TWI437628B - A cutting method and a method for manufacturing an epitaxial wafer - Google Patents

Description

切斷方法及磊晶晶圓的製造方法

本發明係關於一種利用線鋸從矽晶棒、化合物半導體的晶棒等切成多數枚晶圓的切斷方法，以及於藉由上述切斷方法切成的晶圓上積層磊晶層之磊晶晶圓的製造方法。

近年，晶圓有大型化的趨勢，隨著此大型化而使用專門用於切斷晶棒的線鋸。

線鋸係使鋼線(高張力鋼線)高速行進，在此一面澆上漿液，一面壓抵晶棒(工作件)而切斷，同時切出多數枚晶圓的裝置(參照日本專利公開公報特開平9－262826號)。

在此，第11圖係表示一般線鋸的一例的概要。

如第11圖所示，線鋸101主要由用以切斷晶棒的鋼線102、捲取鋼線102的附凹溝滾筒103(導線器)、用以賦予鋼線102張力的鋼線張力賦予機構104、送出要被切斷的晶棒之晶棒進給機構105、以及於切斷時供給漿液的漿液供給機構106所構成。

鋼線102從一側的線捲盤(wire reel)107送出，藉由移車台(traverser)108經過磁粉離合器((powder clutch)定轉矩馬達109)或上下跳動滾筒(靜重(dead weight))(未圖示)等所組成的鋼線張力賦予機構104，進入附凹溝滾筒103。鋼線102捲繞於此附凹溝滾筒103約300~400次之後，經過另一側的鋼線張力賦予機構104’捲繞在線捲盤107’上。

另外，附凹溝滾筒103係鋼鐵製圓筒的周圍壓入聚胺酯樹脂，並於其表面以一定的節距切出凹溝的滾筒，捲繞的鋼線102可藉由驅動用馬達110以預定的週期往復方向地驅動。

又，切斷晶棒時，藉由如第12圖所示的晶棒進給機構105，將晶棒向捲繞於附凹溝滾筒103的鋼線102進給(饋送)。此晶棒進給機構105係由用以進給晶棒的晶棒進給平台111、線性導軌112、把持晶棒的晶棒夾器113、以及切片擋板114等所組成，以電腦控制沿著線性導軌112驅動晶棒進給平台111，可依預先程式化的進給速度，進給已固定於前端的晶棒。

而且，在附凹溝滾筒103與捲繞的鋼線102的附近設有噴嘴115，於切斷時，可從漿液槽116供給漿液至附凹溝滾筒103、鋼線102。另外，漿液槽116可與漿液冷卻器117接續，以調整供給漿液的溫度。

利用如此的線鋸101，利用鋼線張力賦予機構104賦予鋼線102適當的張力，並藉由驅動用馬達110使鋼線102往復方向地行進，將晶棒切片。

然而，使用如上所述的線鋸101切出的晶圓，例如半導體晶圓的情況，通常，有在拋光(研磨)後進行磊晶生長而成為製品的情況。矽晶圓的磊晶生長中，於拋光後的晶圓表面，以化學氣相沉積(CVD)法等生長厚度數μm的矽單結晶薄膜(磊晶層)，改善晶圓的電氣、物理性質，然後於此磊晶層的表面製作元件。

晶圓與磊晶層有各種組合，但於P型低電阻晶圓，一般是生長通常電阻的P型磊晶層。實施此磊晶生長時的特徵係如第13圖所示，生長後的晶圓發生彎度(彎曲)。第13圖中表示於晶圓222積層磊晶層223後之磊晶晶圓221的一例。

亦即，P型低電阻晶圓222含有大量的原子半徑小於矽的硼(B)作為摻雜劑，因此，平均晶格間距離較無摻雜矽小。另一方面，通常電阻的P型磊晶層223摻雜劑量少，平均晶格間距離相對地較晶圓大。因此，於晶圓222上生長磊晶層223時，因平均晶格間距離相異的兩者的雙金屬(bimetal)變形，磊晶晶圓221容易成為其磊晶層223向凸出方向發生彎度(Bow)變化者。

另外，在含有大量原子半徑大於矽的砷(As)作為摻雜物之N型低電阻晶圓上，生長摻雜物量少的通常電阻的N型磊晶層的磊晶晶圓時，係與第13圖所示的情況相反，磊晶層向凹陷方向發生彎度變化。

在此，第14圖係表示因磊晶生長造成彎度變化的一例。第14圖(A)中，橫軸係切片後經拋光的磊晶生長前的晶圓(PW)(或是切片後的晶圓)的彎度值，縱軸係於該PW上磊晶生長後之磊晶晶圓(EPW)的彎度值(Bow值)。

另外，第14圖(B)係表示以彎度值為橫軸，上述PW、EPW的各彎度值的分布比例的圖表。

由第14圖可知，以線鋸切片，拋光後之PW的彎度，與進行磊晶生長後的磊晶晶圓的彎度的相關性極佳(R² ＝0.94)。而且，因磊晶生長造成的彎度增加量約＋10 μm。(例如，在第14圖(A)中，PW彎度為0 μm時，EPW彎度為10 μm)。又，在此，磊晶層側向凸出方向位移(偏移)時，定義為「＋」方向。

另一方面，考量以磊晶晶圓作為製品時，磊晶生長後，彎度的大小(絕對值)必須要求為最小。一般認為此係可藉由磊晶生長來抵消原料晶圓的彎度的方式，積層磊晶層而達成。因此，如上所述，為抵消切片後的晶圓的原來的彎度地積層磊晶層，首先必須於進行磊晶生長前，預先將晶圓的彎度的方向(＋/－)集中於一方向。

但是，以習用方法將晶棒切片切出時，通常晶棒的軸方向的各位置上彎度的方向散亂。因此，拋光前的製程中，必須分別測定切片所得的全部晶圓，有與預定者相反方向的彎度時，需要一片一片地將晶圓的正反面翻面，進行顛倒交換作業來將晶圓置入研磨裝置等之中，極為繁雜。

因此，本發明係有鑑於如此的問題而發明出來，其目的係提供一種切斷方法，利用線鋸切斷晶棒時，可簡單且再現性良好地將晶圓全數的彎曲集中於一方向地進行切斷。再者，提供一種磊晶晶圓的製造方法，因利用其切斷方法，不必進行如先前的切出的切片晶圓的彎度測定與正反面替換作業。

為達成上述目的，本發明係提供一種切斷方法，係將鋼線捲繞於複數個附凹溝滾筒，一邊供給切斷用漿液至該附凹溝滾筒，一邊使該鋼線行進地壓抵晶棒，將其切斷成晶圓狀之方法，其特徵為：預先一邊控制該切斷用漿液的供給溫度，將其供給至該附凹溝滾筒，一邊進行切斷晶棒的試驗，來調查該附凹溝滾筒的軸方向位移與該切斷用漿液的供給溫度的關係，然後由該附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度的關係來設定該切斷用漿液的供給溫度曲線，並基於該供給溫度曲線供給該切斷用漿液，藉此一邊控制該附凹溝滾筒的軸方向位移一邊切斷晶棒，使要被切斷的晶棒全數的彎曲集中於一方向。

如此，本發明的切斷方法中，首先進行一邊控制供給溫度地供給切斷用漿液至附凹溝滾筒，一邊切斷晶棒的試驗，來調查附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係。藉由預先進行如此的調查，可事先獲得所使用的各線鋸固有的附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係。

之後，由如上所述獲得的附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度的關係，設定使切斷的晶圓的彎曲集中於一方向的切斷用漿液的供給溫度曲線。基於其曲線供給切斷用漿液，藉此，一邊控制其所使用的線鋸的附凹溝滾筒的軸方向位移一邊切斷晶棒，使要被切斷的晶圓全數的彎曲集中於一方向。

如此，由上述各線鋸固有的上述關係，設定切斷用漿液的供給溫度曲線，基於此供給溫度曲線，實際地供給切斷用漿液進行切斷，因此，可簡單且再現性良好地集中切斷的晶圓的全數的彎曲於一方向。因晶圓全數的彎曲可集中於一方向，因此，如下所述，可於積層磊晶層之前，省略預先測定各晶圓的形狀，交換晶圓的正反面來集中彎度的方向的作業(使彎度的方向一致的作業)，此作業係為了能於預定的面側進行磊晶生長。

此時，可調整該切斷用漿液的供給溫度曲線，來調整該切斷晶圓全數的彎曲的大小。

如上所述，先調查附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係，因此，藉由依其關係來調整設定切斷用漿液的供給溫度曲線，可調整附凹溝滾筒的軸方向位移，來調整要被切斷的晶圓全數的彎曲的大小。

另外，能將該切斷用漿液的供給溫度曲線，設成從至少該晶棒的切入深度達直徑的1/2起，供給溫度漸漸上升的曲線。

或者，能將該切斷用漿液的供給溫度曲線，設成從該晶棒的切斷開始時，供給溫度漸漸上升的曲線。

如此，將切斷用漿液的供給溫度曲線，設成從至少晶棒的切入深度達直徑的1/2起，供給溫度漸漸上升的曲線，或者，將切斷用漿液的供給溫度曲線，設成從該晶棒的切斷開始時，供給溫度漸漸上升的曲線，藉此，切斷晶圓全數的彎度可更容易地集中於一方向。

另外，本發明提供一種磊晶晶圓的製造方法，藉由上述切斷方法，切出彎曲集中於一方向的晶圓，然後積層磊晶層於該彎曲集中於一方向的晶圓上。

如此，藉由上述切斷方法，切出彎曲集中於一方向的晶圓，然後積層磊晶層於該彎曲集中於一方向的晶圓上，藉此，可省略在磊晶生長之前，預先測定從晶棒切出的晶圓的彎度的方向，方向未集中時，交換其正反面，將彎度的方向集中於一方向之先前必須的作業，可大幅提高作業效率。

如為本發明的切斷方法，可將晶圓全數的彎曲集中於一方向地進行切斷，而且可簡單且再現性良好地進行。因可將晶圓全數的彎曲集中於一方向地進行切斷，因此，進行磊晶生長前，不必進行從晶棒切出的晶圓的彎度的測定與正反面交換的作業，可顯著改善作業效率。

以下說明本發明的實施型態，但本發明並不限定於此。

如上所述，若於晶圓上實施磊晶生長，則如第13圖所示，於磊晶晶圓發生彎度。對此，如於晶圓進行磊晶生長之前，將彎度的方向預先集中於一方向，抵消原料晶圓的彎度地積層磊晶層，則所得的磊晶晶圓的彎度的大小可最小，成為製品較佳。

例如，第14圖(A)中，如於切片時將晶圓的彎度的平均值作成約－10 μm，則可期待磊晶晶圓的彎度的絕對值成為最小(但實際上，如晶圓的彎度的絕對值過大，因切片時的起伏降低、雙頭研削下的奈米級形貌的降低變困難，所以一般認為實際的目標值以平均值約－5 μm左右為妥當)。

但是，其原料晶圓，亦即線鋸切出的晶圓中，通常其切出晶圓的彎度的方向未集中於一方向。因此，進行磊晶生長之前，需要對於晶圓的全數進行形狀測定，並集中彎度的方向於一方向的製程。

因此，本發明者對於線鋸與切出晶圓之間的關係進行努力研究。原本，於上述切片晶圓發生散亂的方向的彎度的原因，可舉例如切斷晶棒中，如供給的切斷用漿液的溫度上升，則對應此溫度上升，捲繞鋼線的附凹溝滾筒熱膨脹，而於軸方向伸長(或者收縮)。例如第15圖所示的例示。第15圖中表示使用一般的線鋸，以切斷開始時，切斷用漿液的供給溫度為23℃，之後，降低溫度，切斷中設為22℃，於切斷結束時附近開始提升，至切斷結束時為24℃之習用的切斷方法之標準的供給溫度曲線，供給切斷用漿液來進行切斷時的附凹溝滾筒的軸長變化與晶棒的切斷軌跡的變化的一例。如第15圖所示，晶棒的軸方向的各位置中的切斷軌跡相異，因此，切出的晶圓的彎度的方向未成為全數集中於一方向者。

再者，如上述的附凹溝滾筒的軸方向的伸長、收縮，係因線鋸的構造而固有者，因此，因使用的線鋸相異，切斷中的軸方向位移的曲線，有各種不同的曲線，切斷軌跡亦相異。

如此，切片時，全數的晶圓的彎度做成一方向並非容易。

對此，先前技術中可例舉利用改變切斷中的附凹溝滾筒的軸長，抑制彎度值，將晶棒切斷成晶圓狀的方法(參照日本專利公開公報特開平5－185419號等)。例如，一邊測定附凹溝滾筒的軸長，一邊以電腦運算此數值，控制在附凹溝滾筒的軸承中循環的冷卻水的溫度、或是控制漿液的供給溫度，來切斷晶棒的方法。但是，有在切斷中先檢測出軸長，變更其長度難以控制，附凹溝滾筒的軸方向的變化的追隨性差這樣的問題，故並不實用。

因此，本發明者發現，首先進行預備試驗，調查切斷用漿液的供給溫度與附凹溝滾筒的軸方向位移之間的關係，由其關係設定切斷的晶圓的彎度集中於一方向的切斷用漿液的供給溫度曲線，再基於其曲線進行切斷用漿液的供給，來切斷晶棒，將要被切斷晶圓的全數的彎度集中於一方向的切斷方法。如為如此的切斷方法，切出晶圓的全數的彎度集中於一方向，因此，可省去例如於切出的晶圓進行磊晶生長時，在先前技術中的磊晶生長前，進行的晶圓的形狀測定，使彎度集中於一方向的製程，可改善作業效率。另外，進行預備試驗，調查使用的線鋸的附凹溝滾筒的特性，依由其調查結果設定的切斷用漿液的供給溫度曲線，供給切斷用漿液來進行切斷，可簡單且確實、再現性高地集中晶圓的彎度於一方向地進行切斷。即使使用的線鋸(附凹溝滾筒)相異，因進行預備試驗，即可對應其情況

以下參照圖式詳細說明利用線鋸的本發明的切斷方法，但本發明不限定於此。

第1圖表示可使用於本發明之切斷方法的線鋸的一例。

如第1圖所示，線鋸1主要由切斷晶棒的鋼線2、附凹溝滾筒3、鋼線張力賦予裝置4、晶棒進給機構5、以及漿液供給機構6所構成。

在此，首先描述漿液供給機構6。此漿液供給機構6中，配設用以供給切斷用漿液至附凹溝滾筒3(鋼線2)的噴嘴15。另外，從此噴嘴15供給的切斷用漿液可控制其供給溫度。具體地，例如第1圖所示，從一漿液槽16藉由以電腦18控制的熱交換器19，接續至噴嘴15，構成可以控制切斷用漿液的供給溫度。

又，這些漿液的種類並無特別限定，可使用習用之相同者。例如可為將GC(碳化矽)磨粒分散於液體而成者。

而且，供給切斷用漿液的噴嘴15與晶棒進給機構5係與電腦18接續，可藉由預先設定的程式，對於預定的晶棒進給量，亦即預定的晶棒的切斷量，自動地從噴嘴15以預定量、預定的時機噴射切斷用漿液至附凹溝滾筒3(鋼線2)。

上述的晶棒進給量、漿液噴射量以及時機，甚至是漿液供給溫度，可藉由電腦18如預定地控制，但控制手段並未特別限定於此。

另外，上述漿液供給機構6以外的鋼線2、附凹溝滾筒3、鋼線張力賦予機構4、晶棒進給機構5，可為與第11圖的習用的切斷方法中使用的線鋸101相同者。

鋼線2的種類、粗細，附凹溝滾筒3的溝的節距，甚至是其他機構的構成等，並無特別限定，可依習用方法，成為預定的切斷條件的情況而決定。

例如，鋼線2可為寬約0.13mm~0.18mm的特殊鋼琴線所成者，附凹溝滾筒3可為具有(預定的晶圓厚度＋切割量)的溝節距者。

又，在此再加以說明附凹溝滾筒3。先前使用的附凹溝滾筒3的一例，可舉例如第2圖所示者。在附凹溝滾筒3的兩端，配設用以支持附凹溝滾筒的軸20之軸承21、21’，但考慮上述切斷中的附凹溝滾筒3的軸方向的變化，例如軸承21係徑向軸承，附凹溝滾筒3可在軸方向向此徑向軸承21側伸長，另一方面，軸承21’係止推軸承，成為難以向此止推軸承21’側伸長的構造。通常，附凹溝滾筒3係如此構造，附凹溝滾筒3軸方向的長度變化時，為不過度施加負荷於裝置，並非兩側皆固定，而為一側可對應其變化而成者。

因此，本線鋸裝置1中，附凹溝滾筒3於軸方向進行伸長時，主要是向徑向軸承21側(附凹溝滾筒3的前方)進行伸長。

又，本發明的切斷方法中使用的線鋸1中，附凹溝滾筒3並未限於上述型態。

另外，如第3圖所示，預先將渦電流感測器配設在附凹溝滾筒的軸方向附近。此係可於預備試驗時，測定附凹溝滾筒3的軸方向的位移。此附凹溝滾筒3的軸方向位移的測定並未限定於上述手段，但如採用渦電流感測器，則可非接觸、高精度地進行測定而較佳。

各感測器接續於電腦18，測定所得的資料可於電腦18中進行資料處理。

以下描述使用如此的線鋸1來實施本發明的切斷方法的步驟。

首先，為調查使用的線鋸1的附凹溝滾筒3的軸方向位移與切斷中供給至此附凹溝滾筒3的切斷用漿液的供給溫度之間的關係，進行預備試驗。

準備與此預備試驗之後進行實際切斷(實際切斷製程)的晶棒相同的晶棒，控制切斷用漿液的供給溫度，一邊使其改變一邊進行晶棒的切斷。同時，藉由配設在附凹溝滾筒3的軸方向附近的渦電流感測器，進行附凹溝滾筒3的軸方向位移的測定。

此時的切斷用漿液的供給溫度的曲線(profile)並無特別限定，如為可確實地測定對應各供給溫度的附凹溝滾筒3的軸方向的位移的曲線即可。例如，切斷開始時，與晶棒相同溫度地開始供給，以約可追隨切斷用漿液的供給溫度的變化的速度，漸漸提升供給溫度，藉此，可測定各供給溫度下的附凹溝滾筒3的軸方向的位移(偏移)。

又，如上所述，以此預備試驗調查附凹溝滾筒3的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係。但此預備試驗時，鋼線的張力等其他條件，與之後進行的實際切斷製程的條件相同為較佳。如此，預備試驗所得的附凹溝滾筒3的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係，可更正確地適用於實際切斷製程。

而且，如上所述，可獲得例如第4圖所示的附凹溝滾筒3的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係。

又，第4圖的上部線係表示附凹溝滾筒3向後方(亦即止推軸承21’側)的伸長量，下部線係向前方(徑向軸承21側)的伸長量。

由先前的說明可知，以止推與徑向軸承21、21’支持附凹溝滾筒的軸20之本線鋸1的附凹溝滾筒3中，即使切斷用漿液的溫度變高，附凹溝滾筒3亦不太向後方側之止推軸承21’側伸長，而成為向前方側之徑向軸承21側進行伸長的結果。

根據如此而得的上述關係，設定接著進行的實際切斷製程的切斷用漿液的供給溫度曲線。

設定此供給溫度曲線時，是以要被切斷的晶圓全數的彎度皆會形成往一方向集中(亦即皆往同一方向彎曲)的切斷軌跡的方式，來設定曲線。此曲線的設定，例如，利用電腦18等進行即可簡便且正確地設定而較佳。預備試驗所得的資料以電腦18處理，即可獲得預先決定的所希望的切斷軌跡，亦即，能夠得到適當的切斷用漿液的供給溫度曲線，使得附凹溝滾筒按在軸方向按所希望地變化。

更具體地描述上述切斷用漿液的供給溫度曲線。又，在此亦以具有第1~3圖所示構造的線鋸1作為所使用的線鋸來進行說明。亦即，獲得如第4圖的附凹溝滾筒3的軸方向位移(偏移)與切斷用漿液的供給溫度之間的關係的裝置。但是，當然地本發明並未限定於使用如此的線鋸。可適當地配合各線鋸的特性，調整切斷用漿液的供給溫度曲線。

首先，原本，在先前技術中，切斷用漿液的供給溫度僅於約22~24℃的範圍內變化，如此狹隘的範圍中，附凹溝滾筒3的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係如為第4圖所示圖表時，附凹溝滾筒3向後方的伸長量與向前方的伸長量，分別於全切斷製程中，於切斷開始附近與切斷結束附近幾乎無差異，亦即，彎度的方向亦容易因小的變化而改變。想要將抑制彎度值使其變小時，亦容易發生相同的情況。因此，切斷軌跡極難以集中於一方向，當然，切出的晶圓亦根據晶棒的軸方向位置的不同，其彎曲的方向也會改變(特別是於晶棒的兩端部，各個晶圓的彎度的方向相反的可能性高)。

因此，藉由設定為例如如第5圖(A)所示的曲線，提高供給溫度，蓄意增大附凹溝滾筒的軸方向的位移量(參照第4圖)，以要被切斷的晶圓全數的彎度皆會成為往一方向集中的切斷軌跡的方式，來控制切斷中的附凹溝滾筒3的軸方向的位移即可。第5圖(A)所示的供給溫度曲線Ts係晶棒的切入深度達直徑的1/2以上起，漸漸提高供給溫度的曲線。又，為作為比較而表示先前標準的切斷用漿液的供給溫度曲線Ts’。

如為如此的曲線Ts，從切入晶棒一半以上至切斷結束為止，漸漸提高切斷用漿液的供給溫度，因此，由第4圖亦可知，附凹溝滾筒3的前端部向前方伸長，且後端部亦於晶棒的切入深度成為直徑的1/2以上起，些微地向前方伸長，因此，晶棒的兩端部的切斷軌跡可為向晶棒的後方凸出的彎曲形狀(晶棒後端部的切斷軌跡中，切斷開始附近與切斷結束附近的軌跡成為相反，晶棒的中心附近成為全體的彎曲的折返點)。因此，能夠使要被切斷的晶圓的全數的彎曲可集中於一方向地切斷。

第6圖表示要被切斷的晶圓全數的彎曲集中於一方向地切斷的過程的一例。由第6圖所示可知，藉由附凹溝滾筒向前方大幅地伸長，切斷軌跡的彎曲會集中(成為一致)。又，如上所述，特別是在附凹溝滾筒3的後端部，於切斷開始附近向後方伸長，之後，切斷中若至少些微地向前方伸長，則其後端部的切斷軌跡的彎曲的方向，亦可與晶棒前端部的切斷軌跡的彎曲的方向相同。

另外，設成例如第5圖(B)所示之從晶棒的切斷開始時起，供給溫度漸漸上升的曲線，基於此曲線來供給切斷用漿液，一邊控制附凹溝滾筒3的位移一邊進行切斷，藉此亦可將晶圓全數的彎曲集中於一方向。

並且，藉由如此地設成從切斷的更早的階段開始便提高切斷用漿液的供給溫度的曲線，此時，可大幅地調整將要被切斷的晶圓全數的彎曲的大小。此亦明示於第4圖、第6圖。亦即，切斷用漿液的供給溫度越高，附凹溝滾筒3的軸方向的位移量越大，因此，藉由從切斷開始時起漸漸提高供給溫度，晶棒各位置的各個切斷軌跡亦成為更大的曲線(curve)，要被切斷的晶圓全數的彎曲大小成為更大。適當地調整以獲得預定大小的彎曲即可。

又，例舉第5圖(A)(B)所示二種切斷用漿液的供給溫度曲線進行說明，但當然地並未限定於這些曲線。

依據所使用的線鋸，藉由進行預備試驗，調查各線鋸(附凹溝滾筒)的特性，從藉由其調查所得的附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係，適當地設定切斷用漿液的供給溫度曲線，使得晶圓全數的彎曲可如所希望地集中於一方向，基於此供給溫度曲線，供給切斷用漿液來切斷晶棒，能夠使晶圓全數的彎曲集中於一方向(皆往一方向)。

因此，即使線鋸相異，亦可對應其情況，另外，由於僅需基於藉由預備試驗所得的切斷用漿液的供給溫度曲線，進行切斷即可，因此，可簡單且再現性高地集中晶圓全數的彎曲於一方向。

而且，本發明的磊晶晶圓的製造方法，係藉由如上所述的本發明的切斷方法，切出彎曲集中於一方向的晶圓，於其彎曲集中於一方向的晶圓積層磊晶層的製造方法。

如先前所述，先前，將從晶棒切斷的晶圓的全數的彎曲集中於一方向並不容易，因此，積層磊晶層之前，(例如拋光晶圓前)，必須進行對於彎曲的方向因晶棒的軸方向的位置而相異的晶圓，一片一片地測定形狀，確認彎曲的方向，方向相反時，藉由將其正反面的翻面，集中晶圓全數的彎曲的方向於一方向的作業。如此的作業極繁雜，花費成本與手續。

但是，本發明的磊晶晶圓的製造方法中，從晶棒切出時即集中晶圓全數的彎曲於一方向，因此，不需進行如上所述的繁雜作業，可於彎曲集中於一方向的晶圓進行磊晶生長，極簡便，作業效率可顯著提高。

又，當然可於磊晶生長前，對其彎曲集中於一方向的晶圓預先進行拋光等的製程。

以下更詳細地藉由實施例說明本發明，但本發明並非限定於此。

(實施例)

利用第1圖所示的線鋸，實施本發明的切斷方法。預備試驗係一邊控制切斷用漿液的供給溫度來供給切斷用漿液，一邊切斷與實際切斷製程中所使用的直徑300mm、軸方向長180mm的矽晶棒相同的矽晶棒而成為晶圓狀。

又，使用寬160 μm的鋼線，施以2.5kgf的張力，以500m/min的平均速度、60s/c的循環週期使鋼線往復方向行進地進行切斷。另外，漿液係採用GC#1500與冷卻液重量比1：1的比例混合而成者。這些條件與之後進行的實際切斷製程的切斷條件相同。

而且，此時，將切斷用漿液的供給溫度從22℃上升至35℃，以渦電流感測器測定附凹溝滾筒3的伸長，得到附凹溝滾筒3的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度之間的關係。此關係表示於第7圖。第7圖的上部線係附凹溝滾筒向後方的伸長量，下部線係向前方的伸長量，分別依切斷用漿液的供給溫度表示。此係成為與先前第4圖所示的關係相同的圖樣。

其次，基於所得的此關係，設定第8圖所示的切斷用漿液的供給溫度曲線，使得晶棒的切斷軌跡的彎曲的方向，於晶棒的軸方向的各位置成為向後方凸出，而使切斷晶圓的彎曲的方向皆集中於該方向。

基於此曲線，於實際切斷製程進行上述矽晶棒的切斷，得到170片的切片晶圓。切斷條件係如上所述，與先前的預備試驗相同。

又，實際切斷製程時，以渦電流感測器測定附凹溝滾筒的軸方向位移。第9圖係表示其測定結果之晶棒切入深度與附凹溝滾筒的軸方向位移的關係。

如第8圖所示，切入深度達晶棒直徑的1/2(切入深度150mm)時，漸漸提高切斷用漿液的供給溫度，因此，由第9圖可知，由其切入深度150mm附近起，附凹溝滾筒的前端部更大幅地向前方伸長。另外，以切入深度150mm附近為臨界，後端部亦向前方些微伸長。

亦即，因採用如此的伸長變化的附凹溝滾筒來進行切斷，切斷軌跡的曲線係從晶棒的前端部至後端部為止，於各位置中成為向後方凸出的方向。

第10圖(A)係表示對於上述實施例中切出的晶圓的全數實際進行形狀測定，測定彎度的結果。如第10圖(A)所示可知，全部的切片晶圓的彎度進入約－3~－6 μm的範圍，彎曲的彎度值集中於負值的一方向。

因此，於這些彎曲集中於一方向的晶圓上進行磊晶生長時，並不需要如下述的比較例般地將彎曲的方向相反者正反翻面，特意地集中，可依其原方向進行拋光，積層磊晶層。又，在此為了確認彎曲的方向而進行彎度的測定，但是如為本發明的切斷方法，則如上所述，切片晶圓的彎曲的方向集中於一方向，因此，當然可省略如此的彎度的測定。

另外，彎度為約－3~－6 μm的範圍，且離散不均度小，因此成為磊晶晶圓後的彎曲可獲得預定的小數值，且離散不均亦少者。

(比較例)

使用上述實施例用的線鋸，將與實施例相同的矽晶棒切斷成晶圓狀。又，與實施例相異地，不進行預備試驗，切斷用漿液的供給溫度係如第8圖所示，與先前相同的室溫程度的供給溫度曲線。

又，其他的切斷條件係與實施例相同。

如第9圖(B)所示，附凹溝滾筒的軸方向位移，於後端部中，從切入深度約50~100mm起向後方，在4 μm附近幾乎成為一定，於前端部中，向前方在4 μm附近幾乎成為一定，而在切斷結束附近的250~300mm略向前方伸長，成為8 μm。

由其結果可知，如第10圖(B)所示，切片晶圓的彎曲的方向，大略地區分，在晶棒前端部成為負值側，而在後端部成為正值側。再者，在晶棒的軸方向的中心領域，彎度值的負值與正值激烈地交替變化，彎曲的方向未完全集中(未成為一致)。如先前所述，切斷的全製程中，附凹溝滾筒的軸方向的各位置上，若軸方向的位移量的變化小，則容易發生此等的情況。

因此，進行磊晶生長時，如先前般地，對晶圓全數進行彎度的測定，將彎度方向相反者翻轉正反面，使彎曲的方向集中於一方向之後，積層磊晶層。因此，作業效率差，花費不必要的手續、成本。

另外，即使進行翻面作業，彎度的絕對值離散於0~5，磊晶生長後的晶圓的彎曲難以成為所希望者。

又，本發明不限定於上述實施型態者。上述實施型態僅為例示。與本發明的申請專利範圍中記載的技術思想，實質上具有相同的構成，產生相同的效果者，不論為如何的型態，皆應包含於本發明的技術範圍內。

1．．．線鋸

2．．．鋼線

3．．．附凹溝滾筒

4．．．鋼線張力賦予機構

5．．．晶棒進給機構

6．．．漿液供給機構

15．．．噴嘴

16．．．漿液槽

18．．．電腦

19．．．熱交換器

20．．．軸

21．．．軸承

21’．．．軸承

101．．．線鋸

102．．．鋼線

103．．．附凹溝滾筒

104．．．鋼線張力賦予機構

104’．．．鋼線張力賦予機構

105．．．晶棒進給機構

106．．．漿液供給機構

107．．．線捲盤

107’．．．線捲盤

108．．．移車台

109．．．定轉矩馬達

110．．．驅動用馬達

111．．．晶棒進給平台

112．．．線性導軌

113．．．晶棒夾器

114．．．切片擋板

115．．．噴嘴

116．．．漿液槽

117．．．漿液冷卻器

221．．．磊晶晶圓

222．．．晶圓

223．．．磊晶層

第1圖係表示可使用於本發明之切斷方法的線鋸的一例的概略圖；第2圖係表示附凹溝滾筒的構造的一例的概略平面圖；第3圖係說明附凹溝滾筒的伸縮量的測定方法的說明圖；第4圖係表示附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度的關係的一例的圖表；第5圖(A)係表示由預備試驗的結果來設定之切斷用漿液的供給溫度曲線的一例的圖表，(B)係表示由預備試驗的結果來設定之切斷用漿液的供給溫度曲線的另一例的圖表；第6圖係表示使晶圓的彎度的方向可成為一方向的切斷過程的說明圖；第7圖係表示實施例的預備試驗所得的附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度的關係的圖表；第8圖係表示實施例與比較例的切斷用漿液的供給溫度曲線的圖表；第9圖係表示切入深度與附凹溝滾筒的軸方向位移的關係的圖表，(A)係實施例，(B)係比較例；第10圖係表示切片晶圓全數的彎度的測定結果的圖表，(A)係實施例，(B)係比較例；第11圖係表示使用於習用之切斷方法的線鋸的一例的概略圖；第12圖係表示晶棒進給機構的一例的概略圖；第13圖係用以說明因磊晶生長所造成的彎度變化的原因的說明圖；第14圖(A)係表示磊晶晶圓(EPW)與晶圓(PW)的彎度值的相關性之圖表，(B)係表示磊晶晶圓(EPW)與晶圓(PW)的各彎度值的比例的分布之圖表；以及第15圖係表示晶棒切斷時，附凹溝滾筒的伸長與切斷軌跡的一例的說明圖。

Claims (3)

1. 一種切斷方法，係將鋼線捲繞於複數個附凹溝滾筒，一邊供給切斷用漿液至該附凹溝滾筒，一邊使該鋼線行進地壓抵晶棒，將其切斷成晶圓狀之方法，其特徵為：預先一邊控制該切斷用漿液的供給溫度，將其供給至該附凹溝滾筒，一邊進行切斷晶棒的試驗，來調查該附凹溝滾筒的軸方向位移與該切斷用漿液的供給溫度的關係，然後由該附凹溝滾筒的軸方向位移與切斷用漿液的供給溫度的關係來設定該切斷用漿液的供給溫度曲線時，設成從至少該晶棒的切入深度達直徑的1/2起，供給溫度漸漸上升的曲線，或是設成從該晶棒的切斷開始時，供給溫度漸漸上升的曲線，並基於該供給溫度曲線供給該切斷用漿液，藉此一邊控制該附凹溝滾筒的軸方向位移一邊切斷晶棒，使要被切斷的晶圓全數的彎曲集中於一方向。
2. 如申請專利範圍第1項所述之切斷方法，其中調整該切斷用漿液的供給溫度曲線，來調整該要被切斷的晶圓全數的彎曲的大小。
3. 一種磊晶晶圓的製造方法，係藉由申請專利範圍第1或2項所述之切斷方法，切出其彎曲集中於一方向的晶圓，然後積層磊晶層於該彎曲集中於一方向的晶圓上。