(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定板に接着剤で接合したシリコンインゴットの複数部位をソーワイヤおよび砥粒により同時並列に切断してシリコン基板を得るシリコン基板の製造方法において、前記固定板には抗折強度50N/mm2 以上のものを用い、前記接着剤は接着強度2500N/cm2 以上のものを前記ソーワイヤのワイヤ径以下の層厚で用いることを特徴とするシリコン基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン基板の製造方法に関し、とくに、断面が100mm 角以上または100mm φ以上で厚さが200 μm 以下の大断面薄基板をスライシング法によって有利に製造しうるシリコン基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンインゴットからシリコン基板（シリコンウエハ）を製造する手段として、一般に、ソーワイヤを用いたスライシング法が採用される。これは例えば図２(a) に示すように、固定板（ワークプレート）２に接合したインゴット（シリコンインゴット）１をフィードユニット４で昇降６可能に支持し、該インゴット１を、二本のメインローラ10、10間に複数並列に巻回配置されてその線長方向に500 〜900 ｍ/minの速さで走行するソーワイヤ５に押し付けることにより、インゴット１の複数部位を同時並列に切断するという方法である。ソーワイヤ５は、二本のリールボビン７、７の一方から繰出されて他方に繰入されるが、その途中で、適所に配置したタッチローラ８、ダンサアーム９、ガイドローラ11などで支持されて、二本のメインローラ10、10間を複数条の部分が並走するように配置されている。インゴット１はフィードユニット４に配設したサーボモータ13を用いてソーワイヤ５の前記並走配置部分に押し付けられる。この逆にインゴット１側は不動としソーワイヤ５を移動させてインゴット１に押し付けるようにしてもよい。切断中は、スラリノズル12から砥粒を混合させた加工液を走行するソーワイヤ５に吹き付け、砥粒をソーワイヤ５に付着させて被切断部に送り込む。これは切断能率確保のために不可欠である。ソーワイヤ５の走行様式は、一方向（片道走行）、双方向交互反復（往復走行）のいずれであってもよい。また、インゴット１と固定板２との接合は、一般に、図２(b) に示すように、接着剤３を用いてインゴット面と固定板面をむらなく接着する方法が採用されている。
【０００３】
基板厚さ300 〜350 μm 、切断ピッチ540 〜580 μm の条件でスライシングする場合、固定板と接着剤は次のようなものを用いればよいとされている。
固定板：特段の材料指定なし（カーボンなど安価な材料でよい)
接着剤：
・接着強度：2500N/cm2 未満で十分
・硬さ：切断精度を上げる観点からシリコン結晶と同程度以上の硬さが好適
一方、特開平11−151716号公報では、切断終期の基板縁部のソーマーク（段差状のマーク）防止のためには、固定板をシリコン結晶と同程度の硬さを有する材料で構成するのが有効であるとし、固定板の材質として、軟質の黒鉛に代えて、シリコンやガラス（モース硬さ：４〜７）を推奨している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、断面が100mm 角以上または100mm φ以上で厚さが200 μm 以下の大断面薄基板を、切断代（カーフロス）を可及的に小さくした切断ピッチ400 μm 以下の条件で製造しようとする場合、切断の途中（とくに切断終期）でかなりの枚数の基板が落下しもしくは割れ、あるいは基板縁部にソーマークがつく、などの切断トラブルが多々発生し、製品歩留りが悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、ソーワイヤを用いたスライシング法により大断面シリコン薄基板をインゴットから切断トラブルなく高い製品歩留りで製造しうるシリコン基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、固定板の抗折強度、接着剤の接着強度、および接着剤の層厚を特定の範囲に制限することにより、切断途中での基板の落下はほとんど生じることがなく、またソーマークもつかなくなることを見いだし、本発明をなすに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、固定板に接着剤で接合したシリコンインゴットの複数部位をソーワイヤおよび砥粒により同時並列に切断してシリコン基板を得るシリコン基板の製造方法において、前記固定板には抗折強度50N/mm2 以上のものを用い、前記接着剤は接着強度2500N/cm2 以上のものを前記ソーワイヤのワイヤ径以下の層厚で用いることを特徴とするシリコン基板の製造方法である。
【０００８】
本発明では、前記接着剤は、硬化後のショア硬さ(D)75 以上のものを用いることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、固定板にインゴットを接合した後では、例えば図２を用いて説明した従来と同様の方法で切断を行えばよい。本発明の要点は、図１に示すように、固定板２の抗折強度を50N/mm2 以上、接着剤３の接着強度を2500N/cm2 以上、および、接着剤３の層厚ｄA をソーワイヤのワイヤ径（ソーワイヤ径）ｄW 以下に限定したことにある。なお、図１において、14は砥粒、Ｔは基板厚さ、Ｐは切断ピッチ、Ｃはカーフロス（切断代）であり、図２と同一または相当部材には同一符号を付した。図１では、砥粒14を塗したソーワイヤ５による切断が接着剤３層の少し手前まで進んだ状態を示している。以下、本発明の限定理由について説明する。
【００１０】
ソーワイヤは切断進行中、被切断材により押されて撓んだ状態で走行している。そのため、インゴットの切断終端側の両端部側は切断が終了していても中央部側ではまだ終了せず基板間が一部つながっている状態が現出する。そこで、基板間の分離を全うするために、固定板に所定の深さ（実験等で決定、例えば１〜５mm程度）の切り込みが入るまで切断を続け、そこで切断を停止するようにしている。このため、ソーワイヤは、インゴットから接着剤層を経て固定板に至る切断径路を辿るが、その間、ソーワイヤからインゴットなどの切断抵抗の力がシリコン結晶、接着剤、接着界面（インゴット−接着剤間界面および接着剤−固定板間界面）、固定板へ加わりつづける。
【００１１】
薄基板の場合、接着剤との界面の面積は当然ながら従来の厚い基板よりも小さくなり、単位面積当りにかかる力は大きい。さらに、切断ピッチを小さくして切断する所謂薄カーフロス切断を行うべく、砥粒径を小さくすればするほど、切断抵抗が大きくなり、基板や接着界面等に負荷される力は大きくなる。
こうした薄基板、薄カーフロスでの切断に関して研究した結果、接着界面での剥離を防止するには、接着剤の接着強度は2500N/cm2 以上必要であることが判明した。よって本発明では、接着剤を接着強度2500N/cm2 以上のものに限定したのである。接着強度は、ＪＩＳ  Ｋ6850に準拠した常温引張試験（接着界面に平行な方向に引張る）により測定される。この条件を満たす限りにおいて接着剤の種類はとくに限定されず、エポキシ樹脂系、ポリウレタン系、アクリル樹脂系、フェノール樹脂系などのいずれであってもかまわない。
【００１２】
なお、硬化後のショア硬さが75以上になる接着剤を使用すると、接着剤部の破壊（接着層内および界面での割れ発生）が起こりにくくなり、基板落下をさらに確実に防止することができて好ましい。
また、インゴットとは異質の接着剤の層を切り進むと、切断抵抗の相違によりソーワイヤの切断方向が変化して切断径路が曲折し、基板の落下や基板端部厚み精度の劣化が生じるという現象がある。本発明者らの研究により、これらの現象は、接着剤の層厚をソーワイヤ径以下の厚さとすることで抑制することができることがわかった。よって本発明では、接着剤の層厚がソーワイヤ径以下となるようにインゴットと固定板とを接着することに限定した。この接着にあたっては、例えば水平に置いた固定板の上面に接着剤を塗布し、その上にインゴットを置いて水平方向位置や姿勢（水平度、垂直度等）を調整し、さらに適度の垂直荷重をかけて接着剤余剰分を逃がして接着剤層厚を調整するのが好ましい。なお、接着剤層厚は接着剤層を介して接合している固定板・インゴット接合体の切断方向長さ測定値から、接合前の両者の切断方向長さ測定値の合計を差し引いて算出される。
【００１３】
さらに、切断の最終期には上記したように固定板に所定の深さの切込みが入る。この切込みにより残った櫛歯状の部分は、基板同様に薄切りされていて、しかも両面にソーワイヤで付けられた微細な疵を有するため、切断の停止前に折損破壊して基板ともども落下することがある。本発明者らの研究により、この折損破壊は、固定板が常温で50N/mm2 以上の抗折強度を有する場合には発生しないことがわかった。そこで本発明では、固定板の材質を抗折強度50N/mm2 以上のものに限定した。ここで、抗折強度は、１mm厚×20mm幅×50mm長さの試験片の長さ方向の一端を固定し該固定端から長さ方向の他端側に15mm離れた位置に板厚方向の荷重を加えて折損破壊させ、そのときの荷重測定値を断面積（厚×幅）で除した値である。
【００１４】
【実施例】
表１に示す各実験No. 条件で、150mm ×150mm ×300mm の多結晶シリコンインゴットを固定板に接着後、図２に示した方法でスライシングすることにより、基板厚さ200 μm 以下のシリコン薄基板を製造する実験を行った。ソーワイヤは500m/minの速さで一方向に走行させた。砥粒としては累積高さ50％の粒径9.5 〜11.5μm （粒度＃1000，＃1200）のSiC を用いた。各実験No. 条件について、切断精度としてのソーマークの有無、および、切断時の基板落下あるいは基板割れ発生率（原因別）を調査した。その結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
0003910070.tif 000002
【００１６】
表１に示されるように、本発明を外れる比較例では、ソーマークあるいは基板落下や基板割れが発生するのに対し、本発明例では、ソーマークは発生せず、基板落下や基板割れもほぼ完全にその発生が防止されており、本発明により、切断トラブルがなく大断面シリコン薄基板を製造できることがわかる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ソーワイヤを用いたスライシング法によりシリコンインゴットから大断面薄基板を薄カーフロス条件で切断トラブルなく製造することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の要点を示す部分断面模式図である。
【図２】  (a) はソーワイヤを用いたスライシング法の概要を示す立体模式図、(b) はインゴットと固定板の接合方法を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１  インゴット（シリコンインゴット）
２  固定板（ワークプレート）
３  接着剤
４  フィードユニット
５  ソーワイヤ
６  昇降
７  リールボビン
８  タッチローラ
９  ダンサアーム
10  メインローラ
11  ガイドローラ
12  スラリノズル
13  サーボモータ
14  砥粒
【図１】
0003910070.tif 000003
【図２】
0003910070.tif 000004