JP7041931B1 - 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
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に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、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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。
第2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に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、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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 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 the semiconductor crystal ingot 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, by moving the wire and the plate-shaped body in an interlocking manner at regular intervals, cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed simultaneously , and the semiconductor is used. The crystal ingot is arranged outside the orbiting wire, and the wire and the plate-like body travel outward in the circumferential direction .
The method for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the second 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 the semiconductor crystal ingot is arranged at each of the rear positions of the plurality of wires. A cutting and polishing step of polishing the cut surface on the side surface of the plate-shaped body by moving the formed plate-shaped body forward while swinging it.
Equipped with
In the cutting and polishing step, by moving the wire and the plate-shaped body in an interlocking manner at regular intervals, cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed simultaneously, and the semiconductor is used. The crystal ingot is arranged inside the orbiting wire, and the wire and the plate-like body advance inward in the circumferential direction.
第1および第2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 methods for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the first and second inventions, 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 concave groove is used as a guide for the semiconductor. The crystalline ingot 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ができ、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ができ、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 of the cut surface can be polished and removed, so-called transfer can be prevented, and a high-quality semiconductor crystal wafer can be obtained. That is, a complicated manufacturing process such as a plurality of primary to quaternary wraps can be greatly simplified.
このように、第1および第2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。
半導体結晶ウェハの製造方法
As described above, according to the methods for manufacturing semiconductor crystal wafers of the first and second inventions, high-quality semiconductor crystal wafers can be easily and reliably manufactured.
Manufacturing method of semiconductor crystal wafer
第3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に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、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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。
第4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に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、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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 third invention is a semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus for cutting 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 move the wire and the plate-shaped body in an interlocking manner with a certain interval, so that cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed at the same time. At the same time, the semiconductor crystal ingot is arranged outside the orbiting wire, and the wire and the plate-like body travel outward in the circumferential direction.
The semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the fourth 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 the 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 forward while swinging.
Equipped with
The wire saw portion and the band portion move the wire and the plate-shaped body in an interlocking manner with a certain interval, so that cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed at the same time. At the same time, the semiconductor crystal ingot is arranged inside the wire that orbits the wire, and the wire and the plate-like body advance inward in the circumferential direction.
第3および第4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、具体的にワイヤーと板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、ワイヤーによる切断と板状体による研磨との同時進行を実現することができる。 The semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the third and fourth inventions is an apparatus for executing the semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus of the first invention, and specifically, the wire and the plate-like body are separated from each other at a certain interval. By moving in conjunction with each other, 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3および第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 third and fourth inventions, it is possible to easily and surely manufacture a high quality semiconductor crystal wafer.
ここで、第1発明の半導体結晶ウェハの製造方法および第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。 Here, according to the method for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the first invention and the apparatus for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the third invention, the wire saw portion and the band portion are arranged outside the wire around which the semiconductor crystal ingot circulates. By advancing the wire and the plate-shaped body outward in the circumferential direction, high-precision cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body can be concretely realized.
このように、第1発明の半導体結晶ウェハの製造方法および第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 method for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the first invention and the apparatus for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the third invention, it is possible to easily and reliably manufacture a high-quality semiconductor crystal wafer.
ここで、第2発明の半導体結晶ウェハの製造方法および第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。 Here, according to the method for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the second invention and the apparatus for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the fourth invention, the wire saw portion and the band portion are arranged inside the wire around which the semiconductor crystal ingot circulates. By advancing the wire and the plate-shaped body inward in the circumferential direction, high-precision cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body can be concretely realized.
このように、第2発明の半導体結晶ウェハの製造方法および第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 method for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the second invention and the apparatus for manufacturing a semiconductor crystal wafer of the fourth invention, it is possible to easily and surely manufacture a high-quality semiconductor crystal wafer.
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
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
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
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に配置された、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 process of STEP 200 shown in FIG. 3, a plurality of
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
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45とを備える。
The wire saw
ここで、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45とが一定の間隔を存して連動して移動することにより、ワイヤー31と板状体41とが一定の間隔を存して連動して移動する。
Here, the
例えば、フレーム35とフレーム45とを連結することにより、一体として構成することで、これらのフレーム35,45とが一定の間隔を存して連動して移動するようにしてもよい。
For example, by connecting the
また、これらのフレーム35,45を連結しない場合でも、フレーム35の移動量(例えば、フレーム35を変位させるステッピングモータのステップ数)に対応させて、同一の変位となるフレーム45の移動量(フレーム45を変位させるステッピングモータのステップ数)を決定して移動させるようにしてもよい。
Further, even when these
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
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ができ、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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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ウェハを得ることができると共に、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きるため、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. For example, it is simple because the grindstone of # 30,000 or more can directly grind to finish by one grind. Not only that, it has the advantage of being able to secure a large intrinsic semiconductor layer that can be used from the
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
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
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
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
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
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
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…ワイヤーソー部フレーム(台座)、40…バンド部、41…板状体、42…揺動機構、45…バンド部フレーム(台座)、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 ... Wire saw frame (pedestal), 40 ... Band, 41 ... Plate, 42 ... Swing mechanism, 45 ... Band frame (pedestal), 50 ... Mechanical polishing device (Ultra-high synthetic high-precision grinding equipment), 51 ... Spindle, 52 ... Platen, 53 ... Diamond grindstone, 54 ... Vacuum porous chuck (suction plate), 100 ... SiC wafer (semiconductor crystal wafer), 110 ... One side, 120 ... The other side.
Claims (4)
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に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、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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 the semiconductor crystal ingot 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, by moving the wire and the plate-shaped body in an interlocking manner at regular intervals, cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed simultaneously , and the semiconductor is used. A method for manufacturing a semiconductor crystal wafer, wherein the crystal ingot is arranged outside the orbiting wire, and the wire and the plate-like body travel outward in the circumferential direction .
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、 A grooving step of forming a plurality of concave grooves orbiting the entire side surface of the semiconductor crystal ingot, and
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に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 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 the semiconductor crystal ingot is arranged at each of the rear positions of the plurality of wires. A cutting and polishing step of polishing the cut surface on the side surface of the plate-shaped body by moving the formed plate-shaped body forward while swinging it.
を備え、Equipped with
前記切断研磨工程は、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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方法。 In the cutting and polishing step, by moving the wire and the plate-shaped body in an interlocking manner at regular intervals, cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed simultaneously, and the semiconductor is used. A method for manufacturing a semiconductor crystal wafer, wherein the crystal ingot is arranged inside the orbiting wire, and the wire and the plate-like body proceed inward in the circumferential direction.
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に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、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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。 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 the 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 forward while swinging.
Equipped with
By moving the wire saw portion and the band portion in conjunction with each other at a certain interval, cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed at the same time. A semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus, wherein the semiconductor crystal ingot is arranged outside the wire around which the semiconductor crystal ingot orbits, and the wire and the plate-like body travel outward in the circumferential direction.
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に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、前記ワイヤーと前記板状体とを一定の間隔を存して連動して移動させることにより、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すると共に、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。 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 the 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 forward while swinging.
Equipped with
By moving the wire saw portion and the band portion in conjunction with each other at a certain interval, cutting by the wire and polishing by the plate-shaped body proceed at the same time. A semiconductor crystal wafer manufacturing apparatus, wherein the semiconductor crystal ingot is arranged inside the wire around which the semiconductor crystal ingot orbits, and the wire and the plate-like body proceed inward in the circumferential direction.
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