JP2020151920A - 単結晶の押さえ治具、ワイヤソー装置、及び、単結晶の切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切断中の単結晶の振動を抑制することにより、得られるウエハのうねり、反り、及び厚みのばらつきを抑制すること。【解決手段】単結晶と所定の間隔に配置されるワイヤ列とを相対的に移動させることにより単結晶を複数のウエハに切断するワイヤソー装置を用いて単結晶を切断する際に用いる治具であって、ワイヤソー装置による単結晶の切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分のそれぞれにおける単結晶の移動方向側の端部に当接する当接部と、弾性体を有し、弾性体の弾性力により当接部を単結晶の移動方向と反対方向に加圧する加圧部と、加圧部を支持する支持部と、を備える単結晶押さえ治具等を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、単結晶の押さえ治具、ワイヤソー装置、及び、単結晶の切断方法に関する。

従来から、単結晶（単結晶インゴット）をウエハに切断する方法としてマルチワイヤソー装置（ワイヤソー装置とも呼ぶ）が知られている。例えば、下記の特許文献１に記載のワイヤソー装置による切断方法においては、３本（もしくは２本）の主軸ローラを有し、主軸ローラ外周には目標とするウエハの厚みに合わせたピッチで溝が形成されていて、一本のワイヤを主軸ローラの溝に沿って巻き回しされたワイヤソー装置を用いる。そして、主軸ローラを回転させてワイヤを走行させるとともに、複数本の単結晶が固定された本体テーブルを動作させて単結晶をワイヤに押し付けることにより、複数本の単結晶を、同時に多数のウエハに切断する。

上記の加工方法では、一定ピッチで並行する複数の極細ワイヤの列（ワイヤ列）に被加工物を押し当て、ワイヤを線方向に送りながら、被加工物とワイヤとの間に砥粒を含む加工液（スラリーともいう）を供給することによって研磨切断する方式と、ダイヤモンドを電着もしくは接着剤によって固定したワイヤを線方向に送りながら、被加工物を研磨切断する方式がある。これらの方法を用いて単結晶から一定の厚さのウエハを多数同時に形成する。

従来の単結晶をウエハに切断する手順では、まず、ワイヤソー装置のスライス台に台座を介して単結晶を接着剤で固定する。その後、単結晶を固定したスライス台をワイヤソー装置に設置する。次に、ワイヤソー装置による単結晶の切断加工を開始し、単結晶を固定したスライス台が加工部へ移動され、単結晶がワイヤにて切断される。この切断では、単結晶に加えて台座を５ｍｍ程度まで切断する。切断されたウエハの厚みは０．２〜２ｍｍ程度になり、ウエハの端面部分が接着剤のみで保持されている。

特開２００１−００１２４８号公報 特開２００４−００１４０９号公報 特開２０１１−００９５９０号公報

上記ワイヤソー装置を用いて単結晶からウエハに切断する際、単結晶の切断が進むと複数のウエハ状の部分が徐々に形成され、単結晶が完全に切断されることにより複数のウエハが形成される。切断中、切断により形成されるウエハ状の部分に振動（ブレ）が生じると、最終的に得られるウエハのうねりや反りの量が大きくなるという問題や、ウエハの厚さ（板厚）にもばらつきが生じるという問題があった。単結晶の切断では、徐々にウエハ状の部分が形成されるが、単結晶は台座側の一方のみで固定されているため、切断により形成されるウエハ状の部分は振動しやすい状態となっている。その結果、得られるウエハのうねり及び反りの量が大きくなり、また、厚さのバラツキが大きくなると考えられる。ウエハのうねり・反りの量が大きくなり、厚さのバラツキが大きくなると、うねり・反り、板厚等が規格外となり、製品として出荷することができず、生産性を悪化させる原因の一つとなっていた。また、上記の単結晶の切断時に振動（ブレ）が生じると、ウエハは小さい接着面積で台座に接着された状態で保持されるため、ウエハの落下や倒れが生じやすくなることもある。

上記したうねり及び反りの量の増加（悪化）、厚みのばらつきを抑制するには、上記した切断中の単結晶の振動を抑制する必要があり、各種の切断方法が開発されている。例えば、下記の特許文献２には、円柱状の単結晶の両端面にダミー板材を当接し、切断する方法が提案されている。この切断方法は、ダミーの板材を当接している近傍では切断中の単結晶の振動を抑制することは可能であるが、切断する単結晶が長尺の場合、ダミーの板材から離れた単結晶の中央付近における振動を抑制することが困難であるという欠点がある。

また、特許文献３においては、切断する単結晶の切断開始する側に樹脂等の補助治具を貼付し、補助治具側から単結晶を切断することで、上記した切断中の単結晶の振動を抑制する方法が提案されている。しかし、この方法では、切断の初期段階における単結晶の振動を抑制することは可能だが、補助治具ごと切断しているため、補助治具を切断した以降は、切断中の単結晶の振動を抑制できないという欠点がある。

そこで、本発明は、上述の問題を解決しようとするもので、切断中の単結晶の振動を抑制することにより、得られるウエハのうねり、反り、及び厚みのばらつきを抑制することを目的とする。

本発明の態様によれば、単結晶と所定の間隔に配置されるワイヤ列とを相対的に移動させることにより単結晶を複数のウエハに切断するワイヤソー装置を用いて単結晶を切断する際に用いる治具であって、ワイヤソー装置による単結晶の切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分のそれぞれにおける単結晶の移動方向側の端部に当接する当接部と、弾性体を有し、弾性体の弾性力により当接部を単結晶の移動方向と反対方向に加圧する加圧部と、加圧部を支持する支持部と、を備える単結晶押さえ治具が提供される。

また、当接部は、複数のウエハ状の部分に当接する部位が弾性体により形成されてもよい。また、単結晶押さえ治具は、ワイヤソー装置に対して着脱可能に構成されてもよい。また、加圧部による加圧力を所定値以下に規制する規制部を備えてもよい。また、当接部は、単結晶が所定の開始位置前は単結晶に当接せず、単結晶が所定の開始位置より切断された時から切断が完了するまで単結晶に当接して加圧し、所定の開始位置は、単結晶の直径の２／３以下に設定されてもよい。

また、本発明の態様によれば、単結晶と所定の間隔に配置されるワイヤ列とを相対的に移動させることにより単結晶を複数のウエハに切断するワイヤソー装置であって、上記した単結晶押さえ治具を備える、ワイヤソー装置が提供される。

また、本発明の態様によれば、単結晶と所定の間隔に配置されるワイヤ列とを相対的に移動させることにより単結晶を複数のウエハに切断するワイヤソー装置を用いて単結晶を切断する単結晶の切断方法であって、ワイヤソー装置による単結晶の切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分のそれぞれにおける単結晶の移動方向側の端部を、上記した単結晶押さえ治具により移動方向と反対側に加圧することを含む、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の態様によれば、ワイヤソー装置による単結晶の切断中に、切断により形成されたウエハ状の部分を加圧して押さえるため、切断中におけるウエハ状の部分の振動が抑制され、得られるウエハのうねり、反り、及び、厚みのバラツキを抑制することができる。また、本発明の態様によれば、切断後のウエハの落下（もしくは倒れ）を抑制することができる。また、本発明の態様によれば、上記の効果により、ウエハの回収率（歩留まり）を向上させることができる。また、本発明の態様によれば、構成が単純であるので容易に実施することができ、且つ容易に使用することができる。

実施形態に係るワイヤソー装置の一例の概略を示す斜視図である。 ワイヤソー装置の一例の概略を示す正面図である。 単結晶の切断前の状態であり、単結晶が治具に接触する前の状態のワイヤソー装置の動作を示す正面図である。 単結晶の切断中の状態であり、単結晶が治具に接触した直後のワイヤソー装置の動作を示す正面図である。 単結晶の切断後の状態のワイヤソー装置の動作を示す正面図である。 変形例に係る治具の動作の一例を示す側面図であり、単結晶が治具に接触する前の状態を示す。 図６に続いて、単結晶が治具に接触した時の状態を示す。 図７に続いて、規制部が作動した時の状態を示す。 図８に続いて、規制部が作動した後の状態を示す。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれについて、適宜、矢印の先の側（方向）を＋側（方向）（例、＋Ｘ側（方向））と称し、その反対側（方向）を−側（方向）（例、−Ｘ側（方向））と称す。また、本明細書において、数値等の範囲を「Ａ〜Ｂ」と記載した場合、「Ａ以上、Ｂ以下」であることを意味する。

［実施形態］
以下、本実施形態の単結晶の切断方法、ワイヤソー装置、及び、単結晶の押さえ治具（以下、「治具」と略す。）について、図面を参照して説明する。

まず、本実施形態に用いるワイヤソー装置の概略について説明する。図１及び図２は、本実施形態に係るワイヤソー装置１の一例の概略を示す図である。図１は斜視図である。図２は−Ｙ側から見た正面図である。

本実施形態に係るワイヤソー装置１は、所定の間隔に配置されるワイヤ列２を備え、円柱状の単結晶Ｃとワイヤ列２とを相対的に移動させることにより単結晶Ｃを複数のウエハＷに切断する装置である。なお、ワイヤソー装置１において、後述する治具１０以外の構成は、公知のワイヤソー装置の構成を用いることができる。以下、ワイヤソー装置１の一例を説明する。

ワイヤソー装置１は、図１及び図２に示すように、スライス台ホルダ３と、スライス台４と、複数のローラＲ（本例では３つ）と、複数のローラＲ間に互いに所定の間隔を介して張設されたワイヤ列２と、治具１０と、を備える。ワイヤソー装置１は、図１に示すように、単結晶Ｃを＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に移動させることにより、ワイヤ列２と単結晶Ｃとを相対方向に移動させる。ワイヤソー装置１は、ワイヤ列２と単結晶Ｃとを相対方向に移動させ、単結晶Ｃをワイヤ列２に押し付けながらワイヤ列２を一方向あるいは往復方向へ走行させることにより、単結晶Ｃを同時に複数のウエハＷ（図５参照）に切断加工する。なお、ワイヤソー装置１は、固定された単結晶Ｃに対してワイヤ列２を移動する構成でもよいし、単結晶Ｃ及びワイヤ列２を移動する構成でもよい。

ワイヤソー装置１により加工する単結晶Ｃは、スライス台ホルダ３とスライス台４を固定したものに、台座５を介して固定される。単結晶Ｃは、例えば円柱状のインゴットである。単結晶Ｃは任意のものを用いることができ、例えば、単結晶Ｃの大きさ、組成等は、特に限定されない。

スライス台ホルダ３は、ワイヤソー装置１に対して着脱可能である。ワイヤソー装置１からスライス台ホルダ３を外すことにより、スライス台ホルダ３に単結晶Ｃを固定したり、ワイヤソー装置１から切断されたウエハＷを取り外すことができる。なお、単結晶Ｃは、識別のために、この外周面の一部を平面状に研削してオリエンテーションフラット（オリフラとも呼ぶ）の加工が施されてもよい。台座５は、単結晶Ｃを切断して複数のウエハＷに加工する際、単結晶Ｃを確実に切断するために、ウエハＷを切断するとともに、台座５の一部まで切断する。このため、台座５の材質は、樹脂もしくはガラス等が好ましい。台座５の厚み（Ｚ方向の寸法）は、上記したように台座５は切断されるため、５ｍｍ程度以上であり、１０ｍｍ以上の厚さが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ前後である。

スライス台４と台座５との固定、及び、台座５と単結晶Ｃとの固定は、それぞれ、接着剤にて接着して固定することができる。この際に用いる接着剤は、特に限定されないが、切断後に容易に剥離できるエポキシ系の接着剤を使用することが好ましい。単結晶Ｃにオリフラがある場合、台座５と単結晶Ｃとを固定する際、オリフラの面を台座５に接着することにより固定してもよい。オリフラの面を台座５に合わせ接着する場合、単結晶Ｃの円周面を台座５に接着する場合と比べて、接着する面積が増加するので、より接着が強固となる。

ワイヤソー装置１により単結晶Ｃを切断加工する際、上記のように単結晶Ｃを固定したスライス台ホルダ３をワイヤソー装置１に設置し、切断加工をする。単結晶Ｃは、スライス台ホルダ３、スライス台４、及び台座５を介してワイヤソー装置１に装着される。ワイヤソー装置１では、単結晶Ｃの中心軸（Ｙ方向と平行な軸）が、ワイヤ列２が走行する方向（Ｘ方向）と直交する方向に配置される。

ワイヤソー装置１では、上述のように、駆動装置（図示せず）によりスライス台４が−Ｚ方向（下方）に移動することにより、単結晶ＣをローラＲの駆動によりＸ方向に走行するワイヤ列２に押し付けることにより、単結晶Ｃは複数のウエハＷに同時に切断される。ワイヤソー装置１では、単結晶Ｃを徐々に−Ｚ方向に移動させてワイヤ列２により切断する。切断中、単結晶Ｃには、複数のウエハ状の部分Ｗａが形成される。ウエハ状の部分Ｗａは、後述する図４の状態では、単結晶Ｃにおけるワイヤ列２よりも−Ｚ側の部分である。ウエハ状の部分Ｗａは、薄板状となる。図４の状態から、さらに単結晶Ｃを徐々に−Ｚ方向に移動させてワイヤ列２により切断することにより、後述する図５の状態となり単結晶Ｃは複数のウエハＷに切断される。ウエハＷの厚さは、例えば０．２ｍｍから１．０ｍｍである。ワイヤ６の径やワイヤ６間のピッチ（図１のＹ方向におけるワイヤ６間の間隔）等を適宜調整することで、単結晶Ｃを所定の厚さのウエハＷに切断することができる。

次に、治具１０について説明する。図３から図５は、ワイヤソー装置１における治具１０の部分の拡大図である。図３から図５は、−Ｙ方向から見た正面図である。図３は、単結晶Ｃの切断前の状態であり、単結晶Ｃが治具１０に接触する前の状態を示す。図４は、単結晶Ｃの切断中の状態であり、単結晶Ｃが治具１０に接触した直後の状態を示す。図５は、単結晶Ｃの切断後の状態を示す。

治具１０は、ワイヤソー装置１に設置される（図１参照）。治具１０は、図３から図５に示すように、ワイヤソー装置１により単結晶Ｃを切断する際における単結晶Ｃの移動経路上に設置される。治具１０は、ワイヤ列２に対して、切断前の単結晶Ｃと反対側（図３では−Ｚ側）に設置される。治具１０は、切断中の単結晶Ｃが移動する方向において、ワイヤ列２を超えて設置される。治具１０は、ワイヤソー装置１に対して着脱可能である。

治具１０は、当接部１１と、加圧部１２と、支持部１３と、を備える。当接部１１は、図４及び図５に示すように、ワイヤソー装置１による単結晶Ｃの切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分Ｗａのそれぞれにおける単結晶Ｃの移動方向側（切断時にワイヤ列２に対して移動する方向側、図３では−Ｚ側）の端部に当接する。

当接部１１は、切断された単結晶Ｃの全長（Ｙ方向の全長）を支持するように構成されている。当接部１１は、単結晶Ｃが切断されて形成される複数のウエハ状の部分Ｗａのそれぞれに当接するように構成されている。

当接部１１におけるウエハ状の部分Ｗａに当接する当接部位１１ａ（単結晶Ｃと対向する側の面、図３では＋Ｚ側の面）は、平面状、又は、単結晶Ｃに対応するＲ形状に形成されている。当接部位の形状がＲ形状である場合、平面状の構成と比べて、切断されて形成されたウエハ状の部分Ｗａとの接触面積を増加させることができるので、より効果的に保持し、これらの位置ずれ、ブレ、振動（以下、「振動等」と称する場合もある）を抑制することができる。

当接部１１の素材（形成材料）は、特に限定されないが、本体部分（当接部以外の部分）は、切断時に研削液など水を使用するので、ステンレスなど錆びにくいものが好ましい。また、上記の当接部位１１ａは弾性体１１ｂであるのが好ましい。当接部位１１ａが弾性体１１ｂにより構成される場合、ウエハ状の部分Ｗａが当接部１１と接触する際のダメージ（衝撃）を軽減することができる。また、当接部位１１ａが弾性体１１ｂにより構成される場合、切断されて形成されたウエハ状の部分Ｗａの滑りを抑制して押さえることができ、上記の振動等をさらに効果的に抑制することができる。弾性体１１ｂの素材（形成材料）は、特に限定されないが、例えばシリコンゴムや軟質ゴムである。弾性体１１ｂは、ウエハ状の部分Ｗａに押された時に、各ウエハ状の部分Ｗａを挟み込む（ウエハ状の部分Ｗａ同士の間に挟み込まれる）ことが可能な弾力性を有することが好ましい。このような弾性力としては、例えば、弾性体１１ｂがシリコンゴム等のゴム材料の場合、その硬度が３０度から４０度であるのが好ましい。

加圧部１２は、当接部１１に接続され、当接部１１を支持する。加圧部１２は、弾性体１２ａを有する。加圧部１２は、弾性体１２ａの弾性力により、当接部１１を単結晶Ｃの移動方向（図５では−Ｚ方向）と反対方向（＋Ｚ方向）に加圧する。これにより、本実施形態のワイヤソー装置１（治具１０）は、ワイヤソー装置１による単結晶Ｃとワイヤ列２との相対的な移動により、単結晶Ｃの切断中に、切断により形成される複数のウエハ状の部分Ｗａにおける単結晶Ｃの移動方向側の端部に当接部１１が当接して単結晶Ｃの移動方向と反対方向に加圧する。

弾性体１２ａは例えばバネである。弾性体１２ａは、当接部１１が複数のウエハ状の部分Ｗａを均等な加圧力で加圧するように、当接部１１に対して偏りなく配置される。例えば、本実施形態では、図１に示すように、弾性体１２ａはＸ方向に２個、Ｙ方向に３個の６個が当接部１１に対して均等に配置されている。なお、弾性体１２ａの数及び配置位置は、上記の例に限定されず、他の態様でもよい。例えば、Ｘ方向に３以上の弾性体１２ａが、Ｙ方向に２列以上設けられてもよい。

加圧部１２は、当接部１１を支持すると共に、切断により形成されたウエハ状の部分Ｗａと当接部１１との密着性を向上させるため、切断終了まで適度な加圧が必要となる。この加圧は、例えば、本実施形態のように、バネの伸縮力（弾性力）を利用することができる。加圧部１２がバネ等で構成される場合、徐々に強くなる加圧力でウエハ状の部分Ｗａ押さえることができる。これにより、単結晶Ｃの切断が進むにつれて大きくなるウエハ状の部分Ｗａのブレ（振動）を、徐々に強くなる加圧力でウエハ状の部分Ｗａ押さえることで、効果的に抑制することができる。弾性体１２ａ（バネ）の素材は、特に限定されないが、当接部１１と同様に、錆びにくいものが好ましい。

本実施形態の当接部１１は、単結晶Ｃが所定の開始位置前では単結晶Ｃに当接せず、単結晶Ｃが所定開始位置からから切断が完了するまで単結晶Ｃに当接して加圧して押さえる。上記所定の開始位置は、単結晶Ｃの直径の２／３以下に設定されるのが好ましく、単結晶Ｃの直径の１／２以下に設定されるのがより好ましく、単結晶Ｃの直径の１／３以上１／２以下であるのがさらに好ましい。すなわち、上記当接部１１による切断中の単結晶Ｃの押さえの開始のタイミングは、単結晶Ｃの直径の２／３が切断される前であるのが好ましく、単結晶Ｃの直径の１／２が切断される前であるのが好ましい。中でも、単結晶Ｃが直径の１／３〜１／２の量まで切断される間に、当接部１１による押さえを開始するのがより好ましい。直径の２／３を超えて切断された単結晶Ｃに対して当接部１１による押さえを開始した場合、すでに切断された部分に反り等が発生していることがある。単結晶Ｃが直径の２／３の量、好ましくは直径の１／２の量を超えて切断される前に押さえることで、単結晶Ｃの切断量が少なく、ウエハ状の部分Ｗａのブレ（振動）が少ない状態で押さえることができるので、安定して単結晶Ｃの切断を行うことが可能となる。

当接部１１による加圧力（単結晶Ｃを押さえる力）は、切断中のウエハ状の部分Ｗａのブレを抑制する程度であればよい。この加圧力は、切断する単結晶Ｃの材質、単結晶Ｃの直径、切断により形成するウエハＷの厚み等により適宜設定することができる。例えば、脆性材料であるタンタル酸リチウム（以下ＬＴ）単結晶Ｃのインゴットで、直径がφ１００ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、切断するウエハの厚みが０．３ｍｍの場合、上記の加圧力は５〜２０Ｎであるのが好ましい。

支持部１３は、治具１０の各部を支持する。支持部１３は、ワイヤソー装置１に固定される。本実施形態では、支持部１３は、当接部１１及び加圧部１２を支持する。支持部１３は、切断時に位置ずれがないようにワイヤソー装置１に固定される。支持部１３（治具１０）は、ワイヤソー装置１における切断中に可動しない部分に固定される。この構成の場合、支持部１３（治具１０）がワイヤソー装置１における切断中に可動する部分に接続（支持）される構成と比べて、構成を簡単にすることができる。例えば、支持部１３（治具１０）は、本実施形態のように、落下したウエハＷを回収するウエハ回収容器８内等に固定されてもよい。支持部１３（治具１０）をワイヤソー装置１に固定する方法（構成）は、ワイヤソー装置の構成により異なるが、通常、ワイヤソー装置の構成に応じて実施することが可能である。支持部１３の素材（形成材料）は、特に限定されないが、当接部１１及び加圧部１２と同様に、錆びにくいものが好ましい。

上述のように、本実施形態のワイヤソー装置１（治具１０）は、ワイヤソー装置１による単結晶Ｃとワイヤ列２との相対的な移動により、単結晶Ｃの切断中に、切断により形成される複数のウエハ状の部分Ｗａにおける単結晶Ｃの移動方向側の端部に当接部１１が当接して単結晶Ｃの移動方向と反対方向に加圧する。本構成により、単結晶Ｃの切断中に、ウエハ状の部分Ｗａを保持し、これらの振動（ブレ）を抑制することができる。

また、本実施形態のワイヤソー装置１（治具１０）は、切断中に、切断により形成されたウエハ状の部分Ｗａの単結晶Ｃの移動方向側の端部を押さえる（加圧する）ことで、ウエハ状の部分Ｗａは台座５と当接部１１との間に挟まれて保持されるので、切断中に落下することを防止できる。また、本実施形態のワイヤソー装置１（治具１０）では、単結晶Ｃの切断後においても、図５に示すように、切断により形成されたウエハＷが、上記と同様に台座５と当接部１１との間に挟まれて保持されるので、落下や転倒を防止することができる。

本実施形態の治具１０は、上述の当接部１１、加圧部１２、及び支持部１３により構成されるので、構成が単純であり容易に実施することができ、また、上述のようにワイヤソー装置１に取り付けて固定するだけで使用できるので、容易に使用することができる。また、本実施形態の治具１０は、上述のように、ワイヤソー装置１に対して着脱可能である。この構成により、本実施形態の治具１０は、既存のワイヤソー装置に対して取り付けることにより容易に実施及び使用することができ、本実施形態のワイヤソー装置１と独立させて治具１０のみの構成として流通させることもできる。

以上の説明のように、本実施形態の治具１０は、単結晶Ｃと所定の間隔に配置されるワイヤ列２とを相対的に移動させることにより単結晶Ｃを複数のウエハＷに切断するワイヤソー装置１を用いて単結晶Ｃを切断する際に用いる治具であって、ワイヤソー装置１による単結晶Ｃの切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分Ｗａのそれぞれにおける単結晶Ｃの移動方向側の端部に当接する当接部１１と、弾性体１２ａを有し、弾性体１２ａの弾性力により当接部１１を単結晶Ｃの移動方向と反対方向に加圧する加圧部１２と、加圧部１２を支持する支持部１３と、を備える。また、本実施形態のワイヤソー装置１は、上記の治具１０を備える。上述の治具１０（ワイヤソー装置１）の構成によれば、上記したように、切断中の単結晶の振動（ブレ）を抑制することができ、得られるウエハのうねり、反り、及び厚みのばらつきの発生を抑制することができる。

次に、本実施形態の単結晶の切断方法について説明する。本実施形態の単結晶の切断方法は、上述の治具１０（ワイヤソー装置１）を用いて実施する方法であり、単結晶Ｃとワイヤ列２とを相対的に移動させることにより単結晶Ｃを複数のウエハＷに切断するワイヤソー装置を用いて単結晶Ｃを切断する単結晶の切断方法であって、ワイヤソー装置による単結晶Ｃの切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分Ｗａのそれぞれにおける単結晶Ｃの移動方向側の端部を、上記の治具１０により、単結晶Ｃの移動方向と反対側に加圧することを含む。この単結晶の切断方法は、上述の治具１０（ワイヤソー装置１）を用いるので、上記したように、切断中の単結晶の振動（ブレ）を抑制することができ、得られるウエハのうねり、反り、及び厚みのばらつきの発生を抑制することができる。

また、本実施形態の治具１０、ワイヤソー装置１、及び単結晶の切断方法によれば、切断後のウエハの落下（もしくは倒れ）を抑制することができる。本実施形態の治具１０、ワイヤソー装置１、及び単結晶の切断方法によれば、上記の効果により、ウエハの回収率（歩留まり）を向上させることができる。また、本実施形態の治具１０、ワイヤソー装置１、及び単結晶の切断方法は、簡単な構成で容易に実施することができ、且つ、容易に使用することができる。また、本実施形態の治具１０、ワイヤソー装置１、及び単結晶の切断方法は、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムのような脆性の単結晶Ｃの切断用に好適に用いることができる。

なお、上述の例のように、加圧部１２にバネを使用した場合、単結晶Ｃの切断が進むにつてウエハ状の部分Ｗａに掛かる上記の加圧力は大きくなる。小径の単結晶Ｃや、ウエハＷの厚さが厚い場合は問題ないが、大口径の単結晶ＣやウエハＷの厚さが薄い場合、上記の加圧力が強すぎると倒れや割れ等の不具合が生じることがある。このため、所定以上の加圧力がウエハ状の部分Ｗａに加わらない機構（加圧力が規制される機構）を設けてもよい。この機構が設けられる場合、上記の不具合を抑制することができる。以下、上記の加圧力が規制される機構の一例を説明する。

図６から図９は、変形例に係る治具１０Ａの一例を示す＋Ｘ側から見た時の側面図である。図６から図９は、図１のワイヤソー装置１を＋Ｘ側から見た方向に相当する。図６は、単結晶Ｃが治具１０Ａに接触する前の状態の状態を示す。図７は、図６に続く状態であり、単結晶Ｃが治具１０Ａに接触した時の状態を示す。図８は、図７に続く状態であり、規制部が作動した時の状態を示す。図９は、図８に続く状態であり、規制部が作動した後の状態を示す。

例えば、変形例に係る治具１０Ａは、上記した治具１０Ａに対して、支持部１３（第１支持部）、当接部１１、加圧部１２Ａ、第２支持部１６、及び、規制部１５を備える。当接部１１は、治具１０と同様である。加圧部１２Ａは、治具１０と同様に当接部１１を加圧する弾性体１２ａと、弾性体１２ｂと、を備える。弾性体１２ｂはバネで構成される。加圧部１２Ａは、弾性体１２ａ及び弾性体１２ｂの２段構造により構成されている。弾性体１２ａは、第２支持部１６に設けられ、当接部１１に接続される。第２支持部１６は、弾性体１２ｂを介して支持部１３に接続され、弾性体１２ｂの弾性力により、単結晶Ｃの移動方向（−Ｚ方向）と反対方向（＋Ｚ方向）に、ウエハ状の部分Ｗａを加圧する加圧力を付与する。図７に示す状態において、ウエハ状の部分Ｗａは、弾性体１２ａ及び弾性体１２ｂの弾性力により加圧される。図７に示す状態からさらに切断を進めると、図８に示すように、第２支持部１６に設けられてスライス台４の方向に延びる規制部１５の先端がスライス台４に当接する。これにより、弾性体１２ａは、図８に示す状態よりも収縮しなくなくなり、弾性体１２ａからのウエハ状の部分Ｗａに対する加圧力は規制される。すなわち、規制部１５は、弾性体１２ａの収縮量を所定値以下に規制することにより、上記の加圧力を所定値以下に規制する。図８に示す状態からさらに切断が進むと、図９に示すように、規制部１５等の作用により、弾性体１２ａが収縮せずに、弾性体１２ｂのみが収縮する。この状態において、弾性体１２ａからのウエハ状の部分Ｗａに対する加圧力は、図８に示す状態と同様となる。なお、加圧力が規制される機構は、上述の例に限定されず、他の構成でもよい。例えば、加圧力が規制される機構は、上記した規制部１５がスライス台４側に接続され、第２支持部１６に当接するように構成されてもよい。本例の治具１０Ａは、上述の支持部１３（第１支持部）、当接部１１、加圧部１２Ａ、第２支持部１６、及び、規制部１５により構成されるので、構成が単純であり容易に実施することができ、また、上述のようにワイヤソー装置１に取り付けて固定するだけで使用できるので、容易に使用することができる。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。なお、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１は、図１に示すワイヤソー装置１（治具１０）を用いて、上記した実施形態に係る単結晶の切断方法を実施した。タンタル酸リチウム（以下ＬＴ）の大きさφ１００ｍｍ長さ２５０ｍｍの単結晶Ｃを用意した。この単結晶Ｃをスライス台４に、厚さ２０ｍｍの台座５をエポキシ系の接着剤により固定した。その台座５の上に単結晶Ｃのオリフラ部を台座５の面に合わせて接着剤により固定した。

次に、ワイヤソー装置１のウエハ回収容器８に治具１０を設置した。治具１０は、ウエハ回収容器８内に、治具１０の支持部１３をネジ止めすることにより固定した。治具１０は、当接部１１、加圧部１２（バネ）、支持部１３の素材（形成材料）はステンレスとし、支持部１３の大きさはウエハ回収容器８に収まるように、幅１５０ｍｍ、長さ３００ｍｍとした。当接部１１の弾性体はシリコンゴムを使用した。

その後、単結晶Ｃを固定したスライス台４をワイヤソー装置１に取り付け、単結晶Ｃの切断を開始した。この切断は、得られるウエハＷの厚みが０．２９ｍｍ、ウエハＷ間のピッチが０．４３ｍｍの条件とした。単結晶Ｃの直径の１／２が切断された時点で、当接部１１の弾性体１１ｂが切断により形成されたウエハ状の部分Ｗａに接触させることにより、当接部１１による押さえを開始し、この押さえを切断終了まで継続して行った。この時の押さえの力（加圧力）は、１０〜２０Ｎであった。

切断終了後、ワイヤソー装置１からスライス台４を取り外し、接着剤を除去し、ウエハＷを１枚ずつ回収した。この間、ウエハＷの落下は確認されなかった。

ウエハＷを回収した後、洗浄作業を行い、ウエハＷの反り状態（Ａ方向：切断方向（図１ではＺ方向）：Ｂ方向：ワイヤ列２の走行方向（図１ではＸ方向））並びに厚さのばらつき（厚み差＝「ウエハの最大厚さ」−「ウエハの最小厚さ」）を確認した。ウエハＷの反りの量、及び、厚さのばらつき（厚み差）の測定結果を、表１及び表２に示す。なお、表１及び表２に示す結果は、切断された複数のウエハＷより１８枚抜き取りして測定した結果を示している。

［比較例１］
治具１０を使用しない以外は、実施例１と同様に試験を実施した。単結晶Ｃの切断は問題なく終了した。ただし、単結晶Ｃの切断後に、ワイヤソー装置１からスライス台４を取り外した際に数枚のウエハＷの落下が確認された。その後、接着剤を除去し、ウエハＷを回収し、実施例１と同様にウエハＷの評価を実施した。この結果を表１及び表２に示す。

上述の実施例及び比較例の結果から、治具１０を使用しない場合（比較例１）に対し、治具１０を使用した場合（実施例１）の、ウエハＷの反りの量は、Ａ方向で２５％、Ｂ方向で２１％の低減が確認された。また、「厚み差」も、標準偏差で比較すると２４％の低減が確認された。以上のように、本実施形態の治具１０（ワイヤソー装置１）及び単結晶の切断方法は、切断中の単結晶Ｃの振動（ブレ）を抑制することができ、得られるウエハＷのうねり、反り、及び厚みのばらつきを抑制することができる効果が確認された。

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の実施形態などで説明した要件は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各部材の改良、構造の変更を行ってもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

１…ワイヤソー装置
２…ワイヤ列
３…スライス台ホルダ
４…スライス台
５…台座
６…ワイヤ
８…ウエハ回収容器
Ｒ…ローラ
Ｃ…単結晶
Ｗ…ウエハ
Ｗａ…ウエハ状の部分
１０、１０Ａ…治具
１１…当接部
１１ａ…当接部位
１１ｂ…弾性体
１２、１２Ａ…加圧部
１２ａ…弾性体
１３…支持部
１５…規制部
１６…第２支持部

Claims (7)

1. 単結晶と所定の間隔に配置されるワイヤ列とを相対的に移動させることにより前記単結晶を複数のウエハに切断するワイヤソー装置を用いて前記単結晶を切断する際に用いる治具であって、
   前記ワイヤソー装置による前記単結晶の切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分のそれぞれにおける前記単結晶の移動方向側の端部に当接する当接部と、
   弾性体を有し、前記弾性体の弾性力により前記当接部を前記単結晶の移動方向と反対方向に加圧する加圧部と、
   前記加圧部を支持する支持部と、を備える単結晶押さえ治具。
2. 前記当接部は、前記複数のウエハ状の部分に当接する部位が弾性体により形成される、請求項１に記載の単結晶押さえ治具。
3. 前記単結晶押さえ治具は、前記ワイヤソー装置に対して着脱可能である、請求項１又は請求項２に記載の単結晶押さえ治具。
4. 前記加圧部による加圧力を所定値以下に規制する規制部を備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の単結晶押さえ治具。
5. 前記当接部は、前記単結晶が所定の開始位置前は前記単結晶に当接せず、前記単結晶が前記所定の開始位置より切断された時から切断が完了するまで前記単結晶に当接して加圧し、
   前記所定の開始位置は、前記単結晶の直径の２／３以下に設定される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の単結晶押さえ治具。
6. 単結晶と所定の間隔に配置されるワイヤ列とを相対的に移動させることにより前記単結晶を複数のウエハに切断するワイヤソー装置であって、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の単結晶押さえ治具を備える、ワイヤソー装置。
7. 単結晶と所定の間隔に配置されるワイヤ列とを相対的に移動させることにより前記単結晶を複数のウエハに切断するワイヤソー装置を用いて前記単結晶を切断する単結晶の切断方法であって、
   前記ワイヤソー装置による前記単結晶の切断中に、切断により形成された複数のウエハ状の部分のそれぞれにおける前記単結晶の移動方向側の端部を、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の単結晶押さえ治具により前記移動方向と反対側に加圧することを含む、単結晶の切断方法。

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