【誤訳訂正書】
【提出日】平成17年11月30日(2005.11.30)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】特許請求の範囲
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  中空の半導体シリコン本体を、固体エレクトロニクスデバイスの製造に使用されるウェハへと切断する方法において、
真空中、又はフォーミングガス及び希ガス類の中の少なくとも一つから成るガス内において、短パルス幅レーザーを用いて、前記半導体シリコン本体を切断する切断方法。
【請求項２】  前記切断は、フォーミングガス及び希ガス類の中の少なくとも一つから成るガス内で実行される請求項１に記載された方法。
【請求項３】  前記切断は、ヘリウム、アルゴン、ネオン及びクリプトンの中の少なくとも一つから成るガス内で実行される請求項１に記載の方法。
【請求項４】  前記ガスの略全てがヘリウムから成る請求項３に記載の方法。
【請求項５】  前記ガスの略全てがアルゴンから成る請求項３に記載の方法。
【請求項６】  前記切断がＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用して行われる請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】  前記レーザーが５０Ｈｚのパルス反復率を有する請求項１から請求項６のいずれか一つに方法。
【請求項８】  前記レーザーが１０ｎｓのパルス持続時間を有する請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】  前記中空の半導体シリコン本体は、１００〜７００μｍの範囲の壁面厚さを有する請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】  請求項１に記載の方法において、前記中空の半導体シリコン本体を支持するステップと、該中空本体から矩形のウェハを切断し得るように所定の水平方向及び垂直方向経路内で前記中空の半導体シリコン本体を横切るレーザービームを提供し得るように前記レーザーを作動させるステップとを更に含む、方法。
【請求項１１】  中空の半導体シリコン本体を、固体エレクトロニクスデバイスの製造に使用されるウェハへと切断する方法において、
前記中空の半導体シリコン本体を取り囲む環状の空間を画成するように前記中空の半導体シリコン本体をカラーで取り囲むステップと、
フォーミングガス及び希ガス類であるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＫｒから成る群から選択された少なくとも１つのガスを前記環状空間内に噴射するステップと、
レーザーエネルギーパルスが前記環状空間を通って前記半導体本体に照射されるように操作される短パルス幅レーザーを用いて前記半導体本体を切断し、これにより、前記半導体シリコン本体のレーザー切断が前記ガスの存在下で行われるようにするステップとを備える、方法。
【請求項１２】  請求項１１に記載の方法において、前記カラーがレーザーエネルギーに対して透過性がある窓部を有し、更に、前記レーザーパルスが前記窓部を通って前記中空の半導体シリコン本体に向けられる、方法。
【請求項１３】  前記中空の半導体シリコン本体は、１００〜７００μｍの範囲の壁面厚さを有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】  前記切断は、前記半導体シリコン本体と前記カラーを軸方向に相対移動させて行われる請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】 半導体シリコン結晶体を切断する方法において、
短パルス幅レーザー装置からのレーザーエネルギービームを、前記レーザーエネルギービームが前記半導体シリコン結晶体の所定部分に当たって前記半導体シリコン結晶体の前記所定部分を切断するように、ガス支援ノズルを通過させるステップと、
前記ガス支援ノズルを通過させるステップと同時に、フォーミングガス及び希ガス類であるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＫｒから成る群から選択された少なくとも１つのガスを前記ガス支援ノズル内に噴射し、前記ガス支援ノズルからの前記ガスの流れが前記レーザーエネルギービームと一緒に放出され、前記半導体シリコン結晶体の前記所定部分が前記エネルギービームによって切断されるときに前記ガスの流れが前記半導体シリコン結晶体の前記所定部分に至るようにするステップと
を備えた、方法。
【請求項１６】 請求項１５に記載の方法において、前記短パルス幅レーザー装置は、短パルス幅Ｎｄ：ＹＡＧレーザーである方法。
【請求項１７】 請求項１５又は請求項１６に記載の方法において、前記半導体シリコン結晶体は、１００〜７００μｍの範囲の壁面厚さを有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】 請求項１５に記載の方法において、前記切断が、前記半導体シリコン結晶体から四角形のウェハを切断し得るように行われる、方法。
【請求項１９】 １００〜７００μｍの範囲の壁面厚さを有する半導体シリコン結晶体を切断する方法において、
レーザーエネルギーを透過可能な窓部を有する容器内に前記半導体シリコン結晶体を配置し且つ前記半導体シリコン結晶体が空気の無い環境下におかれるように前記容器を排気するステップと、
短パルス幅レーザー装置により発生されたレーザーエネルギービームを、前記窓部を通って前記容器内に照射して前記半導体シリコン結晶体に至らしめ、前記レーザーエネルギービームが、前記半導体シリコン結晶体を横断して、前記半導体シリコン結晶体の部分を切り出すようにするステップと
を備えた、方法。
【請求項２０】 請求項１９に記載の方法において、前記レーザーエネルギービームがＮｄ：ＹＡＧレーザーにより発生され、前記レーザーエネルギービームが前記半導体シリコン結晶体からウェハを切り出すように作用する、方法。
【請求項２１】  中空の半導体シリコン結晶体を、固体エレクトロニクスデバイスの製造に使用されるウェハへと切断する方法において、
前記半導体シリコン結晶体の周方向に間隔をおいて連なる第１の複数の切断を形成するように短パルス幅レーザーを使用し、前記第１の複数の切断が前記半導体シリコン結晶体の端縁から開始され前記半導体シリコン結晶体の長手方向に延びるようにする工程と、
前記半導体シリコン結晶体の周方向に延びる第２の複数の切断を形成するように短パルス幅レーザーを使用し、前記第２の複数の切断が前記第１の複数の切断を横切って前記半導体シリコン結晶体から複数のウェハを切り出す工程と
を備え、
前記第１の切断と前記第２の切断は、フォーミングガス及び希ガス類のうち少なくとも一つからなるガス雰囲気内で形成されるようにした、方法。
【請求項２２】  請求項２１に記載の方法において、前記中空の半導体シリコン結晶体は、１００〜７００μｍの範囲の壁面厚さを有し、前記短パルス幅レーザーは、約１０ｎｓのパルス持続時間と約５０Ｈｚのパルス反復率とを有するＮｄ：ＹＡＧレーザーである、方法。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１３
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１３】
別の具体的な目的は、ＥＦＧ成長した中空のシリコン本体を矩形ウェハ又はブランクにレーザー切断し、その切断が最適な速度にて行なわれ且つウェハのエッジにおけるマイクロクラックの数が減少するようにする改良されたレーザー切断方法を提供することである。
以下の詳細な説明から明らかとなる上記の目的及びその他の目的は、選ばれた真空又は非酸素雰囲気内でレーザーにより半導体材料を切断することにより実現される。より具体的には、レーザー切断は、真空中で又はフォーミングガス及び希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、ＡＲ及びＫｒ）から成る群から選ばれた１つ又は２つ以上のガスの存在下にて行なわれる。本発明のその他の特徴及び有利な点は、以下の詳細な具体的な説明及び添付図面に開示され又はこれらから明らかになる。
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１９
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１９】
本発明は、通常のマイクロクラック損傷は、真空中で又は実質的に希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＫｒ）又はフォーミングガス（９０％Ｎ２：１０％Ｈ２）から成る選択されたガス状環境内でシリコン材料を切断することにより、短パルス長のＱスイッチしたＮｄ：ＹＡＧレーザーでシリコンを切断するときに通常直面する切断上の問題が解決され且つ通常のマイクロクラック損傷が実質的に解消されるとの知見に基づき且つこの知見を含むものである。
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２０】
試験片に対するレーザービームの侵入、切断速度及びＨＡＺ−関連の切断損傷上に与える色々な雰囲気の効果を評価するため、一連の切断実験を行った。この試験の目的のため、その平坦な研磨した表面のため、測定が容易であることから、研磨した単結晶クロチャルスキィ（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）成長シリコンの厚さ７００ミクロンのウェハの形態をした試料を使用した。５０Ｈｚパルス反復率及び１０ｎｓ（ナノ秒）パルス持続時間を有する、スペクトラ・フィジックス（Ｓｐｅｃｔｒａ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）のモデルＰＲＯ−２９０  ＱスイッチしたＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用してシリコン試料の切断を行った。試験用のレーザーの平均パワー出力は、６５Ｗとした。パルス当たりのエネルギーは５００ｍＪとし、空気プラズマの分解が生ずる、５×１０９Ｗ／ｃｍ２よりも僅かに低い０．９×１０９Ｗ／ｃｍ２レベルの最高パワー密度を提供し得るようにレーザービームを合焦させた。レーザービームを試料に向けるときに通る窓部を有するチャンバ内に切断すべき試料を取り付けた。このチャンバは、ターボ分子ポンプ及びガスマニホルドに接続した。チャンバを評価し且つ真空を保ち、また、チャンバを色々な選択されたガスにて充填するため、これらポンプ及びマニホルドを使用した。次の雰囲気を試験した。すなわち、空気、真空、Ｎ２、ＣＨ２Ｆ２、フォーミングガス（９０％Ｎ２：１０％Ｈ２）、希ガスＨｅ、Ｎ２、Ａｒ及びＫｒである。チャンバは、上記のガスの存在下にて切断中、１大気圧の圧力に保った。
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２２】
図１Ａ乃至図１Ｇには、真空中及び２つを除く上記の色々な全てのガス内における材料の除去結果がグラフで示されている。この点に関して、図１Ａ乃至図１Ｇには、ヘリウム（Ｈｅ）及びアルゴン（ＡＲ）に対するグラフデータのみが示されていることを理解すべきである。しかし、ネオン（Ｎｅ）及びクリプトン（ＫＲ）も試験し、基本的に同一の振る舞いを示した。希ガスは良好に作用することが分かったため、空気雰囲気中での切断速度が不良であることに酸素が原因となるかどうかを確認するため窒素も試験した。水素が切断速度を向上させるかどうかを確認するためフォーミングガスを使用し、そのフォーミングガスは、希ガスと実質的に同一の振る舞いを示すことが分かった。レーザーエネルギーにより発生された自由フッ素基が切断工程を速めることができるかどうかを確認するため、１つの雰囲気としてジフルオロメタンを試験した。
【誤訳訂正６】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２３
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２３】
図１Ａ乃至図１Ｇに示したデータから、真空、フォーミングガス及び希ガス雰囲気を除く全てにおいて、深さが増すに伴ってビームの侵入速度が遅くなることが容易に分かる。図１Ａ及び図１Ｃを比較すると、窒素及び空気は切断速度に対し同様の有害な効果を与えることが分かったが、窒素の場合、有害な効果は極めて顕著なほどではない。図１Ｆには、ジフルオロメタンを使用する結果も不良であることが示されている。真空、希ガス及びフォーミングガスは、パルス数の関数と実質的に同一の材料の高除去率及び実質的に線形の除去率を示す。材料の除去率は、実験の範囲内での深さに関係なく基本的に一定のままである。真空環境及び希ガス環境内の侵入率は、希ガスの原子量に関係なく略同一である。
【誤訳訂正７】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２４
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２４】
切断速度が向上する理由は、容易に説明することはできない。１つの可能な理由は、その他の雰囲気と比較したとき、真空中及び不活性ガス中でのプラズマの発生が遅くなるためであろう。蒸発したシリコンは、材料の表面付近にて明るい青の閃光として見ることができるように、プラズマを形成するに至ると考えられるから、実験状態下にて常に、真空中においてさえ、プラズマが形成されることが分かった。
【誤訳訂正８】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２５】
へき開及び金属加工による断面形成と組み合わせて光学顕微鏡を使用して、レーザー切断の形状、溶融物すなわちスラグの存在及びマイクロクラックの存在を決定した。この試験の結果、ヘリウム環境中での切断は、マイクロクラックを生ぜずに進行し、約２００ミクロン（μｍ）の深さに達し、切断動作の極く開始時を除いて略垂直側壁となることが分かった。切断箇所の底部も「Ｖ字形」の形状であり、エッジにてスラグ及びシリコンの多少の蓄積が観察された。また、切断侵入が約２００ミクロン以上の深さになると、切口（すなわち、切断箇所）の壁にてスラグの蓄積が観察され、これにより、切断箇所の底部へのビームのアクセスを制限し、最終的に、切断可能である厚さを制限することも分かった。約２００ミクロンの深さを越えると、マイクロクラック損傷が生じることが観察された。真空中で作動するときの切断速度及び切口すなわち切断形状は、ヘリウム雰囲気中で形成された切断と実質的に区分不可能である。これに反して、空気中の切断は、スラグが顕著に蓄積し且つ熱影響領域を有する丸形の「ボウル」形状として形成される切口を生じさせた。空気中の切断は、実質的に、上述したスペクトラ・フィジックスＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用して約５０ミクロンの深さにて終了した。追加的な実験は、多少の空気を排除することができない雰囲気に対して開放したヘリウム環境中で切断することを含むものとした。これらの追加的な実験は定量的ではないが、１２５μｍの厚いウェハの場合、切断速度は３．０ｃｍ／秒から僅かに約１ｃｍ／秒まで急速に低下し、また、切口を取り巻くスラグの沈着及び酸化物の形成の点にて切口の質が劣化することも示した。
【誤訳訂正９】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２６】
厚さ１２５μｍのＥＦＧ成長させたシリコンの試料を使用して、同一のレーザー及び作動状態にて追加的な実験を行った。この場合、３．０ｃｍ／秒の切断速度にて何ら顕著なマイクロクラック損傷を生ぜずに、ヘリウム及びフォーミングガス中で切断を行うことができることが分かった。
【誤訳訂正１０】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２７
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２７】
経済的及び実際的な理由のため、ヘリウムのような希ガス環境中の切断の方が真空中での切断よりも好ましい。現在の製造方法において、ＥＦＧ管は長さが１８２．８８ｃｍ（６フィート）（又は更に長い）であり、円筒体の場合、直径が９１．４４ｃｍ（３フィート）以上である。通常、円筒体の全体をヘリウムで充填したチャンバ内に浸漬させ、レーザービームがチャンバの窓を通じて入射するようにする必要があろう。かかる構成の場合、ロックの真空ポンピングを含む荷重ロックが使用されない限り、切断すべき各管ごとにチャンバをヘリウムにて充填しなければならない。かかる装置の費用及び複雑さは、太陽電池を製造するためＥＦＧ管からウェハを切断するうえで経済的に実施不可能であるため、本発明を実施するためにその他の装置が考えられた。
【誤訳訂正１１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３１】
図５には、上記の装置の１つの改変例が図示されている。この場合、ヘリウム又はその他の希ガス又はフォーミングガスを窓部２８の真上のその頂側部の開口部３０を介して管１８によりカラー内に噴射し、シール２２に対するものと同様の柔軟な発泡ゴムで出来た２つの垂直ワイパー３２を好ましくは、図５に図示するように窓部の両側端縁に直ぐ隣接してビーム衝撃領域の両側部にてカラー内部に配置する。該ワイパー３２は、ヘリウムがカラーの環状体の全体を充填するのを防止し、これによりレーザービームにより切断されるシリコン管の部分の前方の空間を充填するのに必要なヘリウムの量を減少させる働きをする。更なる選択的な措置として、該ワイパーには、管２４と同様の埋め込んだ多孔質のプラスチック管（図示せず）を設け、このプラスチック管は、適当な制御弁（図示せず）を介して給水源（図示せず）に接続され且つワイパーに給水しワイパーを湿潤状態に保ち、これによりヘリウムがワイパーを通って逃げるのを防止する作用を果たすメニスカスをワイパーとシリコン管との間に確立することができる。
【誤訳訂正１２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３６】
希ガス又はフォーミングガス環境内で切断を行う１つの代替的な装置及び方法はガス支援レーザーノズルを使用することを含む。ガス支援ノズルは当該技術分野で周知であり、上記米国特許第４，７２８，７７１号及びＤ・ストラウド（Ｓｔｒｏｕｄ）に対し１９９２年１月２１日付けで発行された米国特許第５，０８３，００６号、Ｇ・ネイドハード（Ｎｅｉｄｈａｒｄｔ）らに対し１９９３年６月１５日付けで発行された米国特許第５，２２０，１４９号により例示されている。
【誤訳訂正１３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３７
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３７】
非限定的な一例として、図６には、ガス支援ノズル５０が概略図的に図示されている。該ノズルは、合焦レンズ５４が内部に取り付けられた中央穴又は軸方向穴５２を有している。穴５２は、レーザービームをレーザー（図示せず）から導入するため一端５６にて開放しており、縮小径の排出開口又はオリフィス５８を有し、レーザービームがこのオリフィスを通ってノズルから出る。レンズ５４はレーザービームを合焦させ、その焦点面が排出オリフィス５８に近い位置に排出される切断すべき材料の隣接面にあるようにする。支援ガスをガス供給源２１から噴射するためノズルには１つ又は２つ以上の側ポート６０が設けられている。この場合、支援ガスは上述したように希ガス又はフォーミングガスである。排出オリフィス５８から流れ出て切断される材料と接触する支援ガスは切断エッジに塵として付着しやすい材料を除去することによりレーザーの切断速度を向上させるのに十分な速度にてノズルから流れ出るようにする流体圧力レベルにて充填される（シリコン管を切断するとき、この塵は、主としてレーザーエネルギーにより発生された溶融し且つ蒸発した状態から再沈着したシリコンから成っている）。塵の層は切断エッジにおけるマイクロクラックを促進させるため、支援ガスにより塵を除去することは、切断速度を向上させるのみならず切断したウェハの強度を向上させることにもなる。ノズルから排出された支援ガス流は切断されるシリコン管の表面に沿って横方向に拡がり、これにより管の隣接する表面部分を包み込む非空気雰囲気を形成する。
【誤訳訂正１４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３８】
本発明をＮｄ：ＹＡＧレーザーに関して説明したが、本発明は、異なる短パルス長のパルスレーザーを使用して実施可能であることも理解すべきである。また、比較的長い長さのパルスを発生させるレーザー、例えば、パルス長さ５００マイクロ秒（μｓ）にて作動するＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用してシリコンをレーザー切断することは、本発明により教示されるように、希ガス又はフォーミングガスから成る雰囲気内で切断を行うことにより、切断速度は向上させないにしても、ウェハを質の点にて改良が可能であることも説明した。上記の説明にて、パルス反復率が５０Ｈｚ及び１０ｎｓ持続時間並びに平均パワー出力６５ワットにて作動するものとしてＱスイッチしたＮｄ：ＹＡＧレーザーを説明したが、このレーザーは切断される材料及び実現しようとする結果に従って、異なるパルス反復率、パルス持続時間及び平均パワー出力にて作動させることも可能であることを理解すべきである。また、切断すべき材料に合焦されたレーザービームのスポット寸法及び形状は、使用されるレーザーの型式、所望の切断速度、パルス幅、反復率、エネルギー密度、切断される材料の組成及び厚さに従って変更可能である。その他のレーザー及び本発明と共に、円形のビームスポットパターンを使用することが好ましいが、切断速度を最大にする目的のため細長い狭小なスポットパターンとすることが好ましい。好ましくは、このビームスポットパターンは、切断される材料の切断個所の幅がミクロン程度であるような形状であるようにする。非限定的な一例として、シリコンを切断するために短パルスＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用するとき、４０乃至１５０ミクロン範囲の最大幅を有する狭小な細長いビームスポットを使用することが好ましい。
【誤訳訂正１５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００４０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００４０】
図２には、例えば、八面体のような多面体の断面の管ではなくて、円筒体に適用される本発明が図示されているが、本発明は、一般に、特に、図２及び図３に図示したカラーではなくて、図６に図示した支援ガスノズルが使用されるならば、単に「八面体」として識別される八面体ＥＦＧ成長シリコン管のような色々な断面形状の管を切断するために使用可能であることも理解すべきである。切断すべきＥＦＧ管が多角形の断面形状を有するならば、切断領域内で適当な希ガス又はフォーミングガスの雰囲気を提供し得るように同様にカラーを使用することが可能であるが、この場合、カラーの構造を改変し、その内端縁で切断すべき管と緊密に嵌まる得るように合わさる多角形の形状となるようにすることをも理解すべきである。ガス支援ノズルは、ガスが外部雰囲気に損失するため、より多量のフォーミングガス又は希ガスを消費するから、このガス支援ノズルよりもカラーを使用することのほうが好ましいことを理解すべきである。
【誤訳訂正１６】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００４１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００４１】
また、本発明により提供されるガス状環境は希ガスの混合体又はフォーミングガスと１つ又は２つ以上の希ガスとの混合体から成るようにすることも考えられる。キセノンは試験しなかったが、このキセノンを使用すれば、ヘリウム、ネオン、アルゴン及びクリプトンにて得られるものと同一の結果の改良が実現されると考えられる。