JPH02255304A - 半導体ウェーハのスライス装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は半導体材料のインゴット（バルク単結晶体）
から半導体ウェーハを切り出す即ちスライスする装置（
スライサー）及びそれを用いてスライスする方法に関す
るものである。

「従来の技術」 半導体材料のインゴット（単結晶）からウェーハを製造
するには、スライス装置のインゴット保持具にインゴッ
トを取りつけて切断用の薄刃のダイヤモンド砥石によっ
てインゴットを薄い板状に切断して製造する。この場合
に切断用砥石として円環の内周に刃をもうけた内周刃砥
石が通常用いられ、稀には円板の外周を刃とした外周刃
砥石を用いることもある。

ウェーハはエピタキシャル成長等の後工程を円滑に行う
ためにウェーハの結晶面に対する面方位分保持せしめる
必要がある。この面方位は例えば結晶面に平行の場合、
或いは結晶面に一定の角度（Ｏｆｆ　）ｔ−持たせる場
合もある。

従来のスライサー（スライス装置）によってインゴット
からウェーハを所定の面方位で切り出すには、先ずイン
ゴットの先端を切断して端面を造り、次にウェーハの裏
となる面を切断して一枚のサンプル用つェーハ金切り出
す。得られたサンプル用ウェーハをＸ線面方位検定装置
に掛けて該ウェーハの面の面方位を求める。それを基準
として要求される所定の面方位になるように砥石面（切
断面）に対するインゴットの角度を修正して切断してイ
ンゴット端面とし、ついで多数のウェーハを切り出す方
法を取るのが一般的であった。

「発明が解決しようとする課題」 しかし前記の従来のスライス装置を用いた製造方法では
、先ずサンプル用ウェーハを切り出すのに時間を要し、
またサンプル用つェーハヲ別ノ場所でＸ線面方位検定装
置に掛けて測定してインゴットの方向を修正する手間が
かかり、且つ修正さｎた後に切り出される次の一枚の薄
板（ウェーハ）も両面が平行でないのでロスとなる等、
検査ロスが大きくコストが高くなるという課題があった
。

「課題を解決するための手段」 この発明はスライサーの本体にレーザ発振装置（以下レ
ーザ光源という）を取りつけ、インゴットの端面にレー
ザ光を当ててスライサーの砥石による切断面の方向を検
出するようにしたことを特徴とする半導体ウェーハのス
ライス装置（スライサー）である。レーザ発振装置とし
てはＨｅ　−Ｎｅレーザ発振装置など可視光線レーザが
望ましい。

スライサーとしてエアスピンドル方式のように中空軸に
内周刃砥石を取りつけた方式の場合は中空軸の後端にレ
ーザ光源を固定する。或いは中空軸でない場合やレーザ
光源の位置が適切でない場合にはインゴットの後端方向
の適当な位置にレーザ光源を固定する。またレーザ光を
プリズム或いは反射鏡を用いて光束の方向を誘導してレ
ーザ光源の取りつけ位置を適当な場所にすることもでき
る。

本発明のスライス方法として前記装置を用いるには、中
空軸の後端にレーザ光源をもうけた場合、先ず一つのイ
ンゴット（Ａ）のスライス作業が終了した後、該インゴ
ット（への端面に鏡面を有する平行度と平坦度の高い鏡
面平板の小片、通常８ｉＥラーウエーハが良い、を吸着
させてその面にレーザ光を発射しその反射レーザ光が発
射したレーザ光源のスリットに戻るようにレーザ光源の
方向を固定する。インゴットの砥石による切断端面は凹
凸があり光を乱反射し鋭い反射光が得られないので鏡面
平板の小片を使用するのである。予め次にスライスする
他のインゴット（Ｂ）の一端を切断して端面の面方位を
測定しておく。スライス作業の終わったインゴット（Ａ
）をインゴット保持具から取り外し、新しいインゴット
（Ｂを取りつけ、その端面に前記の小片を吸着させてレ
ーザ光を発射し、反射レーザ光がレーザ光源のスリット
にもどるようにインゴット保持具を回転してインゴット
（Ｂ）の方向を調整する。そうするとインゴット（Ｂ）
の端面は切断しようとする仮想（加工される）の切断面
と平行となるから、予め測定したインゴット■）の端面
の面方位に応じて修正角だけインゴット■）の方向を補
正し、スライス作業を開始する方法である。

中空軸でなく即ち外周刃砥石の場合にはインゴット（Ａ
）、インゴット（Ｂ）の端面の端に小片を吸着させて、
はみ出した部分にレーザ光を当てるとよい。

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の具体例を示す斜視図で、第１図（ａ）
はその概念を示す平面図である。スライス装置の本体１
の上にはインゴット保持具２が方向調整が可能で且つ一
枚のウェーハを切断する毎にウェーハの厚さだけ前進す
るようになってい盃。インゴット保持具２の反対側には
中空軸７により回転させられる内周刃砥石（ブレード）
３がもうけられている。該内周刃砥石３もしくはインゴ
ット保持具２が上下に移動してインゴット４を切断する
。中空軸７の軸線の延長上にレーザ光源５がスライス装
置の本体１に取りつけられている。

この装置を使用する際にはウェーハのスライス作業が完
了したインゴット（２）の端面に、図面のように、鏡面
平板の小片６を水によって吸着させる。

レーザ光源５から図面の矢印の方向にレーザ光を発射し
て反射光がレーザ光源５のスリットに戻るようにレーザ
光源５の方向を調整して固定する。

スライスの完了したインゴット囚）を取り外し、予め端
面の面方位を測定したインゴット０３）をインゴット保
持具２に取りつけ、端面に小片６を吸着してレーザ光を
発射し、反射光がレーザ光源５のスリットに戻るように
インゴット（ト）の方向を調整する。そうするとインゴ
ットの）はこの端面に平行にスライスされることになる
。それ故予め測定しておいたインゴット（Ｂ）の端面の
面方位とウェーハに要求される所要のＯｆｆ　角度によ
りインゴット（Ｂの角度を調整してスライス作業を行う
ものである。

第２図、第２図Ｇ）は本発明の別の具体例を示すもので
あり、スライス装置の本体１のインゴット保持具２を支
持する部分にレーザ光源５をインゴットには概ね平行に
なるように取りつけである。

この場合には鏡面平板の小片は前記インゴット端面の外
周から一部はみ出した位置に吸着させて、小片の吸着し
た面からレーザ光を反射させる。この場合もウェーハを
スライスする作業は前記と同様に行うことができる。但
し第４図に示すようにインゴット端面に吸着した小片は
、特に安価なＳｉミラーウェーハを使用する場合、端面
から外部にでた部分で少しソリを発生し入射光と反射光
の間に誤差α、βが生ずる恐れがある。従って小片のは
み出し部分すなわちレーザ光の通過路がインゴットの外
周から１０　ｍｍ以下の距離とするのがよい。

第５図、第３図（ａ）はさらに別の具体例を示すもので
ある。この場合はレーザ光の通過路に反射鏡８をもうけ
たものであり、レーザ光源５を砥石の軸線から別の位置
にもうけたものである。このようにレーザ光の通過路に
反射鏡あるいはプリズムをもうけてレーザ光源を任意の
位置に設置することができる。

「実施例」 （１）第１図に示すようなスライス装置すなわち内周刃
砥石でエアスピンドル方式（中空軸）で軸線の延長上に
レーザ光源をもうけた装置を用いて、ＬＥＯＧａＡｓき
の３　ｉｎΦのインゴットをスライス実験を行った。

鏡面平板の小片としてｓｉＥラーウェーハを用いた。ス
ライス作業を完了したインゴット（Ａ）の端面の中心に
小片を水で吸着させてレーザ光源の方向を調整して固定
した。

インゴット（Ａ）を取り外し、予め切断した端面が（１
００）±０，０５°であったインゴットＱ３）を取りつ
けて、その端面に小片を吸着してレーザの反射光が元に
戻るようにインゴット＠）の方向を調整した。そのまま
インゴット（１３）をスライスしたところ始めから（１
００）面を有するウェーハをスライスすることができた
。次にこのインゴット（［３）に２０のＯｆｆを与えて
スライスしてウェーハを造りＸ線面方位検定装置によっ
て検定するとそのウェーハは２．０７０のＯｆｆである
ことが分った。

（２）メカニカルベアリング方式で中空軸でないスライ
ス装置を用いて前記と同様の手順でスライス作業を行っ
た。第２図のようにレーザ光源はインゴット保持具の横
にインゴット外周から１０ｍｍの距離に平行に固定した
。従って鏡面平板の小片はインゴット端面の外周から１
０ｍｍ以上はみ出すように吸着させた。

そして２ｏのＯｆｆをセットしてスライスしたところ製
造されたウェーハは２．０９’Ｏｆｆの面方位であった
。

（３）前記の（２）の装置においてレーザ光源をインゴ
ット端面の外周から２０ｍｍ　　の距離にもうけた装置
を用いて同じ方法でスライスした。得られたウェーハは
２．２５’Ｏｆｆの面方位であった。

「発明の効果」 以上に詳しく説明したように、本発明の半導体ウェーハ
のスライス装置及び方法を用いると、単に従来の装置に
レーザ光源を設置して鏡面平板の小片を用いるだけでイ
ンゴットの面方位に対する切断面の方向を確定できるの
で、サンプル用ウェーハを切り出して別の場所でウェー
ハの面方位を検定して後再びインゴットの方向を調整す
る必要が省ける。そして始めから所定のＯｆｆ　を有す
る半導体ウェーハを製造できてスライス作業のコストを
低減できる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体例を示す斜視図、第１図軸）はそ
の原理を示す模式平面図である。第２図、第３図はそれ
ぞれ他の具体例の斜視図、第２図（ａ）、第５図（ａ）
はそれぞれ原理を示す模式平面図である。 第４図はインゴットの端面に鏡面平板の小片を吸着した
状態を示す平面図である。 １ニスライス装置本体　２：インゴット保持具、３：内
周刃（切断）砥石 ４：インゴット　　　　５：レーザ光源６：鏡面平板の
小片　　７：中空軸 ８：反射鏡 代理人　　弁理士　１）中　理　夫 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体の単結晶のインゴットから半導体ウェーハを
   スライスするための装置（スライサー）において、スラ
   イス装置本体にインゴットの端面をほぼ垂直にレーザ光
   を照射する位置に角度を調整して固定することができる
   レーザ光源をもうけたことを特徴とする半導体ウェーハ
   のスライス装置 ２、レーザ光源としてＨｅ−Ｎｅレーザーを用いること
   を特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハのスライス
   装置 ３、インゴットの端面に直接レーザ光を照射することが
   できることを特徴とする請求項１もしくは２記載の半導
   体ウェーハのスライス装置 ４、インゴットの外周から半径方向に２０ｍｍ以内の距
   離にインゴットにほぼ平行してインゴット端面の後方か
   らレーザ光を照射する位置にレーザ光源をもうけること
   を特徴とする請求項１もしくは２記載の半導体ウェーハ
   のスライス装置 ５、レーザ光源からのレーザ光の通過路に反射鏡あるい
   はプリズムをもうけてインゴット端面にほぼ垂直にレー
   ザ光が照射することを特徴とする請求項１〜４いずれか
   に記載の半導体ウェーハのスライス装置 ６、半導体材料のインゴット（Ａ）のスライスを完了し
   た後インゴット（Ａ）の端面に鏡面平板の小片を吸着さ
   せ、レーザ光源からのレーザ光を照射して反射光をレー
   ザ光源の位置に戻すことによって切断砥石によるインゴ
   ット切断面の方向を想定し、ついで予め端面の面方位を
   測定したインゴット（Ｂ）を装着して前記切断面と平行
   になるようにインゴット（Ｂ）の方向を確定してウェー
   ハをスライスすることを特徴とする半導体ウェーハのス
   ライス方法 ７、請求項６において、さらにインゴット（Ｂ）の方向
   角度を修正して所定のＯｆｆを有する半導体ウェーハを
   スライスすることを特徴とする半導体ウェーハのスライ
   ス方法