(57)【要約】【課題】ワイヤソーを用いてインゴットを切断する際、インゴットの切断終了時付近におけるインゴットの急激な冷却を軽減し、その結果ナノトポグラフィの発生を抑制するとともに、さらに厚さも均一で高品質のウエーハに切断する方法を提供する。【解決手段】ワイヤを複数の溝付きローラに巻掛けし、該溝付きローラに切断用スラリを供給しつつ、前記ワイヤを走行させながらインゴットに押し当ててウエーハ状に切断する方法であって、前記インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達してから、切断が終了するまでの間のみ、該インゴットに、インゴット温調用スラリを前記切断用スラリとは独立して供給温度を制御して供給することにより、切り込み深さが直径の２／３以上におけるインゴットの冷却速度を制御して切断する切断方法。【選択図】図３
2008073816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤを複数の溝付きローラに巻掛けし、該溝付きローラに切断用スラリを供給しつつ、前記ワイヤを走行させながらインゴットに押し当ててウエーハ状に切断する方法であって、前記インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達してから、切断が終了するまでの間のみ、該インゴットに、インゴット温調用スラリを前記切断用スラリとは独立して供給温度を制御して供給することにより、切り込み深さが直径の２／３以上におけるインゴットの冷却速度を制御して切断することを特徴とする切断方法。
【請求項２】
前記インゴット温調用スラリを、前記切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達した時のインゴットの温度で供給を開始し、その後、供給温度を徐々に下降させながら供給することを特徴とする請求項１に記載の切断方法。
【請求項３】
前記インゴット温調用スラリの供給温度を下降させて、切断終了時に前記切断用スラリの供給温度と同じにすることを特徴とする請求項２に記載の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーを用いて、シリコンインゴット、化合物半導体のインゴット等から多数のウエーハを切り出す切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウエーハの大型化が望まれており、この大型化に伴い、インゴットの切断には専らワイヤソーが使用されている。
ワイヤソーは、ワイヤ（高張力鋼線）を高速走行させて、ここにスラリを掛けながら、インゴット（ワーク）を押し当てて切断し、多数のウエーハを同時に切り出す装置である（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、図６に一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。
図６に示すように、ワイヤソー１０１は、主に、インゴットを切断するためのワイヤ１０２、ワイヤ１０２を巻回した溝付きローラ１０３（ワイヤガイド）、ワイヤ１０２に張力を付与するための機構１０４、切断されるインゴットを送り出す機構１０５、切断時にスラリを供給する機構１０６で構成されている。
【０００４】
ワイヤ１０２は、一方のワイヤリール１０７から繰り出され、トラバーサ１０８を介してパウダクラッチ（定トルクモータ１０９）やダンサローラ（デッドウェイト）（不図示）等からなる張力付与機構１０４を経て、溝付きローラ１０３に入っている。ワイヤ１０２はこの溝付きローラ１０３に３００〜４００回程度巻掛けられた後、もう一方の張力付与機構１０４’を経てワイヤリール１０７’に巻き取られている。
【０００５】
また、溝付きローラ１０３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に一定のピッチで溝を切ったローラであり、巻掛けられたワイヤ１０２が、駆動用モータ１１０によって予め定められた周期で往復方向に駆動できるようになっている。
【０００６】
なお、インゴットの切断時には、図７に示すようなインゴット送り機構１０５によって、インゴットは溝付きローラ１０３に巻回されたワイヤ１０２に送り出される。このインゴット送り機構１０５は、インゴットを送りだすためのインゴット送りテーブル１１１、ＬＭガイド１１２、インゴットを把持するインゴットクランプ１１３、スライスあて板１１４等からなっており、コンピュータ制御でＬＭガイド１１２に沿ってインゴット送りテーブル１１１を駆動させることにより、予めプログラムされた送り速度で先端に固定されたインゴットを送り出すことが可能である。
【０００７】
そして、溝付きローラ１０３、巻掛けられたワイヤ１０２の近傍にはノズル１１５が設けられており、切断時にスラリタンク１１６から、溝付きローラ１０３、ワイヤ１０２にスラリを供給できるようになっている。また、スラリタンク１１６にはスラリチラー１１７が接続されており、供給するスラリの温度を調整できるようになっている。
【０００８】
このようなワイヤソー１０１を用い、ワイヤ１０２にワイヤ張力付与機構１０４を用いて適当な張力をかけて、駆動用モータ１１０により、ワイヤ１０２を往復方向に走行させながらインゴットをスライスする。
【０００９】
一方、ウエーハにおいて、近年、「ナノトポグラフィ」と呼ばれる表面うねり成分の大小が問題となっている。このナノトポグラフィは、ウエーハの表面形状の中から「反り」や「Ｗａｒｐ」より波長が短く、「表面粗さ」よりは波長の長い、λ＝０．２〜２０ｍｍの波長成分を取り出したものであり、ＰＶ値は０．１〜０．２μｍ以下の極めて浅いうねりである。このナノトポグラフィはデバイス製造におけるＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）工程の歩留まりに影響するといわれている。
【００１０】
ナノトポグラフィはウエーハの加工工程（スライス〜研磨）中で作り込まれるものであるが、そのうち、ワイヤソー・スライス起因のナノトポグラフィ（すなわち、スライスうねり）は、図８に示すように、「突発的に発生するもの」、「切断開始または終了部分に発生するもの」および「周期性のあるもの」の３種類に分類されることが分かった。
【００１１】
そのうち「ウエーハの切断開始・終了部分」に発生するものは、ナノトポグラフィの数値判定で不合格になる率が高い。特に、「切断終了部分」のナノトポグラフィは「切断開始部分」のナノトポグラフィに比べて大きく、ウエーハ面内でナノトポグラフィ数値を最も悪化させる箇所となったり、数値判定で不良となる頻度が高く、改善が強く望まれている。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−２６２８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明者らは、図６に示すような従来のワイヤソーを用いて切断されたスライスウエーハにおけるナノトポグラフィーについて調査を行った。
図９に静電容量型測定機で測定したスライスウエーハのＷａｒｐ断面形状と「疑似ナノトポグラフィ」を例示する。疑似ナノトポグラフィとは、スライスウエーハのＷａｒｐ断面波形にラップや研削および研磨の加工特性を模したバンドパス・フィルタをかけることで、研磨後ウエーハのナノトポグラフィと相関のある数値を擬似的に得るものである。
【００１４】
一般に、ナノトポグラフィはポリッシュ後に測定するものであるが、上記のようなスライスウエーハから擬似ナノトポグラフィを求めて、これを用いることにより、コストや時間をかけずに済むし、また、スライス後の研磨等の工程における要因の影響を受けず、スライスのみの影響によるナノトポグラフィを調査し易い。
【００１５】
このような調査を行うことにより、従来において最も改善が望まれる切断終了部付近のナノトポグラフィは、この箇所でウエーハのＷａｒｐ形状が急峻に変化していることが原因であることが分かった。
図９（Ａ）は、形状マップにもある通り、切断終了部付近の箇所における形状の変化が小さいものを示したものであるが、擬似ナノトポグラフィを見て判るように、切断終了部付近の箇所において、その変化の大きさは±０．１μｍの範囲で抑えられており比較的小さなものである。一方、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、切断終了部付近の箇所における形状が急峻に大きく変化している場合、その箇所において、擬似ナノトポグラフィの大きさは、−０．３〜０．４の範囲となっており、図９（Ａ）の場合に比べて大きなものとなっていることが判る。
なお、全体の形状変化が多少大きくても緩やかな変化であれば、ナノトポグラフィはほとんど発生しない。急激に形状が変化していることが大きくナノトポグラフィに影響している。
【００１６】
そこで、次に、図９に示すような切断終了部付近の箇所における急峻な変化がスライスウエーハに発生している原因を調べた。
まず、スライスウエーハの形状の変化、すなわち、インゴット切断時におけるワイヤの切断軌跡の一例を図１０に示す。図１０に示すように、特にインゴットの両端付近の切断終了部分でワイヤの軌跡が大きく外側に広がっており、そのために、スライスウエーハのＷａｒｐ断面形状が急峻に変化してしまう。
【００１７】
このような断面形状（切断軌跡）が生じる可能性として、以下の２つの仮説が考えられる。
一つは、図１１（Ａ）に示すように、切断終了時付近においてインゴットがその軸方向に収縮することにより、ワイヤによる切断軌跡がインゴットの端部に向かって曲がってしまう場合であり、もう一つは、図１１（Ｂ）に示すように、インゴットを切断するワイヤが巻回されている溝付きローラが、その軸方向に伸張してしまうことにより、切断軌跡が曲がってしまう場合である。
本発明者らは試験を行い、これらの可能性のそれぞれが切断軌跡に与える影響について調査を行った。
【００１８】
まず、図１１（Ａ）のように、インゴットが軸方向に収縮してしまう可能性について調べた。
図６のようなワイヤソーを用い、試験用に用意した直径３００ｍｍ、長さ２５０ｍｍのシリコンインゴットを切断した。ワイヤには２．５ｋｇｆの張力をかけて、５００ｍ／ｍｉｎの平均速度で６０ｓ／ｃのサイクルでワイヤを往復方向に走行させて切断した。また、切断用スラリの供給温度は、図１２（Ａ）に示す温度プロファイルとした。なお、温度は熱電対を使用してインゴット両端（切り込み深さ２８５ｍｍ位置）で計測した（図１２（Ｂ）参照）。
【００１９】
切断中のインゴットの温度変化を実測した結果を図１２（Ａ）に示す。
切断中にインゴットの温度は最大で１３℃上昇して約３６℃になり、また、切断終了部付近（この場合、切り込み深さ２７５ｍｍ〜３００ｍｍ）において、急激に約１０℃低下した。これは、切断終了付近でのＷａｒｐ形状が急変する位置と一致している。また、上記切断終了部付近においては、熱膨張係数から計算し、インゴットの軸方向に約１０μｍ程度急激に収縮していることが判る。
【００２０】
これは、切断負荷が最大値の１／２以下に減少すること、切断がすすんでインゴットが降下し、２２〜２４℃に冷却された切断用スラリがインゴットに直接かかるようになること等によって、インゴットの温度が切断用スラリと同じ温度まで急冷されるためと考えられる。
なお、図１２（Ａ）で、切り込み深さ２００ｍｍ以降で、一旦低下したインゴットの温度が再び上昇しているのは、ここでスラリの流量を絞っているためである。
【００２１】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、溝付きローラがその軸方向に伸張してしまう可能性について調査を行った。
上記試験とスラリの供給温度以外は同様の切断条件で同様のシリコンインゴットを切断し、溝付きローラの軸方向の伸張を測定した（図１３（Ａ）参照）。なお、切断用スラリの供給温度は、図１３（Ｂ）に示す温度プロファイルとした。
また、溝付きローラの軸方向の伸張は、渦電流センサを溝付きローラの軸方向に近接して配設して測定を行った（図１３（Ｃ）参照）。
【００２２】
図１３（Ａ）に示すように、大部分は溝付きローラが緩やかに伸張しているが、切断終了部付近において溝付きローラの前方がやや伸張率が高くなった（なお、図１３（Ａ）の上部ラインは、図１３（Ｃ）の溝付きローラが後方に伸びた量、下部ラインは前方に伸びた量を示している）。しかしながら、今回の試験では、その部分における伸張量は（インゴット長さ相当の２５０ｍｍあたり）約１〜２μｍ程度と比較的小さく、切断軌跡に与える影響が小さいことが判った。今回の試験で使用した装置では、溝付きローラ芯金、主軸スピンドルおよびブラケットの温調が効率的に機能していると考えられる。
【００２３】
以上のことより、問題となる切断終了部付近の切断軌跡の急変、すなわちスライスウエーハにおけるＷａｒｐ形状の急変は、図１１（Ａ）のインゴットの軸方向への収縮が主要な原因であると考えられる。
上述したように、切断開始時から切断中盤期まではインゴットは切断用スラリが直接かかることはあまりなく冷却されにくく、加工熱はインゴット中に蓄積される（図１４（Ａ）参照）。これによってインゴットの温度は最大で１３℃上昇する。これに伴うインゴットの熱膨張は（長さ２５０ｍｍのインゴットに対して）計算上で約１０μｍである。一方、切断終了部分付近では、図１４（Ｂ）に示すように、インゴットはスラリが直接かかって冷却され、また切断負荷が１／２に減少し、インゴットの温度は急激に１０℃低下する。これによってワークは熱収縮し、Ｗａｒｐ形状が急変する原因となる。図１１（Ａ）に示すように、この熱膨張・熱収縮による影響はインゴットが長尺なほど、またインゴットの両端付近ほど大きい。
【００２４】
そこで、本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、ワイヤソーを用いてインゴットを切断する際、インゴットの切断終了時付近におけるインゴットの急激な冷却を軽減し、その結果ナノトポグラフィの発生を抑制するとともに、さらに厚さも均一で高品質のウエーハに切断する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】
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明は、ワイヤを複数の溝付きローラに巻掛けし、該溝付きローラに切断用スラリを供給しつつ、前記ワイヤを走行させながらインゴットに押し当ててウエーハ状に切断する方法であって、前記インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達してから、切断が終了するまでの間のみ、該インゴットに、インゴット温調用スラリを前記切断用スラリとは独立して供給温度を制御して供給することにより、切り込み深さが直径の２／３以上におけるインゴットの冷却速度を制御して切断することを特徴とする切断方法を提供する（請求項１）。
【００２６】
このように、インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達してから、切断が終了するまでの間のみ、インゴットに、インゴット温調用スラリを切断用スラリとは独立して供給温度を制御して供給すれば、上記範囲でのインゴットの冷却速度を制御することができ、その結果、切断終了部付近で発生するインゴットの急冷を軽減し、切断軌跡、Ｗａｒｐ形状の急峻な変化が発生するのを抑制し、さらにはナノトポグラフィを改善することが可能である。
そして、上記のように、インゴット温調用スラリをインゴットに供給するのを切断終了部の付近に限定することによって、後述する従来の手法とは異なり、スラリの流れの乱れを発生させることなくインゴットの中心領域を適切に切断することができる。それによって中心領域での厚さが著しく変化したスライスウエーハになることもなく、ウエーハ全体の厚さが均一な高品質のウエーハを得ることができる。
【００２７】
このとき、前記インゴット温調用スラリを、前記切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達した時のインゴットの温度で供給を開始し、その後、供給温度を徐々に下降させながら供給するのが望ましい（請求項２）。
【００２８】
このように、インゴット温調用スラリの供給においては、前記切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達した時のインゴットの温度、つまりは、インゴット温調用スラリを供給開始するときのインゴットの温度と同じ温度で供給を開始し、その後に徐々に供給温度を下降させながらスラリを供給させれば、極めて効率良く切断終了部分におけるインゴットの急冷を軽減することが可能である。
【００２９】
さらには、このとき、前記インゴット温調用スラリの供給温度を下降させて、切断終了時に前記切断用スラリの供給温度と同じにするのが好ましい（請求項３）。
このように、インゴット温調用スラリの温度を切断終了時に切断用スラリの供給温度と同じにすれば、インゴットの切断終了時付近において過剰に冷却してしまうこともないし、切断用スラリの温度にまでインゴットの温度をよりなめらかに下降させることができ、インゴットに急冷が発生するのをより効果的に軽減することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の切断方法であれば、切断終了時付近のインゴットの急冷を軽減することが可能であり、ナノトポグラフィが効果的に抑制され、中心領域においてもウエーハ厚さが均一な高品質のウエーハを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば図６に示すようなワイヤソーを用いてインゴットをウエーハ状に切断したとき、切断によって得られたスライスウエーハでは、切断終了部付近において、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すような急峻な形状変化が見られ、該箇所に大きなレベルのナノトポグラフィーが発生していることが判った。
前述したように、この急峻な形状変化の主要な原因としては、切断終了時付近でインゴットが急冷されて収縮し、切断軌跡が急激に曲がってしまうことが考えられる。
【００３２】
ここで、切断時のインゴットの温度を制御するため、ＷＯ００／４３１６２号公報に、インゴット切断時に、溝付きローラに切断用スラリを供給するとともに（切断用スラリノズル１１５）、インゴットの温度を調整するためのインゴット温調用スラリをインゴットに供給（インゴット温調用スラリノズル１１５’）する手法が開示されている（図１５参照）。
しかしながら、本発明者らがこのような従来の手法により切断されたスライスウエーハについて調査を行ったところ、ウエーハの中心領域において、ウエーハ厚の精度が標準条件の３〜２０倍となり厚さ均一性が著しく悪化していることが判った（図１６参照）。このようなウエーハは実際には製品として用いるのは難しい。
【００３３】
そこで、本発明者らが、上記インゴットの温度を制御して急冷を軽減できる方法、および上記文献ＷＯ００／４３１６２号公報におけるウエーハ厚の変化について鋭意研究を重ねたところ、切断用スラリを溝付きローラに供給するとともに、インゴット温調用スラリをインゴットに切断開始時から切断終了時まで供給してインゴットの切断を行う上記の従来の方法であると、切断が進行してインゴットの中心領域を切断するときに、切断用スラリとインゴット温調用スラリとが大きく干渉して流れが乱れ、インゴットの中心領域における切断形状に強い影響を与えてしまうことが判った（図１７）。これにより、図１６のような、中心領域において厚さの精度が標準条件から著しく逸脱したスライスウエーハとなってしまう。
【００３４】
そして、さらに研究を進めたところ、本発明者らは、従来のように切断開始時から切断終了時までのインゴット切断の全範囲でインゴット温調用スラリをインゴットに供給するのではなく、インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達してから切断が終了するまでの範囲においてのみ、インゴット温調用スラリをインゴットに供給すれば、中心領域においても厚さが悪化することなく、所望の厚さを有するスライスウエーハに切断することができ、かつ、特には切断終了部付近のインゴットの温度を制御し、急冷を抑制することができて、その結果、ナノトポグラフィが著しく改善されたスライスウエーハを得ることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【００３５】
以下、ワイヤソーを用いた本発明の切断方法について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に、本発明の切断方法に使用することができるワイヤソーの一例を示す。
図１に示すようにワイヤソー１は、主に、インゴットを切断するためのワイヤ２、溝付きローラ３、ワイヤ張力付与機構４、インゴット送り機構５、スラリ供給機構６で構成されている。
【００３６】
ここで、まず、スラリ供給機構６について述べる。このスラリ供給機構６として、溝付きローラ３（ワイヤ２）に切断用のスラリを供給するノズル１５、および切断されるインゴットに、その温度を調節するためのスラリ（インゴット温調用スラリ）を直接供給するノズル１５’が配設されている。また、これらのノズル１５、１５’から供給される切断用スラリおよびインゴット温調用スラリは、それぞれ独立してその供給温度を制御できるようになっている。具体的には、例えば図１に示すように、１つのスラリタンク１６から、コンピュータ１８により制御された異なる熱交換器(切断用スラリ用)１９、熱交換器（インゴット温調用スラリ用）１９’を介してノズル１５、１５’に接続することにより、切断用スラリとインゴット温調用スラリの供給温度を別個に制御する構成とすることができる。
【００３７】
なお、当然、図１に示す上記のような構成に限定されず、例えば別個のスラリタンクを配設し、スラリタンクごとにスラリチラーを接続した構成とすることにより、それぞれのスラリタンク内のスラリの温度、つまりはスラリの供給温度を別々に制御するような構成とすることもできる。切断用スラリおよびインゴット温調用スラリの供給温度を、それぞれ独立して制御できる機構であれば良い。
これらのスラリの種類は特に限定されず、従来と同様のものを用いることができる。例えばＧＣ（炭化珪素）砥粒を液体に分散させたものとすることができる。
【００３８】
そして、切断用スラリを供給するノズル１５、インゴット温調用スラリを供給するノズル１５’とインゴット送り機構５はコンピュータ１８に接続されており、予め設定したプログラムにより、所定のインゴットの送り量、すなわち所定のインゴットの切断量に対して、自動的にノズル１５、１５’から所定量、所定のタイミングで切断用スラリ、インゴット温調用スラリを溝付きローラ３、およびインゴットに噴射できるようになっている。
上記のインゴット送り量やスラリ噴射量およびタイミング、さらにはスラリ供給温度は、コンピュータ１８によって所望のように制御することができるが、特に制御手段はこれに限定されない。
【００３９】
また、上記スラリ供給機構６以外のワイヤ２、溝付きローラ３、ワイヤ張力付与機構４、インゴット送り機構５は、図６の従来の切断方法に使用されるワイヤソー１０１と同様のものとすることができる。
ワイヤ２の種類や太さ、溝付きローラ３の溝ピッチ、さらには他の機構における構成等は特に限定されるものではなく、従来法に従い、所望の切断条件となるようにその都度決定することができる。
例えば、ワイヤ２は、幅０．１３ｍｍ〜０．１８ｍｍ程度の特殊ピアノ線からなるものとし、（所望のウエーハ厚さ＋切り代）の溝ピッチを有する溝付きローラ３とすることができる。
【００４０】
以下、このようなワイヤソー１を用い、本発明の切断方法を実施する手順について述べる。
まず、インゴット送り機構５により、把持したインゴットを所定速度で下方に送り出すとともに、溝付きローラ３を駆動させて、ワイヤ張力付与機構４により張力が付与されたワイヤ２を往復方向に走行させる。なお、このときのワイヤ２に付与する張力の大きさや、ワイヤ２の走行速度等は適宜設定することができる。例えば、２．５〜３．０ｋｇｆの張力をかけて、４００〜６００ｍ／ｍｉｎの平均速度で１〜２ｃ／ｍｉｎ（３０〜６０ｓ／ｃ）のサイクルで往復方向に走行させることができる。切断するインゴット等に合わせて決めれば良い。
また、ノズル１５より、切断用スラリを溝付きローラ３およびワイヤ２に向けて噴射を開始するが、この供給温度等も自由に設定することができる。例えば、室温（２５℃）程度とすることができる。
【００４１】
そして、このような条件下でインゴットの切断をすすめ、例えば予め設定したプログラムに基づくコンピュータ１８の制御により、インゴットの切り込み深さが中心領域を過ぎて少なくとも直径の２／３に達してから、ノズル１５’によりインゴット温調用スラリをインゴットに直接噴射して供給を開始し、インゴットの切断が終了するまで供給を行う。
このように、本発明の切断方法では、インゴット温調用スラリの供給は、インゴットの切り込み深さが少なくとも２／３に達してから切断を終了するまでの間のみとする。
【００４２】
このとき、インゴット温調用スラリの供給温度は、例えばインゴットの切り込み深さが少なくとも２／３に達したときの温度、すなわちインゴット温調用スラリの供給開始時におけるインゴットと同じ温度とし、この後、徐々にその供給温度を下降させていくのが良い。これにより、切断中のインゴットの温度を急変させることなく、供給を開始できる。
さらには、切断終了時にはノズル１５から供給されている切断用スラリと同じ供給温度とするのが好ましい。
【００４３】
このように供給温度を制御して、インゴット温調用スラリをインゴットに供給することによって、従来問題となっていた切り込み深さが少なくとも直径の２／３以上におけるインゴットの冷却速度を制御し、特には切断終了付近の急峻な冷却を著しく軽減することができる。特に、上記のように、供給温度のプロファイルを、供給開始時にはインゴットと同じ温度とし、徐々に下降させて、切断終了時に切断用スラリの供給温度と同じ温度とするプロファイルとすれば、インゴットを緩やかに冷却することができ、インゴットの急冷を効果的に防止することができる。その結果、切断軌跡の急激な変化を防ぎ、切断されたスライスウエーハにおいて、Ｗａｒｐ形状が急峻に変化するような箇所をなくし、切断終了部付近に発生するナノトポグラフィを著しく改善することができる。
【００４４】
さらに、本発明では、上述したように、インゴット温調用スラリの供給は、インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達してから切断を終了するまでの間だけとする。従来法では、切断開始時から切断終了時までインゴット温調用スラリを供給し、インゴット中心領域を切断しているときにインゴット温調用スラリと切断用スラリとが大きく干渉してしまい、その中心領域におけるウエーハ厚さの精度が悪化してしまうが、それとは異なって、本発明では、インゴット中心領域の切断時にはまだインゴット温調用スラリを供給していないので、そのようなスラリの干渉は当然発生せず、インゴットの中心領域を適切に切断することができ、該中心領域を含む全領域が所望の厚さに切断されたスライスウエーハを得ることができる。
【００４５】
なお、インゴット温調用スラリの供給を開始するタイミングは、切り込み深さが少なくとも直径の２／３以上であれば良く特に限定されないが、当然、インゴットの急冷が生じる前とするのが良い。すなわち、図９に示されるように、切断終了時のインゴット温度の急変（Ｗａｒｐ断面形状の急変）は、２４０ｍｍ／３００ｍｍ付近の切込み深さから始まっており、これまでにはインゴット温調用スラリの供給を開始したほうが良い。ただし、実際にインゴットの急冷が起こる２７５ｍｍ／３００ｍｍ付近以降の切込み深さから供給を開始しても効果はある。一方、図１６からすると、中央領域の精度不良が収束する２００ｍｍ／３００ｍｍ以降にインゴット温調用スラリを供給するようにする。インゴット温調用スラリと切断用スラリとの干渉の度合いや、インゴットが急冷するタイミング等の種々の条件に応じて適宜設定することができる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例）
図１に示すワイヤソーを用い、直径３００ｍｍ、軸方向長さ２００ｍｍのシリコンインゴットを本発明の切断方法によりウエーハ状に切断し、１９０枚のスライスウエーハを得た。
幅１６０μｍのワイヤを使用し、２．５ｋｇｆの張力をかけて、５００ｍ／ｍｉｎの平均速度で６０ｓ／ｃのサイクルでワイヤを往復方向に走行させて切断した。切断用スラリは切断開始時より供給し、図２（Ａ）に示す温度プロファイルで溝付きローラに供給した。また、インゴット温調用スラリは、切り込み深さが２１８ｍｍ以降でのみ供給し、その時のインゴットの温度（３５℃）に近い３３℃の供給温度で供給し始め、図２（Ｂ）に示す温度プロファイルとした。
なお、スラリとしては、ＧＣ＃１５００とクーラントとを重量比１：１の割合で混ぜたものを用いた。
また、図１２（Ｂ）のように熱電対を配置し、切断中のインゴットの温度変化を測定した。
【００４７】
このときのインゴットの温度変化を図３に示す。図３には、比較のためにインゴット温調用スラリを供給しない場合のインゴットの温度変化（後述する比較例１）も一緒に示している。
図３に示すように、図２（Ｂ）の温度プロファイルに従ってインゴット温調用スラリを供給することにより、供給を開始した２１８ｍｍから切断終了の３００ｍｍにおいて、インゴットは緩やかに冷却されており、従来の切断方法を用いた比較例１とは異なり、切断終了部付近において急冷が十分に軽減されていることが判る。
【００４８】
また、実施例で得られたスライスウエーハの厚さ分布を測定した。代表として、インゴットの頭側から２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０枚目における測定結果を図４に示す。
このように、いずれのサンプルでも、特に中心領域において均一な厚さ分布を得られていることが判る。後述する比較例２のように、インゴット温調用スラリを切断開始時から供給するような場合では、このような均一な厚さ分布は得られない。
【００４９】
また、上記実施例と同様の方法で複数のインゴットを切断し、得られたスライスウエーハにおいて、擬似ナノトポグラフィについても調査を行ったところ、それぞれ図５（Ａ）に示す結果が得られた。図５は、インゴットの軸方向の位置を横軸として、切断終了時付近における擬似ナノトポグラフィのレベルを示したものである。このように、インゴットのどの領域においても、上限値（相対値で０．６）を上回ることなく、さらにはインゴットの各領域での平均値は、前端部で０．２７、中央部で０．１４、後端部で０．２１であり、極めて小さな値に抑制できていることが判る。
このように、本発明の切断方法によって、ナノトポグラフィを極めて小さく抑制することができ、また、厚さ分布も均一な高品質のウエーハを得ることができた。このようなウエーハであれば、デバイス工程での歩留りが高いものとすることができる。
【００５０】
（比較例１）
直径３００ｍｍ、軸方向長さ２５０ｍｍのシリコンインゴットを用意し、インゴット温調用スラリは供給せず、それ以外は実施例と同様にして上記シリコンインゴットの切断を行い、２４０枚のウエーハを得た。
【００５１】
図３に示すように、切断中のインゴットの温度に関しては、切断終了部付近（２７５〜３００ｍｍ）において、インゴットが急冷されていることが判る。
そして、図５（Ｂ）に示すように、得られたスライスウエーハにおいて、擬似ナノトポグラフィのレベルが高くなってしまっている。インゴット前端部では平均０．５４、中央部は０．３３、後端部は０．５３であり、各領域において図５（Ａ）に示す実施例のデータの２倍となっている。特に、インゴット前端部、後端部から切り出されたウエーハの切断終了部付近では、０．６の上限値を超えてしまう場合もあった。
このようなレベルのナノトポグラフィを有するウエーハでは、デバイス製造工程の歩留りに大きな影響を及ぼしてしまう。
【００５２】
（比較例２）
インゴット温調用スラリを切断開始時より供給し始め、それ以外は実施例と同様にして、実施例と同様のシリコンインゴットを切断した。なお、インゴット温調用スラリの供給温度プロファイルは、切断用スラリの供給温度プロファイルと同じにした（図２（Ａ）参照）。
【００５３】
その結果、インゴットにおいて、切断終了付近の急冷を防ぐことはできたが、切り出されたスライスウエーハの厚さ分布を測定したところ、図１６に示す例と同じように中心領域における厚さが著しく変動してしまった。
【００５４】
このように、本発明の切断方法によって、切り込み深さが直径の２／３以上におけるインゴットの冷却速度を制限し、特には、図３に示すように切断終了時付近のインゴットの急冷を軽減して、切り出したスライスウエーハにおける急峻な形状変化をなくし、ナノトポグラフィレベルを改善できるとともに、図４に示すようにウエーハ中心領域における厚さが大きく変動することなく、厚さ分布が均一なスライスウエーハを得ることができる。したがって、高品質のウエーハを次工程に提供することが可能であり、歩留りを向上することができる。
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の切断方法に使用できるワイヤソーの一例を示す概略図である。
【図２】実施例におけるスラリの供給温度プロファイルを示すグラフである。（Ａ）切断用スラリ、（Ｂ）インゴット温調用スラリ。
【図３】実施例におけるインゴットの温度変化を示すグラフである。
【図４】実施例におけるスライスウエーハの厚さ分布を示すグラフである。
【図５】擬似ナノトポグラフィのレベルを示すグラフである。（Ａ）実施例の結果、（Ｂ）比較例１の結果。
【図６】従来の切断方法に使用されるワイヤソーの一例を示す概略図である。
【図７】インゴット送り機構の一例を示す概略図である。
【図８】ワイヤソー・スライス起因のナノトポグラフィの分類を示す説明図である。
【図９】スライスウエーハのＷａｒｐ断面形状および擬似ナノトポグラフィ波形の測定図である。
【図１０】インゴット切断時におけるワイヤの切断軌跡の一例を示す概略図である。
【図１１】（Ａ）インゴット切断時におけるインゴットの収縮と切断軌跡の一例を示す説明図である。（Ｂ）インゴット切断時における溝付きローラの伸張と切断軌跡の一例を示す説明図である。
【図１２】インゴットが軸方向に収縮する可能性についての試験結果である。（Ａ）切断中のインゴットの温度変化および切断用スラリの供給温度プロファイルを示すグラフ、（Ｂ）インゴットの温度の測定方法を説明する説明図。
【図１３】溝付きローラが軸方向に伸縮する可能性についての試験結果である。（Ａ）切断中の溝付きローラの伸縮変化を示すグラフ、（Ｂ）切断用スラリの供給温度プロファイルを示すグラフ、（Ｃ）溝付きローラの伸縮量の測定方法を説明する説明図。
【図１４】インゴットが急冷する過程を説明する説明図である。（Ａ）切断開始時、（Ｂ）切断終了部近傍。
【図１５】切断用スラリノズルとインゴット温調用スラリノズルを説明する説明図である。
【図１６】インゴット温調用スラリを切断開始時から切断終了時まで供給し続けて切断する従来法により得られたスライスウエーハの厚さ形状を示すグラフである。
【図１７】切断用スラリとインゴット温調用スラリとの干渉を説明する説明図である。（Ａ）切断開始時、（Ｂ）インゴット中心領域を切断している時。
【符号の説明】
【００５７】
１、１０１…ワイヤソー、  ２、１０２…ワイヤ、  ３、１０３…溝付きローラ、
４、１０４、１０４’…ワイヤ張力付与機構、  ５、１０５…インゴット送り機構、
６、１０６…スラリ供給機構、  １５、１１５…切断用スラリノズル、
１５’、１１５’…インゴット温調用スラリノズル、
１６、１１６…スラリタンク、  １８…コンピュータ、  １９、１９’…熱交換器、
１０７、１０７’…ワイヤリール、  １０８…トラバーサ、
１０９…定トルクモータ、  １１０…駆動用モータ、  １１１…インゴット送りテーブル、
１１２…ＬＭガイド、  １１３…インゴットクランプ、  １１４…スライスあて板、
１１７…スラリチラー。
【図１】
2008073816.tif 000003
【図２】
2008073816.tif 000004
【図３】
2008073816.tif 000005
【図４】
2008073816.tif 000006
【図５】
2008073816.tif 000007
【図６】
2008073816.tif 000008
【図７】
2008073816.tif 000009
【図８】
2008073816.tif 000010
【図９】
2008073816.tif 000011
【図１０】
2008073816.tif 000012
【図１１】
2008073816.tif 000013
【図１２】
2008073816.tif 000014
【図１３】
2008073816.tif 000015
【図１４】
2008073816.tif 000016
【図１５】
2008073816.tif 000017
【図１６】
2008073816.tif 000018
【図１７】
2008073816.tif 000019