(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のワークをワーク保持治具で保持して結晶軸方位を測定した後、前記ワーク保持治具で前記ワークを前記測定した結晶軸方位を崩さないように保持したまま前記ワーク保持治具をワイヤソーにセットしてから切断面方位を調整し、前記ワーク保持治具で保持した前記ワークを複数の溝付きローラに軸方向に往復走行するワイヤを巻掛けて形成されたワイヤ列に押し当てることで、前記ワークを切断するワークの切断方法であって、
前記ワーク保持治具は前記ワークを保持したままスライドできるスライド部と該スライド部を固定する固定部とから成るものを用い、前記結晶軸方位を測定した後、前記スライド部をスライドさせて、前記ワークを前記測定した結晶軸方位を崩さないように前記ワーク保持治具の中央部に移動させ、前記スライド部を前記固定部により固定し、前記ワークを保持した前記ワーク保持治具を前記ワイヤソーにセットしてから切断面方位を調整し、前記ワークを前記ワイヤ列に押し当てることで切断することを特徴とするワークの切断方法。
【請求項２】
前記ワークを、前記ワーク保持治具の長さの３／４以下の長さのものとし、前記ワークを保持した前記スライド部をスライドさせて前記ワークの端面を前記ワーク保持治具の一方に寄せてから前記結晶軸方位を測定することを特徴とする請求項１に記載のワークの切断方法。
【請求項３】
前記ワークを、シリコン単結晶インゴットとすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワークの切断方法。
【請求項４】
円柱状のワークの結晶軸方位を測定する際と、その後ワイヤソーによって前記ワークを切断する際に前記ワークを保持するために用いられるワーク保持治具であって、
前記ワーク保持治具は前記ワークを保持したままスライドできるスライド部と該スライド部を固定する固定部とから成り、前記ワークの結晶軸方位の測定後、前記スライド部をスライドさせて、前記ワークを前記測定した結晶軸方位を崩さないように前記ワーク保持治具の中央部に移動させ、前記スライド部を前記固定部により固定し、前記ワークを保持することができるものであることを特徴とするワーク保持治具。
【請求項５】
前記固定部は、前記ワークの両端面の中心を結ぶ線分と平行になるよう設けられた蟻溝を有し、該蟻溝に前記スライド部を係合させることにより、前記スライド部が前記ワークの前記測定した結晶軸方位を崩さずスライドできるものであることを特徴とする請求項４に記載のワーク保持治具。
【請求項６】
前記保持するワークは、前記ワーク保持治具の長さの３／４以下の長さのものであることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のワーク保持治具。
【請求項７】
前記保持するワークは、シリコン単結晶インゴットであることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のワーク保持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーによるワークの切断方法及びその際使用されるワークの保持治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤソーでワークをウェーハ状に切断する場合、切断面を所定の方位に設定して切断する。その切断方法としては、まず、ワークをワーク保持治具で保持し固定した状態でワークの軸方位を測定する。そして、測定した軸方位のデータを元にワイヤソーに、ワークの保持治具を固定してワークの結晶軸の方位と切断後に要求されるウェーハの面方位に合うように、ワークの位置を調整してから切断する。ワークの切断面の面方位の調整は、ワイヤ列に並行な面内で円柱状ワークの底面間の中心軸と垂直な軸を回転軸とした回転動作、ワイヤ列平面と底面間の中心軸のあおり動作を組み合わせて調整する。このような、ワークの結晶面方位の調整方法は内段取り方式と呼ばれている。
【０００３】
ワークを切断する際、ノッチやＯＦ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｆｌａｔ）等の晶癖線に最も離れた角度でワイヤを走行させて切断を行うことが、ウェーハのワレ等の発生の抑制に有効であることは知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、内段取り方式の他には、ワークをワーク保持治具に固定する際、ワークの底面の中点を通る中心軸を回転軸としたワークの回転、及びワイヤ列面に並行な面内で旋回を行うことにより方位の調整を行う外段取り方式が有る。この外段取り方式では、ワイヤソーにおいて、ワークの面方位の調整は行わない。
【０００５】
それに対して内段取り方式は、ワークの固定位置をワークの結晶学的に常に等価な位置に配置することが可能であり、ワークより切り出された製品が最も破損しにくい配置で加工することが可能である。特にシリコン単結晶においては結晶軸方位毎に劈開面の配置が知られておりＯＦあるいはノッチと底面の中点を通る中心軸との相対位置から知ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、一部の方位測定器では、方位測定器の測定部とワーク底面との距離に制約があり、特にワークの長さが加工可能な最大長(ワーク保持治具の長さ)に対し３／４以下のものは、ワーク保持治具の片側にワークをよせて固定しなければ方位測定ができなかった。その結果、ワイヤソーのワイヤ列の片側にワークを偏らせたまま切断せざるを得なかった。この方法では、切断開始からワイヤ列に必ずしも対称にワークが当たらず加工圧力の偏りが生じ、ワークに偏った変位が生じ、ソリの悪化を引き起こすという問題があった。
【０００８】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、方位測定装置の測定部とワークの測定面の距離の制約に関わらず方位測定をすることができる上に、ワークを切断した際のソリの悪化とワークの破損を抑制できるワークの切断方法及び保持治具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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明によれば、円柱状のワークをワーク保持治具で保持して結晶軸方位を測定した後、前記ワーク保持治具で前記ワークを前記測定した結晶軸方位を崩さないように保持したまま前記ワーク保持治具をワイヤソーにセットしてから切断面方位を調整し、前記ワーク保持治具で保持した前記ワークを複数の溝付きローラに軸方向に往復走行するワイヤを巻掛けて形成されたワイヤ列に押し当てることで、前記ワークを切断するワークの切断方法であって、前記ワーク保持治具は前記ワークを保持したままスライドできるスライド部と該スライド部を固定する固定部とから成るものを用い、前記結晶軸方位を測定した後、前記スライド部をスライドさせて、前記ワークを前記測定した結晶軸方位を崩さないように前記ワーク保持治具の中央部に移動させ、前記スライド部を前記固定部により固定し、前記ワークを保持した前記ワーク保持治具を前記ワイヤソーにセットしてから切断面方位を調整し、前記ワークを前記ワイヤ列に押し当てることで切断することを特徴とするワークの切断方法を提供する。
【００１０】
このようにすれば、ワークの結晶軸方位の測定において、ワークの長さに制限されずにワークの結晶軸方位を測定することができる。そして、ワークの結晶軸方位を崩さないようにワーク保持治具の中央部に移動させることで、ワイヤソーのワイヤ列の中央部でワークを切断できる。その結果、加工圧力がワークに均一にかかるため、加工圧力の偏りが原因のウェーハのソリの悪化や破損を抑制しつつ、切断面に所望の面方位を持つウェーハを切り出すことができる。
【００１１】
このとき、前記ワークを、前記ワーク保持治具の長さの３／４以下の長さのものとし、前記ワークを保持した前記スライド部をスライドさせて前記ワークの端面を前記ワーク保持治具の一方に寄せてから前記結晶軸方位を測定することができる。
【００１２】
ワーク保持治具の長さの３／４以下の長さの短尺ワークの軸方位を測定する際には、方位測定装置の構造上、短尺ワークをワーク保持治具の一方に寄せて固定しなければ、方位を測定することができなかった。そのため、短尺ワークをワーク保持治具の一方に寄せて固定したまま、切断を実施せざるを得なかった。しかし、このような本発明のワークの切断方法ではスライド部を移動させて短尺ワークを移動させることで、内段取り方式であっても、ウェーハの長さによる制限のない方位の測定と加工圧力の偏りのないワークの切断を両立することができる。
【００１３】
またこのとき、前記ワークを、シリコン単結晶インゴットとすることができる。
このように、シリコン単結晶においては、大直径で短尺のインゴットを、本発明のワークの切断方法であれば、ソリや破損がより少ない大直径のシリコンウェーハを得ることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、円柱状のワークの結晶軸方位を測定する際と、その後ワイヤソーによって前記ワークを切断する際に前記ワークを保持するために用いられるワーク保持治具であって、前記ワーク保持治具は前記ワークを保持したままスライドできるスライド部と該スライド部を固定する固定部とから成り、前記ワークの結晶軸方位の測定後、前記スライド部をスライドさせて、前記ワークを前記測定した結晶軸方位を崩さないように前記ワーク保持治具の中央部に移動させ、前記スライド部を前記固定部により固定し、前記ワークを保持することができるものであることを特徴とするワーク保持治具が提供される。
【００１５】
このようなものであれば、ワークの結晶軸方位の測定において、ワークの長さに制限されずにワークの結晶軸方位を測定することができるとともに、ワークの結晶軸方位を崩さないようにワーク保持治具の中央部に移動させることで、ワイヤソーのワイヤ列の中央部でワークを切断できる。その結果、加工圧力がワークに均一にかかるため、加工圧力の偏りが原因のウェーハのソリの悪化や破損を抑制しつつ、切断面に所望の方位を持つウェーハを切り出すことができるものとなる。
【００１６】
このとき、前記固定部は、前記ワークの両端面の中心を結ぶ線分と平行になるよう設けられた蟻溝を有し、該蟻溝に前記スライド部を係合させることにより、前記スライド部が前記ワークの前記測定した結晶軸方位を崩さずスライドできるものとする。
このようなものであれば、簡易な構造でスライド部が測定した結晶軸方位を崩さず容易にスライドできるものとなる。
【００１７】
またこのとき、前記保持するワークは、前記ワーク保持治具の長さの３／４以下の長さのものとすることができる。
本発明のワークの保持治具は、保持対象のワークがワーク保持治具の長さの３／４以下の長さしかない短尺ワークであっても、ワークの長さによる制限のない方位の測定と加工圧力の偏りのないワークの切断を両立することができるため、ワークへの加工圧力の偏りが原因のウェーハのソリの悪化や破損を抑制しつつ、切断面に所望の方位を持つウェーハを切り出すことができるものとなる。
【００１８】
このとき、前記保持するワークは、シリコン単結晶インゴットとすることができる。
ワークがシリコン単結晶インゴットであれば、近年大直径化しており、例え短尺であっても、本発明のようなワーク保持治具を用いれば、ソリや破損がより少ない大直径のシリコンウェーハを得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のワークの切断方法及びワーク保持治具であれば、ワークの結晶軸方位の測定において、ワークの長さに制限されずにワークの結晶軸方位を測定することができる。そして、結晶軸方位を崩さないようにワークをワーク保持治具の中央部に移動させることで、ワイヤソーのワイヤ列の中央部でワークを切断できる。その結果、ウェーハのソリの悪化や破損を抑制しつつ、切断面に所望の面方位を持つウェーハを切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のワーク保持治具の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のワーク保持治具の固定部の一例を示す概略図である。
【図３】本発明のワーク保持治具において、ワークを一方に寄せた場合の一例を示す概略図である。
【図４】本発明のワーク保持治具において、ワークを中央部に移動させた場合の一例を示す概略図である。
【図５】本発明のワーク保持治具を結晶方位測定機にセットする場合の一例を示す概略図である。
【図６】本発明のワーク保持治具でワークを保持して結晶方位軸を測定する場合の一例を示す概略図である。
【図７】本発明のワーク保持治具でワークを保持して切断する場合の一例を示す概略図である。
【図８】実施例、比較例のＷａｒｐの相対値を示す図である。
【図９】実施例、比較例のＷａｒｐの相対値と長さ比率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したように、方位測定器の測定部とワーク底面との距離に制限があり、特にワークの長さがワーク保持治具の長さに対し３／４以下のものは、ワーク保持治具の片側にワークをよせて固定しなければ測定することができなかった。その結果、内段取り方式の切断面調整を行う場合、ワイヤ列の片側に偏ったままワークを切断せざるを得ず、ワークに偏った変位が生じ、ソリの悪化を引き起こすという問題があった。
【００２２】
そこで、本発明者等はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、ワークを保持し、結晶軸方位を維持したままスライドするスライド部を持つことで、ワークの保持中でもワークを移動させることができるワーク保持治具であれば、例え結晶軸方位測定時にワークをワーク保持治具の片側に寄せても、切断時にワークをワーク保持治具の中央に移動させることができるので、ワイヤ列の中央部でワークを切断でき、ウェーハのソリの悪化や破損を抑制しつつ、切断面に所望の面方位を持つウェーハを切り出すことができることに想到し、本発明を完成させた。
【００２３】
以下、本発明のワーク保持治具及びこの保持治具を使用したワークの切断方法について図１−７を参照して説明する。
まず、本発明のワークの切断方法で使用する本発明のワーク保持治具について説明する。
【００２４】
本発明のワーク保持治具は、ワークの結晶軸方位の測定時にワークの保持に用いられ、その後、ワークを保持したままの状態でワイヤソーにセットされ、ワークの切断時にもワークの保持に用いられるものである。
そして、図１に示すように、本発明のワーク保持治具１は、スライド部２と固定部３から構成されている。
【００２５】
スライド部２は、図３、４に示すように、ワークＷに接着されたビーム４を介して保持することができ、ワークＷを保持したまま固定部３上をスライドできるようになっている。
【００２６】
また、固定部３は、保持したワークＷの両端面の中心を結ぶ線分と平行になるよう設けられた蟻溝５を有しており、該蟻溝５にスライド部２を係合させることにより、スライド部２がワークＷの測定した結晶軸方位を崩さずスライドできるものであることが好ましい。
このようなものであれば、簡易な構造でスライド部が測定した結晶軸方位を崩さず容易にスライドできるものとなる。
【００２７】
そして、図２に示すように、固定部３の側面から蟻溝５まで貫通するように固定ネジ６が設置されており、この固定ネジ６により蟻溝５に係合されたスライド部２を固定部３に固定できるものとなっている。
【００２８】
また、特に、このワーク保持治具１は、ワーク保持治具１の長さの３／４以下の長さの短尺ワークＷを保持する場合に好適なものとなる。
本発明のワーク保持治具１であれば、短尺ワークであっても、結晶軸方位を測定する際には、図３に示すように、短尺ワークＷを保持したスライド部２をスライドさせて短尺ワークＷの端面をワーク保持治具１の一方に寄せてから結晶軸方位を測定することができる。そしてその後、ワイヤソーによるワークＷの切断を行う際には、図４に示すように、短尺ワークＷをワーク保持治具１の中央部に移動させて固定し保持することができる。
【００２９】
このとき、図３、４のように固定部３の長さの中点にセンターマークＭ１を、スライド部２にワークの中点を示すセンターマークＭ２を予めつけておく。そして、図４のように、センターマークＭ１、Ｍ２の位置が一致するようにスライド部２をスライドさせれば、短尺ワークＷをワーク保持治具１の中央部に正確に移動させることができるものとなる。
【００３０】
またこのとき、ワーク保持治具１で保持するワークは、シリコン単結晶インゴットとすることができる。
シリコン単結晶インゴットは大直径化が進んでおり、大直径で短尺のインゴットの切断がしばしば要求される。この場合に、本発明のようなワークの保持治具１を用いれば、ソリや破損がより少ない大直径のシリコンウェーハを得ることができるものとなる。もちろん、切断するワークはシリコン単結晶に限定されず、化合物半導体、酸化物単結晶、石英等いずれであっても良い。
【００３１】
次に、本発明のワーク保持治具１を使用した場合の本発明のワークの切断方法について説明する。
まず、ワークを精度よく切断する為に、ワーク保持治具１のスライド部２にビーム４を介してワークを貼り付けて、ワークＷを保持する。この際、ワークＷは、スライド部２の下面に対してワークの晶癖線が最も離れる角度となるように貼りつける、すなわち劈開方向とワイヤの走行方向が十分に離れる角度になるようにビーム４にワークＷを接着することが好ましい。このようにすれば、切断の際にワイヤの走行方向と劈開方向を十分に離せるため、ウェーハのワレがより一層起きにくくなる。この場合、すでにワークは円筒研削などにより晶癖線は削り取られているので、ノッチｄやＯＦを基準に位置合わせをすることができる。
【００３２】
そして、図５に示すような方位測定装置７にワークＷを保持したワーク保持治具１をセットする。
この際、図６に示すように、ワークＷを一定距離内に接近させてその結晶軸方位を測定する方位測定部８に、ワークＷの一方の端面を近づけて結晶軸方位の測定を行う。
【００３３】
結晶軸方位の測定後、ワーク保持治具１のスライド部２をスライドさせて、ワークＷを測定した結晶軸方位を崩さないようにワーク保持治具の中央部に移動させる。このとき、図４に示すように、上記したセンターマークＭ１、Ｍ２を予め目印としてつけておき、両者が一致する位置にスライド部を移動させれば、ワークＷを測定した結晶軸方位を崩さないように維持したままワーク保持治具の中央部に容易に移動させることができる。そして、固定部３の固定ネジ６により、スライド部２を固定した後、図７に示すように、ワーク保持治具１をワイヤソー９にセットする。このワイヤソー９には、複数の溝付きローラ（不図示）に軸方向に往復走行するワイヤを巻掛けて形成されたワイヤ列１０が設けられており、このワイヤ列１０の上方にワーク保持治具１を配置する。
【００３４】
そして、ワイヤ列１０に並行な面内でワークＷの底面間（両端面間）の中心軸と垂直な軸を回転軸とした回転動作、ワイヤ列１０と垂直な平面内で底面間の中心軸を回転させるあおり動作を組み合わせて、ワークＷの結晶軸方位と切断後に要求されるウェーハの面方位が合うように、ワークＷの位置を調整する。また、このワークの切断面方位の調整は、例えばチルト機構等が備え付けられたワイヤソーを使用すれば、ワイヤソー９にワーク保持治具１を固定した後であっても実施することができる。
その後、ワークＷを押し下げてワイヤ列１０に押し当てることでワークＷを切断する。
【００３５】
以上のような、本発明のワークの切断方法であれば、結晶軸方位の測定において、ワークＷの長さに制限されずにワークＷの結晶軸方位を測定することができる。そして、ワークＷの結晶軸方位を崩さないようにワーク保持治具１の中央部に移動させることで、ワイヤソー９のワイヤ列１０の中央部でワークを切断できる。その結果、加工圧力がワークＷに均一にかかるため、加工圧力の偏りが原因のウェーハのソリの悪化や破損を抑制しつつ、切断面に所望の面方位を持つウェーハを切り出すことができる。
【００３６】
さらに、結晶軸方位を測定する際には、ワークＷを、ワーク保持治具の長さの３／４以下の長さのものとし、ワークを保持したスライド部をスライドさせてワークの端面をワーク保持治具の一方に寄せてから結晶軸方位を測定することができる。
【００３７】
このように、内段取り方式において、ワーク保持治具の長さの３／４以下の長さの短尺ワークの軸方位を測定する際には、方位測定装置の構造上、短尺ワークをワーク保持治具の一方に寄せて固定しなければ、方位を測定することができなかった。そのため、短尺ワークをワーク保持治具の一方に寄せて固定したまま、切断を実施せざるを得なかった。それに対して、このような本発明のワークの切断方法ではスライド部を移動させて短尺ワークを移動させることで、ウェーハの長さによる制限のない方位の測定と加工圧力の偏りのないワークの切断を両立することができる。
【００３８】
またこのとき、ワークＷを、シリコン単結晶インゴットとすることができる。
シリコン単結晶は、近年特に大直径化が進行しており、大直径で短尺のインゴットの切断が要求される。この場合であっても、劈開面の配置を晶癖線から容易に知ることができるため、本発明のような内段取り方式のワークの切断方法であれば、ソリや破損がより少ないシリコンウェーハを得ることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
（実施例１−５）
図１に示すような、ワーク保持治具１を使用して、図６に示すようにワークをワーク保持治具の一方に寄せて、結晶軸方位の測定を行った。その後、スライド部をスライドさせて、測定した結晶軸方位を崩さないようにワーク保持治具の中央部に移動させ、スライド部を固定部により固定した。次に、ワーク保持治具を図７のように、ワイヤソーにセットしてから切断面方位を調整し、ワークをワイヤ列に押し当て切断した。切断対象のワークは、直径２００ｍｍ、ワーク保持治具の長さ（図１のＬｘで示す長さ）に対する長さ比率（％）が３／４（＝０．７５）以下となる長さのシリコン単結晶インゴットとした。そして、上記長さ比率（ワークの長さ／ワーク保持治具の長さ）が、それぞれ０．６０（実施例１）、０．５１（実施例２）、０．４５（実施例３）、０．３０（実施例４）、０．２４（実施例５）である長さのシリコン単結晶インゴットを繰り返しウェーハ状に切断した。
切断終了後、ウェーハのソリの指標となるＷａｒｐを、ウェーハ形状測定器であるＥ＆Ｈ社のＭＸ２０４−８−３７で測定した。
【００４１】
その結果を表１、図８、図９に示す。尚、実施例、比較例では、Ｗａｒｐの評価指標として、（ワーク別の切り出したウェーハのＷａｒｐの平均値）÷(比較例のＷａｒｐの最大値)×１００で表されるＷａｒｐの相対値（％）を使用した。
表１、図８、図９に示すように、実施例１−５のＷａｒｐの相対値は、後述する比較例のほぼ１／２以下の値に減少し、平坦度が改善されていることが確認された。従って、通常の長さのワークはもちろん、ワーク保持治具の長さに対して３／４以下となる長さの短尺ワークであっても、従来の切断方法と比べ、ウェーハのソリの悪化を抑制して切断を行えることが確認された。
【００４２】
（比較例１−５）
本発明のワーク保持治具を用いなかったこと、すなわち短尺ワークであっても結晶軸方位を測定可能にするために、ワーク保持治具の一方に寄せてワークを保持し、ワークを一方に寄せたままの状態で切断を行ったこと以外、実施例と同様な条件で
ワークを切断した。そしてその後、実施例と同様な方法でウェーハのＷａｒｐを評価した。
ただし比較例１−５では、上記長さ比率が、それぞれ０．５１（比較例１）、０．４５（比較例２）、０．５１（比較例３）、０．２１（比較例４）、０．３４（比較例５）である長さのシリコン単結晶インゴットを繰り返しウェーハ状に切断した。
その結果を表１、図８、図９に示す。比較例１−５の場合、ワークをワイヤ列中央で切断できずワークに均等に加工圧がかからなかったため、Ｗａｒｐの相対値は、実施例のほぼ２倍以上の値に増加し、実施例に比べて平坦度が悪化していることが確認された。
【００４３】
表１に、実施例、比較例における実施結果をまとめたもの示す。
【００４４】
【表１】
0006000235.tif 000002
【００４５】
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】
【００４６】
１…ワーク保持治具、  ２…スライド部、  ３…固定部、
４…ビーム、  ５…蟻溝、  ６…固定ネジ、
７…方位測定装置、  ８…方位測定部、  ９…ワイヤソー、  １０…ワイヤ列、
Ｗ…ワーク、  Ｍ１、Ｍ２…センターマーク。
【図１】
0006000235.tif 000003
【図２】
0006000235.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006000235.tif 000007
【図６】
0006000235.tif 000008
【図７】
0006000235.tif 000009
【図８】
0006000235.tif 000010
【図９】
0006000235.tif 000011