JP6132621B2 - 半導体単結晶インゴットのスライス方法 - Google Patents
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Description
図1及び図2に示すように、直径が150mmであり結晶軸が<111>である円柱状のシリコン単結晶インゴット13を用意した。このインゴット13の円柱の中心軸13aとは異なるインゴット13の結晶軸13bを中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で保持具14により接着保持した。このときインゴット13の結晶軸13bは、照射して結晶面で反射してくるX線の角度により検出した。またインゴット13を保持具14に接着するときの所定の回転角度を決定した。更に上記所定の回転角度は、インゴット13の結晶軸13bからオリエンテーションフラット13cに下ろした垂線を基準線13dとするとき、この基準線13dに対する回転角度θ(図3及び図4)とした。具体的には、インゴット13を、ワイヤソー装置16の第1及び第2メインローラ11,12の間に水平に張設されたワイヤ18の上方であって第1及び第2メインローラ11,12の各中心軸を通る鉛直線の間にインゴット13の結晶軸13bが第1及び第2メインローラ11,12の各中心軸にほぼ平行になるように移動させた(図1及び図2)。このときインゴット13の結晶軸13bを含む鉛直面を、第1及び第2メインローラ11,12間のワイヤ18の延びる方向に対して直交させた(図7(c))。そして、このインゴット13を鉛直方向に下降させて上記水平方向に移動するワイヤ18を横断する位置まで移動させることにより、インゴット13をスライスしてウェーハ23を作製した。上記所定の回転角度θを所定の範囲内に調整して、上記と同様にインゴット13をスライスしてウェーハ23を作製した。これらのウェーハ23を実施例1とした。
インゴットの円柱の中心軸とは異なるインゴットの結晶軸を中心として任意の回転角度だけ回転させた状態で保持具により接着保持したこと以外は、実施例1と同様にしてインゴットをスライスしてウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例1とした。
実施例1及び比較例1のウェーハの反り量を測定した。このウェーハの反り量は、ウェーハの裏面において、ウェーハの外周縁から内側に3mm内側の位置であって、ウェーハの結晶軸を中心に120度間隔に採った3点を通る平面を想定し、この平面から測定したウェーハの反りの大きさのうち最大値とした。その結果を図9に示す。
実施例1のインゴットと同一のインゴットであるけれども、別のロットの3本のインゴットをスライスしてウェーハをそれぞれ作製した。但し、インゴットを保持具に接着するときにインゴットの結晶軸を中心として回転させる所定の回転角度をそれぞれ51度、55度及び56度としたこと以外は、実施例1と同様にしてウェーハを作製した。これらのウェーハを実施例2とした。
実施例2のウェーハの反り量を上記試験1と同様にして測定した。また、試験1で測定した実施例1及び比較例1のウェーハの測定値から、インゴットの回転角度の変化に対するウェーハの反り量の変化を示す近似曲線を求めた。上記実施例2のウェーハの反り量と上記近似曲線との関係を図10に示す。
直径が150mmであり結晶軸が<111>であるインゴットをスライスして200枚のウェーハを作製した。但し、スライスして得られるウェーハの反り量を狙い(目標)の反り量にするため、インゴットを保持具に接着するときにインゴットの結晶軸を中心として回転させる所定の回転角度を50度としたこと以外は、実施例1と同様にしてウェーハを作製した。これらのウェーハを実施例3とした。
実施例3のインゴットと同一形状のインゴットをスライスして200枚のウェーハを作製した。但し、インゴットを保持具に接着するときにインゴットの結晶軸を中心として回転させる回転角度を25度としたこと以外は、実施例1と同様にしてウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例2とした。
実施例3のインゴットと同一形状のインゴットをスライスして200枚のウェーハを作製した。但し、インゴットを保持具に接着するときにインゴットの結晶軸を中心として回転させる回転角度を25度とし、かつインゴットを比較例2の1/2の速度で切断したこと以外は、実施例1と同様にしてウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例3とした。
実施例3、比較例2及び3のウェーハの反り量を上記試験1と同様にして測定した。その結果を図11に示す。
直径が125mmであり結晶軸が<111>であるインゴットをスライスして43枚のウェーハを作製した。但し、スライスして得られたウェーハ表面にエピタキシャル層を形成したときのウェーハの反り量を小さくするために、スライス直後のウェーハの反り量が狙い(目標)の反り量になるように、インゴットを保持具に接着するときにインゴットの結晶軸を中心として回転させる所定の回転角度を50度としたこと以外は、実施例1と同様にしてウェーハを作製した。これらのウェーハを実施例4とした。
実施例4のインゴットと同一形状のインゴットをスライスして51枚のウェーハを作製した。但し、スライスして得られたウェーハ表面にエピタキシャル層を形成したときのウェーハの反り量を小さくすることを考慮せず、インゴットを保持具に接着するときにインゴットの結晶軸を中心として回転させる回転角度を25度としたこと以外は、実施例1と同様にしてウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例4とした。
実施例4及び比較例4のウェーハ表面にエピタキシャル層を形成した後のウェーハの反り量を上記試験1と同様にして測定した。その結果を図12に示す。なお、図12において、切断直後のデータは比較例4のウェーハであってウェーハ表面にエピタキシャル層を形成する前のインゴットの切断直後のウェーハの反り量であった。
13a 円柱の中心軸
13b 結晶軸
13c オリエンテーションフラット(回転基準部)
13d 基準線
14 保持具
16 ワイヤソー装置(切断装置)
36 バンドソー装置(切断装置)
Claims (5)
- 円柱状の半導体単結晶インゴットを、このインゴットの円柱の中心軸とは異なる前記インゴットの結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で保持具により接着保持し、この状態で前記インゴットを切断装置によりスライスする半導体単結晶インゴットのスライス方法において、
前記切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように、前記インゴットを前記保持具により接着保持するときの前記所定の回転角度を決定することを特徴とする半導体単結晶インゴットのスライス方法。 - 予め実験により前記所定の回転角度の変化に対する前記ウェーハの反り量の変化についての相関関係を求め、前記所定の回転角度を前記相関関係から決定する請求項1記載の半導体単結晶インゴットのスライス方法。
- 前記切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が最小になるように、前記インゴットを前記保持具により接着保持するときの前記所定の回転角度を決定する請求項1記載の半導体単結晶インゴットのスライス方法。
- 前記切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になりかつこのウェーハ表面にエピタキシャル層を形成した後のウェーハの反り量が最小になるように、前記インゴットを前記保持具により接着保持するときの前記所定の回転角度を決定する請求項1記載の半導体単結晶インゴットのスライス方法。
- 前記インゴットに回転基準部を形成し、前記インゴットの結晶軸から前記回転基準部に下ろした垂線を基準線とするとき、この基準線に対する前記所定の回転角度が35〜75度、105〜145度、215〜255度、又は285〜325度の範囲である請求項1記載の半導体単結晶インゴットのスライス方法。
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