(57)【要約】【課題】低コスト且つ容易な手段により、結晶インゴットの切断中及び切断後におけるウエハの落下、並びに、切断中におけるクラック発生を抑制すること。【解決手段】ワイヤーソー装置を用いてスライス台に固定された結晶インゴットを切断する際における結晶インゴットの固定方法であって、結晶インゴットのオリエンテーションフラット部を固定するオリフラ用台座と、結晶インゴットの外周面のうち、オリフラ用台座により固定される部分とは異なる部分であり、劈開面にあたる部分を固定する外周部用台座と、を備える台座を用いて、結晶インゴットを台座に接着剤を介して固定することと、台座をスライス台に接着剤を介して固定することと、を含む、結晶インゴットの固定方法。【選択図】図２
2020121363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーソー装置を用いてスライス台に固定された結晶インゴットを切断する際における前記結晶インゴットの固定方法であって、
前記結晶インゴットのオリエンテーションフラット部を固定するオリフラ用台座と、前記結晶インゴットの外周面のうち、前記オリフラ用台座により固定される部分とは異なる部分であり、劈開面にあたる部分を固定する外周部用台座と、を備える台座を用いて、前記結晶インゴットを前記台座に接着剤を介して固定することと、
前記台座を前記スライス台に接着剤を介して固定することと、を含む、結晶インゴットの固定方法。
【請求項２】
前記劈開面にあたる部分から少なくとも１ｃｍ離れた部分までを前記外周部用台座に固定する、請求項１に記載の結晶インゴットの固定方法。
【請求項３】
前記オリフラ用台座と、前記外周部用台座とは、独立した部材として形成される、請求項１又は請求項２に記載の結晶インゴットの固定方法。
【請求項４】
前記台座は、前記スライス台に固定する位置を変更することにより、異なる直径の前記結晶インゴットを固定可能である、請求項３に記載の結晶インゴットの固定方法。
【請求項５】
前記オリフラ用台座及び前記外周部用台座は、それぞれ、前記結晶インゴットの中心軸を通る水平面に対して、同じ側に配置され、
前記オリフラ用台座は、前記中心軸に対して鉛直方向側に配置され、
前記外周部用台座は、前記中心軸を通る鉛直面に対して、対称に配置される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の結晶インゴットの固定方法。
【請求項６】
前記外周部用台座における前記結晶インゴットを固定する部分は、平面状に形成される、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の結晶インゴットの固定方法。
【請求項７】
ワイヤーソー装置を用いてスライス台に固定された結晶インゴットを切断する方法であって、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の結晶インゴットの固定方法により、前記結晶インゴットを前記スライス台に固定することと、
前記スライス台に固定した前記結晶インゴットを前記ワイヤーソー装置を用いて切断することと、を含む、結晶インゴットの切断方法。
【請求項８】
ワイヤーソー装置を用いてスライス台に固定された結晶インゴットを切断する際における前記結晶インゴットを前記スライス台に固定する台座であって、
前記結晶インゴットのオリエンテーションフラット部を固定する部分が平面状であるオリフラ用台座と、前記結晶インゴットの外周面のうち、前記オリフラ用台座により固定される部分とは異なる部分であり、劈開面にあたる部分を固定する部分が平面状で水平面に対し傾斜を有する外周部用台座と、を備えるワイヤーソー装置用台座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、ワイヤーソー装置用台座に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、結晶インゴットをウエハに切断する方法としてワイヤーソー装置が知られている。例えば、下記の特許文献１に記載のワイヤーソー装置による結晶インゴットの切断方法においては、３本の主軸ローラーを有し、主軸ローラーの外周には目標とするウエハの厚みに合わせたピッチで溝が形成され、一本のワイヤーを主軸ローラーの溝に沿って巻き回しされたワイヤーソー装置を用いる。そして、主軸ローラーを回転させてワイヤーを走行させると共に、結晶インゴットが固定されたスライス台（本体テーブル）を動作させて結晶インゴットをワイヤーに押し付けることにより、同時に多数のウエハに切断する。この加工方法では、一定ピッチで並行する複数の極細ワイヤー列に被加工物を押し当て、ワイヤーを線方向に送りながら、被加工物とワイヤーとの間に砥粒を含む加工液（スラリーともいう）を供給することによって研磨切断する方式と、電着あるいは接着剤によってダイヤモンドを固定したワイヤーを線方向に送りながら、被加工物を研磨切断する方式がある。これらの方法を用いて、一定の厚さのウエハを多数同時に形成する。
【０００３】
従来の結晶インゴットをウエハに切断する手順では、まず、ワイヤーソーのスライス台に台座を介して結晶インゴットを接着材により固定する。その後、結晶インゴットを固定したスライス台を上下反転させワイヤーソー装置に設置する。次に、ワイヤーソー装置による加工を開始し、結晶インゴットを固定したスライス台が加工部へ移動し複数のワイヤーにより結晶インゴットを切断加工する。この切断加工では、台座を５ｍｍ程度まで切断する。切断加工により形成された複数のウエハは、それぞれ、０．２〜２ｍｍ程度の厚みになり、ウエハの側面（円周面）の一部分が接着剤のみで保持されている状態になる。この状態のままワイヤーソー装置から複数のウエハが保持されているスライス台を取り出し、スライス台を上下反転させた後、接着剤を剥がす剥離作業を行い、ウエハを個々に取り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２４８号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１４９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
結晶インゴットを、ワイヤーソー装置を用いて切断する際に使用される加工液は、従来、油系の加工液が使用されている。近年、油系の加工液は、法律により保管量が制限されるなどの制約があるため、水系の加工液に変更される事例がある。ワイヤーソー装置を用いて結晶インゴットを切断する際、一般に、結晶インゴットは、結晶の方位の基準となる面に形成したオリエンテーションフラット面（以下、オリフラ部ともいう）をワイヤーソー装置のスライス台に台座を介して接着している。オリフラ部は平面であるため、結晶インゴットの台座への接着はオリフラ部の部分を主に接着している。加工液が油系から水系に変更になると、接着剤が水分を吸収することにより接着力が弱くなる現象が発生し、切断中や切断後にウエハが落下する不具合が発生することがある。そこで、切断後のウエハ落下を防止するためには、台座と結晶インゴットとの間の接着面積を増やすこと、接着剤の変更による接着力の向上が有効であるが、現実的には、台座の面積及び接着剤の選択肢には制約があるため、当該観点による保持力向上には限界がある。
【０００６】
当該問題の解決のために、試験を重ねたところ、当該接着部を結晶インゴット外周部に広げ、結晶インゴット外周部を広い範囲で接着して保持することで、切断後のウエハ落下を防止できる傾向にあることが分かった。例えば、特許文献２に記載があるように、台座における結晶インゴットと台座との接着面の形状を結晶インゴットの外周面とに合わせた円弧状とすることで、接着面積を大幅に増加することができる。これにより、水系の加工液を使用しても接着力が維持され、結晶インゴットの切断中及び切断後におけるウエハの落下を防止できる。
【０００７】
しかし、新たな問題として、結晶インゴットの切断中にクラックが発生することがあり、それによって断線が発生した。結晶インゴットの切断中にクラックが発生すると、切断中にクラックが成長してウエハの割れにつながる。結晶インゴットの切断中にウエハが１枚でも割れてしまうと、割れたウエハが高速運動中のワイヤーと干渉し、ワイヤーの断線が発生する。このワイヤーの断線の衝撃によって、同時に切断を進めている数１００枚のウエハが割れてしまう。
【０００８】
本発明は上述の問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、低コスト且つ容易な手段により、結晶インゴットの切断中及び切断後におけるウエハの落下、並びに、結晶インゴットの切断中におけるクラック発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様では、ワイヤーソー装置を用いてスライス台に固定された結晶インゴットを切断する際における結晶インゴットの固定方法であって、結晶インゴットのオリエンテーションフラット部を固定するオリフラ用台座と、結晶インゴットの外周面のうち、オリフラ用台座により固定される部分とは異なる部分であり、劈開面にあたる部分を固定する外周部用台座と、を備える台座を用いて、結晶インゴットを台座に接着剤を介して固定することと、台座をスライス台に接着剤を介して固定することと、を含む、結晶インゴットの固定方法が提供される。
【００１０】
結晶インゴットの固定方法では、劈開面にあたる部分から少なくとも１ｃｍ離れた部分までを接着材により外周部用台座に固定してもよい。また、オリフラ用台座と、外周部用台座とは、独立した部材として形成してもよい。また、台座は、スライス台に固定する位置を変更することにより、異なる直径の結晶インゴットを固定可能な構成としてもよい。また、オリフラ用台座及び外周部用台座は、それぞれ、結晶インゴットの中心軸を通る水平面に対して、同じ側に配置され、オリフラ用台座は、中心軸に対して鉛直方向側に配置され、外周部用台座は、中心軸を通る鉛直面に対して、対称に配置される、構成としてもよい。また、外周部用台座における結晶インゴットを接着剤により固定する部分は、平面状に形成される構成でもよい。
【００１１】
また、本発明の態様では、スライス台に固定された結晶インゴットを切断加工するワイヤーソー装置を用いて結晶インゴットを切断する方法であって、上記の結晶インゴットの固定方法により、結晶インゴットをスライス台に固定することと、スライス台に固定した結晶インゴットをワイヤーソー装置を用いて切断することと、を含む、結晶インゴットの切断方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の態様では、ワイヤーソー装置を用いてスライス台に固定された結晶インゴットを切断する際における結晶インゴットをスライス台に固定する台座であって、結晶インゴットのオリエンテーションフラット部を固定する部分が平面状であるオリフラ用台座と、結晶インゴットの外周面のうち、オリフラ用台座により固定される部分とは異なる部分であり、劈開面にあたる部分を固定する部分が平面状で水平面に対し傾斜を有する外周部用台座と、を備えるワイヤーソー装置用台座が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の態様によれば、低コスト且つ容易な手段により、結晶インゴットの切断中及び切断後におけるウエハの落下、並びに、切断中におけるクラック発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、ワイヤーソー装置用台座を用いたワイヤーソー装置の一例を示す図である。
【図２】実施形態に係る結晶インゴットの固定方法を用いて固定した結晶インゴットの一例を示す斜視図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】結晶インゴットにおける劈開面の一例を示す図である。
【図５】外周部用台座の一例を拡大して示す図である。
【図６】ワイヤーソー装置用台座に直径が異なる結晶インゴットを適用する例を示す図である。
【図７】ワイヤーソー装置用台座に直径が異なる結晶インゴットを適用する例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれについて、適宜、矢印の先の側（方向）を＋側（方向）（例、＋Ｘ側（方向））と称し、その反対側（方向）を−側（方向）（例、−Ｘ側（方向））と称す。また、本実施形態では、Ｘ方向を左右方向、＋Ｘ方向を右方向、−Ｘ方向を左方向と称すこともある。また、本明細書において、数値等の範囲を「Ａ〜Ｂ」と記載した場合、「Ａ以上、Ｂ以下」であることを意味する。
【００１６】
［実施形態］
以下、本実施形態の結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、ワイヤーソー装置用台座（以下、「台座」と略称する）について説明する。図１は、本実施形態の結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、ワイヤーソー装置用台座を用いたワイヤーソー装置の一例を示す図である。本実施形態において用いることができるワイヤーソー装置１は、一般的なワイヤーソー装置であり、特に限定されない。ワイヤーソー装置１は、例えば、図１に示す特許文献１に記載される装置を用いることができる。図１に示すワイヤーソー装置１は、３本の主軸ローラー２を有し、各主軸ローラー２の外周には目標とするウエハの厚みに合わせたピッチで溝が形成され、一本のワイヤー３が主軸ローラー２の溝に沿って巻き回しされたワイヤーソー装置である。ワイヤーソー装置１は、主軸ローラー２を回転させてワイヤー３を走行させると共に、結晶インゴット（単結晶）Ｃがフィード部５に装着されたスライス台６（本体テーブル）に固定され、フィード部５を動作（移動）させることにより結晶インゴットＣをワイヤー３に押し付け、結晶インゴットＣとワイヤー３との間に砥粒を含む加工液（スラリーともいう）を供給することにより、研磨切断による切断加工を行う。これにより、ワイヤーソー装置１は、結晶インゴットＣを同時に多数のウエハに切断する。
【００１７】
上述したように、近年、油系の加工液は、法律により保管量が制限させる等の制約があるため、水系の加工液に変更される事例がある。加工液が油系から水系に変更になると、結晶インゴットＣと台座７との接着及び台座７とスライス台６との接着に用いられる接着剤８、９は水分を吸収し接着力が弱くなる現象が発生し、切断中又は切断後ウエハが落下する不具合が発生する。また、結晶インゴットＣの大口径化により、ウエハ径が大きくなりウエハの重量も増えることで従来の接着方法では接着力が不足するため、切断中及び切断後にウエハが落下する不具合が発生することがある。
【００１８】
このため、結晶インゴットＣと台座７との接着において、結晶インゴットＣと台座７とが接着される接着部をオリフラ部ＯＦのみから、結晶インゴットＣの外周部ＯＳ（外周面、円周面）に広げ、結晶インゴットＣと台座７とをより広い範囲で接着して保持した。結晶インゴットＣと台座７との接着剤８による接着部分をオリフラ部ＯＦに加えて、結晶インゴットＣの外周部ＯＳに広げることにより、切断後ウエハの落下防止による収率向上効果はあるものの、新たにウエハにクラックが発生することがあるという問題が生じた。クラックの発生は常時起きる訳ではないことから、当該クラックの発生状況を調査することによって、問題の解決を検討した。
【００１９】
当該問題の発生状況を確認したところ、当該台座７の端部が結晶インゴットＣの劈開面ＣＰにあたる部分（劈開面箇所）ＣＰＡ（図４、５参照）の近辺に位置すると、ワイヤー３が台座７に侵入する際に生じる負荷が結晶インゴットＣの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡに伝搬し、クラックが発生することが分かった。異方性のある結晶では、劈開が生じやすい特異的な方位があるので、当該特異方位に関連する箇所を加工する際に、一定値以上の負荷が結晶中の当該部に加えられる状態が生じると、劈開面ＣＰに沿ってクラックが成長することが考えられる。
【００２０】
そこで、本実施形態の結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、台座７では、この結晶インゴットＣの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡを含む部分を台座７を用いて固定することにより、上記した切断中及び切断後におけるウエハの落下、並びに、切断中におけるクラック発生を抑制する。
【００２１】
まず、結晶インゴットの固定方法について説明する。図２は、本実施形態の結晶インゴットの固定方法を用いて固定した結晶インゴットＣの一例を示す斜視図である。図３は、図２を−Ｙ方向から見た時（端面側から見た時）の正面図である。図４は、結晶インゴットＣにおける劈開面ＣＰの一例を示す図である。
【００２２】
本実施形態の結晶インゴットの固定方法は、図２及び図３に示すように、ワイヤーソー装置１を用いてスライス台６に固定された結晶インゴットＣを切断する際における結晶インゴットＣの固定方法である。結晶インゴットの固定方法は、結晶インゴットＣのオリフラ部ＯＦを固定するオリフラ用台座７Ａと、結晶インゴットＣの外周部ＯＳのうち、オリフラ用台座７Ａにより固定される部分とは異なる部分であり、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡを固定する外周部用台座７Ｂと、を備える台座７を用いて、結晶インゴットＣを台座７に接着剤８を介して固定することと、台座７をスライス台６に接着剤９を介して固定することと、を含む。以下、詳細に説明する。
【００２３】
本実施形態の結晶インゴットの固定方法に適用可能な結晶インゴットＣの組成は、特に限定されない。例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３：以下、「ＬＴ」と略称する）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３：以下、「ＬＮ」と略称する）の単結晶の結晶インゴットＣは、脆性材料であり小さな負荷でもクラックが発生しやすい結晶であるため、特に、本実施形態の結晶インゴットの固定方法を有効に適用することができる。また、結晶インゴットＣの大きさ（直径、全長）は、特に限定されないが、結晶インゴットＣの直径が大きいほど、本実施形態の結晶インゴットの固定方法の効果が有効に発揮される。
【００２４】
結晶インゴットＣのオリフラ部ＯＦは、結晶インゴットＣの中心軸ＡＸ１（以下、中心軸と略す）と平行な平面状（図２の例ではＸＹ平面と平行な面）に形成されている。結晶インゴットＣの劈開面ＣＰは、結晶の種類に応じて決定される。本実施形態では、結晶インゴットＣの劈開面ＣＰの位置は、オリフラ部ＯＦを下面（−Ｚ側の水平面）とした時に、中心軸ＡＸ１を通り水平な平面ＰＬ２と直交する鉛直面ＰＬ１（図３の例ではＹＺ平面と平行な面）に対する結晶インゴットＣの劈開面ＣＰの中心軸ＡＸ１周り（図３において時計回り方向、反時計回り方向）の角度θ１（以下、「左右の開き角度θ１」と称し、「角度θ１」と略すこともある）として表す。本実施形態において一例として示すＬＮ、ＬＴの単結晶の結晶インゴットＣの場合、劈開面ＣＰは、左右方向（図３において時計回り方向、反時計回り方向）の開き角度θ１が４２°となる２つの面（図３、４参照）となる。本実施形態において、ＬＮ、ＬＴの結晶インゴットＣは、上記のオリフラ部ＯＦ及び劈開面ＣＰとなるように加工されている。また、本実施形態では、結晶インゴットＣのオリフラ部ＯＦは、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡと重複しないように形成されている。オリフラ部ＯＦのＸ方向における寸法Ｌ１は、特に限定されず任意である。
【００２５】
以下、本実施形態では、結晶インゴットＣがＬＴの単結晶である事例を中心に説明する。
【００２６】
スライス台６は、ワイヤーソー装置１に装着され、加工を施す被加工物を保持する加工テーブルである。スライス台６は、ワイヤーソー装置１に対して脱着可能である。一般には、ワイヤーソー装置１からスライス台６を外し、スライス台６に結晶インゴットＣを固定した後に、スライス台６をワイヤーソー装置１に装着し、図１等で説明したように切断加工を行うことにより、結晶インゴットＣをウエハ状に切断する。スライス台６の平面視における大きさは、結晶インゴットＣ及び台座７の平面視における大きさよりも大きく設定される。スライス台６の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、スライス台６を水平面に置いた時に、台座７を配置（固定）する部分が水平な平面状となるように形成されている。なお、スライス台６は、台座７の位置決めに用いる機構（基準線等）を有していてもよい。
【００２７】
結晶インゴットＣは、台座７を介してスライス台６に固定される。本実施形態の台座７は、オリフラ部ＯＦを固定するオリフラ用台座７Ａと、結晶インゴットＣの外周部ＯＳの所定の部分を固定する外周部用台座７Ｂと、を備える。オリフラ用台座７Ａは、接着剤８によりオリフラ部ＯＦを固定する。外周部用台座７Ｂは、接着剤８により結晶インゴットＣの外周部ＯＳの所定の部分を固定する。
【００２８】
オリフラ用台座７Ａと、外周部用台座７Ｂとは、独立した部材として形成される。オリフラ用台座７Ａ及び外周部用台座７Ｂは、それぞれ、中心軸ＡＸ１を通る水平面ＰＬ２に対して、同じ側（図３等に示す例では−Ｚ側）に配置される。オリフラ用台座７Ａと、外周部用台座７Ｂとは、独立した部材として形成される場合、これらが一体である構成と比較して簡単な形状となるため、容易且つ低コストで製造することができる。なお、オリフラ用台座７Ａと外周部用台座７Ｂとは、互いに連結された形状でもよいが、この場合一体となるため加工が難しくコストがかかる。
【００２９】
オリフラ用台座７Ａは、中心軸ＡＸ１に対して鉛直方向側（図３等に示す例では−Ｚ方向）に配置される。オリフラ用台座７Ａは、長手方向がＹ方向に沿って配置される。オリフラ用台座７Ａは、結晶インゴットＣを固定した時に、オリフラ用台座７ＡのＸ方向の中心が、中心軸ＡＸ１の直下に配置され、また、オリフラ部ＯＦのＸ方向における中心とオリフラ用台座７ＡのＸ方向における中心とが同じ位置になるように配置される。オリフラ用台座７Ａは、オリフラ部ＯＦを固定する部分（領域）（固定部７Ｄ、図３参照）が平面状に形成されている。オリフラ用台座７Ａは、スライス台６に設置した時に、オリフラ部ＯＦを固定する部分が水平に配置される。オリフラ用台座７Ａは、矩形柱状である。オリフラ用台座７ＡのＸ方向の寸法Ｌ２（図３参照）は、オリフラ部ＯＦを十分に固定可能な大きさに設定され、例えばオリフラ部ＯＦのＸ方向の寸法Ｌ１よりも大きく設定され、オリフラ部ＯＦのＸ方向の全長が固定される。オリフラ用台座７ＡのＹ方向の寸法（図示せず）は、結晶インゴットＣの寸法Ｌ４以上に設定され、オリフラ部ＯＦの全長（Ｙ方向の長さ）が固定される。なお、オリフラ用台座７Ａは、オリフラ部ＯＦの全体を固定しなくてもよく、例えば、オリフラ部ＯＦを十分に固定可能であればオリフラ部ＯＦの一部を固定する構成でもよい。
【００３０】
上記したように、本実施形態では、オリフラ部ＯＦを固定するオリフラ用台座７Ａ以外に、結晶インゴットＣの外周部ＯＳを固定する外周部用台座７Ｂを追加している。本実施形態は、従来のオリフラ用台座７Ａを有する台座７に対して、外周部用台座７Ｂを追加することにより実施することができるので、容易且つ低コストで実施することができる。
【００３１】
各外周部用台座７Ｂ（＋Ｘ側及び−Ｘ側の外周部用台座７Ｂ）は、結晶インゴットＣの外周部ＯＳのうち、オリフラ用台座７Ａにより固定される部分とは異なる部分を固定する。各外周部用台座７Ｂは、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡを接着剤８により固定する。これにより、台座７と結晶インゴットＣとの接着面積を増やし、さらに、上記したクラックの発生を防止することができる。
【００３２】
図５は、外周部用台座７Ｂの一例を拡大して示す図である。図５には、＋Ｘ側の外周部用台座７Ｂを代表例として示すが、本実施形態では、−Ｘ側の外周部用台座７Ｂは、上述のように、＋Ｘ側の外周部用台座７Ｂと左右対称である。
【００３３】
各外周部用台座７Ｂは、結晶インゴットＣの外周部ＯＳの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡの近傍の部分ＣＰＢ（以下、「近傍部」と称す。）を固定するのが好ましい。近傍部ＣＰＢは、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡから少なくとも１ｃｍ以内の部分である（図５参照）。近傍部ＣＰＢをワイヤーソー装置１で切断する場合、小さな負荷でもクラックが発生しやすい。特に、近傍部ＣＰＢが、台座７（オリフラ用台座７Ａ、外周部用台座７Ｂ）の端部に配置されている場合、近傍部ＣＰＢの前後で切断時の負荷の差が大きくなり、この差によりクラックが発生しやすくなる。このため、少なくともこの近傍部ＣＰＢ全体を外周部用台座７Ｂにより固定するのが好ましい。劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡから少なくとも１ｃｍ以上を外周部用台座７Ｂにより固定することにより、ワイヤーソー装置１で切断する切断条件はほぼ同一になるため、上記したクラックの発生をより効率よく防止することができる。
【００３４】
本実施形態では、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡは、劈開面ＣＰと外周部ＯＳとの交点（交線）である（図４等参照）。各外周部用台座７Ｂは、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡのうち、中心軸ＡＸ１を通る水平面ＰＬ２に対してオリフラ部ＯＦと同じ側にあり、オリフラ部ＯＦからの距離が近い、２つの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡを外周部用台座７Ｂにより固定する。この２つの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡは、中心軸ＡＸ１と平行な線状になり、上述したように、ＬＴの単結晶の結晶インゴットＣの場合、角度θ１が４２°の部分に位置する。各外周部用台座７Ｂは、平面視において、中心軸ＡＸ１と平行な方向（Ｙ方向）に沿って配置される。各外周部用台座７ＢのＹ方向の寸法Ｌ３は、結晶インゴットＣの寸法Ｌ４以上に設定され、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡの全長（Ｙ方向の長さ）に渡って、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡを固定するように設定される。
【００３５】
各外周部用台座７Ｂにおいて、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡを固定する部分（固定部７Ｃ）は、平面状、又は、円弧面である。固定部７Ｃが、結晶インゴットＣの外周部ＯＳと同じ曲率の円弧面である場合、確実に固定ができる。また、所定の接着力を確保できれば平面状でもよい。固定部７Ｃを平面状にすることで、結晶インゴットＣの直径が異なる結晶にも簡単に用いることができる。固定部７Ｃと結晶インゴットＣとの接着は、接着剤８を厚めにすることにより、接着力を強固にすることができる。直径が異なる結晶インゴットＣに用いる例については後述する。
【００３６】
固定部７Ｃは、スライス台６の水平面に外周部用台座７Ｂを設置した時に、水平面に対して角度θ２の傾斜を有している。この角度θ２は、特に限定されないが、角度θ１であるのが好ましい。この場合、固定部７Ｃは、劈開面ＣＰに対して直交する面となるため、近傍部ＣＰＢを効果的に固定することができる。
【００３７】
結晶インゴットＣを切断する際には、結晶インゴットＣを確実に切断するため、台座７を結晶インゴットと同時に切断する。このため、台座７（オリフラ用台座７Ａ、外周部用台座７Ｂ）の材質は、樹脂、ガラス等であるのが好ましい。また、台座７（オリフラ用台座７Ａ、外周部用台座７Ｂ）の厚み（Ｚ方向の寸法）は、台座７の切断が５ｍｍ程度であるため、１０ｍｍ以上の厚みであるのが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ前後である。
【００３８】
本実施形態の結晶インゴットの固定方法では、まず、スライス台６をワイヤーソー装置１から取り外して、接着剤９により台座７をスライス台６に固定する。この際、対象の結晶インゴットＣにおける大きさ、形状、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡ（近傍部ＣＰＢ）、オリフラ部ＯＦの位置に合わせて台座７を準備し、準備した台座７をスライス台６の所定位置に配置する。続いて、スライス台６に固定された台座７に結晶インゴットＣを接着剤８により固定する。これらは、例えば、図１〜図３に示すように実施する。
【００３９】
接着剤８及び接着剤９は、それぞれ、限定されないが、上述の観点から、それぞれ、水系の接着剤であるのが好ましい。中でも、接着剤８及び接着剤９は、同じ成分の水系の接着剤であるのが好ましく、結晶インゴットＣの切断後に形成されるウエハが容易に剥離できるようにエポキシ系の接着剤を使用するのが好ましい。なお、接着剤８及び接着剤９の量（厚さ）は、十分な接着力を確保することができていれば、特に限定されない。
【００４０】
図６及び図７は、台座７に直径が異なる結晶インゴットを適用する例を示す図である。本実施形態の台座７は、スライス台６に固定する位置を変更することにより、異なる直径の結晶インゴットＣを固定可能である。なお、図６及び図７には、図３と同一の寸法のオリフラ用台座７Ａ及び外周部用台座７Ｂを直径が異なる結晶インゴットＣに用いた例を示し、図中の２点鎖線は図３と同様の直径の結晶インゴットＣに用いた状態を示している。
【００４１】
例えば、図６に示すように、図３よりも小さい直径の結晶インゴットＣを台座７に固定する場合、各外周部用台座７Ｂをオリフラ用台座７Ａ側に移動させることにより、各外周部用台座７Ｂの固定部７Ｃを劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡ（近傍部ＣＰＢ）に合わせることができ、図３よりも小さい直径の結晶インゴットＣにも容易に適用させることができる。
【００４２】
例えば、図７に示すように、図３よりも大きい直径の結晶インゴットＣを台座７に固定する場合、各外周部用台座７Ｂをオリフラ用台座７Ａから離れる側に移動させることにより、各外周部用台座７Ｂの固定部７Ｃを劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡ（近傍部ＣＰＢ）に合わせることができ、図３よりも大きい直径の結晶インゴットＣにも容易に適用させることができる。
【００４３】
また、台座７を異なる直径の結晶インゴットＣに適用させる場合、図６及び図７に示した以外に、オリフラ用台座７Ａ及び外周部用台座７Ｂの高さ（Ｚ方向の寸法）を調整することにより実施することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の結晶インゴットの固定方法は、ワイヤーソー装置１を用いて結晶インゴットＣを切断する際における結晶インゴットＣをスライス台６に固定する方法である。結晶インゴットの固定方法は、結晶インゴットＣのオリフラ部ＯＦを固定するオリフラ用台座７Ａと、結晶インゴットＣの外周部ＯＳのうち、オリフラ用台座７Ａにより固定される部分とは異なる部分であり、劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡを少なくとも固定する外周部用台座７Ｂと、を備える台座７を用いて、結晶インゴットＣを台座７に接着剤８により固定することと、台座７をスライス台６に接着剤９により固定することと、を含む。この構成によれば、低コスト且つ容易な手段により、水系の加工液の使用等で台座７と結晶インゴットＣとの接着力の低下があったとしても、結晶インゴットＣの切断中及び切断後におけるウエハの落下、並びに、結晶インゴットの切断中におけるクラック発生を抑制することができる。
【００４５】
また、上記した本実施形態に係る台座７は、上記した結晶インゴットの固定方法を実施できるので、結晶インゴットＣの切断中及び切断後におけるウエハの落下、並びに、切断中におけるクラック発生を抑制することができ、ワイヤーソー装置１用の台座として好適に用いることができる。
【００４６】
次に、本実施形態に係る結晶インゴットの切断方法について説明する。上述の説明と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を適宜省略あるいは簡略化する。また、本明細書の実施形態において説明する事項のうち、本実施形態に適用可能な構成は、適宜本実施形態でも適用する。
【００４７】
本実施形態に係る結晶インゴットの切断方法は、上記した結晶インゴットの固定方法により、結晶インゴットＣをスライス台６に固定することと、スライス台６に固定した結晶インゴットＣをワイヤーソー装置１を用いて切断することと、を含む。本実施形態の結晶インゴットの切断方法は、上記した結晶インゴットの固定方法により固定した結晶インゴットＣをワイヤーソー装置１を用いて切断するので、低コスト且つ容易な手段により、結晶インゴットＣの切断中及び切断後におけるウエハの落下、並びに、切断中におけるクラック発生を抑制することができる。なお、ワイヤーソー装置１を用いて結晶インゴットＣを切断する際に用いられる加工液は、上記の観点から水系の加工液であるのが好ましい。
【００４８】
また、結晶インゴットの切断方法により形成されたウエハは、上記した台座７からウエハを剥離する剥離工程が施される。本実施形態では、結晶インゴットＣの切断後におけるウエハの落下が防止されるので、この剥離工程を安定して行うことができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。なお、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。
【００５０】
コングルエント組成の原料を用いて、チョクラルスキー法で、ＬＴ単結晶の育成を行った。育成雰囲気は、酸素濃度約３％の窒素‐酸素混合ガスである。得られたＬＴ結晶インゴットＣ（ＬＴ単結晶インゴットＣ）は透明な淡黄色であった。
【００５１】
このＬＴ結晶インゴットＣに対して、熱歪除去のための熱処理と単一分極とするためのポーリング処理を行った後、外周研削を行い４２°ＲＹ（Rotated Y axis）の面出しを行い、以下に示す実施例および比較例による方法にて加工を行った。
【００５２】
（実施例１）
ＬＴ結晶インゴットＣを直径６インチの円筒形状に加工し、４２°ＲＹ方向に面出しを行った。ＬＴ結晶インゴットＣは、図１〜図３と同様に、台座７（オリフラ用台座７Ａ及び外周部用台座７Ｂ）を介して、スライス台６に固定した。まず、ＬＴ結晶インゴットＣのオリフラ部ＯＦをオリフラ用台座７Ａを介してエポキシ系の接着剤９でスライス台６に固定した。
【００５３】
次に、ＬＴ結晶インゴットＣの外周部ＯＳの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡ（図３のθ１＝４２°）を基準とし、基準から上下１ｃｍの箇所（部分ＣＰＡから１ｃｍ以内の部分）を、２つの外周部用台座７Ｂを介して接着剤８によりスライス台６に固定した。外周部用台座７Ｂは、オリフラ用台座７Ａを挟んで、左右１箇所ずつ配置した。なお、外周部用台座７Ｂの固定部７Ｃ（先端形状）は平面状とした。
【００５４】
このＬＴ結晶インゴットＣ及び台座７を固定したスライス台６を、図１に示すワイヤーソー装置１に装着し、ＬＴ結晶インゴットＣの切断加工を行った。切断時間は１２時間であった。なお、この切断に用いた加工液は、水系の加工液を使用した。ＬＴ結晶インゴットＣの切断中及び切断後におけるウエハ落下、クラック及び割れの発生について確認した。計６本のＬＴ結晶インゴットＣを切断して確認した結果、切断中及び切断後におけるウエハ落下、並びに、切断中におけるクラック、割れ、及びワイヤー３の断線は生じなかった。
【００５５】
（実施例２）
ＬＴ結晶インゴットＣの外周部ＯＳの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡ（図３のθ１＝４２°）を基準とし、基準から上下１．５ｃｍの箇所（部分ＣＰＡから１．５ｃｍ以内の部分）を、２つの外周部用台座７Ｂを介して接着剤８によりスライス台６に固定した。それ以外は実施例１と同様とした。計６本のＬＴ結晶インゴットＣを切断して確認した結果、切断中及び切断後におけるウエハ落下、並びに、切断中におけるクラック、割れ、及びワイヤー３の断線は生じなかった。
【００５６】
（比較例１）
外周部用台座７Ｂを使用せず、オリフラ用台座７ＡのみでＬＴ結晶インゴットＣをスライス台６に固定した。その他は実施例１と同様とした。計２本のＬＴ結晶インゴットＣを切断して確認した結果、２本中２本にて、切断中におけるクラック及び割れがあり、ワイヤー３の断線は生じなかったものの、切断してからウエハを装置から回収するまでの２時間の間にウエハの落下が生じた。
【００５７】
（比較例２）
ＬＴ結晶インゴットＣの外周部ＯＳの劈開面ＣＰにあたる部分ＣＰＡ（図３のθ１＝４２°）を基準とし、基準から下側に２ｃｍの部分を、外周部用台座７Ｂを介して接着剤８によりスライス台６に固定した。外周部用台座７Ｂの端部は、劈開面箇所（４２°）となった。その他は実施例１と同様とした。計２本のＬＴ結晶インゴットＣを切断して確認した結果、２本中２本にて、切断中にクラックが発生し、ワイヤー３の断線が発生した。
【００５８】
以上のように、実施例１〜２及び比較例１〜２の結果から、上記した結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、ワイヤーソー装置用台座を用いることで、切断中及び切断後におけるウエハ落下を防止するとともに、切断中におけるクラック、割れ、及びワイヤー３の断線を防止できることが確認された。
【００５９】
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の実施形態などで説明した要件は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各部材の改良、構造の変更を行ってもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【００６０】
例えば、上述の実施形態及び実施例では、主にＬＴインゴットを４２°ＲＹ面で切断する際の例を示したが、本実施形態に記載の結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、台座７は、この条件以外の条件でも原理的に実施可能である。上記した本実施形態に記載の結晶インゴットの固定方法、結晶インゴットの切断方法、及び、台座７は、切断する結晶や方位によって、条件を変更してもよく、条件を変更することにより実施可能である。例えば、上記した各外周部用台座７Ｂの構成は、左右非対称分布でもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１…ワイヤーソー装置
２…主軸ローラー
３…ワイヤー
６…スライス台
７…台座
７Ａ…オリフラ用台座
７Ｂ…外周部用台座
７Ｃ…固定部
８、９…接着剤
Ｃ…結晶インゴット
ＣＰ…劈開面
ＯＦ…オリフラ部
ＯＳ…外周部
ＡＸ１…中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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