JP2004106360A - スリット入りウェーハ支持部材およびウェーハ洗浄装置 - Google Patents
スリット入りウェーハ支持部材およびウェーハ洗浄装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ワイヤソーによりウェーハを切断した後に、ウェーハに付着しているオイルや切削粉，砥粒等を効率的に取り除くことができ、ウェーハの生産にかかる時間とコストを削減することが出来るウェーハ製造方法を提供する。
【解決手段】半導体インゴットを接着するカーボンスライス台１０１に、溝１０３を設けてワイヤソーにより切断することにより、溝１０３の底面に複数のスリット１０９を形成する。切断され、カーボンスライス台１０１に柵状に連なって吊り下げられたウェーハ４４をウェーハ洗浄装置に装着し、溝１０３の上方に設けたノズルから洗浄液を噴射する。これにより、従来困難であったウェーハ上部の洗浄を効率的に行うことができ、後工程を省略することが可能となるため、ウェーハの製造にかかる時間とコストを低減させることが出来る。
【選択図】 図１３
【解決手段】半導体インゴットを接着するカーボンスライス台１０１に、溝１０３を設けてワイヤソーにより切断することにより、溝１０３の底面に複数のスリット１０９を形成する。切断され、カーボンスライス台１０１に柵状に連なって吊り下げられたウェーハ４４をウェーハ洗浄装置に装着し、溝１０３の上方に設けたノズルから洗浄液を噴射する。これにより、従来困難であったウェーハ上部の洗浄を効率的に行うことができ、後工程を省略することが可能となるため、ウェーハの製造にかかる時間とコストを低減させることが出来る。
【選択図】 図１３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの製造に係り、特に、ワイヤソーにおいてウェーハを保持するためのスライス台とスライスベースの形状、ならびに、切断後のウェーハの表裏面を洗浄するウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、一般的な鏡面ウェーハの製造工程を示すフロー図である。同図に基づいて、半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられる鏡面ウェーハの一般的な製造方法の概略を説明する。
【０００３】
まず、周知のチョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる（ＳＴＥＰ１）。成長した半導体インゴットは外周形状が歪（いびつ）であるため、次に外形研削工程（ＳＴＥＰ２）において半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削し、半導体インゴットの外周形状を整える。これをスライス工程（ＳＴＥＰ３）でワイヤソーによりスライスして厚さ３００〜１０００μｍ程度の円板状のウェーハに加工する。
【０００４】
このスライス工程（ＳＴＥＰ３）でワイヤソーにより半導体インゴットをスライスする場合、スライス台に半導体インゴットを接着し、このスライス台をスライスベースに装着して、複数枚のウェーハ状にスライスする。このスライス台の材質には、通常、カーボンやセラミックス等が用いられる。スライスしたウェーハの表面には、スライス時に使用したオイルや切削粉，砥粒等が付着しているため、これを取り除く洗浄を行う。
【０００５】
通常、スライス台にウェーハが接着された状態（以下、「ハガシ前」と記す）でハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）を行い、更にスライス台からウェーハを一枚一枚剥がした後（以下、「ハガシ後」と記す）にハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）を行う。
【０００６】
このハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）の方法として、例えば特開平１０―２２２３８号公報や特開２００２―１１０５９１号公報に開示されているように、スライスベースとスライス台ごとウェーハをウェーハ洗浄装置に装着し、ウェーハ洗浄装置でウェーハの側面上方および／または下方からエアーブローまたはシャワーノズルにより洗浄液を吹きつける等して洗浄する。
【０００７】
しかし、このハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）のみではウェーハの洗浄が不充分であるため、例えば特開平９―４５６４０号公報に開示されているように、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）の後にハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）を行う。すなわち、スライス台からウェーハを一枚ずつ分離し、ウェーハの表裏面に付着したオイルや切削粉，砥粒等をゴム製のブレードやブラシ等により掻き落とす。また、必要に応じて複数の洗浄槽を用意し、その洗浄槽に浸漬させて段階的に洗浄度を高めていくことにより、ウェーハを洗浄する。
【０００８】
その後、面取り工程（ＳＴＥＰ６）でウェーハ外周の面取り加工を行う。続いて、平面研削および／またはラッピング（以下、「平面研削・ラッピング」と記す）により平坦化加工を行い（ＳＴＥＰ７）、エッチング処理工程（ＳＴＥＰ８）において化学研磨処理を施す。更に、ウェーハ表面を鏡面研磨（ＳＴＥＰ９）した後、ウェーハ表面にエピタキシャル成長処理（ＳＴＥＰ１０）を施して鏡面ウェーハとする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）における従来の洗浄方法は、図１２に示すようにウェーハの側面上方から２本のノズルにより洗浄液を噴射していたため、ウェーハ上部の洗浄効率が悪く、洗浄に長い時間がかかっていた。また、未洗浄部分に切削粉，オイル，砥粒等が残り、ハガシ後のウェーハ洗浄能力不足によるシミ不良が発生するという問題があった。
【００１０】
すなわち、図１２に示すウェーハ上部の洗浄を十分に行うためにはエアーブローするか、ウェーハの下方から上方に向けて洗浄液を噴射することが必要である。しかし、ウェーハの切断厚みが３５０μｍ以下である場合には、エアーブローをするとウェーハが暴れ、ウェーハにダメージを与えたり、ウェーハが割れてしまったりするという問題があった。
【００１１】
一方、ウェーハは上方をスライス台に接着されているのみであるため、ウェーハの下方から上方に向けて洗浄液を噴射すると、この洗浄液の力で接着部分が変形したり、ウェーハがスライス台から脱落したりするという問題があった。そのため、図１２に示すウェーハ上部の洗浄を十分に行うことが出来ないという問題があった。
【００１２】
また、従来のハガシ前洗浄方法ではウェーハの洗浄が不充分であるため、後工程においてハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）を行わなくてはならず、手間とコストがかかっていた。特に、複数のウェーハ洗浄装置を用いた場合は、コストのみならず、ウェーハ洗浄装置及びウェーハ洗浄装置間のウェーハ搬送装置により装置全体が大型化するという問題もあった。
【００１３】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的とするところは、ワイヤソーによりスライスされたウェーハのスライス台に接する部分を十分に洗浄することができ、ハガシ前の切削粉，オイル，砥粒除去能力を向上させることができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【００１４】
また、本出願に係る発明の第２の目的は、ワイヤソーによりスライスされたウェーハのハガシ前洗浄効率を高め、洗浄時間を短縮させると共に、洗浄時の洗浄液使用量を低減させ、洗浄液にかかるコストを抑えることができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【００１５】
更に、本出願に係る発明の第３の目的は、ウェーハの洗浄を充分に行うことにより、従来行われていたハガシ後洗浄工程を省略又は簡略化し、作業効率を高めると共に、該工程にかかっていた時間とコストを無くすことができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本出願に係る第１の発明は、半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおける前記支持部材であって、前記支持部材は略直方体形状をなし、１面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、前記１面に対向する他面に、凹状の溝を有する、ことを特徴とする支持部材である。
【００１７】
また、本出願に係る第２の発明は、半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し、前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおいて、前記支持部材は略直方体形状をなし、１面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、前記１面に対向する他面に、凹状の溝を有する、ことを特徴とするワイヤソーである。
【００１８】
更に、本出願に係る第３の発明は、半導体インゴットをワイヤソーにより切断した後に、切断された複数枚のウェーハを支持し、前記ウェーハ相互間の間隙にその外周方向から洗浄液又は洗浄ガスを噴射するウェーハ洗浄装置において、前記ウェーハを支持する支持部材に複数本のスリットを設け、該スリットから前記ウェーハに向けて、前記洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルを設ける、ことを特徴とするウェーハ洗浄装置である。
【００１９】
また、本出願に係る第４の発明は、前記複数本のスリットのピッチは、前記ウェーハ相互間の間隙のピッチに等しい、ことを特徴とする上記第３の発明に記載のウェーハ洗浄装置である。
【００２０】
更に、本出願に係る第５の発明は、ウェーハが収容される洗浄槽と、ウェーハを吊り下げて支持する支持部材と、前記洗浄槽内に収容されたウェーハの軸線方向に沿って相対移動自在に支持され、前記洗浄槽内に収容されたウェーハに向けて洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルと、前記ノズルとウェーハを相対移動させる駆動手段と、を有し、前記ノズルを前記支持部材の上方に配置し、前記支持部材に、前記支持部材の上方から下方に向けて貫通するスリットを設ける、ことを特徴とするウェーハ洗浄装置である。
【００２１】
また、本出願に係る第６の発明は、ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台であって、ウェーハに接触する面と対向する面に、凹状の溝を有することを特徴とするスライス台である。
【００２２】
更に、本出願に係る第７の発明は、ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台を接着固定するスライスベースであって、前記スライス台を固定する接着面から該接着面に対抗する面に貫通する穴を有することを特徴とするスライスベースである。
【００２３】
また、本出願に係る第８の発明は、半導体インゴットをワイヤソーにより切断し、切断されたウェーハを洗浄して半導体ウェーハを製造する方法において、前記洗浄時のウェーハを支持する部材にスリットを設け、前記ウェーハの上部から洗浄液又は洗浄ガスを噴射して前記ウェーハを洗浄する、ことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本出願に係る半導体ウェーハの製造方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
［実施の形態１］
まず、第１の実施の形態について図１〜図９を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態における半導体ウェーハの製造方法の概略を示すフロー図である。フローに示された工程は、半導体ウェーハを製造する際の工程を簡易に示したものである。本願の製造方法は以下に説明するようにスライス工程（ＳＴＥＰ３）及びハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）を図１に示すフローの順に備えていることが必須の要件であり、他の工程の種類や工程の数は、ウェーハの仕様や各製造業者によって種々の態様が考えられる。ここでは、直径１２５ｍｍの半導体ウェーハを製造する際の工程について説明する。
【００２６】
従来技術で説明した通り、まず、周知のチョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる（ＳＴＥＰ１）。次に外形研削工程（ＳＴＥＰ２）において半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削し、半導体インゴットの外周形状を整える。
【００２７】
続いて、外形研削された半導体インゴットはスライス工程（ＳＴＥＰ３）に移る。本実施例ではスライス工程においてワイヤソーを使用する。図２に、ワイヤソーの概略図を示す。ワイヤソー５０は、左右のブラケット５１ａ，５１ｂ（５１ｂは、二点鎖線で一部のみを示す）間に３本のローラ５５〜５７を回転自在に備えている。本図に示したワイヤソー５０においては、３本のローラ５５〜５７を備えた例を示しているが、ローラの数は２本でも良く、４本以上であっても良い。
【００２８】
ローラ５５〜５７をわたって所定ピッチでワイヤ５８を螺旋状に巻きつけて有しており、ローラ５５〜５７を往復回転させながらワイヤ５８が線方向に往復動を行う。本体５０には、外形研削後の半導体インゴット４３を装着したワーク支持ヘッド５３が上下方向に移動自在に備えられており、上部に設けたワーク昇降用モータ５４の回転によりワーク支持ヘッド５３が上下動を行う。また、スライス台の材質には、通常、カーボンやセラミックス等が用いられるが、本実施例では、スライス台の材質にカーボンを用いた。
【００２９】
半導体インゴット４３は、カーボンスライス台１０１及びスライスベース１０２を介してワーク支持ヘッド５３に装着される。図３はスライスベース１０２に装着したカーボンスライス台１０１に、半導体インゴット４３を貼り付けた状態を示す斜視図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図である。半導体インゴット４３はエポキシ樹脂の接着剤によりカーボンスライス台１０１に固定され、カーボンスライス台１０１はエポキシ樹脂の接着剤によりスライスベース１０２に固定される。
【００３０】
図５（ａ）はカーボンスライス台１０１の斜視図であり、図５（ｂ）は平面図、図５（ｃ）は正面図、図５（ｄ）は側面図である。図５（ａ）に示すように、カーボンスライス台１０１は縦（ｙ）２６０ｍｍ，横（ｘ）５５ｍｍ，高さ（ｚ）２０ｍｍの略直方体状の形状をしており、下面に円柱状の半導体インゴット４３を密着可能とすべく、下面を半導体インゴット４３外周の曲率と同様の曲率を有する凹状の曲面１０５としている。
【００３１】
更に、ワイヤソー切断後の洗浄工程でノズルにより上面から噴射する洗浄液の通り道を確保すべく、カーボンスライス台１０１の中央に、長手方向に沿って直方体状の溝１０３を形成している。この溝１０３はカーボンスライス台１０１中央に上面から設けられた縦２６０ｍｍ，横３０ｍｍ，深さ１１ｍｍの溝である。図５（ｃ）に示すように、スライス前の状態では、溝１０３は曲面１０５には貫通していない。したがって、従来と同じようにカーボンスライス台１０１の曲面１０５全面に接着剤を塗布して、半導体インゴット４３を接着することができる。
【００３２】
図６（ａ）はスライスベース１０２の斜視図であり、図６（ｂ）は平面図、図６（ｃ）は正面図、図６（ｄ）は側面図である。図６（ａ）に示すようにスライスベース１０２は、縦（ｙ）３１０ｍｍ，横（ｘ）８０ｍｍ，高さ（ｚ）１５ｍｍの上部直方体１０２ａの下に、縦（ｙ）２７０ｍｍ，横（ｘ）６５ｍｍ，高さ（ｚ）４０ｍｍの下部直方体１０２ｂを縦に重ねて結合させた形状をしている。スライスベース１０２は、独立の部材よりなる上部直方体１０２ａと下部直方体１０２ｂを接着したものであっても、１部材から一体形成したものであっても良い。下部直方体１０２ｂに対して上部直方体１０２ａが突出した部分がフランジを形成し、特に長手方向のフランジ部１２５ａ，１２５ｂが、ワイヤソーへの装着時及びウェーハ洗浄装置への装着時に利用される。
【００３３】
このスライスベース１０２は、カーボンスライス台１０１と同様にノズルにより上面から噴射する洗浄液の通り道を確保すべく、スライスベース１０２中央に、スライスベース１０２の長手方向に長い直方体状のスリット１０４を形成している。図６（ｃ）に示すように、このスリット１０４は縦（ｙ）２６０ｍｍ，横（ｘ）５０ｍｍ，高さ（ｚ）３０ｍｍの直方体状の上部穴１０４ａと、縦（ｙ）２６０ｍｍ，横（ｘ）３０ｍｍ，高さ（ｚ）２５ｍｍの直方体状の下部穴１０４ｂからなり、スライスベース１０２を上面から下面に貫通している。図６（ａ）〜（ｄ）に示した例では上部穴１０４ａと下部穴１０４ｂの寸法を異ならせているが、上部穴１０４ａと下部穴１０４ｂの縦（ｙ），横（ｘ）それぞれの寸法を同一として、スライスベース１０２の上面から下面に貫通する直穴としても良い。尚、スライスベース１０２の材質は、例えば、鉄又はＳＵＳ等を用いることが出来る。
【００３４】
次に、ワイヤソーの動作について、図２を用いて説明する。スライスベース１０２，カーボンスライス台１０１，半導体インゴット４３を互いに固定した状態でワイヤソー５０のワーク支持ヘッド５３に装着する。ワーク支持ヘッド５３への装着は、半導体インゴット４３を下向きに配置した状態で、スライスベース１０２のフランジ部１２５ａ，１２５ｂをワーク支持ヘッド５３のフック５３ａ，５３ｂに係止させることにより行う。
【００３５】
次に、ワイヤ５８を線方向に往復動させた状態で砥粒等を含んだ加工液を供給し、半導体インゴット４３をワイヤ５８に押し付けることにより、ワイヤ５８の巻き付けピッチに合わせて半導体インゴット４３を複数枚の円板状のウェーハ４４に切断する。
【００３６】
ワイヤソー５０では、半導体インゴット４３の切断に際して、その切り終わり部分の欠損を防止するため、前記のようにカーボンスライス台１０１に半導体インゴット４３を接着剤により接着固定して切断する。このため、図１３に示すように、スライスされたウェーハ４４の全てはカーボンスライス台１０１に接着され、柵状に連なった状態で切り出される。尚、半導体インゴット４３の上端まで完全に切断するために、半導体インゴット４３の上端を超えてカーボンスライス台１０１までワイヤ５８に押し付け、カーボンスライス台１０１ごと切断する。
【００３７】
ことのとき、ワイヤ５８がカーボンスライス台１０１の曲面１０５をやや越える位置まで切り込む。すると、図１３に示すように、ワイヤ５８のピッチに従って、カーボンスライス台１０１の溝１０３の底面に大量のスリット１０９が形成され、貫通する。その結果、カーボンスライス台１０１の上面から噴射する洗浄液の通り道が確保される。
【００３８】
通常、半導体インゴット４３は３５０μｍ以下の厚さに切断される。尚、ワイヤソーは８０〜１６０μｍの直径を有するピアノ線に１２μｍ程度の砥粒等を含む加工液を供給してスライスするため、切り代は１５０μｍ程度である。このワイヤソーによるスライス工程によりウェーハ４４は柵状に連なりスライスベース１０２に吊り下げられた状態となる。
【００３９】
次に本実施例におけるハガシ前ウェーハ洗浄工程（ＳＴＥＰ４）について説明する。通常、スライスしたウェーハ４４の表面には、スライス時に使用したオイルや切削粉，砥粒等が付着しているため、これを取り除くための洗浄を行う。洗浄はウェーハ４４及びカーボンスライス台１０１をスライスベース１０２に固定した状態のまま、ウェーハ洗浄装置に装着して行う。
【００４０】
図７は実施例１のウェーハ洗浄装置であってウェーハ４４を装着していない状態を示した平面図、図８は実施例１のウェーハ洗浄装置であってウェーハ４４を装着した状態を示した平面図、図９は実施例１のウェーハ洗浄装置の縦断面図である。図７乃至図９に示すように本実施例のウェーハ洗浄装置は、ウェーハ４４を装着可能なように、高さを５６０ｍｍ、短手方向の長さを５５０ｍｍとし、長手方向の長さを８００ｍｍとする略直方体形状をしている。
【００４１】
ウェーハ洗浄装置は略箱状のハウジング１１０から構成され、このハウジング１１０の上部に開閉可能な蓋１２４を枢着すると共に、ハウジング１１０内部に洗浄槽１１１を設けている。洗浄槽１１１は長手方向に沿って左右に側壁１１１ａ，１１１ｂを設けており、この側壁１１１ａ，１１１ｂの上端部前方及び後方にワーク４４を支持するための断面Ｕ字状のワーク支持フレーム１２０を固定している。図７に示すように、ワーク支持フレーム１２０には、スライスベース１０２を固定するための、溝１２１が形成されている。
【００４２】
この溝１２１にスライスベース１０２の両端のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを嵌合させることにより、柵状に連なったウェーハ４４は、カーボンスライス台１０１と共にスライスベース１０２に吊り下げられた状態で、ワーク支持フレーム１２０に図８のように装着される。
【００４３】
一方、洗浄槽１１１の側壁１１１ａの上端部後方には長手方向に向けてその回転軸を配置した状態で、ノズル送り用モータ１１７が固定されている。ノズル送り用モータ１１７はその回転軸の延長上にねじ送り機構用の雄ねじ１１６を形成している。雄ねじ１１６の先端は、側壁１１１ａに外周が固定されたボールベアリング１１５の内周壁に嵌着し、側壁１１１ａに対して滑らかに回転できるように支持されている。そして、ノズル送り用モータ１１７の回転によって回転軸上に設けられた雄ねじ１１６は、その場で回転する。
【００４４】
雄ねじ１１６には、移動ベース１１２ａの側部に回転不能に固定された雌ねじ１１３が螺合しており、雄ねじ１１６の回転によって雌ねじ１１３が前後に移動する。雌ねじ１１３は移動ベース１１２ａに固定されているため、雄ねじ１１６の回転によって雌ねじ１１３と共に移動ベース１１２ａがウェーハ洗浄装置の長手方向に移動する。また、図９に示すように、移動ベース１１２ａの下面には前後動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１１４ａが設けてあり、側壁１１１ａの上面に水平方向にわたって設けた凸状のガイドレール１１９ａに嵌合している。そして、移動ベース１１２ａは、ガイドレール１１９ａに案内され、安定した状態で前記ねじ送り機構によって長手方向にねじ送りされる。
【００４５】
側壁１１１ｂの上端部にも長手方向水平にわたって凸状のガイドレール１１９ｂを設けている。そして、前後動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１１４ｂを下面に設けた移動ベース１１２ｂと嵌合している。この移動ベース１１２ｂ及び移動ベース１１２ａに略直方体状のノズル支持フレーム１１８を固定している。移動ベース１１２ｂはノズル支持フレーム１１８を介して移動ベース１１２ａに固定されているため、移動ベース１１２ａの前後動に同期して長手方向に前後動する。上記機構とすることで、ノズル支持フレーム１１８はねじ送り機構によりスライスベース１０２に柵状に連なったウェーハ４４の長手方向に沿って移動可能としている。
【００４６】
図９に示すように、このノズル支持フレーム１１８には２本のノズル１０６，１０７をウェーハ４４の中心線を挟んでほぼ対象に固定し、その噴射口を斜め下向きとなるように設け、洗浄液をウェーハ４４の左右側面上方から噴射できるように設けている。尚、ノズル１０６，１０７の噴射角度は調整可能に固定している。
【００４７】
更に、このノズル支持フレーム１１８の中央には、洗浄液がウェーハ４４の上方から噴射されるように、ノズル１０８がその噴射口を下向きにして設けられている。ノズル１０８から噴出された洗浄液は、スリット１０４及び溝１０３の底面に形成されたスリット１０９（図１３参照）を通って、各ウェーハ４４の間を流れウェーハ間の洗浄を行う。
【００４８】
ノズル１０６〜１０８は配管を介して図示しない洗浄液供給ポンプに接続されており、洗浄液供給ポンプにより界面活性剤を含む水等からなる洗浄液が供給される。ワイヤソーによるスライス工程（ＳＴＥＰ３）において、水溶性の加工液を使用した場合には洗浄液はただ流すだけで良く、油性の加工液を使用した場合には洗浄液を勢い良く噴出させる。ウェーハ洗浄装置の底部には排出口１２２を設けており、排出口１２２は配管１２３を介して図示しない洗浄液再循環装置に接続される。更に、この洗浄液再循環装置は配管を介して洗浄液供給ポンプに接続され、洗浄液が再利用される。
【００４９】
次に、上記のように構成されたウェーハ洗浄装置の動作について、図７乃至図９を用いて説明する。
ワイヤソーによる切断終了後、柵状に連なった状態のウェーハ４４をカーボンスライス台１０１，スライスベース１０２と共にワイヤソー５０から取り出し、ウェーハ洗浄装置まで搬送する。そして、このスライスベース１０２のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを、ワーク支持フレーム１２０の溝１２１に嵌合させることにより、ウェーハ４４をウェーハ洗浄装置に装着する。
【００５０】
ウェーハ洗浄装置にウェーハ４４を装着し、蓋１２４を閉めた後に、ウェーハ洗浄装置を稼働させる。ウェーハ洗浄装置が稼動をはじめると、図示しない洗浄液供給ポンプから配管を介してノズル１０６〜１０８に洗浄液が供給され、それぞれのノズルの先端から洗浄液が噴射される。
【００５１】
ウェーハ洗浄装置内に収容されたウェーハ４４は、このノズル１０６〜１０８から噴射される洗浄液によってシャワー洗浄される。具体的には、このノズル１０６，１０７から噴射された洗浄液は、ウェーハ４４の左右側面上方から各切り代内に浸入して、これらの切り代内に詰まっている切削粉，オイル，砥粒等を洗い流す。一方、ノズル１０８から噴射された洗浄液は、スリット１０４及び溝１０３の底面に発生したスリット１０９を通り、ウェーハ４４の上方から各切り代内に浸入して、これらの切り代内に詰まっている切削粉，オイル，砥粒等を洗い流す。特にウェーハ４４上方の切り代内に詰まっている切削粉，オイル，砥粒等は、ノズル１０６，１０７によるウェーハ４４の側面上方から噴射された洗浄液のみでは充分に洗浄することが困難であったが、ノズル１０８から噴射された洗浄液により、効果的に洗浄することが可能となる。
【００５２】
また、洗浄がはじまるとノズル送り用モータ１１７の駆動によりノズル支持フレーム１１８を移動させ、ノズル１０６〜１０８をスライスベース１０２の長手方向に沿って片道または往復移動させる。これにより、ノズル１０６〜１０８が水平方向に移動するため、洗浄液が各ウェーハ４４同士の全ての間隙に均一に噴射され、ウェーハ洗浄装置に載置された全てのウェーハ表面に付着していた切削粉，オイル，砥粒等を均一かつ充分に除去することが可能となる。
【００５３】
このノズル１０６〜１０８によるウェーハ４４の洗浄は、ノズル１０６〜１０８が所定回数往復するまで行うことが望ましい。ノズル１０６〜１０８が所定回数往復した後、図示しない洗浄液供給ポンプを停止しウェーハ４４の洗浄作業を終了させる。なお、このウェーハ洗浄のために使用された洗浄液は、ウェーハ洗浄装置底部に設けられた排出口１２２から配管１２３を介して図示しない洗浄液再循環装置に回収され、所定の処理を施した後に洗浄液供給ポンプに供給され、再度ウェーハの洗浄に使用される。
【００５４】
ウェーハ洗浄装置によるウェーハ４４の洗浄作業終了後、ハウジング１１０の蓋１２４を開け、洗浄されたウェーハ４４をウェーハ洗浄装置から取り出す。以上の一連の動作によりハガシ前洗浄工程が終了する。
【００５５】
ハガシ前のウェーハ４４を洗浄したら、通常はカーボンスライス台１０１からウェーハ４４を一枚ずつ分離する。お湯やオイルまたは酢酸による剥離剤を用いて、ウェーハ４４をカーボンスライス台１０１から剥離させる。
【００５６】
その後、従来であればハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）により、ウェーハ４４の表裏面に付着したオイルや切削粉，砥粒等をゴム製のブレードやブラシ等により掻き落とし、また、必要に応じて複数の洗浄槽を用意し、ウェーハ４４をその洗浄槽に浸漬させて段階的に洗浄度を高めていくことにより洗浄する。
【００５７】
しかし、本発明においてはこのハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）は必須の工程ではない。上述の通り、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）において効果的な洗浄を行い、未洗浄部分が発生しないため、本実施の形態においてはハガシ後の洗浄を行うことなく、次の面取り工程（ＳＴＥＰ６）へと進むことが可能となる。このように製造工程を一部省略することができるため、従来に比して高歩留まりを達成することができる。もちろん、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）と次の面取り工程工程（ＳＴＥＰ６）の間にハガシ後洗浄工程を行うことも可能である。
【００５８】
その後、面取り工程（ＳＴＥＰ６）に続いて、平面研削および／またはラッピング（以下、「平面研削・ラッピング」と記す）により平坦化加工を行い（ＳＴＥＰ７）、エッチング処理工程（ＳＴＥＰ８）において化学研磨処理を施す。更に、ウェーハ表面を鏡面研磨（ＳＴＥＰ９）した後、ウェーハ表面にエピタキシャル成長処理（ＳＴＥＰ１０）を施して鏡面ウェーハとする。
【００５９】
［実施の形態２］
次に、本願発明の第２の実施の形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。本実施の形態におけるＳＴＥＰ１乃至ＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ６乃至ＳＴＥＰ９までの内容、及びカーボンスライス台１０１とスライスベース１０２の形状は、上記実施の形態１と同内容であるため説明を省略し、相違点であるウェーハ洗浄装置の構造及びその動作についてのみ説明する。
【００６０】
図１０は、実施例２のウェーハ洗浄装置であってウェーハ４４を装着した状態を示した平面図、図１１は実施例２のウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
図１０及び図１１に示すように本実施例のウェーハ洗浄装置は、高さを５６０ｍｍ、短手方向の長さを５５０ｍｍとし、長手方向の長さを１４５０ｍｍとする略直方体形状をしている。ウェーハ洗浄装置は略箱状のハウジング１３０から構成され、ハウジング１３０上部を開閉可能な蓋１４４を枢軸固定すると共に、ハウジング１３０内部に洗浄槽１３１を設けている。洗浄槽１３１は長手方向に沿って左右に側壁１３１ａ，１３１ｂを設けており、この側壁１３１ａ，１３１ｂの上部にはノズル１２６，１２７，１２８を支持するためのノズル支持フレーム１３８を固定している。
【００６１】
このノズル支持フレーム１３８には２本のノズル１２６，１２７をウェーハ４４の中心線を挟んでほぼ対象に固定し、その噴射口を斜め下向きとなるように設け、洗浄液をウェーハ４４の左右側面上方から噴射できるように設けている。尚、ノズル１２６，１２７の噴射角度は調整可能に固定している。更に、このノズル支持フレーム１３８の中央にはノズル１２８が、その噴射口が下向きになるように設けられ、洗浄液がウェーハ４４の上方から噴射されるように設けられている。
【００６２】
ノズル１２６〜１２８は配管を介して図示しない洗浄液供給ポンプに接続されており、洗浄液供給ポンプにより洗浄液が供給される。一方、ウェーハ洗浄装置の底部には排出口１４２を設けており、排出口１４２は配管１４３を介して図示しない洗浄液再循環装置に接続される。更に、この洗浄液再循環装置は配管を介して洗浄液供給ポンプに接続される。
【００６３】
側壁１３１ａの上端部後方には長手方向に向けてその回転軸を配置した状態で、ワーク送り用モータ１３７が固定されている。ワーク送り用モータ１３７はその回転軸の延長上にねじ送り機構用の雄ねじ１３６を形成している。雄ねじ１３６の先端は、側壁１３１ａに外周が固定されたボールベアリング１３５の内周壁に嵌着し、側壁１３１ａに対して滑らかに回転できるように支持されている。そして、ワーク送り用モータ１３７の回転によって回転軸上に設けられた雄ねじ１３６は、その場で回転する。
【００６４】
雄ねじ１３６には、移動ベース１３２ａの側部に回転不能に固定された雌ねじ１３３が嵌合しており、雄ねじ１３６の回転動によって雌ねじ１３３が前後に移動する。雌ねじ１３３は移動ベース１３２ａに固定されているため、雄ねじ１３６の回転によって雌ねじ１３３と共に移動ベース１３２ａが長手方向に移動する。また、図１１に示すように、移動ベース１３２ａの下面には前後動動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１３４ａが設けてあり、側壁１３１ａに水平方向にわたって設けた凸状のガイドレール１３９ａに嵌合している。そして、移動ベース１３２ａは、ガイドレール１３９ａに案内され、安定した状態で前記ねじ送り機構によって長手方向にねじ送りされる。
【００６５】
一方、側壁１３１ｂの上端部には長手方向水平にわたって凸状のガイドレール１３９ｂを設けている。そして、前後動動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１３４ｂを下面に設けた移動ベース１３２ｂと嵌合している。この移動ベース１３２ａ及び移動ベース１３２ｂ上にウェーハ４４を支持するためのＵ字状のワーク支持フレーム１４０を固定している。このように移動ベース１３２ｂはワーク支持フレーム１４０を介して移動ベース１３２ａに固定されているため、移動ベース１３２ａの前後動に同期して長手方向に前後動する。
【００６６】
図１１に示すように、ワーク支持フレーム１４０には、スライスベース１０２を保持するための溝１４１が形成されている。この溝１４１にスライスベース１０２の両端のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを嵌合させることにより、柵状に連なったウェーハ４４は、カーボンスライス台１０１と共にスライスベース１０２に吊り下げられた状態で、ワーク支持フレーム１４０に装着される。上記機構とすることで、ワーク支持フレーム１４０に吊り下げられたウェーハ４４はねじ送り機構により洗浄槽１３１の長手方向に移動可能としている。
【００６７】
次に、上記のように構成されたウェーハ洗浄装置の動作について、図１０及び図１１を用いて説明する。
ワイヤソーによる切断終了後、柵状に連なった状態のウェーハ４４をカーボンスライス台１０１，スライスベース１０２と共にワイヤソーから取り出し、ウェーハ洗浄装置まで搬送する。そして、このスライスベース１０２両端のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを、ウェーハ洗浄装置の溝１４１に嵌合させることにより、ウェーハ４４をワーク支持フレーム１４０に装着する。
【００６８】
ウェーハ洗浄装置にウェーハ４４を装着し、蓋１４４を閉めた後に、ウェーハ洗浄装置を稼働させる。ウェーハ洗浄装置が稼動をはじめると、図示しない洗浄液供給ポンプから配管を介してノズル１２６〜１２８に洗浄液が供給され、ノズル１２６〜１２８から洗浄液が噴射される。ウェーハ洗浄装置内に収容されたウェーハ４４は、実施例１の場合と同様に、このノズル１２６〜１２８から噴射される洗浄液によって洗浄される。
【００６９】
この洗浄がはじまるとワーク送り用モータ１３７によりワーク支持フレーム１４０を駆動させ、ウェーハ４４を洗浄槽１３１の長手方向に沿って片道または往復移動させる。これにより、ノズル１２６〜１２８に対してウェーハ４４が水平方向に移動するため、洗浄液が各ウェーハ同士の全ての間隙に均一に噴射され、ウェーハ洗浄装置に載置された全てのウェーハ４４の表面に付着していた切削粉，オイル，砥粒等を均一かつ充分に除去することが可能となる。
【００７０】
このノズル１２６〜１２８によるウェーハ４４の洗浄は、ウェーハ４４が所定回数往復するまで行うことが望ましい。ウェーハ４４が所定回数往復した後、図示しない洗浄液供給ポンプを停止しウェーハ４４の洗浄作業を終了させる。なお、このウェーハ洗浄のために使用された洗浄液は、ウェーハ洗浄装置底部に設けられた排出口１４２から配管１４３を介して図示しない洗浄液再循環装置に回収され、所定の処理を施した後に洗浄液供給ポンプに供給され、再度ウェーハの洗浄に使用される。
【００７１】
ウェーハ洗浄装置によるウェーハ４４の洗浄作業終了後、ハウジング１３０の蓋１４４を開け、図示しない搬送装置で洗浄されたウェーハ４４をウェーハ洗浄装置から取り出す。以上の一連の動作によりハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）が終了する。
【００７２】
なお、上記の第１および第２の実施の形態の何れにおいても、外形研削工程（ＳＴＥＰ２）を省略することができるし、平面研削・ラッピング工程（ＳＴＥＰ７）やエッチング工程（ＳＴＥＰ８）を省略することもできる。また、例えば、各実施の形態で説明した本発明に係るウエーハの製造工程は一例であって、各工程間で適宜洗浄を行うことができることは言うまでもない。特にＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ１０までの工程は、本願の要旨に反しな範囲で一部の工程の入れ替え、省略、追加をすることが可能である。
【００７３】
また、ウェーハの材質及び大きさに関しては、本発明を実施するにあたり何ら制限は無く、現在製造されている口径のシリコン，ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＩｎＰ等の半導体ウェーハは勿論のこと、将来製造可能となる非常に大きなウェーハに対しても本発明を適用することができる。
【００７４】
更に、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズルをウェーハ４４の上方に一つ、左右側面上方にそれぞれ一つずつ固定した場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ウェーハ４４の上方にノズルを一つのみ設けたものでも良く、ウェーハ４４の上方にノズルを二つ設けると共に、ウェーハ４４の左右側面上方、左右側面、左右側面下方に一つずつ計八つ設け、ノズルを揺動してもよい。また、ノズルを洗浄槽の長手方向に複数設けることも可能である。
【００７５】
また、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズルから洗浄液を噴射してウェーハ４４を洗浄する場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、洗浄液の代わりにエアーをウェーハ４４に吹きつけることにより洗浄することも可能である。
【００７６】
更に、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズル又はワークを駆動するためにモータにより雄ねじを回転させ、この雄ねじに嵌合した雌ねじの前後動を利用する場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、リニアモータの固定部を側壁上に設け、移動ベースの下面にリニアモータの可動部を取り付けてノズル又はワークを駆動してもよい。
【００７７】
このように本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、ノズル自体の構造や数、ウェーハ洗浄装置におけるウェーハ４４の支持方法、ノズル又はワークの駆動方法などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００７８】
例えば、ワイヤソーによる切断精度が向上しているため、本願発明によりウェーハを充分に洗浄しておけば、平面研削・ラッピング工程やエッチング処理工程等を行わずに所定の平坦度及び清浄度を有するウェーハを製造可能となり、製造工程を大幅に合理化することも可能である。
【００７９】
［実施データ］
従来の製造方法を用いてウェーハ４４を洗浄した場合と、本発明の洗浄方法を用いてウェーハ４４を洗浄した場合の効果について、以下に具体的に説明する。
【００８０】
本発明によれば、従来の洗浄方法によって洗浄した場合に所定の清浄度を得るために必要とされるハガシ前洗浄時間は２０分であった。これに対して、本発明の洗浄方法によって洗浄した場合に同様の清浄度を得るために必要とされるハガシ前洗浄時間は１０分であり、洗浄効率の点からは２倍の向上が見られた。また、ハガシ前洗浄時の洗浄液使用量は従来２００リットルであったのに対し、本願発明では１００リットルとなり、洗浄液原単価も２分の１となった。
【００８１】
【発明の効果】
本願発明によれば、ウェーハ上方からも洗浄液を噴射することが出来るため、ウェーハ上方の切削粉，オイル，砥粒等を容易に除去することができウェーハの全面を均一に洗浄することが可能となる。
【００８２】
また、本願発明によれば、シャワーリング時間を大幅に短縮することが可能であり、作業の効率化を図ることが出来る。その結果、ウェーハの洗浄に用いる洗浄液の量を大幅に減らすことが可能である。
【００８３】
本願発明によれば、ウェーハの洗浄効率が非常に高いため、洗浄液として水道水を使用してもウェーハを充分に洗浄することが出来る。
【００８４】
更に、本願発明によれば、ハガシ後洗浄工程を省略することができるので、半導体ウェーハ製造時における製造工程を合理化して、生産性の向上を図ることができる。その結果、半導体ウェーハの製造時間を短縮すると共に、半導体ウェーハの製造コスト及びハガシ後ウェーハ洗浄装置スペースを削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の半導体ウェーハの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図２】ワイヤソーの外観を表す斜視図である。
【図３】本願発明のカーボンスライス台に半導体インゴットを接着した状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、カーボンスライス台に半導体インゴットを接着した状態を示す、平面図、正面図、側面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、カーボンスライス台の斜視図、平面図、正面図、側面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、スライスベースの斜視図、平面図、正面図、側面図である。
【図７】本願の第１の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着していない状態を示した平面図である。
【図８】本願の第１の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着した状態を示した平面図である。
【図９】本願の第１の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
【図１０】本願の第２の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着した状態を示した平面図である。
【図１１】本願の第２の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
【図１２】従来技術の半導体ウェーハ洗浄方法を示す概念図である。
【図１３】カーボンスライス台に接着した半導体インゴットをスライスした状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
４３…半導体インゴット
４４…ウェーハ
５０…ワイヤソー
５１ａ…ブラケット ５１ｂ…ブラケット
５３…ワーク支持ヘッド
５４…ワーク昇降用モータ
５５…ローラ
５６…ローラ
５７…ローラ
５８…ワイヤ
１０１…カーボンスライス台
１０２…スライスベース １０２ａ…上部直方体 １０２ｂ…下部直方体
１０３…溝
１０４…スリット １０４ａ…上部穴 １０４ｂ…下部穴
１０５…曲面
１０６…ノズル
１０７…ノズル
１０８…ノズル
１０９…スリット
１１０…ハウジング
１１１…洗浄槽 １１１ａ…側壁 １１１ｂ…側壁
１１２ａ…移動ベース １１２ｂ…移動ベース
１１３…雌ねじ
１１４ａ…アリ溝 １１４ｂ…アリ溝
１１５…ボールベアリング
１１６…雄ねじ
１１７…ノズル送り用モータ
１１８…ノズル支持フレーム
１１９ａ…ガイドレール １１９ｂ…ガイドレール
１２０…ワーク支持フレーム
１２１…溝
１２２…排出口
１２３…配管
１２４…蓋
１２５ａ…フランジ部 １２５ｂ…フランジ部
１２６…ノズル
１２７…ノズル
１２８…ノズル
１３０…ハウジング
１３１…洗浄槽 １３１ａ…側壁 １３１ｂ…側壁
１３２ａ…移動ベース １３２ｂ…移動ベース
１３３…雌ねじ
１３４ａ…アリ溝 １３４ｂ…アリ溝
１３５…ボールベアリング
１３６…雄ねじ
１３７…ワーク送り用モータ
１３８…ノズル支持フレーム
１３９ａ…ガイドレール １３９ｂ…ガイドレール
１４０…ワーク支持フレーム
１４１…溝
１４２…排出口
１４３…配管
１４４…蓋。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの製造に係り、特に、ワイヤソーにおいてウェーハを保持するためのスライス台とスライスベースの形状、ならびに、切断後のウェーハの表裏面を洗浄するウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、一般的な鏡面ウェーハの製造工程を示すフロー図である。同図に基づいて、半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられる鏡面ウェーハの一般的な製造方法の概略を説明する。
【０００３】
まず、周知のチョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる（ＳＴＥＰ１）。成長した半導体インゴットは外周形状が歪（いびつ）であるため、次に外形研削工程（ＳＴＥＰ２）において半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削し、半導体インゴットの外周形状を整える。これをスライス工程（ＳＴＥＰ３）でワイヤソーによりスライスして厚さ３００〜１０００μｍ程度の円板状のウェーハに加工する。
【０００４】
このスライス工程（ＳＴＥＰ３）でワイヤソーにより半導体インゴットをスライスする場合、スライス台に半導体インゴットを接着し、このスライス台をスライスベースに装着して、複数枚のウェーハ状にスライスする。このスライス台の材質には、通常、カーボンやセラミックス等が用いられる。スライスしたウェーハの表面には、スライス時に使用したオイルや切削粉，砥粒等が付着しているため、これを取り除く洗浄を行う。
【０００５】
通常、スライス台にウェーハが接着された状態（以下、「ハガシ前」と記す）でハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）を行い、更にスライス台からウェーハを一枚一枚剥がした後（以下、「ハガシ後」と記す）にハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）を行う。
【０００６】
このハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）の方法として、例えば特開平１０―２２２３８号公報や特開２００２―１１０５９１号公報に開示されているように、スライスベースとスライス台ごとウェーハをウェーハ洗浄装置に装着し、ウェーハ洗浄装置でウェーハの側面上方および／または下方からエアーブローまたはシャワーノズルにより洗浄液を吹きつける等して洗浄する。
【０００７】
しかし、このハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）のみではウェーハの洗浄が不充分であるため、例えば特開平９―４５６４０号公報に開示されているように、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）の後にハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）を行う。すなわち、スライス台からウェーハを一枚ずつ分離し、ウェーハの表裏面に付着したオイルや切削粉，砥粒等をゴム製のブレードやブラシ等により掻き落とす。また、必要に応じて複数の洗浄槽を用意し、その洗浄槽に浸漬させて段階的に洗浄度を高めていくことにより、ウェーハを洗浄する。
【０００８】
その後、面取り工程（ＳＴＥＰ６）でウェーハ外周の面取り加工を行う。続いて、平面研削および／またはラッピング（以下、「平面研削・ラッピング」と記す）により平坦化加工を行い（ＳＴＥＰ７）、エッチング処理工程（ＳＴＥＰ８）において化学研磨処理を施す。更に、ウェーハ表面を鏡面研磨（ＳＴＥＰ９）した後、ウェーハ表面にエピタキシャル成長処理（ＳＴＥＰ１０）を施して鏡面ウェーハとする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）における従来の洗浄方法は、図１２に示すようにウェーハの側面上方から２本のノズルにより洗浄液を噴射していたため、ウェーハ上部の洗浄効率が悪く、洗浄に長い時間がかかっていた。また、未洗浄部分に切削粉，オイル，砥粒等が残り、ハガシ後のウェーハ洗浄能力不足によるシミ不良が発生するという問題があった。
【００１０】
すなわち、図１２に示すウェーハ上部の洗浄を十分に行うためにはエアーブローするか、ウェーハの下方から上方に向けて洗浄液を噴射することが必要である。しかし、ウェーハの切断厚みが３５０μｍ以下である場合には、エアーブローをするとウェーハが暴れ、ウェーハにダメージを与えたり、ウェーハが割れてしまったりするという問題があった。
【００１１】
一方、ウェーハは上方をスライス台に接着されているのみであるため、ウェーハの下方から上方に向けて洗浄液を噴射すると、この洗浄液の力で接着部分が変形したり、ウェーハがスライス台から脱落したりするという問題があった。そのため、図１２に示すウェーハ上部の洗浄を十分に行うことが出来ないという問題があった。
【００１２】
また、従来のハガシ前洗浄方法ではウェーハの洗浄が不充分であるため、後工程においてハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）を行わなくてはならず、手間とコストがかかっていた。特に、複数のウェーハ洗浄装置を用いた場合は、コストのみならず、ウェーハ洗浄装置及びウェーハ洗浄装置間のウェーハ搬送装置により装置全体が大型化するという問題もあった。
【００１３】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的とするところは、ワイヤソーによりスライスされたウェーハのスライス台に接する部分を十分に洗浄することができ、ハガシ前の切削粉，オイル，砥粒除去能力を向上させることができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【００１４】
また、本出願に係る発明の第２の目的は、ワイヤソーによりスライスされたウェーハのハガシ前洗浄効率を高め、洗浄時間を短縮させると共に、洗浄時の洗浄液使用量を低減させ、洗浄液にかかるコストを抑えることができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【００１５】
更に、本出願に係る発明の第３の目的は、ウェーハの洗浄を充分に行うことにより、従来行われていたハガシ後洗浄工程を省略又は簡略化し、作業効率を高めると共に、該工程にかかっていた時間とコストを無くすことができるウェーハ洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本出願に係る第１の発明は、半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおける前記支持部材であって、前記支持部材は略直方体形状をなし、１面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、前記１面に対向する他面に、凹状の溝を有する、ことを特徴とする支持部材である。
【００１７】
また、本出願に係る第２の発明は、半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し、前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおいて、前記支持部材は略直方体形状をなし、１面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、前記１面に対向する他面に、凹状の溝を有する、ことを特徴とするワイヤソーである。
【００１８】
更に、本出願に係る第３の発明は、半導体インゴットをワイヤソーにより切断した後に、切断された複数枚のウェーハを支持し、前記ウェーハ相互間の間隙にその外周方向から洗浄液又は洗浄ガスを噴射するウェーハ洗浄装置において、前記ウェーハを支持する支持部材に複数本のスリットを設け、該スリットから前記ウェーハに向けて、前記洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルを設ける、ことを特徴とするウェーハ洗浄装置である。
【００１９】
また、本出願に係る第４の発明は、前記複数本のスリットのピッチは、前記ウェーハ相互間の間隙のピッチに等しい、ことを特徴とする上記第３の発明に記載のウェーハ洗浄装置である。
【００２０】
更に、本出願に係る第５の発明は、ウェーハが収容される洗浄槽と、ウェーハを吊り下げて支持する支持部材と、前記洗浄槽内に収容されたウェーハの軸線方向に沿って相対移動自在に支持され、前記洗浄槽内に収容されたウェーハに向けて洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルと、前記ノズルとウェーハを相対移動させる駆動手段と、を有し、前記ノズルを前記支持部材の上方に配置し、前記支持部材に、前記支持部材の上方から下方に向けて貫通するスリットを設ける、ことを特徴とするウェーハ洗浄装置である。
【００２１】
また、本出願に係る第６の発明は、ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台であって、ウェーハに接触する面と対向する面に、凹状の溝を有することを特徴とするスライス台である。
【００２２】
更に、本出願に係る第７の発明は、ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台を接着固定するスライスベースであって、前記スライス台を固定する接着面から該接着面に対抗する面に貫通する穴を有することを特徴とするスライスベースである。
【００２３】
また、本出願に係る第８の発明は、半導体インゴットをワイヤソーにより切断し、切断されたウェーハを洗浄して半導体ウェーハを製造する方法において、前記洗浄時のウェーハを支持する部材にスリットを設け、前記ウェーハの上部から洗浄液又は洗浄ガスを噴射して前記ウェーハを洗浄する、ことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本出願に係る半導体ウェーハの製造方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
［実施の形態１］
まず、第１の実施の形態について図１〜図９を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態における半導体ウェーハの製造方法の概略を示すフロー図である。フローに示された工程は、半導体ウェーハを製造する際の工程を簡易に示したものである。本願の製造方法は以下に説明するようにスライス工程（ＳＴＥＰ３）及びハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）を図１に示すフローの順に備えていることが必須の要件であり、他の工程の種類や工程の数は、ウェーハの仕様や各製造業者によって種々の態様が考えられる。ここでは、直径１２５ｍｍの半導体ウェーハを製造する際の工程について説明する。
【００２６】
従来技術で説明した通り、まず、周知のチョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる（ＳＴＥＰ１）。次に外形研削工程（ＳＴＥＰ２）において半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削し、半導体インゴットの外周形状を整える。
【００２７】
続いて、外形研削された半導体インゴットはスライス工程（ＳＴＥＰ３）に移る。本実施例ではスライス工程においてワイヤソーを使用する。図２に、ワイヤソーの概略図を示す。ワイヤソー５０は、左右のブラケット５１ａ，５１ｂ（５１ｂは、二点鎖線で一部のみを示す）間に３本のローラ５５〜５７を回転自在に備えている。本図に示したワイヤソー５０においては、３本のローラ５５〜５７を備えた例を示しているが、ローラの数は２本でも良く、４本以上であっても良い。
【００２８】
ローラ５５〜５７をわたって所定ピッチでワイヤ５８を螺旋状に巻きつけて有しており、ローラ５５〜５７を往復回転させながらワイヤ５８が線方向に往復動を行う。本体５０には、外形研削後の半導体インゴット４３を装着したワーク支持ヘッド５３が上下方向に移動自在に備えられており、上部に設けたワーク昇降用モータ５４の回転によりワーク支持ヘッド５３が上下動を行う。また、スライス台の材質には、通常、カーボンやセラミックス等が用いられるが、本実施例では、スライス台の材質にカーボンを用いた。
【００２９】
半導体インゴット４３は、カーボンスライス台１０１及びスライスベース１０２を介してワーク支持ヘッド５３に装着される。図３はスライスベース１０２に装着したカーボンスライス台１０１に、半導体インゴット４３を貼り付けた状態を示す斜視図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図である。半導体インゴット４３はエポキシ樹脂の接着剤によりカーボンスライス台１０１に固定され、カーボンスライス台１０１はエポキシ樹脂の接着剤によりスライスベース１０２に固定される。
【００３０】
図５（ａ）はカーボンスライス台１０１の斜視図であり、図５（ｂ）は平面図、図５（ｃ）は正面図、図５（ｄ）は側面図である。図５（ａ）に示すように、カーボンスライス台１０１は縦（ｙ）２６０ｍｍ，横（ｘ）５５ｍｍ，高さ（ｚ）２０ｍｍの略直方体状の形状をしており、下面に円柱状の半導体インゴット４３を密着可能とすべく、下面を半導体インゴット４３外周の曲率と同様の曲率を有する凹状の曲面１０５としている。
【００３１】
更に、ワイヤソー切断後の洗浄工程でノズルにより上面から噴射する洗浄液の通り道を確保すべく、カーボンスライス台１０１の中央に、長手方向に沿って直方体状の溝１０３を形成している。この溝１０３はカーボンスライス台１０１中央に上面から設けられた縦２６０ｍｍ，横３０ｍｍ，深さ１１ｍｍの溝である。図５（ｃ）に示すように、スライス前の状態では、溝１０３は曲面１０５には貫通していない。したがって、従来と同じようにカーボンスライス台１０１の曲面１０５全面に接着剤を塗布して、半導体インゴット４３を接着することができる。
【００３２】
図６（ａ）はスライスベース１０２の斜視図であり、図６（ｂ）は平面図、図６（ｃ）は正面図、図６（ｄ）は側面図である。図６（ａ）に示すようにスライスベース１０２は、縦（ｙ）３１０ｍｍ，横（ｘ）８０ｍｍ，高さ（ｚ）１５ｍｍの上部直方体１０２ａの下に、縦（ｙ）２７０ｍｍ，横（ｘ）６５ｍｍ，高さ（ｚ）４０ｍｍの下部直方体１０２ｂを縦に重ねて結合させた形状をしている。スライスベース１０２は、独立の部材よりなる上部直方体１０２ａと下部直方体１０２ｂを接着したものであっても、１部材から一体形成したものであっても良い。下部直方体１０２ｂに対して上部直方体１０２ａが突出した部分がフランジを形成し、特に長手方向のフランジ部１２５ａ，１２５ｂが、ワイヤソーへの装着時及びウェーハ洗浄装置への装着時に利用される。
【００３３】
このスライスベース１０２は、カーボンスライス台１０１と同様にノズルにより上面から噴射する洗浄液の通り道を確保すべく、スライスベース１０２中央に、スライスベース１０２の長手方向に長い直方体状のスリット１０４を形成している。図６（ｃ）に示すように、このスリット１０４は縦（ｙ）２６０ｍｍ，横（ｘ）５０ｍｍ，高さ（ｚ）３０ｍｍの直方体状の上部穴１０４ａと、縦（ｙ）２６０ｍｍ，横（ｘ）３０ｍｍ，高さ（ｚ）２５ｍｍの直方体状の下部穴１０４ｂからなり、スライスベース１０２を上面から下面に貫通している。図６（ａ）〜（ｄ）に示した例では上部穴１０４ａと下部穴１０４ｂの寸法を異ならせているが、上部穴１０４ａと下部穴１０４ｂの縦（ｙ），横（ｘ）それぞれの寸法を同一として、スライスベース１０２の上面から下面に貫通する直穴としても良い。尚、スライスベース１０２の材質は、例えば、鉄又はＳＵＳ等を用いることが出来る。
【００３４】
次に、ワイヤソーの動作について、図２を用いて説明する。スライスベース１０２，カーボンスライス台１０１，半導体インゴット４３を互いに固定した状態でワイヤソー５０のワーク支持ヘッド５３に装着する。ワーク支持ヘッド５３への装着は、半導体インゴット４３を下向きに配置した状態で、スライスベース１０２のフランジ部１２５ａ，１２５ｂをワーク支持ヘッド５３のフック５３ａ，５３ｂに係止させることにより行う。
【００３５】
次に、ワイヤ５８を線方向に往復動させた状態で砥粒等を含んだ加工液を供給し、半導体インゴット４３をワイヤ５８に押し付けることにより、ワイヤ５８の巻き付けピッチに合わせて半導体インゴット４３を複数枚の円板状のウェーハ４４に切断する。
【００３６】
ワイヤソー５０では、半導体インゴット４３の切断に際して、その切り終わり部分の欠損を防止するため、前記のようにカーボンスライス台１０１に半導体インゴット４３を接着剤により接着固定して切断する。このため、図１３に示すように、スライスされたウェーハ４４の全てはカーボンスライス台１０１に接着され、柵状に連なった状態で切り出される。尚、半導体インゴット４３の上端まで完全に切断するために、半導体インゴット４３の上端を超えてカーボンスライス台１０１までワイヤ５８に押し付け、カーボンスライス台１０１ごと切断する。
【００３７】
ことのとき、ワイヤ５８がカーボンスライス台１０１の曲面１０５をやや越える位置まで切り込む。すると、図１３に示すように、ワイヤ５８のピッチに従って、カーボンスライス台１０１の溝１０３の底面に大量のスリット１０９が形成され、貫通する。その結果、カーボンスライス台１０１の上面から噴射する洗浄液の通り道が確保される。
【００３８】
通常、半導体インゴット４３は３５０μｍ以下の厚さに切断される。尚、ワイヤソーは８０〜１６０μｍの直径を有するピアノ線に１２μｍ程度の砥粒等を含む加工液を供給してスライスするため、切り代は１５０μｍ程度である。このワイヤソーによるスライス工程によりウェーハ４４は柵状に連なりスライスベース１０２に吊り下げられた状態となる。
【００３９】
次に本実施例におけるハガシ前ウェーハ洗浄工程（ＳＴＥＰ４）について説明する。通常、スライスしたウェーハ４４の表面には、スライス時に使用したオイルや切削粉，砥粒等が付着しているため、これを取り除くための洗浄を行う。洗浄はウェーハ４４及びカーボンスライス台１０１をスライスベース１０２に固定した状態のまま、ウェーハ洗浄装置に装着して行う。
【００４０】
図７は実施例１のウェーハ洗浄装置であってウェーハ４４を装着していない状態を示した平面図、図８は実施例１のウェーハ洗浄装置であってウェーハ４４を装着した状態を示した平面図、図９は実施例１のウェーハ洗浄装置の縦断面図である。図７乃至図９に示すように本実施例のウェーハ洗浄装置は、ウェーハ４４を装着可能なように、高さを５６０ｍｍ、短手方向の長さを５５０ｍｍとし、長手方向の長さを８００ｍｍとする略直方体形状をしている。
【００４１】
ウェーハ洗浄装置は略箱状のハウジング１１０から構成され、このハウジング１１０の上部に開閉可能な蓋１２４を枢着すると共に、ハウジング１１０内部に洗浄槽１１１を設けている。洗浄槽１１１は長手方向に沿って左右に側壁１１１ａ，１１１ｂを設けており、この側壁１１１ａ，１１１ｂの上端部前方及び後方にワーク４４を支持するための断面Ｕ字状のワーク支持フレーム１２０を固定している。図７に示すように、ワーク支持フレーム１２０には、スライスベース１０２を固定するための、溝１２１が形成されている。
【００４２】
この溝１２１にスライスベース１０２の両端のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを嵌合させることにより、柵状に連なったウェーハ４４は、カーボンスライス台１０１と共にスライスベース１０２に吊り下げられた状態で、ワーク支持フレーム１２０に図８のように装着される。
【００４３】
一方、洗浄槽１１１の側壁１１１ａの上端部後方には長手方向に向けてその回転軸を配置した状態で、ノズル送り用モータ１１７が固定されている。ノズル送り用モータ１１７はその回転軸の延長上にねじ送り機構用の雄ねじ１１６を形成している。雄ねじ１１６の先端は、側壁１１１ａに外周が固定されたボールベアリング１１５の内周壁に嵌着し、側壁１１１ａに対して滑らかに回転できるように支持されている。そして、ノズル送り用モータ１１７の回転によって回転軸上に設けられた雄ねじ１１６は、その場で回転する。
【００４４】
雄ねじ１１６には、移動ベース１１２ａの側部に回転不能に固定された雌ねじ１１３が螺合しており、雄ねじ１１６の回転によって雌ねじ１１３が前後に移動する。雌ねじ１１３は移動ベース１１２ａに固定されているため、雄ねじ１１６の回転によって雌ねじ１１３と共に移動ベース１１２ａがウェーハ洗浄装置の長手方向に移動する。また、図９に示すように、移動ベース１１２ａの下面には前後動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１１４ａが設けてあり、側壁１１１ａの上面に水平方向にわたって設けた凸状のガイドレール１１９ａに嵌合している。そして、移動ベース１１２ａは、ガイドレール１１９ａに案内され、安定した状態で前記ねじ送り機構によって長手方向にねじ送りされる。
【００４５】
側壁１１１ｂの上端部にも長手方向水平にわたって凸状のガイドレール１１９ｂを設けている。そして、前後動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１１４ｂを下面に設けた移動ベース１１２ｂと嵌合している。この移動ベース１１２ｂ及び移動ベース１１２ａに略直方体状のノズル支持フレーム１１８を固定している。移動ベース１１２ｂはノズル支持フレーム１１８を介して移動ベース１１２ａに固定されているため、移動ベース１１２ａの前後動に同期して長手方向に前後動する。上記機構とすることで、ノズル支持フレーム１１８はねじ送り機構によりスライスベース１０２に柵状に連なったウェーハ４４の長手方向に沿って移動可能としている。
【００４６】
図９に示すように、このノズル支持フレーム１１８には２本のノズル１０６，１０７をウェーハ４４の中心線を挟んでほぼ対象に固定し、その噴射口を斜め下向きとなるように設け、洗浄液をウェーハ４４の左右側面上方から噴射できるように設けている。尚、ノズル１０６，１０７の噴射角度は調整可能に固定している。
【００４７】
更に、このノズル支持フレーム１１８の中央には、洗浄液がウェーハ４４の上方から噴射されるように、ノズル１０８がその噴射口を下向きにして設けられている。ノズル１０８から噴出された洗浄液は、スリット１０４及び溝１０３の底面に形成されたスリット１０９（図１３参照）を通って、各ウェーハ４４の間を流れウェーハ間の洗浄を行う。
【００４８】
ノズル１０６〜１０８は配管を介して図示しない洗浄液供給ポンプに接続されており、洗浄液供給ポンプにより界面活性剤を含む水等からなる洗浄液が供給される。ワイヤソーによるスライス工程（ＳＴＥＰ３）において、水溶性の加工液を使用した場合には洗浄液はただ流すだけで良く、油性の加工液を使用した場合には洗浄液を勢い良く噴出させる。ウェーハ洗浄装置の底部には排出口１２２を設けており、排出口１２２は配管１２３を介して図示しない洗浄液再循環装置に接続される。更に、この洗浄液再循環装置は配管を介して洗浄液供給ポンプに接続され、洗浄液が再利用される。
【００４９】
次に、上記のように構成されたウェーハ洗浄装置の動作について、図７乃至図９を用いて説明する。
ワイヤソーによる切断終了後、柵状に連なった状態のウェーハ４４をカーボンスライス台１０１，スライスベース１０２と共にワイヤソー５０から取り出し、ウェーハ洗浄装置まで搬送する。そして、このスライスベース１０２のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを、ワーク支持フレーム１２０の溝１２１に嵌合させることにより、ウェーハ４４をウェーハ洗浄装置に装着する。
【００５０】
ウェーハ洗浄装置にウェーハ４４を装着し、蓋１２４を閉めた後に、ウェーハ洗浄装置を稼働させる。ウェーハ洗浄装置が稼動をはじめると、図示しない洗浄液供給ポンプから配管を介してノズル１０６〜１０８に洗浄液が供給され、それぞれのノズルの先端から洗浄液が噴射される。
【００５１】
ウェーハ洗浄装置内に収容されたウェーハ４４は、このノズル１０６〜１０８から噴射される洗浄液によってシャワー洗浄される。具体的には、このノズル１０６，１０７から噴射された洗浄液は、ウェーハ４４の左右側面上方から各切り代内に浸入して、これらの切り代内に詰まっている切削粉，オイル，砥粒等を洗い流す。一方、ノズル１０８から噴射された洗浄液は、スリット１０４及び溝１０３の底面に発生したスリット１０９を通り、ウェーハ４４の上方から各切り代内に浸入して、これらの切り代内に詰まっている切削粉，オイル，砥粒等を洗い流す。特にウェーハ４４上方の切り代内に詰まっている切削粉，オイル，砥粒等は、ノズル１０６，１０７によるウェーハ４４の側面上方から噴射された洗浄液のみでは充分に洗浄することが困難であったが、ノズル１０８から噴射された洗浄液により、効果的に洗浄することが可能となる。
【００５２】
また、洗浄がはじまるとノズル送り用モータ１１７の駆動によりノズル支持フレーム１１８を移動させ、ノズル１０６〜１０８をスライスベース１０２の長手方向に沿って片道または往復移動させる。これにより、ノズル１０６〜１０８が水平方向に移動するため、洗浄液が各ウェーハ４４同士の全ての間隙に均一に噴射され、ウェーハ洗浄装置に載置された全てのウェーハ表面に付着していた切削粉，オイル，砥粒等を均一かつ充分に除去することが可能となる。
【００５３】
このノズル１０６〜１０８によるウェーハ４４の洗浄は、ノズル１０６〜１０８が所定回数往復するまで行うことが望ましい。ノズル１０６〜１０８が所定回数往復した後、図示しない洗浄液供給ポンプを停止しウェーハ４４の洗浄作業を終了させる。なお、このウェーハ洗浄のために使用された洗浄液は、ウェーハ洗浄装置底部に設けられた排出口１２２から配管１２３を介して図示しない洗浄液再循環装置に回収され、所定の処理を施した後に洗浄液供給ポンプに供給され、再度ウェーハの洗浄に使用される。
【００５４】
ウェーハ洗浄装置によるウェーハ４４の洗浄作業終了後、ハウジング１１０の蓋１２４を開け、洗浄されたウェーハ４４をウェーハ洗浄装置から取り出す。以上の一連の動作によりハガシ前洗浄工程が終了する。
【００５５】
ハガシ前のウェーハ４４を洗浄したら、通常はカーボンスライス台１０１からウェーハ４４を一枚ずつ分離する。お湯やオイルまたは酢酸による剥離剤を用いて、ウェーハ４４をカーボンスライス台１０１から剥離させる。
【００５６】
その後、従来であればハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）により、ウェーハ４４の表裏面に付着したオイルや切削粉，砥粒等をゴム製のブレードやブラシ等により掻き落とし、また、必要に応じて複数の洗浄槽を用意し、ウェーハ４４をその洗浄槽に浸漬させて段階的に洗浄度を高めていくことにより洗浄する。
【００５７】
しかし、本発明においてはこのハガシ後洗浄工程（ＳＴＥＰ５）は必須の工程ではない。上述の通り、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）において効果的な洗浄を行い、未洗浄部分が発生しないため、本実施の形態においてはハガシ後の洗浄を行うことなく、次の面取り工程（ＳＴＥＰ６）へと進むことが可能となる。このように製造工程を一部省略することができるため、従来に比して高歩留まりを達成することができる。もちろん、ハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）と次の面取り工程工程（ＳＴＥＰ６）の間にハガシ後洗浄工程を行うことも可能である。
【００５８】
その後、面取り工程（ＳＴＥＰ６）に続いて、平面研削および／またはラッピング（以下、「平面研削・ラッピング」と記す）により平坦化加工を行い（ＳＴＥＰ７）、エッチング処理工程（ＳＴＥＰ８）において化学研磨処理を施す。更に、ウェーハ表面を鏡面研磨（ＳＴＥＰ９）した後、ウェーハ表面にエピタキシャル成長処理（ＳＴＥＰ１０）を施して鏡面ウェーハとする。
【００５９】
［実施の形態２］
次に、本願発明の第２の実施の形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。本実施の形態におけるＳＴＥＰ１乃至ＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ６乃至ＳＴＥＰ９までの内容、及びカーボンスライス台１０１とスライスベース１０２の形状は、上記実施の形態１と同内容であるため説明を省略し、相違点であるウェーハ洗浄装置の構造及びその動作についてのみ説明する。
【００６０】
図１０は、実施例２のウェーハ洗浄装置であってウェーハ４４を装着した状態を示した平面図、図１１は実施例２のウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
図１０及び図１１に示すように本実施例のウェーハ洗浄装置は、高さを５６０ｍｍ、短手方向の長さを５５０ｍｍとし、長手方向の長さを１４５０ｍｍとする略直方体形状をしている。ウェーハ洗浄装置は略箱状のハウジング１３０から構成され、ハウジング１３０上部を開閉可能な蓋１４４を枢軸固定すると共に、ハウジング１３０内部に洗浄槽１３１を設けている。洗浄槽１３１は長手方向に沿って左右に側壁１３１ａ，１３１ｂを設けており、この側壁１３１ａ，１３１ｂの上部にはノズル１２６，１２７，１２８を支持するためのノズル支持フレーム１３８を固定している。
【００６１】
このノズル支持フレーム１３８には２本のノズル１２６，１２７をウェーハ４４の中心線を挟んでほぼ対象に固定し、その噴射口を斜め下向きとなるように設け、洗浄液をウェーハ４４の左右側面上方から噴射できるように設けている。尚、ノズル１２６，１２７の噴射角度は調整可能に固定している。更に、このノズル支持フレーム１３８の中央にはノズル１２８が、その噴射口が下向きになるように設けられ、洗浄液がウェーハ４４の上方から噴射されるように設けられている。
【００６２】
ノズル１２６〜１２８は配管を介して図示しない洗浄液供給ポンプに接続されており、洗浄液供給ポンプにより洗浄液が供給される。一方、ウェーハ洗浄装置の底部には排出口１４２を設けており、排出口１４２は配管１４３を介して図示しない洗浄液再循環装置に接続される。更に、この洗浄液再循環装置は配管を介して洗浄液供給ポンプに接続される。
【００６３】
側壁１３１ａの上端部後方には長手方向に向けてその回転軸を配置した状態で、ワーク送り用モータ１３７が固定されている。ワーク送り用モータ１３７はその回転軸の延長上にねじ送り機構用の雄ねじ１３６を形成している。雄ねじ１３６の先端は、側壁１３１ａに外周が固定されたボールベアリング１３５の内周壁に嵌着し、側壁１３１ａに対して滑らかに回転できるように支持されている。そして、ワーク送り用モータ１３７の回転によって回転軸上に設けられた雄ねじ１３６は、その場で回転する。
【００６４】
雄ねじ１３６には、移動ベース１３２ａの側部に回転不能に固定された雌ねじ１３３が嵌合しており、雄ねじ１３６の回転動によって雌ねじ１３３が前後に移動する。雌ねじ１３３は移動ベース１３２ａに固定されているため、雄ねじ１３６の回転によって雌ねじ１３３と共に移動ベース１３２ａが長手方向に移動する。また、図１１に示すように、移動ベース１３２ａの下面には前後動動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１３４ａが設けてあり、側壁１３１ａに水平方向にわたって設けた凸状のガイドレール１３９ａに嵌合している。そして、移動ベース１３２ａは、ガイドレール１３９ａに案内され、安定した状態で前記ねじ送り機構によって長手方向にねじ送りされる。
【００６５】
一方、側壁１３１ｂの上端部には長手方向水平にわたって凸状のガイドレール１３９ｂを設けている。そして、前後動動作時のガイドとなる凹状のアリ溝１３４ｂを下面に設けた移動ベース１３２ｂと嵌合している。この移動ベース１３２ａ及び移動ベース１３２ｂ上にウェーハ４４を支持するためのＵ字状のワーク支持フレーム１４０を固定している。このように移動ベース１３２ｂはワーク支持フレーム１４０を介して移動ベース１３２ａに固定されているため、移動ベース１３２ａの前後動に同期して長手方向に前後動する。
【００６６】
図１１に示すように、ワーク支持フレーム１４０には、スライスベース１０２を保持するための溝１４１が形成されている。この溝１４１にスライスベース１０２の両端のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを嵌合させることにより、柵状に連なったウェーハ４４は、カーボンスライス台１０１と共にスライスベース１０２に吊り下げられた状態で、ワーク支持フレーム１４０に装着される。上記機構とすることで、ワーク支持フレーム１４０に吊り下げられたウェーハ４４はねじ送り機構により洗浄槽１３１の長手方向に移動可能としている。
【００６７】
次に、上記のように構成されたウェーハ洗浄装置の動作について、図１０及び図１１を用いて説明する。
ワイヤソーによる切断終了後、柵状に連なった状態のウェーハ４４をカーボンスライス台１０１，スライスベース１０２と共にワイヤソーから取り出し、ウェーハ洗浄装置まで搬送する。そして、このスライスベース１０２両端のフランジ部１２５ａ，１２５ｂを、ウェーハ洗浄装置の溝１４１に嵌合させることにより、ウェーハ４４をワーク支持フレーム１４０に装着する。
【００６８】
ウェーハ洗浄装置にウェーハ４４を装着し、蓋１４４を閉めた後に、ウェーハ洗浄装置を稼働させる。ウェーハ洗浄装置が稼動をはじめると、図示しない洗浄液供給ポンプから配管を介してノズル１２６〜１２８に洗浄液が供給され、ノズル１２６〜１２８から洗浄液が噴射される。ウェーハ洗浄装置内に収容されたウェーハ４４は、実施例１の場合と同様に、このノズル１２６〜１２８から噴射される洗浄液によって洗浄される。
【００６９】
この洗浄がはじまるとワーク送り用モータ１３７によりワーク支持フレーム１４０を駆動させ、ウェーハ４４を洗浄槽１３１の長手方向に沿って片道または往復移動させる。これにより、ノズル１２６〜１２８に対してウェーハ４４が水平方向に移動するため、洗浄液が各ウェーハ同士の全ての間隙に均一に噴射され、ウェーハ洗浄装置に載置された全てのウェーハ４４の表面に付着していた切削粉，オイル，砥粒等を均一かつ充分に除去することが可能となる。
【００７０】
このノズル１２６〜１２８によるウェーハ４４の洗浄は、ウェーハ４４が所定回数往復するまで行うことが望ましい。ウェーハ４４が所定回数往復した後、図示しない洗浄液供給ポンプを停止しウェーハ４４の洗浄作業を終了させる。なお、このウェーハ洗浄のために使用された洗浄液は、ウェーハ洗浄装置底部に設けられた排出口１４２から配管１４３を介して図示しない洗浄液再循環装置に回収され、所定の処理を施した後に洗浄液供給ポンプに供給され、再度ウェーハの洗浄に使用される。
【００７１】
ウェーハ洗浄装置によるウェーハ４４の洗浄作業終了後、ハウジング１３０の蓋１４４を開け、図示しない搬送装置で洗浄されたウェーハ４４をウェーハ洗浄装置から取り出す。以上の一連の動作によりハガシ前洗浄工程（ＳＴＥＰ４）が終了する。
【００７２】
なお、上記の第１および第２の実施の形態の何れにおいても、外形研削工程（ＳＴＥＰ２）を省略することができるし、平面研削・ラッピング工程（ＳＴＥＰ７）やエッチング工程（ＳＴＥＰ８）を省略することもできる。また、例えば、各実施の形態で説明した本発明に係るウエーハの製造工程は一例であって、各工程間で適宜洗浄を行うことができることは言うまでもない。特にＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ１０までの工程は、本願の要旨に反しな範囲で一部の工程の入れ替え、省略、追加をすることが可能である。
【００７３】
また、ウェーハの材質及び大きさに関しては、本発明を実施するにあたり何ら制限は無く、現在製造されている口径のシリコン，ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＩｎＰ等の半導体ウェーハは勿論のこと、将来製造可能となる非常に大きなウェーハに対しても本発明を適用することができる。
【００７４】
更に、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズルをウェーハ４４の上方に一つ、左右側面上方にそれぞれ一つずつ固定した場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ウェーハ４４の上方にノズルを一つのみ設けたものでも良く、ウェーハ４４の上方にノズルを二つ設けると共に、ウェーハ４４の左右側面上方、左右側面、左右側面下方に一つずつ計八つ設け、ノズルを揺動してもよい。また、ノズルを洗浄槽の長手方向に複数設けることも可能である。
【００７５】
また、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズルから洗浄液を噴射してウェーハ４４を洗浄する場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、洗浄液の代わりにエアーをウェーハ４４に吹きつけることにより洗浄することも可能である。
【００７６】
更に、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、ノズル又はワークを駆動するためにモータにより雄ねじを回転させ、この雄ねじに嵌合した雌ねじの前後動を利用する場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、リニアモータの固定部を側壁上に設け、移動ベースの下面にリニアモータの可動部を取り付けてノズル又はワークを駆動してもよい。
【００７７】
このように本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、ノズル自体の構造や数、ウェーハ洗浄装置におけるウェーハ４４の支持方法、ノズル又はワークの駆動方法などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００７８】
例えば、ワイヤソーによる切断精度が向上しているため、本願発明によりウェーハを充分に洗浄しておけば、平面研削・ラッピング工程やエッチング処理工程等を行わずに所定の平坦度及び清浄度を有するウェーハを製造可能となり、製造工程を大幅に合理化することも可能である。
【００７９】
［実施データ］
従来の製造方法を用いてウェーハ４４を洗浄した場合と、本発明の洗浄方法を用いてウェーハ４４を洗浄した場合の効果について、以下に具体的に説明する。
【００８０】
本発明によれば、従来の洗浄方法によって洗浄した場合に所定の清浄度を得るために必要とされるハガシ前洗浄時間は２０分であった。これに対して、本発明の洗浄方法によって洗浄した場合に同様の清浄度を得るために必要とされるハガシ前洗浄時間は１０分であり、洗浄効率の点からは２倍の向上が見られた。また、ハガシ前洗浄時の洗浄液使用量は従来２００リットルであったのに対し、本願発明では１００リットルとなり、洗浄液原単価も２分の１となった。
【００８１】
【発明の効果】
本願発明によれば、ウェーハ上方からも洗浄液を噴射することが出来るため、ウェーハ上方の切削粉，オイル，砥粒等を容易に除去することができウェーハの全面を均一に洗浄することが可能となる。
【００８２】
また、本願発明によれば、シャワーリング時間を大幅に短縮することが可能であり、作業の効率化を図ることが出来る。その結果、ウェーハの洗浄に用いる洗浄液の量を大幅に減らすことが可能である。
【００８３】
本願発明によれば、ウェーハの洗浄効率が非常に高いため、洗浄液として水道水を使用してもウェーハを充分に洗浄することが出来る。
【００８４】
更に、本願発明によれば、ハガシ後洗浄工程を省略することができるので、半導体ウェーハ製造時における製造工程を合理化して、生産性の向上を図ることができる。その結果、半導体ウェーハの製造時間を短縮すると共に、半導体ウェーハの製造コスト及びハガシ後ウェーハ洗浄装置スペースを削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の半導体ウェーハの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図２】ワイヤソーの外観を表す斜視図である。
【図３】本願発明のカーボンスライス台に半導体インゴットを接着した状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、カーボンスライス台に半導体インゴットを接着した状態を示す、平面図、正面図、側面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、カーボンスライス台の斜視図、平面図、正面図、側面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、スライスベースの斜視図、平面図、正面図、側面図である。
【図７】本願の第１の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着していない状態を示した平面図である。
【図８】本願の第１の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着した状態を示した平面図である。
【図９】本願の第１の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
【図１０】本願の第２の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の、ワークを装着した状態を示した平面図である。
【図１１】本願の第２の実施の形態におけるウェーハ洗浄装置の縦断面図である。
【図１２】従来技術の半導体ウェーハ洗浄方法を示す概念図である。
【図１３】カーボンスライス台に接着した半導体インゴットをスライスした状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
４３…半導体インゴット
４４…ウェーハ
５０…ワイヤソー
５１ａ…ブラケット ５１ｂ…ブラケット
５３…ワーク支持ヘッド
５４…ワーク昇降用モータ
５５…ローラ
５６…ローラ
５７…ローラ
５８…ワイヤ
１０１…カーボンスライス台
１０２…スライスベース １０２ａ…上部直方体 １０２ｂ…下部直方体
１０３…溝
１０４…スリット １０４ａ…上部穴 １０４ｂ…下部穴
１０５…曲面
１０６…ノズル
１０７…ノズル
１０８…ノズル
１０９…スリット
１１０…ハウジング
１１１…洗浄槽 １１１ａ…側壁 １１１ｂ…側壁
１１２ａ…移動ベース １１２ｂ…移動ベース
１１３…雌ねじ
１１４ａ…アリ溝 １１４ｂ…アリ溝
１１５…ボールベアリング
１１６…雄ねじ
１１７…ノズル送り用モータ
１１８…ノズル支持フレーム
１１９ａ…ガイドレール １１９ｂ…ガイドレール
１２０…ワーク支持フレーム
１２１…溝
１２２…排出口
１２３…配管
１２４…蓋
１２５ａ…フランジ部 １２５ｂ…フランジ部
１２６…ノズル
１２７…ノズル
１２８…ノズル
１３０…ハウジング
１３１…洗浄槽 １３１ａ…側壁 １３１ｂ…側壁
１３２ａ…移動ベース １３２ｂ…移動ベース
１３３…雌ねじ
１３４ａ…アリ溝 １３４ｂ…アリ溝
１３５…ボールベアリング
１３６…雄ねじ
１３７…ワーク送り用モータ
１３８…ノズル支持フレーム
１３９ａ…ガイドレール １３９ｂ…ガイドレール
１４０…ワーク支持フレーム
１４１…溝
１４２…排出口
１４３…配管
１４４…蓋。
Claims (8)
- 半導体インゴットを支持する支持部材と、複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、前記支持部材を保持し前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、を有するワイヤソーにおける前記支持部材であって、
前記支持部材は略直方体形状をなし、１面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、
前記１面に対向する他面に、凹状の溝を有する、
ことを特徴とする支持部材。 - 半導体インゴットを支持する支持部材と、
複数本のローラを渡って所定ピッチで螺旋状に巻き付けられたワイヤと、
前記ワイヤを線方向に移動させる駆動機構と、
前記支持部材を保持し、前記ワイヤに向かって前記半導体インゴットを接近させるヘッドと、
を有するワイヤソーにおいて、
前記支持部材は略直方体形状をなし、１面に前記半導体インゴットに接触する曲面を有し、
前記１面に対向する他面に、凹状の溝を有する、
ことを特徴とするワイヤソー。 - 半導体インゴットをワイヤソーにより切断した後に、切断された複数枚のウェーハを支持し、前記ウェーハ相互間の間隙にその外周方向から洗浄液又は洗浄ガスを噴射するウェーハ洗浄装置において、
前記ウェーハを支持する支持部材に複数本のスリットを設け、
該スリットから前記ウェーハに向けて、前記洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルを設ける、
ことを特徴とするウェーハ洗浄装置。 - 前記複数本のスリットのピッチは、
前記ウェーハ相互間の間隙のピッチに等しい、
ことを特徴とする請求項３に記載のウェーハ洗浄装置。 - ウェーハが収容される洗浄槽と、
ウェーハを吊り下げて支持する支持部材と、
前記洗浄槽内に収容されたウェーハの軸線方向に沿って相対移動自在に支持され、前記洗浄槽内に収容されたウェーハに向けて洗浄液又は洗浄ガスを噴射するノズルと、
前記ノズルとウェーハを相対移動させる駆動手段と、を有し、
前記ノズルを前記支持部材の上方に配置し、
前記支持部材に、前記支持部材の上方から下方に向けて貫通するスリットを設ける、
ことを特徴とするウェーハ洗浄装置。 - ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台であって、
ウェーハに接触する面と対向する面に、凹状の溝を有することを特徴とするスライス台。 - ワイヤソーでウェーハをスライスする際に、ウェーハを支持するスライス台を接着固定するスライスベースであって、
前記スライス台を固定する接着面から該接着面に対抗する面に貫通する穴を有することを特徴とするスライスベース。 - 半導体インゴットをワイヤソーにより切断し、切断されたウェーハを洗浄して半導体ウェーハを製造する方法において、
前記洗浄時のウェーハを支持する部材にスリットを設け、
前記ウェーハの上部から洗浄液又は洗浄ガスを噴射して前記ウェーハを洗浄する、
ことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
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