JPS5936821B2 - シリコンウエハ−の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体材料インゴットを切断してウエ・・ 一
を作る方法の改良に関するものである。

シリコンなどの半導体材料インゴットを切断してウェハ
ーを作る際、従来、インゴットの支持台材料としてカー
ボンなどを使用している。近来シリコンインゴットは大
口径化し、かつ薄いウェハーの需要が増大してきている
。

この為ウエ・・一の外周部分、特にインゴットの切断終
端部でチッピングが発生しやすくなつている。このチッ
ピング発生の原因の１つは、被切断物の硬さに対して、
従来のカーボン支持台では柔かすぎ、ブレード刃先に挙
動変化を生ずる（具体的には、両者の硬さの違いから抵
抗力の差を生じ、その為刃先の挙動に変動を生ずる）こ
とである。このチッピング発生を防止するには、ある程
度の硬さを有する支持台の使用が考えられ、硬質粒子を
混合してなる比較的低硬度の樹脂層を備えた支持台に、
半導体に無害な液体に易溶な接着剤で半導体を固定して
切断し、後で接着剤を溶解除去する方法が知られている
（特公昭４８−１０２６６）ｏしかしこの方法では、切
断後に溶剤を用いて接着剤を除去しなければならず、半
導体に無害な溶剤に易溶な接着剤としてセラツク、タン
ワックスなどのシエラツク系接着剤が使用されるが、こ
のような接着剤では接着保持能力に限界があり、接着層
の厚さを相当に厚くしなければならない。

そのことは後述する理由によつてチッピングを完全に解
消できないことを意味する。また、シエラツク系接着剤
を使用したときには、切断後薄板を支持体から分離する
時にアルコール等の溶剤で接着剤を溶解するので、ウエ
・・ 一に溶解した接着剤が付着して汚され、後工程で
問題を生じることがある。

本発明によれば、半導体材料インゴットを接着剤を用い
て支持台に固定して、固定されたインゴットをカッター
で薄く切断する方法であつて、支持台に、シリコン粉末
とエポキシ樹脂との混合物の硬化したものからなＤ、よ
こたえられる切断されるべきインゴットの表面形状に一
致する表面を有するものを使用し、接着剤として熱剥離
の容易な熱膨潤性を有するエポキシ系接着剤で切断すべ
きシリコンインゴツトを接着して複数個の薄板に切断し
た後、温水中で前記接着剤を膨潤させて薄板を汚すこと
なく支持台から分離することを特徴とする方法が提供さ
れる。

本発明によれば、上記の方法であつて、さらに、インゴ
ツトを支持台に接着する際にインゴツト全体に負荷して
接着剤層の厚さを極めて薄くかつ均一にすることを特徴
とする方法が提供される。

本発明において使用されるシリコン粉末は純度の高いも
のであることを要しない。その粒度は＃５〜＃１５００
、このましくは＃１０〜＃８００さらにこのましくは＃
２０〜＃３２０である。シリコン粉末とエポキシ樹脂の
混合比は重量で前者に対し、後者０．５〜３、このまし
くは１〜３、さらにこのましくは１．５〜２．７である
。硬化したこの混合物のヴイツカース硬度は、Ｈｖ（５
）１００〜４、このましくは、Ｈｖ（５）７０〜１０で
あるべきで、そのように樹脂がえらばれる。使用される
樹脂は「アラルダイト」の商標名で知られる製品によつ
て代表されるエポキシ樹脂接着剤で、粘度が４００〜１
０００センチポイズ（２５℃）の低粘性のものを使用す
る。この範囲より低粘性のものを使用すると、シリコン
粉末が硬化中に均一な分布を保つことができず、また、
この範囲よりも高粘性のものを用いると混合可能な粉末
量が少なくなｖチツピング防止に有効な硬度が得られな
い。適する樹脂は当業者が簡単な実験によジ決定できる
。支持台は上記の材料で、その上によこたえられる切断
すべき棒状塊の表面形状に一致するよう形状に形成され
る。

インゴツトが円柱なれば、その上面がこれを受け入れる
ような円柱型凹面に形成される。支持台とインゴツトを
接着する接着剤は、接着力の強いエポキシ系で加熱（温
水６０℃以上）によつて膨潤性を示すものでなくてはな
らない。

温水加熱により膨潤性を示す場合には、切析後、ウエハ
一を支持台から分離することが容易で、シエラツク系接
着剤の様にアルコール等の溶剤で接着剤を溶解するわけ
ではないので、溶解した接着剤によつてウエ・・−が汚
されて後工程に問題を生じることがない。上述のように
切断すべきシリコン塊と硬度性質の近似した支持台を使
用して切断しても、シリコン塊と台の間の接着剤層の厚
さが厚いと、その接着剤層中でブレード刃先が硬さの相
違による抵抗変化を受け、充分にチツピング発生を防止
できない。

本発明者等の研究によれば、この接着層を次のような限
界内の厚さにすることによつてチツピングを略々完全に
防止できる。すなわち接着剤の厚さは、固化した状態で
、５０〜５００μ、このましくは、５０−３００μさら
にこのましくは５０〜１５０μであるべきである。

５０〜５００μの厚さにするためには、エポキシ系接着
剤の場合０．０１〜０．５ｋ９／〜の範囲の荷重を固化
するまで加えて卦く必要があることがわかつた。

適当な接着剤と荷重は当業者が簡単な実験により決定で
きる。シエラツク系接着剤では接着力がエポキシ系より
弱いことからこれほど薄くした時には切断中にトビ現象
を生じるため厚さを相当厚くしなくてはならない。次に
本発明を実施例により説明する。

実施例 １ 半導体シリコンの切ジくずから製した粒度＃３２０のシ
リコン粉末と初期粘度８００センチポイズのアラルダイ
トとを重量比で２：１の割合で混合し（アラルダイトは
勿論硬化剤と混合したのちにシリコン粉末と混合した）
、支持台作成用の金型に入れで（加熱）硬化させ、表面
が直径７６．２ｍｍ（３インチ）の円筒状シリコン半導
体に一致する凹面をなす支持台を得た。

この支持台の硬度はＨｖ（５）６０であつた。この支持
台に前記の円筒状シリ４コン半導体のインゴツトを熱に
よつて膨潤性を示すアラルダイトで接着し、固化してか
ら、カツタ一で、約４００μの厚さに連続して切断した
。

切断面はもつともチツピングの発生しやすい（１，０，
０）面であつたがチツピングの発生をかなジ防止できた
。切断後、温水（６０℃以上）に浸漬して支持台から剥
離させた。この方法では接着剤が溶解しないので切断ウ
エハ一面を汚染することがなかつた。比較のため、シリ
コン粉末とアラルダイトの割合を０．５：１よジ小にし
た実施したところ、支持台の硬度が小さすぎ、チツピン
グは充分に防止できなかつた。

また３：１よリ人にすると、支持台の混合物の結合性が
低下して脆くな９、切断中に支持台部分で割れ易く、ウ
エ・・一のトビ現象を引き起こした。また支持台が硬化
する前に、それ自身にインゴツトを接着して硬化後に切
断したところ、チツピング防止効果はあるが、切断後に
ウエハ一を支持台から分離することが困難であつて適当
でなかつた。

実施例 ２ 実施例１の方法では、支持台とインゴツトの間の接着剤
層が厚すぎて、この部分に卦ける抵抗変化のためになお
ブレード刃先の挙動変化を生じ、チツピング防止効果は
従来の方法よりは優れているが、な｝充分ではない。

そこで、この点を改良するために、前記の接着剤層がき
わめて薄く（５０〜５００μ）かつ均等になるようにイ
ンゴツトの全長にわたつて負荷して実施例１の方法をく
９かえした。具体的には実施例１と同様のインゴツトと
支持台を使用し、接着剤として熱によつて膨潤性を示す
アラルダイトを０．３９／ｄの割合で塗布して両者を接
着し、インゴツトの全長にわたつて０．３ｋｇ／Ｃｆｌ
ｌの荷重を接着剤が固化するまで適用した。

こうすることによつて接着剤は７０μの厚さで固化した
。この状態で実施例１と同様に切断を卦こなつたところ
、従来法では不良の５６％を占めていたチツピング不良
を７％に減少させることができた。この際、荷重が０．
０１ｋｇ／（７１より小さいと接着層の厚さが５００μ
程度以上となつてチツピング防止効果は充分でなかつた
。

また荷重が０．５ｋ９／ＣＴｉ！より大きいど接着層の
厚さが３０μ以下となり、切断中にウエ・・一力咄重で
剥落し、そのためにトビ現象が生じやすくなつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリコン粉末とエポキシ樹脂を混合硬化し、切断す
   べきシリコンインゴットの表面に一致するように形成し
   てなる支持台上に熱剥離の容易な熱膨潤性を有するエポ
   キシ系接着剤で切断すべきシリコンインゴットを接着し
   て複数個の薄板に切断した後、温水中で前記接着剤を膨
   潤させて薄板を汚すことなく支持体から分離することか
   らなるシリコンウェハーの製法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のシリコンウエハーの製
   法であつて、シリコン粉末の粒度が＃５〜＃１５００で
   あり、エポキシ樹脂とシリコン粉末の混合比が０．５：
   １ないし３：１であり、シリコンインゴットと支持台を
   接着する接着剤の層の厚みが５０〜５００μである法。