第1の基準面10aと第2の基準面10cとを基準として、スライス面とする方位(軸方位)やオリフラ面とする方位などの結晶方位を測定する。
【0049】
その後、第2の基準面10c(X軸基準面10d、Y軸基準面10e)のXY方向と図3および図4に示したテーブル20のXY方向を合わせて、第1の基準面10aを該テーブル20に固定する。そして、第1の基準面10aおよび第2の基準面10cと、前記測定した結晶方位とを比較して、例えばオフ角として軸方位を前記角度θだけ傾ける必要がある場合には、図2に示したような所望の形状となるように、ワイヤ30の傾きが決定される。
【0050】
そして、図7に示すように、
(イ)先ず、ワイヤ30が、台座10のX軸基準面10dを始点として、例えばオリフラ14を形成すべき位置に対応する半導体インゴット13の中央部分に向かうようにテーブル20との相対移動態様が制御される。
(ロ)その後、半導体インゴット13がその周方向に沿って切り出されるように、ワイヤ30とテーブル20との相対移動態様が制御される。
(ハ)そして最後に、ワイヤ30が上記オリフラ14とする方位に合わせて直線状に移動されて始点に到達するように、ワイヤ30とテーブル20との相対移動態様が制御される。
といった態様で、台座10と共々、半導体インゴット13の切り出しが行われる。
【0051】
なお、こうしたワイヤ30による切断(放電加工)において、始点と終点の部分が同じ場合は、先の図2にB部分として示すような微小な突起が発生する場合がある。この突起は、後の工程で割れや欠けが発生する要因となりうるため、本実施の形態では更に、ワイヤ30が終点に到達した後に、こうした突起を除去する仕上げ加工を行う。またちなみに、先の図3は、同図7において矢印C1にて示す位置にワイヤ30とテーブル20とが相対移動されたときの断面図に相当し、さらに図4は、同図7において矢印C2にて示す位置にワイヤ30とテーブル20とが相対移動されたときの断面図に相当している。
【0052】
こうして上記仕上げ加工が行われると、半導体インゴット13の外周の不要な部分が除去され、図8に示す態様で、オリフラ14の形成された略円柱形状の半導体インゴット13aが取り出される。そしてその後は、図9に示すように、ワイヤ30の位置をスライス面方位に合わせて再度設定し、半導体インゴット13aを所定の厚さにスライスして半導体基板15を切り出す。
【0053】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に列記するような効果を得ることができる。
(1)この実施の形態では、半導体インゴット13の結晶成長に第1の基準面10aおよび第2の基準面10cが設けられた台座10を用いるとともに、これらの基準面を基準として、ワイヤ放電加工による半導体インゴット13の切り出し加工を行うこととした。これにより、台座10とワイヤ30に対して相対移動されるテーブル20との位置関係、ひいては半導体インゴット13と同テーブル20との位置関係が常に維持されることとなり、加工精度を高く維持することができるようになる。また、ワイヤ30と半導体インゴット13との間に放電を起こすことで半導体インゴット13a並びに半導体基板15を切り出すようにしたことで、半導体インゴット13aや半導体基板15に加えられるダメージを抑制することができ、高品質の半導体基板を安定して製造することができるようになる。
【0054】
(2)この実施の形態では、半導体インゴット13の種結晶12を台座10に設けた第1の基準面10aを基準として同台座10に固定されることとしたため、半導体インゴット13自体が台座の第1の基準面10aを基準に結晶成長されることとなる。また、この第1の基準面10aを加工基準として半導体インゴット13を切り出すようにしたことで、その切り出し精度も高く維持されるようになる。
【0055】
(3)また、この実施の形態では、第1の基準面10aの平坦度を高めるとともに、種結晶12や半導体インゴット13よりも広い面積としたため、台座10をテーブル20に安定して固定することができ、ひいてはその加工精度を高めることができる。また、こうした第1の基準面10aに平行な面を種結晶12が接着される種結晶固定面10bとしたことにより、第1の基準面10aと種結晶12との位置関係を一義的に定めることができる。
【0056】
(4)さらに、この実施の形態では、第2の基準面10cとして、台座10の外周側部を切り欠いて種結晶12のX(横)、Y(縦)方向をそれぞれ規定するX軸基準面10dおよびY軸基準面10eを設けるとともに、これらを種結晶固定面10bに直交するように形成した。そのため、台座10のテーブル20への固定が更に容易となる。
【0057】
(5)この実施の形態では、台座10上に半導体インゴット13が結晶成長された後に、該台座10を基準としてその結晶方位を測定している。そのため、結晶方位が明らかになっていない種結晶が台座に固定される場合であれ、半導体インゴットの所望する結晶方位での切り出しが可能となる。
【0058】
(6)この実施の形態では、上記(5)の測定値に基づいてテーブル20とワイヤ30との相対角度を定めるとともに、それらテーブル20とワイヤ30との相対移動量を数値制御によってコントロールすることとした。このため、半導体インゴット13からオリフラ14の形成された略円柱形状の半導体インゴット13aを切り出す場合でも、高い自由度をもって、しかも正確に切り出すことができる。
【0059】
(7)さらに、この実施の形態では、上記切り出した半導体インゴット13aが極めて硬度の高い炭化珪素であっても、欠けや割れ、クラック等の深刻な損傷を与えることなく、所望する半導体基板を得ることができる。
【0060】
(8)この実施の形態では、半導体インゴット13から略円柱形状に半導体インゴット13aを切り出した後、これをスライスして半導体基板15を取り出すこととしているため、半導体基板としての外径やウエハ平面の寸法精度を高く維持することができる。また、これらの切り出しは、ワイヤ30の設定位置を変更するだけで行うことができるため、加工効率を高めることもできる。
【0061】
なお、この発明にかかる半導体基板の製造方法および製造装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した、例えば次のような形態として実施することもできる。
【0062】
・上記実施の形態では、半導体インゴット13の結晶成長後に結晶方位を測定したが、結晶方位が既知の種結晶を上記切り出しの基準となる台座10の基準面と関連付けた状態で台座10に接着した場合には、あらためて半導体インゴットの結晶方位測定を行わなくともよい。すなわち、種結晶から結晶成長した半導体インゴットの結晶方位は種結晶と同一方位となるため、結晶方位測定を行わずとも、上記関連付けされた台座10の基準面を基準として、所望とする結晶方位での半導体インゴットの切り出しを行うことは可能である。これらいずれの場合であれ、
a.台座の基準と結晶方位の基準との間にずれが生じている場合。あるいは
b.台座の基準に対して所定角度だけ傾けたい場合。さらには
c.結晶方位軸から所定角度だけ傾けたい場合。
などには、上記半導体インゴットも、それらずれ量や傾けたい角度に応じた所定の角度だけ傾いた形状をもって、上記略円柱形状での切り出しが行うことはできる。
【0063】
・上記実施の形態では、半導体インゴット13から略円柱形状の半導体インゴット13aを切り出す際に、同時にその結晶方位を示すオリフラ14を形成したが、こうした切り出し形状は適宜変更してもよい。すなわち、半導体インゴットをウエハ状にスライスするときの固定基準の形状は任意であり、上記オリフラ14に代えて、ノッチやその他の形状にて該固定基準を形成してもよい。
【0064】
・また、半導体インゴットの結晶方位と台座の加工基準との関係が明らかである場合には、半導体インゴットの上記略円柱形状への切り出しを省略して、上記結晶方位に対応する台座の基準面(加工基準)を基準として、同半導体インゴットを直接ウェハ状にスライスすることも可能である。ちなみにこの場合も、上記a〜cの場合などには、上記半導体インゴットも、それらずれ量や傾けたい角度に応じた所定の角度だけ傾いた形状をもって、上記ウェハ状へのスライスが行われることとなる。
【0065】
・上記実施の形態では、種結晶固定面10bを第1の基準面10aに平行な面としたが、これら両面の関係が寸法あるいは角度として明確になっていさえすれば、必ずしも平行である必要はない。
【0066】
・また第1の基準面10aは、必ずしも平坦である必要はなく、種結晶固定面10bとの位置関係さえ明確になっていれば、基本的にどのような形でもよい。・また、上記実施の形態では、第2の基準面10cとして、X軸基準面10dとY軸基準面10eとを直交して設けたが、これら第2の基準面は2組以上設けてもよい。
【0067】
・あるいは、その少なくとも一方の面に平行な面を追加形成することとしてもよい。特に、上記X軸基準面10d、Y軸基準面10eの一方に平行な面を追加形成する場合には、台座10に対する第1の基準面10aの形成を割愛することもできる。
【0068】
・上記実施の形態では、台座10の第1の基準面10aをテーブル20に当接させて、該台座10の上部を押さえ部材21によって押さえるとともにボルト22によって固定したが、こうした台座10とテーブル20との固定態様は適宜変更してもよい。例えば、台座の裏面に円筒状の凹部を形成し、その凹部に対応する凸部をテーブル20に設けてこれらを嵌合させるようにしてもよい。
【0069】
・上記実施の形態では、支え用プレート40によって略円柱形状の半導体インゴット13aの保持を行ったが、こうした支え用プレート40に代えて、例えば、切り出し加工の進行に合わせて形成される溝に、導電性の樹脂などを流し込んで半導体インゴット13aの保持を行うようにしてもよい。
【0070】
・上記実施の形態では、説明の便宜上、ワイヤ30が1本の場合を示したが、特に図9に例示したスライス加工においてこうしたワイヤを複数本設けるようにすれば、半導体基板の製造にかかる生産効率を大幅に高めることができるようにもなる。
【0071】
・上記実施の形態では、スライス加工に際してもワイヤ放電加工を用いたが、該スライス加工には、従来周知の内周刃切断装置やブレードソー、あるいはワイヤソーなどを使用してもよい。
【0072】
・また、上記実施の形態では、ワイヤ30と半導体インゴット13との間に放電を生じせしめるワイヤ放電加工(装置)にて、同半導体インゴット13を任意の形状および寸法に切り出す場合について説明した。しかし、この発明にかかる半導体基板の製造方法および製造装置は、こうしたワイヤ放電加工装置に限らず、例えば、レーザー加工や電子ビーム加工といった他の非接触加工によっても実現することができる。ちなみに、非接触加工としてこれらの加工方法を採用する場合には、前記台座10や接着剤11として、必ずしも前述した導電性の材料を用いる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体基板の製造方法および製造装置の一実施の形態に用いる台座の形状を示す平面図および側面図。
【図2】台座上に半導体インゴットが結晶成長された状態を示す平面図および側面図。
【図3】上記台座および半導体インゴットが装着されるワイヤ放電加工装置の構造を示す概略断面図。
【図4】上記台座および半導体インゴットが装着されるワイヤ放電加工装置の構造を示す概略断面図。
【図5】台座に種結晶が接着される態様を示す斜視図。
【図6】台座上に半導体インゴットが結晶成長された状態を示す斜視図。
【図7】ワイヤ放電加工による半導体インゴットの切り出し態様を示す斜視図。
【図8】半導体インゴットの外周の不要部分が取り除かれた状態を示す斜視図。
【図9】半導体インゴットのスライス加工態様を示す斜視図。
【図10】従来の半導体インゴットの外周加工態様を示す概略図。
【図11】従来の半導体インゴットのオリフラ形成態様を示す概略図。
【符号の説明】
10…台座、10a…第1の基準面、10b…種結晶固定面、10c…第2の基準面、10d…X軸基準面、10e…Y軸基準面、11…接着剤、12…種結晶、13…半導体インゴット、13a…半導体インゴット、14…オリフラ、15…半導体基板、20…テーブル、20a…貫通孔、21…押さえ部材、22…ボルト、30…ワイヤ、31a、31b…リール、32a、32b…ワイヤガイド、33…パルス電源、40…支え用プレート(インゴット支持手段)、41…ボルト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor substrate manufacturing method and manufacturing apparatus for processing a semiconductor substrate serving as a substrate for a semiconductor element or an integrated circuit from an ingot.
[0002]
[Prior art]
As is well known, in manufacturing a semiconductor substrate of a silicon wafer, CZ method (Czochralski method, pulling method), MCZ (Magnetic Field Applied CZ method), or FZ method (Floating Zone method, floating zone purification method) First, an ingot is generated by such a method. The ingot is subjected to grinding after crystal evaluation. In such grinding, for example, after grinding into a cylindrical shape having a predetermined diameter (wafer diameter) on the outer periphery of the ingot, a reference mark (notch surface) indicating a crystal orientation called an orientation flat or notch is formed on the outer periphery of the ingot. ) Is formed. Such fiducial marks are usually formed by subjecting a part of the peripheral surface of the ingot ground to the cylindrical shape to surface grinding. Here, FIGS. 10 and 11 show an example of such a grinding method and an apparatus used therefor.
[0003]
In the grinding to the above cylindrical shape, usually, as shown in FIG. 10, the
[0004]
Then, when the grinding of the
[0005]
The ingot in which the orientation flat 104 is surface ground in this manner is then bonded and fixed to an appropriate support base with the orientation flat 104 as a reference, and sliced by a device such as a blade such as an outer peripheral blade or an inner peripheral blade, or a wire saw, It is taken out as a thin disk-like (wafer-like) semiconductor substrate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, silicon carbide has attracted attention as a material for the semiconductor substrate in terms of high heat resistance, high breakdown voltage, and high power characteristics. However, as is well known, this silicon carbide is a very hard material, so that a great amount of processing time is required for manufacturing the semiconductor substrate as described above. At this time, if the ingot made of silicon carbide has a large diameter or is long, the processing time is further extended.
[0007]
On the other hand, when mechanical grinding and slicing as described above are performed on an ingot made of silicon carbide, the surface is likely to be chipped, cracked, cracked or the like because the material is hard. Furthermore, if such a crack progresses to the inside of the ingot, serious damage will be caused to the ingot itself.
[0008]
For example, as illustrated in FIG. 10 above, when grinding into a cylindrical shape with an inclination of a predetermined angle, the surface to be cut out with respect to the longitudinal direction of the
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor substrate manufacturing method capable of stably manufacturing a high-quality semiconductor substrate regardless of the hardness of a material used as a semiconductor ingot. And a manufacturing apparatus used in the manufacturing method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a method of manufacturing a semiconductor substrate according to
[0011]
For this reason,Wire dischargeThe positional relationship with the processing equipment,Silicon carbideThe positional relationship between the ingot and the machining apparatus is always properly maintained, and the machining accuracy is naturally maintained high. Also,Silicon carbideCutting out the ingotWire dischargeBy performing the processing, the serious damage described above on the ingot is eliminated. That is, appropriate and stable cutting is performed regardless of the hardness of the semiconductor ingot.
Also,Silicon carbideThe ingot seed crystal is fixed to a plane parallel to the first reference plane of the pedestal,Silicon carbideThe ingot itself is crystal-grown based on the first reference surface of the pedestal. Moreover, the first reference surface of the pedestal is the claim.4In the semiconductor substrate manufacturing apparatus described in the above,Silicon carbideIt is also a processing standard for cutting out ingots. And such a processing standard as a pedestalSilicon carbideProvided integrally with the ingotAt the same time, when the silicon carbide ingot is cut out, this pedestal is cut out together.So, based on the above pedestalSilicon carbideThe ingot cutting accuracy is also maintained higher.
Furthermore, a first reference plane serving as a reference for fixing the seed crystal on the pedestal andWire dischargeBy providing each of the second reference surfaces serving as a reference for fixing the pedestal during processing (fixing to the table), both the fixation of the seed crystal to the pedestal and the fixing of the pedestal to the table or the like are facilitated. In addition, it is possible to set the reference plane separately for fixing the seed crystal and for fixing the pedestal, and the degree of freedom in designing the pedestal is increased.
In addition, the second reference plane of the pedestal is further formed as a plane orthogonal to the plane on which the seed crystal of the pedestal is fixed. Accordingly, in addition to the positional relationship between the pedestal and the seed crystal in the X (horizontal) and Y (longitudinal) directions, the positional relationship between the pedestal and the surface on which the seed crystal is fixed is easily defined. , Mentioned aboveWire dischargeIt becomes easier to set a processing standard for processing.
[0015]
Incidentally, it is desirable that the first reference surface has a high flatness and a large area. ThisWire dischargeThe pedestal can be stably fixed to a processing table or the like, and as a result, the processing accuracy can be increased. However, above the pedestalWire dischargeThe reference surface for processing does not necessarily need to be a flat surface, and basically may have any shape as long as the positional relationship with the surface on which the seed crystal is fixed is clear.
On the other hand, in the semiconductor substrate manufacturing method or the semiconductor substrate manufacturing apparatus, the seed crystal having a known crystal orientation is used, and the known crystal orientation and the silicon carbide ingot formed by the wire electric discharge machining are used. The same kind crystal is fixed to the pedestal in a state where the first and second reference planes of the pedestal serving as a reference for cutting are associated with each other. In other words, since the crystal orientation of the silicon carbide ingot grown from the seed crystal is the same as that of the seed crystal, if this association is made when the seed crystal is fixed to the pedestal, the crystal of the silicon carbide ingot will be renewed. Without performing orientation measurement or the like, the silicon carbide ingot can be cut out in a desired crystal orientation according to the known crystal orientation. When the second reference surface of the pedestal is formed as a surface orthogonal to the surface to which the seed crystal is fixed, as in the manufacturing method or the manufacturing apparatus according to
When the crystal orientation becomes clear in this way, in the manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention for cutting out a silicon carbide ingot by wire electric discharge machining, as described above, the first and second reference planes of the pedestal corresponding to the crystal orientation are used as a reference. As with the pedestal,
(A) A silicon carbide ingot is cut into a substantially cylindrical shape.
Alternatively, (b) the silicon carbide ingot is cut into a substantially cylindrical shape including a fixed reference when slicing the wafer into a wafer.
Alternatively, (c) a silicon carbide ingot is cut into a substantially cylindrical shape including a notch surface similar to an orientation flat shape or notch shape as a final wafer.
The cutting in this manner is effective for cutting out the silicon carbide ingot in the desired crystal orientation. In any of these cases, if there is a deviation between the base of the pedestal and the reference of the crystal orientation, or if it is desired to incline by a predetermined angle with respect to the reference of the pedestal, further a predetermined angle from the crystal orientation axis For example, when the silicon carbide ingot is desired to be tilted, the above-described silicon carbide ingot is also cut out in a substantially cylindrical shape having a shape inclined by a predetermined angle corresponding to the amount of deviation or the angle to be tilted.
Further, as in the above manufacturing method or manufacturing apparatus, a wire electric discharge machining or wire electric discharge machining apparatus is effective in which electric discharge is generated between the wire and the silicon carbide ingot and the silicon carbide ingot is cut into an arbitrary shape and size. . In the wire electric discharge machining, it is desirable to sufficiently supply the machining fluid, for example, by cutting out a silicon carbide ingot in water. This makes it possible to suppress inconveniences such as wire cutting and discharge traces remaining on the ingot processed surface. Further, when the silicon carbide ingot is cut into the substantially cylindrical shape together with the pedestal through the wire electric discharge machining, the pedestal is made of a conductive material as described above for convenience of causing the discharge between the pedestal and the pedestal. Of course, it is desirable to use a conductive material as an adhesive for fixing the seed crystal to the pedestal.
According to such a semiconductor substrate manufacturing method or semiconductor substrate manufacturing apparatus, even if the ingot to be cut out is made of extremely hard silicon carbide, it causes serious damage such as chipping, cracking or cracking as described above. Thus, a desired semiconductor substrate can be obtained.
[0016]
When the second reference surface is formed on the pedestal, the second reference surface is defined in claim 2 or claim.5It is desirable to form at least one set of mutually orthogonal surfaces as in the manufacturing method or manufacturing apparatus described in 1). Thereby, the positional relationship between the pedestal and the seed crystal in the X (horizontal) and Y (longitudinal) directions can be easily defined. Two or more sets of these orthogonal surfaces as the second reference surface may be provided. Alternatively, a surface parallel to at least one of the surfaces may be additionally formed. In particular, when a surface parallel to one of the orthogonal surfaces is additionally formed, the formation of the first reference surface with respect to the pedestal can be omitted.
[0021]
The semiconductor ingot thus cut out is further claimed.3Or claims6A desired semiconductor substrate can be obtained by slicing into a wafer shape as in the manufacturing method or manufacturing apparatus described in 1). For the slicing here, a conventionally known inner peripheral cutting device, blade saw, wire saw or the like can be used.Wire dischargeBy adopting the processing, it is possible to obtain a high-quality semiconductor substrate free from chipping, cracking, cracks, and the like.
[0025]
Further, when the wire electrical discharge machining apparatus is used as a semiconductor substrate manufacturing apparatus,7As in the manufacturing apparatus described in 1), the cutout shape and dimensions of the semiconductor ingot are determined according to the relative angle and relative movement amount between the wire and the table set through numerical control, for example. With such a configuration, the accuracy required for the processing is naturally increased.
[0026]
And in this case, the claim8If the relative angle between the wire and the table is set according to the crystal orientation of the semiconductor ingot as in the manufacturing apparatus described in 1), a deviation occurs between the reference of the pedestal and the reference of the crystal orientation. In such a case, the angle correction is appropriately performed.
[0027]
Further, when the wire electrical discharge machining apparatus is used as a semiconductor substrate manufacturing apparatus,9When the semiconductor ingot is cut out in a substantially cylindrical shape by a wire as in the manufacturing apparatus described in the above, the table is provided with ingot support means for supporting the cut out semiconductor ingot so that the cut out semiconductor ingot does not fall, The cut out semiconductor ingot is prevented from falling, and the ingot to be the semiconductor substrate can be suitably maintained.
[0028]
Similarly, when the wire electric discharge machining apparatus is used as a semiconductor substrate manufacturing apparatus,10If the wire electric discharge machining apparatus is provided with a plurality of wires that are fed simultaneously at the time of cutting out a semiconductor ingot, in particular, the slicing process, as in the manufacturing apparatus described in 1), the production efficiency for manufacturing a semiconductor substrate can be increased. Can be greatly increased.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor substrate manufacturing method and a manufacturing apparatus according to an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0030]
The method and apparatus for manufacturing a semiconductor substrate according to this embodiment cuts a semiconductor substrate into an arbitrary shape and size from the semiconductor ingot on the basis of a base on which the semiconductor ingot is fixed. In the present embodiment, silicon carbide is used as a material for the semiconductor ingot, and a non-contact machining apparatus, specifically, a wire electric discharge machining apparatus is used for the cutting.
[0031]
First, the structure of a pedestal used in this embodiment, the shape of a semiconductor ingot that is crystal-grown based on the pedestal, and the outline of the cut-out mode will be described with reference to FIGS.
[0032]
As shown in FIG. 1, the
[0033]
Here, the
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
FIG. 2 shows the relationship between the
[0037]
Here, in the present embodiment, after the
[0038]
Incidentally, the two-dot chain line in FIG. 2 indicates the cut-out shape of the
[0039]
Next, a wire electric discharge machining apparatus that cuts the
[0040]
As shown in FIGS. 3 and 4, this processing apparatus mainly includes a table 20 for fixing the
[0041]
Here, the
[0042]
The table 20 is provided with an actuator (not shown) such as a motor that can freely move the table 20 in the horizontal direction including rotation. Then, the relative movement amount of the
[0043]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
[0044]
On the other hand, one electrode of a
[0045]
Further, the support plate 40 (ingot support means) is arranged so that the substantially
[0046]
FIGS. 5-9 shows an example of the manufacturing procedure about the manufacturing method of the semiconductor substrate manufactured using such a manufacturing apparatus, hereafter, referring also to FIGS. The manufacturing method according to the embodiment will be described in detail.
[0047]
In manufacturing the semiconductor substrate, first, as shown in FIG. 5, the adhesive 11 is applied to the seed
[0048]
FIG. 6 shows a state of the
[0049]
Thereafter, the XY direction of the
[0050]
And as shown in FIG.
(A) First, the relative movement mode with respect to the table 20 is such that the
(B) Thereafter, the relative movement mode of the
(C) Finally, the relative movement mode of the
In this manner, the
[0051]
In such cutting (electric discharge machining) using the
[0052]
When the finishing process is performed in this manner, an unnecessary portion on the outer periphery of the
[0053]
As described above, according to the present embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) In this embodiment, the
[0054]
(2) In this embodiment, since the
[0055]
(3) In this embodiment, since the flatness of the
[0056]
(4) Furthermore, in this embodiment, as the
[0057]
(5) In this embodiment, after crystal growth of the
[0058]
(6) In this embodiment, the relative angle between the table 20 and the
[0059]
(7) Furthermore, in this embodiment, even if the cut out
[0060]
(8) In this embodiment, since the
[0061]
Note that the method and apparatus for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and can be implemented, for example, in the following manner by appropriately changing the embodiment.
[0062]
In the embodiment described above, the crystal orientation was measured after the crystal growth of the
a. When there is a discrepancy between the base standard and the crystal orientation standard. Or
b. When you want to tilt the base by a certain angle. Moreover
c. When you want to incline by a certain angle from the crystal orientation axis.
For example, the semiconductor ingot can also be cut out in a substantially cylindrical shape having a shape inclined by a predetermined angle corresponding to the deviation amount and the angle to be inclined.
[0063]
In the above embodiment, when the substantially
[0064]
In addition, when the relationship between the crystal orientation of the semiconductor ingot and the processing standard of the pedestal is clear, the cutting of the semiconductor ingot into the substantially cylindrical shape is omitted, and the reference plane of the pedestal corresponding to the crystal orientation ( It is also possible to slice the semiconductor ingot directly into a wafer shape on the basis of the processing standard. Incidentally, in this case as well, in the cases a to c described above, the semiconductor ingot is also sliced into the wafer shape with a shape inclined by a predetermined angle corresponding to the deviation amount and the angle to be inclined. Become.
[0065]
In the above embodiment, the seed
[0066]
The
[0067]
Alternatively, a surface parallel to at least one of the surfaces may be additionally formed. In particular, when a surface parallel to one of the
[0068]
In the above embodiment, the
[0069]
In the above embodiment, the substantially
[0070]
In the above embodiment, for convenience of explanation, the case where there is one
[0071]
In the above embodiment, wire electric discharge machining is used for slicing, but a conventionally known inner peripheral cutting device, blade saw, wire saw, or the like may be used for the slicing.
[0072]
In the above embodiment, the case where the
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a plan view and a side view showing the shape of a pedestal used in an embodiment of a semiconductor substrate manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view and a side view showing a state where a semiconductor ingot is crystal-grown on a pedestal.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a wire electric discharge machining apparatus on which the pedestal and the semiconductor ingot are mounted.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a wire electric discharge machining apparatus on which the pedestal and the semiconductor ingot are mounted.
FIG. 5 is a perspective view showing a mode in which a seed crystal is bonded to a pedestal.
FIG. 6 is a perspective view showing a state where a semiconductor ingot is crystal-grown on a pedestal.
FIG. 7 is a perspective view showing a cut-out aspect of a semiconductor ingot by wire electric discharge machining.
FIG. 8 is a perspective view showing a state where unnecessary portions on the outer periphery of the semiconductor ingot are removed.
FIG. 9 is a perspective view showing a slice processing mode of a semiconductor ingot.
FIG. 10 is a schematic view showing a peripheral processing mode of a conventional semiconductor ingot.
FIG. 11 is a schematic view showing an orientation flat forming aspect of a conventional semiconductor ingot.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記固定した種結晶から結晶を成長させて炭化珪素インゴットを生成する工程と、
前記台座に固定された前記種結晶および前記生成された炭化珪素インゴットとともに、前記台座をその第2の基準面を基準としてワイヤ放電加工用のテーブルに固定する工程と、
前記テーブルに固定された台座の前記第1の基準面と前記第2の基準面とを基準としたワイヤ放電加工により、前記台座と共々、前記炭化珪素インゴットを、略円柱形状、当該インゴットをウェハ状にスライスするときの固定基準を含む略円柱形状、および、最終ウェハとしてのオリエンテーションフラット形状もしくはノッチ形状に相似する切り欠き面を含む略円柱形状のいずれか1つの形状に切り出す工程と、
を備える半導体基板の製造方法。A first reference plane parallel to the solid Teimen seed crystal crystal orientation used for the crystal growth of the silicon carbide ingot is known, electrically conductive and a second reference plane perpendicular to the solid Teimen the same type crystals Fixing the seed crystal in a state where the known crystal orientation and the first reference plane and the second reference plane are associated with each other on a pedestal made of the following materials :
Growing a crystal from the fixed seed crystal to produce a silicon carbide ingot;
Fixing the pedestal to a table for wire electric discharge machining with the second reference plane as a reference together with the seed crystal and the generated silicon carbide ingot fixed to the pedestal;
The silicon carbide ingot is formed into a substantially cylindrical shape together with the pedestal by wire electric discharge machining based on the first reference surface and the second reference surface of the pedestal fixed to the table, and the ingot is formed into a wafer. Cutting into a substantially cylindrical shape including a fixed reference when slicing into a shape, and a substantially cylindrical shape including a notch surface similar to an orientation flat shape or notch shape as a final wafer ;
A method of manufacturing a semiconductor substrate comprising:
請求項1に記載の半導体基板の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the second reference surface of the pedestal is formed as at least one set of surfaces orthogonal to each other.
前記略円柱形状に切り出された炭化珪素インゴットをウェハ状にスライスする工程を更に備える
ことを特徴とする半導体基板の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor substrate of Claim 1 or 2,
The method further includes the step of slicing the silicon carbide ingot cut into a substantially cylindrical shape into a wafer shape.
A method of manufacturing a semiconductor substrate.
前記種結晶から結晶成長された炭化珪素インゴットが固定されている台座を該台座の前記第2の基準面を基準として固定するワイヤ放電加工用のテーブルと、
前記テーブルとの相対移動に基づき、前記台座の前記第1の基準面と前記第2の基準面とを基準としたワイヤ放電加工により、前記台座と共々、前記炭化珪素インゴットを、略円柱形状、当該インゴットをウェハ状にスライスするときの固定基準を含む略円柱形状、および、最終ウェハとしてのオリエンテーションフラット形状もしくはノッチ形状に相似
する切り欠き面を含む略円柱形状のいずれか1つの形状に切り出すワイヤ放電加工装置と、
を備える半導体基板の製造装置。The first reference plane parallel to the plane on which the seed crystal of the silicon carbide ingot whose crystal orientation is known is fixed, and the second reference plane orthogonal to the plane on which the same crystal is fixed are fixed to the seed crystal. A pedestal made of a conductive material associated with the known crystal orientation,
A table for wire electric discharge machining for fixing a pedestal on which a silicon carbide ingot crystal-grown from the seed crystal is fixed with reference to the second reference plane of the pedestal ;
Based on the relative movement with respect to the table, the silicon carbide ingot, together with the pedestal, is formed in a substantially cylindrical shape by wire electric discharge machining based on the first reference surface and the second reference surface of the pedestal. Similar to the substantially cylindrical shape including the fixed reference when slicing the ingot into a wafer, and the orientation flat shape or notch shape as the final wafer
A wire electric discharge machining apparatus that cuts out into any one of substantially cylindrical shapes including a cut-out surface to be cut;
A semiconductor substrate manufacturing apparatus comprising:
請求項4に記載の半導体基板の製造装置。 The second reference plane before Symbol pedestal, a semiconductor substrate manufacturing apparatus according to claim 4 comprising formed as at least one pair of orthogonal surfaces to each other.
前記ワイヤ放電加工装置は、前記略円柱形状に切り出した炭化珪素インゴットを更にウェハ状にスライスするものである
ことを特徴とする半導体基板の製造装置。 In the manufacturing apparatus of the semiconductor substrate of Claim 4 or 5,
The wire electric discharge machining apparatus is further sliced into wafers of silicon carbide ingot cut out in the generally cylindrical
A semiconductor substrate manufacturing apparatus .
請求項4〜6のいずれか一項に記載の半導体基板の製造装置。The wire electric discharge machining apparatus, any one of claims 4-6 wherein the wire and is intended to determine the cut-out Shi shape and dimensions of the silicon carbide ingot according to the relative angle and relative movement amount between the table The manufacturing apparatus of the semiconductor substrate as described in 2.
請求項7に記載の半導体基板の製造装置。 The relative angle between the wire and the table is set according to the crystal orientation of the silicon carbide ingot.
The semiconductor substrate manufacturing apparatus according to claim 7 .
請求項4〜8のいずれか一項に記載の半導体基板の製造装置。The said table is provided with the ingot support means which supports this so that the cut out silicon carbide ingot may not fall at the time of cutting out the substantially cylindrical shape of the said silicon carbide ingot by the said wire . The manufacturing apparatus of the semiconductor substrate as described in any one .
請求項4〜9のいずれか一項に記載の半導体基板の製造装置。The semiconductor substrate manufacturing apparatus according to any one of claims 4 to 9, wherein the wire electric discharge machining apparatus includes a plurality of wires that are simultaneously fed when the silicon carbide ingot is cut out .
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