JP2015050215A - インゴットとワークホルダの接着方法及び接着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円柱状のインゴットの円周面上にスライス台を介してワークホルダを接着する際、インゴットの結晶方位に対するワークホルダの向きをより高い精度で調整する。【解決手段】インゴットの結晶方位を測定する第１測定ステップＳ１１と、第１測定ステップの測定結果を用いて、結晶方位が水平になるようにインゴットを円周方向に回転させる第１回転ステップＳ１３と、第１回転ステップで回転させたインゴットの結晶方位を再び測定する第２測定ステップＳ１５と、水平面に対して結晶方位がなす第１の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、第２測定ステップの測定結果を用いて、結晶方位が水平となるようにインゴットを円周方向に再び回転させる第２回転ステップＳ１２Ｎ，Ｓ１３を実施する。その後、インゴットにスライス台を接着し、スライス台の上面にワークホルダを仮接着し、結晶方位と平行となるようにワークホルダを回転させてから本接着する。【選択図】図７

Description

本発明は、ワイヤソーを用いてインゴットからウェーハを切り出す際にインゴットに対して予め取り付けられるワークホルダの接着方法及び接着装置に関するものである。

シリコンウェーハは、チョクラルスキー法によって融液から引き上げられたインゴットを円柱状に加工した後、スライス、ラッピング、ポリシング等の各工程を経ることで完成する。インゴットのスライス工程では、インゴットの円周面にスライス台を接着し、スライス台の上面にワークホルダを接着する。そしてインゴットはワークホルダを介してワイヤソーに取り付けられ、スライス台と一緒にスライスされる。

インゴットの結晶方位には多少のばらつきがあり、インゴットの中心軸線と必ずしも一致しない。そのため、インゴットの中心軸線の向きに合わせてワークホルダを接着し、ワイヤソーに取り付けてスライスすると、インゴットから切り出されたウェーハの切断面は結晶格子面と一致せず、これによりウェーハの特性がばらつくという問題がある。この問題を解消する方法の一つとして、ゴニオ角設定器を用いる方法が知られている。ゴニオ角設定器は、ワイヤソーに装着されており、ワイヤソーに取り付けられた状態のインゴットの取り付け角度を、ワイヤと直交する面内と水平面内で調整することができる。ゴニオ角設定器によれば、インゴットの結晶方位に対して適正な向きとなるようにワイヤの走行方向を調整することができる。

一方、ゴニオ角設定器を用いない方法も提案されている（特許文献１、２参照。）この方法では、接着装置内に組み込まれた結晶方位測定器でインゴットの結晶方位を測定し、インゴットの中心軸線ではなく結晶方位の向きに合わせてワークホルダを接着する。具体的には、インゴットの中心軸線を中心にインゴットの結晶方位を回転させて水平面内に位置するまでのインゴットの回転角αと、インゴットの中心軸線に対する結晶方位の傾角βとを算出し、次にインゴットをその中心軸線を中心に回転角αで回転させてＹ軸方向の結晶方位合わせ（Ｙ軸合わせ）を行う。次に、このインゴットにスライス台を接着し、さらにワークホルダに接着剤を塗布し、ワークホルダをスライス台に貼り合わせる。そして接着剤を乾燥させる前に、ワークホルダを水平方向に傾角βで回転させて、インゴットのＸ軸方向の結晶方位合わせ（Ｘ軸合わせ）を行う。その後、接着剤を乾燥させて、インゴットとワークホルダとを完全に接着する。

特開平１０−３２９１３３号公報 特開平１０−１００１４２号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された従来の接着方法では、必ずしも正確に結晶方位合わせができていない場合があり、結晶方位合わせの精度の向上が求められている。

したがって、本発明の目的は、インゴットにワークホルダを接着する際、インゴットの結晶方位に対するワークホルダの向きをより高い精度で調整して接着することが可能な接着方法及び接着装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によるインゴットとワークホルダとの接着方法は、円柱状のインゴットの結晶方位を測定する第１の測定ステップと、前記第１の測定ステップの測定結果を用いて、前記結晶方位が基準平面と平行になるように前記インゴットを円周方向に回転させる第１の回転ステップと、前記第１の回転ステップで回転させた前記インゴットの結晶方位を再び測定する第２の測定ステップと、前記基準平面に対して前記結晶方位がなす第１の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記第２の測定ステップの測定結果を用いて、前記結晶方位が前記基準平面と平行となるように前記インゴットを円周方向に再び回転させる第２の回転ステップと、前記インゴットの円周面上にスライス台を接着するスライス台接着ステップと、前記スライス台の上面にワークホルダを仮接着するワークホルダ仮接着ステップと、前記第１及び第２の測定ステップの少なくとも一方の測定結果を用いて、前記ワークホルダの取付軸線が前記結晶方位と平行となるように前記ワークホルダを前記基準平面内で回転させる角度調整ステップと、前記角度調整ステップを経た前記ワークホルダを前記スライス台に本接着するワークホルダ本接着ステップとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ワークホルダに対するインゴットの結晶方位合わせ（Ｙ軸合わせ）の精度を高めることができる。したがって、ゴニオ角設定器を用いることなくインゴットの結晶方位をワイヤソーの走行方向と直交させることができる。これにより、インゴットから切り出されたウェーハの切断面を結晶格子面と正確に一致させることができ、ウェーハの特性のばらつきを抑えることができる。

本発明による接着方法は、前記第１の傾斜角度が許容範囲内に収まるまで、前記第２の測定ステップ及び前記第２の回転ステップを予め設定された制限回数の範囲内で繰り返し行うことが好ましい。これによれば、ワークホルダに対するインゴットの結晶方位合わせの精度をさらに高めることができる。

本発明において、前記角度調整ステップは、前記ワークホルダの前記基準平面と平行な方向の変位量を測定し、前記変位量から前記結晶方位に対して前記ワークホルダの取付軸線がなす第２の傾斜角度を求め、前記第２の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記取付軸線が前記結晶方位と平行となるように前記ワークホルダを前記基準平面内で再び回転させることが好ましい。これによれば、ワークホルダに対するインゴットの結晶方位合わせ（Ｘ軸合わせ）の精度を高めることができる。

本発明による接着方法は、前記第２の傾斜角度が許容範囲内に収まるまで、前記角度調整ステップを予め設定された制限回数の範囲内で繰り返し行うことが好ましい。これによれば、ワークホルダに対するインゴットの結晶方位合わせ（Ｘ軸合わせ）の精度をさらに高めることができる。

本発明において、前記第１及び第２の回転ステップでは、前記インゴットの円周面に当接させたローラの回転に合わせて前記インゴットを回転させることが好ましい。ローラに滑りが発生した場合にはインゴットを正しく回転させることができず、これによってローラの回転量とインゴットの回転量が一致しない場合が生じる。このようなインゴットの回転誤差は突発的に生じ、一見して確認することもできない。しかし本発明によれば、インゴットの結晶方位を再測定するので、上記回転誤差の容易かつ正確に検出することができ、インゴットの回転精度を高めることができる。

また、本発明による接着装置は、円柱状のインゴットの円周面上にスライス台を介してワークホルダを接着する装置であって、Ｘ線の回折を利用してインゴットの結晶方位を測定する方位測定装置と、前記インゴットを基準平面と平行に支持しながら円周方向に回転させる回転支持機構と、前記インゴットの上部にスライス台を接着するためのスライス台取付機構と、前記スライス台の上面にワークホルダを接着するためのワークホルダ取付機構とを備え、前記方位測定装置は、インゴットの結晶方位を測定し、前記回転支持機構は、前記方位測定装置による測定結果に基づいて、前記結晶方位が前記基準平面と平行になるように前記回転支持機構を用いて前記インゴットを円周方向に回転させ、前記方位測定装置は、前記回転したインゴットの結晶方位を再び測定し、前記回転支持機構は、前記基準平面に対して前記結晶方位がなす第１の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記結晶方位が前記基準平面と平行となるように前記インゴットを円周方向に再び回転させることを特徴とする。

本発明によれば、ワークホルダに対するインゴットの結晶方位合わせ（Ｙ軸合わせ）の精度を高めることができる。したがって、ゴニオ角設定器を用いることなくインゴットの結晶方位をワイヤソーの走行方向と直交させることができる。これにより、インゴットから切り出されたウェーハの切断面を結晶格子面と正確に一致させることができ、ウェーハの特性のばらつきを抑えることができる。

本発明において、前記ワークホルダ取付機構は、前記ワークホルダの取付軸線が前記結晶方位と平行になるように前記ワークホルダを前記基準平面内で回転させる角度調整機構を含み、前記角度調整機構は、前記ワークホルダの前記基準平面と平行な方向の変位量を測定し、前記変位量から前記結晶方位に対して前記取付軸線がなす第２の傾斜角度を求め、前記第２の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記取付軸線が前記結晶方位と平行となるように前記ワークホルダを前記基準平面内で方向に再び回転させることが好ましい。これによれば、ワークホルダに対するインゴットの結晶方位合わせ（Ｘ軸合わせ）の精度をさらに高めることができる。

本発明によれば、インゴットにワークホルダを接着する際、インゴットの結晶方位に対するワークホルダの向きをより高い精度で調整して接着することが可能な接着方法及び接着装置を提供することができる。

図１は、ワイヤソーの構成の一例を示す略斜視図である。 図２は、インゴットとワークホルダとの関係を示す略斜視図である。 図３は、接着装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図４は、方位測定装置の構成を示す模式図である。 図５は、回転支持機構の構成を示す模式図である。 図６は、水平角度調整機構の構成及び動作を示す略平面図である。 図７は、インゴットとワークホルダの接着方法を示すフローチャートである。 図８は、Ｙ軸合わせ後のインゴットの模式図である。 図９は、結晶方位合わせ後のインゴットとワイヤソーとの関係を示す略平面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、ワイヤソーの構成の一例を示す略斜視図である。

図１に示すように、ワイヤソー１は、３つの溝付きローラ２ａ，２ｂ，２ｃと、ローラ２ａ，２ｂ，２ｃに巻き掛けられた１本のワイヤ３と、走行するワイヤ３にクーラント液を供給するノズルユニット４ａ，４ｂと、被加工物（ワーク）であるインゴット５を昇降させる昇降装置８とを備えている。

インゴット５は例えば単結晶シリコンである。単結晶シリコンは大口径インゴットの量産が可能であり、大口径インゴットのスライス加工にはワイヤソーを用いることが特に必要とされる。インゴット５の直径は３００ｍｍ以上であることが好ましく、４５０ｍｍ以上であることが特に好ましい。インゴットの大口径化に伴ってその結晶方位合わせの誤差が大きくなっており、特に直径が４５０ｍｍのインゴットでは本発明による効果が顕著だからである。

本実施形態におけるワイヤソー１は固定砥粒方式であり、ワイヤ３は芯線上にバインダを介してダイヤモンド砥粒が固着されたダイヤモンド砥粒ワイヤである。一方のワイヤリール６ａに巻回されたワイヤ３は、ガイドローラ７ａを経由してローラ２ａ，２ｂ，２ｃの順に繰り返し巻き掛けられた後、ガイドローラ７ｂを経由して他方のワイヤリール６ｂに巻き取られる。

固定砥粒方式では、ワイヤ３の走行方向を途中で反転（交播運動）させながら少しずつワイヤ３を繰り出すバック・アンド・フォース方式が採られる。そのため、ローラ２ａ，２ｂを交互に正転及び逆転させることによりワイヤ３を走行させる。なお、高速走行するワイヤ３に対して砥粒を分散させた加工液（スラリー）を供給しながら切削する遊離砥粒方式を採用してもよい。

ノズルユニット４ａ，４ｂはローラ２ａ，２ｂ，２ｃの回転軸方向に沿って配置されたノズルであり、ローラ２ａ，２ｂ，２ｃに多条に巻回されて走行するワイヤ列に対してクーラント液がかかるように複数のノズル孔を有している。ノズルユニット４ａ，４ｂは、インゴット５から見てワイヤ３の進行方向の手前に配置される必要があるが、ワイヤ３は双方向に進行することから、２つのノズルユニット４ａ，４ｂがインゴット５の両側にそれぞれ配置されている。

インゴット５はワイヤソー１の上方に配置されており、スライス台９及びワークホルダ１１を介して昇降装置８に固定されている。昇降装置８を降下させることによってインゴット５はローラ２ａ，２ｂ間に架け渡されたワイヤ列３Ａに押し当てられて切断される。

インゴット５を正しく切断するためにはインゴット５の中心軸線が水平な状態を維持する必要がある。また、ウェーハの切断面が所定の結晶格子面を有するためには、インゴット５の結晶方位がワイヤ列３Ａと直交する方向を向くように結晶方位合わせを行う必要がある。結晶方位合わせは、インゴット５を円周方向に所定角度回転させて結晶方位を水平にすること、及びインゴット５を水平方向に所定角度回転させて結晶方位をワイヤ列３Ａと直交させることにより行われる。

図２は、インゴット５とワークホルダ１１との関係を示す略斜視図である。

図２に示すように、中心軸線が水平となるように置かれた円柱状のインゴット５の上部の円周面には、スライス台９が接着剤により取り付けられる。スライス台９はインゴット５と一緒に切断可能なカーボン等の材料からなる。スライス台９の下面にはインゴット５の円周面にはまり合う湾曲面が形成され、インゴット５との密着性が高められている。さらに、スライス台９の上面にはワークホルダ１１が取り付けられる。なお、図２では図１に合わせてインゴット５の上方にスライス台９及びワークホルダ１１を順に取り付けているが、インゴット５の下方からスライス台９及びワークホルダ１１を順に取り付けることも可能である。またスライス台９とワークホルダ１１との間に絶縁プレートを介在させてもよい。

図示のように、インゴット５の結晶格子面の法線、つまり結晶方位１２はインゴット５の中心軸線１３に対して傾斜している。通常、インゴット５の中心軸線１３に対する結晶方位１２の傾斜角度βは最大で±３°程度である。また、任意の向きで置かれたインゴット５の結晶方位１２は必ずしも水平ではなく、水平面に対して傾斜角度γを有している。

本実施形態の接着方法は、ワークホルダ１１の取付軸線１１ａをインゴット５の結晶方位１２と平行に設定して接着するものである。ここで、ワークホルダ１１の取付軸線１１ａとは、ワークホルダ１１の長手方向に延びる仮想軸線を言い、ワークホルダ１１の長手方向と平行な左右両側の側面１１ｂ，１１ｃは取付軸線１１ａと平行である。ワークホルダ１１の取付面１１ｄは取付軸線１１ａを含む平面であり、通常は水平に設定される。ワイヤソー１においては、この取付軸線１１ａがワイヤ列３Ａと直交するようにワークが設置される。インゴット５の結晶方位１２をワークホルダ１１の取付軸線１１ａと平行にするためには、結晶方位１２が水平となるようにインゴット５を回転角度αで回転させた後、さらに水平方向に角度βで回転させる必要がある。回転角度αは、ｓｉｎα＝ｓｉｎγ／ｓｉｎβの関係から求めることができる。

次に、インゴット５にワークホルダ１１を接着するための接着装置について説明する。

図３は、本実施形態による接着装置２０の構成を概略的に示すブロック図である。

図３に示すように、この接着装置２０は、Ｘ線の回折を利用してインゴットの結晶方位を測定する方位測定装置２１と、インゴット５を水平に支持しながら円周方向に回転させる回転支持機構２２と、インゴット５の上部にスライス台９を接着するためのスライス台取付機構２３と、スライス台９の上面にワークホルダ１１を接着するためのワークホルダ取付機構２４とを備えている。ワークホルダ取付機構２４は、ワークホルダ１１の取付軸線１１ａがインゴット５の結晶方位１２と平行になるようにワークホルダ１１を水平面内で回転させる水平角度調整機構２５を有している。さらに接着装置２０は制御部２６を有しており、この制御部２６は方位測定装置２１、回転支持機構２２、スライス台取付機構２３、ワークホルダ取付機構２４及び水平角度調整機構２５を制御する。

図４は、方位測定装置２１の構成を示す模式図である。

図４に示すように、方位測定装置２１は、水平な回転軸２７ａを中心に回転自在に支持された測定ヘッド２７を有している。測定ヘッド２７には、Ｘ線をインゴット５の基準端面に向けて所定の傾斜角で照射するＸ線投光器２８と、照射されたＸ線を受光するＸ線受光器２９とが配設され、Ｘ線投光器２８とＸ線受光器２９は所定角度で取り付けられている。測定ヘッド２７は回転軸２７ａの端部に連結された不図示のモータによって回転駆動される。Ｘ線受光器２９には反射Ｘ線の出力を測定する測定器２６ａが接続されており、測定器２６ａには演算装置２６ｂが接続されている。なお、測定器２６ａ及び演算装置２６ｂは制御部２６の一部であってもよく、別の装置であってもよい。

インゴット５の結晶方位の測定では、測定基準位置Ｋｏに位置決めされたインゴット５を固定した状態で測定ヘッド２７を９０度ずつ回転させてインゴット５の端面に４方向からＸ線を照射し、反射Ｘ線の出力データに基づいて結晶方位の測定データを演算する。結晶方位は、水平面に対する傾斜角度γと、インゴット５の中心軸線１３に対する結晶方位１２の傾斜角度βが求められる。上記のように、傾斜角度γは、インゴット５の結晶方位１２が水平になるまでに必要なインゴット５の円周方向の回転角度αに対して、ｓｉｎα＝ｓｉｎγ／ｓｉｎβの関係を有するものである。

図５は、回転支持機構２２の構成を示す模式図である。

図５に示すように、回転支持機構２２は、サーボモータ３２によって駆動される一対のローラ３１ａ，３１ｂを備えている。ローラ３１ａ，３１ｂは、インゴット５の円周面に接触しながら回転することによりインゴット５を回転させる駆動ローラである。サーボモータ３２にはロータリーエンコーダが取り付けられ、回転数に比例したインゴット５の回転角が検出される。ローラ３１ａ，３１ｂのどちらか一方のみをサーボモータ３２で駆動し、他方のローラを従動させてもよい。回転支持機構２２は、制御部２６からの指示のもと、結晶方位の測定後にその測定データに基づいてインゴット５を回転させてその結晶方位１２が水平面内に位置するように調整する。なお回転支持機構２２は、方位測定装置２１によって結晶方位を測定する測定位置とスライス台取付機構２３によってスライス台９を接着させる作業位置との間を往復動可能に設けられていることが好ましい。

スライス台取付機構２３は、スライス台９をハンドリングしてインゴット５の上部に搭載するハンドリング装置である。スライス台９は、インゴット５の中心軸線１３と平行となるように取り付けられる。スライス台９の下面には接着剤が塗布されており、インゴット５の上面に搭載した後、接着剤を乾燥させることにより、スライス台９の取り付けが完了する。

ワークホルダ取付機構２４もまた、ワークホルダ１１をハンドリングしてインゴット上に固定されたスライス台９の上面に搭載するハンドリング装置である。ワークホルダ１１は、その取付軸線１１ａがインゴット５の結晶方位１２と平行となるように取り付ける必要がある。ワークホルダ１１の下面にはスライス台９との接着のための接着剤が塗布されている。ワークホルダ１１は、ワークホルダ取付機構２４によってスライス台９の上面に搭載された後、水平角度調整機構２５によってその取り付け角度が調整される。

図６は、水平角度調整機構２５の構成及び動作を示す略平面図である。

図６に示すように、水平角度調整機構２５は、水平支持板３３と、水平支持板３３に連結された水平角度調整板３４と、ワークホルダ１１の水平面内での変位量を測定するリニアスケール３５とを備えている。

水平角度調整板３４は水平支持板３３の上面に設けられた連結軸３３ａに連結されており、水平面内で回動可能に支持されている。サーボモータ３６の出力軸には自在継手３７及び作動片３８を介してねじ棒３９が連結されており、ねじ棒３９の先端は回転子４０を介して水平角度調整板３４に接続されている。サーボモータ３６によりねじ棒３９が回転すると、水平角度調整板３４は連結軸３３ａを中心に水平方向に回転し、ワークホルダ１１の水平方向の向きを調整することができる。これにより、取付軸線１１ａがインゴット５の結晶方位１２と平行となるように調整される。

リニアスケール３５はワークホルダ１１の水平方向の変位量Ｗ（位置）を測定する。後述するように、ワークホルダ１１の変位量からワークホルダ１１の回転量を知ることができ、結晶方位１２に対するリニアスケール３５の取付軸線１１ａの角度誤差が許容範囲内に収まっていない場合には水平角度調整機構２５による再調整が行われる。

次に、図７のフローチャートを参照しながら、上記接着装置２０を用いたインゴット５とワークホルダ１１の接着方法について説明する。

図７に示すように、この接着方法では、まず方位測定装置２１を用いてインゴット５の結晶方位を測定し（ステップＳ１１）、この測定結果に基づいてインゴット５のＹ軸合わせを行う（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。Ｙ軸合わせでは、結晶方位１２が水平となるようにインゴット５を円周方向に角度αで回転させる。最初の測定時に結晶方位１２の傾斜角度γがすでに許容範囲内に収まっている場合（ステップＳ１２Ｙ）、インゴット５を回転させる必要はなく、Ｙ軸合わせは直ちに完了する。

次に、インゴット５の結晶方位１２を再び測定し（ステップＳ１４Ｎ、Ｓ１５）、インゴットのＹ軸合わせが正しく行われたかどうかを確認する。図５においてローラ３１ａ，３１ｂはインゴット５をその下方から水平に支持しており、インゴット５の荷重を受けながらインゴット５に当接している。よってほとんどの場合、インゴット５はローラ３１ａ，３１ｂの回転に合わせて回転する。しかし、何らかの原因でローラ３１ａ，３１ｂがわずかに空転（スリップ）する場合があり、これによってローラ３１ａ，３１ｂの回転量とインゴット５の回転量が一致しない場合が生じている。

このようなインゴット５の回転誤差は直径４５０ｍｍの大口径インゴットにおいて顕著である。直径４５０ｍｍの大口径インゴットの製造では、直径３００ｍｍのインゴットのように長尺なインゴットを得ることが難しく、直径に比べて長さが短い円柱形状となり、これを横倒しにしたときには座り（安定性）が悪いため、ローラ３１ａ，３１ｂの空転も発生しやすいと想定される。このようなインゴットの回転誤差の発生は突発的であり、一見して確認することもできない。

また、インゴット５の直径はインゴットごとに多少のばらつきがあり、ローラ３１ａ、３１ｂを一定量回転させたときに直径が大きなインゴットの回転量は直径が小さなインゴットの回転量よりも少ない。直径のばらつきに起因するインゴットの回転量のばらつきは、直径が大きいほど大きくなり、直径が４５０ｍｍの大口径インゴットでは回転量のばらつきが顕著である。そこで本実施形態では、インゴット５の結晶方位を再測定することにより上記誤差の発生を防止し、インゴット５の回転精度を高めている。

上記再測定の結果、水平面に対する結晶方位１２の傾斜角度γ（第１の傾斜角度）が許容範囲内（例えば０．１度以下）に収まっている場合にはＹ軸合わせを終了し（ステップＳ１２Ｙ）、収まっていない場合にはインゴット５を再び回転させてＹ軸合わせを行う（ステップＳ１２Ｎ、Ｓ１３）。こうして結晶方位１２の傾斜角度γが許容範囲内に収まるまでＹ軸合わせを繰り返し行う。ただし、繰り返し数が所定の制限回数（例えば３回）に達した場合には（ステップＳ１４Ｙ）、傾斜角度γが許容範囲内に収まっていなくてもＹ軸合わせを強制的に終了する。なお強制終了時には音や光による警報を出力することが好ましい。

図８は、Ｙ軸合わせ後のインゴット５の模式図である。同図に示すように、Ｙ軸合わせが行われたインゴット５の結晶方位１２はＸＺ平面（水平面）内に含まれる水平線となり、傾斜角度γ≒０となる。インゴット５の中心軸線１３に対する結晶方位１２の傾斜角度βもＸＺ平面内における角度となる。

次に、インゴット５の円周面の上部にスライス台９を接着し、さらにスライス台９の上面にワークホルダ１１を仮接着する。

次に、結晶方位の測定結果に基づいてワークホルダ１１とインゴット５のＸ軸合わせを行う（ステップＳ１７〜Ｓ２２）。なお、このとき用いる結晶方位の測定結果は、最初の測定結果でもよく、２回目以降の測定結果でもよく、それら複数の測定結果を組み合わせたものであってもよい。

Ｘ軸合わせでは、ワークホルダ１１の取付軸線１１ａがインゴット５の結晶方位１２と平行になるように、ワークホルダ１１を水平方向に回転させる（ステップＳ１８）。その後、ワークホルダ１１の水平面内での変位量（位置）をリニアスケール３５で測定し（ステップＳ１９）、結晶方位１２に対する取付軸線１１ａの傾斜角度（第２の傾斜角度）が許容範囲内（例えば０．１度以下）に収まっているかどうかを確認する。

ワークホルダ１１を水平方向に回転させる水平角度調整機構２５のサーボモータ３６内にはギヤがあり、このギヤのバックラッシュ（ガタ）により水平方向の回転角度にばらつきが生じている。このガタを調整するためにリニアスケールにてズレ角度をみて再調整する。Ｘ軸合わせにおいて０．１度以下の高い精度が求められると共に、サーボモータ３６内のギヤのガタが大きい場合には非常に有効である。

そしてリニアスケール３５による測定の結果、結晶方位１２に対する取付軸線１１ａの傾斜角度（第２の傾斜角度）が許容範囲内（例えば０．１度以下）に収まっている場合にはＸ軸合わせを終了し（ステップＳ２０Ｙ）、収まっていない場合にはワークホルダ１１を再び回転させてＸ軸合わせを行う（ステップＳ２０Ｎ、Ｓ２１、Ｓ２２Ｎ、Ｓ１８）。こうして結晶方位１２に対する取付軸線１１ａの傾斜角度が許容範囲内に収まるまでＸ軸合わせを繰り返し行う。ただし、繰り返し数が所定の制限回数（例えば３回）に達した場合には、結晶方位１２が許容範囲内に収まっていなくてもＸ軸合わせを強制的に終了する（ステップＳ２２Ｙ）。なお強制終了時には音や光による警報を出力することが好ましい。

その後、接着剤を乾燥させてワークホルダを本接着することにより、結晶方位合わせが完了する（ステップＳ２３）。

図９は、結晶方位合わせ後のインゴット５とワイヤソー１との関係を示す略平面図である。

図９に示すように、取付軸線１１ａがワイヤ列３Ａと直交するようにワークホルダ１１をワイヤソー１に取り付けると、取付軸線１１ａと平行なインゴット５の結晶方位１２もワイヤ列３Ａと平行になる。一方、インゴット５の中心軸線１３は、ワイヤ列３Ａと直交する方向に対して傾斜角度βを持つことになる。このように、インゴット５の結晶方位１２の向きに合わせてワークホルダ１１を接着し、ワイヤソー１に設置してスライスすると、インゴット５から切り出されたウェーハの切断面は結晶格子面と一致するので、ウェーハの特性のばらつきをなくすことができる。

以上説明したように、本実施形態によるインゴット５とワークホルダ１１の接着方法は、インゴット５の結晶方位１２の測定結果に基づいて、結晶方位１２が水平となるようにインゴットを円周方向に回転させた後、インゴットの結晶方位１２を再び測定し、水平面に対して前記結晶方位がなす第１の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合にはインゴット５を再び回転させるので、インゴット５のＹ軸合わせを高精度に行うことができる。また、本実施形態においては、ワークホルダ１１の取付軸線１１ａが結晶方位１２と平行となるようにワークホルダ１１を水平方向に回転させた後、ワークホルダ１１の水平方向の変位量を測定し、この変位量から結晶方位１２に対する取付軸線１１ａの傾斜角度を求め、この傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合にはワークホルダ１１を再び回転させるので、インゴットのＸ軸合わせを高精度に行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、インゴットの代表例として単結晶シリコンインゴットを挙げたが、本発明は単結晶シリコンインゴットに限定されず、種々のインゴットを対象とすることができる。

また、上記実施形態においては、インゴットの結晶方位と切断面がなす角度を垂直にする場合を述べたが、本発明はこのような場合に限定されない。例えば、シリコンウェーハの用途によっては、インゴットの結晶方位と切断面がなす角度を垂直よりも少し斜めに傾ける場合もあるが、本発明はこのような場合にも適用可能である。この場合、ワークホルダの取付軸線を結晶方位に対して少し斜めに傾けて取り付けるか、あるいはワークホルダをワイヤソーに対して少し斜めに傾けて取り付ければよい。

また、上記実施形態では水平面を基準平面とし、Ｙ軸合わせでは結晶方位１２が水平面と平行となるようにインゴット５を円周方向に回転させており、またＸ軸合わせではワークホルダ１１の取付軸線１１ａが結晶方位１２と平行となるようにワークホルダ１１を水平面と平行な方向に回転させているが、本発明は基準平面が水平面である場合に限定されない。すなわち、基準平面の向きはワークホルダ１１の取付面１１ｄと平行である限りにおいて任意に設定することができる。だたし、水平面を基準平面とする場合が最も合理的である。

１ ワイヤソー
２ａ，２ｂ ローラ
３ ワイヤ
３Ａ ワイヤ列
４ａ，４ｂ ノズルユニット
５ インゴット
６ａ，６ｂ ワイヤリール
７ａ，７ｂ ガイドローラ
８ 昇降装置
９ スライス台
１１ ワークホルダ
１１ａ 取付軸線
１１ｂ，１１ｃ ワークホルダの側面
１１ｄ ワークホルダの取付面
１２ 結晶方位
１３ 中心軸線
２０ 接着装置
２１ 方位測定装置
２２ 回転支持機構
２３ スライス台取付機構
２４ ワークホルダ取付機構
２５ 水平角度調整機構
２６ 制御部
２６ａ 測定器
２６ｂ 演算装置
２７ 測定ヘッド
２７ａ 回転軸
２８ Ｘ線投光器
２９ Ｘ線受光器
３１ａ，３１ｂ ローラ
３２ サーボモータ
３３ 水平支持板
３３ａ 連結軸
３４ 水平角度調整板
３５ リニアスケール
３６ サーボモータ
３７ 自在継手
３８ 作動片
３９ ねじ棒
４０ 回転子

Claims (7)

1. 円柱状のインゴットの円周面上にワークホルダを接着する方法であって、
   インゴットの結晶方位を測定する第１の測定ステップと、
   前記第１の測定ステップの測定結果を用いて、前記結晶方位が基準平面と平行になるように前記インゴットを円周方向に回転させる第１の回転ステップと、
   前記第１の回転ステップで回転させた前記インゴットの結晶方位を再び測定する第２の測定ステップと、
   前記基準平面に対して前記結晶方位がなす第１の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記第２の測定ステップの測定結果を用いて、前記結晶方位が前記基準平面と平行となるように前記インゴットを円周方向に再び回転させる第２の回転ステップと、
   前記インゴットにスライス台を接着するスライス台接着ステップと、
   前記スライス台の上面にワークホルダを仮接着するワークホルダ仮接着ステップと、
   前記第１及び第２の測定ステップの少なくとも一方の測定結果を用いて、前記ワークホルダの取付軸線が前記結晶方位と平行となるように前記ワークホルダを前記基準平面内で回転させる角度調整ステップと、
   前記角度調整ステップを経た前記ワークホルダを前記スライス台に本接着するワークホルダ本接着ステップとを備えることを特徴とするインゴットとワークホルダの接着方法。
2. 前記第１の傾斜角度が許容範囲内に収まるまで、前記第２の測定ステップ及び前記第２の回転ステップを予め設定された制限回数の範囲内で繰り返し行う、請求項１に記載のインゴットとワークホルダの接着方法。
3. 前記角度調整ステップは、前記ワークホルダの前記基準平面と平行な方向の変位量を測定し、前記変位量から前記結晶方位に対して前記ワークホルダの取付軸線がなす第２の傾斜角度を求め、前記第２の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記取付軸線が前記結晶方位と平行となるように前記ワークホルダを前記基準平面内で再び回転させる、請求項１又は２に記載のインゴットとワークホルダの接着方法。
4. 前記第２の傾斜角度が許容範囲内に収まるまで、前記角度調整ステップを予め設定された制限回数の範囲内で繰り返し行う、請求項３に記載のインゴットとワークホルダの接着方法。
5. 前記第１及び第２の回転ステップでは、前記インゴットの円周面に当接させたローラの回転に合わせて前記インゴットを回転させる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインゴットとワークホルダの接着方法。
6. 円柱状のインゴットの円周面上にスライス台を介してワークホルダを接着する接着装置であって、
   Ｘ線の回折を利用してインゴットの結晶方位を測定する方位測定装置と、
   前記インゴットを基準平面と平行に支持しながら円周方向に回転させる回転支持機構と、
   前記インゴットの上部にスライス台を接着するためのスライス台取付機構と、
   前記スライス台の上面にワークホルダを接着するためのワークホルダ取付機構とを備え、
   前記方位測定装置は、インゴットの結晶方位を測定し、
   前記回転支持機構は、前記方位測定装置による測定結果に基づいて、前記結晶方位が前記基準平面と平行になるように前記回転支持機構を用いて前記インゴットを円周方向に回転させ、
   前記方位測定装置は、前記回転したインゴットの結晶方位を再び測定し、
   前記回転支持機構は、前記基準平面に対して前記結晶方位がなす第１の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記結晶方位が前記基準平面と平行となるように前記インゴットを円周方向に再び回転させることを特徴とする接着装置。
7. 前記ワークホルダ取付機構は、前記ワークホルダの取付軸線が前記結晶方位と平行になるように前記ワークホルダを基準平面内で回転させる角度調整機構を含み、
   前記角度調整機構は、前記ワークホルダの前記基準平面と平行な方向の変位量を測定し、前記変位量から前記結晶方位に対して前記取付軸線がなす第２の傾斜角度を求め、前記第２の傾斜角度が許容範囲内に収まっていない場合に、前記取付軸線が前記結晶方位と平行となるように前記ワークホルダを前記基準平面内で再び回転させる、請求項６に記載の接着装置。

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