(57)【要約】【課題】半導体ウェハに割れが発生するのを低減することができる半導体ウェハの製造方法を提供する。【解決手段】支持板上に半導体結晶を貼り付ける工程と、半導体結晶を加工する工程と、支持板を加熱する工程とを含み、支持板と半導体結晶との間の熱膨張係数差が４０％以下である半導体ウェハの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持板上に半導体結晶を貼り付ける工程と、
前記半導体結晶を加工する工程と、
前記支持板を加熱する工程と、を含み、
前記支持板と前記半導体結晶との間の熱膨張係数差が４０％以下である、半導体ウェハの製造方法。
【請求項２】
前記半導体結晶は、窒化ガリウムまたは炭化珪素を含む、請求項１に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３】
前記半導体結晶の表面の直径が４０ｍｍ以上である、請求項１または請求項２に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項４】
前記支持板の２５℃における体積抵抗率が１×１０-2Ω・ｃｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項５】
前記支持板は、酸化アルミニウムと炭化チタンとの複合体、タングステン、モリブデン、およびサーメットからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項６】
前記半導体結晶の２５℃における体積抵抗率が３×１０-2Ω・ｃｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項７】
前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶をワイヤ放電加工機で切断する工程、および前記半導体結晶を研磨する工程の少なくとも一方を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項８】
前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶をワイヤを用いて加工する工程であって、
前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さが、前記ワイヤの長手方向における前記半導体結晶の長さの１０２％以上１２５％以下である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項９】
前記ワイヤの直径が７０μｍ以上１００μｍ以下である、請求項８に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１０】
前記ワイヤは、芯材と、前記芯材上のめっき層とを含む、請求項８または請求項９に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１１】
前記芯材は、ステンレスを含む、請求項１０に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１２】
前記めっき層は、亜鉛を含む、請求項１０または請求項１１に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１３】
前記めっき層は、銅を含む、請求項１２に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１４】
前記ワイヤの破断強度は、１８００Ｎ／ｍｍ2以上である、請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１５】
前記ワイヤの長手方向と前記半導体結晶の厚さ方向とが垂直となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含む、請求項８から請求項１４のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１６】
前記ワイヤの長手方向と前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さ方向とが平行となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含む、請求項８から請求項１５のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１７】
前記半導体結晶を設置する工程の後に前記ワイヤの位置を調整する工程をさらに含む、請求項１５または請求項１６に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１８】
前記半導体結晶を加工する工程は、水中で行われる、請求項８から請求項１７のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項１９】
前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される張力は、５Ｎ以上１２Ｎ以下である、請求項８から請求項１８のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２０】
前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される電圧は、３０Ｖ以上８０Ｖ以下である、請求項８から請求項１９のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２１】
前記半導体結晶の加工時における前記ワイヤの送り速度は、１００ｍ／ｈ以上１０００ｍ／ｈ以下である、請求項８から請求項２０のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２２】
前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶に水流を噴射する工程を含む、請求項８から請求項２１のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２３】
前記水流の流量は、１ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下である、請求項２２に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２４】
支持板上に半導体結晶を貼り付ける工程と、
前記半導体結晶を加工する工程と、を含み、
前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶をワイヤを用いて加工する工程であって、
前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さが、前記ワイヤの長手方向における前記半導体結晶の長さの１０２％以上１２５％以下である、半導体ウェハの製造方法。
【請求項２５】
前記半導体結晶は、窒化ガリウムまたは炭化珪素を含む、請求項２４に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２６】
前記半導体結晶を加工する工程は、ワイヤ放電加工である、請求項２４または請求項２５に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２７】
前記ワイヤの直径が７０μｍ以上１００μｍ以下である、請求項２４から請求項２６のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２８】
前記ワイヤは、芯材と、前記芯材上のめっき層とを含む、請求項２４から請求項２７のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項２９】
前記芯材は、ステンレスを含む、請求項２８に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３０】
前記めっき層は、亜鉛を含む、請求項２８または請求項２９に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３１】
前記めっき層は、銅を含む、請求項３０に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３２】
前記ワイヤの破断強度は、１８００Ｎ／ｍｍ2以上である、請求項２４から請求項３１のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３３】
前記ワイヤの長手方向と前記半導体結晶の厚さ方向とが垂直となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含む、請求項２４から請求項３２のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３４】
前記ワイヤの長手方向と前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さ方向とが平行となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含む、請求項２４から請求項３３のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３５】
前記半導体結晶を設置する工程の後に前記ワイヤの位置を調整する工程をさらに含む、請求項３３または請求項３４に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３６】
前記半導体結晶を加工する工程は、水中で行われる、請求項２４から請求項３５のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３７】
前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される張力は、５Ｎ以上１２Ｎ以下である、請求項２４から請求項３６のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３８】
前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される電圧は、３０Ｖ以上８０Ｖ以下である、請求項２４から請求項３７のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３９】
前記半導体結晶の加工時における前記ワイヤの送り速度は、１００ｍ／ｈ以上１０００ｍ／ｈ以下である、請求項２４から請求項３８のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項４０】
前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶に水流を噴射する工程を含む、請求項２４から請求項３９のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項４１】
前記水流の流量は、１ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下である、請求項４０に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項４２】
前記支持板上に前記半導体結晶を貼り付ける工程は、前記支持板と前記半導体結晶とをホットメルトワックスにより貼り付ける工程を含む、請求項２４から請求項４１のいずれか１項に記載の半導体ウェハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハは、一般的に、各種の成長方法で成長させた半導体結晶を切断することにより製造されている。半導体結晶を切断する方法としては、種々のワイヤソーを用いた切断方法が提案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ワイヤソーとして直径０．１６ｍｍのピアノ線を用いて、ＧａＮ（窒化ガリウム）インゴットをｃ軸に平行な方向に沿ってスライスすることによって、ＧａＮのアズスライスウエハを得る方法が記載されている（特許文献１の段落［００３３］および［００３４］等参照）。特許文献１に記載されている方法によれば、アズスライスウエハの切断面にソーマークが観察されなかったとされている（特許文献１の段落［００３４］）。
【０００４】
ワイヤソーを用いた半導体結晶の切断により、１つの半導体結晶から、より多くの枚数の半導体ウェハを得るためには、カーフロス（切り代）を低減することが重要である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法においては、直径０．１６ｍｍといった線幅の太いワイヤが用いられているため、カーフロスが約０．２ｍｍ〜０．３ｍｍとなってしまう。そのため、半導体ウェハを高い歩留まりで製造することができなかった。
【０００６】
特に、ＧａＮおよびＳｉＣ（炭化珪素）などの半導体結晶は、一般的に、結晶成長速度が低く、製造プロセスが複雑であるため、極めて高価である。したがって、このような高価な半導体結晶の半導体ウェハの歩留まりを向上させるためには、半導体結晶の切断時のカーフロスを低減することが極めて重要となる。
【０００７】
また、ワイヤソーを用いた切断方法によって半導体結晶を切断して半導体ウェハを製造した場合には、半導体ウェハに反りが生じるという問題もあった。
【０００８】
そこで、たとえば特許文献２には、窒化ガリウム結晶を導電性の接着剤で金属ホルダに固定し、タングステンからなる線径０．１ｍｍのワイヤを用いて、電気抵抗７００００Ωに制御した絶縁性の水中に窒化ガリウム結晶を浸漬した状態でワイヤ放電加工により窒化ガリウム結晶の切断を行なう方法が開示されている（特許文献２の段落［００３８］等）。ここで、ワイヤの送り速度は１２ｍ／ｓとされ、加工電流の設定値は７とされ、加工電圧は６０Ｖとされている。また、電圧をフィードバックして一定の放電条件で切断することによって５ｈで切断が行なわれるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−１２６９３９号公報
【特許文献２】特開２００７−３０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
たとえば特許文献２に記載されているようなワイヤ放電加工に用いられているワイヤとしては、一般的に、たとえば特許文献１に記載されているワイヤソーと比べて、線径の細いワイヤが用いられ、非接触で切断が行なわれる。そのため、ワイヤ放電加工により半導体結晶を切断する場合には、ワイヤソーにより半導体結晶を切断する場合と比べて、半導体結晶の切断時のカーフロスを低減することができる。
【００１１】
また、ワイヤ放電加工により半導体結晶を切断することにより得られた半導体ウェハにおいては、ワイヤソーにより半導体結晶を切断することにより得られた半導体ウェハよりも反りの発生を低減することもできる。
【００１２】
さらに、ワイヤ放電加工により半導体結晶を切断することにより得られた半導体ウェハにおいては、ワイヤソーにより半導体結晶を切断することにより得られた半導体ウェハよりも、半導体ウェハの厚さのばらつきを低減することもできる。
【００１３】
ところで、ワイヤ放電加工により半導体結晶を切断する場合には、たとえば特許文献２に記載されているように、半導体結晶は、金属ホルダに導電性の接着剤により貼り付けられる。そして、半導体結晶の切断後に、金属ホルダを加熱して導電性の接着剤を溶融させ、金属ホルダから半導体ウェハを取り外している。
【００１４】
しかしながら、このとき、半導体ウェハに割れが発生することがあったため、その改善が要望されていた。
【００１５】
また、半導体ウェハの加工ロス（カーフロスおよび研磨ロス等の加工時に発生する、半導体ウェハにはならない半導体結晶の部分）を低減することも要望されていた。
【００１６】
上記の事情に鑑みて、半導体ウェハに割れが発生するのを低減することができる半導体ウェハの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
また、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる半導体ウェハの製造方法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】
【００１８】
本願発明の一例である実施形態によれば、支持板上に半導体結晶を貼り付ける工程と、前記半導体結晶を加工する工程と、前記支持板を加熱する工程とを含み、前記支持板と前記半導体結晶との間の熱膨張係数差が４０％以下である半導体ウェハの製造方法を提供することができる。
【００１９】
本発明の一態様に係る半導体ウェハの製造方法は、支持板上に半導体結晶を貼り付ける工程と、前記半導体結晶を加工する工程と、を含み、前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶をワイヤを用いて加工する工程であって、前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さが、前記ワイヤの長手方向における前記半導体結晶の長さの１０２％以上１２５％以下である。
【発明の効果】
【００２０】
上記の実施形態によれば、半導体ウェハに割れが発生するのを低減することができる半導体ウェハの製造方法を提供することができる。
【００２１】
また、上記によれば、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる半導体ウェハの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法のフローチャートである。
【図２】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の複合基板の準備工程の一例の一部を図解する模式的な断面図である。
【図３】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の複合基板の準備工程の一例の一部を図解する模式的な断面図である。
【図４】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の複合基板の準備工程の一例の一部を図解する模式的な断面図である。
【図５】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の複合基板の準備工程の一例の一部を図解する模式的な断面図である。
【図６】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の複合基板の準備工程の一例の一部を図解する模式的な断面図である。
【図７】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の複合基板の準備工程の一例の一部を図解する模式的な断面図である。
【図８】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の貼り付け工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図９】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の加工工程の一例を図解する模式的な断面図である。
【図１０】実施の形態１の半導体ウェハの製造方法の加工工程の他の一例を図解する模式的な断面図である。
【図１１】実験例１において得られたＧａＮ単結晶ウェハの模式的な平面図である。
【図１２】実験例５において得られたＧａＮ単結晶ウェハの模式的な平面図である。
【図１３】実施の形態２の半導体ウェハの製造方法のフローチャートである。
【図１４】実施の形態２の半導体ウェハの製造方法のワイヤ準備工程で用いられるワイヤの一例の模式的な斜視図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶに沿った模式的な断面図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態２の半導体ウェハの製造方法のワイヤの進行方向におけるワイヤ設置工程の一例を図解する模式的な平面透視図であり、（ｂ）はワイヤの進行方向におけるワイヤの長手方向の鉛直方向に対するズレを図解するための図である。
【図１７】（ａ）は実施の形態２の半導体ウェハの製造方法のワイヤの進行方向と直交する方向におけるワイヤ設置工程の一例を図解する模式的な平面透視図であり、（ｂ）はワイヤの進行方向と直交する方向におけるワイヤの長手方向の鉛直方向に対するズレを図解するための図である。
【図１８】（ａ）は実施の形態２の半導体ウェハの製造方法の半導体結晶設置工程の一例を図解する模式的な平面透視図であり、（ｂ）は半導体結晶の厚さ方向とワイヤの長手方向とが垂直であることを図解するための図であり、（ｃ）はワイヤの長手方向とワイヤの長手方向における支持板の長さ方向とが平行であることを図解するための図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態２の半導体ウェハの製造方法のワイヤ位置調整工程の一例を図解する模式的な平面図である。
【図２０】ワイヤ位置調整工程におけるワイヤ移動量の算出方法の一例を図解するための模式的な平面図である。
【図２１】実施の形態２の半導体ウェハの製造方法の加工工程の一例を図解する模式的な斜視図である。
【図２２】図２１を矢印５１の方向から見たときの模式的な平面図である。
【図２３】図２１を矢印５２の方向から見たときの模式的な平面図である。
【図２４】図２１を矢印５３の方向から見たときの模式的な平面図である。
【図２５】図２１を矢印５４の方向から見たときの模式的な平面図である。
【図２６】導電性ワイヤが振動して、半導体結晶の加工ロスが増大することを図解する模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明の実施形態は、以下の（１）〜（７）を含んでいる。
【００２４】
（１）本願発明の実施形態は、支持板上に半導体結晶を貼り付ける工程と、半導体結晶を加工する工程と、支持板を加熱する工程とを含み、支持板と半導体結晶との間の熱膨張係数差が４０％以下である半導体ウェハの製造方法である。この場合には、支持板を加熱することによって半導体結晶の加工後の半導体ウェハを取り出す際に、半導体ウェハに割れが発生するのを低減することができる。
【００２５】
（２）本願発明の実施形態において、半導体結晶は、窒化ガリウム（ＧａＮ）または炭化珪素（ＳｉＣ）を含むことが好ましい。ＧａＮ結晶およびＳｉＣ結晶は非常に高価であるため、半導体ウェハに割れが発生するのを低減できるという実施の形態の半導体ウェハの製造方法の適用が効果的となる。
【００２６】
（３）本願発明の実施形態において、半導体結晶の表面の直径が４０ｍｍ以上であることが好ましい。この場合には、半導体結晶を加工することにより得られた半導体ウェハの表面が大きくなりすぎて、割れやすくなるため、半導体ウェハに割れが発生するのを低減できるという実施の形態の半導体ウェハの製造方法の適用がより効果的となる。
【００２７】
（４）本願発明の実施形態において、支持板の２５℃における体積抵抗率が１×１０-2Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。この場合には、加工工程においてワイヤ放電加工により半導体結晶を切断するときに、半導体結晶の加工が別の箇所で起こるのを有効に抑制することができるため、ワイヤ放電加工による半導体結晶のより正確な切断が可能となる。
【００２８】
（５）本願発明の実施形態において、支持板は、酸化アルミニウムと炭化チタンとの複合体（アルチック）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびサーメット（チタンとニオブとを含む炭窒化物）からなる群から選択された少なくとも１つを含むことが好ましい。この場合には、支持板と半導体結晶との間の熱膨張係数差を４０％以下にすることができるとともに、支持板に導電性を持たせることができる。
【００２９】
（６）本願発明の実施形態において、半導体結晶の２５℃における体積抵抗率が３×１０-2Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。この場合には、加工工程において、ワイヤ放電加工により半導体結晶を切断する際に、半導体結晶の加工が別の箇所で起こるのを有効に抑制することができるため、ワイヤ放電加工による半導体結晶のより正確な切断が可能となる。
【００３０】
（７）本願発明の実施形態において、半導体結晶を加工する工程は、半導体結晶をワイヤ放電加工機で切断する工程、および半導体結晶を研磨する工程の少なくとも一方を含むことが好ましい。ワイヤ放電加工によって半導体結晶を切断した場合には、ワイヤソーにより半導体結晶を切断した場合と比べて、半導体結晶の切断時のカーフロスを低減することができるとともに、半導体結晶の切断により得られた半導体ウェハの反りの発生および厚さのばらつきを低減することができる。また、支持板に貼り付けられた状態で半導体結晶の表面の研磨を行なった場合には、支持板を半導体結晶の表面の研磨時の把持部材として用いることができ、半導体結晶の表面の研磨ごとに支持板から半導体結晶を取り外す必要がなくなるため、半導体結晶の表面の効率的な研磨が可能となる。
【００３１】
（８）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶をワイヤを用いて加工する工程であって、前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さが、前記ワイヤの長手方向における前記半導体結晶の長さの１０２％以上１２５％以下であることが好ましい。この場合には、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００３２】
（９）本願発明の実施形態において、前記ワイヤの直径が７０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。この場合にも、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００３３】
（１０）本願発明の実施形態において、前記ワイヤは、芯材と、前記芯材上のめっき層とを含むことが好ましい。この場合にも、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００３４】
（１１）本願発明の実施形態において、前記芯材は、ステンレスを含むことが好ましい。この場合には、ワイヤの強度を高く保持することができる傾向にある。
【００３５】
（１２）本願発明の実施形態において、前記めっき層は、亜鉛を含むことが好ましい。この場合には、めっき層の導電率を高くすることができるため、導電性ワイヤに高周波の電流を流して加工を行う場合には、表皮効果を利用して、めっき層に効率良く電流を流すことが可能となる。
【００３６】
（１３）本願発明の実施形態において、前記めっき層は、銅を含むことが好ましい。この場合にも、めっき層の導電率を高くすることができるため、導電性ワイヤに高周波の電流を流して加工を行う場合には、表皮効果を利用して、めっき層に効率良く電流を流すことが可能となる。
【００３７】
（１４）本願発明の実施形態において、前記ワイヤの破断強度は、１８００Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。この場合には、ワイヤの破断による半導体結晶の加工効率の低下を抑制することができる。
【００３８】
（１５）本願発明の実施形態は、前記ワイヤの長手方向と前記半導体結晶の厚さ方向とが垂直となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含むことが好ましい。この場合には、半導体結晶の厚さ方向に対して垂直な方向における半導体結晶の加工をより正確に行うことができる。
【００３９】
（１６）本願発明の実施形態は、前記ワイヤの長手方向と前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さ方向とが平行となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含むことが好ましい。この場合には、半導体結晶の厚さ方向に対して垂直な方向における半導体結晶の加工をより正確に行うことができる。
【００４０】
（１７）本願発明の実施形態は、前記半導体結晶を設置する工程の後に前記ワイヤの位置を調整する工程をさらに含むことが好ましい。この場合には、ワイヤによる半導体結晶の加工位置をより正確に決定することができる。
【００４１】
（１８）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶を加工する工程は、水中で行われることが好ましい。この場合には、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００４２】
（１９）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される張力は、５Ｎ以上１２Ｎ以下であることが好ましい。この場合には、半導体ウェハの加工ロスを低く抑えることができるとともに、ワイヤの破断を抑制することができる。
【００４３】
（２０）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される電圧は、３０Ｖ以上８０Ｖ以下であることが好ましい。この場合には、ワイヤの破断を抑えて半導体結晶を安定して加工することができるとともに半導体結晶のカーフロスを低く抑えることができる。
【００４４】
（２１）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶の加工時における前記ワイヤの送り速度は、１００ｍ／ｈ以上１０００ｍ／ｈ以下であることが好ましい。この場合には、ワイヤの破断の頻度を低減することができるとともに、半導体ウェハの製造コストを低く抑えることができる。
【００４５】
（２２）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶に水流を噴射する工程を含むことが好ましい。この場合には、半導体結晶の加工屑を除去するとともに、ワイヤを効率良く冷却することができる。
【００４６】
（２３）本願発明の実施形態において、前記水流の流量は、１ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下であることが好ましい。この場合には、半導体結晶の効率的な加工が可能になるとともにカーフロスを低く抑えることができ、さらにはワイヤの破断も抑制することができる。
【００４７】
（２４）本願発明の実施形態は、支持板上に半導体結晶を貼り付ける工程と、前記半導体結晶を加工する工程と、を含み、前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶をワイヤを用いて加工する工程であって、前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さが、前記ワイヤの長手方向における前記半導体結晶の長さの１０２％以上１２５％以下である、半導体ウェハの製造方法である。この場合には、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００４８】
（２５）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶は、窒化ガリウムまたは炭化珪素を含むことが好ましい。この場合にも、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。ＧａＮ結晶およびＳｉＣ結晶は非常に高価であるため、半導体ウェハに割れが発生するのを低減できるという実施の形態の半導体ウェハの製造方法の適用が効果的となる。
【００４９】
（２６）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶を加工する工程は、ワイヤ放電加工であるこの場合にも、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００５０】
（２７）本願発明の実施形態において、前記ワイヤの直径が７０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。この場合にも、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００５１】
（２８）本願発明の実施形態において、前記ワイヤは、芯材と、前記芯材上のめっき層とを含むことが好ましい。この場合にも、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００５２】
（２９）本願発明の実施形態において、前記芯材は、ステンレスを含むことが好ましい。この場合にも、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。この場合には、ワイヤの強度を高く保持することができる傾向にある。
【００５３】
（３０）本願発明の実施形態において、前記めっき層は、亜鉛を含むことが好ましい。この場合には、めっき層の導電率を高くすることができるため、導電性ワイヤに高周波の電流を流して加工を行う場合には、表皮効果を利用して、めっき層に効率良く電流を流すことが可能となる。
【００５４】
（３１）本願発明の実施形態において、前記めっき層は、銅を含むことが好ましい。この場合にも、めっき層の導電率を高くすることができるため、導電性ワイヤに高周波の電流を流して加工を行う場合には、表皮効果を利用して、めっき層に効率良く電流を流すことが可能となる。
【００５５】
（３２）本願発明の実施形態において、前記ワイヤの破断強度は、１８００Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。この場合には、ワイヤの破断による半導体結晶の加工効率の低下を抑制することができる。
【００５６】
（３３）本願発明の実施形態は、前記ワイヤの長手方向と前記半導体結晶の厚さ方向とが垂直となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含むことが好ましい。この場合には、半導体結晶の厚さ方向に対して垂直な方向における半導体結晶の加工をより正確に行うことができる。
【００５７】
（３４）本願発明の実施形態は、前記ワイヤの長手方向と前記ワイヤの長手方向における前記支持板の長さ方向とが平行となるように前記半導体結晶を設置する工程をさらに含むことが好ましい。この場合には、半導体結晶の厚さ方向に対して垂直な方向における半導体結晶の加工をより正確に行うことができる。
【００５８】
（３５）本願発明の実施形態は、前記半導体結晶を設置する工程の後に前記ワイヤの位置を調整する工程をさらに含むことが好ましい。この場合には、ワイヤによる半導体結晶の加工位置をより正確に決定することができる。
【００５９】
（３６）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶を加工する工程は、水中で行われることが好ましい。この場合には、半導体ウェハの加工ロスを低減することができる。
【００６０】
（３７）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される張力は、５Ｎ以上１２Ｎ以下であることが好ましい。この場合には、半導体ウェハの加工ロスを低く抑えることができるとともに、ワイヤの破断を抑制することができる。
【００６１】
（３８）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶の加工時に前記ワイヤに印加される電圧は、３０Ｖ以上８０Ｖ以下であることが好ましい。この場合には、ワイヤの破断を抑えて半導体結晶を安定して加工することができるとともに半導体結晶のカーフロスを低く抑えることができる。
【００６２】
（３９）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶の加工時における前記ワイヤの送り速度は、１００ｍ／ｈ以上１０００ｍ／ｈ以下であることが好ましい。この場合には、ワイヤの破断の頻度を低減することができるとともに、半導体ウェハの製造コストを低く抑えることができる。
【００６３】
（４０）本願発明の実施形態において、前記半導体結晶を加工する工程は、前記半導体結晶に水流を噴射する工程を含むことが好ましい。この場合には、半導体結晶の加工屑を除去するとともに、ワイヤを効率良く冷却することができる。
【００６４】
（４１）本願発明の実施形態において、前記水流の流量は、１ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下であることが好ましい。この場合には、半導体結晶の効率的な加工が可能になるとともにカーフロスを低く抑えることができ、さらにはワイヤの破断も抑制することができる。
【００６５】
（４２）本願発明の実施形態において、前記支持板上に前記半導体結晶を貼り付ける工程は、前記支持板と前記半導体結晶とをホットメルトワックスにより貼り付ける工程を含むことが好ましい。この場合には、加工後の半導体結晶と支持板との取り外しが容易となる。
【００６６】
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本願発明の一例である実施の形態の詳細について説明する。なお、実施の形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００６７】
＜実施の形態１の半導体ウェハの製造方法＞
図１に、実施の形態１の半導体ウェハの製造方法のフローチャートを示す。図１に示すように、実施の形態１の半導体ウェハの製造方法は、半導体結晶準備工程（Ｓ１０）と、貼り付け工程（Ｓ２０）と、加工工程（Ｓ３０）と、加熱工程（Ｓ４０）とを含んでおり、半導体結晶準備工程（Ｓ１０）の後に貼り付け工程（Ｓ２０）が行なわれ、貼り付け工程（Ｓ２０）の後に加工工程（Ｓ３０）が行なわれ、加工工程（Ｓ３０）の後に加熱工程（Ｓ４０）が行なわれる。なお、実施の形態の半導体ウェハの製造方法には、半導体結晶準備工程（Ｓ１０）、貼り付け工程（Ｓ２０）、加工工程（Ｓ３０）および加熱工程（Ｓ４０）以外の工程が含まれていてもよいことは言うまでもない。たとえば、貼り付け工程（Ｓ２０）において、加熱などが行なわれてもよい。
【００６８】
＜半導体結晶準備工程＞
半導体結晶準備工程（Ｓ１０）は、たとえば以下のようにして行なうことができる。まず、図２の模式的断面図に示すように、第１の下地基板３０上に半導体結晶１３を成長させる。半導体結晶１３の成長方法は、特に限定されないが、たとえば、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積）法、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、若しくは昇華法などの気相法、またはフラックス法、若しくは高窒素圧溶液法などの液相法などを用いることができる。
【００６９】
ここで、第１の下地基板３０上に成長させる半導体結晶１３の直径Ｄは、４０ｍｍ以上であることが好ましい。半導体結晶１３の直径Ｄが４０ｍｍ以上である場合には、半導体結晶１３を切断することにより得られた半導体ウェハが割れやすくなるため、半導体ウェハに割れが発生するのを低減できるという効果が発現する実施の形態の半導体ウェハの製造方法の適用がより効果的となる。
【００７０】
第１の下地基板３０は、半導体結晶１３の形成の下地とすることができるものであれば特に限定なく用いることができるが、たとえばシリコン（Ｓｉ）基板または砒化ガリウム（ＧａＡｓ）などの安価かつ後工程で容易に除去できる半導体基板を用いることが好ましい。
【００７１】
第１の下地基板３０上に成長させる半導体結晶１３も、特に限定されないが、窒化ガリウム（ＧａＮ）結晶または炭化珪素（ＳｉＣ）結晶であることが好ましい。ＧａＮ結晶およびＳｉＣ結晶は非常に高価であるため、半導体ウェハに割れが発生するのを低減できるという実施の形態の半導体ウェハの製造方法の適用がより効果的となる。
【００７２】
また、半導体結晶１３の２５℃における体積抵抗率は、３×１０-2Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。この場合には、後述する加工工程（Ｓ３０）において、ワイヤ放電加工により半導体結晶１３を切断するときに、半導体結晶１３の加工が別の箇所で起こるのを有効に抑制することができるため、ワイヤ放電加工による半導体結晶１３のより正確な切断が可能となる。なお、半導体結晶１３の２５℃における体積抵抗率は、たとえば、四探針法、渦電流法またはホール効果測定などにより求めることができる。
【００７３】
次に、図３の模式的断面図に示すように、半導体結晶１３から第１の下地基板３０を除去する。なお、第１の下地基板３０の除去方法は、第１の下地基板３０を選択的に除去することができる方法であれば特に限定されず、たとえば第１の下地基板３０がＳｉ基板である場合には、第１の下地基板３０をフッ化水素酸などを含む溶液に溶解させる方法などを用いることができる。また、たとえば第１の下地基板３０がＧａＡｓ基板である場合には、第１の下地基板３０を王水などを含む溶液に溶解させる方法などを用いることができる。
【００７４】
次に、図４の模式的断面図に示すように、半導体結晶１３の表面上に第１の接合層１２ａを形成する。第１の接合層１２ａとしては、たとえば、酸化珪素（ＳｉＯ2）および酸化チタン（ＴｉＯ2）の少なくとも一方を含む単層または複数層などを用いることができる。第１の接合層１２ａの形成方法も特に限定されないが、たとえばＣＶＤ（化学気相堆積）法などを用いることができる。第１の接合層１２ａの厚さも特に限定されないが、たとえば０．２μｍ以上２μｍ以下とすることができる。
【００７５】
また、図５の模式的断面図に示すように、第２の下地基板１１上に第２の接合層１２ｂを形成する。第２の接合層１２ｂとしては、たとえば、ＳｉＯ2およびＴｉＯ2の少なくとも一方を含む単層または複数層などを用いることができる。第２の接合層１２ｂの形成方法も特に限定されないが、たとえばＣＶＤ法などを用いることができる。第２の接合層１２ｂの厚さも特に限定されないが、たとえば０．２μｍ以上２μｍ以下とすることができる。
【００７６】
第２の下地基板１１は、第２の接合層１２ｂの形成の下地とすることができるものであれば特に限定なく用いることができ、たとえばムライト（アルミナと酸化珪素との複合酸化物）基板などの絶縁性基板を用いることができる。
【００７７】
次に、図６の模式的断面図に示すように、図４に示す第１の接合層１２ａと、図５に示す第２の接合層１２ｂとを重ね合わせ、第１の接合層１２ａと第２の接合層１２ｂとを接合する。これにより、図７の模式的断面図に示すように、第１の接合層１２ａと第２の接合層１２ｂとが一体化した接合層１２が形成され、第２の下地基板１１と半導体結晶１３とが接合されて、接合層１２で第２の下地基板１１と接合された半導体結晶１３の準備工程が完了する。
【００７８】
第１の接合層１２ａと第２の接合層１２ｂとの接合方法は、特に限定されないが、たとえば直接接合法または表面活性化法などを用いることができる。直接接合法は、たとえば、第１の接合層１２ａの接合面と第２の接合層１２ｂの接合面とをそれぞれ洗浄し、これらの接合面を重ね合わせた後に約６００℃〜約１２００℃程度に加熱して接合することにより行なうことができる。また、表面活性化法は、たとえば、第１の接合層１２ａの接合面と第２の接合層１２ｂの接合面とをそれぞれ洗浄し、プラズマやイオンなどで活性化させた後に約２５℃〜約４００℃程度に加熱して接合することにより行なうことができる。
【００７９】
なお、半導体結晶準備工程（Ｓ１０）は、後述する貼り付け工程（Ｓ２０）で第１の支持基板に貼り付けることができる半導体結晶１３を準備することができれば、上記の工程には特に限定されない。
【００８０】
＜貼り付け工程＞
貼り付け工程（Ｓ２０）は、たとえば図８の模式的断面図に示すように、第１の支持板７上に半導体結晶１３を貼り付けることによって行なうことができる。ここで、第１の支持板７上への半導体結晶１３の貼り付けは、たとえば、第１の支持板７上に導電性接着材６を塗布などによって設置し、その後、導電性接着材６上に半導体結晶１３を設置して、第１の支持板７上に半導体結晶１３を導電性接着材６で貼り付けることによって行なうことができる。
【００８１】
実施の形態の半導体ウェハの製造方法において、第１の支持板７としては、第１の支持板７と半導体結晶１３との間の熱膨張係数差が４０％以下となる材質が用いられる。これは、本発明者が鋭意検討した結果、第１の支持板７に半導体結晶１３との間の熱膨張係数差が４０％以下となる材質を用いた場合には、後述する加熱工程（Ｓ４０）において、第１の支持板７を加熱することによって導電性接着材６を溶融し、後述する加工工程（Ｓ３０）により得られた半導体ウェハを取り出すときに、半導体ウェハに割れが発生するのを低減することができることを見い出したことによるものである。なお、本明細書において、支持基板（第１の支持板７）と半導体結晶（半導体結晶１３）との間の熱膨張係数差は、以下の式（Ｉ）で表わされる。
熱膨張係数差［％］＝１００×｜（支持板の熱膨張係数）−（半導体結晶の熱膨張係数）｜／（半導体結晶の熱膨張係数）  …（Ｉ）
【００８２】
また、本明細書において、支持板（第１の支持板７）の熱膨張係数および半導体結晶（半導体結晶１３）の熱膨張係数としては、それぞれ、室温（２５℃）から８００℃まで昇温したときの平均線熱膨張係数をＴＭＡ（熱機械分析）により測定された値が用いられる。
【００８３】
なお、平均線熱膨張係数αは、以下の式（ＩＩ）で表わされる。
平均線熱膨張係数α［１／℃］＝｜（８００℃における長さ［ｍｍ］）−（２５℃における長さ［ｍｍ］）｜／{（２５℃における長さ［ｍｍ］）×（８００−２５）}  …（ＩＩ）
【００８４】
また、ワイヤ放電加工により半導体結晶１３を切断することによって半導体ウェハを製造する場合には、第１の支持板７としては導電性材料を用いることが好ましい。この場合には、半導体結晶１３を切断するワイヤとの間に電圧を印加するための接点を第１の支持板７に設けることができる。
【００８５】
たとえば半導体結晶１３としてＧａＮ結晶が用いられる場合の第１の支持板７としては、酸化アルミニウムと炭化チタンとの複合体（アルチック）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびサーメット（チタンとニオブとを含む炭窒化物）からなる群から選択された少なくとも１つを含む材料を用いることが好ましい。この場合には、第１の支持板７と半導体結晶１３との間の熱膨張係数差を４０％以下にすることができるとともに、第１の支持板７に導電性を持たせることができる。
【００８６】
また、たとえば半導体結晶１３としてＳｉＣ結晶が用いられる場合の第１の支持板７としては、タングステンおよびモリブデンの少なくとも一方を含む材料を用いることが好ましい。この場合にも、第１の支持板７と半導体結晶１３との間の熱膨張係数差を４０％以下にすることができるとともに、第１の支持板７に導電性を持たせることができる。
【００８７】
第１の支持板７の２５℃における体積抵抗率は、１×１０-2Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。この場合には、後述する加工工程（Ｓ３０）において、ワイヤ放電加工により半導体結晶１３を切断するときに、半導体結晶１３の切断が別の箇所で起こるのを有効に抑制することができる。そのため、ワイヤ放電加工による半導体結晶１３のより正確な切断が可能となる。なお、第１の支持板７の２５℃における体積抵抗率は、たとえば、四探針法、渦電流法またはホール効果測定などにより求めることができる。
【００８８】
また、第１の支持板７の厚さは、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。第１の支持板７の厚さが５ｍｍ以上である場合には、第１の支持板７が変形しにくくなり、反りを生じさせることなく半導体結晶１３を加工することが可能となるため、半導体ウェハの製造歩留まりを向上させることができる。第１の支持板７の厚さが３０ｍｍ以下である場合には、第１の支持板７のコストを低減することができるため、半導体ウェハの製造コストを低く抑えることができる。
【００８９】
また、第１の支持板７は、円柱状であることが好ましい。第１の支持板７が円柱状である場合には、第１の支持板７を半導体結晶１３の研磨時の把持部材として容易に機能させることができる。
【００９０】
なお、導電性接着材６としては、第１の支持板７上に半導体結晶１３を貼り付けることが可能な導電性を有する材料であって、後述する加熱工程（Ｓ４０）において、第１の支持板７を加熱することによって溶融し、半導体結晶１３が加工されてなる半導体ウェハを取り出すことができる材料であれば特に限定されず、たとえば、バインダーと、バインダー中の導電性フィラーとを含む従来から公知の導電性接着材などを用いることができる。バインダーとしては、たとえば熱可塑性樹脂などを用いることができる。導電性フィラーとしては、たとえば、金粉末、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、アルミニウム粉末、カーボン粉末およびグラファイト粉末からなる群から選択された少なくとも１種などを用いることができる。
【００９１】
また、導電性接着材６の溶融温度も特に限定されないが、５０℃以上２００℃以下であることが好ましい。導電性接着材６の溶融温度が５０℃以上である場合には、導電性接着材６が溶融する温度が高いために、導電性接着材６の溶融後に固化した導電性接着材６による第１の支持板７への半導体結晶１３の固定をより確実なものとすることができる。また、導電性接着材６の溶融温度が２００℃以下である場合には、後述する加熱工程（Ｓ４０）において、導電性接着材６が高温に加熱されすぎないために熱による半導体ウェハへのダメージを抑えることができる。
【００９２】
また、第２の下地基板１１の導電性接着材６側と反対側の表面は、接着材２によって第２の支持板１と接着することができる。接着材２は、第２の下地基板１１と第２の支持板１とを接着することができるものであれば特に限定されず、たとえば従来から公知のホットメルトワックスなどを用いることができる。また、第２の支持板１も接着材２によって第２の下地基板１１を接着することができるものであれば特に限定されず、たとえばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などを用いることができる。
【００９３】
なお、貼り付け工程（Ｓ２０）は、後述する加工工程（Ｓ３０）で半導体結晶１３の加工ができる程度に第１の支持板７上に半導体結晶１３を貼り付けることができていれば、上記の工程には限定されない。
【００９４】
＜加工工程＞
加工工程（Ｓ３０）の一例は、たとえば図９の模式的断面図に示すように、導電性ワイヤ８を用いたワイヤ放電加工により半導体結晶１３を切断することにより行なうことができる。ワイヤ放電加工を用いた半導体結晶１３の切断により、半導体結晶１３から半導体ウェハを得ることができる。なお、ワイヤ放電加工は、第１の支持板７と導電性ワイヤ８との間に電圧を印加することにより放電を発生させ、当該放電による局所的な熱により半導体結晶１３を部分的に加熱して非接触で除去することにより行なうことができる。また、上述したように、ワイヤ放電加工によって半導体結晶１３を切断した場合には、ワイヤソーにより半導体結晶１３を切断した場合と比べて、半導体結晶１３の切断時のカーフロスを低減することができるとともに、半導体結晶１３の切断により得られた半導体ウェハの反りの発生および厚さのばらつきを低減することができる。
【００９５】
また、加工工程（Ｓ３０）の他の一例は、たとえば図１０の模式的断面図に示すように、ワイヤ放電加工による切断などにより得られた半導体結晶１３の表面１３ａを研磨することにより行なうことができる。この場合には、導電性接着材６によって貼り付けられた第１の支持板７を半導体結晶１３の表面１３ａの研磨時の把持部材として用いることができ、半導体結晶１３の表面１３ａの研磨ごとに第１の支持板７から半導体結晶１３を取り外す必要がなくなるため、半導体結晶１３の表面１３ａの効率的な研磨が可能となる。
【００９６】
なお、図１０に例示される半導体結晶１３の表面１３ａの研磨工程は、図９に例示されるワイヤ放電加工による半導体結晶１３の切断工程とは関係なく、単独で行なわれてもよい。たとえば、図９に例示されるワイヤ放電加工による切断とは別の方法で得られた半導体結晶１３を導電性接着材６で第１の支持板７に貼り付けた後に、半導体結晶１３の表面１３ａを研磨してもよい。なお、半導体結晶１３の表面１３ａの研磨工程を、ワイヤ放電加工による半導体結晶１３の切断工程と関係なく行なう場合には、半導体結晶１３を第１の支持板７に貼り付ける接着材としては、上記の導電性接着材６以外に、絶縁性接着材も用いることができる。なお、絶縁性接着材としては、導電性接着材６と同様に、たとえば、第１の支持板７の加熱によって溶融するものを用いることができる。
【００９７】
また、図１０に例示される半導体結晶１３の表面１３ａの研磨工程は、図９に例示されるワイヤ放電加工による半導体結晶１３の切断工程と組み合わされて行なわれてもよい。たとえば、図９に例示されるワイヤ放電加工による切断後の半導体結晶１３を第１の支持板７から取り外すことなく、第１の支持板７に貼り付けた状態で、半導体結晶１３の表面１３ａを研磨してもよい。
【００９８】
＜加熱工程＞
加熱工程（Ｓ４０）は、たとえば、第１の支持板７を加熱することによって第１の支持板７上の導電性接着材６を導電性接着材６の溶融温度以上の温度に加熱することにより行なうことができる。これにより、導電性接着材６が溶融して液体状態となるため、加工工程（Ｓ３０）後の半導体ウェハを第１の支持板７から取り外すことができる。実施の形態の半導体ウェハの製造方法においては第１の支持板７と半導体結晶１３との間の熱膨張係数差が４０％以下とされている。そのため、加熱工程（Ｓ４０）において、第１の支持板７を加熱することによって導電性接着材６を溶融し、後述する加工工程（Ｓ３０）により得られた半導体ウェハを取り出すときに、半導体ウェハに割れが発生するのを低減することができる。
【００９９】
＜作用効果＞
実施の形態１の半導体ウェハの製造方法においては、第１の支持板７と半導体結晶１３との間の熱膨張係数差が４０％以下とされているため、第１の支持板７を加熱することによって半導体ウェハを取り出すときに、半導体ウェハに割れが発生するのを低減することができる。
【０１００】
＜実施の形態２の半導体ウェハの製造方法＞
図１３に、実施の形態２の半導体ウェハの製造方法のフローチャートを示す。図１３に示すように、実施の形態２の半導体ウェハの製造方法は、ワイヤ準備工程（Ｓ１１）と、ワイヤ設置工程（Ｓ２１）と、半導体結晶設置工程（Ｓ３１）と、ワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）と、半導体結晶加工工程（Ｓ５１）とを含んでおり、ワイヤ準備工程（Ｓ１１）の後にワイヤ設置工程（Ｓ２１）が行なわれ、ワイヤ設置工程（Ｓ２１）の後に半導体結晶設置工程（Ｓ３１）が行なわれ、半導体結晶設置工程（Ｓ３１）の後にワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）が行なわれ、ワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）の後に半導体結晶加工工程（Ｓ５１）が行なわれる。なお、実施の形態２の半導体ウェハの製造方法には、ワイヤ準備工程（Ｓ１１）、ワイヤ設置工程（Ｓ２１）、半導体結晶設置工程（Ｓ３１）、ワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）および半導体結晶加工工程（Ｓ５１）以外の工程が含まれていてもよいことは言うまでもない。
【０１０１】
＜ワイヤ準備工程＞
ワイヤ準備工程（Ｓ１１）は、たとえば、半導体結晶１３の加工に用いられるワイヤを準備することにより行うことができる。図１４に、ワイヤ準備工程（Ｓ１１）で用いられるワイヤの一例の模式的な斜視図を示し、図１５に、図１４のＸＶ−ＸＶに沿った模式的な断面図を示す。図１４に示すように、導電性ワイヤ８は、直線状に延在している。また、図１５に示すように、導電性ワイヤ８は、芯材８ａと、芯材８ａの外表面を被覆するめっき層８ｂと、を含んでいる。
【０１０２】
導電性ワイヤ８の芯材８ａの材料は特に限定されないが、ステンレスを用いることが好ましい。導電性ワイヤ８の芯材８ａにステンレスを用いた場合には、導電性ワイヤ８の強度を高く保持することができる傾向にある。
【０１０３】
導電性ワイヤ８のめっき層８ｂの材料は特に限定されないが、亜鉛（Ｚｎ）を含む材料を用いることが好ましく、銅（Ｃｕ）とＺｎとの合金、またはＺｎを用いることが好ましい。導電性ワイヤ８のめっき層８ｂにＺｎを含む材料を用いた場合、特にＣｕとＺｎとの合金、またはＺｎを用いた場合には、めっき層８ｂの導電率を高くすることができるため、ワイヤ放電加工のような導電性ワイヤ８に高周波の電流を流す加工を行う場合には、表皮効果を利用して、めっき層８ｂに効率良く電流を流すことが可能となる。なお、ＣｕとＺｎとの合金としては、ＣｕとＺｎとの質量比がＣｕ：Ｚｎ＝６：４〜Ｃｕ：Ｚｎ＝７：３の合金を用いることが好ましい。この場合には、表皮効果により、めっき層８ｂにさらに効率良く電流を流すことが可能となる。
【０１０４】
図１５に示される導電性ワイヤ８の直径ｄは特に限定されないが、７０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。導電性ワイヤ８の直径ｄが７０μｍ以上である場合には、たとえば半導体結晶１３をワイヤ放電加工により切断して直径４インチの表面の半導体ウェハを製造するときに、導電性ワイヤ８が破断しないように導電性ワイヤ８の張力を下げなくてもよいことから、導電性ワイヤ８の振動による加工ロスを低く抑えることができる。また、導電性ワイヤ８の直径ｄが１００μｍ以下である場合には、たとえば半導体結晶１３をワイヤ放電加工により切断して直径４インチの表面の半導体ウェハを製造するときに、導電性ワイヤ８の直径ｄが大きすぎることによる加工ロスを低く抑えることができる。
【０１０５】
図１５に示されるめっき層８ｂの厚さｔも特に限定されないが、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。めっき層８ｂの厚さｔが５μｍ以上である場合には、めっき層８ｂの電気抵抗を低くすることができるため、導電性ワイヤ８全体の電気抵抗を低くすることができる。また、めっき層８ｂの厚さｔが２０μｍ以下である場合には芯材８ａを細く形成しなくてもよいため、導電性ワイヤ８の強度の低下をすることができる。
【０１０６】
導電性ワイヤ８の破断強度は、１８００Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。導電性ワイヤ８の破断強度が１８００Ｎ／ｍｍ2以上である場合には、導電性ワイヤ８の破断による半導体結晶１３の加工効率の低下を抑制することができる。なお、導電性ワイヤ８の破断強度は、引張強度試験を行うことにより測定された値である。
【０１０７】
＜ワイヤ設置工程＞
ワイヤ設置工程（Ｓ２１）は、たとえば、ワイヤ準備工程（Ｓ１１）で準備した導電性ワイヤ８の両端をそれぞれダイスに把持することにより行うことができる。図１６（ａ）および図１７（ａ）に、ワイヤ設置工程（Ｓ２１）の一例を図解する模式的な平面透視図を示す。図１６（ａ）は導電性ワイヤ８の走行方向２１に沿った平面透視図であり、図１７（ａ）は導電性ワイヤ８の走行方向２１と直交する方向２２における平面透視図である。
【０１０８】
図１６（ａ）および図１７（ａ）に示すように、導電性ワイヤ８は、所定の張力を有するように、上部ノズル４１ａの内部の上部ダイス４１ｂと、下部ノズル４２ａの内部の下部ダイス４２ｂとの間に把持される。導電性ワイヤ８の一端が上部ダイス４１ｂに把持され、導電性ワイヤ８の他端が下部ダイス４２ｂに把持される。
【０１０９】
導電性ワイヤ８は、たとえば図１６（ｂ）に示すように、導電性ワイヤ８の進行方向２１において、導電性ワイヤ８の長手方向８０が、鉛直方向２０に対して２μｍ以下のズレ（Ｓ１）となるように設置されることが好ましい。この場合には、導電性ワイヤ８を用いた半導体結晶１３の加工により得られる半導体ウェハの形状に発生するばらつきを抑えることができる。
【０１１０】
導電性ワイヤ８は、たとえば図１７（ｂ）に示すように、導電性ワイヤ８の進行方向２１と直交する方向２２において、導電性ワイヤ８の長手方向８０が、鉛直方向２０に対して２μｍ以下のズレ（Ｓ２）となるように設置されることが好ましい。この場合には、半導体結晶１３の厚さ方向に対して垂直な方向における半導体結晶１３の加工をより正確に行うことができる。
【０１１１】
＜半導体結晶設置工程＞
半導体結晶設置工程（Ｓ３１）は、たとえば、ワイヤ設置工程（Ｓ２１）で設置された導電性ワイヤ８により半導体結晶１３を加工することができるように、第１の支持板７と第２の支持板１との間に貼り付けられた半導体結晶１３を設置することにより行うことができる。図１８（ａ）に、半導体結晶設置工程（Ｓ３１）の一例を図解する模式的な平面透視図を示す。なお、図１８（ａ）は導電性ワイヤ８の走行方向２１と直交する方向２２における平面透視図である。また、図１８〜図２２および図２４〜図２６において、第１の支持板７と半導体結晶１３との間には導電性接着材６等の他の部材が設置されていてもよく、第２の支持板１と半導体結晶１３との間には接着材２、第２の下地基板１１および接合層１２等の他の部材が設置されていてもよいが、説明の便宜のため、これらの部材についての記載は省略する。
【０１１２】
導電性ワイヤ８の長手方向における支持板の長さＬ１が、導電性ワイヤ８の長手方向における半導体結晶１３の長さＬ２の１０２％以上１２５％以下とされる。なお、導電性ワイヤ８の長手方向における第１の支持板７および第２の支持板１の少なくとも一方の長さが、導電性ワイヤ８の長手方向における半導体結晶１３の長さＬ２の１０２％以上１２５％以下であればよい。
【０１１３】
半導体結晶１３は、たとえば図１８（ｂ）に示すように、半導体結晶１３の厚さ方向２３が導電性ワイヤ８の長手方向８０と垂直となるように設置されることが好ましい。この場合には、半導体結晶１３の厚さ方向に対して垂直な方向における半導体結晶１３の加工をより正確に行うことができる。なお、本明細書において、「半導体結晶１３の厚さ方向２３が導電性ワイヤ８の長手方向８０と垂直」とは、半導体結晶１３の厚さ方向２３と導電性ワイヤ８の長手方向８０とが為す角度が９０°±０．０１°の範囲内の角度となることを意味する。
【０１１４】
半導体結晶１３は、たとえば図１８（ｃ）に示すように、導電性ワイヤ８の長手方向８０と導電性ワイヤ８の長手方向８０における支持板の長さ方向２４とが平行となるように設置されることが好ましい。この場合にも、半導体結晶１３の厚さ方向に対して垂直な方向における半導体結晶１３の加工をより正確に行うことができる。なお、本明細書において、「導電性ワイヤ８の長手方向８０と導電性ワイヤ８の長手方向８０における支持板の長さ方向２４とが平行」とは、導電性ワイヤ８の長手方向８０と導電性ワイヤ８の長手方向８０における支持板（第１の支持板７および第２の支持板１）の長さ方向２４とが為す角度が０°±０．０１°の範囲内の角度となることを意味する。
【０１１５】
＜ワイヤ位置調整工程＞
半導体結晶設置工程（Ｓ３１）において半導体結晶１３を設置した後には、ワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）を行うことが好ましい。ワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）を行うことによって、導電性ワイヤ８による半導体結晶１３の加工位置をより正確に決定することができる。
【０１１６】
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）に、ワイヤ位置調整工程の一例を図解する模式的な平面図を示す。本実施の形態において、ワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）は、図１９（ａ）、図１９（ｂ）および図１９（ｃ）の順に行われる。
【０１１７】
まず、図１９（ａ）に示すように、導電性ワイヤ８を矢印３１の方向に移動させることによって、図１９（ｂ）に示すように、導電性ワイヤ８を第１の支持板７の露出面に接触させる。このとき、導電性ワイヤ８に電圧を印加して導電性ワイヤ８から第１の支持板７に電流を流す。これにより、第１の支持板７の露出面の座標を明確にする。そして、図１９（ｃ）に示すように、第１の支持板７の露出面の位置を基準として、導電性ワイヤ８を矢印３２の方向（第１の支持板７の露出面に対して垂直な方向であって第１の支持板７の露出面から離れる方向）に所定の移動量３３だけ移動させ、導電性ワイヤ８の加工位置を決定する。
【０１１８】
ここで、導電性ワイヤ８の移動量３３は、たとえば、半導体結晶１３を導電性ワイヤ８により切断して厚さＴの半導体ウェハを得る場合には、ワイヤの直径をｄ、カーフロスをＴｓ、研磨ロスをＴｋとしたときに、（Ｔ＋Ｔｋ＋（Ｔｓ／２）−（ｄ／２））とすることができる（図２０参照）。
【０１１９】
＜半導体結晶加工工程＞
ワイヤ位置調整工程（Ｓ４１）によって導電性ワイヤ８の位置を調整した後には、半導体結晶加工工程（Ｓ５１）が行われる。本実施の形態において、半導体結晶加工工程（Ｓ５１）は、導電性ワイヤ８を用いたワイヤ放電加工によって半導体結晶１３を切断することにより行われる。
【０１２０】
図２１に、半導体結晶１３の加工工程（Ｓ５１）の一例を図解する模式的な斜視図を示す。導電性ワイヤ８の加工位置の決定後に半導体結晶１３は水（図示せず）中に配置される。そして、第１の支持板７と導電性ワイヤ８との間に電圧を印加することにより放電を発生させ、当該放電による局所的な熱により半導体結晶１３を部分的に加熱して非接触で除去する。そして、半導体結晶１３を除去しながら図２１に示す進行方向２１に沿って導電性ワイヤ８を移動させていくことにより、半導体結晶１３を切断する。
【０１２１】
半導体結晶１３が配置される水の抵抗率は、１０ＭΩｃｍ以上２０ＭΩｃｍ以下であることが好ましい。水の抵抗率が１０ＭΩｃｍ以上である場合には、水の絶縁性が高く、半導体結晶１３以外の箇所における放電の発生を抑制することができるため、半導体結晶１３の加工をより効率的に行うことができる。また、水の抵抗率が２０ＭΩｃｍ以下である場合には、水からイオン除去等の処理を容易に行うことができることから、半導体ウェハの製造コストを低く抑えることができる。
【０１２２】
半導体結晶１３の加工時に導電性ワイヤ８に印加される張力は、５Ｎ以上１２Ｎ以下であることが好ましい。半導体結晶１３の加工時における導電性ワイヤ８の張力が５Ｎ以上である場合には、導電性ワイヤ８の張力が小さいことに起因する導電性ワイヤ８の振動を抑えることができるため、加工ロスを低く抑えることができる。また、半導体結晶１３の加工時における導電性ワイヤ８の張力が１２Ｎ以下である場合には、導電性ワイヤ８に印加された張力による導電性ワイヤ８の破断を抑制することができる。
【０１２３】
半導体結晶１３の加工時に導電性ワイヤ８に印加される電圧は、３０Ｖ以上８０Ｖ以下であることが好ましい。半導体結晶１３の加工時に導電性ワイヤ８に印加される電圧が３０Ｖ以上である場合には、導電性ワイヤ８と半導体結晶１３との間の距離をある程度保ちながら半導体結晶１３の切断を行うことができるため、導電性ワイヤ８の破断を抑えて半導体結晶１３を安定して加工することができる。半導体結晶１３の加工時に導電性ワイヤ８に印加される電圧が８０Ｖ以下である場合には、導電性ワイヤ８と半導体結晶１３との間の距離を広げすぎることなく半導体結晶１３の切断が可能となるため、半導体結晶１３のカーフロスを低く抑えることができる。
【０１２４】
半導体結晶１３の加工時に導電性ワイヤ８にパルス電圧を印加する場合におけるパルス電圧のパルス幅は、０．１マイクロ秒以上５００マイクロ秒以下であることが好ましく、０．２マイクロ秒以上２００マイクロ秒以下であることがより好ましい。パルス電圧のパルス幅が０．１マイクロ秒以上５００マイクロ秒以下である場合、特に０．２マイクロ秒以上２００マイクロ秒以下である場合には、導電性ワイヤ８の発熱を最小限に抑えて導電性ワイヤ８の破断を抑制できるとともに、効率の良い加工を行うことができる。
【０１２５】
半導体結晶１３の加工時において導電性ワイヤ８は、鉛直方向２０の上方から下方に向かって送られて半導体結晶１３の加工が行われるが、導電性ワイヤ８の送り速度は、１００ｍ／ｈ以上１０００ｍ／ｈ以下であることが好ましい。導電性ワイヤ８の送り速度が１００ｍ／ｈ以上である場合には、導電性ワイヤ８の消耗を抑えることができるため、導電性ワイヤ８の破断の頻度を低減することができる。また、導電性ワイヤ８の送り速度が１００ｍ／ｈ以下である場合には、導電性ワイヤ８の使用量を低く抑えることができるため、半導体ウェハの製造コストを低く抑えることができる。なお、「ｍ／ｈ」は、１時間当たりに送られる導電性ワイヤ８の長さ［ｍ］を意味している。
【０１２６】
図２２に図２１を矢印５１の方向から見たときの模式的な平面図を示し、図２３に図２１を矢印５２の方向から見たときの模式的な平面図を示す。図２４に図２１を矢印５３の方向から見たときの模式的な平面図を示し、図２５に図２１を矢印５４の方向から見たときの模式的な平面図を示す。
【０１２７】
たとえば図２４に示すように、導電性ワイヤ８を用いたワイヤ放電加工による半導体結晶１３の切断時においては、導電性ワイヤ８と半導体結晶１３との間に半導体結晶１３の加工屑１３ｂが生じる。この半導体結晶１３の加工屑１３ｂを除去するとともに、導電性ワイヤ８を効率良く冷却するために、たとえば図２２、図２３および図２５に示すように、導電性ワイヤ８による半導体結晶１３の加工部分に水流６１を噴射することが好ましい。なお、水流６１は、上部ノズル４１ａおよび下部ノズル４２ａの少なくとも一方から半導体結晶１３に対して噴射することができる。
【０１２８】
水流６１の流量は、１ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下であることが好ましい。水流６１の流量が１ｓｌｍ以上である場合には半導体結晶１３の加工屑１３ｂを効率良く除去することができるため、半導体結晶１３の効率的な加工が可能になるとともにカーフロスを低く抑えることができ、さらには導電性ワイヤ８の破断も抑制することができる。また、水流６１の流量が１０ｓｌｍ以下である場合には水流６１が強すぎることによる導電性ワイヤ８および半導体結晶１３のブレを抑えて、半導体結晶１３の効率的な加工が可能になるとともにカーフロスを低く抑えることができ、さらには導電性ワイヤ８の破断も抑制することができる。なお、「ｓｌｍ」は、標準状態（圧力：１ａｔｍ、温度：０℃）における１分間あたりの流量をリットルの単位で表したものである。
【０１２９】
水流６１の鉛直方向２０に直交する方向の断面が円形である場合には、当該水流６１の断面の直径は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。水流６１の断面の直径が１ｍｍ以上である場合には、乱流の発生が少ない水流６１を発生させることが可能となる。また、水流６１の断面の直径が３ｍｍ以下である場合には、水流６１の流速を速く保つことが可能となり、効率の良い導電性ワイヤ８の冷却が可能となる。
【０１３０】
水流６１の長さは、１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。水流６１の長さが１００μｍ以上である場合には、第１の支持板７および第２の支持板１に生じるわずかな揺れ、ならびに第１の支持板７および／または第２の支持板１と、上部ノズル４１ａおよび／または下部ノズル４２ａとの衝突による機械の破損とを回避することができる傾向が大きくなる。また、水流６１の長さが１０００μｍ以下である場合には、効率の良い加工屑１３ｂの排出と導電性ワイヤ８の冷却とが可能となるため、導電性ワイヤ８の破断を抑制することができる。
【０１３１】
なお、実施の形態２の半導体結晶加工工程（Ｓ５１）後には、実施の形態１の加熱工程（Ｓ４０）を行うこともできる。
【０１３２】
＜作用効果＞
上述のように、実施の形態２の半導体ウェハの製造方法においては、導電性ワイヤ８の長手方向における支持板の長さＬ１が、導電性ワイヤ８の長手方向における半導体結晶１３の長さＬ２の１０２％以上１２５％以下とされる。これは、本発明者が鋭意検討した結果、Ｌ１がＬ２の１０２％以上１２５％以下である場合には、半導体ウェハの加工ロスを低減することができることを見出したことによるものである。すなわち、Ｌ１がＬ２の１０２％未満である場合には、Ｌ１に対してＬ２が大きくなりすぎるため、半導体結晶１３の加工時に半導体結晶１３の周縁に欠けが生じるケースが頻発する。また、Ｌ１がＬ２の１２５％を超える場合には、上部ダイス４１ｂと下部ダイス４２ｂとの間の導電性ワイヤ８の長さが導電性ワイヤ８の長手方向における半導体結晶１３の長さＬ２に対して長くなりすぎてしまい、たとえば図２６に示すように、導電性ワイヤ８が振動して、半導体結晶１３の加工ロスが増大する。半導体ウェハの加工ロスをさらに低減する観点からは、導電性ワイヤ８の長手方向における支持板の長さＬ１が、導電性ワイヤ８の長手方向における半導体結晶１３の長さＬ２の１０２％以上１１０％以下とされることがより好ましく、１０５％以上１１０％以下とされることがさらに好ましい。
【０１３３】
実施の形態２における上記以外の説明は実施の形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
［実験例］
以下、実施の形態の半導体ウェハの製造方法の実験例について説明するが、実施の形態の半導体ウェハの製造方法は当該実験例に限定されるものではない。
【０１３４】
＜実験例１＞
まず、直径４インチ（１００ｍｍ）で、厚さ０．５ｍｍのＧａＡｓ基板の鏡面に研磨された（１１１）面上に、厚さ２ｍｍのＧａＮ単結晶をＨＶＰＥ法により成長させた。ここで、原料としては、金属ＧａにＨＣｌ（塩化水素）を吹き付けて塩化ガリウム（ＧａＣｌ）の形で供給し、さらにアンモニア（ＮＨ3）ガスを供給し、キャリアガスとしては水素（Ｈ2）ガスおよび窒素（Ｎ2）ガスを用いた。ＧａＮ単結晶の成長時のＧａＡｓ基板の温度を１０００℃とし、圧力を１気圧（１．０１３２５×１０5Ｐａ）とした。ＧａＮ単結晶の成長後、ＧａＡｓ基板を王水によって溶解して除去した。
【０１３５】
次に、ＧａＮ単結晶の表面上に厚さ２μｍのＳｉＯ2膜をＣＶＤ法により形成した。そして、ＧａＮ単結晶上のＳｉＯ2膜を酸化セリウム（ＣｅＯ2）スラリーを用いて研磨することにより、厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜のみを残存させた。
【０１３６】
また、ムライト基板の表面上に厚さ２μｍのＳｉＯ2膜をＣＶＤ法により形成した。そして、ＧａＮ単結晶上のＳｉＯ2膜をＣｅＯ2スラリーを用いて研磨することにより、厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜のみを残存させた。
【０１３７】
ＧａＮ単結晶上のＳｉＯ2膜の表面およびムライト基板上のＳｉＯ2膜の表面をアルゴン（Ａｒ）プラズマにより清浄化および活性化させた後、これらのＳｉＯ2膜の表面を重ね合わせ、３００℃の窒素雰囲気で２時間熱処理することによって、これらのＳｉＯ2膜を接合して一体化させた。
【０１３８】
これにより、ムライト基板上にＳｉＯ2膜およびＧａＮ単結晶がこの順に積層された複合基板が得られた。
【０１３９】
次に、上記のようにして得られた複合基板のムライト基板の表面をホットメルトワックスによってアルミナからなる下部プレートに貼り付け、ＧａＮ単結晶の表面を導電性接着材によりアルチックからなる上部プレートに貼り付けた。そして、当該上部プレートおよび下部プレートをワイヤ放電加工装置に固定し、ワイヤ放電加工装置のワイヤによってＧａＮ単結晶を切断して、ＧａＮ単結晶ウェハを得た。
【０１４０】
そして、上記のようにして得られたＧａＮ単結晶ウェハが導電性接着材で貼り付けられている上部プレートをホットプレート上に設置し、ホットプレートによって上部プレートを５０℃以上の温度に加熱して、導電性接着材を溶融させて液体状態とし、ＧａＮ単結晶ウェハを上部プレートから取り外した。
【０１４１】
上部プレートから取り外したＧａＮ単結晶ウェハを目視により確認したところ、ＧａＮ単結晶ウェハに割れが全く発生していないことが確認された。その結果を表１の評価の「割れ」の欄に示す。なお、表１の評価の「割れ」の欄において、目視によりＧａＮ単結晶ウェハを確認したときにＧａＮ単結晶ウェハに割れが全く確認されなかった場合の評価を「Ａ」とし、少しでも割れが確認された場合の評価を「Ｂ」としている。
【０１４２】
また、表１の半導体結晶の「熱膨張係数（１／℃）」の欄の数値は、上記と同一の条件で作製したＧａＮ単結晶について、室温（２５℃）から８００℃まで昇温したときの平均線熱膨張係数をＴＭＡ（熱機械分析）により測定した値である。具体的には、（株）リガク製ＴＭＡ８３１０を用いて示差膨張方式により窒素ガス流通雰囲気下でＧａＮ単結晶のａ軸方向の平均線熱膨張係数を測定した。
【０１４３】
また、表１の半導体結晶の「体積抵抗率（Ω・ｃｍ）」の欄の数値は、上記と同一の条件で作製したＧａＮ単結晶について、四探針法により測定した値である。
【０１４４】
また、表１の上部プレートの「熱膨張係数（１／℃）」の欄の数値は、室温（２５℃）から８００℃まで昇温したときの平均線熱膨張係数をＴＭＡにより測定した値である。具体的には、（株）リガク製ＴＭＡ８３１０を用いて示差膨張方式により窒素ガス流通雰囲気下で上部プレートの平均線熱膨張係数を測定した。
【０１４５】
また、表１の上部プレートの「体積抵抗率（Ω・ｃｍ）」の欄の数値は、上部プレートについて、四探針法により測定した値である。なお、表１の上部プレートの「体積抵抗率（Ω・ｃｍ）」の欄の「−」の表記は上部プレートの体積抵抗率（Ω・ｃｍ）が１００（Ω・ｃｍ）よりも高いことを意味している。
【０１４６】
さらに、表１の評価の「導電性」の欄において、上部プレートの体積抵抗率（Ω・ｃｍ）の欄の数値が１×１０-2（Ω・ｃｍ）以下であった場合の評価を「Ａ」とし、１×１０-2（Ω・ｃｍ）よりも高かった場合の評価を「Ｂ」としている。
【０１４７】
表１に示すように、実験例１において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は３９．３％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＡであった。図１１に、実験例１において得られたＧａＮ単結晶ウェハ１００の模式的な平面図を示す。
【０１４８】
＜実験例２＞
上部プレートにＭｏを用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１４９】
表１に示すように、実験例２において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は８．９％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＡであった。
【０１５０】
＜実験例３＞
上部プレートにサーメット（チタンとニオブとを含む炭窒化物）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１５１】
表１に示すように、実験例３において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は３２．１％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＡであった。
【０１５２】
＜実験例４＞
上部プレートにＷを用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１５３】
表１に示すように、実験例４において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は１９．６％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＡであった。
【０１５４】
＜実験例５＞
上部プレートに鉄（Ｆｅ）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１５５】
表１に示すように、実験例５において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は９６．４％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＢであった。図１２に、実験例５において得られたＧａＮ単結晶ウェハ１０１の模式的な平面図を示す。
【０１５６】
＜実験例６＞
上部プレートにＳｉＣを用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１５７】
表１に示すように、実験例６において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は１２．５％であって、導電性の評価はＢであり、割れの評価はＡであった。
【０１５８】
＜実験例７＞
上部プレートに銅（Ｃｕ）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１５９】
表１に示すように、実験例７において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は１６７．９％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＢであった。
【０１６０】
＜実験例８＞
上部プレートにムライトを用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１６１】
表１に示すように、実験例８において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は１６．１％であって、導電性の評価はＢであり、割れの評価はＡであった。
【０１６２】
＜実験例９＞
上部プレートにＡｌ2Ｏ3を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１６３】
表１に示すように、実験例９において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は３９．３％であって、導電性の評価はＢであり、割れの評価はＡであった。
【０１６４】
＜実験例１０＞
上部プレートにインコネル６００（ニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とＦｅとを含む合金）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１６５】
表１に示すように、実験例１０において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は１５０．０％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＢであった。
【０１６６】
＜実験例１１＞
上部プレートにＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１６７】
表１に示すように、実験例１１において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は２０３．６％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＢであった。
【０１６８】
＜実験例１２＞
上部プレートに石英を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１６９】
表１に示すように、実験例１２において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は９１．１％であって、導電性の評価はＢであり、割れの評価はＢであった。
【０１７０】
＜実験例１３＞
上部プレートに窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１７１】
表１に示すように、実験例１３において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は１９．６％であって、導電性の評価はＢであり、割れの評価はＡであった。
【０１７２】
＜実験例１４＞
上部プレートに窒化珪素（ＳｉＮ）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１７３】
表１に示すように、実験例１４において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は４２．９％であって、導電性の評価はＢであり、割れの評価はＢであった。
【０１７４】
＜実験例１５＞
上部プレートに窒化ホウ素と炭化珪素との複合体（ＢＮ−ＳｉＣ）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１７５】
表１に示すように、実験例１５において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は２８．６％であって、導電性の評価はＢであり、割れの評価はＡであった。
【０１７６】
＜実験例１６＞
上部プレートにグラッシーカーボンを用いたこと以外は実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差を算出し、導電性および割れの評価を行なった。その結果を表１に示す。
【０１７７】
表１に示すように、実験例１６において、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差は４１．１％であって、導電性の評価はＡであり、割れの評価はＢであった。
【０１７８】
【表１】
2015128150.tif 000003
【０１７９】
＜評価＞
表１に示すように、ＧａＮ単結晶と上部プレートとの間の熱膨張係数差が４０％以下である実験例１〜４、６、８、９、１３および１５のＧａＮ単結晶ウェハには割れが生じないことが確認された。
【０１８０】
＜実験例１７＞
放電加工にはワイヤ放電加工機を用いた。放電加工に用いる導電性ワイヤとしては、ＳＵＳからなる芯材の外表面にめっき層（質量比でＣｕ：Ｚｎ＝６：４）を５μｍ以上２０μｍ以下の厚さで被覆した直径１００μｍのものを準備した。導電性ワイヤの破断強度は、１８００Ｎ／ｍｍ2以上であった。
【０１８１】
次に、治具を用いて導電性ワイヤの垂直出しを行った。ここで、導電性ワイヤは、導電性ワイヤの進行方向、および導電性ワイヤの進行方向に直交する方向のいずれの方向においても鉛直方向に対して２μｍ以下のズレとなるように設置した。
【０１８２】
次に、ワークをワイヤ放電加工機に調整治具を介してセットした。ここで、ワークとしては、実験例１と同様にして、ＧａＮ単結晶を作製し、ムライト基板上にＳｉＯ2膜およびＧａＮ単結晶がこの順に積層された複合基板のムライト基板の表面をホットメルトワックスによってアルミナからなる第２の支持板に貼り付け、ＧａＮ単結晶の表面を導電性接着材によりアルチックからなる第１の支持板に貼り付けたものを準備した。
【０１８３】
次に、（ｉ）導電性ワイヤの長手方向と、導電性ワイヤの長手方向における第１の支持板および第２の支持板の長さ方向とが平行となるように、かつ、（ｉｉ）導電性ワイヤの進行方向と、導電性ワイヤの長手方向と直交する方向における第１の支持板および第２の支持板の長さ方向とが平行となるように、ダイヤルゲージを用いて傾きを測定して、調整治具の調整機構を用いてワークの位置調整を行った。これにより、（ｉ）導電性ワイヤの長手方向と導電性ワイヤの長手方向における第１の支持板および第２の支持板の長さ方向との平行からのズレが５μｍとなり、かつ（ｉｉ）導電性ワイヤの進行方向と、導電性ワイヤの長手方向と直交する方向における第１の支持板および第２の支持板の長さ方向との平行からのズレが５μｍとなった。なお、上記の（ｉ）および（ｉｉ）のズレが１０μｍである場合には、加工ロスを大幅に低減することができる。
【０１８４】
上記のようにして、ＧａＮ単結晶の厚さ方向を導電性ワイヤの長手方向と垂直とし、かつ導電性ワイヤの長手方向における第１の支持板および第２の支持板の長さ方向を導電性ワイヤの長手方向と平行とした。
【０１８５】
さらに、下部ノズルと第１の支持板および第２の支持板の下面との間の隙間が０．２ｍｍとなるように隙間ゲージを用いて調整を行った。また、上部ノズルと第１の支持板および第２の支持板の上面との間の隙間が０．２ｍｍとなるように隙間ゲージを用いて調整を行った。
【０１８６】
次に、導電性ワイヤの加工位置を決定するため、第１の支持板のＧａＮ単結晶からの露出面に導電性ワイヤが接触するようにノズルを移動させ、導電性ワイヤに電圧を印加して導電性ワイヤから第１の支持板に電流を流して、第１の支持板の露出面の座標を明確にした。この第１の支持板の露出面の座標を基準にして、ノズルを移動させ、第１の支持板の露出面に対して垂直な方向であって第１の支持板７の露出面から離れる方向に導電性ワイヤを移動させた。
【０１８７】
ここで、導電性ワイヤの移動量は、半導体ウェハの厚さをＴ、ワイヤの直径をｄ、カーフロスをＴｓ、研磨ロスをＴｋとしたときに、（Ｔ＋Ｔｋ＋（Ｔｓ／２）−（ｄ／２））とした。
【０１８８】
次に、加工槽に水を張り、ワークを水中に配置した。ワークが配置された水の抵抗率は、１０ＭΩｃｍ以上２０ＭΩｃｍ以下とした。
【０１８９】
次に、導電性ワイヤに６０Ｖの電圧を印加して、導電性ワイヤの送りを開始した。導電性ワイヤの送りの方向は、加工で生じた加工屑が重力で落下する方向と導電性ワイヤの送りの方向とを一致させて効率良く加工屑を排出するため、鉛直方向の上方から下方に向かう方向とした。また、導電性ワイヤの送り速度は、１０ｍ／ｈ以上１０００ｍ／ｈ以下の範囲内の所定の速度とした。また、上部ノズルおよび下部ノズルのそれぞれから、加工屑を押し流し、導電性ワイヤを効率良く冷却する目的で、導電性ワイヤおよび半導体結晶に対して、１ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下の範囲内の所定の流量で水流を噴射した。
【０１９０】
その後、ワークに向かってノズルを移動させることにより、導電性ワイヤを進行させて、ＧａＮ単結晶の切断を行った。ＧａＮ単結晶の切断時の導電性ワイヤの張力は５Ｎ以上１２Ｎ以下の範囲内の所定の張力とした。ここで、ＧａＮ単結晶の切断時においては、放電電圧が一定となるように導電性ワイヤの移動速度を調整し、導電性ワイヤとＧａＮ単結晶との間の距離が一定となるように制御されることが好ましい。
【０１９１】
ＧａＮ単結晶の切断後は、上記のようにして得られたＧａＮ単結晶ウェハが導電性接着材で貼り付けられている第１の支持板をホットプレート上に設置し、ホットプレートによって第１の支持板を５０℃以上の温度に加熱して、導電性接着材を溶融させて液体状態とし、ＧａＮ単結晶ウェハを第１の支持板から取り外した。
【０１９２】
上述のようなＧａＮ単結晶ウェハの製造を、導電性ワイヤの長手方向における支持板の長さＬ１が、導電性ワイヤの長手方向におけるＧａＮ単結晶の長さＬ２の１００％、１０２％、１１０％、１２５％および１３０％となるそれぞれの場合における加工ロスを算出すると、Ｌ１がＬ２の１０２％、１１０％および１２５％である場合には、１００％および１３０％の場合と比べて加工ロスを低減することができる。
【０１９３】
以上のように本発明の実施の形態および実験例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および各実験例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１９４】
今回開示された実施の形態および実験例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明は、半導体ウェハの製造方法に利用することができ、特に、ＧａＮ結晶またはＳｉＣ結晶を含む半導体ウェハを製造することができる。
【符号の説明】
【０１９６】
１  第２の支持板
２  接着材
６  導電性接着材
７  第１の支持板
８  導電性ワイヤ
１１  第２の下地基板
１２  接合層
１２ａ  第１の接合層
１２ｂ  第２の接合層
１３  半導体結晶
１３ａ  表面
１３ｂ  加工屑
２０  鉛直方向
２１  ワイヤの進行方向
２２  ワイヤの進行方向と直交する方向
２３  半導体結晶の厚さ方向
２４  支持板の長さ方向
３０  第１の下地基板
３１，３２，５１，５２，５３，５４  矢印
３３  移動量
４１ａ  上部ノズル
４１ｂ  上部ダイス
４２ａ  下部ノズル
４２ｂ  下部ダイス
６１  水流
８０  ワイヤの長手方向
１００，１０１  ＧａＮ単結晶ウェハ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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