(57)【要約】【課題】  スラリーを使用せずに所望のスライス加工を施すことのできる半導体インゴットのスライス方法を提供することである。【解決手段】  半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法であって、ガラス板の一端を半導体インゴットを近傍に配置して該ガラス板を該半導体インゴットに対して略垂直に保持し、該ガラス板の他端から該ガラス板内に加工用レーザービームを導入し、該ガラス板の前記一端から出射するレーザービームによって該半導体インゴットを切削し、該切削によって生じた溝の底面近傍に該ガラス板の前記一端が配置されるように該ガラス板を移動する、各工程を具備したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法であって、
ガラス板の一端を半導体インゴットの近傍に配置して該ガラス板を該半導体インゴットに対して略垂直に保持し、
該ガラス板の他端から該ガラス板内に加工用レーザービームを導入し、
該ガラス板の前記一端から出射するレーザービームによって該半導体インゴットを切削し、
該切削によって生じた溝の底面近傍に該ガラス板の前記一端が配置されるように該ガラス板を移動する、
各工程を具備したことを特徴とする半導体インゴットのスライス方法。
【請求項２】
該半導体インゴットに水を供給し、該半導体インゴットを水に浸漬して前記切削ステップを実行することを特徴とする請求項１記載の半導体インゴットのスライス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体シリコンインゴットから一定厚みのウエーハを切り出す装置にワイヤーソーがある。このワイヤーソーでは、直径約１００〜３００μｍのピアノ線などの一本のワイヤーを通常２〜４本の間隔保持用ローラー上に設けられた多数の溝に巻き付けて、一定ピッチで互いに平行に配置してワイヤーを一定方向又は双方向に走行させる。
【０００３】
このワイヤーにスラリーと呼ばれるオイル又は水にＳｉＣなどの砥粒が混合された切削液を供給しながらシリコンインゴットをワイヤーに押圧してスライスしていく。このワイヤーソーによるシリコンインゴットのスライスでは、多数のシリコンウエーハを同時にスライスすることができ、また外周刃や内周刃などを使用する他のスライス方法と比べてスライス精度が高く、且つ使用しているワイヤーが細いためにカーフロスを少なくできるという利点がある。
【０００４】
上述したような従来のワイヤーソーでは、ワイヤーの表面が非常に滑らかで、表面にスラリーを供給してもそれを保持する能力が弱く、且つワイヤーは高速で走行しているために、スラリーがすぐ下に落ちてしまう。このため、ワイヤーと切断されるシリコンインゴットが接する部分にスラリーが供給され難くない、スライス速度を上げられないという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、ワイヤーを捩られた状態にすること、ワイヤーの表面に溝や穴に形成することと等が例えば特開平１１−１０５１４号公報で提案されており、更にワイヤーの断面形状を多角形や楕円にすること、ワイヤーに用いる素線を複数にして撚られたられた状態にすること、ワイヤーソーの材質を炭素繊維にすることと等が例えば特開平９−２５４００６号公報で提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１０５１４号公報
【特許文献２】特開平９−２５４００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これらの方法ではいずれもワイヤーの加工に工数がかかったり、高価な材料を使用するため、ワイヤーが高コストになるという問題があり、スラリーの保持に関しても十分なものが得られなかった。
【０００７】
遊離砥粒を用いる加工は、砥粒の油状スラリーを使用するため、環境衛生上の問題があると共に洗浄を要するなど作業工程が長くなり、加工効率及び加工精度とも不十分であるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的をするところは、スラリーを使用せず所望の加工を施すことのできる半導体インゴットのスライス方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、半導体インゴットをウエーハ状にスライスする半導体インゴットのスライス方法であって、ガラス板の一端を半導体インゴットの近傍に配置して該ガラス板を該半導体インゴットに対して略垂直に保持し、該ガラス板の他端から該ガラス板内に加工用レーザービームを導入し、該ガラス板の前記一端から出射するレーザービームによって該半導体インゴットを切削し、該切削によって生じた溝の底面近傍に該ガラス板の前記一端が配置されるように該ガラス板を移動する、各工程を具備したことを特徴とする半導体インゴットのスライス方法が提供される。
【００１０】
好ましくは、前記半導体インゴットに水を供給し、該半導体インゴットを水に浸漬した状態で前記切削ステップが実施される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、スラリーを使用せずに半導体インゴットを所望の厚さにスライスすることのできる半導体インゴットのスライス方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のスライス方法を実施するのに適したスライサー（スライス装置）２の斜視図である。スライス装置２のＸテーブル５上にはスライス加工すべき半導体インゴット１２が載置され、図示しない保持手段により保持される。Ｘテーブル５は良く知られたボールねじ及びパルスモータから成る図示しない割り出し送り機構によりＸ軸方向に割り出し送りされる。
【００１３】
スライス装置２は、長方形のガラス板６を備えている。図３に最も良く示されるように、ガラス板６の両面はアルミニウム、ＳＵＳ、ゴム材、樹脂等から形成された補強部材８により挟持されている。
【００１４】
ガラス板６の厚みは約１００μｍ、補強部材８の厚みは約２０μｍに設定されている。ガラス板６の上端６ａは複数のマルチモード光ファイバ１４を介してレーザー発信器１６に接続されている。
【００１５】
ベース４にはコラム２６が立設されており、このコラム２６に固定された一対のガイドレール３０に沿って箱体６を支持するスライダ２８がボールねじ３２及びパルスモータ３４から構成されるガラス板移動機構３６により上下方向に移動される。
【００１６】
ガイドレール３０に沿ってリニアスケール３８が配設されており、このリニアスケール３８とスライダ２８に設けられた図示しない読み取りヘッドとから加工送り量検出手段を構成し、この加工送り量検出手段の検出値が図示しないコントローラに入力され、コントローラがパルスモータ３４の駆動を制御する。
【００１７】
Ｘテーブル５上にはＸテーブル５上に載置される半導体インゴット１２と概略平行に加工水供給ノズル４０が設けられており、加工水供給ノズル４０はフレキシブルなホース４２を介して水供給源に接続されている。
【００１８】
本実施形態のスライス方法で使用するレーザー加工条件は以下のように設定されている。
【００１９】
光源      ：  ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４
波長      ：  ３５５ｎｍ
繰り返し周波数    ：  ５０ｋＨｚ
平均出力  ：  １５Ｗ
以下、上述したように構成されたスライス装置２を使用した本発明実施形態の半導体インゴットのスライス方法について説明する。まず、Ｘテーブル５上に載置された半導体インゴット１２の上面近傍にガラス板６の下端６ｂが配置されるように、ガラス板６をスライダ２８により半導体インゴット１２の長手方向に概略垂直となるように保持する。そして、加工水供給ノズル４０から加工水４１を供給して、スライス加工すべき半導体インゴット１２を加工水４１に浸漬する。
【００２０】
レーザー発信器１６から発振されたＹＶＯ４レーザーの第３高調波である波長３５５ｎｍのレーザービームは、図３に示すようにコア１４ａとクラッド１４ｂからなるマルチモード光ファイバ１４のコア１４ａ内を伝搬されて、ガラス板の上端６ａからガラス板６内に導入される。
【００２１】
ガラス板６内に導入されたレーザービーム２４はガラス板６内で全反射しながらガラス板６内を伝搬し、図２（Ａ）に示すようにガラス板６の下端６ｂから出射し、スライス加工すべき半導体インゴット１２の上面に照射される。このレーザービームのパワーは十分高いため、半導体インゴット１２には図２（Ｂ）に示すように加工溝２５が形成される。
【００２２】
本実施形態では、加工溝２５の底面２５ａ近傍にガラス板６の下端６ｂが配置されるように、ガラス板移動機構３６によりガラス板６を垂直方向に下降させながらレーザービームによるスライス加工を実施する。
【００２３】
加工に使用するレーザーパワーが実施形態では１５Ｗに設定されているため、予め実験によりこのレーザービームを使用した半導体インゴット１２の加工速度を求めることができる。よって、この加工速度に基づいて、ガラス板移動機構３６をフィードフォワード制御すれば、ガラス板６の下端６ｂを加工溝２５の底辺２５ａ近傍に配置させることができる。
【００２４】
代替案として、ガラス板６の下端６ｂに図示しない距離センサを取り付け、この距離センサによりガラス板６の下端６ｂと加工溝２５の底面２５ａとの間の距離を常時検出し、この距離が所定値となるようにガラス板移動機構３６をフィードバック制御するようにしても良い。
【００２５】
図２（Ｃ）は加工溝２５が半導体インゴット１２を貫通して半導体インゴット１２を切断した状態を示しており、約１６０μｍ程度の溝幅（スライス幅）が形成される。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、レーザービームによるスライス加工中には、半導体インゴット１２を浸漬するように加工水４１が加工水供給ノズル４０から供給される。
【００２６】
このように、レーザービームによる半導体インゴット１２の一スライスが完了すると、Ｘテーブル５を図示しない割り出し送り機構により所定量割り出し送りして、上述したのと同様なレーザービームを使用した半導体インゴット１２のスライスを実行する。
【００２７】
本実施形態の半導体インゴットのスライス方法によると、加工水供給ノズル４０から常に加工水を供給しながら半導体インゴット１２のスライスを実行するため、半導体インゴット１２とガラス板６の下端６ｂとの間に流水が存在する状態になり、この加工水の流水により加工屑を洗い流すことができ、インゴット１２をスライスして得られたウエーハを綺麗な状態に保つことができる。
【００２８】
また、レーザービームを使用したスライス方法であるため、ウエーハのスライス表面は非常に綺麗な状態となり、所定の厚みに仕上げる研磨及び／又はエッチング工程を簡略化することができる。
【００２９】
更に、レーザービームが出射するガラス板６の下端６ｂは常に流水により洗われるため、ガラス板６の下端６ｂに加工屑が付着することなく綺麗な状態に保つことができる。流水にガラス板６を浸しても、補強部材８でガラス板６が補強されているので、十分な剛性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明実施形態のスライス方法に使用するスライサー（スライス装置）の斜視図である。
【図２】本発明実施形態のスライス方法を説明する説明図である。
【図３】図２（Ａ）のＡ部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２    スライサー（スライス装置）
５    Ｘテーブル
６    ガラス板
８    補強部材
１２    半導体インゴット
１４    マルチモード光ファイバ
１６    レーザー発振器
２４    レーザービーム
２８    スライダ
３０    ガイドレール
３２    ボールねじ
３４    パルスモータ
３６    ガラス板移動機構
４０    加工水供給ノズル
４１    加工水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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