(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤーソーによるシリコンインゴット等の硬脆性材料の切断方法の改良に関し、特にウェーハ状に切断する際の切り終わり部分のウェーハの反り形状の変化及びナノトポグラフィー形状変化を低減することができる硬脆性材料の切断方法を提供する。【解決手段】シリコンインゴット１とスライス台１８の混在する領域の切断長さを短くすることにより、切断抵抗変化が発生する領域を狭くし、且つ、急激な切断抵抗変化を抑制でき、結果として得られるウェーハの反り形状や、ナノトポグラフイー形状を向上させることができる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔をおいて配置された複数本のメインローラーと、該メインローラー間に所定のピッチ幅で巻回されたワイヤー列と、インゴットの上面に固着されたスライス台及び該スライス台に固着されたワークプレートを介して、インゴットを支持するインゴット支持手段とを有し、該メインローラを回転させることによって該ワイヤー列を走行させて切断領域にある一対のメインローラー間に巻回させたワイヤーにスラリーを供給しながらインゴットを押し当てウェーハ状に切断する硬脆性材料の切断方法において、インゴットに固着されるスライス台のインゴットとの接触部における切断方向の長さを、インゴット直径の１／３０以下にし切断することを特徴とする硬脆性材料の切断方法。
【請求項２】
スライス台の材質として、被切断材料と同材質、又はガラス、セラミック、カーボン及びレジンであることを特徴とする請求項１記載の硬脆性材料の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤーソーによるシリコンインゴット等の硬脆性材料の切断方法の改良に関し、特にウェーハ状に切断する際の、切り終わり部分のウェーハの反り形状の変化及びナノトポグラフィー形状変化を低減することができる硬脆性材料の切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板材料であるウェーハを製造するのに、円柱状のシリコンインゴットより、走行するワイヤーで同時に多数枚のウェーハに切断するワイヤーソー切断装置が多用されている。
【０００３】
シリコンインゴット用のワイヤーソー切断装置の基本的な構成例を説明すると、図１に示すごとく、１本のシリコンインゴット７より、多数枚のウェーハに同時に切断するため、水平配置された３本のメインローラー１，２，３の外周に、ワイヤー４を一定間隔で平行に巻回配置して、一方のワイヤーボビン５から送り出されたワイヤー４が、該ローラー１，２，３の外周を巻回走行後に他方のワイヤーボビン６へと巻き取られるように構成してある。
【０００４】
ここで、切断領域にある上側２本のメインローラー２，３間の、軸方向に一定間隔でワイヤー４が配列して同一方向に走行しているところへ、スラリータンク１０より配管１２を経由しスラリー供給ノズル１３，１４からスラリーを供給しながら、シリコンインゴット７を治具８にエポキシ等の接着剤を用いて接着し、この治具８を介して、図示しない別途の保持機構を介し、機械的に保持した状態で下降させてワイヤー４へ押しつけて切断するものである。また、シリコンインゴット７は下降させるほか、上昇させながらワイヤーへ押しつけて切断する構成をしたものもある。
【０００５】
シリコンインゴット７に接着している治具８について、図２を基に説明する。治具８は、直接シリコンインゴット７に接着しているスライス台１８と、該スライス台１８を接着保持するワークプレート１９より構成されており、スライス台１８の材質としては、被切断部材と同材質又はガラス、セラミック、カーボン及びレジンなどが挙げられるが、コスト面や成形の容易さを考慮し、カーボンやレジン等が多用されており、またワークプレート１９には主にＳＵＳが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来用いられているスライス台のシリコンインゴットとの接触部におけるスライス切断方向の長さは、一般的にシリコンインゴットに対する保持力を考慮し、シリコンインゴット直径ｄの１／２０程度に設定されている。従って、直径３００ｍｍのシリコンインゴットであれば、１５ｍｍであり、直径２００ｍｍのシリコンインゴットであれば、１０ｍｍにそれぞれ設定されていた。
【０００７】
一方、スラリーの反転流が切断中のウェーハに直接かかることを防止し、切断中のウェーハの割れの発生を大幅に軽減する方法として、スライス台の横幅をワークプレートの横幅と同一、又はそれよりも大にすることが特許文献１により提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２３５６５３号
【０００９】
この様な構造の治具によって保持されたシリコンインゴットを、上記ワイヤーソー切断装置を用いて切断加工を行うと、スライス台の部分を切断する際に急激な切断抵抗変化が発生し、ワイヤーの挙動が不安定となり、結果その切断抵抗変化が発生した箇所において、ウェーハの反り形状やナノトポグラフィー形状が悪化してしまうという問題点が生じていた。尚、ウェーハの反り形状に関しては、コベルコ社製の簡易ＢＯＷ−ＷＡＲＰ測定器を、ナノトポグラフィー形状に関しては、ＡＤＥ社製のナノマッパーを用いてそれぞれ評価した。
【００１０】
本発明者らは、上記したウェーハ形状の変化について検討を進めたところ、スライス台のシリコンインゴットとの接触部におけるスライス切断方向の長さを調整することによって、ウェーハの反り形状や、ナノトポグラフィー形状の悪化が防止できることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
本発明は、シリコンインゴットとスライス台の混在する領域の切断長さを短くすることにより、切断抵抗変化が発生する領域を狭くし、且つ、急激な切断抵抗変化を抑制でき、結果として得られるウェーハの反り形状や、ナノトポグラフイー形状を向上させることができる硬脆性材料の切断方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る硬脆性材料の切断方法では、所定間隔をおいて配置された複数本のメインローラーと、該メインローラー間に所定のピッチ幅で巻回されたワイヤー列と、インゴットの上面に固着されたスライス台及び該スライス台に固着されたワークプレートを介して、インゴットを支持するインゴット支持手段とを有し、該メインローラを回転させることによって該ワイヤー列を走行させて切断領域にある一対のメインローラー間に巻回させたワイヤーにスラリーを供給しながらインゴットを押し当てウェーハ状に切断する硬脆性材料の切断方法において、インゴットに固着されるスライス台のインゴットとの接触部における切断方向の長さを、インゴット直径の１／３０以下にし切断することを特徴とするものである。
【００１３】
すなわち、インゴットとスライス台の混在する領域の切断長さを短くすることにより、切断抵抗変化が発生する領域を狭くし、且つ、急激な切断抵抗変化を抑制し、切り終わり領域におけるウェーハの反り形状及びナノトポグラフイーの形状変化を低減することができる。
【００１４】
インゴットに固着されるスライス台の、インゴットとの接触部における切断方向の長さの好ましい範囲としては、インゴット直径の１／３０以下であれば、短い程良いが、極端に短くしすぎると、逆にインゴット保持力の低下を招くことになるため、１／４０程度が好ましい。
【００１５】
また、この発明は、上記構成を有する硬脆材料の切断方法において、スライス台の材質として、被切断材料と同材質、又はガラス、セラミック、カーボン及びレジンであることを併せて提案する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
一般的な図１のワイヤーソー切断装置を用いて、例えば、シリコン単結晶インゴットに接着する治具８の詳細を説明する。図３に示す如く治具８は、図示しない保持機構に支持されるワークプレート２１に、スライス台２０とシリコン単結晶インゴット２２との接触部における切断方向の長さを、１／３０としたスライス台２０を、接着剤を用いてシリコン単結晶インゴット２２に接着した構成としている。
【００１８】
尚、本発明の実施の形態においては、直径３００ｍｍのシリコン単結晶インゴット２２を用いているため、用いられるスライス台２０のシリコン単結晶インゴット２２との接触部における切断方向の長さを１０ｍｍとしている。また、用いられているワイヤーソー切断装置は、従来例と同様の装置構成、同じ符号であり、各部材の符号説明を省略する。
【００１９】
また、ワイヤーソー切断装置の図示しない保持機構に取り付ける前には、シリコン単結晶インゴットの端面を、ワークプレートを基準として、別途図示しないＸ線結晶方位測定装置を用いて、結晶面の傾き角度の測定し、取り付けた後には、前記Ｘ線結晶方位測定装置での測定結果に、シリコン単結晶インゴットの傾き角度の補正を行っている。
【００２０】
図示しない保持機構に取り付けられた後、切断領域にある上側２本のメインローラー２，３間の、軸方向に一定間隔でワイヤー４が配列して同一方向に走行しているところへ、スラリータンク１０より配管１２を経由しスラリー供給ノズル１３，１４からスラリーを供給しながら、シリコン単結晶インゴット７を治具８に接着して、この治具８を介して、図示しない別途の保持機構を介して機械的に保持した状態で、下降させてワイヤー４へ押しつけて切断加工を行う。尚、従来の技術においても説明したが、シリコン単結晶インゴット７は下降させるほか、上昇させながらワイヤー４へ押しつけて切断する構成をのものを採用しても良い。
【００２１】
次に、切断加工し、得られたシリコンウェーハに対して、切断加工において付着するスラリーを除去するための洗浄を施した後、従来技術と同様の方法により、シリコンウェーハの反り形状及びナノトポグラフィーの形状を測定したところ、問題であった切り終わりの領域において、反り形状及びナノトポグラフイー形状の変化が小さくなっており、良好な形状となっていた。
【００２２】
【本発明の効果】
以上説明したように、本発明の硬脆性材料の切断方法によれば、実施の形態から明らかなごとく、シリコン単結晶インゴットとスライス台の混在する領域の切断長さを短くし、急激な切断抵抗変化が発生する領域を狭めることにより、得られるウェーハの反り形状や、ナノトポグラフイーの形状を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明及び従来の製造方法に用いられるワイヤーソー切断装置を示す概略斜視説明図である。
【図２】従来の切断方法におけるシリコン単結晶インゴットとスライス台との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の切断方法におけるシリコン単結晶インゴットとスライス台との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２，３  メインローラー
４  ワイヤー
５，６  ワイヤーボビン
７，２２  シリコン単結晶インゴット
８  治具
１０  スラリータンク
１２  配管
１３，１４  スラリー供給ノズル
１５  スラリー受け皿
１７  スラリー攪拌機
１８，２０  スライス台
１９，２１  ワークプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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