JP5557391B2 - 基板材料からウェハ状スライスを製造するための方法及びシステム - Google Patents
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Description
Claims (42)
- 基板材料からウェハ状のスライスを製造する半導体デバイスの製造において使用するための方法であって、
研削粒子を表面上に有するカッティングワイヤを備えるスライス切断デバイスを用意するステップと、
30μS/cm以下の導電率に対応するイオン強度を有する水性の冷却用及び潤滑用流体を用意するステップと、
前記カッティングワイヤが接触して前記基板材料を切断する切り溝内に、前記切り溝領域からの粉末基板材料の除去を促進してその結果使用済み流体となる前記冷却用及び潤滑
用流体を投与しながら、前記基板材料を前記カッティングワイヤで複数のスライスに切断するステップと、
前記使用済み流体を前記切断デバイスから取り除き、前記粉末基板材料を前記使用済み流体から回収するステップと、を含み、
前記潤滑用流体は、投与ユニットによって前記切り溝内に投与される、方法。 - 前記冷却用及び潤滑用流体は、10μS/cm以下の導電率を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記冷却用及び潤滑用流体は、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、冷却剤、スケール防止剤及び分散剤から選択された添加剤を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記流体は、鉱物を含まない、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カッティングワイヤは、スチール線芯を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スチール線芯は、Niコーティングされている、請求項5に記載の方法。
- 前記研削粒子は、ダイヤモンド粒子、コランダム粒子及び炭化ケイ素粒子から選択された粒子を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カッティングワイヤの前記研削粒子は、5μm以下の平均粒子サイズを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記使用済み流体を濾過して、前記粉末基板材料を濃縮物として回収する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記使用済み流体を濾過する際に得られる濾過液を、再利用可能流体として回収する、請求項9に記載の方法。
- 前記濾過は、精密濾過又は限外濾過の形態のダイナミック膜濾過を含む、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記再利用可能流体は、冷却用及び潤滑用流体として再利用する前に再調整される、請求項10又は11に記載の方法。
- 前記再利用可能流体の前記再調整は、脱イオン水を補うステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記再利用可能流体の前記再調整は、イオン交換処理を含む、請求項12又は13に記載の方法。
- 前記再利用可能流体の前記再調整は、添加剤を補うステップを含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記濃縮物は、凝集の作用を受ける、請求項9〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記凝集は、凝集剤を添加するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記濃縮物に対して脱水工程を行う、請求項9〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記脱水工程は、機械的圧搾濾過器、遠心分離機、加圧濾過器、又は吸引濾過器により濃縮物を処理するステップを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記脱水工程は、熱乾燥ステップを含む、請求項18又は19に記載の方法。
- 濾過は、2つの後続の固体−液体分離ステップにおいて実行される、請求項16又は17に記載の方法。
- 前記凝集ステップは、濾過ステップと他の固体−液体分離ステップとの間で実行される、請求項21に記載の方法。
- 前記濾過液は、前記濾過ステップにおける前記使用済み流体の90体積%以上に達する、請求項21又は22に記載の方法。
- 前記濾過液は、前記濾過ステップにおける前記使用済み流体の95体積%に達する、請求項23に記載の方法。
- 前記他の固体−液体分離ステップで得られた前記濾過液は、前記濾過ステップで受け入れた前記非濾過液の98体積%に達する、請求項22〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基板材料の前記基板材料は、Si、Ge、GaAs、InP、GaN、SiC、サファイア、フェライト、セラミックス及びガラスから選択される、請求項1〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 回収された前記粉末基板材料は、再び溶融され、基板材料を形成する、請求項1〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スライスは、太陽電池の製造で使用するためのものである、請求項1〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スライスは、半導体集積回路の製造で使用するためのものである、請求項1〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 半導体デバイスの製造で使用するために基板材料からウェハ状のスライスを製造するシステムであって、
表面上に研削粒子を有するカッティングワイヤが設けられているスライス切断デバイスであり、前記カッティングワイヤが接触し前記基板材料を切断する切り溝領域内に、前記切り溝領域からの粉末基板材料の除去を促進しその結果使用済み流体を形成する冷却用及び潤滑用流体を送り込むための投与ユニットを備えるスライス切断デバイスと、
前記使用済み流体を前記スライス切断デバイスから取り除くための排出ユニットと、
前記使用済み流体を処理し、前記使用済み流体から前記粉末基板材料を分離して回収し、再利用可能流体を供給するための第1の濾過ユニットを備える流体再生利用デバイスと
を備えるシステム。 - 前記流体再生利用デバイスは、前記再利用可能流体を前記投与ユニットに再循環させるための再循環手段を備える、請求項30に記載のシステム。
- 前記再循環手段は、脱イオン水を前記再利用可能流体に補う手段を備える、請求項31に記載のシステム。
- 前記再循環手段は、流体添加剤を前記再利用可能流体に補う手段を備える、請求項31又は32に記載のシステム。
- 前記第1の濾過ユニットは、ダイナミック膜濾過エレメントを備える、請求項30〜33のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記再生利用デバイスは、他の固体−液体分離デバイスを備える、請求項30〜34のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記他の固体−液体分離デバイスは、圧搾濾過器を備える第2の濾過ユニットを備える、請求項35に記載のシステム。
- 前記再生利用デバイスは、前記第1の濾過ユニットから前記粉末基板材料を濃縮物として受け入れる凝集タンクを備える、請求項30〜36のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記再生利用デバイスは、凝集剤を前記凝集タンク内に送り込むための凝集剤計量ユニットを備える、請求項37に記載のシステム。
- 前記再生利用デバイスは、脱水ユニットを備える、請求項30〜38のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記脱水ユニットは、パドル乾燥機を備える、請求項39に記載のシステム。
- 排出ユニットから使用済み流体を受け入れるための保持タンクを備える、請求項30〜40のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記保持タンクと流体で連通している、前記第1の濾過ユニット内に得られる濃縮物用の再循環管路を備える、請求項41に記載のシステム。
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