JP2006159360A - 基板製造方法及び半導体基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板表面における割れ、欠け、及びソーマークの発生を抑え、基板表面を平坦にできる基板製造方法、及び半導体基板を提供する。
【解決手段】 インゴット３をワイヤ列２１に送りながら、インゴット３とワイヤ列２１との間に砥液２３を供給しつつインゴット３を切削する。このとき、インゴット３の中心軸Ｏに対し切削開始点Ｄ_１の反対側に位置するインゴット３の第１の領域３ｄを切削する際の送り速度の時間平均値を、インゴット３の中心軸Ｏに対し切削開始点Ｄ_１側に位置するインゴット３の第２の領域３ｃを切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくする。これにより、第１の領域３ｄにおいては、切削箇所への砥液２３の供給が比較的少なくても切削抵抗を小さく抑え、滑らかに切削することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板製造方法及び半導体基板に関するものである。

半導体基板の製造工程には、インゴットを板状に切断（スライス）する工程が含まれる。インゴットを板状に切断する方法の一つとして、走行するワイヤ列を用いてインゴットを切削する方法がある。図１１は、走行するワイヤ列を用いてインゴットを切削するための装置（マルチワイヤソー）の構成の一例を示す概略図である。図１１に示すマルチワイヤソー１００は、ガイドローラ１０１ａ〜１０１ｃと、一本のワイヤがガイドローラ１０１ａ〜１０１ｃに螺旋状に掛け回されてなるワイヤ列１０２と、ワイヤ列１０２の下方に配置され、インゴット１０３を上方に送るワーク支持台１０４と、インゴット１０３の上方から砥液（スラリー）を噴射するスラリーノズル１０５とを備える。

ガイドローラ１０１ａ〜１０１ｃが回転すると、ワイヤ列１０２が延伸方向に走行する。ここにインゴット１０３が下方から押し付けられると同時にスラリーノズル１０５から砥液が噴射されると、ワイヤ列１０２とインゴット１０３との間に浸入した砥液の作用によってインゴット１０３が切削される。そして、インゴット１０３を更に上方へ送ることにより、インゴット１０３が板状に切断される。

上記したマルチワイヤソーの他にも、走行するワイヤ列を用いてインゴットを切断するための装置としては、例えば特許文献１に開示された半導体棒の切断装置がある。この装置は、ウェハの切断面を平行に且つ平坦度よく形成することを目的としており、ワイヤ列の走行方向を鉛直方向に対して傾けて設定することにより、加工液（スラリー）をワイヤ全体に流す構成となっている。

また、特許文献２に開示されたマルチワイヤソーは、ウェハ板厚のばらつきを小さくすることを目的としており、ワイヤ列によってインゴットを切削する際に、インゴットを切断面内の方向に揺動させている。

また、特許文献３に開示されたワイヤソー及び切断方法は、長時間にわたって良好にワークを切断することを目的としており、ワイヤに砥液中を走行させつつ、ワークの切断を砥液中にて行っている。

特開平０５−３０９６４４号公報 特開平１０−２４９６９９号公報 特開２００３−１６５０４６号公報

図１１に示したような構成のマルチワイヤソー１００には、次の問題点がある。すなわち、インゴット１０３を切削する際の切削深さが深くなるほど、切削抵抗が増してしまい滑らかな切削ができなくなる。これは、切削深さが深くなるほど、砥液が供給される切削開始側のインゴット１０３表面に対して切削箇所が遠くなることに加え、切削により形成された溝の上部が閉じてしまう等の現象によって、砥液が切削箇所まで達しにくくなるためと考えられる。従って、ウェハの表面に割れや欠けが発生したり、ソーマークが残るといった不具合が生じることとなり、ウェハ製造時の歩留まりが低く抑えられてしまう。

なお、上記各特許文献に記載された発明は、いずれも切削抵抗を減じてインゴットを好適に切削することを課題としている。しかしながら、特許文献１に開示された装置では、ワイヤ列が往復走行する場合には砥液の供給が途絶えてしまい逆効果である。また、特許文献２に開示された装置では、インゴットを揺動させるための機構が必要となり、装置の構成が複雑となる。また、特許文献３に開示された装置では、砥液中の砥粒が沈降して切削が困難となるばかりでなく、切削箇所の砥液の温度管理も難しくなってしまう。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ワイヤ列が往復走行する場合であっても簡易な装置によって基板表面における割れ、欠け、及びソーマークの発生を抑え、基板表面を平坦にできる基板製造方法、及び半導体基板を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明による基板製造方法は、走行するワイヤ列を用いてインゴットを切断することにより基板を製造する方法であって、インゴット及びワイヤ列のうち少なくとも一方をワイヤ列の走行方向と交差する方向に送りながら、インゴットに砥液を供給しつつインゴットを切削することによりインゴットを切断する工程を備え、インゴットを切削する際に、インゴットの中心軸に対し切削開始点の反対側に位置するインゴットの第１の領域を切削する際の送り速度の時間平均値を、インゴットの中心軸に対し切削開始点側に位置するインゴットの第２の領域を切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくすることを特徴とする。

インゴットを切削する過程における後半部分（すなわち、インゴットの中心軸に対し切削開始点の反対側に位置する第１の領域）では、前半部分（インゴットの中心軸に対し切削開始点側に位置する第２の領域）と比較して、インゴットとワイヤ列との間に砥液が供給されにくい。上記した基板製造方法では、インゴットを切削する際に、上記第１の領域を切削する際の送り速度の時間平均値を、上記第２の領域を切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくしている。これにより、第１の領域においては、切削箇所への砥液の供給が比較的少なくても切削抵抗を小さく抑え、滑らかに切削することができる。従って、切断面における割れ、欠け、及びソーマークの発生が抑制されるので、基板表面を平坦に形成することができる。

また、上記した基板製造方法は、特許文献１に開示された装置のようにワイヤ列を傾ける必要がなく、ワイヤ列が往復走行する場合にも適用できる。また、上記した基板製造方法は、特許文献２に開示された装置のようにインゴットを揺動させる必要がなく、簡易な装置によって実施できる。また、上記した基板製造方法は、特許文献３に記載された発明のように切削箇所を砥液中に浸す必要がないので、砥粒の沈降といった問題がなく、砥液の温度管理も容易である。

また、基板製造方法は、インゴットの第１の領域を切削する際の送り動作を断続的に停止させることにより、第１の領域を切削する際の送り速度の時間平均値を第２の領域を切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくすることを特徴としてもよい。これにより、送り動作を停止させている間にインゴットとワイヤとの間に砥液が浸入するので切削中の砥液の不足を効果的に防止できる。従って、第１の領域を切削する際に切削箇所への砥液の供給が比較的少なくても切削抵抗をより小さく抑え、滑らかに切削することができる。

また、基板製造方法は、インゴットの第１の領域を切削する際の送り動作を切削方向に対して断続的に逆向きとすることにより、第１の領域を切削する際の送り速度の時間平均値を第２の領域を切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくすることを特徴としてもよい。送り動作を断続的に逆向きとすると、ワイヤがインゴットの切削箇所から一時的に離れるので、インゴットとワイヤとの間に砥液を呼び込み、切削中の砥液の不足を更に効果的に防止できる。従って、第１の領域を切削する際に切削箇所への砥液の供給が比較的少なくても切削抵抗を更に小さく抑え、滑らかに切削することができる。

また、基板製造方法は、インゴットの第１の領域を切削する際に、インゴットの第１の領域の外周面に向けて砥液を噴射しながら第１の領域を切削することを特徴としてもよい。これにより、第１の領域を切削する際に、切削箇所への砥液の供給量を増し、切削抵抗をより小さく抑えて滑らかに切削することができる。

また、基板製造方法は、ワイヤ列に直径７８μｍ以下のワイヤを用いることを特徴としてもよい。上記した基板製造方法によれば、インゴットの第１の領域においても切削抵抗を小さく抑えて滑らかに切削することができるので、このように細いワイヤを用いることが可能となる。そして、このように細いワイヤを用いることにより、走行するワイヤの慣性を小さくし、基板表面における割れ、欠け、及びソーマークを更に抑制することができる。

また、本発明による第１の半導体基板は、走行するワイヤ列を用いてインゴットを切断することにより形成された半導体基板であって、外径ｄ（ｍｍ）及び厚さｔｈ（μｍ）が９≦（ｔｈ／ｄ）^２≦２０を満たすことを特徴とする。

また、本発明による第２の半導体基板は、インゴットを切断することにより形成され、少なくともその一方の表面が研磨された半導体基板であって、外径ｄ（ｍｍ）及び厚さｔｈ（μｍ）が７≦（ｔｈ／ｄ）^２≦１８を満たすことを特徴とする。

本発明による基板製造方法及び半導体基板によれば、ワイヤ列が往復走行する場合であっても簡易な装置によって基板表面における割れ、欠け、及びソーマークの発生を抑え、基板表面を平坦にできる。

以下、添付図面を参照しながら本発明による基板製造方法及び半導体基板の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態）
図１は、本実施形態による基板製造方法に用いられるマルチワイヤソー１の構成を示す概略図である。また、図２は、マルチワイヤソー１が備えるワイヤ列２１を示す要部拡大斜視図である。図１を参照すると、マルチワイヤソー１は、筐体１０と、筐体１０に支持されたワーク支持台１１、ガイドローラ１２ａ〜１２ｃ、スラリーノズル１３ａ〜１３ｃ、及びワイヤ列２１とを備える。

ワーク支持台１１は、加工対象物（ワーク）であるインゴット３を支持するための構成要素である。ワーク支持台１１は、他の構成要素（ガイドローラ１２ａ〜１２ｃ、スラリーノズル１３ａ〜１３ｃ、及びワイヤ列２１）に対して下方に配置されている。ワーク支持台１１上にはインゴット３に固着された支持材３１が固定されており、インゴット３は、支持材３１を介してワーク支持台１１の上方に固定されている。ワーク支持台１１は、図示しない駆動手段によって鉛直上方に移動することができ、これによってインゴット３を鉛直上方（図中の矢印Ａ）へ送ることができる。

インゴット３は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮといった半導体材料からなる円柱状の塊である。インゴット３の外径ｄは、例えば１０３ｍｍといった値である。インゴット３は、その中心軸が鉛直方向及びワイヤ列２１の走行方向と直交するようにワーク支持台１１によって固定されている。

ガイドローラ１２ａ〜１２ｃは、それぞれ同一の回転方向となるように、鉛直面内に想定される三角形の各頂点に相当する位置に配置されている。具体的には、ガイドローラ１２ａはワーク支持台１１の鉛直上方に配置されており、ガイドローラ１２ｂ及び１２ｃはガイドローラ１２ａよりも下方で且つガイドローラ１２ａとワーク支持台１１とを結ぶ直線の左右に互いに離れて配置されている。

ガイドローラ１２ａ〜１２ｃは、外周面に複数本の溝を有している。そして、ガイドローラ１２ａ〜１２ｃの複数本の溝に一本のワイヤ２２が螺旋状に掛け回されることにより、ワイヤ列２１が構成されている（図２参照）。ワイヤ列２１におけるワイヤ中心間の間隔ｗ（μｍ）は、例えば３００μｍ〜９００μｍといった値である。ワイヤ列２１は、ガイドローラ１２ａ〜１２ｃが正回転及び逆回転を交互に繰り返すことによって二方向に往復走行する。ガイドローラ１２ｂとガイドローラ１２ｃとの間を走行するワイヤ列２１は、ワーク支持台１１の移動によって上方に送られてくるインゴット３と交差する位置を走行するように配置されている。

スラリーノズル１３ａ〜１３ｃは、ラッピングオイルに遊離砥粒が混入されてなる砥液２３（スラリー）をインゴット３に向けて噴射するための砥液供給手段である。スラリーノズル１３ａ及び１３ｂは、それぞれインゴット３の左右に、且つ斜め下方に離れて配置されており、インゴット３の切断終了側の外周面３ｂ（すなわち、インゴット３の外周面のうちインゴット３の中心軸よりも下方の面）に向けて砥液２３を噴射する。また、スラリーノズル１３ｃは、インゴット３の鉛直上方に配置されており、インゴット３の切断開始点側の外周面３ａ（すなわち、インゴット３の外周面のうちインゴット３の中心軸よりも上方の面）に向けて砥液２３を噴射する。

続いて、本実施形態による基板製造方法について説明する。なお、以下に説明する基板製造方法は、上記したマルチワイヤソー１を用いて好適に実施できる。図３は、インゴット３の中心軸Ｏと直交する断面を示す断面図である。また、図４は、本実施形態におけるインゴット３の送り速度と切削量（インゴット３の切削開始点Ｄ_１からの切削深さ）との関係を示すグラフである。

まず、ガイドローラ１２ａ〜１２ｃを正方向及び逆方向に交互に回転させ、ワイヤ列２１の往復走行を開始する。そして、インゴット３が取り付けられたワーク支持台１１を上方に移動させ、インゴット３をワイヤ列２１へ送る。このとき、スラリーノズル１３ｃからの砥液２３の噴射を開始する。

インゴット３の切削開始点Ｄ_１（すなわちインゴット３の最高点）がワイヤ列２１に接すると、インゴット３とワイヤ列２１との間に浸入した砥液２３の作用によってインゴット３が切削され始める。本実施形態においては、図４に示すように、ワイヤ列２１がインゴット３の中心軸Ｏに達するまでインゴット３の送り速度を一定値Ｖ_１とする。従って、インゴット３の第２の領域３ｃを切削する際の送り速度の時間平均値がＶ_１となる。なお、インゴット３の第２の領域３ｃとは、インゴット３の中心軸Ｏに対し切削開始点Ｄ_１側に位置する全領域である。

続いて、ワイヤ列２１がインゴット３を切削しながら中心軸Ｏに達すると、インゴット３の送り速度をＶ_１よりも小さい一定値Ｖ_２に変更する。そして、この送り速度Ｖ_２をワイヤ列２１がインゴット３の切削終了点Ｄ_４に達するまで維持する。従って、インゴット３の第１の領域３ｄを切削する際の送り速度の時間平均値はＶ_２となる。なお、インゴット３の第１の領域３ｄとは、インゴット３の中心軸Ｏに対し切削開始点Ｄ_１の反対側（すなわち切削終了点Ｄ_４側）に位置する全領域である。また、ワイヤ列２１がインゴット３の中心軸Ｏを通過した後、スラリーノズル１３ａ及び１３ｂからの砥液２３の噴射を開始する。そして、第１の領域３ｄを切削する間、インゴット３の第１の領域３ｄの外周面３ｂに向けてスラリーノズル１３ａ及び１３ｂから砥液２３を噴射し続ける。こうして、インゴット３が板状に切断され、未研磨の半導体基板（第１の半導体基板）が完成する。

その後、切り出された半導体基板の両面または片面を機械的及び化学的に研磨する。具体的には、まず、インゴット３から切り出された半導体基板の切断面を、水溶性洗浄剤や炭化水素系洗浄剤等を用いて洗浄する。次に、半導体基板の表面（片面または両面）を酸性又はアルカリ性の溶液及び酸化剤を用いてエッチングすることにより、加工歪みを除去し、反りを低減する。そして、例えばダイヤモンド固定砥石を備えたＮＣ制御方式の面取り装置を用いて、半導体基板の周囲をベベリング（面取り）する。そして、基板側面にオリエンテーションフラット（ＯＦ）面を形成し、面取り及びＯＦ面加工によるダメージをエッチングにより除去する。

続いて、固定砥粒または遊離砥粒を用いて基板表面に研磨（ラッピング）を施し、基板厚さを調整するとともに、加工歪みを除去し、表面粗さを小さくする。続いて、基板表面を再びエッチングすることにより、加工歪みを除去し、反りを低減する。最後に、基板表面に再び研磨（コロイダルシリカ研磨剤に次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）を含むアルカリ溶液を用いた一次ポリッシング、及び次亜塩素酸ナトリウムを含むアルカリ溶液を用いて研磨布上で研磨する仕上げポリッシング）を施し、基板厚さを調整するとともに、加工歪みを除去し、表面粗さを小さくする。こうして、研磨済の半導体基板（第２の半導体基板）が完成する。

なお、インゴット３を切削する際の送り速度は、第１の領域３ｄに対する送り速度の時間平均値が第２の領域３ｃにおける送り速度の時間平均値よりも小さければよく、図４に示した形態に限られるものではない。例えば、送り速度を変化させる位置は中心軸Ｏに限らず、第２の領域３ｃの途中（図３のＤ_２など）で送り速度を下げてもよく、第１の領域３ｄの途中（図３のＤ_３など）で送り速度を下げても良い。或いは、Ｄ_２、Ｏ、Ｄ_３の各位置で送り速度を段階的に下げてもよい。

本実施形態による基板製造方法によれば、以下の効果が得られる。すなわち、本実施形態による基板製造方法では、インゴット３を切削する際に、第１の領域３ｄを切削する際の送り速度の時間平均値を、第２の領域３ｃを切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくしている。これにより、第１の領域３ｄにおいては、切削箇所への砥液２３の供給が比較的少なくても切削抵抗を小さく抑え、滑らかに切削することができる。従って、切断面における割れ、欠け、及びソーマークの発生が抑制されるので、基板（第１の半導体基板）の表面を平坦に形成することができる。

また、本実施形態による基板製造方法は、ワイヤ列２１を傾ける必要がないので本実施形態のようにワイヤ列２１が往復走行する場合にも適用できる。なお、ワイヤ列２１が一方向にのみ走行する場合にも適用できることは勿論である。また、本実施形態による基板製造方法は、インゴット３を揺動させる必要がないので簡易な装置によって実施できる。また、本実施形態による基板製造方法は、切削箇所を砥液中に浸す必要がなく、スラリーノズル１３ａ〜１３ｃから砥液２３を噴出させることにより砥液２３を供給することができる。従って、砥粒の沈降といった問題がなく、砥液２３の温度管理も容易である。

また、本実施形態のように、インゴット３の第１の領域３ｄを切削する際には、インゴット３の第１の領域３ｄの外周面３ｂに向けて砥液２３を噴射しながら切削することが好ましい。これにより、第１の領域３ｄを切削する際に、切削箇所への砥液２３の供給量を増し、切削抵抗をより小さく抑えて滑らかに切削することができる。

（第１の変形例）
図５は、インゴット３を切削する際の送り速度分布の第１変形例を示すグラフである。なお、図５は、本変形例におけるインゴット３の送り速度と切削開始時刻（ｔ_０）からの経過時間との関係を示している。本変形例では、第１の領域３ｄを切削する際の送り動作を断続的に停止させている。すなわち、第１の領域３ｄを切削する際の送り速度を断続的にゼロとしている。具体的には、ワイヤ列２１がインゴット３の中心軸Ｏに達する時刻ｔ_１までは送り速度を一定値Ｖ_１とし、時刻ｔ_１からワイヤ列２１がインゴット３の切削終了点Ｄ_４に達する時刻ｔ_２まで、インゴット３の送り速度をＶ_１からゼロに下げる操作を複数回繰り返す。これにより、第１の領域３ｄを切削する際の送り速度の時間平均値が、第２の領域３ｃを切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくなっている。

本変形例のように、インゴット３の第１の領域３ｄを切削する際の送り動作を断続的に停止させることにより、送り動作を停止させている間にインゴット３とワイヤ列２１との間に砥液２３が浸入するので、第１の領域３ｄを切削する際の砥液２３の不足を効果的に防止できる。従って、第１の領域３ｄを切削する際に切削箇所への砥液２３の供給が比較的少なくても切削抵抗をより小さく抑え、滑らかに切削することができる。

（第２の変形例）
図６は、インゴット３を切削する際の送り速度分布の第２変形例を示すグラフである。なお、図６は、本変形例におけるインゴット３の送り速度と切削開始時刻（ｔ_０）からの経過時間との関係を示すグラフである。本変形例では、第１の領域３ｄを切削する際の送り動作を切削方向（すなわち送り速度が正となる向き）に対して断続的に逆向き（すなわち送り速度が負となる向き）としている。具体的には、ワイヤ列２１がインゴット３の中心軸Ｏに達する時刻ｔ_１までは送り速度を一定値Ｖ_１とし、時刻ｔ_１からワイヤ列２１がインゴット３の切削終了点Ｄ_４に達する時刻ｔ_２まで、インゴット３の送り速度をＶ_１からＶ_３（＜０）に下げる操作を複数回繰り返す。これにより、第１の領域３ｄを切削する際の送り速度の時間平均値が、第２の領域３ｃを切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくなっている。

本変形例のように、インゴット３の第１の領域３ｄを切削する際の送り動作を切削方向に対して断続的に逆向きとすると、ワイヤ列２１がインゴット３の切削箇所から一時的に離れるので、インゴット３とワイヤ列２１との間に砥液２３を呼び込み、第１の領域３ｄを切削する際の砥液２３の不足を更に効果的に防止できる。従って、第１の領域３ｄを切削する際に切削箇所への砥液２３の供給が比較的少なくても切削抵抗を更に小さく抑え、滑らかに切削することができる。

（第３の変形例）
図７は、インゴット３を切削する際の送り速度分布の第３変形例を示すグラフである。なお、図７は、本変形例におけるインゴット３の送り速度と切削量との関係を示すグラフである。本変形例では、切削開始点Ｄ_１での送り速度Ｖ_１から切削終了点Ｄ_４での送り速度Ｖ_２（＜Ｖ_１）まで送り速度を一定の変化率で下げることによって、第１の領域３ｄに対する送り速度の時間平均値を第２の領域３ｃにおける送り速度の時間平均値よりも小さくしている。このように、送り速度を連続的に下げることによっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第１の実施例）
図８は、上記実施形態及び変形例の第１実施例を示す図表である。また、図９は、本実施例において形成された半導体基板（未研磨の第１の半導体基板）であるウェハ３３の形状を示す斜視図である。ウェハ３３は、研磨による薄化処理が行われていない状態のウェハであり、スライスウェハと呼ばれる。本実施例では、ウェハ３３の材料（すなわち、インゴット３の材料）をＧａＡｓとし、ウェハ３３の外径（インゴット３の外径）を１０３ｍｍとした。また、マルチワイヤソー１のワイヤ列２１の線速を毎分３２０ｍとした。

まず、実施例１としてウェハ３３の厚さｔｈを６２０μｍに設定し、ワイヤ列２１のワイヤ径を１００μｍとし、砥液２３をスラリーノズル１３ｃからのみ噴射し、送り速度を図５に示したグラフ（Ｖ_１＝８ｍｍ）のように設定してウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を非常に小さく（それぞれ１％及び２％）できた。これに対し、比較例１として、送り速度を毎時８ｍｍで一定としてウェハ３３を形成した結果、ソーマーク発生率が倍（４％）に悪化した。

続いて、実施例２としてウェハ３３の厚さｔｈを４６０μｍに設定した。これは、ウェハ３３の薄さの指標である値（ｔｈ／ｄ）^２が２０となる数値である。そして、送り速度を図５に示したグラフ（Ｖ_１＝８ｍｍ）のように設定し、他の条件を実施例１と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を、ウェハ３３の薄さの割に小さく（それぞれ１５％及び５％）できた。これに対し、比較例２として、送り速度を毎時８ｍｍで一定としてウェハ３３を形成した結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率がそれぞれ２５％及び１０％に悪化した。

続いて、実施例３として送り速度を図６に示したグラフ（Ｖ_１＝８ｍｍ）のように設定し、他の条件を実施例２と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率をさらに小さく（それぞれ５％及び２％）できた。

続いて、実施例４としてウェハ３３の厚さｔｈを３６０μｍに設定した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が１２となる数値である。そして、インゴット３の第１の領域３ｄを切削する際には砥液２３をスラリーノズル１３ａ及び１３ｂからも噴射し、他の条件を実施例３と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を、ウェハ３３の薄さの割に小さく（それぞれ７％及び３％）できた。

続いて、実施例５としてウェハ３３の厚さｔｈを３１０μｍに設定した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が９となる数値である。そして、他の条件を実施例４と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を、ウェハ３３の薄さの割に小さく（それぞれ９％及び４％）できた。

続いて、実施例６としてワイヤ列２１のワイヤ径を８２μｍと細くし、他の条件を実施例５と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を、ウェハ３３の薄さの割に更に小さく（それぞれ９％及び３％）できた。

続いて、実施例７としてワイヤ列２１のワイヤ径を７８μｍと更に細くし、他の条件を実施例５と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を、ウェハ３３の薄さの割に更に小さく（それぞれ７％及び２％）できた。

続いて、実施例８としてワイヤ列２１のワイヤ径を７３μｍと更に細くし、他の条件を実施例５と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を、ウェハ３３の薄さの割に小さく（それぞれ７％及び２％）できた。

続いて、実施例９としてウェハ３３の厚さｔｈを２７０μｍに設定した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が７となる数値である。そして、他の条件を実施例８と同様にしてウェハ３３を形成した。その結果、クラック・割れ発生率及びソーマーク発生率を、ウェハ３３の薄さの割に小さく（それぞれ１３％及び５％）できた。

上記した実施例７〜９では、ワイヤ列２１のワイヤ径を７８μｍ以下としている。上記実施形態の基板製造方法によれば、インゴット３の第１の領域３ｄにおいても切削抵抗を小さく抑えて滑らかに切削することができるので、このように細いワイヤを用いることが可能となる。そして、このように細いワイヤを用いることにより、走行するワイヤ列２１の慣性を小さくし、基板表面における割れ、クラック、及びソーマークの発生率を更に小さくすることができる。

また、上記した実施例２〜８では、ウェハ３３の外径ｄ（ｍｍ）及び厚さｔｈ（μｍ）が９≦（ｔｈ／ｄ）^２≦２０を満たしている。上記実施形態の基板製造方法によれば、インゴット３の第１の領域３ｄにおいても切削抵抗を小さく抑えて滑らかに切削することができるので、このようにワイヤ列２１のワイヤ間隔を小さくし、ウェハ３３を薄くすることが可能となる。

（第２の実施例）
図１０は、上記実施形態及び変形例の第２実施例を示す図表である。なお、本実施例では、上記第１実施例の図８における実施例１〜９によって形成された未研磨のウェハ３３の片面を研磨することにより、第２の半導体基板として研磨済のウェハを形成した（実施例１０〜１５）。なお、ウェハ３３を研磨したことにより、ウェハの外径は１０３ｍｍから１００ｍｍに減少した。

実施例１０として、図８の実施例２及び３によって形成されたウェハ３３の片面を、厚さｔｈが４２０μｍとなるまで研磨した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が１８となる数値である。その結果、クラック・割れ発生率を非常に小さく（２％）できた。

また、実施例１１として、図８の実施例２及び３によって形成されたウェハ３３の片面を、厚さｔｈが３８０μｍとなるまで研磨した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が１４となる数値である。その結果、クラック・割れ発生率を非常に小さく（３％）できた。

また、実施例１２として、図８の実施例４によって形成されたウェハ３３の片面を、厚さｔｈが３２０μｍとなるまで研磨した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が１０となる数値である。その結果、クラック・割れ発生率をウェハの薄さの割に小さく（５％）できた。

また、実施例１３として、図８の実施例５〜８によって形成されたウェハ３３の片面を、厚さｔｈが２７０μｍとなるまで研磨した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が７となる数値である。その結果、クラック・割れ発生率をウェハの薄さの割に小さく（１０％）できた。

また、実施例１４として、図８の実施例９によって形成されたウェハ３３の片面を、厚さｔｈが２３０μｍとなるまで研磨した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が５となる数値である。その結果、クラック・割れ発生率が比較的大きく（１５％）なった。なお、クラック・割れ発生率は、量産性を考慮すると１０％以下が好ましい。

また、実施例１５として、図８の実施例１によって形成されたウェハ３３の片面を、厚さｔｈが５６０μｍとなるまで研磨した。これは、値（ｔｈ／ｄ）^２が３１となる数値である。その結果、クラック・割れ発生率を非常に小さく（２％）できたものの、厚さｔｈを４２０μｍ（値（ｔｈ／ｄ）^２＝１８）とした実施例１０と比較して、クラック・割れ発生率が同等となった。

上記実施例１０〜１３では、研磨済ウェハの外径ｄ（ｍｍ）及び厚さｔｈ（μｍ）が７≦（ｔｈ／ｄ）^２≦１８を満たしている。一般的に、ウェハを研磨する場合、研磨に時間を掛ければより薄くすることは可能である。しかしながら、そのような方法で所望の薄さのウェハを得ようとすると、研磨工程に長時間を要するので、現実的ではない。上記実施形態の基板製造方法によれば、第１実施例（実施例１〜９）において示したように未研磨のウェハ３３を薄く形成することが可能なので、本実施例のように非常に薄い研磨済ウェハを比較的短時間で製造することができ、量産が可能となる。

本発明による基板製造方法及び半導体基板は、上記した実施形態及び変形例に限られるものではなく、他にも様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではインゴットとして円柱状の塊を例示しているが、インゴットは角柱状など他の形状であってもよい。また、上記実施形態ではワイヤ列に対してインゴットを下方から送り込む、いわゆるアッパーカット法を例示しているが、ワイヤ列に対してインゴットを上方から送り込む、いわゆるダウンカット法でも本発明を適用できる。また、上記実施形態ではインゴットを移動する方法を例示しているが、ワイヤ列をインゴットへ向けて移動する方法でもよい。

図１は、本実施形態による基板製造方法に用いられるマルチワイヤソーの構成を示す概略図である。 図２は、マルチワイヤソーが備えるワイヤ列を示す要部拡大斜視図である。 図３は、インゴットの中心軸と直交する断面を示す断面図である。 図４は、本実施形態におけるインゴットの送り速度と切削量（インゴットの切削開始点からの切削深さ）との関係を示すグラフである。 図５は、インゴットを切削する際の送り速度分布の第１変形例を示すグラフである。 図６は、インゴットを切削する際の送り速度分布の第２変形例を示すグラフである。 図７は、インゴットを切削する際の送り速度分布の第３変形例を示すグラフである。 図８は、上記実施形態及び変形例の第１実施例を示す図表である。 図９は、第１実施例において形成された半導体基板であるウェハの形状を示す斜視図である。 図１０は、上記実施形態及び変形例の第２実施例を示す図表である。 図１１は、従来のマルチワイヤソーの構成の一例を示す概略図である。

符号の説明

１…マルチワイヤソー、３…インゴット、３ａ，３ｂ…外周面、３ｃ…第２の領域、３ｄ…第１の領域、１０…筐体、１１…ワーク支持台、１２ａ〜１２ｃ…ガイドローラ、１３ａ〜１３ｃ…スラリーノズル、２１…ワイヤ列、２３…砥液、３１…支持材、３３…ウェハ。

Claims (7)

1. 走行するワイヤ列を用いてインゴットを切断することにより基板を製造する方法であって、
   前記インゴット及び前記ワイヤ列のうち少なくとも一方を前記ワイヤ列の走行方向と交差する方向に送りながら、前記インゴットに砥液を供給しつつ前記インゴットを切削することにより前記インゴットを切断する工程を備え、
   前記インゴットを切削する際に、前記インゴットの中心軸に対し切削開始点の反対側に位置する前記インゴットの第１の領域を切削する際の送り速度の時間平均値を、前記インゴットの中心軸に対し前記切削開始点側に位置する前記インゴットの第２の領域を切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくすることを特徴とする、基板製造方法。
2. 前記インゴットの前記第１の領域を切削する際の送り動作を断続的に停止させることにより、前記第１の領域を切削する際の送り速度の時間平均値を前記第２の領域を切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくすることを特徴とする、請求項１に記載の基板製造方法。
3. 前記インゴットの前記第１の領域を切削する際の送り動作を切削方向に対して断続的に逆向きとすることにより、前記第１の領域を切削する際の送り速度の時間平均値を前記第２の領域を切削する際の送り速度の時間平均値よりも小さくすることを特徴とする、請求項１に記載の基板製造方法。
4. 前記インゴットの前記第１の領域を切削する際に、前記インゴットの前記第１の領域の外周面に向けて前記砥液を噴射しながら前記第１の領域を切削することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板製造方法。
5. 前記ワイヤ列に、直径７８μｍ以下のワイヤを用いることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板製造方法。
6. 走行するワイヤ列を用いてインゴットを切断することにより形成された半導体基板であって、
   外径ｄ（ｍｍ）及び厚さｔｈ（μｍ）が９≦（ｔｈ／ｄ）^２≦２０を満たすことを特徴とする、半導体基板。
7. インゴットを切断することにより形成され、少なくともその一方の表面が研磨された半導体基板であって、
   外径ｄ（ｍｍ）及び厚さｔｈ（μｍ）が７≦（ｔｈ／ｄ）^２≦１８を満たすことを特徴とする、半導体基板。

Images