(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ことができる切断方法を提供する。【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、前記切断用スラリの供給温度を制御し、少なくとも、前記インゴットの切断終了時に前記切断用スラリの供給温度およびインゴットの温度を３０℃以上となるようにして切断する切断方法。【選択図】図２
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【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、前記切断用スラリの供給温度を制御し、少なくとも、前記インゴットの切断終了時に前記切断用スラリの供給温度およびインゴットの温度を３０℃以上となるようにして切断することを特徴とする切断方法。
【請求項２】
前記切断用スラリの供給温度を、前記インゴットの切断開始時に該インゴットの温度よりも高くし、その後、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に達してから上昇させて、前記インゴットの切断終了時に３０℃以上となるように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】
前記切断用スラリの供給温度を、前記インゴットの切断開始時に該インゴットの温度以下とし、その後、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に達してから上昇させて、前記インゴットの切断終了時に３０℃以上となるように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４】
前記インゴットの切断中の最高温度と切断終了時の温度との差を５℃以内となるようにすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の切断方法。
【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８に一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。
図８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９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１０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８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１１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１１（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１１（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１１（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１１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１２に示す。図１２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１３（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１３（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１３（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８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１４（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１４（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１４（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１４（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１３（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１５（Ａ）参照）。なお、切断用スラリの供給温度は、図１５（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１５（Ｃ）参照）。
【００２２】
図１５（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１５（Ａ）の上部ラインは、図１５（Ｃ）のインゴットが後方に伸びた量、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１３（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１６（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１６（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１３（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ことができる切断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、前記切断用スラリの供給温度を制御し、少なくとも、前記インゴットの切断終了時に前記切断用スラリの供給温度およびインゴットの温度を３０℃以上となるように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、本発明の切断方法では、切断用スラリの供給温度を制御し、少なくとも、インゴットの切断終了時に切断用スラリの供給温度およびインゴットの温度を３０℃以上となるようにして切断するので、従来の切断方法よりも、切断終了時のインゴットの温度を下げずに済ますことができる。
従来方法では、切断終了時の切断用スラリの温度は室温（２２〜２５℃程度）の比較的低い温度であり、そのため、切断中のインゴットの温度も、切断終了時付近で室温程度にまで急冷されてしまっていた。
しかしながら本発明では、切断終了時の切断用スラリの供給温度を３０℃以上に制御するので、切断終了時のインゴットの温度もまた３０℃以上にすることができ、すなわち、切断終了時付近のインゴットの温度変化を小さくし、急冷を軽減することができる。これにより、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。
【００２７】
このとき、前記切断用スラリの供給温度を、前記インゴットの切断開始時に該インゴットの温度よりも高くし、その後、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に達してから上昇させて、前記インゴットの切断終了時に３０℃以上となるようにすることができる（請求項２）。
あるいは、前記切断用スラリの供給温度を、前記インゴットの切断開始時に該インゴットの温度以下とし、その後、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に達してから上昇させて、前記インゴットの切断終了時に３０℃以上となるようにすることができる（請求項３）。
【００２８】
これらのような温度プロファイルで切断用スラリの供給温度を制御することで、より確実に、切断終了時に切断用スラリの供給温度およびインゴットの温度を３０℃以上となるようにすることができる。
【００２９】
そして、前記インゴットの切断中の最高温度と切断終了時の温度との差を５℃以内となるようにするのが好ましい（請求項４）。
このようにインゴットの切断中の最高温度と切断終了時の温度との差を５℃以内となるようにすれば、インゴットの温度変化が小さく、切断終了時の急冷の度合いを小さなものとすることができる。したがって、切断軌跡が大きく変化するのをより効果的に防止し、ナノトポグラフィーのレベルを一層抑制することができる。
【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た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８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１１（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】
先に述べたように、本発明者らが上記切断終了時付近のインゴットの急冷について鋭意研究を重ねた結果では、切断終了部付近になると、切断負荷が１／２に減少するとともに、インゴットの位置が相対的に下がり、ワイヤや溝付きローラへ噴射される切断用スラリが直接かかるようになってしまう。この切断用スラリは、従来では、通常室温程度（２２〜２５℃）であり、例えばそれまで３５℃程度であった切断中のインゴットも、この切断用スラリが直接かかること等により急激に冷却されて、切断用スラリの供給温度と同じ室温程度の温度になってしまう。
【００３３】
そこで本発明者らは、この切断用スラリの供給温度とインゴットの温度を切断終了時に３０℃以上にする、すなわち、切断終了時に切断用スラリの供給温度を３０℃以上とすることにより、その切断用スラリがかかってもインゴットの温度が下がりにくく、３０℃以上となるようにすることができることを見出した。これによって、インゴットの温度が急激に冷却されるのを抑制することができ、切断軌跡が急峻に大きく変化するのを防止し、ナノトポグラフィーを著しく改善することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００３４】
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。
【００３５】
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が配設されている。また、このノズル１５から供給される切断用スラリは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、スラリタンク１６から、コンピュータ１８により制御された熱交換器１９を介してノズル１５に接続することにより、切断用スラリの供給温度を制御する構成とすることができる。
また、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。
【００３６】
そして、切断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から所定量、所定のタイミングで切断用スラリを溝付きローラ３（ワイヤ２）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。
【００３７】
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８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。
【００３８】
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し、インゴットの切断を行う。
【００３９】
ここで、この切断用スラリの供給温度プロファイルについて述べる。
従来の切断方法では、切断用スラリは、図１４（Ａ）に示したように、例えば２４℃で供給し始め、温度を下げてやや低い温度（２２℃）で保持した後、切断の終了に向けて温度を徐々に上げていき、切断終了時には、切断開始時と同じ２４℃となるようにする。
このように、従来法における切断用スラリの供給温度プロファイルでは、通常、室温程度の２２〜２５℃程度の範囲でしか変化させず、切断終了時の温度も当然室温程度の比較的低い温度にとどまっている。
【００４０】
このため、前述した通り、切断が終了に近づき、切断負荷が減少していくとともに、インゴットが相対的に下方へと送り出されて、室温程度しかない切断用スラリがインゴットに直接かかるようになると、切断されるインゴットの温度が急激に大きく下降してしまう。
【００４１】
一方、本発明では、切断終了時の切断用スラリの供給温度が３０℃以上となるような温度プロファイルに制御する。
より具体的に述べると、例えば、図２のようなパターンが挙げられる。
ここで、図２の実線のＴｓ、Ｔｉは、本発明の切断方法における切断用スラリの供給温度プロファイル、インゴットの温度プロファイルを示しており、点線のＴｓ’、Ｔｉ’は、従来の切断方法における切断用スラリの供給温度プロファイル、インゴットの温度プロファイルを示している。
【００４２】
図２に示す温度プロファイルＴｓでは、まず、インゴットの切断を開始する時、切断用スラリの供給温度はインゴットの温度（この場合、２３℃）よりも高い温度であり、切断開始後やや供給温度を下げ、その後一定の温度を保持し続けている。そして、例えば図１１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、それよりも前で、すなわち、例えば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、切断負荷が１／２程度になったり、溝付きローラ３やワイヤ２に噴射された切断用スラリがインゴットに直接広くかかるようになってきたときに、切断用スラリの供給温度を、保持し続けていた温度よりもさらに上昇させて切断終了時に３０℃以上としている。また、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上昇させて切断終了時に３０℃となるようにしても効果はある。
【００４３】
このような切断用スラリの供給温度の制御の仕方は、図２に示すように、従来の切断用スラリの供給温度プロファイルＴｓ’を、切断の全範囲にわたってほぼ一律的に上昇させ、さらに切断終了時に３０℃以上になるように制御したパターンであることが判る。
【００４４】
そして、切断用スラリの供給温度プロファイルを例えばＴｓのような温度プロファイルとすることにより、切断されるインゴットの温度はＴｉの温度プロファイルとすることができる。本発明の切断方法におけるインゴットの温度プロファイルＴｉでは、従来法におけるインゴットの温度プロファイルＴｉ’よりも切断終了時付近に発生するインゴットの急冷を軽減できていることが判る。
これは、切断終了時に切断用スラリの供給温度を従来に比べて上昇させて３０℃以上とすることによって、たとえ切断用スラリがインゴットに直接かかるようになっても、例えば３６℃程度に切断中に温度が上昇したインゴットを切断終了時にも３０℃以上となるようにし、インゴットが急激に冷やされないようにすることができるためである。
【００４５】
なお、Ｔｓの温度プロファイルでは、切断開始から切断終了までの全範囲にわたって従来よりも温度を上昇させており、そのため、インゴットは、切断終了付近のみならず、それ以外の範囲でも従来に比べて温度が若干上昇しているが（Ｔｉ、Ｔｉ’参照）、例えば切断用スラリの供給温度の切断開始時の温度、切断終了時付近の上昇度合い、切断終了時の温度等を適宜制御することにより、インゴット切断中の最高温度Ｔｉｍａｘ（また、急冷が発生する直前における温度）と切断終了時の温度との差ΔＴｉが小さくなるように自由に調整することができる。
特には、ΔＴｉが５℃以内になるようにすると良い。インゴット切断中の最高温度Ｔｉｍａｘと切断終了時の温度との差ΔＴｉがそのような小さい温度差であれば、より確実に、インゴットの急冷による切断軌跡の変化を防止することができる。
【００４６】
一方で、従来では、Ｔｓ’のように、切断用スラリの温度は切断終了時にも室温程度（この場合２３℃）であるために、例えば切断中に３６℃にまで温度が上昇したインゴットは、切断終了時付近において急激に冷却されてしまっており、切断終了時には室温である切断用スラリと同程度の温度になってしまっている。すなわち、図２に示す例では、ΔＴｉ’が１３℃であり、特にはΔＴｉを５℃以内にすることができる本発明とは著しく急冷の度合いに差があり、大きくなってしまっていることが判る。
【００４７】
次に、上記図２とは異なる切断用スラリの供給温度プロファイル、インゴットの温度プロファイルの他のパターンを図３に示す。
図３に示す温度プロファイルＴｓでは、切断開始時は、インゴットの温度以下（室温２３℃）であり、切断開始後やや供給温度を下げ、その後一定の温度を保持し続けて、インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達してから上昇して切断終了時に３０℃以上となっている。このような温度制御であれば、切断終了時付近以外は従来と同様の温度プロファイルとすることができる。
そして、このようなＴｉの温度プロファイルによっても、切断終了時のインゴットの温度を３０℃以上とすることができ、切断終了付近におけるインゴットの急冷の度合いを著しく軽減することができる（ΔＴｉ参照）。
【００４８】
一方、従来法による切断用スラリの供給温度プロファイルＴｓ’では、途中まで、図３の上記Ｔｓと同様にして制御されているものの、切断終了時付近であまり上昇せず、切断終了時では上記Ｔｉの３０℃以上の温度とは異なり２３℃であり、室温程度にとどまっている。すなわち、前に述べたように、インゴットの温度プロファイルＴｉ’は、切断終了時に急激に下降し、ΔＴｉ’が例えば１３℃程度の大きな値となってしまう。
【００４９】
以上のように、図２、図３により、本発明における切断用スラリの供給温度、インゴットの温度のプロファイルを説明したが、当然本発明における切断用スラリの供給温度、インゴットの温度のプロファイルはこれらに限定されない。
切断終了時にそれぞれの温度が３０℃以上となるようにして切断できれば良く、その結果、切断終了時付近の切断軌跡の急峻な変化を防止することができ、ナノトポグラフィのレベルを十分に抑制することができれば良い。
【００５０】
なお、このとき、例えば溝付きローラの軸方向の伸張の抑制等も加えて行うことも可能である。切断軌跡の急峻な変化を防止するにあたって、本発明の切断方法によりインゴットの収縮を抑制するとともに、ローラの伸張の抑制も行うとより効果的である。特には、図３に示すような切断用スラリの供給温度プロファイルのときに有効である。
【実施例】
【００５１】
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１）
図１に示すワイヤソーを用い、直径３００ｍｍ、軸方向長さ２５０ｍｍ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、２４０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、切断開始時は供給温度を３０℃とし、インゴットの切り込み深さが５０ｍｍに達するまで徐々に下げて２９℃とし、その後インゴット切り込み深さが２３０ｍｍに達したところで上昇させて切断終了時には３５℃となるように供給温度を制御して溝付きローラに供給した（図４参照）。すなわち、図２のＴｓのような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１４（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。
【００５２】
このときのインゴットの温度変化を図５に示す。図５には、比較のために切断用スラリを従来と同様の温度プロファイルで供給した場合のインゴットの温度変化（後述する比較例）も一緒に示している。
図５に示すように、図４の温度プロファイルに従って切断用スラリの供給温度を制御することにより、切断終了時付近におけるインゴットの急冷を軽減できていることが判る。より具体的には、インゴット切り込み深さが２７５ｍｍ付近で４０℃であり、一方、切断終了時の３００ｍｍにおいては切断用スラリの温度と同じで３５℃程度であり、冷却の度合いを５℃以内にすることができた。
【００５３】
また、上記実施例１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６（Ａ）に示す結果が得られた。図６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０．４３、中央部で０．２４、後端部で０．３３であり、極めて小さな値に抑制できていることが判る。これは、後述する比較例に対し、平均して２／３の大きさに低減できている。
【００５４】
また、上記実施例１と同様の方法で得られたスライスウエーハのＷａｒｐ形状を測定した。代表として、インゴットの頭側から５、６０、１２０、１８０、２３０枚目における測定結果を図７に示す。擬似ナノトポグラフィ波形についても示す。
図７のＷａｒｐ形状を見てみると、例えば５枚目のように全体的には大きく形状が変化していても、急峻な変化は比較的抑制されており、擬似ナノトポグラフィ波形に示されているように、その波形の大きさは−０．３〜０．３の範囲で、従来法による図１１（Ｂ）、（Ｃ）の場合よりも抑制できている。そして、６０、１２０、１８０、２３０枚目では、より擬似ナノトポグラフィのレベルを小さくできており、特に１８０、２３０枚目では−０．１〜０．１の範囲に抑えることができ、擬似ナノトポグラフィが極めて優れたレベルのものにできていることが判る。
【００５５】
（実施例２）
実施例１と同様のシリコンインゴットを用意し、切断用スラリの供給温度プロファイル以外は実施例１と同様にしてシリコンインゴットの切断を行った。
なお、切断用スラリの供給温度は、切断開始時は供給温度を２３℃とし、インゴットの切り込み深さが５０ｍｍに達するまで徐々に下げて２２℃とし、その後インゴット切り込み深さが２３０ｍｍに達したところで上昇させて切断終了時には３２℃となるように供給温度を制御して溝付きローラに供給した。すなわち、図３のＴｓのような温度プロファイルとしたところ、切断終了時のインゴットの温度は切断用スラリの温度と同じで３２℃で、ΔＴｉは５℃以内とすることができ、切断終了時の急冷を抑制することができた。
さらに、実施例１と同様にして擬似ナノトポグラフィのレベルを調査したところ、インゴットのどの領域においても上限値（相対値０．６）を上回ることなく、インゴットの各領域での平均値は、前端部で０．４７、中央部で０．２７、後端部で０．３８であり、極めて小さな値に抑制できた。
【００５６】
（比較例）
実施例１と同様のシリコンインゴットを用意し、切断用スラリの供給温度プロファイル以外は実施例１と同様にしてシリコンインゴットの切断を行った。
なお、切断用スラリの供給温度は、切断開始時は供給温度を２３℃とし、インゴットの切り込み深さが５０ｍｍに達するまで徐々に下げて２２℃とし、その後インゴット切り込み深さが２３０ｍｍに達したところで上昇させて切断終了時には２４℃となるように供給温度を制御して溝付きローラに供給した（図４参照）。すなわち、従来と同様の切断用スラリの供給温度プロファイルである。
【００５７】
図５に示すように、切断終了時付近（インゴット切り込み深さが２７５ｍｍ）で３４℃であり、一方、切断終了時の３００ｍｍにおいては切断用スラリの温度と同じ２４℃程度であり、１０℃程度急激に冷却されている。
図５からも判るように、上記実施例１（ΔＴｉ＝５℃）では、この比較例に比べて、同じインゴット切り込み深さの範囲内（２７５ｍｍ〜３００ｍｍ）であるにもかかわらず、インゴットの冷却の度合い（温度差）を１／２に軽減できている。
【００５８】
また、上記比較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ついての擬似ナノトポグラフィの結果を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）を見ると、擬似ナノトポグラフィはインゴットの両端部において上限値（相対値０．６）を超えてしまっている。そして、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である。図６（Ａ）の実施例１のデータからも判るように、本発明の切断方法により、各領域において擬似ナノトポグラフィ（ナノトポグラフィ）のレベルを２／３に低減できている。
【００５９】
さらに、上記比較例と同様の方法で得られたスライスウエーハのＷａｒｐ形状等を測定したところ、Ｗａｒｐ形状や擬似ナノトポグラフィの波形は、図１１（Ｂ）、（Ｃ）のように、切断終了部付近において急峻な変化が見られ、やはり擬似ナノトポグラフィのレベルも大きかった。
【００６０】
以上のように、実施例１や実施例２のような本発明の切断方法によって、切断終了時に、切断用スラリの供給温度を３０℃以上になるようにするとともに、インゴットの温度も３０℃以上となるようにして、切断終了時付近の急激な冷却を抑制することができ、切断軌跡、スライスウエーハのＷａｒｐ形状の急峻な変化を防止し、ナノトポグラフィーのレベルを著しく改善することが可能である。したがって、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。
【００６１】
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】
【００６２】
【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】本発明の切断方法における切断用スラリの供給温度およびインゴットの温度の温度プロファイルの一例を示すグラフである。
【図３】本発明の切断方法における切断用スラリの供給温度およびインゴットの温度の温度プロファイルの他の一例を示すグラフである。
【図４】実施例１および比較例における切断用スラリの供給温度プロファイルを示すグラフである。
【図５】実施例１および比較例におけるインゴットの温度プロファイルを示すグラフである。
【図６】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１の結果、（Ｂ）比較例の結果。
【図７】本発明の切断方法により得られた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一例を示す測定図である。
【図８】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９】インゴット送り機構の一例を示す概略図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】（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１４】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１５】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１６】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。
【符号の説明】
【００６３】
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、
１６、１１６…スラリタンク、  １８…コンピュータ、  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】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月22日(2007.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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