JP7007625B1 - Manufacturing method and equipment for semiconductor crystal wafers - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、高品質な半導体結晶ウェハを簡易かつ確実に製造することができる半導体結晶ウェハの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】半導体結晶ウェハであるSiCウェハの製造方法は、円筒形状に研削加工されたSiCインゴットからスライス状に切り出したウェハの表面に高精度研削加工を施したSiCウェハを得る方法であって、溝加工工程(STEP100/図1)と、切断研磨工程(STEP200/図1)と、第1面加工工程(STEP300/図1)と、第2面加工工程(STEP400/図1)とを備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor crystal wafer capable of easily and surely manufacturing a high-quality semiconductor crystal wafer. A method for manufacturing a SiC wafer, which is a semiconductor crystal wafer, is a method for obtaining a SiC wafer in which the surface of a wafer cut into slices from a SiC ingot ground into a cylindrical shape is subjected to high-precision grinding. , A groove processing step (STEP100 / FIG. 1), a cutting and polishing step (STEP200 / FIG. 1), a first surface processing step (STEP300 / FIG. 1), and a second surface processing step (STEP400 / FIG. 1). .. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、円筒形状に研削加工された半導体結晶インゴットからスライス状に切り出したウェハの表面に高精度研削加工を施した半導体結晶ウェハの製造方法および製造装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor crystal wafer in which the surface of a wafer cut into slices from a semiconductor crystal ingot ground into a cylindrical shape is subjected to high-precision grinding.

従来、この種の半導体結晶ウェハであるSiCウェハの製造方法としては、下記特許文献1に示すように、ウェハ形状形成工程として、結晶成長させた単結晶SiCの塊を円柱状のインゴットに加工するインゴット成形工程と、インゴットの結晶方位を示す目印となるよう、外周の一部に切欠きを形成する結晶方位成形工程と、単結晶SiCのインゴットをスライスして薄円板状のSiCウェハに加工するスライス工程と、修正モース硬度未満の砥粒を用いてSiCウェハを平坦化する平坦化工程と、刻印を形成する刻印形成工程と、外周部を面取りする面取り工程とを含み、次に、加工変質層除去工程として、先行の工程でSiCウェハに導入された加工変質層を除去する加工変質層除去工程を含み、最後に、鏡面研磨工程として、研磨パッドの機械的な作用とスラリーの化学的な作用を併用して研磨を行う化学機械研磨(CMP)工程を含むSiCウェハの製造方法が知られている。 Conventionally, as a method for manufacturing a SiC wafer, which is a semiconductor crystal wafer of this type, as shown in Patent Document 1 below, as a wafer shape forming step, a mass of single crystal SiC crystal-grown is processed into a columnar ingot. The ingot forming process, the crystal orientation forming process in which a notch is formed in a part of the outer periphery so as a mark indicating the crystal orientation of the ingot, and the single crystal SiC ingot are sliced and processed into a thin disk-shaped SiC wafer. A slicing step, a flattening step of flattening a SiC wafer using abrasive grains having a modified moth hardness, a marking forming step of forming a marking, and a chamfering step of chamfering the outer peripheral portion are included, and then processing is performed. The altered layer removing step includes a processed altered layer removing step of removing the processed altered layer introduced into the SiC wafer in the preceding step, and finally, as a mirror polishing step, the mechanical action of the polishing pad and the chemical of the slurry. A method for manufacturing a SiC wafer including a chemical mechanical polishing (CMP) step in which polishing is performed in combination with various actions is known.

特開2020-15646号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-15646

しかしながら、かかる従来のSiCウェハの製造方法では、製造工程が多く複雑であり、装置構成が複雑となり製造コストが嵩むという問題ある。 However, the conventional method for manufacturing a SiC wafer has many problems that the manufacturing process is complicated, the apparatus configuration is complicated, and the manufacturing cost is high.

一方で、製造工程を簡略化した場合には、SiCウェハに要求される品質を安定して得ることが困難となる。 On the other hand, if the manufacturing process is simplified, it becomes difficult to stably obtain the quality required for the SiC wafer.

そこで、本発明は、高品質な半導体結晶ウェハを簡易かつ確実に製造することができる半導体結晶ウェハの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor crystal wafer, which can easily and surely manufacture a high-quality semiconductor crystal wafer.

第1発明の半導体結晶ウェハの製造方法は、円筒形状に研削加工された半導体結晶インゴットからスライス状にウェハを切り出す半導体結晶ウェハの製造方法であって、
前記半導体結晶インゴットの側面全体に周回する複数の凹溝を形成する溝加工工程と、
前記溝加工工程において形成された複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを周回させながら前進させることにより前記半導体結晶インゴットをスライス状に切断すると共に、該複数のワイヤーの後方位置のそれぞれ配置された板状体を揺動させながら前進させることにより該板状体の側面で切断面を研磨する切断研磨工程と
を備え
前記切断研磨工程は、前記ワイヤーを前進させる台座と、前記板状体を前進させる台座とが一体に構成されることにより、該ワイヤーによる切断と該板状体による研磨とが同時に進行されることを特徴とする
The method for manufacturing a semiconductor crystal wafer according to the first invention is a method for manufacturing a semiconductor crystal wafer in which a wafer is cut into slices from a semiconductor crystal ingot ground into a cylindrical shape.
A grooving step of forming a plurality of concave grooves orbiting the entire side surface of the semiconductor crystal ingot, and
The semiconductor crystal ingot is cut into slices by advancing while rotating a plurality of wires arranged in the plurality of concave grooves formed in the groove processing step, and is arranged at each of the rear positions of the plurality of wires. The plate-shaped body is provided with a cutting and polishing step of polishing the cut surface on the side surface of the plate-shaped body by moving the plate-shaped body forward while swinging .
In the cutting and polishing step, the pedestal for advancing the wire and the pedestal for advancing the plate-shaped body are integrally configured, so that cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body can proceed at the same time. It is characterized by .

第1発明の半導体結晶ウェハの製造方法によれば、溝加工工程において、予め半導体結晶インゴットの側面全体に周回する凹溝を形成しておくことで、凹溝をガイドとしてワイヤーにより半導体結晶インゴットを精度よくスライス状に切断することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the first invention, in the groove processing step, a concave groove is formed in advance on the entire side surface of the semiconductor crystal ingot, so that the semiconductor crystal ingot is formed by a wire using the concave groove as a guide. It can be cut into slices with high accuracy.

ここで、半導体結晶インゴットを周回しながら切断するワイヤーの後方には、その切断面を揺動しながら研磨する板状体を配置し、ワイヤーの進行と共に板状体を進行させることで、切断と同時にその切断面のうねりや筋を磨き上げて除去することでき、いわゆる転写を防止して高品質な半導体結晶ウェハを得ることでき、平坦化工程において一般的に行われている遊離砥石加工、すなわち1次~4次の複数回のラップなど複雑な製造工程を大幅に簡略化することができる。 Here, a plate-shaped body to be polished while swinging the cut surface is placed behind the wire to be cut while rotating around the semiconductor crystal ingot, and the plate-shaped body is advanced as the wire progresses to perform cutting. At the same time, the waviness and streaks on the cut surface can be polished and removed, so-called transfer can be prevented and a high-quality semiconductor crystal wafer can be obtained. Complex manufacturing processes such as multiple laps of the primary to quaternary can be greatly simplified.

このように、第1発明の半導体結晶ウェハの製造方法によれば、高品質な半導体結晶ウェハを簡易かつ確実に製造することができる。 As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the first invention, a high-quality semiconductor crystal wafer can be easily and reliably manufactured.

第2発明の半導体結晶ウェハの製造装置は、円筒形状に研削加工された半導体結晶インゴットからスライス状にウェハを切り出す半導体結晶ウェハの製造装置であって、
側面全体に周回する複数の凹溝が形成された前記半導体結晶インゴットに対して、複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを周回させながら前進させて切断するワイヤーソー部と、
前記ワイヤーソー部の前記複数のワイヤーの後方位置のそれぞれ配置された板状体を揺動させながら前進させて該板状体の側面で切断面を研磨するバンド部と
を備え、
前記ワイヤーソー部と前記バンド部とは、前記ワイヤーを前進させる台座と前記板状体を前進させる台座とが一体に構成されることにより、ワイヤーによる切断と板状体による研磨とが同時に進行されることを特徴とする。
The semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the second invention is a semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus that cuts a wafer into slices from a semiconductor crystal ingot ground into a cylindrical shape.
A wire saw portion that advances and cuts a plurality of wires arranged in the plurality of concave grooves while rotating the semiconductor crystal ingot having a plurality of concave grooves formed on the entire side surface.
A band portion for polishing a cut surface on the side surface of the plate-shaped body by moving the plate-shaped body arranged at each of the rear positions of the plurality of wires of the wire saw portion while swinging and advancing the plate-shaped body is provided.
The wire saw portion and the band portion are integrally composed of a pedestal for advancing the wire and a pedestal for advancing the plate-shaped body, so that cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body are simultaneously promoted. It is characterized by that.

第2発明の半導体結晶ウェハの製造装置は、第1発明の半導体結晶ウェハの製造方法を実行する装置であって、具体的にワイヤーを前進させる台座と前記板状体を前進させる台座とが一体に構成することで、ワイヤーによる切断と板状体による研磨との同時進行を実現することができる。 The semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the second invention is an apparatus for executing the semiconductor crystal wafer manufacturing method of the first invention, and specifically, a pedestal for advancing a wire and a pedestal for advancing the plate-like body are integrated. By configuring the above, it is possible to realize simultaneous progress of cutting with a wire and polishing with a plate-shaped body.

このように、第2発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、実際に高品質な半導体結晶ウェハを簡易かつ確実に製造することができる。 As described above, according to the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the second invention, it is possible to easily and reliably manufacture a high-quality semiconductor crystal wafer.

第3発明の半導体結晶ウェハの製造装置は、第2発明において、
前記ワイヤーソー部と前記バンド部とは、前記半導体結晶インゴットが周回する前記ワイヤーの外側に配置されて該ワイヤーおよび前記板状体が周方向外方に進行することを特徴とする。
The semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the third invention is described in the second invention.
The wire saw portion and the band portion are arranged outside the wire around which the semiconductor crystal ingot circulates, and the wire and the plate-like body travel outward in the circumferential direction.

第3発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、ワイヤーソー部とバンド部とを、半導体結晶インゴットが周回するワイヤーの外側に配置し、ワイヤーおよび板状体を周方向外方に進行させることで、ワイヤーによる高精度の切断と板状体による研磨とを具体的に実現することができる。 According to the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the third invention, the wire saw portion and the band portion are arranged outside the wire around which the semiconductor crystal ingot circulates, and the wire and the plate-like body are advanced outward in the circumferential direction. Therefore, high-precision cutting with a wire and polishing with a plate-shaped body can be concretely realized.

このように、第3発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、実際に高品質な半導体結晶ウェハを簡易かつ確実に製造することができる。 As described above, according to the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the third invention, it is possible to easily and reliably manufacture a high-quality semiconductor crystal wafer.

第4発明の半導体結晶ウェハの製造装置は、第2発明において、
前記ワイヤーソー部と前記バンド部とは、前記半導体結晶インゴットが周回する前記ワイヤーの内側に配置されて該ワイヤーおよび前記板状体が周方向内方に進行することを特徴とする。
The semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the fourth invention is described in the second invention.
The wire saw portion and the band portion are arranged inside the wire around which the semiconductor crystal ingot rotates, and the wire and the plate-like body advance inward in the circumferential direction.

第4発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、ワイヤーソー部とバンド部とを、半導体結晶インゴットが周回するワイヤーの内側に配置し、ワイヤーおよび板状体を周方向内方に進行させることで、ワイヤーによる高精度の切断と板状体による研磨とを具体的に実現することができる。 According to the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the fourth invention, the wire saw portion and the band portion are arranged inside the wire around which the semiconductor crystal ingot circulates, and the wire and the plate-like body are advanced inward in the circumferential direction. Therefore, high-precision cutting with a wire and polishing with a plate-shaped body can be concretely realized.

このように、第4発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、実際に高品質な半導体結晶ウェハを簡易かつ確実に製造することができる。 As described above, according to the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the fourth invention, it is possible to easily and reliably manufacture a high-quality semiconductor crystal wafer.

本実施形態のSiCウェハ(半導体結晶ウェハ)の製造方法の工程全体を示すフローチャート。The flowchart which shows the whole process of the manufacturing method of the SiC wafer (semiconductor crystal wafer) of this embodiment. 図1のSiCウェハの製造方法における溝加工工程の内容を示す説明図。It is explanatory drawing which shows the content of the groove processing process in the manufacturing method of the SiC wafer of FIG. 図1のSiCウェハの製造方法における切断研磨工程の内容を示す説明図。It is explanatory drawing which shows the content of the cutting polishing process in the manufacturing method of the SiC wafer of FIG. 図1のSiCウェハの製造方法における第1面加工工程および第2面加工工程の内容を示す説明図。It is explanatory drawing which shows the contents of the 1st surface processing process and the 2nd surface processing process in the manufacturing method of the SiC wafer of FIG. 図1のSiCウェハの製造方法における切断研磨工程の変更例を示す説明図。The explanatory view which shows the modification example of the cutting polishing process in the manufacturing method of the SiC wafer of FIG. 図1のSiCウェハの製造方法における切断研磨工程の他の変更例を示す説明図。The explanatory view which shows the other modification example of the cutting polishing process in the manufacturing method of the SiC wafer of FIG.

図1に示すように、本実施形態において、半導体結晶ウェハであるSiCウェハの製造方法は、円筒形状に研削加工されたSiCインゴットからスライス状に切り出したウェハの表面に高精度研削加工を施したSiCウェハを得る方法であって、溝加工工程(STEP100/図1)と、切断研磨工程(STEP200/図1)と、第1面加工工程(STEP300/図1)と、第2面加工工程(STEP400/図1)とを備える。 As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the method for manufacturing a SiC wafer, which is a semiconductor crystal wafer, is to perform high-precision grinding on the surface of a wafer cut into slices from a SiC ingot ground into a cylindrical shape. A method for obtaining a SiC wafer, which is a groove processing step (STEP100 / FIG. 1), a cutting and polishing process (STEP200 / FIG. 1), a first surface processing step (STEP300 / FIG. 1), and a second surface processing step (STEP300 / FIG. 1). STEP400 / FIG. 1) is provided.

図2~図5を参照して各工程の詳細について説明する。 Details of each step will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

まず、図2に示すSTEP100の溝加工工程では、予め結晶させたSiC結晶1に対して、インゴット加工工程において、結晶方位を定めて円筒研削加工を施して得られる円筒形状のSiCインゴット10を準備する。 First, in the groove processing step of STEP 100 shown in FIG. 2, a cylindrical SiC ingot 10 obtained by subjecting a pre-crystallized SiC crystal 1 to a cylindrical grinding process in which a crystal orientation is determined in the ingot processing step is prepared. do.

そして、STEP100の溝加工工程では、かかるSiCインゴット10に対して、側面全体に周回する複数の凹溝11を形成する。 Then, in the grooving step of STEP 100, a plurality of concave grooves 11 are formed around the entire side surface of the SiC ingot 10.

具体的に、STEP100の溝加工工程では、複数の凹溝11に対応した複数の凸部21が側面全体に形成された溝加工ドラム砥石20を互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながらSiCインゴット10に圧接することにより凹溝11を形成する。 Specifically, in the grooving process of STEP 100, the SiC ingot is rotated while rotating the grooving drum grindstone 20 having a plurality of convex portions 21 corresponding to the plurality of concave grooves 11 formed on the entire side surface on rotation axes parallel to each other. The concave groove 11 is formed by pressure contacting the 10.

なお、溝加工工程により得られたSiCインゴット10(特に凹溝11)に対して化学処理的手法によりノンダメージの鏡面加工を施すことが望ましい。 It is desirable that the SiC ingot 10 (particularly the concave groove 11) obtained by the groove processing step is subjected to non-damage mirror surface processing by a chemical treatment method.

次に、図3に示すSTEP200の切断研磨工程では、STEP100の溝加工工程において形成された複数の凹溝11に、切断加工装置であるワイヤーソー部30の複数のワイヤー31を配置し、ワイヤー31を周回させながら前進させることによりSiCインゴット10をスライス状に切断すると共に、複数のワイヤー31の後方位置のそれぞれ配置された、研磨加工装置であるバンド部40の板状体41を揺動させながら前進させることにより該板状体41の側面で切断面を研磨する切断研磨する。 Next, in the cutting and polishing step of STEP 200 shown in FIG. 3, a plurality of wires 31 of the wire saw portion 30 which is a cutting processing device are arranged in the plurality of concave grooves 11 formed in the groove processing step of STEP 100, and the wires 31 are arranged. The SiC ingot 10 is cut into slices by advancing while orbiting the wire 31, and the plate-shaped body 41 of the band portion 40, which is a polishing device, arranged at each of the rear positions of the plurality of wires 31 is swung. The cut surface is polished on the side surface of the plate-shaped body 41 by advancing while cutting.

なお、STEP200の切断研磨工程を実現する、半導体結晶ウェハ(SiCウェハ)の製造装置(切断研磨装置)の構成としては、SiCインゴット10の両端を固定する固定部材32に対して、複数のワイヤー31をワイヤーソーボビン33を介して周回させながら前進させて切断するワイヤーソー部30(ワイヤーソー装置)と、切断面を研磨する板状体41と板状体41の両端に設けられ該板状体41を揺動させる揺動機構42(例えばアクチュエータ装置など)とを有するバンド部40(バンドソー装置と類似する構成であって切断を目的としない装置)と備える。 The semiconductor crystal wafer (SiC wafer) manufacturing apparatus (cutting and polishing apparatus) that realizes the cutting and polishing process of STEP200 includes a plurality of wires 31 with respect to the fixing member 32 that fixes both ends of the SiC ingot 10. Is provided at both ends of a wire saw portion 30 (wire saw device) for polishing a cut surface, and a plate-shaped body 41, which is provided at both ends of the plate-shaped body. It is provided with a band portion 40 (a device having a structure similar to that of a band saw device and not intended for cutting) having a swing mechanism 42 (for example, an actuator device or the like) for swinging the 41.

ワイヤーソー部30とバンド部40とは、固定部材32に対してスライド自在に構成された(SiCインゴット10および固定部材32は固定されて動かない)、ワイヤーソー部30を前進させる台座であるフレーム34,35と、バンド部40を前進させる台座であるフレーム34,35とが共通で一体として構成されることにより、ワイヤー31による切断と板状体41による研磨とが同時に進行される。 The wire saw portion 30 and the band portion 40 are configured to be slidable with respect to the fixing member 32 (the SiC ingot 10 and the fixing member 32 are fixed and do not move), and the frame is a pedestal for advancing the wire saw portion 30. Since the frames 34 and 35 and the frames 34 and 35, which are the pedestals for advancing the band portion 40, are commonly configured as one, cutting by the wire 31 and polishing by the plate-shaped body 41 proceed at the same time.

これにより、STEP100の溝加工工程において、予めSiCインゴット10の側面全体に周回する複数の凹溝11が形成されているため、複数の凹溝11をガイドとして複数のワイヤー31によりSiCインゴット10を一回的処理で精度よくスライス状に切断することができる。 As a result, in the groove processing step of STEP 100, since a plurality of concave grooves 11 are formed in advance around the entire side surface of the SiC ingot 10, the SiC ingot 10 is connected by a plurality of wires 31 using the plurality of concave grooves 11 as guides. It can be cut into slices with high accuracy by circular processing.

さらに、SiCインゴット10を周回しながら切断する複数のワイヤー31の後方には、その切断面を揺動しながら研磨する複数の板状体41が配置され、複数のワイヤー31の進行と共に複数の板状体41を進行させることで、切断と同時にその切断面を一回的処理でうねりや筋を磨き上げて除去することでき、表面平滑性の極めて高い高品質なSiCウェハ100を得ることができ、改めて面取り工程や切断面に一面を基準面とする基準面加工工程などを行う必要もない。 Further, behind the plurality of wires 31 that are cut while rotating around the SiC ingot 10, a plurality of plate-like bodies 41 that are polished while swinging the cut surface are arranged, and the plurality of plates are arranged as the plurality of wires 31 progress. By advancing the shape 41, it is possible to polish and remove undulations and streaks at the same time as cutting by a single treatment, and it is possible to obtain a high-quality SiC wafer 100 with extremely high surface smoothness. It is possible , and there is no need to perform a chamfering process or a reference surface processing process with one surface as the reference surface on the cut surface.

次に、図4に示すように、STEP300の第1面加工工程では、切断面のいずれか一方の一面110を支持面として、残る他面120にメカニカルポリッシュ(高精度研削加工)を施す。ここで、STEP200の切断研磨工程により得られたSiCインゴット10は2つの切断面のいずれもが高い平滑性を有するため、いずれの切断面をも支持面(基準面)とすることができるためである。 Next, as shown in FIG. 4, in the first surface processing step of STEP 300, one surface 110 of one of the cut surfaces is used as a support surface, and the remaining other surface 120 is mechanically polished (high-precision grinding). Here, since the SiC ingot 10 obtained by the cutting and polishing step of STEP 200 has high smoothness on both of the two cut surfaces, any of the cut surfaces can be used as a support surface (reference surface). be.

具体的には、第1面加工工程では、メカニカルポリッシュを施すメカニカルポリッシュ装置50(超高合成高精度研削加工装置)により、研削加工を行う。 Specifically, in the first surface processing step, grinding is performed by a mechanical polishing device 50 (ultra-high synthetic high-precision grinding device) that performs mechanical polishing.

メカニカルポリッシュ装置50は、スピンドル51と、定盤であるプラテン52上のダイアモンド砥石53とを備える。 The mechanical polishing device 50 includes a spindle 51 and a diamond grindstone 53 on a platen 52 which is a surface plate.

まず、ここで一面110を上面として、スピンドル51の吸着プレートである真空ポーラスチャック54に吸着させて支持させ、他面120を下面として、ダイアモンド砥石53により他面120を研削加工する。 First, the other surface 120 is ground by the diamond grindstone 53 with the one surface 110 as the upper surface and the vacuum porous chuck 54 which is the suction plate of the spindle 51 sucking and supporting the other surface 120 as the lower surface.

このとき、スピンドル51およびダイアモンド砥石53は、図示しない駆動装置により回転駆動されると共に、図示しないコンプレッサーなどによりスピンドル51がダイアモンド砥石53に押圧されることにより他面120に研削加工が施される。 At this time, the spindle 51 and the diamond grindstone 53 are rotationally driven by a drive device (not shown), and the spindle 51 is pressed against the diamond grindstone 53 by a compressor (not shown) or the like to grind the other surface 120.

なお、研削加工後には、ドレッサー等によりダイアモンド砥石53へのドレッシングが施されてもよい。 After the grinding process, the diamond grindstone 53 may be dressed with a dresser or the like.

また、メカニカルポリッシュ装置50は、必要に応じて、加工時に複数の機能水を使用可能なように機能水供給配管を有してもよい。 Further, the mechanical polish device 50 may have a functional water supply pipe so that a plurality of functional waters can be used at the time of processing, if necessary.

次に、STEP400の第2面加工工程では、第1面加工工程により、高精度研削加工が施された他面120を上面として、一面110に対して、第1面加工工程と同様の高精度研削加工を施す。 Next, in the second surface processing step of STEP 400, the other surface 120 that has been subjected to high-precision grinding by the first surface processing step is set as the upper surface, and the one surface 110 has the same high accuracy as the first surface processing step. Grind.

すなわち、他面120を上面として、スピンドル51の吸着プレートである真空ポーラスチャック54に吸着させ、一面110を下面として、ダイアモンド砥石53により一面110を研削加工する。 That is, the other surface 120 is used as the upper surface, and the vacuum porous chuck 54, which is the suction plate of the spindle 51, is attracted to the vacuum porous chuck 54, and the one surface 110 is used as the lower surface, and the one surface 110 is ground by the diamond grindstone 53.

この場合にも、必要に応じて、ドレッサー等をダイアモンド砥石53に押圧することによりドレッシングが施されてもよい。 In this case as well, dressing may be applied by pressing a dresser or the like against the diamond grindstone 53, if necessary.

かかるSTEP300の第1面加工工程およびSTEP400の第2面加工工程のメカニカルポリッシュ(高精度研削加工)処理によれば、切断研磨工程により得られた高い平坦性を有するトランスファレス切断面のいずれか一方を支持面(吸着面)として、残りの面に順次、メカニカルポリッシュ(高精度研削加工)を施していくことで、いわゆる転写を防止して高品質なSiCウェハを得ることできると共に、従来の遊離砥石加工、すなわち1次~4次の複数回のラップなど複雑な製造工程を大幅に簡略化することができる。 According to the mechanical polishing (high-precision grinding) treatment of the first surface processing step of STEP300 and the second surface processing step of STEP400, either one of the transferless cut surfaces having high flatness obtained by the cutting and polishing step. By sequentially applying mechanical polish (high-precision grinding) to the remaining surface as a support surface (suction surface), so-called transfer can be prevented and a high-quality SiC wafer can be obtained, and the conventional surface can be obtained. It is possible to greatly simplify complicated manufacturing processes such as free grinding, that is, multiple laps of the first to fourth orders.

より具体的には、砥石を替えて粗研削や複数回の仕上げ研削を行う必要がなく、例えば、♯30000以上の砥石により直接1回の研削加工により仕上げまで行うことがでるため、簡易であるばかりでなく、SiCウェハ100から利用できる真性半導体層を大きく確保するすることができるという優位性がある。 More specifically, it is not necessary to change the grindstone to perform rough grinding or finish grinding a plurality of times. Not only that, there is an advantage that the intrinsic semiconductor layer that can be used from the SiC wafer 100 can be largely secured.

なお、STEP300の第1面加工工程およびSTEP400の第2面加工工程の高精度研削加工処理において、SiCウェハ100のサイズは、現在8インチまでであり、それぞれの口径のウェハはヘッドの面積に応じて、セットされ、(12インチまでが可能)高精度研削加工処理が行われる。 In the high-precision grinding process of the first surface processing process of STEP300 and the second surface processing process of STEP400, the size of the SiC wafer 100 is currently up to 8 inches, and the wafer of each diameter depends on the area of the head. Is set and high precision grinding process (up to 12 inches is possible) is performed.

以上が本実施形態のSiCウェハの製造方法の詳細である。以上、詳しく説明したように、かかる本実施形態のSiCウェハの製造方法によれば、高品質なSiCウェハを簡易かつ確実に製造することができる。 The above is the details of the method for manufacturing a SiC wafer according to this embodiment. As described in detail above, according to the method for manufacturing a SiC wafer according to the present embodiment, it is possible to easily and reliably manufacture a high-quality SiC wafer.

なお、本実施形態のSiCウェハの製造方法において、上述の一連の処理の後、必要に応じて、化学機械研磨(CMP)工程やウェア洗浄工程が行われてもよい。 In the method for manufacturing a SiC wafer of the present embodiment, a chemical mechanical polishing (CMP) step or a wear cleaning step may be performed, if necessary, after the above-mentioned series of processes.

また、本実施形態は、半導体結晶ウェハの製造方法として、SiCインゴットからSiCウェハを製造する場合について説明したが、半導体結晶は、SiCに限定されるものはなく、ガリヒソ、インジュウムリン、シリコン、その他の化合物半導体であってもよい。 Further, in the present embodiment, a case where a SiC wafer is manufactured from a SiC ingot has been described as a method for manufacturing a semiconductor crystal wafer, but the semiconductor crystal is not limited to SiC, and the semiconductor crystal is not limited to SiC. Other compound semiconductors may be used.

また、本実施形態では、図3のように、ワイヤーソー部30およびバンド部40とSiCインゴット10との位置関係が、SiCインゴット10が周回するワイヤー31の内側に配置されて該ワイヤー31および板状体41が周方向内方(図中上側)に進行する場合について説明したが、これに限定されるものではない。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the positional relationship between the wire saw portion 30 and the band portion 40 and the SiC ingot 10 is arranged inside the wire 31 around which the SiC ingot 10 circulates, and the wire 31 and the plate are arranged. The case where the shape 41 advances inward in the circumferential direction (upper side in the figure) has been described, but the present invention is not limited to this.

例えば、図5に示すように、ワイヤーソー部30およびバンド部40とSiCインゴット10との位置関係は、SiCインゴット10が周回するワイヤー31の外側に配置されてもよい。この場合、ワイヤー31および板状体41は、周方向外方(図中下側)に進行して、SiCインゴット10を切断研磨する。 For example, as shown in FIG. 5, the positional relationship between the wire saw portion 30 and the band portion 40 and the SiC ingot 10 may be arranged outside the wire 31 around which the SiC ingot 10 orbits. In this case, the wire 31 and the plate-shaped body 41 proceed outward in the circumferential direction (lower side in the figure) to cut and polish the SiC ingot 10.

また、例えば、図6に示すように、ワイヤーソー部30およびバンド部40とSiCインゴット10との位置関係は、SiCインゴット10が周回するワイヤー31の内側に配置されてもよい。この場合、ワイヤー31および板状体41は、周方向内方(図中下側)に進行して、SiCインゴット10を切断研磨する。 Further, for example, as shown in FIG. 6, the positional relationship between the wire saw portion 30 and the band portion 40 and the SiC ingot 10 may be arranged inside the wire 31 around which the SiC ingot 10 circulates. In this case, the wire 31 and the plate-shaped body 41 proceed inward in the circumferential direction (lower side in the figure) to cut and polish the SiC ingot 10.

さらに、本実施形態において、バンド部40の板状体41は、複数のワイヤー31の後方にすべて設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図6に示すように、板状体41は、1つおきに設けるようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the case where all the plate-shaped bodies 41 of the band portion 40 are provided behind the plurality of wires 31 has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 6, the plate-shaped bodies 41 may be provided every other plate-shaped body 41.

この場合、切断により得られたSiCウェハ100は、2つの切断面のうち一方が板状体41により研磨された基準研磨面であり、他面が板状体41による研磨がなされていない未研磨面となる。そのため、STEP300では、基準研磨面110を上面として、スピンドル51の吸着プレートである真空ポーラスチャック54に吸着させて支持させ、ワイヤー跡が残る他面120を下面として、ダイアモンド砥石53により他面120を研削加工する。これにより、複数の板状体41の設置数を半減させてバンド部40の装置構成を簡易にした場合でも、メカニカルポリッシュ装置50により高品質のSiCウェハ100を得ることができる。 In this case, the SiC wafer 100 obtained by cutting is a reference polished surface in which one of the two cut surfaces is polished by the plate-shaped body 41, and the other surface is unpolished by the plate-shaped body 41. It becomes a face. Therefore, in STEP 300, the reference polishing surface 110 is used as the upper surface, and the vacuum porous chuck 54, which is the suction plate of the spindle 51, is attracted and supported, and the other surface 120 on which the wire trace remains is used as the lower surface, and the other surface 120 is provided by the diamond grindstone 53. Grind. As a result, even when the number of the plurality of plate-shaped bodies 41 installed is halved to simplify the device configuration of the band portion 40, the mechanical polish device 50 can obtain a high-quality SiC wafer 100.

1…SiC結晶(半導体結晶)、10…SiCインゴット(半導体結晶インゴット)、11…凹溝、20…溝加工ドラム砥石、21…凸部、30…ワイヤーソー部、31…ワイヤー、32…固定部材、33…ワイヤーソーボビン、34,35…フレーム(台座)、40…バンド部、41…板状体、42…揺動機構、50…メカニカルポリッシュ装置(超高合成高精度研削加工装置)、51…スピンドル、52…プラテン、53…ダイアモンド砥石、54…真空ポーラスチャック(吸着プレート)、100…SiCウェハ(半導体結晶ウェハ)、110…一面、120…他面。 1 ... SiC crystal (semiconductor crystal), 10 ... SiC ingot (semiconductor crystal ingot), 11 ... concave groove, 20 ... grooved drum grindstone, 21 ... convex part, 30 ... wire saw part, 31 ... wire, 32 ... fixing member , 33 ... Wire saw bobbin, 34, 35 ... Frame (pedestal), 40 ... Band part, 41 ... Plate-like body, 42 ... Swing mechanism, 50 ... Mechanical polishing device (ultra-high synthetic high-precision grinding device), 51 ... Spindle, 52 ... Platen, 53 ... Diamond grindstone, 54 ... Vacuum porous chuck (suction plate), 100 ... SiC wafer (semiconductor crystal wafer), 110 ... One side, 120 ... Other side.

Claims (4)

円筒形状に研削加工された半導体結晶インゴットからスライス状にウェハを切り出す半導体結晶ウェハの製造方法であって、
前記半導体結晶インゴットの側面全体に周回する複数の凹溝を形成する溝加工工程と、
前記溝加工工程において形成された複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを周回させながら前進させることにより前記半導体結晶インゴットをスライス状に切断すると共に、該複数のワイヤーの後方位置のそれぞれ配置された板状体を揺動させながら前進させることにより該板状体の側面で切断面を研磨する切断研磨工程と
を備え
前記切断研磨工程は、前記ワイヤーを前進させる台座と、前記板状体を前進させる台座とが一体に構成されることにより、該ワイヤーによる切断と該板状体による研磨とが同時に進行されることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor crystal wafer, in which a wafer is cut into slices from a semiconductor crystal ingot ground into a cylindrical shape.
A grooving step of forming a plurality of concave grooves orbiting the entire side surface of the semiconductor crystal ingot, and
The semiconductor crystal ingot is cut into slices by advancing while rotating a plurality of wires arranged in the plurality of concave grooves formed in the groove processing step, and is arranged at each of the rear positions of the plurality of wires. The plate-shaped body is provided with a cutting and polishing step of polishing the cut surface on the side surface of the plate-shaped body by moving the plate-shaped body forward while swinging .
In the cutting and polishing step, the pedestal for advancing the wire and the pedestal for advancing the plate-shaped body are integrally configured, so that cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body can proceed at the same time. A method for manufacturing a semiconductor crystal wafer.
円筒形状に研削加工された半導体結晶インゴットからスライス状にウェハを切り出す半導体結晶ウェハの製造装置であって、
側面全体に周回する複数の凹溝が形成された前記半導体結晶インゴットに対して、複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを周回させながら前進させて切断するワイヤーソー部と、
前記ワイヤーソー部の前記複数のワイヤーの後方位置のそれぞれ配置された板状体を揺動させながら前進させて該板状体の側面で切断面を研磨するバンド部と
を備え、
前記ワイヤーソー部と前記バンド部とは、前記ワイヤーを前進させる台座と前記板状体を前進させる台座とが一体に構成されることにより、ワイヤーによる切断と板状体による研磨とが同時に進行されることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造装置。
A semiconductor crystal wafer manufacturing device that cuts wafers into slices from a semiconductor crystal ingot that has been ground into a cylindrical shape.
A wire saw portion that advances and cuts a plurality of wires arranged in the plurality of concave grooves while rotating the semiconductor crystal ingot having a plurality of concave grooves formed on the entire side surface.
A band portion for polishing a cut surface on the side surface of the plate-shaped body by moving the plate-shaped body arranged at each of the rear positions of the plurality of wires of the wire saw portion while swinging and advancing the plate-shaped body is provided.
The wire saw portion and the band portion are integrally composed of a pedestal for advancing the wire and a pedestal for advancing the plate-shaped body, so that cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body are simultaneously promoted. A semiconductor crystal wafer manufacturing device characterized by the above.
請求項2記載の半導体結晶ウェハの製造装置において、
前記ワイヤーソー部と前記バンド部とは、前記半導体結晶インゴットが周回する前記ワイヤーの外側に配置されて該ワイヤーおよび前記板状体が周方向外方に進行することを特徴とする半導体結晶ウェハの製造装置。
In the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus according to claim 2,
The wire saw portion and the band portion are arranged outside the wire around which the semiconductor crystal ingot circulates, and the wire and the plate-like body travel outward in the circumferential direction of the semiconductor crystal wafer. Manufacturing equipment.
請求項2記載の半導体結晶ウェハの製造装置において、
前記ワイヤーソー部と前記バンド部とは、前記半導体結晶インゴットが周回する前記ワイヤーの内側に配置されて該ワイヤーおよび前記板状体が周方向内方に進行することを特徴とする半導体結晶ウェハの製造装置。
In the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus according to claim 2,
The wire saw portion and the band portion are arranged inside the wire around which the semiconductor crystal ingot circulates, and the wire and the plate-like body advance inward in the circumferential direction of the semiconductor crystal wafer. Manufacturing equipment.
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