(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハを切削するためのワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーのための、ウエハ洗浄システム、及び、ワイヤソーにおけるウエハの洗浄方法を提供する。【解決手段】ウエハを切削するためのワイヤウェブ１１１を形成するワイヤ１１を含むワイヤソー１００のための、ウエハ洗浄システム５００であって、ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に、洗浄液を供給するように構成され配置される、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０を含む。【選択図】図１
2016015481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを切削するためのワイヤウェブを形成するワイヤ（１１）を含むワイヤソー（１００）のための、ウエハ洗浄システム（５００）であって、前記ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に、洗浄液（５４４）を供給するように構成され配置される、少なくとも１つの洗浄ノズル（５４０）を含む、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの洗浄ノズル（５４０）は、前記ウエハの両側から、前記隣接するウエハ間の空間に、前記洗浄液を供給するように構成され配置される、複数の洗浄ノズルを含む、請求項１に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの洗浄ノズル（５４０）は、前記ワイヤウェブ（１１１）に対して可動であり、詳細には、前記少なくとも１つの洗浄ノズル（５４０）は、運動学的機構構造（３５０）に連結され、詳細には、インゴットフィードシステム（３００）の運動学的機構構造（３５０）に連結される、請求項１又は２に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの洗浄ノズルは、アルファ＝１０°〜アルファ＝９０°、詳細にはアルファ＝１５°〜アルファ＝８０°、より詳細にはアルファ＝１５°〜アルファ＝７０°の、傾斜角アルファ（α）を伴って、前記ウエハの前記少なくとも１つの側の方に向けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの洗浄ノズル（５４０）の前記傾斜角アルファ（α）は調整可能である、請求項４に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項６】
前記洗浄液を回収するためのコレクタタンク（５７０）を更に含み、前記コレクタタンクは、前記ワイヤソーの第１のワイヤガイドと第２のワイヤガイドとの間に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項７】
前記コレクタタンクは、前記コレクタタンク（５７０）に前記洗浄液を供給するためのフラッシュ（５７３）を備え、詳細には、前記コレクタタンクは、前記コレクタタンクからの洗浄液の排出のための出口（５７５）を更に備える、請求項６に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項８】
前記コレクタタンクは、低摩擦コーティング、テフロンコーティング、テフロン構造コーティング、及び抗付着コーティングのうちの一又は複数を備える、請求項６又は７に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項９】
前記コレクタタンクの底部（５７４）は、付着を防止するための構造を備える、請求項６から８のいずれか一項に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のウエハ洗浄システム（５００）を備える、ワイヤソー（１００）。
【請求項１１】
ウエハを切削するためのワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーにおける、ウエハ洗浄方法（７００）であって、前記ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に、洗浄液を供給することを含む、方法。
【請求項１２】
前記洗浄液を前記隣接するウエハ間の空間に供給する間、前記ウエハを前記ワイヤウェブに対して移動すること（７０２）、詳細には、前記ウエハを前記ワイヤウェブから抜き出すことを更に含む、請求項１１に記載のウエハ洗浄方法（７００）。
【請求項１３】
前記ウエハを前記ワイヤウェブに対して移動することは、前記ワイヤウェブに対する前記ウエハの揺動運動を含む、請求項１２に記載のウエハ洗浄方法（７００）。
【請求項１４】
前記洗浄液を前記隣接するウエハ間の空間に供給する間、前記ワイヤウェブを前記ウエハに対して移動することを更に含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のウエハ洗浄方法（７００）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの洗浄ノズル（５４０）は、前記洗浄液（５４４）を、前記ウエハの両側から、前記隣接するウエハ間の空間に供給するように構成され配置される、複数の洗浄ノズルを含み、前記少なくとも１つの洗浄ノズルは、前記ワイヤウェブ（１１１）に対して可動であり、前記少なくとも１つの洗浄ノズルは、運動学的機構構造（３５０）に、詳細にはインゴットフィードシステム（３００）の運動学的機構構造（３５０）に、連結され、前記少なくとも１つの洗浄ノズルは、アルファ＝１０°〜アルファ＝９０°、詳細にはアルファ＝１５°〜アルファ＝８０°、より詳細にはアルファ＝１５°〜アルファ＝７０°の傾斜角アルファ（α）を伴って、前記ウエハの少なくとも１つの側の方に向けられ、前記ウエハ洗浄システムは、前記洗浄液を回収するためのコレクタタンク（５７０）を更に備え、前記コレクタタンクは、前記ワイヤソー（１００）の第１のワイヤガイド（１１２）と第２のワイヤガイド（１１４）との間に配置される、請求項１に記載のウエハ洗浄システム（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、ワイヤソーのための洗浄システム、及び、ワークピース、詳細にはインゴットから切削された薄型基板を洗浄する方法に関する。更に、本開示は、半導体材料を切削するための、詳細にはインゴットから薄型結晶シリコン太陽電池基板を製造するための、ワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス産業において、半導体材料のインゴットを鋸引きして、例えばウエハなどの薄いスライスとするために、ワイヤソーデバイスが使用されている。従来のワイヤソーデバイスにおいて、鋸引き領域は、溝が刻まれた並列のワイヤガイドシリンダのアセンブリで構成され得る。ワイヤは溝内で案内され、インゴットをワイヤガイドシリンダ間で切削するためのワイヤウェブを形成し得る。ワイヤウェブの隣接するワイヤ間の距離が、スライスの厚さを決定する。従来技術では、切削されるピースは、切削されるピースをワイヤウェブへと促すための可動な支持体上に固定される。切削に研磨剤が使用され得る。研磨剤は例えば、ワイヤ上に固定されるか、スラリの形態で供給され得る。従って、ワイヤが研磨材料のキャリアとして作用する。
【０００３】
多くの応用例において、ウエハとも称される鋸引きされたスライスは、鋸引きされるピースの断面又は直径に対して、極小の厚さを有する。従って、鋸引きされたウエハは可撓性であり得、隣接するウエハと接触することがあり、これにより、鋸引きされたウエハ表面上で、起伏、条痕（ｓｔｒｉａｔｉｏｎ）、及び凹凸が発生しやすい。これらの凹凸によって、例えば、太陽光産業や半導体産業における特定の用途に、ウエハが使用不可となり得る。特に、鋸引きされたスライスの洗浄が困難となる。
【０００４】
従って、インゴットから切削されたウエハの洗浄を改善するという需要が存在する。更に、ウエハの製造プロセスは、高効率太陽電池を生産するために、ウエハの品質という点で最適化される必要がある。従って、特に太陽電池の用途の、薄型半導体基板を形成及び製造する、費用対効果の高い方式が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
上記に照らして、独立請求項によれば、ウエハを切削するためのワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーのための、ウエハ洗浄システム、及び、ワイヤソーにおけるウエハの洗浄方法が提供される。更なる利点、態様、及び詳細は、従属請求項、説明及び添付図面から明らかである。
【０００６】
本開示の一態様によれば、ウエハを切削するためのワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーのためのウエハ洗浄システムが提供される。ウエハ洗浄システムは、ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給するように構成され配置される、少なくとも１つの洗浄ノズルを含む。
【０００７】
本開示の別の態様によれば、本明細書に記載の実施形態によるワイヤ洗浄システムを含む、ワイヤソーが提供される。
【０００８】
更なる態様によれば、既存のワイヤソーが、本明細書に記載するウエハ洗浄システムで改良され得る。従って、本明細書に記載のウエハ洗浄システムを備えたワイヤソーを提供することを含む、ワイヤソーを改良する方法が開示される。
【０００９】
本開示の更なる態様によれば、ウエハを切削するためのワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーにおいて、ウエハを洗浄するシステムが提供される。この方法は、ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給することを含む。
【００１０】
本開示の更なる態様によれば、ウエハを切削するためのワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーのための、ウエハ洗浄システムが提供される。ウエハ洗浄システムは、ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給するように構成され配置される、少なくとも１つの洗浄ノズルを含む。当該少なくとも１つの洗浄ノズルは、ウエハの両側から、隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給するように構成され配置される、複数の洗浄ノズルを含む。更に、当該少なくとも１つの洗浄ノズルはワイヤウェブに対して可動であり、当該少なくとも１つの洗浄ノズルは、運動学的機構構造、詳細には、インゴットフィードシステムの運動学的機構構造に連結される。当該少なくとも１つの洗浄ノズルは、アルファ＝１０°〜アルファ＝９０°、詳細にはアルファ＝１５°〜アルファ＝８０°、より詳細にはアルファ＝１５°〜アルファ＝７０°の、傾斜角アルファ（α）を伴って、ウエハの少なくとも１つの側の方に向けられる。更に、当該ウエハ洗浄システムは、洗浄液を回収するためのコレクタタンクを含む。コレクタタンクは、ワイヤソーの第１のワイヤガイドと第２のワイヤガイドとの間に配置される。
【００１１】
本開示はまた、記載される方法を実施するための装置に向けられ、記載される各方法ステップを実施するための装置部分を含む。これらの方法ステップは、ハードウェアコンポーネント、適切なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータ、これら２つの任意の組み合わせ、又は任意の他の方式によって実施できる。更に、本開示はまた、記載される装置を操作する方法にも向けられる。これには、装置の機能を実行する方法ステップが含まれる。
【００１２】
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付図面は例示的な実施形態を示し、従って、本開示の範囲を限定するものと見なされないということに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書に記載の実施形態による、ウエハ洗浄システムを含むワイヤソーの概略図である。
【図２】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システムを含む、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーの部分概略側面図である。
【図３】隣接するウエハ間の空間への洗浄液の浸入を示す、切削されたインゴットの詳細な側面図である。
【図４】本明細書に記載の実施形態による、インゴットフィードシステムの概略斜視図である。
【図５】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システム用の、ワイヤソーのワイヤガイド間に配置されたコレクタボックスの概略斜視図である。
【図６Ａ】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システム用のコレクタボックスの概略斜視図である。
【図６Ｂ】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システム用のコレクタボックスの詳細断面図である。
【図７】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄方法を示すブロック図である。
【図８Ａ】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システムを含む、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーシステムの、ウエハをワイヤウェブから抜き出す間の洗浄方法を示すための第１の位置における部分概略側面図である。
【図８Ｂ】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システムを含む、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーシステムの、ウエハをワイヤウェブから抜き出す間の洗浄方法を示すための第２の位置における部分概略側面図である。
【図８Ｃ】本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システムを含む、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーシステムの、ウエハをワイヤウェブから抜き出す間の洗浄方法を示すための第３の位置における部分概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄システム５００を含むワイヤソー１００の概略図である。図１で例示的に示すように、ウエハ洗浄システム５００は、ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給するように構成され配置される、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０を含む。洗浄液は、例えば、水、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、又は任意の他の適切な洗浄液であり得る。
【００１５】
本開示において、「ウエハの少なくとも１つの側から隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給する」という表現は、スロット又は鋸引き間隙（ｓａｗｉｎｇ  ｇａｐｓ）によって分離される、インゴットから鋸引きされたウエハ間の空間内に、洗浄液を供給することと理解され得る。従って、「隣接するウエハ間の空間」という表現は、鋸引きされたウエハ間のスロット又は鋸引き間隙を表し得る。従って、鋸引きされたウエハ間の空間は、隣接するウエハ間の複数の空間を表し得る。更に、「隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給する」という文脈における「ウエハの少なくとも１つの側から」という表現は、鋸引きされたウエハ間のスロット又は鋸引き間隙がそこから洗浄液にアクセス可能である、ウエハの側と理解され得る。
【００１６】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０は、洗浄液の拘束噴流（ｃｏｎｆｉｎｅｄ  ｊｅｔ）を供給するように構成され得る。洗浄液の拘束噴流は、ブレード（ｂｌａｄｅ）形状を有し得る。例えば、洗浄液のブレードは、隣接するウエハ間の空間の、少なくとも５０％、詳細には少なくとも７５％まで、より詳細には少なくとも９５％まで、詳細には１００％へ、ウエハの少なくとも１つの側から洗浄液を同時に供給するための延長部を有し、即ち、少なくとも１つの洗浄ノズルのウエハに対する移動を含まない。
【００１７】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０は、洗浄液の拘束噴流の位置を変化させるように構成され得る。例えば、少なくとも１つの洗浄ノズルが洗浄液の噴流を、隣接するウエハ間の空間の１００％未満へと同時に供給するように構成された実施形態で、前記洗浄ノズルは、洗浄液を隣接するウエハ間の空間の１００％へと供給するためにピボット可能であり得る。詳細には、少なくとも１つの洗浄ノズルは、隣接するウエハ間の空間の少なくとも９５％、詳細には１００％が洗浄液に晒されるように、ウエハに対して経時的にピボット可能であるように構成され得る。従って、本明細書に記載のウエハ洗浄システムの実施形態は、ワイヤソー内のウエハをインシトゥ洗浄するための最小限のハードウェアを備えた、効率的なシステムを提供する。更に、本明細書に記載の洗浄システムの提供により、既存のワイヤソーが、最小限の追加ハードウェアで且つ費用対効果の高い方式で、当該ウエハ洗浄システムで改良され得る。
【００１８】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、洗浄液は、ウエハの少なくとも１つの側から隣接するウエハ間の空間に、８〜２０分間、詳細には１０〜１５分間供給され得る。付加的に又は代替的に、洗浄液は、ウエハの少なくとも１つの側から隣接するウエハ間の空間に、６ｌ／ｍｉｎ〜１２ｌ／ｍｉｎの量で供給され得る。更に、洗浄液は、水、詳細には、５０°度（摂氏）未満の温度の脱イオン水であり得る。
【００１９】
図１を例示的に参照すると、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズルは、ウエハの両側から、ウエハ間の空間に洗浄液を供給するように構成されて配置される、複数の洗浄ノズルを含み得る。図１の例示的な実施形態で、ウエハの両側に向けられている２つの洗浄ノズルが示される。
【００２０】
詳細には、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ウエハ洗浄システムは、ウエハの第１の側６００Ａから、隣接するウエハ間の空間内に洗浄液を供給するように構成され配置される、少なくとも１つの第１の洗浄ノズル５４１を含み得る。更に、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ウエハ洗浄システムは、ウエハの第２の側６００Ｂから、隣接するウエハ間の空間内に洗浄液を供給するように構成され配置される、少なくとも１つの第２の洗浄ノズル５４２を含み得る。図１及び図２で例示的に示すように、ウエハの第１の側６００Ａとウエハの第２の側６００Ｂとは、反対方向に外方向に向いている。詳細には、ウエハの第１の側６００Ａとウエハの第２の側６００Ｂとは互いに対して平行であり得る。図２で例示的に示すように、少なくとも１つの第１の洗浄ノズル５４１と少なくとも１つの第２の洗浄ノズル５４２とは、両側から隣接するウエハ間の空間に洗浄液５４４を供給するために、鏡面対称に配置され得る。
【００２１】
図３で、取付プレート３７６に取り付けられたインゴット６００の詳細な断面側面図が示され、インゴット６００は、複数のウエハ３３１に切削されている。図３で例示的に示すように、本明細書に記載の実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズルによって供給される洗浄液が、隣接するウエハ間の空間へ浸入し得る。更に、図３は、隣接するウエハ間の空間内のワイヤウェブのワイヤ１１を示す。図３で例示的に示すように、本明細書に記載の実施形態によれば、ワイヤウェブのワイヤは、ウエハ表面に対してワイヤが移動するとき、又はその逆のとき、ウエハ表面に沿って洗浄液を引く（ｄｒａｇ）ことを助け得る。詳細には、図８Ａ〜８Ｃで例示的に示すように、ウエハ３３１がワイヤウェブから抜き出されるとき、ワイヤウェブのワイヤは、隣接するウエハ間でウエハ表面に沿って洗浄液５４４を引くのを助け得る。付加的に又は代替的に、洗浄液を隣接するウエハ間の空間内に供給する間、ワイヤウェブのワイヤは、ウエハに対して移動され得る。例えば、ワイヤウェブのワイヤは、ワイヤウェブからのインゴット抜き出しの間、前後に移動され得る。更に、ワイヤはウエハが互いに貼りつくことを防止し得る。従って、洗浄中のウエハ表面への損傷が回避され得る。
【００２２】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０は、ワイヤウェブ１１１に対して可動であり得る。詳細には、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０が、図１に概略的に示し、図４を参照してより詳細に説明されるように、例えばインゴットフィードシステム３００の、運動学的機構構造３５０に連結され得る。例えば、少なくとも１つの洗浄ノズルは、図１に例示的に示すように、インゴットフィードシステムの支持テーブル３１２に連結され得る。
【００２３】
ウエハ洗浄システムの実施形態を更に詳細に説明する前に、洗浄システムが用いられ得るワイヤソーの態様が記載される。
【００２４】
本開示において「ワイヤソー」は、半導体材料のワークピースを、詳細には、複数のスライス、例えばウエハへと切削するためのデバイスとして理解され得る。更に、本開示において、ワークピースは、一又は複数の別個のピース、例えば、複数の半導体ピース又はインゴットを含み得る。
【００２５】
本開示において、「鋸引きする」及び「切削する」の語は、交換可能に使用され得る。更に、本開示において、鋸引き処理は切削処理に対応し得る。従って、すべての適切な文法的活用を伴う「鋸引きする」という動詞は、すべての適切な文法的活用を伴う「切削する」という動詞と同じ意味を有するものとして使用され得る。
【００２６】
本開示において、「インゴット」は、ワイヤソーシステムにおいて鋸引きされる、少なくとも１つのより大きいピース、又は未切削の要素を広義に表すと理解され得る。「インゴット」は、一又は複数の別個の半導体ピース、例えば、複数の半導体ピースを含み得る。本明細書において「半導体」は、光電池産業において使用されるような半導体材料を表す。
【００２７】
図１に例示的に示すように、本明細書に記載のワイヤソーの実施形態によれば、ワークピース、例えばインゴット６００が、ワイヤソーの支持テーブル３１２に取付けられ得る。詳細には、図２に例示的に示すように、ワークピース、例えばインゴット６００が、取付プレート３７６を介して支持テーブル３１２に取付けられ得る。支持テーブル３１２は、インゴットをウエハへと切削するために、ワイヤ１１に対して、詳細には第１のワイヤガイド１１２と第２のワイヤガイド１１４との間に形成されるワイヤウェブに対して、移動されるように構成され得る。例えば、本明細書に記載するように、支持テーブル３１２がインゴットフィードシステム３００に結合され得る。
【００２８】
図４は、本明細書に記載の実施形態による、ワイヤソーのためのインゴットフィードシステムの斜視図である。本明細書に記載の実施形態によれば、インゴットフィードシステム３００は、運動学的機構構造３５０、詳細には、平行運動学的機構構造を含む。平行運動学的機構構造の効果は、切削平面内のインゴットの並進運動と、回転軸周囲の回転運動とを可能にすることであり、回転軸は、詳細には、切削平面に対して直角である。
【００２９】
本開示において「切削平面」という語は、切削方向を含み得る。詳細には、切削平面の配向が、切削プロセス全体に亘り、及び／又は、切削後、切削されたインゴットのワイヤウェブからの抜き出しに亘り、一定に維持され得る。詳細には、切削平面の配向は、ワイヤソーのワイヤウェブのワイヤの配向に対応し得る。
【００３０】
更に、本開示において「切削方向」という語は、切削プロセス中に切削が進行する方向として理解され得る。詳細には、切削方向は垂直方向であり得る。従って、抜き出し方向、即ち切削されたインゴットが切削後にワイヤウェブから抜き出される方向は、切削方向と反対方向であり得る。
【００３１】
本開示において、「運動学的機構構造」という語は、回転移動及び／又は横断方向移動をもたらすように構成された任意の手段を表し得る。詳細には、本明細書に記載の「運動学的機構構造」は、典型的には少なくとも２つの本体を結合する、少なくとも２つの要素の装置に関連し得、ここで、少なくとも２つの要素は、少なくとも２つの要素のうち少なくとも１つが、他方の要素に対して又は装置の少なくとも２つの要素のうちの要素に対して、例えば、関節周囲の回転によって及び／又は軸に沿った並進によって可動であるように、互いに対して結合され得る。
【００３２】
本開示において、「平行運動学的機構構造」という語は、「運動学的機構構造」に関連し得、ここで、少なくとも２つの本体のうちの少なくとも１つは、「平行運動学的機構構造」に、２つ又はそれよりも多い異なる位置で結合される。従って、平行運動学的機構構造の要素のうちの１つの移動は、典型的には、運動学的機構構造の少なくとも一部（例えば、運動学的機構構造の別の要素）の運動に変わる。
【００３３】
図４を例示的に参照すると、本明細書に記載の実施形態によれば、運動学的機構構造３５０は、ウエハ切削用ワイヤに対してインゴット６００を促すために使用され得る。更に、運動学的機構構造は、図８Ａ〜８Ｃと共に例示的に示すように、複数のウエハへ切削されたインゴットをワイヤウェブから抜き出すために使用され得る。図４に例示的に示すように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズルが運動学的機構構造３５０に連結され得る。従って、運動学的機構構造３５０は、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０をワイヤウェブ１１１に対して移動させるために使用され得る。
【００３４】
図４に示すように、本明細書に記載の実施形態によれば、運動学的機構構造３５０は、第１端及び第２端と少なくとも１つのアクチュエータ３５２とを有する、少なくとも２つのアーム３４３を含み得る。実施形態によれば、少なくとも２つのアーム３４３のうちの少なくとも１つは、伸張／収縮アームであり得る。図４に例示的に示すように、少なくとも２つのアーム３４３の第１端は、支持テーブル３１２に、例えばヒンジ留めされたジョイントを介して回転可能に結合され得、少なくとも２つのアーム３４３の第２端は、少なくとも１つの摺動部（ｓｌｉｄｅ）３４４に、詳細にはヒンジ留めされたジョイントを介して、回転可能に結合され得る。
【００３５】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、少なくとも１つの摺動部３４４は、並進軸、詳細には垂直軸に沿った運動を実現するように構成された、アクチュエータを備え得る。更に、図４に例示的に示すように、少なくとも１つの摺動部３４４は、ガイドレール３４１を介して案内され得る。ガイドレールは、切削方向の軸に沿って、詳細には垂直方向に配置され得る。例えば、図４を参照すると、摺動部アクチュエータ（図示せず）が摺動部を同じ方向に同じ速度で下方又は上方に移動させているとき、インゴットはそれぞれ、ワイヤウェブのワイヤの方へと促されるか、又は、ワイヤウェブのワイヤから離れるように上方に移動され得る。摺動部−アクチュエータのうちの少なくとも１つが、他方の摺動部−アクチュエータと異なる速度及び／又は異なる方向に移動している場合、インゴットの回転運動が実現され得る。従って、摺動部−アクチュエータの互いに対する及びレールに対する相対的な運動は、インゴット６００を切削平面内で移動させる、及び／又は、例えば、ワイヤウェブ１１１に対してある角度でインゴット６００に傾斜をもたらすのに使用され得る。更に、本明細書に記載の実施形態によれば、運動学的機構構造３５０は、インゴットのワイヤウェブに対する揺動運動をもたらすように構成され得る。上述のように、インゴット切削中の運動は、切削されたインゴットがワイヤウェブから抜き出されるとき、詳細には、本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄方法が実施されるときと同じ方式で、実施され得ることに留意すべきである。
【００３６】
更なる理解のために、図４で、部分的にウエハへと切削されたインゴット６００の斜視図が示される。本明細書に記載の実施形態によれば、隣接するウエハ間の距離は、ワイヤウェブの隣接するワイヤ間の距離によって決定され得る。図３及び４で例示的に示すように、インゴット６００から切削されたウエハ３３１は、スロット又は鋸引き間隙３３２によって互いから分離され得る。図４で例示的に示すように、本明細書に記載の実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズルが、インゴットフィードシステムの支持テーブルに連結され得る。更に、矢印５５５で示すように、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０は、横断方向に沿って可動であるように構成され、詳細には、少なくとも１つの洗浄ノズル５４０は、例えば、支持テーブルの側面に沿って、例えば線形アクチュエータを用いて、切削方向に対して直角に可動であり得る。
【００３７】
図１を例示的に参照すると、本明細書に記載の実施形態によれば、ワイヤソーは、少なくとも２つのワイヤガイド、詳細には第１のワイヤガイド１１２と第２のワイヤガイド１１４とを含み得る。本明細書に記載の実施形態によれば、ワイヤウェブは、第１のワイヤガイド１１２と第２のワイヤガイド１１４とによって案内されるワイヤによって、第１のワイヤガイド１１２と第２のワイヤガイド１１４との間に形成される。切削中、第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４は、鋸引きされるワークピースに対してワイヤウェブを移動させるために、回転され得る。詳細には、鋸引きされるワークピースは半導体材料のインゴットであり得、これからワイヤウェブによってウエハが切り出される。
【００３８】
第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４はそれぞれ、第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４を回転させるための、第１のドライバ１２２及び第２のドライバ１２４に結合され得る（図１に破線で示す）。第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４はそれぞれ、ワイヤ１１及びワイヤウェブ１１１の前後運動を実施するように適合され得る。ワイヤの前後運動は、図１の参照番号２２５の矢印で示されている。
【００３９】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４は、ワイヤウェブ１１１を形成するワイヤ１１を比較的高速で、例えば、１０ｍ／ｓもしくはそれを上回るワイヤ速度、典型的には１５〜２０ｍ／ｓの範囲、もしくは２５ｍ／ｓまで又は４０ｍ／ｓまでのワイヤ速度で移動させるために、第１のドライバ１２２及び第２のドライバ１２４によって回転され得る。
【００４０】
ワイヤを駆動する第１のドライバ１２２及び第２のドライバ１２４は、短時間内で停止及び加速するために、小さい運動量を有するモータであり得る。これは、本開示の前後運動をもたらす実施形態に、特に有益である。例えば、ワイヤ運動の方向は、少なくとも１０秒毎、少なくとも３０秒毎、又は少なくとも１分毎に変化し得る。代替的に、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーは、４つのワイヤガイドを含み得る。例えば、図１に例示的に示すワイヤソーは、第１のワイヤガイド１１２の下方に及び第２のワイヤガイド１１４に平行にそれぞれ配置される、２つの更なるワイヤガイドによって補完され得る。従って、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーは、２つの平行ワイヤウェブ、詳細には、上方ワイヤウェブ及び下方ウェブを含み得る。
【００４１】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ワイヤソーの実施形態によれば、ワイヤウェブを形成するワイヤは、約１５０μｍ未満の直径、例えば、約１００ミクロン（μｍ）〜約１５０ミクロン（μｍ）の間の直径など、詳細には、約５０ミクロン（μｍ）〜約１５０ミクロン（μｍ）の間、例えば１２０ミクロン（μｍ）、より詳細には５０ミクロン（μｍ）〜１００ミクロン（μｍ）の間、例えば８０ミクロン（μｍ）、７０ミクロン（μｍ）、又は６０ミクロン（μｍ）などの直径を含み得る。
【００４２】
本明細書に記載の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ワイヤウェブを形成するワイヤは、硬質材料のインゴットを鋸引きするための高強度鋼を含み得る。例えば、本明細書に記載のワイヤソーに用いられるワイヤは、シリコン、セラミック、ＩＩＩ−Ｖ族及びＩＩ−ＶＩ族元素化合物、ＧＧＧ（ガリウムガドリニウムガーネット）、サファイアなどを、約３００ミクロン（μｍ）又はこれ未満、詳細には約１８０ミクロン（μｍ）又はこれ未満、詳細には約８０ミクロン（μｍ）又はこれ未満の厚さのスライスへと切削するのに適し得る。
【００４３】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズルは、図２に例示的に示すように、傾斜角アルファ（α）を伴って、ウエハの少なくとも１つの側の方に向けられる。少なくとも１つの洗浄ノズルの、少なくとも１つの側に対する傾斜角アルファ（α）は、アルファ＝１０°〜アルファ＝９０°、詳細には、アルファ＝１５°〜アルファ＝８０°、より詳細にはアルファ＝１５°〜アルファ＝７０°であり得る。特に、少なくとも１つの洗浄ノズルの少なくとも１つの側に対する傾斜角アルファ（α）は、アルファ＝６０°であり得る。更に、傾斜角アルファ（α）は、ノズル位置、鋸引きされるインゴットのサイズなどに従って適合され得る。
【００４４】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、少なくとも１つの洗浄ノズルの傾斜角アルファ（α）は、調整可能であり得る。例えば、少なくとも１つの洗浄ノズルの傾斜角アルファ（α）は、支持テーブル３１２とワイヤウェブ１１１との間の距離に応じて調整可能であり得る。例えば、支持テーブルの、ワイヤウェブに対する距離が増加する（例えば、切削されたインゴットのワイヤウェブからの抜き出し中）につれて、少なくとも１つの洗浄ノズルの、ウエハの少なくとも１つの側に対する傾斜角アルファ（α）は減少し得る。例えば、ウエハの少なくとも１つの側に対する、少なくとも１つの洗浄ノズルの傾斜角アルファ（α）は、少なくとも１つの洗浄ノズルの傾斜角アルファ（α）を、例えば、少なくとも１つの洗浄ノズルの回転によって調整するように構成されたアクチュエータを用いて、減少され得る。
【００４５】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ウエハ洗浄システムの実施形態によれば、ウエハ洗浄システムは、図１及び２で例示的に示すように、洗浄液を回収及び／又は濾過するためのコレクタタンク５７０を更に含み得る。更に、コレクタタンクは、破損したウエハを回収するように構成され得る。特に、コレクタタンクは、例えば、破損したシリコンウエハなどの、ワイヤウェブのワイヤ及び／又はワイヤガイドを損傷することがある破損したウエハから、下方のワイヤウェブを保護する。本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーのワイヤガイドの概略斜視図である図５に例示的に示すように、コレクタタンク５７０は、ワイヤソーの第１のワイヤガイド１１２と第２のワイヤガイド１１４との間に配置され得る。
【００４６】
図１及び５に例示的に示すように、本明細書に記載の実施形態によれば、ワイヤソーは、第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４を洗浄するための洗浄ノズル装置５１０を含み得る。更に、ワイヤソーは、ワイヤウェブにスラリを適用するための処理ノズル装置５３０を含み得る。スラリは、インゴットを切削するためのワイヤに適用される研磨剤粒子の輸送体（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）として機能し得る。
【００４７】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、コレクタタンク５７０は、少なくとも１つの洗浄ノズルによって適用される洗浄液５４４を回収するように適合され得る。更に、コレクタタンク５７０は、処理ノズル装置５３０によって適用されたスラリ及び／又はワイヤガイドを洗浄するために洗浄ノズル装置５１０によって適用された洗浄液を、回収するように適合され得る。
【００４８】
更に、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、コレクタタンク５７０は、スラリの残滓及び／又はウエハ表面から研磨された材料、例えば、切口（ｋｅｒｆ）材料を、回収するように適合され得る。更に、コレクタタンク５７０は、発生し得る破損ウエハを回収するように構成され得る。従って、コレクタタンクは、図１に例示的に示すように、破損ウエハ又は他の廃棄物が下方ワイヤウェブへ落下することを防止し得る。
【００４９】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、コレクタタンク５７０は、図１に例示的に示すように、第１のドレーンライン５７１及び／又は第２のドレーンライン５７２を含み得る。第１のドレーンライン５７１は第１のバルブ５８１を含み、第２のドレーンライン５７２は第２のバルブ５８２を含み得る。第１のドレーンライン５７１は、スラリを案内するように適合され得る。更に、コレクタタンク５７０によって回収されたスラリがリサイクルされ得るように、第１のドレーンライン５７１はスラリタンク（図示せず）に結合され得る。例えば、スラリは再利用前に再処理され得る。
【００５０】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば第２のドレーンライン５７２は、洗浄液、具体的には、水、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、又は任意の他の適切な洗浄液を案内できるように適合され得る。本明細書に記載の幾つかの実施形態によれば、スラリ及び洗浄液は、例えば油性スラリと水性洗浄液のように混合しない。従って、スラリ及び洗浄液は分離され、且つ、別個に処置され得る。例えば、第２のバルブ５８２は、鋸引き処理中スラリが適用される間、閉じられ得る。鋸引き処理中に適用されるスラリは、第１のバルブ５８１が開いている場合、第１のドレーンライン５７１を経由して排出され得る。スラリが排出された後、第１のバルブ５８１が閉じられて第２のバルブ５８２が開けられ得る。次いで、洗浄液が、本明細書に記載するように、例えばウエハ洗浄システムの少なくとも１つの洗浄ノズルによって、適用され得る。洗浄液は、コレクタタンク５７０によって回収され、第２のバルブ５８２が開いている場合、第２のドレーンライン５７２を経由して排出され得る。
【００５１】
図６Ａは、本明細書に記載の実施形態による、ウエハ洗浄システム用のワイヤソーコレクタタンク５７０の概略斜視図である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、コレクタタンク５７０は、図６Ａ及び６Ｂに例示的に示すように、洗浄液をコレクタタンクに供給するためのフラッシュ（ｆｌｕｓｈ）５７３を含み得る。更に、フラッシュ５７３は、例えば破損ウエハ、スラリ、又は切口材料などの廃材を、コレクタタンクから、例えば別個の廃棄物容器へとフラッシュするために、洗浄液をコレクタタンク内に供給するように構成され得る。
【００５２】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、コレクタタンク５７０の側壁及び／又は底壁は、少なくとも１つの開口を含み得、これを通じて、スラリ及び／又は洗浄液及び／又は他の廃材がコレクタタンクからディスペンスされ得る。詳細には、図６Ａに例示的に示すように、コレクタタンクは、コレクタタンクからの洗浄液及び／又は廃材の排出のための出口５７５を含み得る。
【００５３】
本明細書に記載の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、コレクタタンクの底部５７４は、廃材の底部への付着を防止するための構造を含み得る。付加的に又は代替的に、コレクタタンクは、低摩擦コーティング、テフロンコーティング、テフロン構造コーティング、及び、例えば破損ウエハ片などの廃棄物がコレクタタンクの壁に付着するのを防止するための抗付着コーティング、のうちの一又は複数を含み得る。更に、図６Ｂに例示的に示すように、コレクタタンクの底部は、洗浄フラッシュ側から対向する出口５７５まで、傾斜し得る。従って、本明細書に記載のコレクタタンクの実施形態は、速やかなフラッシングをもたらす。更に、当該コレクタタンクの実施形態は、詰まりを効率的に防止する。
【００５４】
図７は、本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄方法７００を示すブロック図である。具体的には、ウエハ洗浄方法７００は、半導体ウエハをワイヤソー内で、特に、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソー内で、インシトゥ洗浄する方法である。
【００５５】
ウエハ洗浄方法７００の実施形態によれば、図７の第１のブロック７０１に例示的に示すように、方法は、ウエハの少なくとも１つの側から、隣接するウエハ間の空間に、洗浄液を供給することを含む。付加的に、ウエハ洗浄方法７００は、図７の第２のブロック７０２に例示的に示すように、ウエハをワイヤウェブに対して移動することを含み得る。詳細には、ウエハをワイヤウェブに対して移動することは、洗浄液を隣接するウエハ間の空間に供給する間、ウエハをワイヤウェブから抜き出すことを含み得る。従って、洗浄効率が更に向上し得る。詳細には、ウエハをワイヤウェブに対して移動させることは、図３との関連で例示的に示すように、ワイヤウェブのワイヤによって、洗浄液をウエハの表面に沿って引くことを含み得る。例えば、ワイヤウェブのワイヤによって洗浄液をウエハの表面に沿って引くことは、ワイヤをウエハの表面に対して、及びその逆に、移動させることによって実施され得る。詳細には、図８Ａ〜８Ｃで例示的に示すように、ウエハ３３１がワイヤウェブから抜き出されるとき、ワイヤウェブのワイヤは、隣接するウエハ間でウエハ表面に沿って洗浄液５４４を引くのを助け得る。付加的に又は代替的に、洗浄液を隣接するウエハ間の空間内に供給する間、ワイヤウェブのワイヤは、ウエハに対して移動され得る。例えば、インゴットの抜き出し中、洗浄液を隣接するウエハ間の空間内に供給する間、ワイヤウェブのワイヤは前後に移動され得る。
【００５６】
本明細書に記載のウエハ洗浄方法７００の実施形態によれば、スライスされたインゴットがワイヤウェブ１１１から抜き出される間、スライスされたインゴット上に、具体的には隣接するウエハ間の空間内に、洗浄液が散布され得る。本明細書に記載するように、抜き出しは、例えば手動で、又はインゴットフィードシステムを用いて自動で実施され得る。従って、スラリの残滓及び／又はウエハ表面から研磨された材料を除去するために、隣接するウエハ間の空間に洗浄液が浸入し得る。
【００５７】
更に、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ウエハをワイヤウェブに対して移動することは、ワイヤウェブに対するウエハの運動を含み得る。詳細には、ワイヤウェブに対するウエハの揺動運動は、本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステムによって実施され得る。従って、洗浄効率が更に向上し得る。
【００５８】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ウエハ洗浄方法７００は、図７の第３のブロック７０３に例示的に示すように、隣接するウエハ間の空間に洗浄液を供給する間、ワイヤウェブをウエハに対して移動させることを含み得る。例えば、ワイヤウェブのワイヤは、ワイヤウェブからインゴットを抜き出す間、前後に移動され得る。従って、ワイヤの運動が、ウエハ表面の洗浄を支援し、詳細には、隣接するウエハ間の空間から切口材料を除去し得る。更に、スライスされたインゴットをワイヤウェブから抜き出す間のワイヤの運動は、隣接するウエハ間の空間への洗浄液の浸入に有益であり得る。詳細には、スライスされたインゴットがワイヤウェブから抜き出されるにつれ、ワイヤウェブのワイヤは隣接するウエハ間の空間内で移動し、これがウエハ表面の洗浄に有益であり得る。更に、インゴットをワイヤウェブから抜き出す間のワイヤの前後運動と、本明細書に記載の実施形態によるウエハ洗浄方法の適用とにより、洗浄効率が更に向上し得る。
【００５９】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ウエハ洗浄方法７００は、インゴットの切削が完了したとき、即ちインゴットが複数のウエハに切削されたときに、適用され得る。詳細には、図８Ａで例示的に示すように、ウエハ洗浄方法７００は、インゴットがワイヤソーのワイヤウェブを貫通するように促されたとき、即ち、ワイヤウェブ１１１の下方である切削されたインゴット位置において、適用され得る。切削されたインゴットをワイヤウェブから抜き出す異なる段階を示す、図８Ｂ及び８Ｃに例示的に示すように、本明細書に記載のウエハ洗浄方法の実施形態は、インゴットをウェブから抜き出す全プロセス中に適用され得る。抜き出し処理は、図８Ｂの矢印７０７によって例示的に示されている。詳細には、インゴットのウェブからの抜き出し処理は、本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステムによって実施され得る。
【００６０】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ウエハ洗浄方法７００は、切削されたインゴットがワイヤソーのワイヤウェブの上方の位置となるまで、適用され得る。図８Ｃで、インゴットがワイヤウェブを出ようとしている位置にある、切削されたインゴットが示されている。
【００６１】
従って、本明細書に記載のウエハ洗浄システムの実施形態及びウエハ洗浄方法の実施形態は、ワイヤソーにおけるウエハのインシトゥ洗浄のための効率的な手段を提供する。詳細には、本明細書に記載のウエハ洗浄システム及びウエハ洗浄方法は、スラリの残滓及び／又はウエハ表面から研磨された材料を効率的な方式で除去するために、ウエハを洗浄液でリンスする手段を提供する。
【００６２】
更に、本明細書に記載のウエハ洗浄システムの実施形態及びウエハ洗浄方法の実施形態は、全体的なウエハ製造コスト削減に有益であり得る。特に、本明細書に記載のウエハ洗浄システムを備えたワイヤソーを提供することにより、従来では最終的なウエハ洗浄処理の前に使用されている別個の事前洗浄ツールが不要となり得る。
【符号の説明】
【００６３】
１１    ワイヤ
１００    ワイヤソー
１１１    ワイヤウェブ
１１２    第１のワイヤガイド
１１４    第２のワイヤガイド
１２２    第１のドライバ
１２４    第２のドライバ
３００    インゴットフィードシステム
３１２    支持テーブル
３３１    ウエハ
３３２    鋸引き間隙
３４１    ガイドレール
３４３    アーム
３４４    スライド
３５０    運動学的機構構造
３７６    取付プレート
５００    ウエハ洗浄システム
５１０    洗浄ノズル装置
５３０    処理ノズル装置
５４０    洗浄ノズル
５４１    第１の洗浄ノズル
５４２    第２の洗浄ノズル
５４４    洗浄液
５７０    コレクタタンク
５７１    第１のドレーンライン
５７２    第２のドレーンライン
５７３    フラッシュ
５７４    底部
５７５    出口
５８１    第１のバルブ
５８２    第２のバルブ
６００    インゴット
６００Ａ    第１の側
６００Ｂ    第２の側
７００    ウエハ洗浄方法
【図１】
2016015481.tif 000003
【図２】
2016015481.tif 000004
【図３】
2016015481.tif 000005
【図４】
2016015481.tif 000006
【図５】
2016015481.tif 000007
【図６Ａ】
2016015481.tif 000008
【図６Ｂ】
2016015481.tif 000009
【図７】
2016015481.tif 000010
【図８Ａ】
2016015481.tif 000011
【図８Ｂ】
2016015481.tif 000012
【図８Ｃ】
2016015481.tif 000013
【外国語明細書】
2016015481000001.pdf
2016015481000002.pdf
2016015481000003.pdf
2016015481000004.pdf