(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物をプラズマエッチングにより切断するプラズマ加工装置であって、
所定方向に間隔をおいて配置され、前記被加工物を切断するための複数のスライス電極と、
前記複数のスライス電極が前記被加工物に対して前記所定方向と直交する方向に対向するように配置されたときに前記各スライス電極と前記被加工物との間にプラズマが発生するようにこの各スライス電極と被加工物との間に電位差を生じさせる電圧印加部と、
前記電圧印加部と前記各スライス電極との間にそれぞれ介在し、前記各スライス電極に対応する箇所での前記被加工物のスライス速度が均等化するように前記各スライス電極に掛かる電圧及び前記各スライス電極に流れる電流を調整可能な複数の制御素子とを備えた、プラズマ加工装置。
【請求項２】
前記各スライス電極と前記被加工物との間の電位差をそれぞれ検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部によって検出される前記各スライス電極と前記被加工物との間の電位差に基づいて前記各スライス電極に対応する箇所での前記被加工物のスライス速度が均等化するように前記各制御素子による前記各スライス電極に掛かる電圧及び前記各スライス電極に流れる電流の調整を制御する制御部とを備えた、請求項１に記載のプラズマ加工装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプラズマ加工装置を用いて被加工物をプラズマエッチングにより切断するプラズマ加工方法であって、
前記複数のスライス電極を前記所定方向に間隔をおいて配置するとともに、前記複数のスライス電極を前記被加工物に対して前記所定方向と直交する方向に対向するように配置する工程と、
前記電圧印加部から前記各制御素子を介して前記各スライス電極に電圧を印加することにより、前記各スライス電極と前記被加工物との間にプラズマが発生するようにこの各スライス電極と被加工物との間に電位差を生じさせる工程と、
前記各制御素子により、前記各スライス電極に対応する箇所での前記被加工物のスライス速度が均等化するように前記各スライス電極に掛かる電圧及び前記各スライス電極に流れる電流を調整する工程とを備えた、プラズマ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ加工装置及びプラズマ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシリコンインゴットのような被加工物をプラズマエッチングにより切断し、シリコンウエハを作製するプラズマ加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示されたプラズマ加工装置では、被加工物に対向するようにスライス電極が配置されているとともに、そのスライス電極に電源が電気的に接続されている。そして、この電源からスライス電極に電圧を印加し、スライス電極と被加工物との間に電位差を生じさせることによって、これらスライス電極と被加工物との間にプラズマを発生させ、このプラズマのエッチング作用により被加工物を切断する。また、このプラズマ加工装置では、被加工物を昇降機構によってスライス電極側へ徐々に移動させながらプラズマエッチングすることにより被加工物の切断を進行させるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−１９６８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなプラズマ加工装置では、被加工物のスライス効率を向上することが求められている。被加工物のスライス効率を向上するための技術としては、複数のスライス電極を所定方向に並べるとともにその所定方向に直交する方向に各スライス電極を被加工物に対向するように配置し、それら各スライス電極と被加工物との間でプラズマを発生させて被加工物を一度の工程で複数にスライスすることが考えられる。
【０００５】
ただし、この場合には、各スライス電極に対応する箇所で被加工物のスライス速度がばらつく虞がある。各スライス電極における被加工物のスライス速度にばらつきが生じると、被加工物のスライスが進行するに連れて各スライス電極と被加工物との間の距離にずれが生じ、ひいては各スライス電極によるスライス箇所中にプラズマが発生しなくなってスライスの停止する箇所が現れる虞がある。
【０００６】
そこで、各スライス電極ごとに移動機構を設け、その移動機構により各スライス電極と被加工物との間の距離が均等になるように各スライス電極の位置調整をすることによって、各スライス電極における被加工物のスライス速度を均等化することも考えられる。
【０００７】
しかしながら、この場合には、加工装置の構成が複雑になるとともに加工装置が大型化するという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡素な構成で各スライス電極における被加工物のスライス速度を均等化することが可能なプラズマ加工装置及びプラズマ加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、スライス電極に掛かる電圧及びスライス電極に流れる電流を変化させることによってそのスライス電極における被加工物のスライス速度が変化することに着目し、このことを利用して電圧印加部と複数のスライス電極の間にそれぞれ介在させた各制御素子により各スライス電極に掛かる電圧及び各スライス電極に流れる電流を調整することによって各スライス電極における被加工物のスライス速度を均等化できることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明によるプラズマ加工装置は、被加工物をプラズマエッチングにより切断するプラズマ加工装置であって、所定方向に間隔をおいて配置され、前記被加工物を切断するための複数のスライス電極と、前記複数のスライス電極が前記被加工物に対して前記所定方向と直交する方向に対向するように配置されたときに前記各スライス電極と前記被加工物との間にプラズマが発生するようにこの各スライス電極と被加工物との間に電位差を生じさせる電圧印加部と、前記電圧印加部と前記各スライス電極との間にそれぞれ介在し、前記各スライス電極に対応する箇所での前記被加工物のスライス速度が均等化するように前記各スライス電極に掛かる電圧及び前記各スライス電極に流れる電流を調整可能な複数の制御素子とを備えている。
【００１１】
このプラズマ加工装置では、電圧印加部と各スライス電極との間にそれぞれ介在する制御素子により各スライス電極に掛かる電圧及び各スライス電極に流れる電流を調整することによって、各スライス電極に対応する箇所での被加工物のスライス速度を均等化することができる。さらに、このプラズマ加工装置で用いる制御素子は、スライス電極の被加工物に対する距離を調整するための移動機構に比べて簡素な構成とすることができる。このため、このプラズマ加工装置のように各スライス電極ごとに制御素子を設ける場合には、各スライス電極ごとに前記移動機構を設ける場合に比べてプラズマ加工装置の構成を簡素化することができる。従って、このプラズマ加工装置では、簡素な構成で各スライス電極における被加工物のスライス速度を均等化することができる。
【００１２】
上記プラズマ加工装置において、前記各スライス電極と前記被加工物との間の電位差をそれぞれ検出する電圧検出部と、前記電圧検出部によって検出される前記各スライス電極と前記被加工物との間の電位差に基づいて前記各スライス電極に対応する箇所での前記被加工物のスライス速度が均等化するように前記各制御素子による前記各スライス電極に掛かる電圧及び前記各スライス電極に流れる電流の調整を制御する制御部とを備えているのが好ましい。
【００１３】
このように構成すれば、制御部により電圧検出部で検出される各スライス電極と被加工物との間の電位差に基づいて自動的に各制御素子による各スライス電極に掛かる電圧及び各スライス電極に流れる電流の調整が制御されて各スライス電極における被加工物のスライス速度が均等化されるので、例えば手動で各制御素子を制御して各スライス電極におけるスライス速度を均等化する場合に比べて、使用者の作業負担を削減することができる。
【００１４】
本発明によるプラズマ加工方法は、上記プラズマ加工装置を用いて被加工物をプラズマエッチングにより切断するプラズマ加工方法であって、前記複数のスライス電極を前記所定方向に間隔をおいて配置するとともに、前記複数のスライス電極を前記被加工物に対して前記所定方向と直交する方向に対向するように配置する工程と、前記電圧印加部から前記各制御素子を介して前記各スライス電極に電圧を印加することにより、前記各スライス電極と前記被加工物との間にプラズマが発生するようにこの各スライス電極と被加工物との間に電位差を生じさせる工程と、前記各制御素子により、前記各スライス電極に対応する箇所での前記被加工物のスライス速度が均等化するように前記各スライス電極に掛かる電圧及び前記各スライス電極に流れる電流を調整する工程とを備えている。
【００１５】
このプラズマ加工方法では、前記各制御素子により各スライス電極に掛かる電圧及び各スライス電極に流れる電流を調整することによって、各スライス電極に対応する箇所での被加工物のスライス速度を均等化することができる。さらに、このプラズマ加工方法で用いる制御素子は、スライス電極の被加工物に対する距離を調整するための移動機構に比べて簡素な構成とすることができる。従って、このプラズマ加工方法では、上記プラズマ加工装置と同様、簡素な構成で各スライス電極における被加工物のスライス速度を均等化することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、簡素な構成で各スライス電極における被加工物のスライス速度を均等化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態によるプラズマ加工装置の概略図である。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるプラズマ加工装置の構成について説明する。
【００１９】
本実施形態によるプラズマ加工装置は、被加工物としてのシリコンインゴット１００をプラズマエッチングによりスライスしてシリコンウエハを製造するためのものである。このプラズマ加工装置は、図略のチェンバと、昇降機構２と、複数のスライス電極４と、被加工物側電極６と、電圧印加部８と、可変抵抗器１０と、電圧計１２と、制御部１４とを備えている。
【００２０】
前記図略のチェンバは、その内部にプラズマエッチングを行う反応室を形成するものである。このチェンバには、図略の排気管とガス導入管が接続されており、その排気管を通じてチェンバ内を真空排気した後、ガス導入管を通じてエッチングガスとしての三フッ化窒素（ＮＦ３）をチェンバ内に充填可能となっている。
【００２１】
前記昇降機構２は、シリコンインゴット１００の鉛直方向の位置を調節するものである。具体的には、この昇降機構２は、その上部にシリコンインゴット１００を載置するための載置台２ａを有しており、この載置台２ａを上下させることによってシリコンインゴット１００の鉛直方向の位置を調節する。さらに、この昇降機構２は、プラズマエッチング時にシリコンインゴット１００を徐々に上方に移動させることにより、シリコンインゴット１００のプラズマエッチングによるスライスを上面から下方に向かって進行させる。
【００２２】
前記複数のスライス電極４は、シリコンインゴット１００を切断するために用いられるものである。この各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間でプラズマが発生し、そのプラズマのエッチング作用によってシリコンインゴット１００がスライスされる。
【００２３】
具体的には、複数のスライス電極４は、前記チェンバ内の空間に固定的に設置される。各スライス電極４は、帯状の薄膜に形成されており、その短辺の延びる方向が鉛直方向となるように配置される。そして、各スライス電極４は、水平方向に等間隔で互いに平行に配置されるとともに、前記載置台２ａ上にセットされたシリコンインゴット１００の上面に対して鉛直方向に対向するように配置される。
【００２４】
また、各スライス電極４は、銅箔等の金属箔を樹脂材料からなる絶縁膜で挟み込み、ホットプレスすることによって形成されている。そして、各スライス電極４には、その金属箔に前記電圧印加部８から電圧が印加される。これにより、金属箔の下端と対向するシリコンインゴット１００の表面との間にプラズマが発生し、絶縁膜で覆われたスライス電極４の側面側にはプラズマが発生しないようになっている。
【００２５】
そして、各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間でプラズマが発生することによって、エッチングガスとしてのＮＦ３が解離し、フッ素原子（Ｆ０）やフッ素イオン（Ｆ−）が生成される。このフッ素原子（Ｆ０）及びフッ素イオン（Ｆ−）とシリコンインゴット１００のシリコン原子（Ｓｉ）が反応してＳｉＦ４ガスが生成されることにより、シリコンインゴット１００のエッチングによるスライスが進行する。
【００２６】
前記被加工物側電極６は、シリコンインゴット１００に電気的に接続されるものであり、シリコンインゴット１００の底面に取り付けられる。この被加工物側電極６は、前記電圧印加部８と電気的に接続されているとともに接地されている。これにより、シリコンインゴット１００の電位は、接地電位（０Ｖ）になっている。
【００２７】
前記電圧印加部８は、前記各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間にプラズマが発生するようにこの各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間に電位差を生じさせるものである。
【００２８】
具体的には、電圧印加部８は、前記可変抵抗器１０を介して各スライス電極４に電圧を印加可能に構成されている一方、前記被加工物側電極６と電気的に接続されている。電圧印加部８から各スライス電極４に電圧が印加されることによって、前記接地電位となっているシリコンインゴット１００と各スライス電極４との間に電位差が生じる。
【００２９】
前記複数の可変抵抗器１０は、それぞれ前記各スライス電極４に掛かる電圧及び前記各スライス電極４に流れる電流を個別に調整する機能を有する。なお、この可変抵抗器１０は、本発明における制御素子の概念に含まれるものである。
【００３０】
具体的には、各可変抵抗器１０は、前記電圧印加部８と前記各スライス電極４との間にそれぞれ介在しており、その抵抗値を調整可能に構成されている。そして、各可変抵抗器１０は、前記制御部１４からの制御信号の入力を受け、その制御信号に従って可変抵抗器１０自身の抵抗値を変化させる。この各可変抵抗器１０の抵抗値が変化することにより、各スライス電極４に掛かる電圧が調節され、各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差が個別に調節される。また、各可変抵抗器１０の抵抗値が変化することにより、各可変抵抗器１０を通って電圧印加部８と各スライス電極４との間で流れる電流が個別に調節される。
【００３１】
前記複数の電圧計１２は、前記スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差を検出するものである。この電圧計１２は、本発明の電圧検出部の概念に含まれるものである。各電圧計１２は、各スライス電極４に対応して設けられている。そして、各電圧計１２は、直接的には各スライス電極４とそれに繋がる前記可変抵抗器１０との間の部位と、被加工物側電極６との間の電位差を検出するように設けられている。前記スライス電極４と可変抵抗器１０との間の部位の電位はそのスライス電極４の電位と同電位であり、前記被加工物側電極６の電位はシリコンインゴット１００の電位と同じ接地電位であるため、前記各電圧計１２によって検出される電位差は各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差に相当する。そして、各電圧計１２によって検出された各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差のデータは、前記制御部１４にリアルタイムで送られるようになっている。
【００３２】
前記制御部１４は、前記各電圧計１２から送られる各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差のデータに基づいて各スライス電極４に対応する箇所でのシリコンインゴット１００のスライス速度が均等化するように各可変抵抗器１０の抵抗値を変化させることにより各スライス電極４に掛かる電圧及び各スライス電極に４に流れる電流を制御するものである。
【００３３】
具体的には、制御部１４は、図略の演算部を有しており、この演算部において前記各電圧計１２から送られる各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差のデータと、その時点での各可変抵抗器１０の抵抗値のデータとに基づいて各スライス電極４に対応する箇所でのスライス速度が算出され、さらに、その各スライス電極４におけるスライス速度の平均値が算出される。
【００３４】
そして、制御部１４は、このスライス速度の平均値と、前記算出された各スライス電極４に対応する箇所でのスライス速度のデータとを比較し、所定のスライス電極４におけるスライス速度が前記スライス速度の平均値からずれている場合にはそのスライス電極４に繋がる可変抵抗器１０に抵抗値の調整のための制御信号を送る。この制御信号を受けた可変抵抗器１０は、その制御信号に応じて自身の抵抗値を変化させる。これにより、その可変抵抗器１０に繋がるスライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差が調節されるとともに、その可変抵抗器１０を通って電圧印加部８とスライス電極４との間で流れる電流が調節されてそのスライス電極４に対応する箇所でのプラズマの強度が調節される。このようにして、制御部１４による各スライス電極４におけるスライス速度の均等化の制御が行われるようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態のプラズマ加工装置によるシリコンインゴット１００のプラズマ加工方法について説明する。
【００３６】
まず、前記図略のチェンバ内において昇降機構２の載置台２ａ上にシリコンインゴット１００をセットするとともに、被加工物側電極６をシリコンインゴット１００の底面に対して取り付けて被加工物側電極６とシリコンインゴット１００を電気的に接続する。そして、複数のスライス電極４をシリコンインゴット１００の上面に対向するようにシリコンインゴット１００の鉛直方向上側に間隔をあけて設置する。
【００３７】
次に、チェンバ内を真空排気し、その後、エッチングガスとしてＮＦ３をチェンバ内に充填する。
【００３８】
次に、電圧印加部８から各可変抵抗器１０を介して各スライス電極４に電圧を印加することにより各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間に電位差を生じさせる。
【００３９】
この後、昇降機構２によりシリコンインゴット１００を徐々に上昇させ、各スライス電極４の下端に対してシリコンインゴット１００の上面を徐々に接近させる。そして、各スライス電極４の下端とシリコンインゴット１００の上面がある一定の距離まで接近すると、各スライス電極４の下端とシリコンインゴット１００の上面との間にプラズマが発生し、シリコンインゴット１００のエッチングによるスライスが進行する。
【００４０】
そして、このシリコンインゴット１００のスライスの過程において、制御部１４からの制御信号により各可変抵抗器１０の抵抗値が調節されることによって、各スライス電極４に掛かる電圧及び各スライス電極４に流れる電流が調整され、各スライス電極４におけるシリコンインゴット１００のスライス速度が均等化される。
【００４１】
具体的には、各電圧計１２により各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差が検出されるとともに、この電位差のデータが制御部１４の演算部に入力されている。この演算部は、入力された電位差のデータと、その時点での各可変抵抗器１０の抵抗値のデータとに基づいて各スライス電極４に対応する箇所でのシリコンインゴット１００のスライス速度を算出する。
【００４２】
ここで、各スライス電極４におけるスライス速度は、各スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差と、各可変抵抗器１０の抵抗値とに相関があり、演算部はこれらの相関に基づいて各スライス電極４におけるスライス速度を算出する。
【００４３】
具体的には、各スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差の時間平均値は、各スライス電極４に繋がる可変抵抗器１０の抵抗値に応じて変化する。この各スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差の時間平均値の変化によって、各スライス電極４におけるスライス速度が変化する。
【００４４】
図２には、スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差の時間平均値を変化させた場合のスライス速度の変化が示されている。この図２から、スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差の時間平均値と、そのスライス電極４に対応する箇所でのスライス速度とは正比例の関係にあり、スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差の時間平均値が大きくなるに従ってそのスライス電極４に対応する箇所でのスライス速度も大きくなることが判る。これは、スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差の時間平均値が大きくなるに従って、全時間に対するプラズマ点灯時間の割合が大きくなり、それに応じてスライス速度が大きくなるためである。
【００４５】
また、各スライス電極４に繋がる可変抵抗器１０の抵抗値に応じて各スライス電極４に流れる電流も変化する。そして、この各スライス電極４に流れる電流の変化によってもスライス速度が変化する。
【００４６】
図３には、スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差の時間平均値を一定にして可変抵抗器１０の抵抗値を変化させた場合のスライス速度の変化が示されている。この図３から、可変抵抗器１０の抵抗値が小さくなるに従ってスライス速度が大きくなることが判る。これは、可変抵抗器１０の抵抗値が小さくなるに従ってその可変抵抗器１０に繋がるスライス電極４に流れる電流が大きくなり、それに従ってエッチング反応に寄与するラジカルの生成量が増加し、その結果、スライス速度が大きくなるためである。
【００４７】
そして、上記図２に示すように、可変抵抗器１０の抵抗値が大きくなると、スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差の時間平均値とスライス速度との比例直線の傾きが小さくなる一方、可変抵抗器１０の抵抗値が小さくなると、スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差の時間平均値とスライス速度との比例直線の傾きが大きくなる。演算部は、この図２の関係を用いて、スライス電極４とシリコンインゴット１００の間の電位差と、可変抵抗器１０の抵抗値とに基づいて各スライス電極４におけるスライス速度を算出し、その後、各スライス電極４におけるスライス速度の平均値を算出する。
【００４８】
そして、制御部１４は、演算部によって算出された前記スライス速度の平均値と、前記算出された各スライス電極４におけるスライス速度とを比較し、前記スライス速度の平均値からスライス速度がずれているスライス電極４があれば、演算部においてそのスライス電極４におけるスライス速度を前記スライス速度の平均値に合わせるために必要な可変抵抗器１０の抵抗値を上記図２の関係に基づいて算出させる。この後、制御部１４は、前記スライス速度の平均値からスライス速度がずれているスライス電極４に繋がる可変抵抗器１０へ前記算出された抵抗値のデータを含む制御信号を出力する。この制御信号を受けた可変抵抗器１０は、その制御信号に従って自身の抵抗値を変化させる。これにより、その可変抵抗器１０と繋がるスライス電極４におけるスライス速度が調節され、各スライス電極４におけるスライス速度が均等化される。その結果、各スライス電極４におけるシリコンインゴット１００のスライスが均等な速度で進行し、シリコンインゴット１００が複数のシリコンウエハにスライスされる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態では、電圧印加部８と各スライス電極４との間にそれぞれ介在する各可変抵抗器１０の抵抗値を調整し、各スライス電極４に掛かる電圧及び各スライス電極４に流れる電流を調整することによって、各スライス電極４に対応する箇所でのシリコンインゴット１００のスライス速度を均等化することが可能である。さらに、本実施形態における可変抵抗器１０は、スライス電極４のシリコンインゴット１００に対する距離を調整するための移動機構に比べて簡素な構成とすることができる。このため、本実施形態のように各スライス電極４ごとに可変抵抗器１０を設ける場合には、各スライス電極４ごとに前記移動機構を設ける場合に比べてプラズマ加工装置の構成を簡素化することができる。従って、本実施形態では、簡素な構成で各スライス電極４におけるシリコンインゴット１００のスライス速度を均等化することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、制御部１４が電圧計１２によって検出される各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差のデータに基づいて各スライス電極４に対応する箇所でのシリコンインゴット１００のスライス速度が均等化するように各可変抵抗器１０の抵抗値を調整する。このため、制御部１４により自動的に各可変抵抗器１０の抵抗値が調整されて各スライス電極４におけるシリコンインゴット１００のスライス速度が均等化されるので、例えば手動で各可変抵抗器１０の抵抗値を調整して各スライス電極４におけるスライス速度を均等化する場合に比べて、使用者の作業負担を削減することができる。
【００５１】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均一の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５２】
例えば、図４に示した上記実施形態の第１変形例のように、電圧印加部８から隣り合うスライス電極４間に電位差を生じるような電圧を各スライス電極４に印加する構成のプラズマ加工装置においても本発明を適用することができる。
【００５３】
具体的には、この変形例によるプラズマ加工装置では、電圧印加部８に各スライス電極４がそれぞれ可変抵抗器１０を介して電気的に接続されている。そして、電圧印加部８は、符号が逆で等しい大きさの２種類のパルス電圧を出力するように構成されており、水平方向に並んだ各スライス電極に交互にこの２種類のパルス電圧を印加するようになっている。すなわち、隣り合うスライス電極４には互いに符号が逆で等しい大きさのパルス電圧がそれぞれ印加されるようになっている。
【００５４】
そして、各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間でプラズマが発生すると、シリコンインゴット１００のうち隣り合うスライス電極４，４に対応するプラズマを直線的に結ぶ線分の近傍部分を通じて電流が流れる。すなわち、各スライス電極４間の微小な距離でシリコンインゴット１００を通じて電流が流れる。上記実施形態では、各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間でプラズマが発生しているときには、各スライス電極４と被加工物側電極６との間でシリコンインゴット１００を貫通して電流が流れるが、この第１変形例ではそのような貫通電流はほとんど流れないようになっている。これにより、この第１変形例では、シリコンインゴット１００のジュール熱の発生が抑えられ、そのジュール熱によるシリコンインゴット１００の温度の上昇が抑制されるようになっている。
【００５５】
そして、被加工物側電極６には上記実施形態と異なり、電圧印加部８が接続されておらず、その代わりに直流電源２０が接続されている。これにより、この直流電源２０から被加工物側電極６を通じてシリコンインゴット１００に正の直流電圧が印加されるようになっている。この直流電圧は、前記スライス電極４に印加されるパルス電圧のピーク値よりも小さく、前記パルス電圧が立ち下がったときにスライス電極４とこの直流電圧が印加されたシリコンインゴット１００との間でプラズマが発生しないような低い電圧値に設定されている。この弱い正の直流電圧により、前記パルス電圧が立ち下がってスライス電極４とシリコンインゴット１００との間にプラズマが発生しない期間でも、エッチングガスのイオン（Ｆ−）がシリコンインゴット１００に静電収集され、シリコンインゴット１００のスライスが進行するようになっている。
【００５６】
そして、この第１変形例によるプラズマ加工装置においても、各可変抵抗器１０と対応するスライス電極４との間の部位と、被加工物側電極６との間の電位差、すなわち各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差が対応する各電圧計１２によって検出されている。そして、この電圧計１２によって検出された各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差と、その時点での各可変抵抗器１０の抵抗値とに基づいて、制御部１４が上記実施形態と同様に各可変抵抗器１０の抵抗値を変化させて各スライス電極４におけるシリコンインゴット１００のスライス速度を均等化するようになっている。
【００５７】
ただし、この第１変形例では、スライス電極４に負電圧が印加されることがあり、それに起因して電圧計１２によって検出される電位差が負となる場合がある。この場合には、制御部１４の演算部において電圧計１２によって検出された負の電位差の値を正に変換する処理を行うとともに、その変換後の電位差を用いてスライス速度を算出すればよい。
【００５８】
また、スライス電極４に正電圧と負電圧に入れ替わるパルス電圧が印加される場合には、制御部１４の演算部において電圧計１２によって検出された電位差のうち正の部分のみを用いてスライス速度を算出すればよい。もしくは、演算部において電圧計１２によって検出された電位差のうち負の部分のみを用いてその負の電位差の値を正に変換する処理を行うとともに、この変換後の電位差を用いてスライス速度を算出してもよい。もしくは、電圧計１２によって検出された電位差のうち負の部分を正に変換する処理を行い、この変換後の正の電位差と元々正の電位差の部分とを用いてスライス速度を算出してもよい。
【００５９】
なお、上記第１変形例では、互いに逆符号のパルス電圧を印加するスライス電極４を交互に配置したが、同符号のパルス電圧を印加するスライス電極が隣り合わせで配置されているとともに、そのスライス電極と逆符号のパルス電圧が印加されるスライス電極が隣り合わせで配置されていてもよい。また、互いに逆符号のパルス電圧が印加される各スライス電極は同数設けられている必要はなく、それぞれ任意の数設けられていてもよい。
【００６０】
また、上記第１変形例において各スライス電極４に印加する電圧は、各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間でプラズマを発生可能であり、かつ、各スライス電極４間に所定の電位差を生じさせることが可能な上記パルス電圧以外の形態の電圧であってもよい。
【００６１】
また、上記実施形態及び第１変形例では、各スライス電極４に掛かる電圧及び各スライス電極４に流れる電流を調整する制御素子として可変抵抗器１０を用いたが、本発明はこれに限らず、前記制御素子として可変抵抗器１０以外のものを用いることが可能である。
【００６２】
例えば、前記電圧印加部８に交流電源を用いる場合には、前記制御素子として前記可変抵抗器１０の代わりにリアクタンスを変更可能な可変リアクトルを用い、この可変リアクトルのリアクタンスを制御することによって各スライス電極４に掛かる電圧及び各スライス電極に流れる電流を調整するようにしてもよい。
【００６３】
また、図５に示した上記実施形態の第２変形例のように、前記制御素子として前記可変抵抗器１０の代わりに半導体デバイスであるＦＥＴ２２（電界効果型トランジスタ）を用いて各スライス電極４に掛かる電圧及び各スライス電極４に流れる電流を調整してもよい。
【００６４】
具体的には、この第２変形例では、電圧印加部８と各スライス電極４の間にそれぞれＦＥＴ２２を介在させる。そして、その各ＦＥＴ２２のソースまたはドレインの一方を電圧印加部８に電気的に接続するとともに、他方を各スライス電極４に電気的に接続し、各ＦＥＴ２２のゲート電極を制御部１４に電気的に接続する。そして、制御部１４は、前記電圧計１２によって検出される各スライス電極４とシリコンインゴット１００との間の電位差に基づいて、前記各ＦＥＴ２２のゲート電極に印加する電圧を制御することにより各ＦＥＴ２２を通じて各スライス電極４に流れる電流及び各ＦＥＴ２２を介して各スライス電極４に掛かる電圧を調整することによって、各スライス電極４に対応する箇所でのシリコンインゴット１００のスライス速度を均等化させる。
【００６５】
この第２変形例では、各スライス電極４に対応する箇所でのシリコンインゴット１００のスライス速度を均等化することが可能であるとともに、この第２変形例で用いるＦＥＴ２２は、スライス電極４のシリコンインゴット１００に対する距離を調整するための移動機構に比べて簡素な構成とすることができる。従って、この第２変形例においても上記実施形態と同様、簡素な構成で各スライス電極４におけるシリコンインゴット１００のスライス速度を均等化できるという効果を得ることが可能である。
【００６６】
また、上記したシリコンインゴット１００と各スライス電極４は、相対的に鉛直方向に配置されている必要はなく、任意の方向に配置されていてもよい。そして、各スライス電極４の配列方向も水平方向以外の任意の方向であってもよく、シリコンインゴット１００の切断方向はこれらシリコンインゴット１００と各スライス電極４の配置方向に応じた方向であってもよい。例えば、シリコンインゴット１００を上に配置するとともに各スライス電極４をそのシリコンインゴット１００の下方に配置し、シリコンインゴット１００を下から上へ切断する構成や、シリコンインゴット１００を横に倒して配置するとともに各スライス電極４をそのシリコンインゴット１００の側方に配置してシリコンインゴット１００を横方向に切断する構成であってもよい。なお、これらの構成では、上記昇降機構２の代わりにシリコンインゴット１００をその切断方向に移動可能な移動機構を用い、その移動機構の載置台にシリコンインゴット１００を落ちないように固定するのが好ましい。
【００６７】
また、上記実施形態及び各変形例では、被加工物としてシリコンインゴット１００を切断する構成を例にとって説明したが、被加工物としてはシリコンインゴットに限らず、種々の材料のものを適用可能である。例えば、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やゲルマニウム（Ｇｅ）等の被加工物を本発明によるプラズマ加工装置及びプラズマ加工方法を用いて切断してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態及び各変形例では、エッチングガスとしてＮＦ３を用いたが、被加工物の種類に応じてエッチング可能な適切な種類のエッチングガスを用いればよい。例えば、シリコンインゴット１００のエッチングガスとしてＳＦ６やＣｌ２を用いてもよい。また、ＳｉＣからなる被加工物を切断する場合には、エッチングガスとしてＮＦ３ガスのほかに、ＳＦ６ガス、ＮＦ３とＯ２の混合ガス、または、ＳＦ６とＯ２の混合ガスなどを用いることができる。また、Ｇｅからなる被加工物を切断する場合には、エッチングガスとしてＮＦ３やＳＦ６などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態によるプラズマ加工装置の概略図である。
【図２】スライス電極とシリコンインゴットとの間の電位差とスライス速度との関係を示した相関図である。
【図３】可変抵抗器の抵抗値とその可変抵抗器に繋がるスライス電極におけるスライス速度との関係を示した相関図である。
【図４】本発明の一実施形態の第１変形例によるプラズマ加工装置の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態の第２変形例によるプラズマ加工装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
４  スライス電極
８  電圧印加部
１０  可変抵抗器（制御素子）
１２  電圧計（電圧検出部）
１４  制御部
１００  シリコンインゴット（被加工物）
２２  ＦＥＴ（制御素子）
【図１】
0004897617.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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