JP5003294B2 - 切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤソー装置（単に、ワイヤソーともいう）を用いて、シリコンインゴット、化合物半導体のインゴット等から多数のウエーハを切り出す切断方法、およびワイヤソー装置に関する。

近年、ウエーハの大型化が望まれており、この大型化に伴い、インゴットの切断には専らワイヤソーが使用されている。
ワイヤソーは、ワイヤ（高張力鋼線）を高速走行させて、ここにスラリを掛けながら、インゴット（ワーク）を押し当てて切断し、多数のウエーハを同時に切り出す装置である（特許文献１参照）。

ここで、図６に一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。
図６に示すように、ワイヤソー１０１は、主に、インゴットを切断するためのワイヤ１０２、ワイヤ１０２を巻回した溝付きローラ１０３（ワイヤガイド）、ワイヤ１０２に張力を付与するための手段１０４、切断されるインゴットを送り出す手段１０５、切断時にスラリを供給する手段１０６で構成されている。

ワイヤ１０２は、一方のワイヤリール１０７から繰り出され、トラバーサ１０８を介してパウダクラッチ（定トルクモータ１０９）やダンサローラ（デッドウェイト）（不図示）等からなる張力付与手段１０４を経て、溝付きローラ１０３に入っている。ワイヤ１０２はこの溝付きローラ１０３に３００〜４００回程度巻掛けられた後、もう一方の張力付与手段１０４’を経てワイヤリール１０７’に巻き取られている。

また、溝付きローラ１０３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に一定のピッチで溝を切ったローラであり、巻掛けられたワイヤ１０２が、駆動用モータ１１０によって予め定められた周期で往復方向に駆動できるようになっている。

なお、インゴットの切断時には、図７に示すようなインゴット送り手段１０５によって、インゴットは溝付きローラ１０３に巻回されたワイヤ１０２に送り出される。このインゴット送り手段１０５は、インゴットを送りだすためのインゴット送りテーブル１１１、ＬＭガイド１１２、インゴットを把持するインゴットクランプ１１３、スライスあて板１１４等からなっており、コンピュータ制御でＬＭガイド１１２に沿ってインゴット送りテーブル１１１を駆動させることにより、予めプログラムされた送り速度で先端に固定されたインゴットを送り出すことが可能である。

そして、溝付きローラ１０３、巻掛けられたワイヤ１０２の近傍にはノズル１１５が設けられており、切断時にスラリタンク１１６から、溝付きローラ１０３、ワイヤ１０２にスラリを供給できるようになっている。また、スラリタンク１１６にはスラリチラー１１７が接続されており、供給するスラリの温度を調整できるようになっている。

このようなワイヤソー１０１を用い、ワイヤ１０２にワイヤ張力付与手段１０４を用いて適当な張力をかけて、駆動用モータ１１０により、ワイヤ１０２を往復方向に走行させながらインゴットをスライスする。

一方、ウエーハにおいて、近年、「ナノトポグラフィ」と呼ばれる表面うねり成分の大小が問題となっている。このナノトポグラフィは、ウエーハの表面形状の中から「反り」や「Ｗａｒｐ」より波長が短く、「表面粗さ」よりは波長の長い、λ＝０．２〜２０ｍｍの波長成分を取り出したものであり、ＰＶ値は０．１〜０．２μｍ以下の極めて浅いうねりである。このナノトポグラフィはデバイス製造におけるＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）工程の歩留まりに影響するといわれている。

ナノトポグラフィはウエーハの加工工程（スライス〜研磨）中で作り込まれるものであるが、そのうち、ワイヤソー・スライス起因のナノトポグラフィ（すなわち、スライスうねり）は、図８に示すように、「突発的に発生するもの」、「切断開始または終了部分に発生するもの」および「周期性のあるもの」の３種類に分類されることが分かった。

そのうち「ウエーハの切断開始・終了部分」に発生するものは、ナノトポグラフィの数値判定で不合格になる率が高い。特に、「切断終了部分」のナノトポグラフィは「切断開始部分」のナノトポグラフィに比べて大きく、ウエーハ面内でナノトポグラフィの数値を最も悪化させる箇所となったり、数値判定で不良となる頻度が高く、改善が強く望まれている。

特開平９−２６２８２６号公報

そこで、本発明者らは、図６に示すような従来のワイヤソーを用いて切断されたスライスウエーハにおけるナノトポグラフィーについて調査を行った。
図９に静電容量型測定機で測定したスライスウエーハのＷａｒｐ断面形状と「疑似ナノトポグラフィ」を例示する。疑似ナノトポグラフィとは、スライスウエーハのＷａｒｐ断面波形にラップや研削および研磨の加工特性を模したバンドパス・フィルタをかけることで、研磨後ウエーハのナノトポグラフィと相関のある数値を擬似的に得るものである。

一般に、ナノトポグラフィはポリッシュ後に測定するものであるが、上記のようなスライスウエーハから擬似ナノトポグラフィを求めて、これを用いることにより、コストや時間をかけずに済むし、また、スライス後の研磨等の工程における要因の影響を受けず、スライスのみの影響によるナノトポグラフィを調査し易い。

このような調査を行うことにより、従来において最も改善が望まれる切断終了部付近のナノトポグラフィは、この箇所でウエーハのＷａｒｐ形状が急峻に変化していることが原因であることが分かった。
図９（Ａ）は、形状マップにもある通り、切断終了部付近の箇所における形状の変化が小さいものを示したものであるが、擬似ナノトポグラフィを見て判るように、切断終了部付近の箇所において、その変化の大きさは±０．１μｍの範囲で抑えられており比較的小さなものである。一方、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、切断終了部付近の箇所における形状が急峻に大きく変化している場合、その箇所において、擬似ナノトポグラフィの大きさは、−０．３〜０．４の範囲となっており、図９（Ａ）の場合に比べて大きなものとなっていることが判る。
なお、全体の形状変化が多少大きくても緩やかな変化であれば、ナノトポグラフィはほとんど悪化しない。急激に形状が変化していることが大きくナノトポグラフィに影響している。

そこで、次に、図９に示すような切断終了部付近の箇所における急峻な変化がスライスウエーハに発生している原因を調べた。
まず、スライスウエーハの形状の変化、すなわち、インゴット切断時におけるワイヤの切断軌跡の一例を図１０に示す。図１０に示すように、特にインゴットの両端付近の切断終了部分でワイヤの軌跡が大きく外側に広がっており、そのために、スライスウエーハのＷａｒｐ断面形状が急峻に変化してしまう。

このような断面形状（切断軌跡）が生じる可能性について以下のような調査を行ったところ、図１１に示すように、切断終了時付近においてインゴットがその軸方向に収縮することにより、ワイヤによる切断軌跡がインゴットの端部に向かって曲がってしまうことが主な原因であることがわかった。

調査方法としては、図６のような従来のワイヤソーを用い、試験用に用意した直径３００ｍｍ、長さ２５０ｍｍのシリコンインゴットを切断した。ワイヤには２．５ｋｇｆの張力をかけて、５００ｍ／ｍｉｎの平均速度で６０ｓ／ｃのサイクルでワイヤを往復方向に走行させて切断した。また、切断用スラリの供給温度は、図１２（Ａ）に示す温度プロファイルとした。なお、温度は熱電対を使用してインゴット両端（切り込み深さ２８５ｍｍ位置）で計測した（図１２（Ｂ）参照）。

切断中のインゴットの温度変化を実測した結果を図１２（Ａ）に示す。
切断中にインゴットの温度は最大で１３℃上昇して約３６℃になり、また、切断終了部付近（この場合、切り込み深さ２７５ｍｍ〜３００ｍｍ）において、急激に約１０℃低下した。これは、切断終了付近でのＷａｒｐ形状が急変する位置と一致している。また、上記切断終了部付近においては、熱膨張係数から計算し、インゴットの軸方向に約１０μｍ程度急激に収縮していることが判る。

これは、まず図１３に示すように、切断開始時から切断中盤期まではインゴットは切断用スラリが直接かかることはなくあまり冷却されにくく、加工熱はインゴット中に蓄積されるが、図１４に示すように、切断終了部付近では、切断がすすんでインゴットが降下し、２２〜２４℃に冷却された切断用スラリがインゴットに直接かかるようになるとともに、切断終了部付近では切断負荷が最大値の１／２以下に減少することから、インゴットの温度が切断用スラリと同じ温度まで急冷されるためと考えられる。
なお、図１２（Ａ）で、切り込み深さ２００ｍｍ以降で、一旦低下したインゴットの温度が再び上昇しているのは、ここでスラリの流量を絞っているためである。

以上のような調査から、切断終了部付近の箇所におけるＷａｒｐ形状の急峻な変化に起因するナノトポグラフィを改善するためには、切断終了部付近での急峻なインゴットの温度の低下が起きないように、切断中のインゴットの温度を制御することが重要であることが判明した。

ここで、切断時のインゴットの温度を制御するため、ＷＯ００／４３１６２号公報に、インゴット切断時に、溝付きローラに切断用スラリを供給するとともに（切断用スラリノズル１１５）、インゴットの温度を調整するためのインゴット温調用スラリをインゴットに供給（インゴット温調用スラリノズル１１５’）する手法が開示されている。図１５に、切断用スラリとインゴット温調用スラリを説明する説明図を示す。
しかしながら、本発明者らがこのような従来の手法により切断されたスライスウエーハについて調査を行ったところ、ウエーハの中心領域において、ウエーハ厚の精度が標準条件の３〜２０倍となり厚さ均一性が著しく悪化していることが判った。図１６に、従来法により得られたスライスウエーハの厚さ形状を示す。このようなウエーハは実際には製品として用いるのは難しい。

そこで、本発明者らが、上記インゴットの温度を制御して急冷を軽減できる方法、および上記文献ＷＯ００／４３１６２号公報におけるウエーハ厚の変化について鋭意研究を重ねたところ、図１５に示すような上記の従来の方法であると、切断が進行してインゴットの中心領域を切断するときに、切断用スラリとインゴット温調用スラリとが大きく干渉して流れが乱れ、インゴットの中心領域における切断形状に強い影響を与えてしまうことが判った。図１７に、これらのスラリ同士による干渉の説明図を示す。これにより、図１６のような、中心領域において厚さの精度が標準条件から著しく逸脱したスライスウエーハとなってしまう。

そこで、本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、ワイヤソーを用いてインゴットを切断する際、特にインゴットの切断終了時付近におけるインゴットの急激な冷却を軽減し、その結果ナノトポグラフィの悪化を抑制するとともに、さらに厚さも均一な高品質なウエーハに切断する方法を提供することを目的とする。
また、上記のようなナノトポグラフィの悪化が抑制され、厚さの均一な高品質なウエーハに切断することが可能なワイヤソー装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ワイヤを複数の溝付きローラに巻掛けし、該溝付きローラに切断用スラリを供給しつつ、前記ワイヤを往復走行させながらインゴットに押し当て、インゴットをウエーハ状に切断する方法であって、
前記インゴットに、インゴット温調用スラリを前記切断用スラリとは独立して供給温度を制御して供給することにより、インゴットの温度を制御して切断するようにし、この際に、
前記インゴットに対し、前記往復走行させるワイヤの出側へのみ、インゴット温調用スラリを供給することを特徴とする切断方法を提供する。

このように、まず、切断されるインゴットに、インゴット温調用スラリを切断用スラリとは独立して供給温度を制御して供給することにより、インゴットの温度を制御して切断するので、インゴットの切断終了時付近におけるインゴットの急激な冷却を軽減し、切断軌跡、Ｗａｒｐ形状の急峻な変化が発生するのを抑制して、スライスウエーハにおけるナノトポグラフィを改善することが可能である。
さらには、この際に、インゴットに対し、往復走行させるワイヤの出側へのみ、インゴット温調用スラリを供給するので、インゴットを厚さが均一なウエーハに切断することができる。これは、供給したインゴット温調用スラリと切断用スラリが干渉し、これらのスラリの流れが大きく乱れたとしても、そもそも、往復走行させるワイヤの出側にしかインゴット温調用スラリを供給していないため、上記乱れが生じるのはワイヤの出側のみであるし、ワイヤの出側であるため、この位置で生じるスラリの乱れがインゴットの切断自体に強い影響を与えることはないからである。したがって、インゴットの切断形状が大きく乱れることはなく、従来法のようにウエーハの中心領域で厚さの精度が悪化するのを抑制できる。
以上より、ウエーハ厚さの均一性が高く、しかもナノトポグラフィの悪化が抑制された高品質のスライスウエーハを得ることができる。

このとき、前記インゴット温調用スラリを、供給温度を切断開始時から上昇させて、前記インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達したときに該インゴットの温度と同じにして供給し、その後、供給温度を徐々に下降させながら供給するのが好ましい。

このような温度制御でインゴット温調用スラリを供給すれば、切断中にインゴットの温度を急激に変化させることもなく、特に、切断終了部付近におけるインゴットの急冷を極めて効率良く軽減することが可能である。

さらには、このとき、前記インゴット温調用スラリの供給温度を、インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達した後に徐々に下降させて、切断終了時に前記切断用スラリの供給温度と同じにするのが好ましい。
このように、インゴット温調用スラリの温度を切断終了時に切断用スラリの供給温度と同じにすれば、インゴットの切断終了時付近において過剰に冷却してしまうこともないし、切断用スラリの温度にまでインゴットの温度をよりなめらかに下降させることができ、インゴットに急冷が発生するのをより効果的に軽減することができる。

また、本発明は、少なくとも、ワイヤが巻掛けされた複数の溝付きローラと、該溝付きローラに切断用スラリを供給する手段と、前記切断用スラリとは独立して温度制御されたインゴット温調用スラリを切断されるインゴットに供給する手段を具備し、
前記切断用スラリ供給手段から前記溝付きローラに切断用スラリを供給しつつ、前記インゴット温調用スラリ供給手段からインゴットにインゴット温調用スラリを供給し、前記ワイヤを往復走行させながらインゴットに押し当て、インゴットをウエーハ状に切断するワイヤソー装置であって、
該ワイヤソー装置は、前記インゴット温調用スラリの供給位置を制御する手段をさらに備え、該インゴット温調用スラリ供給位置制御手段は、前記切断されるインゴットに対し、前記往復走行させるワイヤの出側へのみインゴット温調用スラリを供給する制御が可能なものであることを特徴とするワイヤソー装置を提供する。

このように、本発明のワイヤソー装置は、まず、インゴット温調用スラリを切断されるインゴットに供給する手段を具備していることから、インゴットの温度を制御して切断でき、インゴットの切断軌跡、Ｗａｒｐ形状の急峻な変化が発生するのを抑制し、ナノトポグラフィの悪化を抑制できるものとなる。
さらには、インゴット温調用スラリの供給位置を制御する手段をさらに備え、該インゴット温調用スラリ供給位置制御手段は、切断されるインゴットに対し、往復走行させるワイヤの出側へのみインゴット温調用スラリを供給する制御が可能なものであるため、インゴット温調用スラリと切断用スラリが干渉し、これらのスラリの流れが大きく乱れるのをワイヤの出側のみにすることができ、インゴットの切断形状が大きく乱れることなく、厚さの均一性が高い高品質なスライスウエーハを切り出すことが可能なものとなる。

このとき、インゴット温調用スラリ供給位置制御手段は切り替えバルブを備えており、該切り替えバルブの切り替えにより、切断されるインゴットに対し、ワイヤの出側へのみ、インゴット温調用スラリが供給されるものとすることができる。

このような切り替えバルブを備えたものであれば、このバルブの周期的な切り替えにより、簡便に、切断されるインゴットに対し、ワイヤの出側へのみ、インゴット温調用スラリの供給を制御することができるものとなる。

本発明の切断方法およびワイヤソー装置であれば、特には切断終了時付近のインゴットの急冷を軽減することが可能であり、ナノトポグラフィの悪化が効果的に抑制され、しかも、中心領域においてウエーハ厚さの精度が悪化することなく、均一な厚さを有する高品質のスライスウエーハを得ることができる。

以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上述したように、インゴットの切断終了部付近での急激なインゴットの温度の低下を防止するため、例えばＷＯ００／４３１６２号公報に、インゴット切断時に、溝付きローラに切断用スラリを供給するとともに、インゴットの温度を調整するためのインゴット温調用スラリをインゴットに供給する手法が開示されている（図１５参照）。しかしながら、この手法ではウエーハの中心領域において、厚さ均一性が著しく悪化してしまう。

本発明者は、このウエーハ厚さの均一性が悪化するのは、切断用スラリとインゴット温調用スラリが大きく干渉して流れが乱れ、インゴットを切断するときに、その切断形状に影響を与えてしまうことが原因であることを見出した。
そして、従来のように、インゴットに対して、往復走行してインゴットを切断するワイヤの入側および出側の両方側にインゴット温調用スラリを供給するのではなく、ワイヤの出側のみに供給すれば、たとえ切断用スラリとインゴット温調用スラリが干渉して乱れても、その乱れが発生するのはワイヤの出側であり、ワイヤの入側で発生するのを防ぎ、上記スラリの乱れがインゴットの切断に大きな影響を与えることはなく、その結果、インゴットの中心領域の厚さの精度が悪化するのを防止することができることを見出し、本発明を完成させた。

以下、まず、本発明のワイヤソー装置について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に、本発明のワイヤソー装置の一例の概略を示す。
図１に示すように、本発明のワイヤソー装置１は、主に、インゴットを切断するためのワイヤ２、溝付きローラ３、ワイヤ張力付与手段４、インゴット送り手段５、切断用スラリ供給手段６、インゴット温調用スラリ供給手段６’、インゴット温調用スラリ供給位置制御手段７で構成されている。

ここで、まず、切断用スラリ供給手段６、すなわち、溝付きローラ３（ワイヤ２）に切断用のスラリを供給する手段について述べる。この切断用スラリ供給手段６では、スラリタンク１６から、コンピュータ１８の温度制御部（切断用スラリ）により制御された熱交換器（切断用スラリ用）１９を介してノズル（切断用スラリノズル）１５に接続されており、切断用スラリは、熱交換器１９により供給温度が制御されて、ノズル１５から溝付きローラ３に供給できるようになっている。

また、インゴット温調用スラリ供給手段６’、すなわち、切断されるインゴットに、その温度を調節するためのスラリ（インゴット温調用スラリ）を直接供給する手段では、スラリタンク１６から、コンピュータ１８の温度制御部（インゴット温調用スラリ）により制御された熱交換器（インゴット温調用スラリ用）１９’を介してノズル（インゴット温調用スラリノズル）１５’に接続されている。インゴット温調用スラリは、熱交換器１９’により供給温度が制御されて、ノズル１５’からインゴットに供給できるようになっている。

このように、本発明のワイヤソー装置１では、切断用スラリとインゴット温調用スラリは、各々異なる熱交換器１９、１９’を介して供給されるものとすることができ、切断用スラリとインゴット温調用スラリの供給温度を別個に制御できる構成となっている。
このため、インゴット温調用スラリ供給手段６’により、インゴット温調用スラリの供給温度を独自に調整してインゴットに供給することができ、切断中のインゴットの温度を制御することが可能であり、インゴットの温度の急激な変化により、切断軌跡やＷａｒｐ形状の急峻な変化が発生するのを防止することができる。したがって、これらを起因とするナノトポグラフィの悪化を抑制することが可能である。

なお、当然、図１に示す上記のような構成に限定されず、例えば別個のスラリタンクを配設し、スラリタンクごとにスラリチラーを接続した構成とすることにより、それぞれのスラリタンク内のスラリの温度、つまりはスラリの供給温度を別々に制御するような構成とすることもできる。切断用スラリおよびインゴット温調用スラリの供給温度を、それぞれ独立して制御できる機構であれば良い。
これらのスラリの種類は特に限定されず、従来と同様のものを用いることができる。例えばＧＣ（炭化珪素）砥粒を液体に分散させたものとすることができる。

次に、インゴット温調用スラリ供給位置制御手段７について述べる。このインゴット温調用スラリ供給位置制御手段７は、例えば、主に切り替えバルブ２０、コンピュータ１８のインゴット温調用スラリ供給位置制御部１８ａから構成されるものとすることができる。
ここで、切り替えバルブ２０は、図１に示すように、熱交換器１９’とノズル１５’との間に配設されており、熱交換器１９’を介してスラリタンク１６から送られてくるインゴット温調用スラリを、ノズル１５’Ｌまたはノズル１５’Ｒ、あるいはこれらの双方へ、送る方向を切り替えて制御するためのバルブである。なお、ノズル１５’において、ワイヤソー装置１の正面側（すなわち、図１の手前側）から見て、左側のノズルを１５’Ｌ、右側のノズルを１５’Ｒとする。
このように、切り替えバルブ２０があれば、簡便かつ確実に、切り替えによってインゴット温調用スラリの送り方向を制御できる。なお、バルブ自体は従来から用いられているものを使用することができる。

そして、切り替えバルブ２０と、ワイヤ２を走行させるための駆動用モータ１０は、コンピュータ１８と接続されており、インゴット温調用スラリ供給位置制御部１８ａによって、自動的に、駆動用モータ１０の駆動に応じて切り替えバルブ２０が切り替わるよう制御されている。
より具体的に説明すると、例えば、駆動用モータ１０によって、ワイヤソー装置１の正面側から見て、ワイヤ２が右側から左側へと走行してインゴットを切断する場合、このワイヤ２の走行方向に対応して、インゴット温調用スラリ供給位置制御部１８ａから切り替えバルブ２０に対して、バルブを切り替えて左側のノズル１５’Ｌへのみ開放するよう信号を出すことができる。これにより、インゴット温調用スラリは左側のノズル１５’Ｌへ送られ、インゴットの左側、すなわち、この場合インゴットを切断するワイヤ２がインゴットから出てくる側（ワイヤ２の出側）へのみ供給される。

また、ワイヤ２が左側から右側へと走行してインゴットを切断する場合、このワイヤ２の走行方向に対応して、インゴット温調用スラリ供給位置制御部１８ａから切り替えバルブ２０に対して、バルブを切り替えて右側のノズル１５’Ｒへのみ開放するよう信号を出すことができる。これにより、インゴット温調用スラリは右側のノズル１５’Ｒへ送られ、インゴットの右側、すなわちこの場合もワイヤ２の出側へのみ供給される。

このように、本発明のワイヤソー装置１においては、上記インゴット温調用スラリ供給位置制御手段７を備えており、少なくとも、切断されるインゴットに対し、往復走行させるワイヤ２の出側へのみインゴット温調用スラリを供給する制御ができるものとなっている。このため、本発明のワイヤソー装置１であれば、インゴットの切断において、切断用スラリに加えてインゴット温調用スラリを供給しても、ワイヤ２がインゴットに入る側（ワイヤ２の入側）にはインゴット温調用スラリが供給されないようにし、ワイヤ２の出側のみにインゴット温調用スラリが供給されるようにすることが可能である。そのため、従来では生じていたワイヤ２の入側でのインゴット温調用スラリと切断用スラリとの大きな干渉は発生せず、スラリ同士の干渉による乱れも起こらず、インゴットの切断形状が大きく乱れるのを効果的に防止することができる。一方、ワイヤ２の出側で、インゴット温調用スラリと切断用スラリの大きな干渉が発生して乱れが生じたとしても、ワイヤ２がインゴットを切断して出てくる側であるため、インゴットの切断形状に大きな影響を与えることはない。したがって、本発明のワイヤソー装置１であれば、ウエーハ中心領域の厚さ精度が悪化することなく、厚さが均一なウエーハに切り出すことができる。

ただし、上記インゴット温調用スラリ供給位置制御手段７の機能としては、上記の切り替えバルブ２０の一方だけが開放される制御のみに限定されず、さらに、例えば、バルブを切り替えて左右両側のノズル１５’Ｌ、ノズル１５’Ｒへ開放するよう信号を出すこともでき、必要に応じてノズル１５’Ｌ、ノズル１５’Ｒの両方からインゴット温調用スラリを供給することも可能である。例えば、切断開始前にインゴットの初期温度を調整する場合に、両方のノズル１５’Ｌ、１５’Ｒからインゴット温調用スラリを供給して、インゴットの温度をすばやく設定温度にすることができる。

なお、インゴット温調用スラリ供給位置制御手段７は、上記切り替えバルブ２０を用いたものに限定されず、例えば、ノズル１５’Ｌ、ノズル１５’Ｒは異なるラインでスラリタンク１６からインゴット温調用スラリが送られるようになっており、各ラインには別個にバルブが設けられ、各々のバルブの開閉の制御により、インゴット温調用ノズルの供給位置を制御することも可能である。

また、コンピュータ１８のノズル・インゴット送り制御部は、切断用スラリを供給するノズル１５、インゴット送り手段５と接続されており、予め設定したプログラムにより、所定のインゴットの送り量、すなわち所定のインゴットの切断量に対して、自動的にノズル１５から所定量、所定のタイミングで切断用スラリを溝付きローラ３に供給できるようになっている。
さらに、コンピュータ１８のノズル・インゴット送り制御部は、インゴット温調用スラリを供給するノズル１５’にもまた接続されているが、このインゴット温調用スラリのインゴットへの供給に関しては、上記のように、ワイヤ２の走行方向に対応したタイミング、供給位置（ノズル１５’Ｌ、ノズル１５’Ｒ）が考慮されてプログラムされている。

また、ワイヤ２、溝付きローラ３、ワイヤ張力付与手段４、インゴット送り手段５は、図６の従来のワイヤソー１０１と同様のものとすることができる。
ワイヤ２の種類や太さ、溝付きローラ３の溝ピッチ、さらには他の手段における構成等は特に限定されるものではなく、従来のものに従い、所望の切断条件となるようにその都度決定することができる。
例えば、ワイヤ２は、幅０．１３ｍｍ〜０．１８ｍｍ程度の特殊ピアノ線からなるものとし、（所望のウエーハ厚さ＋切り代）の溝ピッチを有する溝付きローラ３とすることができる。

以下、このような本発明のワイヤソー装置１を用い、本発明の切断方法を実施する手順について説明する。
まず、インゴット送り手段５により、把持したインゴットを所定速度で下方に送り出すとともに、溝付きローラ３を駆動させて、ワイヤ張力付与手段４により張力が付与されたワイヤ２を往復方向に走行させる。なお、このときのワイヤ２に付与する張力の大きさや、ワイヤ２の走行速度等は適宜設定することができる。例えば、２．５〜３．０ｋｇｆの張力をかけて、４００〜６００ｍ／ｍｉｎの平均速度で１〜２ｃ／ｍｉｎ（３０〜６０ｓ／ｃ）のサイクルで往復方向に走行させることができる。切断するインゴット等に合わせて決めれば良い。

また、ノズル１５より、切断用スラリを溝付きローラ３およびワイヤ２に向けて供給を開始するが、この供給温度等も自由に設定することができる。例えば、室温（２５℃）程度とすることができる。
図２（Ａ）に、本発明の切断方法における切断用スラリの供給温度プロファイルの一例を示しておく。なお、このような温度プロファイルで切断用スラリを供給することができるが、これに限定されない。

さらに、ノズル１５’Ｌまたはノズル１５’Ｒから、インゴット温調用スラリをインゴットに向けて直接供給する。このとき、インゴット温調用スラリ供給位置制御手段７により、インゴット温調用スラリの供給位置を制御しながら供給を行う。すなわち、インゴット温調用スラリ供給位置制御部１８ａによって、往復走行するワイヤ２の走行方向に対応させて、ワイヤ２の出側に位置するノズルへのみインゴット温調用スラリが送られるように、切り替えバルブ２０を自動的に切り替える。これにより、インゴット温調用スラリの供給位置を制御し、インゴットに対して、ワイヤ２の出側へのみインゴット温調用スラリを供給する。

このようにして、本発明の切断方法では、ワイヤ２の出側へのみインゴット温調用スラリを供給することができるので、切断中に、ワイヤ２の入側にインゴット温調用スラリが供給されるのを防止し、ワイヤ２の入側でインゴット温調用スラリと切断用スラリとが大きく干渉してスラリの流れに乱れが発生するのを抑制し、インゴットの切断形状に大きな影響を与えるのを防ぐことができる。したがって、上記スラリ同士の大きな干渉を起因とする、中心領域におけるウエーハ厚さの均一性の悪化を効果的に防止することができる。

また、ワイヤ２の出側でスラリ同士の干渉が生じても、その干渉位置はワイヤ２がインゴットを切り終えた後の箇所であるため、当然、そのときのワイヤ２の走行方向においては、この干渉がインゴットの切断に関係することはなく、切断形状ひいてはウエーハ厚さに大きな影響を与えることはない。

なお、切断中におけるインゴット温調用スラリの温度プロファイルは、例えば図２（Ｂ）のように設定することができる。ここで、このインゴット温調用スラリの温度プロファイルについて述べる。
本発明の切断方法においては、図２（Ｂ）に示すように、まず、例えば室温程度で供給し始め、その後、徐々に上昇させていくと良い。これは、切断によって徐々に上昇していくインゴットの温度に対応させたものであり、インゴット温調用スラリによってインゴットが過度に冷却等されて急峻に変化するのを抑制することができる。

そして、インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達したときにインゴットの温度と同じにして供給し、その後、供給温度を徐々に下降させながら供給するのが好ましい。さらには、切断終了時に前記切断用スラリの供給温度と同じにすると良い。
切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達すると、切断負荷の減少や２２〜２４℃程度の切断用スラリが直接インゴットにかかるようになるが、このとき、インゴット温調用スラリをインゴットと同じ温度でインゴットに直接供給していること、また、その後、供給温度を徐々に下降させながら供給することにより、切断中のインゴットの温度を急変させることなく、緩やかに冷却させることができる。
また、切断終了時に切断用スラリの供給温度と同じにすることで、インゴット温調用スラリによりインゴットが過度に冷却されることを防ぐことができる。

インゴット温調用スラリを以上のような温度プロファイルで供給することにより、特に、従来問題となっていた切断終了部付近における切断軌跡の急激な変化を防ぎ、切断されたウエーハにおいて、Ｗａｒｐ形状が急峻に変化するような箇所をなくし、ナノトポグラフィを著しく改善することが可能である。
なお、インゴット温調用スラリの温度プロファイルは、図２（Ｂ）のパターンに限定されることはなく、切断するインゴットの種類や切断用スラリの供給温度等に応じて、その都度決定することができる。

以上のような本発明の切断方法でインゴットを切断することにより、切断終了部付近で発生していたナノトポグラフィの悪化が抑制され、しかも、ウエーハ中心領域での切断形状が大きく悪化するのを防ぎ、ウエーハ厚さの精度が通常レベルまで回復した高品質のスライスウエーハを得ることができる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例）
図１に示す本発明のワイヤソーを用い、直径３００ｍｍ、軸方向長さ２００ｍｍのシリコンインゴットを本発明の切断方法によりウエーハ状に切断し、１９０枚のスライスウエーハを得た。
直径１６０μｍのワイヤを使用し、２．５ｋｇｆの張力をかけて、５００ｍ／ｍｉｎの平均速度で６０ｓ／ｃのサイクルでワイヤを往復方向に走行させて切断した。

このとき、切断用スラリは切断開始時より供給し、図２（Ａ）に示す温度プロファイルで溝付きローラに供給した。
また、インゴット温調用スラリは、インゴットに対し、ワイヤの出側にのみ供給した。すなわち、装置正面側（図１手前側）から見てワイヤが左側から右側に走行する際には、右側のノズル１５’Ｒからのみ噴射し、逆にワイヤが右側から左側に走行する際には、左側のノズル１５’Ｌからのみ噴射するように、図２（Ｂ）に示す温度プロファイルで切断開始時から供給した。
また、図１２（Ｂ）のように熱電対を配置し、切断中のインゴットの温度変化を測定した。

このときのインゴット温度変化を図３に示す。図３には、比較のためにインゴット温調用スラリを供給しない場合のインゴットの温度変化（後述する比較例１）も一緒に示している。
図３に示すように、図２（Ｂ）の温度プロファイルに従ってインゴット温調用スラリを供給することにより、切断中のインゴット温度の変化は緩やかになり、特に、従来の切断方法を用いた比較例１と比較して、切断終了部付近における急冷が十分に軽減されていることが分かる。

また、実施例で得られたスライスウェーハの厚さ分布を測定した。代表として、インゴットの頭側から２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０枚目における測定結果を図４に示す。このようにいずれのサンプルでも、特に中心領域において均一な厚さ分布を得られていることが分かる。後述する比較例２のように、インゴット温調用スラリを左右のノズル両方から連続的に供給するような場合では、このような均一な厚さ分布は得られない。

また、上記実施例と同様の方法で複数のインゴットを切断し、得られたスライスウェーハにおいて、疑似ナノトポグラフィについても調査を行ったところ、それぞれ図５（Ａ）に示す結果が得られた。図５は、インゴットの軸方向の位置を横軸として、切断終了時付近における疑似ナノトポグラフィのレベルを示したものである。このように、インゴットのどの領域においても、上限値（相対値で０．６）を上回ることはなく、さらにはインゴットの各領域での平均値は、前端部で０．１６、中央部で０．１２、後端部で０．１３であり、極めて小さな値に制御できていることが分かる。

このように、本発明の切断方法によって、ナノトポグラフィを極めて良く制御することができ、また、厚さ分布も均一な高品質のウェーハを得ることができた。このようなウェーハであれば、デバイス工程での歩留まりが高いものとすることができる。

（比較例１）
インゴット温調用スラリを供給しないこと以外は実施例と同様にして、実施例で用いたものと同様のシリコンインゴットを切断し、１９０枚のウェーハを得た。

図３に示すように、比較例１での切断中のインゴット温度に関しては、切断終了部付近（２７５〜３００ｍｍ）において、インゴットが急冷されていることが分かる。
そして、図５（Ｂ）に示すように、得られたスライスウェーハにおいて、疑似ナノトポグラフィのレベルが高くなってしまっている。インゴット前端部では平均０．５９、中央部は０．２９、後端部は０．４５であり、各領域において図５（Ａ）に示す実施例のデータの２．４〜３．７倍となっている。特に、インゴット前端部、後端部から切り出されたウェーハの切断終了部付近では、０．６の上限値を超えてしまう場合もあった。
このようなレベルのナノトポグラフィを有するウェーハでは、デバイス製造工程の歩留まりに大きな影響を及ぼしてしまう。

（比較例２）
インゴット温調用スラリをワイヤの走行方向にかかわらず、左右のノズル１５’Ｌおよび１５’Ｒから連続的に供給し、それ以外は実施例と同様にして、実施例と同様のシリコンインゴットを切断し、１９０枚のウェーハを得た。なお、インゴット温調用スラリの供給温度プロファイルも、実施例と同じにした。

比較例２の結果、インゴットにおいて、切断終了部付近の急冷を防ぐことはできた。
しかしながら、切り出されたスライスウェーハの厚さ分布を測定したところ、図１６に示す例と同じように中心領域における厚さが著しく変動してしまった。これは、本発明を実施した実施例とは異なり、インゴット温調用スラリを左右のノズル１５’Ｌおよび１５’Ｒから連続的に供給したため、ワイヤの入側にも当然インゴット温調用スラリが供給され、特に、インゴットの中心領域を切断しているときに、ワイヤの入側においてインゴット温調用スラリと切断スラリが大きく干渉し、切断形状に大きな影響を与えてしまったためと考えられる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

本発明の切断方法に使用できるワイヤソーの一例を示す概略図である。 本発明の切断方法におけるスラリの供給温度プロファイルの一例を示すグラフである。（Ａ）切断用スラリ、（Ｂ）インゴット温調用スラリ。 実施例、比較例１におけるインゴットの温度変化を示すグラフである。 実施例におけるスライスウエーハの厚さ分布を示すグラフである。 擬似ナノトポグラフィのレベルを示すグラフである。（Ａ）実施例の結果、（Ｂ）比較例１の結果。 従来のワイヤソーの一例を示す概略図である。 インゴット送り手段の一例を示す概略図である。 ワイヤソー・スライス起因のナノトポグラフィの分類を示す説明図である。 スライスウエーハのＷａｒｐ断面形状および擬似ナノトポグラフィ波形の測定図である。 インゴット切断時におけるワイヤの切断軌跡の一例を示す概略図である。 インゴット切断時におけるインゴットの収縮と切断軌跡の一例を示す説明図である。 インゴットが軸方向に収縮する可能性についての試験結果である。（Ａ）切断中のインゴットの温度変化および切断用スラリの供給温度プロファイルを示すグラフ、（Ｂ）インゴットの温度の測定方法を説明する説明図。 切断開始時のインゴットと切断用スラリの関係を示す説明図である。 切断終了部近傍のインゴットと切断用スラリの関係を示す説明図である。 切断用スラリノズルとインゴット温調用スラリノズルを説明する説明図である。 従来法により得られたスライスウエーハの厚さ形状を示すグラフである。 切断用スラリとインゴット温調用スラリとの干渉を説明する説明図である。（Ａ）切断開始時、（Ｂ）インゴット中心領域を切断している時。

符号の説明

１…本発明におけるワイヤソー装置、 ２…ワイヤ、 ３…溝付きローラ、
４…ワイヤ張力付与手段、 ５…インゴット送り手段、
６…切断用スラリ供給手段、 ６’…インゴット温調用スラリ供給手段、
７…インゴット温調用スラリ供給位置制御手段、
１０…駆動用モータ、 １５…切断用スラリノズル、
１５’、１５’Ｌ、１５’Ｒ…インゴット温調用スラリノズル、
１６…スラリタンク、 １８…コンピュータ、
１８ａ…インゴット温調用スラリ供給位置制御部、
１９、１９’…熱交換器、
２０…切り替えバルブ。

Claims (2)

1. ワイヤを複数の溝付きローラに巻掛けし、該溝付きローラに切断用スラリを供給しつつ、前記ワイヤを往復走行させながらインゴットに押し当て、インゴットをウエーハ状に切断する方法であって、
   前記インゴットに、インゴット温調用スラリを前記切断用スラリとは独立して供給温度を制御して供給することにより、インゴットの温度を制御して切断するようにし、この際に、
   前記インゴットに対し、前記往復走行させるワイヤの出側へのみ、インゴット温調用スラリを供給し、
   該インゴット温調用スラリを、供給温度を切断開始時から上昇させて、前記インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達したときに該インゴットの温度と同じにして供給し、その後、供給温度を徐々に下降させながら供給することを特徴とする切断方法。
2. 前記インゴット温調用スラリの供給温度を、インゴットの切り込み深さが少なくとも直径の２／３に達した後に徐々に下降させて、切断終了時に前記切断用スラリの供給温度と同じにすることを特徴とする請求項１に記載の切断方法。

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