特開 2024-62447 半導体結晶ウェハの製造装置および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024062447

(43)【公開日】2024-05-10

(54)【発明の名称】半導体結晶ウェハの製造装置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240501BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20240501BHJP

   B28D 5/02 20060101ALI20240501BHJP

   B28D 7/04 20060101ALI20240501BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20240501BHJP

   B24B 19/02 20060101ALI20240501BHJP

   B24D 5/00 20060101ALI20240501BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611W

B28D5/04 C

B28D5/02 A

B28D7/04

B24B27/06 D

B24B19/02

B24D5/00 P

B24B49/12

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022170276

(22)【出願日】2022-10-25

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】502330849

【氏名又は名称】有限会社サクセス

(71)【出願人】

【識別番号】521081850

【氏名又は名称】有限会社ドライケミカルズ

(74)【代理人】

【識別番号】240000693

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人滝田三良法律事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 愼介

(72)【発明者】

【氏名】千葉 哲也

【テーマコード（参考）】

3C034

3C049

3C063

3C069

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C034AA13

3C034AA19

3C034BB93

3C034CA11

3C034CB08

3C034DD10

3C049AA03

3C049AA09

3C049AA11

3C049AA18

3C049CA02

3C049CA04

3C049CB01

3C049CB05

3C063AA02

3C063AB03

3C063BA02

3C063BA24

3C063EE23

3C069AA00

3C069AA01

3C069BA04

3C069BA06

3C069BB01

3C069BB04

3C069BC06

3C069CA04

3C069CB02

3C069EA01

3C158AA05

3C158AA11

3C158AA14

3C158AB04

3C158AC02

3C158BA07

3C158BB01

3C158BC02

3C158CA02

3C158CA04

3C158CB01

3C158CB05

3C158DA03

3C158DA12

3C158DA17

5F057AA12

5F057AA44

5F057BA01

5F057BB09

5F057CA02

5F057FA12

5F057GA13

5F057GB02

5F057GB31

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高品質な半導体結晶ウェハを簡易、かつ、確実に製造する半導体結晶ウェハの製造装置及び製造方法を提供する。
【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、溝加工工程と、研磨工程と、切断工程と、第１面加工工程と、第２面加工工程と、を備える。切断工程では、ワイヤーソー装置４は、複数の凹溝１１に配置された複数のワイヤー４２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際に、ＳｉＣインゴットを支持するインゴット支持手段４３と、電動スライダー４７の先端側の複数のワイヤーを介して対向する位置に設けられ、複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを撮像する撮像手段４４と、を有し、撮像手段による撮像画像から、複数の凹溝に対する複数のワイヤーのずれ角を検出し、ずれ角を０とするように調整する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
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ためのドラム砥石であって、該複数の凹溝に対応した複数の凸部が側面に形成された溝加工ドラム砥石と、
前記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ワイヤーソー装置と、
前記ワイヤーソー装置において、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と前記複数のワイヤーを介して対向する位置に設けれ、前記複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを撮像する撮像手段と
を備え、前記撮像手段による撮像画像から前記複数の凹溝に対する前記複数のワイヤーのずれ角が検出されることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造装置。

【請求項2】

請求項１記載の半導体結晶ウェハの製造装置において、
前記インゴット支持手段は、前記撮像手段に手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整手段を有することを特徴とする半導体結晶ウェハの製造装置。

【請求項3】

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切断工程とを備え、
前記溝加工工程では、前記溝加工ドラム砥石を互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながら前記半導体結晶インゴットに圧接することにより該凹溝を形成し、
前記切断工程では、前記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際に、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と該複数のワイヤーを介して対向する位置に設けられ該複数の凹溝に配置された該複数のワイヤーを撮像する撮像手段による撮像画像から、該複数の凹溝に対する該複数のワイヤーのずれ角を検出し、該ずれ角が０となるように調整されることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造方法。

【請求項4】

請求項３記載の半導体結晶ウェハの製造方法において、
前記切断工程では、切断に先立って、前記インゴット支持手段において、前記撮像手段に手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整工程が実行されることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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ウェハを切り出す半導体結晶ウェハの製造装置および製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１５６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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装置および製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１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、
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ためのドラム砥石であって、該複数の凹溝に対応した複数の凸部が側面に形成された溝加工ドラム砥石と、
前記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ワイヤーソー装置と、
前記ワイヤーソー装置において、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と前記複数のワイヤーを介して対向する位置に設けれ、前記複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを撮像する撮像手段と
を備え、前記撮像手段による撮像画像から前記複数の凹溝に対する前記複数のワイヤーのずれ角が検出されることを特徴とする。

【0008】

第１発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、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、該複数の凹溝に対応した複数の凸部が側面に形成された溝加工ドラム砥石と、これに対応させた追加部材により構成される。

【0009】

１つ目の追加部材部材は、半導体結晶インゴットの側面全体に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るワイヤーソー装置である。

【0010】

２つ目の追加部材は、ワイヤーソー装置において、半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と前記複数のワイヤーを介して対向する位置に設けれ、前記複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを撮像する撮像手段である。

【0011】

以上の構成において、溝加工ドラム砥石によって半導体結晶インゴットの側面全体に形成された複数の凹溝に対して、複数の凹溝に複数のワイヤーを正確に配置することで、複数のワイヤーで精度よく半導体結晶インゴットをスライス状に切断することができる。

【0012】

ここで、複数の凹溝に複数のワイヤーを正確に配置するために、撮像手段による撮像画像から、複数の凹溝の進行方向（長手方向）に対する複数のワイヤーの進行方向のずれ角が検出される。

【0013】

そのため、ずれ角を正確に把握することができ、例えば、ずれ角を打ち消すように、半導体結晶インゴットの支持手段の調整やワイヤーソーボビンの調整などを行うことができる。

【0014】

このように、第１発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、精度よく半導体結晶インゴットをスライス状に切断することができ、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。

【0015】

第２発明の半導体結晶ウェハの製造装置は、第１発明において、
前記インゴット支持手段は、前記撮像手段に手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整手段を有することを特徴とする。

【0016】

第２発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、インゴット支持手段に構成され、複数のワイヤーによる切断面に対して垂直に伸びる回転軸を中心に回転してずれ角が０となる位置で半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整手段により、ずれ角を打ち消して０とするように回転してフィットした位置で半導体結晶インゴット固定させることができる。

【0017】

これにより、複数の凹溝の進行方向（長手方向）に対する複数のワイヤーの進行方向のずれ角が０となり、複数の凹溝に複数のワイヤーを正確に配置することができる。

【0018】

このように、第２発明の半導体結晶ウェハの製造装置によれば、簡易な構成で実際に、精度よく半導体結晶インゴットをスライス状に切断することができ、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。

【0019】

第３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切断工程とを備え、
前記溝加工工程では、前記溝加工ドラム砥石を互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながら前記半導体結晶インゴットに圧接することにより該凹溝を形成し、
前記切断工程では、前記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際に、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と該複数のワイヤーを介して対向する位置に設けられ該複数の凹溝に配置された該複数のワイヤーを撮像する撮像手段による撮像画像から、該複数の凹溝に対する該複数のワイヤーのずれ角を検出し、該ずれ角が０となるように調整されることを特徴とする。

【0020】

第３発明の半導体結晶ウェハの製造方法によれば、半導体結晶インゴットの側面全体に溝加工ドラムの複数の凸部に対応した凹溝を形成する溝加工工程と、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切断工程とが実行される。

【0021】

ここで、溝加工ドラム砥石によって半導体結晶インゴットの側面全体に形成された複数の凹溝に対して、複数の凹溝に複数のワイヤーを正確に配置することで、複数のワイヤーで精度よく半導体結晶インゴットをスライス状に切断することができる。

【0022】

複数の凹溝に複数のワイヤーを正確に配置するために、ワイヤーソー装置において、半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と前記複数のワイヤーを介して対向する位置に設けれ、前記複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを撮像する撮像手段による撮像画像から、複数の凹溝の進行方向（長手方向）に対する複数のワイヤーの進行方向のずれ角が検出される。

【0023】

そのため、ずれ角を正確に把握することができ、例えば、ずれ角を打ち消すように、半導体結晶インゴットの支持手段の調整やワイヤーソーボビンの調整などを行うことができる。

【0024】

このように、第３発明の半導体結晶ウェハの製造方法によれば、精度よく半導体結晶インゴットをスライス状に切断することができ、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。

【0025】

第４発明の半導体結晶ウェハの製造方法は、第３発明において、
前記切断工程では、切断に先立って、前記インゴット支持手段において、前記撮像手段に手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整工程が実行されることを特徴とする。

【0026】

第４発明の半導体結晶ウェハの製造方法によれば、切断に先立って、インゴット支持手段において、複数のワイヤーによる切断面に対して垂直に伸びる回転軸を中心に回転してずれ角が０となる位置で半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整工程により、ずれ角を打ち消して０とするように回転してフィットした位置で半導体結晶インゴット固定させることができる。

【0027】

これにより、複数の凹溝の進行方向（長手方向）に対する複数のワイヤーの進行方向のずれ角が０となり、複数の凹溝に複数のワイヤーを正確に配置することができる。

【0028】

このように、第４発明の半導体結晶ウェハの製造方法によれば、簡易な構成で実際に、精度よく半導体結晶インゴットをスライス状に切断することができ、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。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本実施形態のＳｉＣウェハ（半導体結晶ウェハ）の製造方法の工程全体を示すフローチャート。

【図2】図１のＳｉＣウェハの製造方法における溝加工工程およびパット溝形成工程により構成される本実施形態のＳｉＣウェハの製造装置を示す説明図。

【図3】図１のＳｉＣウェハの製造方法における溝加工工程および研磨工程の内容を示す説明図。

【図4】図１のＳｉＣウェハの製造方法における切断工程の内容を示す説明図。

【図5】図１のＳｉＣウェハの製造方法における切断工程でのずれ角調整を示す説明図。

【図6】図１のＳｉＣウェハの製造方法における第１面加工工程および第２面加工工程の内容を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0030】

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ＳｉＣウェハを得る方法であって、溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）と、研磨工程（ＳＴＥＰ１１０／図１）と、切断工程（ＳＴＥＰ１２０／図１）と、第１面加工工程（ＳＴＥＰ１３０／図１）と、第２面加工工程（ＳＴＥＰ１４０／図１）とを備える。

【0031】

図２～図６を参照して各工程の詳細および本実施形態のＳｉＣウェハの製造装置について説明する。

【0032】

図２に示す溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）において使用する溝加工ドラム砥石２０を共通に用いて、予めパッド溝形成加工を行う。

【0033】

溝加工ドラム砥石２０は、ＳｉＣインゴット１０の側面全体に周回する複数の凹溝１１を形成するためのドラム砥石であって、複数の凹溝１１に対応した複数の凸部２１が側面に形成されている。

【0034】

まず、パッド溝形成加工では、複数の凹溝１１を研磨するための円筒状の研磨パッド３０に対する加工であって、研磨パッド３０と溝加工ドラム砥石２０とを互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながら、溝加工ドラム砥石２０を研磨パッド３０に圧接することにより研磨パッド３０の側面全体に複数の凸部２１に対応した複数のパッド溝３１が形成される。

【0035】

このとき、研磨パッド３０は、（必要に応じて適度な水分を含ませた上で）冷凍させることにより固化させた状態でパット溝３１が形成される。そして、パット溝３１が形成された研磨パット３０は、解凍（必要に応じて乾燥）処理した後で、以下の工程で用いられる。

【0036】

次に、溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）では、共通の溝加工ドラム砥石２０により、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。

【0037】

具体的に、溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）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。

【0038】

このとき、ＳｉＣインゴット１０は、その両端面が一対の保護板１５，１５を介して保護された状態で回転自在に支持される。

【0039】

保護板１５は、例えば、ポリ塩化ビニールなどの合成樹脂であり、ＳｉＣインゴット１０とは必要に応じて接着剤などを介して接合される。

【0040】

かかる一対の保護板１５，１５により、ＳｉＣインゴット１０の両端部を保護することができ、両端部の欠けや割れを防止することができる。そのため、複数の凹溝１１を両端面の際まで形成することができ、ひいては、後述するＳｉＣウェハ１００をより多く切断して得ることができる。

【0041】

また、ＳｉＣインゴット１０を回転軸に挟持して固定する際に、必要に応じて保護板１５，１５を加工（例えば、穴あけ）して固定することができる。加えて、この場合にも、ＳｉＣインゴット１０自体の加工を伴わないため、ＳｉＣインゴット１０を傷めることもない。

【0042】

以上の加工工程により形成されたＳｉＣインゴット１０の複数の凹溝１１と、研磨パッド３０の複数のパッド溝３１とは、溝加工ドラム砥石２０の複数の凸部２１に対応した同一形状（同一ピッチ）となっている。

【0043】

そのため、図３に示すように、溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）でＳｉＣインゴット１０に複数の凹溝１１を形成するとほぼ同時に、研磨工程（ＳＴＥＰ１１０／図１）において、凹溝１１とピッチが同一の研磨パッド３０の複数のパッド凸部３２（隣接する２つのパッド溝３１，３１間の凸部）により、凹溝１１に沿った研磨をすることができる。

【0044】

ここで、研磨工程（ＳＴＥＰ１１０／図１）では、ＣＭＰスラリー(化学的機械的液体研磨剤)を介して研磨してもよいが、研磨パッド３０の表面に一時的にまたは連続的に粉末研磨剤（バフ研磨剤）を添加するようにしてもよい。

【0045】

さらに、図４Ａに示すように、切断工程（ＳＴＥＰ１２０／図１）では、溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）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装置４のボビン４１，４１間に渡された複数のワイヤー４２を配置し、ワイヤー４２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。

【0046】

このとき、複数の凹溝１１に複数のワイヤー４２を正確に配置することで、ＳｉＣインゴット１０を１回でスライス状に精度よく切断することができる。

【0047】

そのため、本実施形態では、ワイヤーソー装置４は、ＳｉＣインゴット１０を支持するインゴット支持手段４３と複数のワイヤー４２を介して対向する位置に設けれ、複数の凹溝１１に配置された複数のワイヤー４２を撮像する撮像手段４４を備える。

【0048】

インゴット支持手段４３は、ＳｉＣインゴット１０を支持すると共に、その基部は、例えば、ロータリテーブルにより構成され、複数のワイヤー４２による切断面に対して垂直に伸びる回転軸Ｚ（図中では鉛直方向）を中心に矢印の向きに回転して任意の位置で固定されるずれ角調整手段としての機能を備える。

【0049】

撮像手段４４は、例えば、ＣＣＤカメラ等により構成され、図４Ｂに示すように、ワイヤーソー装置４のフレーム４５に中空枠型の接続プレート４６を介して接続されると共に、接続プレート４６（正確には、接続プレート４６および接続プレート４６と一体に構成された補助接続プレート４６´）の中空枠内を進退自在に構成された電動スライダー４７の先端側に複数の凹溝１１と重なる複数のワイヤー４２を撮像するように配置される。

【0050】

なお、本実施形態では、撮像手段４４と電動スライダー４７との間にフォーカス・ズーム調整用の電動テーブル（上下動作テーブル）を備える構成としているが、電動テーブルは省略してもよい。

【0051】

このように構成されたワイヤーソー装置４による切断工程（ＳＴＥＰ１２０／図１）では、まず切断に先立って、ずれ角調整工程が実行される。

【0052】

ずれ角調整工程では、まず、電動スライダー４７の先端側を進行させて、撮像手段４４の撮像方向が複数の凹溝１１と複数のワイヤー４２とが重なる撮影位置（図中ＳｉＣインゴット１０の直下から真上を撮影するよう）に配置する。

【0053】

この状態で、撮像手段４４による撮像画像を取得し、撮像画像から複数の凹溝１１に対する複数のワイヤーのずれ角４２が検出される。

【0054】

具体的には、図５に実際の撮像画像を示すように、凹溝１１の進行方向（図中左右方向）と、ワイヤー４２の進行方向（図中左右方向）とのずれ角（非平行）を検出することができる。

【0055】

ずれ角の検出は、目視により行ってもよいが、例えば、撮像画像を二値化した上でエッジ検出処理などを行うことで、凹溝１１の幅位置（上下位置）の進行方向とワイヤー４２の幅位置（上下位置）の進行方向とをそれぞれ直線として検出し、これらの直線間の傾きからずれ角を画像処理により検出してもよい。

【0056】

次に、検出されたずれ角を打ち消して０とするように、支持手段４３を回転軸Ｚ回りに回転させて、撮像画像でずれ角が０となったことを確認した上で、その位置でＳｉＣインゴット１０を固定する。

【0057】

なお、角度調整手段を電動式のロータリテーブルにより構成し、撮像画像から自動調整可能に構成する場合には、前記直線間の傾きに対応した偏差をロータリテーブルのステッピングモータへの出力ステップ数として出力するフィードバック制御により構成してもよい。

【0058】

このようにしてずれ角の調整が完了すると、電動スライダー４７の先端側を後退させて退避させる。

【0059】

このように、複数の凹溝１１に複数のワイヤー４２を正確に配置することで、ＳｉＣインゴット１０を１回でスライス状に精度よく切断することができる。

【0060】

加えて、スライス状に切断されて得られるＳｉＣウェハ１００は、図５に示すように、いずれもその周縁がピッチが正確に一致した研磨パッド３０により角部が均一に面取りされているため、切断後に改めて面取り加工などを施す必要もない。

【0061】

なお、本実施形態の半導体結晶ウェハ（ＳｉＣウェハ）の製造装置（切断装置）の構成としては、上述の溝加工ドラム砥石２０と、研磨パッド３０と、ワイヤーソー装置４０により構成される。

【0062】

次に、図６に示すように、第１面加工工程（ＳＴＥＰ１３０／図１）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。

【0063】

具体的には、第１面加工工程（ＳＴＥＰ１３０／図１）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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

次に、第２面加工工程（ＳＴＥＰ１４０／図１）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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

かかる第１面加工工程（ＳＴＥＰ１３０／図１）および第２面加工工程（ＳＴＥＰ１４０／図１）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。

【0073】

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。

【0074】

なお、第１面加工工程（ＳＴＥＰ１３０／図１）および第２面加工工程（ＳＴＥＰ１４０／図１）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。

【0075】

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ウェハの製造方法および装置によれば、溝加工ドラム砥石２０によってＳｉＣインゴット１０の側面全体に形成された複数の凹溝１１に対して、複数の凹溝１１に複数のワイヤー４２を正確に配置することができ、凹溝１１が切断の際のガイドになりながらも凹溝１１の片側面（例えば、幅方向の一方の面）にワイヤー４２が偏ることなく、ワイヤーの切削部位を凹溝１１の底部に集中させて、複数のワイヤー４２で精度よく１回でＳｉＣインゴット１０をスライス状に切断することができる。

【0076】

なお、上記実施形態において、パッド溝形成加工は、パット溝３１およびパッド凸部３２が、ＳｉＣインゴット１０の側面全体に周回する複数の凹溝１１（溝加工ドラム砥石２０の複数の凸部２１）と同一形状となるように変更されてもよい。

【0077】

具体的には、パッド溝形成加工おいて、予め、円筒状のパッド溝加工砥石を準備し、溝加工ドラム砥石２０とパッド溝加工砥石とを互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながら圧接することにより、複数の凸部２１に対応したパッド加工溝（パッド加工凸部）をパッド溝加工砥石に形成した上で、パッド溝加工砥石と研磨パッド３０とを互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながら、パッド溝加工砥石を研磨パッド３０に圧接することにより研磨パッド３０の側面全体にパッド加工溝（パッド加工凸部）に対応した複数のパッド溝を形成してよい。

【0078】

また、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）工程やウェハ洗浄工程が行われてもよい。

【0079】

さらに、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。

【0080】

また、本実施形態では、溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）において、ＳｉＣインゴット１０は、その両端面が一対の保護板１５，１５を介して保護された状態で回転自在に支持され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、一対の保護板１５，１５を省略して回転軸に直接ＳｉＣインゴット１０を固定してもよい。

【0081】

さらに、溝加工工程（ＳＴＥＰ１００／図１）以外の工程、例えば、研磨工程（ＳＴＥＰ１１０／図１）や切断工程（ＳＴＥＰ１２０／図１）においても、ＳｉＣインゴット１０の両端面を一対の保護板１５，１５により保護した状態で加工処理を行うようにしてもよい。

【0082】

また、本実施形態では、図４のように、ワイヤーソー装置４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４２の外側に配置されて、（相対的に）ワイヤー４２が周方向外方（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。

【0083】

例えば、ＳｉＣインゴット１０が周回するワイヤー４２の内側に配置されて、（相対的に）ワイヤー４２が周方向内方（図中下側）に進行する場合であってもよい。なお、この場合には、撮像手段４４は、ワイヤー４２の上側（ＳｉＣインゴット１０の真上から真下を撮影するよう）に配置される。

【符号の説明】

【0084】

１…ＳｉＣ結晶（半導体結晶）、４…ワイヤーソー装置、１０…ＳｉＣインゴット（半導体結晶インゴット）、１１…凹溝、１５，１５…一対の保護板、２０…溝加工ドラム砥石、２１…凸部、３０…研磨パッド、３１…パッド溝、３２…パッド凸部、４１…ボビン、４２…ワイヤー、４３…インゴット支持手段、４４…撮像手段、４５…フレーム、４６…接続プレート、４６´…補助接続プレート、４７…電動スライダー、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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
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ためのドラム砥石であって、該複数の凹溝に対応した複数の凸部が側面に形成された溝加工ドラム砥石と、
前記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ワイヤーソー装置と、
前記ワイヤーソー装置において、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と前記複数のワイヤーを介して対向する位置で、前記複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が先端側に設けられ、前記ワイヤーソー装置のフレームから該撮像手段を撮像を行う前記位置に進行させると共に、撮像後に後退させて退避可能なスライダーと
を備え、
前記撮像手段による撮像画像から前記複数の凹溝に対する前記複数のワイヤーのずれ角が検出されることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造装置。

【請求項2】

請求項１記載の半導体結晶ウェハの製造装置において、
前記インゴット支持手段は、前記撮像手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整手段を有することを特徴とする半導体結晶ウェハの製造装置。

【請求項3】

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ワイヤーソー装置による切断工程とを備え、
前記溝加工工程では、前記複数の凹溝に対応した複数の凸部が側面に形成された溝加工ドラム砥石を互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながら前記半導体結晶インゴットに圧接することにより該凹溝を形成し、
前記切断工程では、前記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際に、撮像手段が先端側に設けられたスライダーを前記ワイヤーソー装置のフレームから進行させて、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と該複数のワイヤーを介して対向する位置で該複数の凹溝に配置された該複数のワイヤーを該撮像手段により撮像させ、撮像画像から、該複数の凹溝に対する該複数のワイヤーのずれ角を検出し、該ずれ角が０となるように調整され、ずれ角の調整後に前記スライダーを後退させて退避させることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造方法。

【請求項4】

請求項３記載の半導体結晶ウェハの製造方法において、
前記切断工程では、切断に先立って、前記インゴット支持手段において、前記撮像手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整工程が実行されることを特徴とする半導体結晶ウェハの製造方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

第１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、
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ためのドラム砥石であって、該複数の凹溝に対応した複数の凸部が側面に形成された溝加工ドラム砥石と、
前記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ワイヤーソー装置と、
前記ワイヤーソー装置において、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と前記複数のワイヤーを介して対向する位置で、前記複数の凹溝に配置された複数のワイヤーを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が先端側に設けられ、前記ワイヤーソー装置のフレームから該撮像手段を撮像を行う前記位置に進行させると共に、撮像後に後退させて退避可能なスライダーと
を備え、
前記撮像手段による撮像画像から前記複数の凹溝に対する前記複数のワイヤーのずれ角が検出されることを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

第２発明の半導体結晶ウェハの製造装置は、第１発明において、
前記インゴット支持手段は、前記撮像手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整手段を有することを特徴とする。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0019】

第３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ワイヤーソー装置による切断工程とを備え、
前記溝加工工程では、前記複数の凹溝に対応した複数の凸部が側面に形成された溝加工ドラム砥石を互いに平行な回転軸上でそれぞれ回転させながら前記半導体結晶インゴットに圧接することにより該凹溝を形成し、
前記切断工程では、前記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際に、撮像手段が先端側に設けられたスライダーを前記ワイヤーソー装置のフレームから進行させて、前記半導体結晶インゴットを支持するインゴット支持手段と該複数のワイヤーを介して対向する位置で該複数の凹溝に配置された該複数のワイヤーを該撮像手段により撮像させ、撮像画像から、該複数の凹溝に対する該複数のワイヤーのずれ角を検出し、該ずれ角が０となるように調整され、ずれ角の調整後に前記スライダーを後退させて退避させることを特徴とする。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0025】

第４発明の半導体結晶ウェハの製造方法は、第３発明において、
前記切断工程では、切断に先立って、前記インゴット支持手段において、前記撮像手段による撮像画像により検出されたずれ角を０とするように回転して前記半導体結晶インゴットを固定するずれ角調整工程が実行されることを特徴とする。