硅晶片的制造方法和硅晶片技术

进行：丝线行进工序，通过使以螺旋状缠绕了波状丝线(7)的多个主辊旋转，从而使波状丝线(7)沿与主辊的轴方向大致正交的方向行进；和切断工序，通过将锭坯(T)推靠至波状丝线(7)而将锭坯(T)切断，制造以中央部相对于外缘部沿一个方向凹陷的圆顶状翘曲的多个硅晶片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及硅晶片的制造方法和硅晶片。
技术介绍
已知使外延膜生长于将硅单晶锭坯切开而得到的硅晶片上的外延硅晶片。在外延硅晶片中，已知在硅晶片的阻力值与外延膜的阻力值不同的情况下，发生翘曲。考虑其原因是，硅晶片与外延膜的晶格常数的不吻合(misfit)所导致的弹性变形发生。通常，存在如下的不良状况：如果该翘曲变大，则器件制造工序中的掩模对准或真空卡盘所导致的保持等变得困难。为了消除这样的不良状况，提出如下的外延硅晶片的制造方法：识别硅晶片的翘曲形状的凹凸，预测在其表面形成有外延膜的情况下发生的翘曲方向，使外延膜生长于表面凹陷的硅晶片的表面上(例如，参照专利文献1)。进一步，提出了如下的外延硅晶片的制造方法：在硅晶片的研磨工序或磨削工序中，特意将硅晶片的翘曲方向控制成凹形状，成为碗状(圆顶状)，由此使外延硅晶片的平坦度提高(例如，参照专利文献2)。可是，在半导体晶片的制造过程中，存在通过对半导体块进行切片加工而制成晶片的工序。在该工序中，一般地使用利用了丝线的线锯。线锯将丝线多重地缠绕在多个主辊之间，将半导体等被切削物(以后，称为工件)推靠至行进状态的丝线，由此将工件切断成规定厚度的许多板状体。在基于线锯的切片方法中，存在游离研磨颗粒方式，是如下的方法：将使GC(绿色碳化硅)等研磨颗粒混合于油性或水溶性的油等而成的浆料供给至切断部位，同时用表面镀有黄铜的钢铁制丝线来切片。在线锯中，存在多项用于控制所得晶片的形状的控制参数。作为代表性的控制参数，是将浆料(或冷却剂)向加工部供给的流量(浆料流量)、将硅等工件向行进状态的丝线推靠的速度(进给速度)等。可是，一般而言，通过线锯的切断得到的硅晶片的形状由于该硅晶片的热膨胀收缩而处于沿任意的方向翘曲的倾向。为了统一这样的翘曲的方向，考虑通过利用冷却等来控制热变化从而排除热膨胀收缩所导致的影响，但热变化的主要因素存在有不特定的多个，完全的控制是困难的。于是，探讨用于统一翘曲的方向的其他方法(例如，参照专利文献3)。在该专利文献3中，提出了如下的硅晶片的制造方法：使用使丝线卷绕于互相隔开规定的间隔配置的多个主辊之间的线锯，得到具有期望的翘曲的硅晶片。在该制造方法中，在切断锭坯的期间，使各个主辊沿轴方向位移。由于该主辊的位移，切断锭坯的丝线与主辊一起沿锭坯的轴方向移动，在切断后所得到的硅晶片的表面，形成与该丝线的移动量相应的期望的翘曲。专利文献1：日本特开平6-112120号公报专利文献2：日本特开2008-140856号公报专利文献3：日本特开平8-323741号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在如专利文献1、2所记载的构成中，存在着需要如下的以往未设置的工序这一问题点：在从锭坯得到硅晶片之后，预测翘曲方向的工序或特意地将翘曲方向控制成凹形状的工序。另外，在如专利文献3所记载的构成中，有必要在锭坯的切断中使主辊沿轴方向位移，存在着线锯的控制变得复杂这一问题点。本专利技术的目的在于，提供可以得到以中央部相对于外缘部沿一个方向凹陷的圆顶状翘曲的多个硅晶片的硅晶片的制造方法和硅晶片。用于解决课题的方案本专利技术者反复锐意研究，结果着眼于通过将以波状弯折的丝线用作线锯的丝线，从而有可能得到以中央部沿一个方向凹陷的圆顶状翘曲的多个硅晶片。于是，本专利技术者进行了以下的实验。[关于以波状弯折的丝线(波状丝线)]首先，对波状丝线的构成进行说明。如图1A所示，通过将通常的直线状的丝线所使用的线材71以螺旋状弯折，从而形成波状丝线7。此外，作为线材71的直径，能够举例说明0.12mm至0.16mm。另外，作为线材71的材质，能够举例说明镀有黄铜的碳素钢。如果从与波状丝线7的长度方向正交的方向观察，则波状丝线7以波状(大致正弦波状)弯折。弯折的间距P(图1A中的互相相邻的最高点72的间隔)优选地为2.5mm至5.0mm。另外，弯折的位移D((图1A中的最高点72与最低点73的距离d1)-(线材71的线径d2))优选地为6μm至12μm。接着，对波状丝线的优点进行说明。如图1B所示，在波状丝线7中，由于在切断锭坯T时，可以以研磨颗粒G1进入相邻的最高点72之间或相邻的最低点73之间的状态行进，因而能够推断为，研磨颗粒G1也被充分地供给至行进方向的前方侧(丝线退出侧)，该前方侧的切削性与后方侧(丝线进入侧)的切削性同样地良好。与此相对，如图1C所示，在通常的直线状的丝线9中，由于不存在像波状丝线7那样研磨颗粒G1所进入的部分，因而能够推断为，研磨颗粒G1未被充分地供给至行进方向的前方侧，该前方侧的切削性比后方侧的切削性更差。[线锯的构成]接着，对线锯的构成进行说明。此外，在以下内容中，在以从图2的跟前方向观察的情况为基准而表示方向的情况下，“上”是+Z方向，“下(重力方向)”是-Z方向，“左”是+X方向，“右”是-X方向，“前”是-Y方向，是与纸面正交的跟前方向，“后”是+Y方向，为向里的方向。如图2所示，线锯1具备在同一水平面上配置两个且在这两个的中间下方配置一个的合计三个主辊2。在这三个主辊2的周围，波状丝线7沿着轴方向(前后方向)以螺旋状缠绕。在波状丝线7的两端侧，设置有丝线卷盘41、42，丝线卷盘41、42分别经由各一个导向辊3而将波状丝线7送出或卷绕。另外，在各导向辊3与丝线卷盘41、42之间，分别设置有横移装置43、44。横移装置43、44具有调整波状丝线7的运送位置、卷绕位置的功能。进一步，在上侧的两个主辊2(以下，称为上侧主辊21)的上方，分别设置有喷嘴5，喷嘴5将浆料状的研磨液G供给至两个上侧主辊21的中间位置。另外，在喷嘴5的上方，设置有运送部件6，运送部件6保持锭坯T并使之升降。然后，线锯1通过使多个主辊2旋转而使波状丝线7沿与主辊2的轴方向大致正交的方向(左右方向(以下，称为丝线行进方向))行进，一边将研磨液G供给至两个上侧主辊21之间，一边使锭坯T下降而推靠至行进中的波状丝线7，从而切断锭坯T而制造多个硅晶片。在此，为了不使硅晶片翘曲，通常使锭坯T相对于波状丝线7而沿重力方向直线地下降。因此，不受外部影响的情况下的锭坯T的切断方向(以下，称为切断目标方向)成为与重力方向相反的方向。另外，为了不使硅晶片翘曲，使波状丝线7沿相对于锭坯T的轴方向大致正交的方向直线地行进。因此，不受外部影响的情况下的波状丝线7的行进方向(以下，称为丝线行进目标方向)成为直线性的。[实验1]首先，进行了基于如下假设的实验1。｛假设｝在图2所示的线锯1中，考虑将波状丝线7从前向后且以从前面观察时向左卷绕的螺旋状缠绕的情况。在这样的状态下，如果驱动横移装置43、44并使三个主辊2和丝线卷盘41、42旋转，使得波状丝线7在上侧主辊21之间沿左方向行进，则波状丝线7沿与主辊2平行的一个方向前进(以下，将此时的前进方向(在图2所示的情况下，为向后的方向)称为丝线前进方向)。此外，波状丝线7沿一个方向前进是指，例如不仅包含将波状丝线7从丝线卷盘42沿一个方向送出至丝线卷盘41的方式，而且还包含如下的方式：使波状丝线7往复地行进而使波状丝线7沿一个方向前进，使得从丝线卷盘42送出并由丝线卷盘41卷绕的波状丝线7的长度与从丝线卷盘41送出并由丝线卷盘42卷绕的波状丝线7的长度相比而更长。然后，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅晶片的制造方法，其特征在于进行：丝线行进工序，通过使以螺旋状缠绕了丝线的多个主辊旋转，从而使所述丝线沿与所述主辊的轴方向大致正交的方向行进；和切断工序，通过将锭坯推靠至所述丝线而将所述锭坯切断，制造以中央部相对于外缘部而沿一个方向凹陷的圆顶状翘曲的多个硅晶片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.20 JP 2014-0307191. 一种硅晶片的制造方法，其特征在于进行：丝线行进工序，通过使以螺旋状缠绕了丝线的多个主辊旋转，从而使所述丝线沿与所述主辊的轴方向大致正交的方向行进；和切断工序，通过将锭坯推靠至所述丝线而将所述锭坯切断，制造以中央部相对于外缘部而沿一个方向凹陷的圆顶状翘曲的多个硅晶片。2. 根据权利要求1所述的硅晶片的制造方法，其特征在于，作为所述丝线，使用以波状弯折的波状丝线。3. 根据权利要求2所述的硅晶片的制造方法，其特征在于，所述切断工序：以将圆柱状的所述锭坯推靠至所述波状丝线时的所述锭坯的进给速度作为F，以所述波状丝线与所述锭坯的接触部分的长度作为L，控制所述锭坯的所述进给速度，从而对于圆柱状的所述锭坯中的该锭坯的径方向的切断位置，由以下的式(1)定义的作功量W以在所述锭坯的直径最大的切断位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：神野清治，中岛亮，又川敏，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP