(57)【要約】【課題】ウエハの生産性の低下を防止すること。【解決手段】シリコンブロック１８をスライス加工するに際して、二つのブロック片１８ａ、１８ｂの少なくとも各一方端面を、予めブロック片１８ａ、１８ｂの中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで平坦化された端面同士を突き合わせ、１つのシリコンブロック対としてその中心軸に対して垂直にスライスするシリコンウエハの製造方法。【選択図】図１
2008282925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラ間に巻回されたスライス加工用ワイヤを走行させながら、このスライス加工用ワイヤに対してシリコンブロックを押圧移動させてスライス加工し、シリコンウエハを得ることよりなるシリコンウエハの製造方法であって、
シリコンブロックをスライス加工するに際して、１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面ともう１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面とを予め各シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで２つのシリコンブロック片を平坦化された端面同士で突き合わせ、１つのシリコンブロックとしてその中心軸に対して垂直にスライスすることを特徴とするシリコンウエハの製造方法。
【請求項２】
シリコンブロック片の少なくとも一方端面を予め研削して平坦化するに際して、各シリコンブロック片の両端面を予め各シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化することを特徴とする請求項１に記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項３】
シリコンブロック片の少なくとも一方端面を研削するに際して、砥石を付けた円盤を備えた研削機を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項４】
シリコンブロック片の横断面形状を矩形または略矩形としてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項５】
シリコンブロック片の端面を研削するに際して、該研削の方向を、シリコンブロック片の稜部から内部に向かう方向とすることを特徴とする請求項４に記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項６】
シリコンブロック片の端面を研削して平坦化するに際して、平坦化までの研削を２回以上に分けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項７】
一回の研削量を、シリコンブロック片の中心軸の方向に０．３ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項６に記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項８】
二つのシリコンブロック片が、いずれもシリコンインゴットから略直方体または略立方体として切り出したものである請求項１〜７のいずれか１つに記載のシリコンウエハの製造方法。
【請求項９】
複数のローラ間に巻回されたスライス加工用ワイヤを走行させながら、このスライス加工用ワイヤに対して押圧移動させてスライス加工し、シリコンウエハを得ることよりなるシリコンウエハの製造方法に用いる、シリコンブロックであって、１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面ともう１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面とを予め各シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで２つのシリコンブロック片を平坦化された端面同士で突き合わせたことを特徴とするシリコンウエハ製造用のシリコンブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウエハの製造方法に関し、さらに詳しくは、複数のローラ間に巻回されたスライス加工用ワイヤを走行させながら、このスライス加工用ワイヤに対してシリコンブロック（ワーク）を押圧移動させてスライス加工し、シリコンウエハを得ることよりなるシリコンウエハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来のシリコンウエハの製造装置を示す概略構成説明図である。
図１１において、シリコンウエハの製造装置（マルチワイヤソー装置）は、４つのローラ１、２、３、４と、これらのローラに走行可能に張ったワイヤ２２と、６つのスラリー供給口であるスラリーノズル５、６、７、８、９，１０とで主として構成され、砥粒を含むスラリー供給下、ワイヤ２２を走行させてシリコンブロック（半導体ブロック）１７、１８、１９、２０を複数枚にスライスして多数のシリコンウエハを得る。
なお、このシリコンウエハの製造装置は、さらに、スラリーを回収してスラリーノズル５、６、７、８、９，１０へ再度送るためのスラリータンク２３を備え、このスラリータンクからスラリーが配管２１を通ってスラリーノズル５、６、７、８、９，１０に供給される。なお、１１、１２、１３、１４、１５，１６はスラリーである。
【０００３】
さて、各シリコンブロック１７、１８、１９、２０、例えばシリコンブロック１８は、シリコンブロック片１８ａとシリコンブロック片１８ｂとを軸方向に並べて１つのシリコンブロック（シリコンブロック対）としてスライスされる。このように一対のシリコンブロック片を１つのシリコンブロックとしてスライスすることは、特許文献１および２に開示または示唆されている。
【特許文献１】特開平１０−３３７６９５号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の各シリコンブロック片１８ａ、１８ｂにはその端面にテーパーが存在し、そのため、青板ガラスへ接着する際には２つのシリコンブロック片１８ａ、１８ｂの間に５ｍｍ程度の隙間Ｓ１が、端面のテーパーによって存在する。他のシリコンブロックにおいても同様である。
さて、このような隙間が存在することで、以下のようなことが生じる。
図１２は、２つのシリコンブロック片の一方端面間の隙間の構成を説明する説明図であり、その異なる構成を（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示す。図１３は、シリコンブロック片の他方端面の構成を説明する説明図であり、その異なる構成を（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す。
【０００５】
まず、この隙間は、図１２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すような場合が考えられる。１８はシリコンブロックを示す。
図１２（ａ）では、隙間Ｓ１ａにワイヤが入った場合、ワイヤはブロック端面にそって、すべるようにずれ、無理な力がかかることで断線が生じることがあった。
図１２（ｂ）では、シリコンブロック片１８ａ・１８ｂ同士が接している各シリコンブロック片１８ａ・１８ｂのテーパー付近で、スライスの際に、くさび形の薄いウエハになることがあるため、割れやすく、スライス中に割れたウエハが上段のシリコンブロック１８から下段のワイヤに落下してワイヤが断線することがあった。
【０００６】
さらに、図１２（ｃ）のような場合もあり、この場合は、図１２（ａ）または図１２（ｂ）で記載した内容、あるいは両方が起こる可能性がある。
また、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、シリコンブロック片１８ａの他方端面にテーパーがある場合も同様なことが言える。
そこで、本願発明の主要な目的の一つは、２つのシリコンブロック片の隙間をできるだけ少なくすることにより、スライス時のワイヤ断線によるシリコンブロックの不良を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数のローラ間に巻回されたスライス加工用ワイヤを走行させながら、このスライス加工用ワイヤに対してシリコンブロックを押圧移動させてスライス加工し、シリコンウエハを得ることよりなるシリコンウエハの製造方法であって、
シリコンブロックをスライス加工するに際して、１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面ともう１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面とを予め各シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで２つのシリコンブロック片を平坦化された端面同士で突き合わせ、１つのシリコンブロックとしてその中心軸に対して垂直にスライスすることを特徴とするシリコンウエハの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二つのシリコンブロック片の各一方端面を、予め該シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで平坦化された端面同士を突き合わせ、１つのシリコンブロック（シリコンブロック対）としてその中心軸に対して垂直にスライスすることによって、ブロックの隙間部分を無くし、それによって生産性の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、複数のローラ間に巻回されたスライス加工用ワイヤを走行させながら、このスライス加工用ワイヤに対してシリコンブロックを押圧移動させてスライス加工し、シリコンウエハを得ることよりなるシリコンウエハの製造方法を対象とする。
【００１０】
そして、本発明は、シリコンブロック（ワーク）をスライス加工するに際して、１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面ともう１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面とを予め各シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで２つのシリコンブロック片を平坦化された端面同士で突き合わせ、１つのシリコンブロックとしてその中心軸に対して垂直にスライスすることを特徴とする。
【００１１】
ここで、シリコンブロック片の少なくとも一方端面を予め研削して平坦化するに際して、各シリコンブロック片の両端面を予め各シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化すれば、シリコンブロック片間の隙間だけではなく、各シリコンブロック片の他方端面のテーパーも平坦化でき、スライス時のワイヤ断線によるシリコンブロックの不良をより確実に防ぐことができるので好ましい。
【００１２】
本発明において、二つのシリコンブロック片の少なくとも各一方端面を該シリコンブロックの中心軸に対し垂直に研削して平坦化するに際して、機械的な研削手段を用いるのが、平坦化がより確実に得られるので好ましい。具体的には、砥石を付けた円盤を備えた研削機が、実際にシリコンブロック片の、特に端面を研削するのに好適に用いられる。
【００１３】
ここで、砥石としては、ダイヤモンド砥石が好ましいものとして挙げられる。砥石の番手は、♯２００〜♯５００が好ましい。
本発明において、シリコンブロックは、その横断面形状を矩形または略矩形とするのが、成形上の正確性と容易性から好ましい。さらに、シリコンブロックを構成する２つのシリコンブロック片の各端面を研削するに際しては、該研削の方向を、横断面が矩形または略矩形のシリコンブロックの稜部（平面または底面と一方側面とが交わる縁部）から内部に向かう方向とすると、研削機の研削刃（砥石など）の負荷を小さいところから徐々に大きくでき、それによって研削刃にキズが生じたり、破損するのを防止できるので好ましい。
【００１４】
本発明において、シリコンブロック片の端面を研削して平坦化するに際して、平坦化までの研削を２回以上に分けると、研削刃に加わる負荷を小さくでき、それによってキズが生じたり、砥石が破損するのを防止できるので好ましい。
ここで、一回の研削量は、シリコンブロック片の中心軸の方向に、０．３ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００１５】
なお、本発明に係るシリコンウエハの製造方法において、二つのシリコンブロック片は、いずれもシリコンインゴットから略直方体または略立方体として切り出したものが好ましい。
【００１６】
本発明は、別の観点によれば、複数のローラ間に巻回されたスライス加工用ワイヤを走行させながら、このスライス加工用ワイヤに対して押圧移動させてスライス加工し、シリコンウエハを得ることよりなるシリコンウエハの製造方法に用いる、シリコンブロックであって、１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面ともう１つのシリコンブロック片の少なくとも一方端面とを予め各シリコンブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで２つのシリコンブロック片を平坦化された端面同士で突き合わせたことを特徴とするシリコンウエハ製造用のシリコンブロックを提供できる。
【００１７】
以下、図に示す本発明の実施の形態について説明する。
＜実施の形態１＞
（１）先ずシリコンウエハを製造する方法を概略説明する。
図１は本発明に係るシリコンウエハ製造装置の実施の形態１を示す概略構成説明図である。
図１において、シリコンウエハの製造装置（マルチワイヤソー装置）は、４つのローラ１、２、３、４（図１１のシリコンウエハの製造装置と同一の構成部分には共通の符号を付す。以下同様）と、これらのローラに走行可能に張ったワイヤ２２と、６つのスラリー供給口であるスラリーノズル５、６、７、８、９，１０とで主として構成される。
【００１８】
そして、砥粒を含むスラリー供給下、ワイヤ２２を走行させてシリコンブロック（半導体ブロック）１７、１８、１９、２０を複数枚にスライスして多数のシリコンウエハを得る。
なお、このシリコンウエハの製造装置は、さらに、スラリーを回収してスラリーノズル５、６、７、８、９，１０へ再度送るためのスラリータンク２３を備え、このスラリータンクからスラリーが配管２１を通ってスラリーノズル５、６、７、８、９，１０に供給される。
【００１９】
さて、各シリコンブロック１７、１８、１９、２０、例えばシリコンブロック１８は、シリコンブロック片（以下、単にブロック片と略称することもある）１８Ａとブロック片１８Ｂとを軸方向に並べて１つのシリコンブロック対としてスライスされる。
【００２０】
ここで、上述の各ブロック片、具体的には、スライス前にセッティングされるブロック片１８Ａ、１８Ｂは、各一方端面を、予め各ブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化し、次いで平坦化された端面同士を突き合わせ（面接触させ）、１つのシリコンブロック対としてその中心軸に対して垂直にスライスされる。
【００２１】
従って、シリコンブロック１８は、両ブロック片１８Ａ、１８Ｂの間の隙間が小さくなり、両ブロック片を連続してスライスでき、生産性の低下を防止できる。
（２）次に、シリコンインゴットからシリコンブロック片を切り出す方法を説明する。
図２はブロック片を切り出す多結晶インゴットの斜視図、図３は多結晶インゴットからブロック片を切り出す際の切り出しラインを説明する説明斜視図、図４は切り出したブロック片の説明斜視図である。
【００２２】
図２において、Ｉは、ブロック片を切り出す多結晶シリコンインゴットである。
図３において、シリコンインゴットＩから、大型バンドソーで、直方体状のブロック片１８ａ、１８ｂ、・・・などを含む多数のブロック片を所定の寸法に切り出す（切断する）。なお、図３に示すブロック片18a、18bの位置は、一例である。
【００２３】
図４において、多結晶シリコンインゴットＩから切り出したブロック片１８ａの肩部２４・２４には、単結晶シリコンインゴットと比べて異物・結晶不良（図４の白色部分）が多く発生するとされている。この異物・結晶不良の部分は、硬いので、マルチワイヤソーでスライス加工を行う際に、ワイヤが断線するおそれがあった。そのため、通常は小型のハンドソーで、肩部２４・２４を深さ：１０ｍｍ程度まで取り除いている。
【００２４】
（３）続いて、得られたシリコンブロック片の端面のテーパーを測定する。
図６はブロック片の一方端面を平坦化する前の状態を説明する説明斜視図である。
図６に示すブロック片の稜部上３０と稜部下３１のテーパーを正確に測定した。稜部上３０の寸法は２０２．０ｍｍ、稜部下３１の寸法は２００．５ｍｍであったので、ブロック片には、その端面に１．５ｍｍのテーパー（差異）があると言える。なお、通常は、１〜５ｍｍのテーパーが想定される。
【００２５】
（４）このシリコンブロック片のテーパー部分を研削して平坦化する方法を説明する。
図７はブロック片の一方端面をブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化したブロック片を説明する説明斜視図、図８はブロック片を端面研削装置に設置する状態を説明する説明斜視図、図９は切削状態を説明する説明平面図、図１０は図９に対応する説明斜視図である。
【００２６】
図８〜１０において、シリコンブロック片、例えば１８ａは、設置台３０に傾斜して設置される。このように、ブロック片１８ａは４５度の角度に傾けた方が、研削機のモーター負荷が少なくて済む。研削機の円盤３２に取付けられた砥石３１にはカップ形ダイヤモンド砥石を使用する。
【００２７】
例えば、１．５ｍｍのテーパーが存在する場合には、０．３ｍｍだけ図９の様にブロック片をカップ形ダイヤモンド砥石の端面から前に送り出す。１．５ｍｍ送り出さない理由は、研削量を０．５ｍｍ以上にするとブロック片の端面にワレ・カケ・クラックが発生する可能性が増加するためである。そのため、研削を数回に分けて行う必要がある。テーブル加工送り速度は１〜９９９ｍｍ／ｍｉｎ、砥石の回転数は５００〜１５００ｍｉｎ-1にて加工する。砥石の番手は＃２００を使用する。
【００２８】
以上のごとく、ブロック片は数回に分けて研削を行い、図７のごとくテーパーが基準内（例えば、０．１ｍｍ以内）であることを確認する。確認方法は、研削したブロック片の稜部測定をするか、角度を測定して確認する。あるいはブロック片の研削面が水平であるかを確認する。そして、後述のごとくスライス加工を行い、多数のウエハを得る。
【００２９】
（５）次にシリコンブロック片をブロック取り付け台に取り付け、スライスする方法を説明する。
図５はブロック片をブロック取り付け台に取り付ける状態を説明する説明斜視図である。
図５において、各シリコンブロック片、例えばシリコンブロック１８のブロック片１８Ａ、１８Ｂの各一方端面は、上述のごとく予めシリコンブロックの中心軸に対し垂直に研削して平坦化した後、得られたものであり、平坦化された端面同士を突き合わせ、１つのシリコンブロック対とする。
【００３０】
図５において、青板ガラス２７に２００ｍｍ〜２５０ｍｍのシリコンブロック片をエポキシ系等の接着剤で２本接着する。２本接着する理由としては、多結晶インゴットの高さは２００ｍｍ〜２５０ｍｍ程度であり、生産性を上げるために通常２本以上接着しているためである。
この時、２本のシリコンブロック片の全長は５００ｍｍ以内にする。
最後に青板ガラス２７の下にアルミ板２８を接着する。なお、アルミ板２８は取り付け台２６にボルトで固定される。ワークの準備はこれで完了する。
【００３１】
そして、２本のシリコンブロック片を１つのシリコンブロック対としてその中心軸に対して垂直にスライスし、シリコンウエハを得る。このようにシリコンブロック片の端面の平坦化加工を予め実施した場合、実施しない場合と比較して、テーパーは１．５ｍｍから０．１ｍｍに減少した。また、ブロック片の端面角度は９０°±０．５°から９０°±０．０４°に向上した。また、スライス歩留は、１．１％向上した。
【００３２】
なお、単結晶シリコンインゴットについても同様である。
以上のごとく、本発明の係るシリコンウエハの製造方法によれば、ワイヤ断線防止によるスライス歩留の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るシリコンウエハ製造装置の実施の形態１を示す概略構成説明図である。
【図２】シリコンブロック片を切り出す多結晶インゴットの斜視図である。多結晶インゴットの斜視図である。
【図３】多結晶インゴットからシリコンブロック片を切り出す際の切り出しラインを説明する説明斜視図である。
【図４】切り出したシリコンブロック片の説明斜視図である。
【図５】ブロック片をブロック取り付け台に取り付ける状態を説明する説明斜視図である。
【００３４】
【図６】ブロック片の一方端面を平坦化する前の状態を示す斜視図である。
【図７】ブロック片の一方端面をブロック片の中心軸に対し垂直に研削して平坦化したブロック片を説明する説明図である。
【図８】ブロック片を端面研削装置に設置する状態を説明する説明斜視図である。
【図９】切削状態を説明する説明平面図である。
【図１０】図９に対応する説明斜視図である。
【図１１】従来のシリコンウエハの製造装置を示す概略構成説明図である。
【図１２】２つのシリコンブロック片の一方端面間の隙間の構成を説明する説明図であり、その異なる構成を（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示す。
【図１３】シリコンブロック片の他方端面の構成を説明する説明図であり、その異なる構成を（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３５】
１〜４            ローラ
５〜１０          スラリーノズル
１１〜１６        スラリー
１７〜２０        シリコンブロック（ブロック）
１８Ａ、１８Ｂ    シリコンブロック片（ブロック片）
２１              配管
２２              ワイヤ
２３              スラリータンク
２４              肩部
２６              ブロック取り付け台
２７              青板ガラス
２８              アルミニウム板
２９              接触面
３０              設置台
３１              砥石
３２              円盤
【図８】
2008282925.tif 000003
【図９】
2008282925.tif 000004
【図１２】
2008282925.tif 000005
【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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