JP2003534939A - 複数の半導体インゴットをスライスするワイヤソー及びプロセス - Google Patents

複数の半導体インゴットをスライスするワイヤソー及びプロセス

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JP2003534939A JP2001587978A JP2001587978A JP2003534939A JP 2003534939 A JP2003534939 A JP 2003534939A JP 2001587978 A JP2001587978 A JP 2001587978A JP 2001587978 A JP2001587978 A JP 2001587978A JP 2003534939 A JP2003534939 A JP 2003534939A
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Abstract

(57)【要約】 複数の、概略円柱状のモノクリスタルインゴット（１４）を同時にウエファにスライスするワイヤソー（１０）である。ワイヤソーは、カットヘッド（１６）及びインゴット支持体（１２）を含み、複数の略平行状のカットワイヤ（１８）丈は、カットウエブ（３０）を画定する。インゴット支持体は、カットウエブに搭載して、少なくとも２本のインゴットを装着するように調整される。ワイヤによりインゴットからウエファを実質上同時にスライスするため、ワイヤが縦方向に駆動されるときにインゴット支持体に装着されたインゴットがカットウエブを貫通するという相対動作をなすべく、上記カットヘッド及びインゴット支持体は装着される。スラリ分配システムは、インゴットの数よりも少なくとも一つ数が多いノズル（３４、３６、３８）を含み、各々のノズルは、ワイヤウエブに沿って、各々のインゴットの概ね側方端部から、スラリを分配するように配置される。少なくとも２本の略円柱状の半導体インゴットをウエファに同時にスライスするプロセスは、少なくとも２本のインゴットを共通のインゴット支持体に装着するステップと、カット領域にてカットウエブに対して上記の少なくとも２本のインゴットが同時に押圧するようにカットウエブに対してインゴット支持体を動かすステップと、液体スラリをワイヤウエブの少なくとも３箇所に分配するステップとを含む。それらの箇所には、カット領域の２つの最外端と個々の対のインゴットの間の位置とが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、概略、モノクリスタル半導体インゴットを複数ウエファ内にカット
することに関し、特に、少なくとも２つの半導体を同時にスライスしスループッ
トを向上させる装置及び方法に関する。
【０００２】 半導体ウエファは、形状が円柱である、シリコンインゴットのような単結晶イ
ンゴットから、概略用意される。インゴットは、長手軸に垂直な方向でスライス
され、数百もの、薄いディスク形状ウエファを形成する。スライス操作は、ワイ
ヤソーにより為され得るのであり、その際、インゴットはレシプロワイヤと接触
し、研磨用粒子を含む液体スラリがインゴットとワイヤとの間に供給される。ス
ラリ内の研磨用粒子はインゴットに対してワイヤにより摩り込まれると、シリコ
ンクリスタルが除去されつつインゴットが徐々にスライスされる。ワイヤソーは
、シリコンクリスタルをカットするのに理想的な、スライスのための穏やかな機
械的方法を提供するものである。というのはシリコンクリスタルは砕けやすく、
（例えば、従来の内径ソーのような）他のタイプのソー（のこぎり）では損傷を
受け得るからである。スライス後、各々のウエファは、厚さを減少し、スライス
操作で生じた損傷を除去し、集積回路デバイスの実装に適切な平坦且つ高反射の
表面を形成する、という複数の処理操作を受ける。
【０００３】 ワイヤソーは、概略、フレーム上に回転自在に装備される３つ又は４つのロー
ラを有し、各々のローラは、ワイヤのセグメントを受けるためのガイド溝を有す
る。複数の平行長のワイヤは２つのローラ間で伸展し、インゴットを多数ウエフ
ァへスライスするためのワイヤウエブを形成する。ウエブ内の隣接するワイヤ間
の隙間は、概略、処理前の１枚のウエファの厚さに対応する。１つのシリコンイ
ンゴットを装着でき、更にはカット面に対してインゴットの結晶構造の向きを正
確に揃えるべく調整可能なインゴット支持体を、装置は含む。該支持体は、並進
移動可能であり、よってインゴットをワイヤウエブに接触させる。
【０００４】 スラリは、近傍のスラリコンテナから、ポンプと、チューブと、及びワイヤウ
エブ上にスラリを配布する少なくとも一つのノズルとによってワイヤに移動され
る。そしてスラリの一部は、ワイヤによって、シリコンクリスタルがカットされ
るワイヤとインゴットとの間の接触領域の中に移動する。通常、インゴットホル
ダの対向する側部に２つのノズルが配置され、よってスラリはインゴットの両側
にてウエブ上に配布されて、レシプロワイヤのいずれの移動方向に対してもカッ
ト領域へのスラリの供給を促進することになる。各々のノズルは、狭い間隔でワ
イヤウエブの上方に配置され、概略薄い直線状の分布パターンでスラリを分配し
拠ってスラリのカーテン若しくはシートを形成するように構成される。スラリカ
ーテンは、スラリがワイヤのあらゆるリーチとインゴットのあらゆるスライスと
に供給されるように、ワイヤウエブの全長に渡って伸展する。
【０００５】 半導体インゴットをスライスする際の実質的な関心事は、ワイヤソーによりカ
ットされるウエファの平坦さを維持することである。厚さにおける変動やウエフ
ァ表面のゆがみを回避する一つの鍵は、接触エリア即ちカット領域での摩擦熱の
発達を制御することである。従って、液体スラリは、カット領域を通過する際に
熱を除去し得るように、ワイヤウエブ上に分配されるのに先立って、能動的に冷
却される。熱交換器が、通常、スラリを冷却するためにコンテナとノズルの間に
配置される。
【０００６】 半導体インゴットをスライスする処理に対する制約事項は、相当の時間を要す
ることであり、実効的なウエファ生産に対して妨害事となり得る。スループット
を向上させ且つコストを下げるためには可及的速やかにインゴットをスライスす
ることが望ましいが、より速いワイヤソー所英を実装するには困難がつきまとう
。ワイヤのカットがカット領域での温度を上昇させウエファの平坦さを損ねるの
で、ワイヤのカットの速度は実質上増加させることができない。
【０００７】 従って現下では、ウエファカットの質において妥協することなく、ワイヤソー
のスループットを向上させる必要がある。
【０００８】 発明の概要 本発明の複数の目的及び特徴のうちで、以下のものは注目され得る。半導体イ
ンゴットをウエファにスライスする際のスループットを向上させる装置及びプロ
セスを提示する。複数のインゴットを同時にスライスする装置及びプロセスを提
示する。平坦で高品質なウエファスライスを製造する装置及びプロセスを提示す
る。異なる長さの複数のインゴットをスライスする装置及びプロセスを提示する
。そして、経済的な装置及びプロセスを提示する。
【０００９】 概略、本発明のワイヤソーは、複数の、概略円柱状のモノクリスタルインゴッ
トを同時にウエファにスライスする。ワイヤソーは、カットヘッド及びインゴッ
ト支持体を含むフレームを包含する。カットヘッドは、インゴットを貫いて切断
するように調整されたカットワイヤと、フレームに装備されワイヤの縦の移動の
ためワイヤを支持するワイヤガイドローラとを含む。ワイヤは隣接のローラ間の
リーチにてローラにより支持される。個々のリーチはインゴットから複数ウエフ
ァを切り出すための複数の概略平行状のワイヤ丈を含み、少なくとも一本のリー
チはカットウエブを限定する。インゴット支持体は、カットウエブに搭載し且つ
インゴットの長手軸がカットウエブ内のワイヤの長手方向に略垂直となる、少な
くとも２本のインゴットを装着すべく、調整される。ワイヤによりインゴットか
らウエファを実質上同時にスライスするため、ワイヤが縦方向に駆動されるとき
にインゴット支持体に装着されたインゴットがカットウエブを貫通するという相
対動作をなすべく、上記フレームは、上記カットヘッド及びインゴット支持体を
装着する。
【００１０】 ガイドローラ間のほぼ平行なリーチに構成された移動自在のカットワイヤを有
するワイヤソーを利用して、少なくとも２本の略円柱状の半導体インゴットを、
本発明のプロセスは同時にスライスする。そのリーチの少なくとも一つがカット
ウエブを画定し、ワイヤはインゴットを貫通して切り出すように調整されている
。上記プロセスは、インゴットが、カットウエブに搭載し且つインゴットの長手
軸がカットウエブ内のワイヤの長手方向に略垂直となって配置されるように、少
なくとも２本のインゴットを共通のインゴット支持体に装着するステップを含む
。インゴットがワイヤウエブに係合するカット領域にてカットウエブに対して上
記の少なくとも２本のインゴットが同時に押圧するように、カットウエブに対し
てインゴット支持体が動かされる。液体スラリはワイヤウエブの少なくとも３箇
所に分配され、それらの箇所には、インゴットカット領域の２つの最外端と個々
の対のインゴットの間の位置とが含まれる。
【００１１】 本発明の他の目的及び特徴は、一部が明白であり、一部が以下にて示される。
【００１２】 対応する符号は、図面全体を通して対応する部位を示す。
【００１３】 まず、図面、特に図１を参照すると、複数の半導体インゴットをウエファへ同
時にスライスする本発明のワイヤソーが、概略符号１０にて示されている。ワイ
ヤソー１０は、概略符号１２で示されインゴット１４を保持するためのインゴッ
ト支持体を有する。概略符号１６で示されるカットヘッドは、往復動作でインゴ
ットをカットするためのワイヤ１８を装着する。インゴット支持体１２は、略円
柱形状である従来のモノクリスタルシリコンインゴット１４を、インゴットの長
手方向軸が同一線上にならず概ね平行になるような概略並行構成で、保持するよ
うに構成される。インゴット１４は、研磨用液体スラリの存在する状態で動作中
のカットワイヤ１８に係合すると、スライスされる。インゴット支持体１２とカ
ットヘッド１６とは、インゴット１４がカットワイヤ１８と係合状態に入るよう
に若しくは係合状態から外れるように、夫々に対して動作可能であり、更にカッ
トを促進するためのカットヘッドとインゴット支持体との間の、他の相互動作は
、当業者には公知である。
【００１４】 カットヘッド１６は、カットワイヤ１８がループ状になり回周動作を行なうた
めの回転自在ワイヤガイドローラ２２を含む。概略長方形構成内で４つのガイド
ローラ２２があってもよい。もっとも、ソーはより少ないローラを備えてもよく
又より多いローラを備えてもよく、かような別の構成であっても本発明の範囲か
ら乖離することはない。インゴット支持体１２は、ローラ２２の長方形構成の略
上方にて配置され、よってインゴット１４は、２つの上部ローラ間で伸展する最
上部のカットワイヤ１８のセクションにのみ係合可能となる。しかしながら、イ
ンゴット支持体１２は、インゴット１４がワイヤ１８のどこかのセクションと係
合し得るならばローラ２２近くのどこかに配置されればよい。インゴット支持体
１２とカットヘッド１６は、共通の支持フレーム２４上に装着されるのが好まし
い。この際、カットヘッドはフレームに対して固定されることになりインゴット
支持体はフレームに対して移動自在ということになる。スライスが為される際に
は、インゴット１４はカットワイヤ１８を経由して徐々に移動しワイヤはインゴ
ットに入り込む。インゴット支持体１２は、概略カットヘッド１６に向かって移
動を継続し、インゴット１４を個々のスライス内部の接触エリアにてワイヤ１８
と係合させることを継続する。
【００１５】 カットワイヤ１８は、インゴット１４から多数のウエファを切り出すため、ロ
ーラ２２間で複数の略並行のリーチにて、ローラにより支持される。各々のリー
チは、複数の略平行のワイヤ１８丈を含み、各々の丈は個々のインゴットにてス
ライスを切り出す。ガイドローラ２２上のワイヤ１８の平行状リーチは、ひとま
とめにされて、符号３０で概略示されるカットウエブを形成する。ワイヤウエブ
３０は、対応する数のスライスを切り出すための数百もの平行状のワイヤ１８丈
を有する。もっとも、ウエブが形成される丈の数がどのようであっても、本発明
の範囲から乖離するものではない。少なくともローラ２２の一つは、ワイヤソー
１０の操作のため長手方向にワイヤ１８を駆動する動力を供給するモータ若しく
は適切な駆動機構（図示せず。）に、接続する。各々のローラ２２は、その周囲
にて、カットワイヤ１８丈を受けるべく適合された複数の環状溝（図示せず。）
を有する。ワイヤは、ローラ２２で駆動されると、長手方向動作の往復運動を行
なう。当業者には公知であるが、ワイヤ１８は、第１の所与の期間即ち変位期間
では前方向に動作し、第２の所与の期間即ち変位期間では逆方向に動作する。ワ
イヤ１８は、従来技術のやり方で、巻上げリールや解放リール（図示せず。）に
伸展し、ガイドローラ２２周りで現下ループしていない余分なワイヤ丈を集める
。
【００１６】 ワイヤソー１０は、研磨用液体スラリを、ワイヤ１８に沿ってワイヤとインゴ
ット１４との間の接触領域に分配するためワイヤウエブ３０の一部に供給するス
ラリシステムを有する。好適な実施形態では、スラリをワイヤ上に分配するため
に３つのノズル３４、３６、３８が配置される。各々のノズルは、当業者に公知
であるように、カーテン若しくはシート４０を形成する薄い平面分配パターンで
スラリを下方に分配するスリットとして、従来技術により構成される。スラリの
カーテン４０はワイヤ１８に直交する方向であり、ワイヤウエブ３０の幅と概ね
同じ長さを有する。各々のノズル３４、３６、３８は、適切なスラリコンテナ、
ポンプ、及び一定長のチューブ（図示せず。）からスラリを受ける。これら要素
の各々は、本質的に従来のものであり、コンテナをコンテナからノズルへ輸送す
るため操作可能なものである。システムは、個々のノズルの直近に少量のスラリ
を保持するためのマニホルドを有する。操作の間、スラリの全体流は、ノズル３
４、３６、３８の間にてどの様々な割合ででも能動的に分配され得、若しくは、
同様の部位にて等しい位置に受動的に分配され得る。
【００１７】 熱を制御するため、液体スラリは、ワイヤウエブ３０上に分配されるに先立ち
、能動的に冷却される。当業者に公知であるように、熱交換器（図示せず。）が
、スラリコンテナと各々のノズルとの間に、若しくはコンテナにて配置される。
実際上は、１つのインゴットに関して同じカット速度で２つ若しくはそれ以上の
インゴット１４をスライスする場合は、スラリを２５℃まで冷却するのが有用で
あることが見出されており、一方単一のインゴットをスライスするためには３０
℃のスラリが通常供給される。本発明ではコンテナ内に第２の熱交換器を含ませ
ることで、このことを実現する。しかしながら、単一のより大きい熱交換器、他
の冷却機構及び温度は、本発明の範囲から乖離するものではない。
【００１８】 スラリがワイヤの何れの移動方向に対してもワイヤと個々のインゴット１４と
の間の接触領域にワイヤにより担持されるように、ノズル３４、３６、３８は配
置される。図１に示すように、第１と第２のノズル３４は、スラリがインゴット
支持体の両端部にてワイヤウエブに分配されるように、インゴット支持体１２の
対向する端部で略ワイヤウエブ３０上方に配置される。第１と第２のノズル３４
、３６は、カットヘッド１６に対して固定された位置で支持体フレームに装着さ
れるのが好ましく、インゴット支持体１２がカットヘッドに対して動くときには
、それらノズルはインゴット支持体１２に関して動かない。第１と第２のノズル
３４、３６は、スラリがウエブ３０幅の各々の末端での丈を特に含む、ワイヤ１
８のあらゆる丈上に降り注ぐように、ワイヤウエブ３０上方に適切な狭い間隔（
例えば２ｃｍ）で配置される。スラリは、従来技術により、回収され再利用され
るのが好ましい。
【００１９】 本発明は更に、略ワイヤウエブ３０上方に配置されインゴット支持体１２に装
着する第３のノズル３８（図１）を含む。単体のインゴットをスライスするため
先行技術のワイヤソーは第１と第２のノズル３４、３６を含んでいるが、本発明
においては第３のノズル３８が含まれ、２つのインゴット１４に対し十分な量及
び分布のスラリを供給する。各々のインゴットは、インゴットの両側方端部にて
、スラリを受ける。第３のノズル３８はインゴット支持体１２に取り付けられる
ので、第３のノズルは、インゴット支持体がカットヘッドに対して移動するとき
に、インゴット支持体と共に移動する。他の配置や装着のノズルも、本発明の範
囲から乖離するものではない。
【００２０】 ２本のバー４６が、第３のノズル３８の対向する端部から鉛直下方に伸展し、
スラリがかたまりになるのを抑制して良好なスラリの分配を促進する。バー４６
の一つのみが、図１にて示される。ワイヤウエブ３０上方の狭い間隔配置で固定
される第１と第２のノズル３４、３６とは異なり、第３のノズル３８は、インゴ
ット支持体１２と共に移動するためワイヤから相当の距離（例えば、３０ｃｍ）
となる。このように、第３のノズルから分配されるスラリの薄いカーテンは、ワ
イヤに到達するまでに更なる距離を降り下りることになる。実際上は、スラリの
無拘束のカーテンは、降り下りる際、形状においてより窮屈なプロファイルに向
かって自然とかたまりを合着しがちになる。ノズル３８から分配されるスラリは
、固有の直線パターンがすっかり減退する距離を降り下り得ることになり、そう
するとスラリは、ウエブ３０の各々の末端近傍のワイヤ丈に振り下りないことに
なる。
【００２１】 表面張力効果、若しくは他の流体力学により、スラリのカーテン４０の端部が
付着する面を設定することで、バー４６はこの問題点を正す。実際には、バー４
６を設置することで、スラリが合着しがちになる傾向を抑制し、スラリがワイヤ
ウエブ３０に達するまでスラリの固有の幅を実質上維持する結果となる。従って
、スラリは、ウエブ幅の各々の末端での丈を特に含む、ワイヤ１８のあらゆる丈
に分配され、よってスラリはインゴットのあらゆるスライスに分配されることに
なる。バー４６は、構造上概ね薄いものであり、第３のノズル３８の夫々の端か
ら伸展するように配置される。インゴット支持体１２がワイヤウエブ３０に向か
って移動されているとき、バー４６がワイヤウエブ３０の動きを妨げることはな
い。バー４６は、様々な断面形状、径、及び長さであってよい。長さは、第３の
ノズル３８とワイヤウエブ３０との間の操作時の最大限の距離にほぼ等しいのが
好ましい。
【００２２】 ワイヤソー１０は、図１と図２の各々に示すように、並行状且つ水平状の構成
で２つ又は３つのインゴット１４を保持してもよく、従来のワイヤソーのように
単体のインゴットを保持してもよい。インゴット支持体１２は異なる大きさのイ
ンゴットと共に利用され得るが、実際上は、２本の１５０ｍｍ直径のインゴット
（図１）、３本の１００ｍｍ直径のインゴット（図２）、若しくは１本の３００
ｍｍ直径のインゴットを保持するのに有用である。スラリを分配するノズルは、
並列するインゴット１４の数より少なくとも一つ多い個数となる。例えば、２本
のインゴット１４では、３つのノズル３４、３６、３８がある。３本のインゴッ
ト１４では、４つのノズルがある。スラリがあらゆるインゴット１４の概ね側方
端部にて明確な配置にて分配するように、インゴット及びノズルは、相互に位置
を互い違いにするように、構成される。
【００２３】 インゴットの対が概ね垂直に積み重ねられると、図３と図４の各々に示すよう
に、４本若しくは６本のインゴットまで保持され得る。新しいインゴットをロー
ドする若しくは構成を変更するために操作を停止することが必要になるまでにス
ライスされるインゴットの数が、積み重ねることにより増加するので、積み重ね
ることにより、ワイヤソーのダウンタイムが減少する。よって、効率性を向上で
きることになる。下方のインゴットがスライスされると、操作は情報のインゴッ
トをスライスするために継続し得る。しかしながら、どんな数のインゴットも水
平状でない鉛直状でない相対的インゴット配置も含めて、他の構成であっても、
本発明の範囲から乖離するものではないことが理解できる。
【００２４】 さて図５を参照すると、インゴット４をインゴット支持体１２に取り付ける好
ましい構成が、概略符号５０で示される。各々のインゴットは、インゴット１４
の凸状の円柱状の外側面に対応する凹状面５４を有する装着ビーム５２へ、従来
のエポキシにより取り付けるられる。当業者に公知であるが、シリコンクリスタ
ル格子の結晶平面は、Ｘ線若しくは他の適切な技術を用いて例えば１／４度の範
囲内の狭い角度公差にまで、装着ビーム５２に対して注意深く方向付けられる。
装着ビーム５２は、次はあり継ぎ支持体５８に接続可能なプレート５６に接続す
るように調整される。
【００２５】 インゴット支持体１２は、下方端に沿ってスロット６０の形態でレセプタクル
を有する。傾斜面を備える内部肩部６２は、スロットの内部に位置する。あり継
ぎ支持体５８はスロット６０内で受け留め可能であり、支持体５８上の第１の傾
斜面６６は、傾斜面を肩部６２上に滑動自在に係合させる。概ね符号６８にて示
されるクランプは、スロット内の固定位置にて支持体５８を固定するのに利用さ
れる。クランプは、支持体５８の第２の傾斜面７２と係合可能な傾斜面を有する
係合ブロック７０を含む。シャフト７４はブロック７０を機械式若しくは水圧式
アクチュエータ（図示せず。）に接続する。ブロック７０及びシャフト７４は、
ブロックがあり継ぎ支持体５８に圧力を与えず支持体がスロット６０内で長手方
向に移動可能である非ロック位置と、ブロックがあり継ぎ支持体に圧力を与え支
持体がスロット内で固定位置にあるロック位置との間で、移動可能である。イン
ゴットをインゴット支持体に取り付ける他の構成も、本発明の範囲から乖離する
ものではない。
【００２６】 図３及び図４の積み重ねられた構成に対しては、インゴットの対はエポキシに
より、インゴット１４間に差し込まれる中間装着ビーム７６に接合される。これ
ら装着ビーム７６の各々は、個々のインゴット１４の円柱状外側面の凸形状に対
応して、凹形状の上方面と下方面とを有する。インゴットの積み重ねられた対は
、夫々の結晶平面が正しく並ぶように、注意深く方向付けられる。
【００２７】 本発明の第２の実施形態が、図６及び図７にて、概略符号８０を付されて示さ
れている。第２の実施形態８０は、１本、２本若しくは３本の並列状のインゴッ
ト１４をスライスするための夫々の構成の間で、ワイヤソーを即座に転換するア
ダプタ８２、８４を含む。インゴット支持体１２は、下方側面に沿うスロット８
８の形態のレセプタクルを伴う、共通のロードプラットフォーム若しくはヘッド
８６を有する。スロット８８は、インゴットを取り付けるための様々の形状若し
くは構造を備え得るが、スロットは、第１の実施形態のインゴット支持体１２上
のスロットレセプタクル６０に関して上で議論したように、即ち図５に示される
ように、構成されるのが好ましい。２重アダプタ８２（図６）は、２本のインゴ
ット１４を保持するように構成される。但し、１本のみのインゴットも保持し得
るし、積み重ねた構成であれば３本もしくは４本のインゴットを保持し得る。２
重アダプタ８２は、上方面上に、ヘッド８６のスロット８８内に係合し得る装着
リッジ９０を有する。リッジ９０は図５のあり継ぎ支持体５８のような形状であ
るのが好ましい。３重アダプタ８４（図７）は、３本のインゴット１４を保持す
るように構成される。但し、１本若しくは２本のインゴットも保持し得るし、積
み重ねた構成であれば４本から６本のインゴットをも保持し得る。３重アダプタ
８４は、２重アダプタ８２上のものと同じ大きさの装着リッジ９０も有する。ａ
）単体のインゴットを切るため単体のインゴットを装着する支持体５８、ｂ）２
本のインゴットを切るための２重アダプタ８２のリッジ９０、若しくはｃ）３本
のインゴットを切るための３重アダプタ８４のリッジ９０のうちの、何れをも受
け留め且つ固定するように、スロット８８が構成されるという点において、本発
明は順応性を備える。異なる構成を備える、又は４本若しくはそれ以上の並列状
のインゴットを保持する、アダプタを含む他のアダプタも想定可能であり、それ
らは本発明の範囲から乖離するものではない。
【００２８】 本発明に係る第３の実施形態が、図８および図９にて、概ね符号１００により
示されている。第３の実施形態１００は、ワイヤウエブ３０が１本又は複数のイ
ンゴット１４に係合した際のワイヤウエブ３０の撓みを限定すべく配置された（
概ね符号１０２が付された）中心支持体を有する。中心支持体１２０は、ワイヤ
の鉛直方向の撓みを除去する少なくとも一つの障害物を含み、それはカットヘッ
ド１６のローラ２２に対して固定されているのが好ましい。中央支持体１０２は
、ワイヤウエブ３０で画定される矩形形状の内部の概ね範囲にて、インゴット１
４から見てワイヤウエブの反対側にてワイヤウエブに隣接して、配置される。中
央支持体１０２は、プラットフォーム１０６に取り付けられる概略鉛直部材１０
４を含む。プラットフォーム１０６は、共通の支持体フレーム２４に装着される
のが好ましい。
【００２９】 中央支持体１０２は、例えば複数のローラのような、ワイヤ１８を係合させて
移動させる適切な上方端部１０３を有し、該上方端部１０３は、ワイヤウエブ３
０の全幅に渡って伸展している。２重アダプタ８２に対しては、単体の鉛直部材
１０４が設定され（図８）、３重アダプタ８４に対しては、２つの鉛直部材１０
４が設定される（図９）。各々の中央支持体１０２は、２本のインゴット１４間
の等しい間隔の辺りにくるように、配置される。インゴット支持体１２が下方に
移動し１本又は複数のインゴットがワイヤウエブ３０と係合すると、ウエブは中
央支持体に係合するまで撓まされる。ワイヤ１８が中央支持体１０２に係合する
位置では、ワイヤ１８はもはや撓まない。中央支持体として、特に他の形状の障
害物や鉛直部材を伴わない障害物などの、異なる構成が想定し得るが、それらは
本発明の範囲から乖離するものではない。
【００３０】 第１の実施形態のような中央支持体が存在しない場合の問題点は、同時にスラ
イスされる２本（若しくは３本）のインゴットが異なる長さを備える場合にウエ
ファの生産が不利益に減少するということである。もし、２本のインゴットが並
列状の構成で存在しこれらインゴットの長さが実質上等しくないならば、ワイヤ
１８の少なくとも幾本かの丈分は１本のインゴットに係合し、ワイヤの他の丈分
は２本のインゴットに係合する。図１０に概略示されるように、１１０の付され
たワイヤの丈は１本のインゴットに係合しており、１２０の付されたワイヤの丈
は２本のインゴットに係合している。近接するワイヤの丈間の隙間は、図１０で
は明瞭さのため誇張されている。丈１１０、１１２は、異なる撓みパターンを有
し、異なるワイヤ張力を有する。ワイヤ張力が変動する変遷領域にあるワイヤの
リーチによってより長いインゴットからスライスされるウエファは、スライスす
らも耐え得ず、歪み、即ち不充分なウエファの品質となってしまう。結果として
、オペレータは、実質上等しい長さのインゴット同士、若しくは、図１１に示す
ように実質上等しい長さの複数インゴットの対のみを、スライスすることを余儀
なくされる。
【００３１】 図１０の組み合わせは産出量を減じてしまうが、図１１乃至図１４に示される
インゴット丈の組み合わせは産出量を減じることはない。図１０の組み合わせは
、短いインゴットが尽きてしまい他のインゴットも配置されていない位置を過ぎ
ても連続して伸展するより長いインゴットを有する。対照的に、図１１乃至図１
４の組み合わせでは、短いインゴットの端部近傍の変遷領域を貫いて伸展するよ
り長いインゴットは、どこにもない。従って、異なるワイヤ張力の影響を受ける
より長いインゴットからウエファがスライスされるということは無い。図１４で
は、異なる長さの２本のインゴット１４の組み合わせは、破片ロッド１１４を付
加した上でスライスされなければならない。破片ロッド１１４はスライスされる
インゴット１４と同じ外径でなければならず、少なくとも長いインゴットの全長
まで伸展するものでなければならない。破片ロッド１１４はシリコンである必要
は無く、異なる材料であってもよい。破片ロッドは、長いインゴットの全長に渡
って、一様なワイヤの撓みをもたらす。
【００３２】 中央支持体１０２は、ワイヤ張力へのインゴット長さの影響を排除することに
より、この問題を回避する。中央支持体１０２は、ワイヤウエブ３０の全幅に渡
って伸展するので、全リーチが中央支持体に係合する。そうすると、部分的には
一様な撓み及び張力となるため、スライスが維持され、歪みは低く産出量は高く
維持される。中央支持体によりオペレータは、図１０のような種々の長さのイン
ゴットを同時にスライスすることができる。
【００３３】 操作においては、本発明のワイヤソーは、少なくとも２本の概略円柱状の半導
体インゴットを同時にスライスする。第１に、各々のインゴットは、適切なエポ
キシにより装着ビーム５２に取り付けられる。インゴットの結晶平面を緻密な公
差の範囲内で装着ビームに対して注意深く整列させるＸ線を利用する独立の装置
により、このことは従来のやり方で為される。装着ビームは夫々、あり継ぎ支持
体５８に取り付けられ、あり継ぎをスロット６０の中に挿入しクランプを固定す
ることによりインゴット支持体１２に固定される。インゴット１４は、カットウ
エブ３０に搭載し、且つインゴットの長手軸がワイヤの長手方向に略垂直となる
ように、自動的に配置される。第２の実施形態８０のアダプタ８２、８４が利用
される場合、２つ若しくは３つの装着ビームがアダプタに固定される。そして、
アダプタはリッジ９０をスロット８８の中に固定することによってヘッド８６に
取り付けられる。インゴット支持体１２は、インゴットがワイヤに係合するカッ
ト領域にてインゴットがカットウエブを同時に圧するように、カットウエブに対
して移動する。各々のインゴットの２つの側方端を含む位置のワイヤウエブに、
液体スラリがノズル３４、３６、３８から分配される。積み重ねられた構成が利
用される場合は、インゴット支持体に取り付けるほぼ前に、追加のインゴットと
装着ビームが整列させられて第１の装着ビームに取り付けられる。
【００３４】 単体の３００ｍｍ直径のインゴット、１本から４本の１５０ｍｍ直径のインゴ
ット、若しくは１本から６本の１００ｍｍ直径のインゴットを、スライスするよ
うに、装置を即座に構成することができる。並列状の構成の２本のインゴットを
スライスすることに対しては、生産性は従来のワイヤソーの２倍であり、然もウ
エファの平坦さ及び品質は同レベルで維持されている。
【００３５】 以上のことから明白なように、本発明の複数の目的が達成され、更に他の有益
な結果も得られている。
【００３６】 本発明の構成要素、若しくは本発明の好適な実施形態を提示する際には、“一
つの”や“その”という冠詞は、要素に関して一つ又は複数存在することを意味
する、ということを意図している。“包含する”、“含む”、及び“有する”と
いう用語は、含有することを意図し、列挙の要素以外に付加的な要素が存在し得
ることを意味する。
【００３７】 上記において種々の変更は本発明の範囲から乖離することなく為され得るので
あり、上記説明に含まれ添付の図面に示される事象は例示として解釈されるべき
であり限定的意味に解釈されるべきではないことが、意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２つの半導体インゴットが実装された本発明のワイヤソーの概略
斜視図である。
【図２】 ３つのインゴットが実装されたワイヤソーの概略斜視図である。
【図３】 積み重ね構成により４つのインゴットが実装されたワイヤソーの
概略斜視図である。
【図４】 積み重ね構成により６つのインゴットが実装されたワイヤソーの
概略斜視図である。
【図５】 インゴットをインゴット支持体に取り付けるための構造の、拡大
概略断面図である。
【図６】 ２つのインゴットを保持するための２重のアダプタを有する、本
発明の第２の実施の形態の概略の正面図である。
【図７】 ３つのインゴットを保持するための３重のアダプタを有する、本
発明の第２の実施の形態の概略の正面図である。
【図８】 単体の鉛直部材を伴う中央支持体を有する、本発明の第３の実施
の形態の概略の斜視図である。
【図９】 ２つの鉛直部材を伴う中央支持体を有する、第３の実施の形態の
概略の斜視図である。
【図１０】 異なる長さの２つのインゴットに対するカットワイヤウエブの
概略の平面図である。
【図１１】 中央支持体を必要としないインゴットの対の組み合わせの第１
の例の概略平面図である。
【図１２】 中央支持体を必要としないインゴットの対の組み合わせの第２
の例の概略平面図である。
【図１３】 中央支持体を必要としないインゴットの対の組み合わせの第３
の例の概略平面図である。
【図１４】 中央支持体を必要としないインゴットの対の組み合わせの第４
の例の概略平面図である。
【符号の説明】
１０・・・ワイヤソー、１２・・・インゴット支持体、１４・・・インゴット、
１６・・・カットヘッド、１８・・・ワイヤ、２２・・・ガイドローラ、３０・
・・ワイヤウエブ、３４、３６、３８・・・ノズル、４６・・・バー。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年９月１７日（２００１．９．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１４】 概略円柱状のモノクリスタルインゴットをウエファにスラ
イスするワイヤソーであって、 上記ワイヤソーは、カットヘッド及びインゴット支持体を含むフレームと、少
なくとも一つの障壁とを包含し、 上記カットヘッドは、インゴットを貫いて切断するように調整されたカットワ
イヤと、上記フレームに装備されワイヤの縦の移動のためワイヤを支持するワイ
ヤガイドローラとを含み、上記ワイヤは隣接のローラ間のリーチにてローラによ
り支持され、個々のリーチはインゴットから複数ウエファを切り出すための複数
の概略平行状のワイヤ丈を含み、少なくとも一本のリーチはカットウエブを限定
し、 上記インゴット支持体は、カットウエブに搭載するインゴットを装着すべく、
調整され、 ワイヤによりインゴットからウエファをスライスするため、ワイヤが縦方向に
駆動されるときにインゴット支持体に装着されたインゴットがカットウエブを貫
通するという相対動作をなすべく、上記フレームは、上記カットヘッド及びイン
ゴット支持体を装着し、 上記の少なくとも一つの障壁は、上記ワイヤガイドローラに対して概略固定さ
れた位置にあり、インゴットと係合する際の上記カットウエブの撓みを限定する
ため上記カットウエブに係合するように構成される、 ワイヤソー。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年７月１０日（２００２．７．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】 ワイヤソーは、概略、フレーム上に回転自在に装備される３つ又は４つのロー
ラを有し、各々のローラは、ワイヤのセグメントを受けるためのガイド溝を有す
る。複数の平行長のワイヤは２つのローラ間で伸展し、インゴットを多数ウエフ
ァへスライスするためのワイヤウエブを形成する。ウエブ内の隣接するワイヤ間
の隙間は、概略、処理前の１枚のウエファの厚さに対応する。１つのシリコンイ
ンゴットを装着でき、更にはカット面に対してインゴットの結晶構造の向きを正
確に揃えるべく調整可能なインゴット支持体を、装置は含む。該支持体は、並進
移動可能であり、よってインゴットをワイヤウエブに接触させる。先行技術のワ
イヤソーの例が米国特許第５９０４１３６号に開示され、ウエファをスライスす
るシステムが米国特許第４１９１１５９号に示される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】 本発明に係る第３の実施形態が、図８および図９にて、概ね符号１００により
示されている。第３の実施形態１００は、ワイヤウエブ３０が１本又は複数のイ
ンゴット１４に係合した際のワイヤウエブ３０の撓みを限定すべく配置された（
概ね符号１０２が付された）中心支持体を有する。中心支持体１０２は、ワイヤ
の鉛直方向の撓みを除去する少なくとも一つの障害物を含み、それはカットヘッ
ド１６のローラ２２に対して固定されているのが好ましい。中央支持体１０２は
、ワイヤウエブ３０で画定される矩形形状の内部の概ね範囲にて、インゴット１
４から見てワイヤウエブの反対側にてワイヤウエブに隣接して、配置される。中
央支持体１０２は、プラットフォーム１０６に取り付けられる概略鉛直部材１０
４を含む。プラットフォーム１０６は、共通の支持体フレーム２４に装着される
のが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】 本発明の構成要素、若しくは本発明の好適な実施形態を提示する際には、 “
包含する”、“含む”、及び“有する”という用語は、含有することを意図し、
列挙の要素以外に付加的な要素が存在し得ることを意味する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ (72)発明者 パオロ・デ・マリア イタリア、イ−28043ノバーラ、ベッリン ツァゴ・ノバレーゼ、ビア・ドン・ミンツ ォーニ42番 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AB04 AB08 AC04 CA01 CB01 CB03 CB05 DA03 3C069 AA01 BA06 BB03 BB04 BC02 CA04 CB01 DA06 EA01 【要約の続き】 と、カット領域にてカットウエブに対して上記の少なく とも２本のインゴットが同時に押圧するようにカットウ エブに対してインゴット支持体を動かすステップと、液 体スラリをワイヤウエブの少なくとも３箇所に分配する ステップとを含む。それらの箇所には、カット領域の２ つの最外端と個々の対のインゴットの間の位置とが含ま れる。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の、概略円柱状のモノクリスタルインゴットを同時にウ
    エファにスライスするワイヤソーであって、 上記ワイヤソーは、カットヘッド及びインゴット支持体を含むフレームを包含
    し、 上記カットヘッドは、インゴットを貫いて切断するように調整されたカットワ
    イヤと、上記フレームに装備されワイヤの縦の移動のためワイヤを支持するワイ
    ヤガイドローラとを含み、上記ワイヤは隣接のローラ間のリーチにてローラによ
    り支持され、個々のリーチはインゴットから複数ウエファを切り出すための複数
    の概略平行状のワイヤ丈を含み、少なくとも一本のリーチはカットウエブを限定
    し、 上記インゴット支持体は、カットウエブに搭載し且つインゴットの長手軸がカ
    ットウエブ内のワイヤの長手方向に略垂直となる、少なくとも２本のインゴット
    を装着すべく、調整され、 ワイヤによりインゴットからウエファを実質上同時にスライスするため、ワイ
    ヤが縦方向に駆動されるときにインゴット支持体に装着されたインゴットがカッ
    トウエブを貫通するという相対動作をなすべく、上記フレームは、上記カットヘ
    ッド及びインゴット支持体を装着する、 ワイヤソー。
  2. 【請求項２】 上記インゴット支持体が装着ビームを含み、個々の装着ビー
    ムは夫々のインゴットを接続するように調整され、ロードプラットフォーム及び
    アダプタはその装着ビームを保持するように調整され、一つのレセプタクルを有
    する上記プラットフォームは、単体のスライス対象のインゴットを装着するため
    の装着ビームの一つを受けるように、若しくは上記アダプタを受けるように構成
    され、上記アダプタは、複数インゴットをインゴット支持体に装着するための複
    数の装着ビームを保持するように構成される、 請求項１に記載のワイヤソー。
  3. 【請求項３】 アダプタが並列状の構成で２つの装着ビームを保持するよう
    に構成された２重アダプタであり、第１のインゴットはアダプタに装着される第
    １の装着ビームに取り付けられ、第２のインゴットはアダプタに装着される第２
    の装着ビームに取り付けられ、第３のインゴットは上記第１のインゴットに装着
    される第３の装着ビームに結合し、第４のインゴットは上記第２のインゴットに
    装着される第４の装着ビームに取り付けられる、 ４本のインゴットと組み合わさる、請求項２に記載のワイヤソー。
  4. 【請求項４】 アダプタが並列状の構成で３つの装着ビームを保持するよう
    に構成された３重アダプタであり、第１のインゴットはアダプタに装着される第
    １の装着ビームに取り付けられ、第２のインゴットはアダプタに装着される第２
    の装着ビームに取り付けられ、第３のインゴットはアダプタに装着される第３の
    装着ビームに取り付けられ、第４のインゴットは上記第１のインゴットに装着さ
    れる第４の装着ビーム取り付けられ、第５のインゴットは上記第２のインゴット
    に装着される第５の装着ビームに結合し、第６のインゴットは上記第３のインゴ
    ットに装着される第６の装着ビーム取り付けられる、 ４本のインゴットと組み合わさる、請求項２に記載のワイヤソー。
  5. 【請求項５】 インゴット支持体が装着ビームを含み、各々の装着ビームが
    夫々のインゴットと結合するように調整され、更にインゴット支持体は装着ビー
    ムの数よりも少なくとも一つ数が多いノズルを含むスラリ分配システムを包含し
    、各々のノズルは、ワイヤウエブ沿いの別個の位置にて、各々の装着ビームの概
    ね側方端部から、スラリを分配するように配置される、 請求項１に記載のワイヤソー。
  6. 【請求項６】 各々のノズルから伸展する２つのロッドを包含し、各々のロ
    ッドは各々のノズルの略端の位置から伸展し、上記ロッドはスラリ分配領域の境
    界を限定する、 請求項５に記載のワイヤソー。
  7. 【請求項７】 上記カットウエブと係合し、よって、インゴットに係合した
    ときに上記カットウエブの撓みを制限するように構成された中央支持体を、更に
    含む、 請求項１に記載のワイヤソー。
  8. 【請求項８】 ガイドローラ間のほぼ平行なリーチに構成された移動自在の
    カットワイヤを有し、そのリーチの少なくとも一つがカットウエブを画定し、ワ
    イヤはインゴットを貫通して切り出すように調整された、ワイヤソーを利用して
    、 少なくとも２本の略円柱状の半導体インゴットを同時にスライスするプロセス
    であって、 インゴットが、カットウエブに搭載し且つインゴットの長手軸がカットウエブ
    内のワイヤの長手方向に略垂直となって配置されるように、上記の少なくとも２
    本のインゴットを共通のインゴット支持体に装着するステップと、 上記のインゴットが上記のワイヤウエブに係合するカット領域にてカットウエ
    ブに対して上記の少なくとも２本のインゴットが同時に押圧するように、カット
    ウエブに対してインゴット支持体を動かすステップと、 液体スラリを上記ワイヤウエブの少なくとも３箇所に分配するステップであっ
    て、上記の箇所は上記インゴットカット領域の２つの最外端と個々の対のインゴ
    ットの間の位置とを含む、ステップと を含むプロセス。
  9. 【請求項９】 分配に先立ち、約２５℃若しくはそれ以下の一様な温度にま
    で上記スラリを冷却するステップを、更に含む、請求項８に記載のプロセス。
  10. 【請求項１０】 少なくとも２本のインゴットを共通のインゴット支持体に
    装着する上記ステップが、ワイヤソーを複数のインゴットをスライスするために
    即座に変換するアダプタを導入するステップを、更に含む、請求項８に記載のプ
    ロセス。
  11. 【請求項１１】 第１のインゴットが第２の積み重ねられるインゴットより
    もカットウエブにより近く配置され、よって少なくとも２本のインゴットが略平
    行状であるような、積み重ねられた構成で少なくとも２本のインゴットを装着す
    るステップを、更に含む、請求項８に記載のプロセス。
  12. 【請求項１２】 ２つのインゴットが異なる長さであり、 更に、 破片をインゴット支持体に装着するステップであって、破片は短いほうのインゴ
    ットと整列されており、短いインゴットと破片ロッドとの組み合わせた長さが少
    なくとも長いほうのインゴットと同じ長さであるような長さを有する、ステップ
    を、更に含む、請求項８に記載のプロセス。
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