(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｗａｒｐ値の悪化が少ない切断を実現可能なワークの切断加工方法を提供する。【解決手段】複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するワークの切断加工方法であって、複数のワークのうち少なくとも１つは、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとされ、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行う切断加工方法。【選択図】図２
2020138304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、
前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーによりワイヤー列を形成し、
切断を行う複数のワークとして、ｎ個（ｎ≧２）のインゴットを並行に設置して、
前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するワークの切断加工方法であって、
前記ワークは、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットであるとともに、
前記複数のワークのうち少なくとも１つは、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとされ、
中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、
前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うことを特徴とする切断加工方法。
【請求項２】
前記複数のワークそれぞれのθのすべてが正又は負とはならないように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うことを特徴とする請求項１に記載の切断加工方法。
【請求項３】
前記θの総和が、
−５°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦５°
となるように設定して切断を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の切断加工方法。
【請求項４】
前記θの総和が、
θ１＋θ２＋・・・＋θｎ＝０°
となるように設定して切断を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の切断加工方法。
【請求項５】
前記複数のワークを、第１のインゴット及び第２のインゴットとし、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ１が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第２のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ２が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の切断加工方法。
【請求項６】
前記複数のワークを、第１のインゴット及び第２のインゴットとし、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ１が、−３０°≦θ１≦３０°となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有するインゴットを用いて切断を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の切断加工方法。
【請求項７】
前記第１のインゴット又は前記第２のインゴットにおいて、前記第２のインゴットの長さ及び直径を、前記第１のインゴットの長さ及び直径以上とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の切断加工方法。
【請求項８】
互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、
前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーにより形成されるワイヤー列と、
切断を行う複数のワークとして用いるｎ個（ｎ≧２）のインゴットのそれぞれを保持するｎ個のワーク保持部と、
制御部と、
を具備し、
前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するように制御部が制御を行う切断加工装置であって、
前記制御部は、
中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットから、前記ワークを選択するとともに、
前記複数のワークのうち少なくとも１つを、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとし、
中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、
前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とするワークの切断加工装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記複数のワークそれぞれのθのすべてが正又は負とはならないように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記θの総和が、
−５°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦５°
となるように設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８又は９に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記θの総和が、
θ１＋θ２＋・・・＋θｎ＝０°
となるように設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１２】
前記切断加工装置は、
前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、
前記制御部は、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向θ１を、＜１１０＞方向からのずれ角度が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第２のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向θ２を、＜１１０＞方向からのずれ角度が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１３】
前記切断加工装置は、
前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、
前記制御部は、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶を用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向θ１を、＜１１０＞方向からのずれ角度が、−３０°≦θ１≦３０°となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有するインゴットを用いて切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載のワークの切断加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの切断加工方法及びワークの切断加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェーハの大型化（大口径化）が望まれており、この大型化に伴い、インゴットの切断には専らワイヤーソーが使用されている（例えば、特許文献１）。ワイヤーソーは、ワイヤー（高張力鋼線）を高速走行させて、ここにスラリーを掛けながら、ワーク（例えば、シリコン、ガラス、セラミックス等の脆性材料のインゴットが挙げられる。以下、単にインゴットと言うこともある）を押しあてて切断し、多数のウェーハを同時に切り出す切断装置である。
【０００３】
ワイヤーソーによる切断では、まず、ワークを当板を介して保持するワークプレート、及び、ワークプレートを支持するホルダー本体を具備するワークホルダーで、切断するワークを保持する。続いて、ワークを保持したワークホルダーをワイヤーソーに装着して複数の溝付きローラに軸方向に往復走行するワイヤーを巻掛けて形成されたワイヤー列にワークＷを押し当てることにより、ワークＷをウェーハ状に切断する。ワイヤーソーは、ワークホルダーの垂線方向にワークを切断する。また、ワイヤー列を形成する各々のワイヤーはワークホルダーに略直交している。
【０００４】
半導体シリコン単結晶のような結晶方位を有する円柱状のインゴット（以下「ワーク」と称する）からウェーハを切り出す際は、ワークの結晶面を基準として切断を実施する。一般に、円柱状のワークの中心軸（ワークの形状上の軸）と結晶軸方位（結晶面法線）との間にはズレが生じており、そのズレを修正して切断する必要がある（特許文献１，２）。
【０００５】
結晶軸方位の修正方法には以下の方法が知られている。
（１）ワイヤーソーへセットする治具へ当て板を介してワークを貼り付ける時、ワークを回転させてＹ軸方向の方位を調整し、Ｘ軸方向はワークホルダーへの貼り付け角度で方位調整を行なう方法（「Ｘ−θ方式」という）。
（２）ワイヤーソーにワークが貼り付けられたワークホルダーをセットした後、ワイヤーソー内部で方位調整する方法（「内段取りＸ−Ｙチルト方式」という）。
（３）ワイヤーソーへセットする治具へ当て板を介してワークを貼り付ける時、特殊な治具を用いることによりＹ軸方向の傾け調整を行い、Ｘ軸方向はワークホルダーへの貼付角度で方位調整を行う方法（「外段取りＸ−Ｙチルト方式」という）。
【０００６】
また、軸方位＜１００＞以外の、例えば軸方位＜１１１＞を有するワークをスライスする場合は、ワークをスライスする際の切断方向（ワイヤーの切込み方向）によって、切り出したウェーハの表裏面の（加工抵抗差により）ダメージ差が変化し、スライス品質（主にＷａｒｐ値）が大きく変動することが知られている（特許文献３参照）。
【０００７】
なお、図４に、Ｗａｒｐの定義を示す。Ｗａｒｐは、ウェーハのセンターライン面からのズレに関する形状パラメータであり、吸着固定しないウェーハの仮想中央面と基準平面との面内最大距離である。図中のＢｏｗは、Ｗａｒｐと類似の評価であるが、ウェーハの中心と基準平面との距離の形状パラメータである。なお、測定方法は、ＪＥＩＤＡ−４３−１９９９、ＡＳＴＭ  Ｆ１５３０−９４により規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−４８２３８号公報
【特許文献２】特開２０１７−２４１４５号公報
【特許文献３】特開２０１４−１９５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、前述の（１）Ｘ−θ方式のように、ワークを回転させることでワークのＹ軸方向の結晶方位の調整を行う際に、スライス品質が大きく悪化する方向が切断方向となってしまう場合には、方位の狙いを変えて切断を行っていた。例えば、従来では、仕様の許容範囲でずらしてから切断を行っていた。
【００１０】
しかしながら、方位規格が厳しい場合には、この方位の狙いを変える調整ができないため、通常のワイヤーソーでは良品を切断することができず、Ｘ−Ｙチルト方式（前述の（２）、（３））による調整が可能な装置、又は、Ｘ−Ｙチルト方式による調整が可能な特殊治具を用いて切断を行っていた。
【００１１】
ところが、特許文献２に記載されるようなＸ−Ｙチルト方式に対応したワイヤーソーは、概して高価であり、内段取りで方位合わせを行う必要があり装置生産性が低いという問題があった。また、特許文献２に記載のＸ−Ｙチルト方式による調整では、Ｙ方向に大きく傾ける仕様の場合は、ワークの位置により切込量の差が大きくなり、安定したＷａｒｐ値を得られないという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、Ｗａｒｐ値が大きく悪化する方向をワークの切断方向とした場合でも、高コストにつながるＸ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いずに、Ｘ−θ方式のワイヤーソー装置にてＷａｒｐ値の悪化が少ない切断を実現可能な、ワークの切断加工方法及びワークの切断加工装置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】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーによりワイヤー列を形成し、切断を行う複数のワークとして、ｎ個（ｎ≧２）のインゴットを並行に設置して、前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するワークの切断加工方法であって、前記ワークは、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットであるとともに、前記複数のワークのうち少なくとも１つは、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとされ、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行う切断加工方法を提供する。
【００１４】
このような切断加工方法によれば、高コストにつながるＸ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いずに、Ｘ−θ方式のワイヤーソー装置にて、生産性を向上しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制することができる。
【００１５】
このとき、前記複数のワークそれぞれのθのすべてが正又は負とはならないように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行う切断加工方法とすることができる。
【００１６】
これにより、Ｗａｒｐ値の悪化をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
このとき、前記θの総和が、
−５°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦５°
さらに好ましくは、θ１＋θ２＋・・・＋θｎ＝０°
となるように設定して切断を行う切断加工方法とすることができる。
【００１８】
これにより、Ｗａｒｐ値の悪化をさらに効果的に抑制することができる。
【００１９】
このとき、前記複数のワークを、第１のインゴット及び第２のインゴットとし、前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ１が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定し、前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第２のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ２が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行う切断加工方法とすることができる。
【００２０】
これにより、さらに確実にＷａｒｐ値の悪化を抑制することができる。
【００２１】
このとき、前記複数のワークを、第１のインゴット及び第２のインゴットとし、前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ１が、−３０°≦θ１≦３０°となるように設定し、前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有するインゴットを用いて切断を行う切断加工方法とすることができる。
【００２２】
これにより、さらに確実にＷａｒｐ値の悪化を抑制することができる。
【００２３】
このとき、前記第１のインゴット又は前記第２のインゴットにおいて、前記第２のインゴットの長さ及び直径を、前記第１のインゴットの長さ及び直径以上とする切断加工方法とすることができる。
【００２４】
これにより、生産性をさらに向上しながら、Ｗａｒｐ値の悪化をより確実に抑制することができる。
【００２５】
また、本発明は、互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーにより形成されるワイヤー列と、切断を行う複数のワークとして用いるｎ個（ｎ≧２）のインゴットのそれぞれを保持するｎ個のワーク保持部と、制御部と、を具備し、前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するように制御部が制御を行う切断加工装置であって、前記制御部は、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットから、前記ワークを選択するとともに、
前記複数のワークのうち少なくとも１つを、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとし、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置を提供する。
【００２６】
このようなワークの切断加工装置によれば、低コストにつながるＸ−θ方式のワイヤーソー装置にて、生産性を維持しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制することができるものとなる。
【００２７】
このとき、前記制御部は、前記複数のワークそれぞれのθのすべてが正又は負とはならないように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置を提供することができる。
【００２８】
これにより、Ｗａｒｐ値の悪化をより効果的に抑制することができるものとなる。
【００２９】
このとき、前記制御部は、前記θの総和が、
−５°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦５°
さらに好ましくは、
θ１＋θ２＋・・・＋θｎ＝０°
となるように設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置とすることができる。
【００３０】
これにより、Ｗａｒｐ値の悪化をさらに効果的に抑制することができるものとなる。
【００３１】
このとき、前記切断加工装置は、前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、前記制御部は、前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向θ１を、＜１１０＞方向からのずれ角度が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定し、前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第２のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向θ２を、＜１１０＞方向からのずれ角度が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置とすることができる。
【００３２】
これにより、さらに確実にＷａｒｐ値の悪化を抑制することができるものとなる。
【００３３】
このとき、前記切断加工装置は、前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、前記制御部は、前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶を用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向θ１を、＜１１０＞方向からのずれ角度が、−３０°≦θ１≦３０°となるように設定し、前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有するインゴットを用いて切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置とすることができる。
【００３４】
これにより、さらに確実にＷａｒｐ値の悪化を抑制することができるものとなる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明のワークの切断加工方法によれば、＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットの切断において、煩雑な作業を行うことなく、低コストで、生産性を向上しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制することが可能となる。また、本発明のワークの切断加工装置によれば、＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットの切断において、煩雑な作業を行うことなく、低コストで、生産性を向上しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制することが可能なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るワークの切断装置の概略図を示す。
【図２】Ｗａｒｐ値悪化抑制の説明図である。
【図３】参考例１、実施例１−３，６、比較例１−３で得られたウェーハの、切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θとＷａｒｐ値の関係を示す。
【図４】Ｗａｒｐの定義を示す。
【図５】軸方位＜１１１＞を有するワーク（単結晶インゴット）の、軸方向に垂直な断面の概念図を示す。
【図６】軸方位＜１１１＞を有するワーク（単結晶インゴット）の切断方向θの定義を示す。
【図７】切断後のウェーハのＷａｒｐ値の、切断方向依存性を示す。
【図８】軸方位＜１１１＞、を有する１本のワークを、切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度を３０°として切断する場合の、Ｗａｒｐ値（相対値）の切断時間依存性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
上述のように、Ｗａｒｐ値が大きく悪化する方向を切断方向とした場合でも、Ｘ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いずに、Ｘ−θ方式のワイヤーソー装置にてＷａｒｐ値の悪化が少ない切断を実現可能な、ワークの切断加工方法及びワークの切断加工装置が求められていた。
【００３９】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーによりワイヤー列を形成し、切断を行う複数のワークとして、ｎ個（ｎ≧２）のインゴットを並行に設置して、前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するワークの切断加工方法であって、前記ワークは、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットであるとともに、前記複数のワークのうち少なくとも１つは、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとされ、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、
前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行う切断加工方法により、Ｘ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いずに、Ｘ−θ方式のワイヤーソー装置にて、生産性を向上しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制することができることを見出し、本発明を完成した。
【００４０】
また、互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーにより形成されるワイヤー列と、切断を行う複数のワークとして用いるｎ個（ｎ≧２）のインゴットのそれぞれを保持するｎ個のワーク保持部と、制御部と、を具備し、前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するように制御部が制御を行う切断加工装置であって、前記制御部は、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットから、前記ワークを選択するとともに、前記複数のワークのうち少なくとも１つを、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとし、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置により、Ｘ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いずに、Ｘ−θ方式のワイヤーソー装置にて、生産性を向上しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制することができるものとなることを見出し、本発明を完成した。
【００４１】
なお、本発明は上述のように、高コストにつながるＸ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いずに、低コストにつながるＸ−θ方式のワイヤーソー装置を用いて、生産性を向上しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制するものであるが、切断に使用する装置はＸ−θ方式に限られず、Ｘ−Ｙチルト方式でも実施可能であることは言うまでもない。
【００４２】
以下、図面を参照して説明する。
【００４３】
既に述べたように、軸方位＜１１１＞を有するワークをスライスする場合は、ワークをスライスする際の切断方向（ワイヤーの切込み方向）によって、切り出したウェーハの表裏面の（加工抵抗差により）ダメージ差が変化し、スライス品質（主にＷａｒｐ値）が大きく変動することが知られていた。なお、以下の説明は、ワークとしてシリコン単結晶を用いたものを例示するが、軸方位＜１１１＞を有するワークであれば、シリコン単結晶に限られない。
【００４４】
図５に、軸方位＜１１１＞を有するシリコン単結晶の、軸方向に垂直な断面の概念図を示す。例えば、ワイヤーソーによる切断方向を、図５に示す実線矢印方向で表す方向とした場合、ウェーハの表裏面のダメージ差は小さくなり、Ｗａｒｐ値への影響は小さい。しかしながら、切断方向が図５の破線矢印方向で表す方向となった場合、ウェーハの表裏面のダメージ差は大きくなり、Ｗａｒｐ値が大きく悪化する。
【００４５】
なお、図５の実線矢印方向は、結晶学的には＜１１０＞方向であり、本明細書で「＜１１０＞方向」という場合には、図５の実線矢印に示すように、結晶学的に等価な方位を含む。
【００４６】
ここで、中心軸方向が＜１１１＞方向、及び、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットの切断方向の定義について、図６を参照しながら説明する。本明細書において、「＜１１０＞方向からのずれ角度θ（°）」とは、＜１１０＞方向からのずれ角度を意味する。このとき、ずれ角度の方向を示す符号（＋方向、−方向）について、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とする。また、−３０°≦θ≦３０°とする。
【００４７】
例えば、図６に示す矢印Ａが切断方向の場合、（１−１０）方向からのずれ角度は反時計回り方向を正の方向とするため、（１−１０）方向から負（マイナス）方向に１５°ずれていることになり、＜１１０＞方向からのずれ角度は「−１５°」であるという。また、図６に示す矢印Ｂが切断方向の場合、（１−１０）方向から正（プラス）方向に２０°ずれていることになり、＜１１０＞方向からのずれ角度は「＋２０°」であるという。図６に示す矢印Ｃが切断方向の場合、（０−１１）方向からのずれ角度は時計回り方向を正の方向とするため、（０−１１）方向から正（プラス）方向に１５°ずれていることになり、＜１１０＞方向からのずれ角度は「＋１５°」であるという。なお、ずれ角度θは、結晶方位の対称性から、−３０°≦θ≦＋３０°である。また、図６において、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向は、結晶の対称性から、切断方向の加工抵抗特性が等しい方向である。これらの方向を基準とした場合のずれ角度θの符号は、同じである。一方、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向は、（１−１０）方向とは切断方向の加工抵抗特性が異なる（逆となる）。このため、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θの符号と、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θの符号は、逆とする。なお、切断方向の加工抵抗特性については、後で詳述する。
【００４８】
具体例を挙げると、図５に示される（１−２１）方向は、θの正負の方向を、すべて同じ基準（同じ回転方向を同じ符号）として考えると、（１−１０）方向から＋３０°であるとともに、（０−１１）方向から−３０°という見方ができる。しかしながら、（１−１０）方向と（０−１１）方向とは切断方向の加工抵抗特性が異なる（逆となる）ため、本発明の定義に基づけば、（１−２１）方向を、（１−１０）方向からのずれ角度θを＋３０°と表現し、（０−１１）方向からのずれ角度θは＋３０°と表現する。
【００４９】
また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットについては、後で説明するように、切断方向によるウェーハへの表裏面の（加工抵抗差による）ダメージ差がないため、切断方向にかかわりなくθ＝０°とする。言い換えると、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットの場合、切断方向をどのような角度としても、θ＝０°と定義する。
【００５０】
ここで、図７に、本発明者が調査した、軸方位＜１１１＞を有するシリコン単結晶をスライスした場合の、切断後のウェーハのＷａｒｐ値の切断方向依存性を示す。横軸に、切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θ［°］、縦軸にＷａｒｐ値（相対値）を示す。図７に示すように、切断方向が０°の場合、Ｗａｒｐ値が最もよく、ずれ角度が大きくなるに従い、Ｗａｒｐ値も悪化する（大きくなる）ことがわかる。
【００５１】
本発明者は、さらに、切断時間（すなわち、切断速度）による、Ｗａｒｐ値の違いについて調査した。図８は、軸方位＜１１１＞を有するシリコン単結晶について、切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝＋３０°としたときの、切断時間とＷａｒｐ値（相対値）の関係を示した図である。図８に示すように、切断方向を＜１１０＞方向からのずれ角度が＋３０°の方向とした場合であっても、切断時間を長く（切断速度を低く）することにより、Ｗａｒｐ値の悪化は抑制できるが、生産性の低下は著しい。
【００５２】
本発明者は、鋭意調査した結果、ワークの切断方向を、Ｗａｒｐ値が大きく悪化する方向（θ方向）とした場合でも、複数のワークを同時に切断し、それらの切断方向、又は、結晶軸方位として、特定の組み合わせを採用することにより、簡便な装置を用いながら、Ｗａｒｐ値の悪化を防止でき、さらに、生産性も格段に向上できることを見出した。
【００５３】
最初に、本発明に係るワークの切断加工装置であるワイヤーソーについて、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るワークの切断加工装置のワイヤーソーの一例を示す。図１の上図は正面から見た図、下図は上方から見た図である。ワイヤーソー１００は、互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数の円筒状のワイヤーガイド１，１’と、前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤー２により形成されるワイヤー列３と、切断を行う複数のワーク（インゴット）４，４’のそれぞれを保持することが可能な、ワークの数に対応した数のワーク保持部５，５’を備えている。運転（ワークの切断加工）時には、ワイヤーガイド１，１’を回転させることでワイヤー２を軸方向に走行させながら、複数のワーク４，４’を前記ワイヤー列３に押し当てて、複数のワーク４，４’を同時に複数箇所でウェーハ状に切断するように制御部６（図１の下図では省略）により制御され動作するものである。
【００５４】
本発明に係るワークの切断加工装置であるワイヤーソー１００は、クランプ部等のワーク保持部５，５’を、切断加工するワークの数に対応した数、例えば２つ以上備えており、複数のワーク（インゴット）４，４’を並列に並べて同時に切断することが可能な構造を有している。制御部６は、後述のように複数のワークの切断方向の設定を行い、切断加工を行うように切断加工装置の制御を行う。なお、ワークの切断装置としては、遊離砥粒型、固定砥粒型のいずれの装置であっても適用可能である。
【００５５】
次に、本発明に係るワークの切断加工方法を説明する。複数のワーク（インゴット）４，４’を並列に並べて同時に切断するが、複数のワークのうちの少なくとも１つは、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットである。
【００５６】
加工するワークを受け入れたら、ワークの結晶特性の測定を行い、結晶軸方位等のデータを得る。その後、ワーク外周の結晶方位（方向）等の特性値や、方位補正値等の算出を行う。この方位補正値は、ワークの方位とワークの仕様（切断して得ようとするウェーハの面方位）との差から、切断時に傾ける補正値等である。次に、得られた特性値に基づき、切断加工処理を行うワークの組み合わせを選択し、切断方向の設定を行う（後述）。
【００５７】
最後に、設定した切断方向や算出した上記補正値を用いて調整を行い、ワークをワーク保持部のワークホルダに接着して保持させ、ワイヤーソーに取り付ける。複数のワークについて、同様の手順を行う。そして、複数のワークを同時に切断加工する。
【００５８】
次に、切断加工を行うワークの切断方向の設定について説明する。同時に切断加工する複数のワークについて、各ワークの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θｎ（°）の総和が、−３０°以上、３０°以下（−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°）となるように、各ワークの切断方向の設定を行う。＜１１０＞方向からのずれ角度θ（°）の総和が、−３０°未満や、＋３０°より大きい場合は、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制できない。θｎ（°）の総和は、−５°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦５°であることがより好ましく、θ１＋θ２＋・・・＋θｎ＝０°であることがさらに好ましい。
【００５９】
このような範囲に切断方向を設定することで、Ｗａｒｐ値が大きく悪化する方向（θ方向）をワークの切断方向とせざるを得ない場合でも、Ｗａｒｐ値の悪化が少ない切断加工が実現可能となる。この結果、高価なＸ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いることなく、Ｘ−θ方式のワイヤーソー装置にてＷａｒｐ値の悪化が少ない切断が実現可能となる。
【００６０】
上述のように設定することで、Ｗａｒｐ値が大きく悪化する方向（θ方向）をワークの切断方向とせざるを得ない場合でも、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制できる理由は、以下のように考えられる。１つのワークのみを切断する場合には、既に述べたように、ワークをスライスする際の切断方向（ワイヤーの切込み方向）によって、切り出したウェーハの表裏面の（加工抵抗差により）ダメージ差が変化し、スライス品質（主にＷａｒｐ値）が大きく変動する。一方、本発明のように複数のワークを同時に切断する場合には、Ｗａｒｐ値の悪化がより起こり難い切断方向のワークが、あたかもワイヤーのガイド役のように機能することで、切り出すウェーハの表裏面の（加工抵抗差による）ダメージ差を抑制するものと推測される。
【００６１】
特に、複数のワークすべてについて、切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θ（°）が正又は負とはならないように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うことにより、上記効果がより高くなる。言い換えると、切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θｎ（°）の符号として、正、負が混在するように、切断方向を設定して切断加工を行うと、より効果が高くなる。
【００６２】
このことを、図２を用いて説明する。図２は、中心軸方向が＜１１１＞方向であるワーク（単結晶インゴット）を切断する場合の、ワークの切断方向の（１−１０）方向からのずれ角度θが＋３０°と−３０°の場合の違いを表した図面である。図２の上段の「単独切断の場合」に示すように、例えばθ＝−３０°のワークでは、単独で（１本のみ）切断する場合、切断抵抗（加工抵抗）差により、ワイヤーが切り込んでいく進行方向が向かって左側にずれていき、ワークの中心部でずれが最大となり、再び加工抵抗の弱い方向（右側）にずれるように、戻っていく傾向がある。その結果、切断して得られたウェーハは、図に示すように反った形状（すなわち、Ｗａｒｐ値が大）となる。一方、θ＝＋３０°のワークの場合には、θ＝−３０°のワークの場合と対称的な切断方向の加工抵抗特性を有しているため、切断して得られたウェーハの形状も、θ＝−３０°の場合と対称的（反り方向が逆）となる。このように、結晶面の加工抵抗の強弱の影響により、Ｗａｒｐ値が悪化するものと考えられる。なお、結晶の対称性を考慮に入れると、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向をずれ角度の基準とした場合と、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向をずれ角度の基準とした場合とでは、切断方向のずれ方向と、反りの方向との関係が対称的（逆）となる。例えば、（１−１０）方向から反時計回りに１５°ずれた方向から切断した場合と、（０−１１）方向から反時計回りに１５°ずれた方向から切断した場合とでは、反りの程度は略同程度となるが、反りの方向は逆となる。
【００６３】
一方、ワークの切断方向を、（１−１０）方向からのずれ角度θが＋３０°と−３０°として、２つのワークを、並行に設置して同時に切断加工を行うと、図２の「並行切断の場合」に示すように、それぞれのワークの加工抵抗の方向が互いに打ち消すように作用し、結果として、切断して得られたウェーハの形状の悪化、すなわち、Ｗａｒｐの悪化が抑制されるものと考えられる。
【００６４】
このような観点から、第１のインゴット及び第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、第１のインゴットは、ワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定するとともに、第２のインゴットは、ワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行うこととすれば、加工抵抗の打ち消し効果が有効に発揮され、Ｗａｒｐ値のより良いウェーハを得ることができる。
【００６５】
本発明者が検討を重ねた結果、ワークの切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θとして、符号の異なる（正及び負）ワーク同士の組み合わせ以外の組み合わせの場合にも、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制できることがわかった。この場合、Ｗａｒｐ値は平均化されるだけではなく、Ｗａｒｐ値が悪化しない（低くなる）方のワークの影響をより強く受けることが、本発明者の実験によって明らかになった。
【００６６】
なお、以上に説明した切断方向の組み合わせでは、複数のインゴットについて、切断方向のずれ角度θの基準となる結晶方向を、同じ結晶方向とすることが好ましいが、基準となる結晶方向が異なる方向となる切断方向を採用することも可能であることは言うまでもない。例えば、第１のインゴットの切断方向を、図６の（１−１０）方向からのずれ角度θ１とし、第２のインゴットの切断方向を、同様に（１−１０）方向からのずれ角度θ２とすることもできるし、第２のインゴットの切断方向を、（−１０１）方向からのずれ角度θ２としたり、（０−１１）方向からのずれ角度θ２とすることも可能である。
【００６７】
上述のとおり、ワークの切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θとして、符号の異なる（正及び負）のワーク同士以外の組み合わせであったとしても、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制できる。例えば、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットの一方が、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θがθ＝０°である場合にも、Ｗａｒｐ値の良いウェーハを得ることができる。図７で示したように、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θがθ＝０°の場合は、Ｗａｒｐ値の悪化が発生しない。このようなワークを同時切断加工のワークの一つとして採用した場合、Ｗａｒｐの悪化を抑制する効果がより高くなる。
【００６８】
ワークの組み合わせの、さらに別の例について説明する。第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１を−３０°≦θ１≦３０°とする。そして、第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴット（この場合、定義よりθ２＝０°である）を用いて切断を行うことによっても、Ｗａｒｐ値の良いウェーハを得ることができる。中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットは、単独で切断加工を行った場合でもＷａｒｐ値の悪化が発生しないものである。この場合は、上述の、第２のインゴットとして中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝０°としたときと同様に、Ｗａｒｐの悪化を抑制する効果がより高くなる。
【００６９】
第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２をθ２＝０°とした場合や、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴット（定義よりθ２＝０°）を用いた場合のように、単独の切断でもＷａｒｐ値が悪化しない切断方向又はインゴットを採用する場合、第２のインゴットの長さ及び直径を、他のインゴットの長さ及び直径以上とすることが好ましい。長さや直径などの形状が異なる複数本のワークを同時に切断したときに、サイズが大きい方のワークは、単独で切断される期間が生じるが、サイズが大きい方のワークとして単独の切断でもＷａｒｐ値が悪化しない切断方向又はインゴットを採用すれば、切断を行うすべてのワークで、Ｗａｒｐ値の良好なものを得ることができる。
【００７０】
なお、参考のため、切断加工条件の代表値を、表１に示す。
【００７１】
【表１】
2020138304.tif 000003
【実施例】
【００７２】
以下、実施例を挙げて本発明について詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。
【００７３】
（参考例１）
軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝０°の方向として切断を行い、第２のインゴットは使用しなかった。なお、本参考例１での切断時間、及び、参考例１で得たウェーハのＷａｒｐ値を基準（１．０）として、以下の実施例、比較例の比較評価の基準値とする。
（参考例２）
軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝０°の方向とし、切断時間を参考例１の１．５倍として切断を行った。第２のインゴットは使用しなかった。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、０．８だった。
【００７４】
（実施例１）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１をθ１＝＋１０°とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２をθ２＝０°とした。そして、これら２本のワークを並列に並べて同時に切断した。θの総和（θ１＋θ２）は、＋１０°である。なお、実施例１−６においては、切断時間を参考例１の１．５倍とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので１．０、第２のインゴットから切り出したもので１．０だった。
【００７５】
（実施例２）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１＝＋２０°とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２＝０°とした。そして、これら２本のワークを並列に並べて同時に切断した。θの総和（θ１＋θ２）は、＋２０°である。これ以外は、実施例１と同じ切断条件とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので１．８、第２のインゴットから切り出したもので１．２だった。
【００７６】
（実施例３）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１をθ１＝＋３０°とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２をθ２＝０°とした。そして、２本のワークを並列に並べて同時に切断した。θの総和（θ１＋θ２）は、＋３０°である。これ以外は、実施例１と同じ切断条件とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので１．９、第２のインゴットから切り出したもので１．２だった。
【００７７】
（実施例４）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１をθ１＝＋３０°とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１００＞結晶を用いた。そして、２本のワークを並列に並べて同時に切断した。θの総和（θ１＋θ２）は、＋３０°である。これ以外は、実施例１と同じ切断条件とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので１．９、第２のインゴットから切り出したもので１．２だった。
【００７８】
（実施例５）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１をθ１＝＋３０°とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２をθ２＝−３０°とした。そして、２本のワークを並列に並べて同時に切断した。θの総和（θ１＋θ２）は、０°である。これ以外は、実施例１と同じ切断条件とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので１．５、第２のインゴットから切り出したもので１．５だった。
【００７９】
（実施例６）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１をθ１＝０°とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１１１＞のシリコン単結晶を用い、切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２をθ２＝０°とした。そして、２本のワークを並列に並べて同時に切断した。θの総和（θ１＋θ２）は、０°である。これ以外は、実施例１と同じ切断条件とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので１．０、第２のインゴットから切り出したもので１．０だった。
【００８０】
（比較例１）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝＋１０°とした。これ以外は、参考例１と同じ切断条件とした（第２のインゴットは使用しなかった）。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、４．０だった。
【００８１】
（比較例２）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝＋２０°とした。これ以外は、参考例１と同じ切断条件とした（第２のインゴットは使用しなかった）。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、７．０だった。
【００８２】
（比較例３）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝＋３０°とした。これ以外は、参考例１と同じ切断条件とした（第２のインゴットは使用しなかった）。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、８．２だった。
【００８３】
（比較例４）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝−３０°とした。これ以外は、参考例１と同じ切断条件とした（第２のインゴットは使用しなかった）。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、８．８だった。
【００８４】
（比較例５）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝＋３０°とした。また、切断時間を参考例１の１．５倍とし、これ以外は、参考例１と同じ切断条件とした（第２のインゴットは使用しなかった）。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、３．７だった。
【００８５】
（比較例６）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝＋３０°の方向とした。また、切断時間を参考例１の２倍とした。これ以外は、参考例１と同じ切断条件とした（第２のインゴットは使用しなかった）。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、２．１だった。
【００８６】
（比較例７）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θをθ＝＋３０°の方向とした。また、切断時間を参考例１の３倍とした。これ以外は、参考例１と同じ切断条件とした（第２のインゴットは使用しなかった）。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、１．５だった。
【００８７】
（比較例８）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１をθ１＝＋３０°の方向とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２をθ２＝＋１０°とした。θの総和（θ１＋θ２）は、＋４０°である。これ以外は、実施例１と同じ切断条件とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので４．０、第２のインゴットから切り出したもので２．０だった。
【００８８】
（比較例９）
第１のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１をθ１＝−３０°とした。また、第２のインゴットとして、軸方位＜１１１＞結晶のシリコン単結晶を用い、切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２をθ２＝−１０°とした。θの総和（θ１＋θ２）は、−４０°である。これ以外は、実施例１と同じ切断条件とした。切断後のウェーハのＷａｒｐ値は、第１のインゴットから切り出したもので３．８、第２のインゴットから切り出したもので２．１だった。
【００８９】
実施例、参考例、比較例の条件と実験結果を、表２に示す
【００９０】
【表２】
2020138304.tif 000004
【００９１】
図３は、表２に示したデータのうち、参考例１、実施例１−３，６、比較例１−３で得られたウェーハについて、単結晶インゴットの切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θとＷａｒｐ値の関係を示す。Ｗａｒｐ値については、参考例１の値を基準（１．０）として、相対値で示した。実施例については、インゴット１とインゴット２とで分けてプロットした。図３に示されるように、実施例のインゴット１から切り出されたウェーハのＷａｒｐ値は、比較例のインゴットとから切り出されたウェーハのＷａｒｐ値と比較して、格段に低い値となった。また、実施例１のインゴット２（切断方向の＜１１０＞方向からのずれ角度θ＝０°のもの）については、参考例１のＷａｒｐ値と同等であり、悪化することもなかった。なお、実施例４については、インゴット２の種類が異なるため同一グラフ上にプロットしていないが、表２から明らかなように、インゴット２自体のＷａｒｐ値はほとんど悪化しない一方で、インゴット１のＷａｒｐ値の悪化を抑制できることが確認できた。
【００９２】
また、表２から明らかなように、実施例１−６では切断時間を参考例１の１．５倍としているものの、２本同時に切断を行っているため、ワーク１本あたりの実質的な切断時間は０．７５倍である。つまり、Ｗａｒｐ値の悪化を防止しながら、生産性も向上できたことがわかる。
【００９３】
さらに、実施例３，４と比較例５の結果を比較すれば明らかなように、第２のインゴットとして、単独で切断したときにもＷａｒｐ値の悪化が起きない切断方向、又は、Ｗａｒｐ値の悪化が起きないインゴットを用いた場合、第１のインゴットの切断後のＷａｒｐ値の悪化が抑制されることが確認できた。
【００９４】
先に述べたように、ワークが１本だけの場合でも、切断時間を長く（切断速度を低く）することで、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制できる（図８、比較例４−７）。しかしながら、実施例５と比較例７を比較すると明らかなように、実施例５では、比較例７と同等のＷａｒｐ値のウェーハを、４倍の生産性（切断速度２倍、切断本数２倍）で製造することが可能になることがわかる。
【００９５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９６】
１，１’…ワイヤーガイド、  ２…ワイヤー、  ３…ワイヤー列、
４，４’…ワーク（インゴット）、  ５，５’…ワーク保持部、  ６…制御部、
１００…ワークの切断加工装置（ワイヤーソー）。
【図１】
2020138304.tif 000005
【図２】
2020138304.tif 000006
【図３】
2020138304.tif 000007
【図４】
2020138304.tif 000008
【図５】
2020138304.tif 000009
【図６】
2020138304.tif 000010
【図７】
2020138304.tif 000011
【図８】
2020138304.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月13日(2020.2.13)
【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】
互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、
前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーによりワイヤー列を形成し、
切断を行う複数のワークとして、ｎ個（ｎ≧２）のインゴットを並行に設置して、
前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するワークの切断加工方法であって、
前記ワークは、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットであるとともに、
前記複数のワークのうち少なくとも１つは、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとされ、
中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、
前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うことを特徴とする切断加工方法。
【請求項２】
前記複数のワークそれぞれのθのすべてが正又は負とはならないように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うことを特徴とする請求項１に記載の切断加工方法。
【請求項３】
前記θの総和が、
−５°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦５°
となるように設定して切断を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の切断加工方法。
【請求項４】
前記θの総和が、
θ１＋θ２＋・・・＋θｎ＝０°
となるように設定して切断を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の切断加工方法。
【請求項５】
前記複数のワークを、第１のインゴット及び第２のインゴットとし、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ１が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第２のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ２が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の切断加工方法。
【請求項６】
前記複数のワークを、第１のインゴット及び第２のインゴットとし、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの、＜１１０＞方向からの切断方向のずれ角度θ１が、−３０°≦θ１≦３０°となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有するインゴットを用いて切断を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の切断加工方法。
【請求項７】
前記第１のインゴット又は前記第２のインゴットにおいて、前記第２のインゴットの長さ及び直径を、前記第１のインゴットの長さ及び直径以上とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の切断加工方法。
【請求項８】
互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、
前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーにより形成されるワイヤー列と、
切断を行う複数のワークとして用いるｎ個（ｎ≧２）のインゴットのそれぞれを保持するｎ個のワーク保持部と、
制御部と、
を具備し、
前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するように前記制御部が制御を行う切断加工装置であって、
前記制御部は、
中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットから、前記ワークを選択するとともに、
前記複数のワークのうち少なくとも１つを、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとし、
中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、
前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とするワークの切断加工装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記複数のワークそれぞれのθのすべてが正又は負とはならないように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記θの総和が、
−５°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦５°
となるように設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８又は９に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記θの総和が、
θ１＋θ２＋・・・＋θｎ＝０°
となるように設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１２】
前記切断加工装置は、
前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、
前記制御部は、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第２のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載のワークの切断加工装置。
【請求項１３】
前記切断加工装置は、
前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、
前記制御部は、
前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶を用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１が、−３０°≦θ１≦３０°となるように設定し、
前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有するインゴットを用いて切断を行うように制御を行うものであることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載のワークの切断加工装置。
【手続補正２】
【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】
また、本発明は、互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーにより形成されるワイヤー列と、切断を行う複数のワークとして用いるｎ個（ｎ≧２）のインゴットのそれぞれを保持するｎ個のワーク保持部と、制御部と、を具備し、前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するように前記制御部が制御を行う切断加工装置であって、前記制御部は、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットから、前記ワークを選択するとともに、
前記複数のワークのうち少なくとも１つを、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとし、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
このとき、前記切断加工装置は、前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、前記制御部は、前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１が、０°≦θ１≦３０°の範囲となるように設定し、前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットを用い、前記第２のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θ２が、−３０°≦θ２≦０°となるように設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置とすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このとき、前記切断加工装置は、前記複数のワークとして、第１のインゴット及び第２のインゴットを切断するものであり、前記制御部は、前記第１のインゴットとして、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶を用い、前記第１のインゴットをワイヤーで切断するときの切断方向を、＜１１０＞方向からのずれ角度θ１が、−３０°≦θ１≦３０°となるように設定し、前記第２のインゴットとして、中心軸方向が＜１００＞方向を有するインゴットを用いて切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置とすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、互いの回転軸方向が平行となるように所定間隔を隔てて配置され、外表面にそれぞれ所定のピッチで溝が形成された複数のワイヤーガイドと、前記ワイヤーガイドの溝に所定のピッチで螺旋状に巻き掛けられたワイヤーにより形成されるワイヤー列と、切断を行う複数のワークとして用いるｎ個（ｎ≧２）のインゴットのそれぞれを保持するｎ個のワーク保持部と、制御部と、を具備し、前記ワイヤーガイドを回転させることで、前記ワイヤーを軸方向に走行させながら、前記複数のワークを同時に前記ワイヤー列に圧接して、前記複数のワークを同時に複数箇所でウェーハ状に切断加工するように前記制御部が制御を行う切断加工装置であって、前記制御部は、中心軸方向が＜１１１＞方向、又は、＜１００＞方向を有する単結晶インゴットから、前記ワークを選択するとともに、前記複数のワークのうち少なくとも１つを、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットとし、中心軸方向が＜１１１＞方向を有する単結晶インゴットをワイヤーで切断するときの切断方向の、＜１１０＞方向からのずれ角度をθ（°）としたとき（但し、（１−１０）方向、（−１０１）方向、及び、（０１−１）方向からのずれ角度θは、反時計回り方向を正方向とし、（０−１１）方向、（−１１０）方向、及び、（１０−１）方向からのずれ角度θは、時計回り方向を正方向とし、−３０°≦θ≦＋３０°とする。また、中心軸方向が＜１００＞方向を有する単結晶インゴットのθは、切断方向にかかわりなく０°とする。）、前記複数のワークのそれぞれのθの総和（θ１＋θ２＋・・・＋θｎ）が、
−３０°≦θ１＋θ２＋・・・＋θｎ≦３０°
となるように、各インゴットの切断方向を設定して切断を行うように制御を行うワークの切断加工装置により、Ｘ−Ｙチルト方式に対応した専用の切断装置や専用の特殊治具を用いずに、Ｘ−θ方式のワイヤーソー装置にて、生産性を向上しつつ、Ｗａｒｐ値の悪化を抑制することができるものとなることを見出し、本発明を完成した。