JPWO2019167100A1

JPWO2019167100A1 - 半導体単結晶インゴットのスライス方法

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Publication number: JPWO2019167100A1
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Abstract

円柱状の半導体単結晶インゴット（１３）を、このインゴット（１３）の円柱の中心軸とは異なるインゴット（１３）の結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で保持具（１４）により接着保持し、この状態でインゴット（１３）を切断装置（１６）によりスライスする半導体単結晶インゴットのスライス方法は、切断装置（１６）によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように、インゴット（１３）を保持具（１４）により接着保持するときの所定の回転角度と、切断装置（１６）による保持具（１４）の傾け角度を決定する。

Description

本発明は、シリコン単結晶インゴット等の半導体単結晶インゴットをスライスして、シリコン単結晶ウェーハ等の半導体単結晶ウェーハを作製する方法に関するものである。

従来、劈開面を有する単結晶部材とこの単結晶部材を切断する加工工具とを相対的に移動させながら、加工工具を単結晶部材に切込ませることにより、単結晶部材を予定切断面に沿って切断し、加工工具の切込み方向を、予定切断面と劈開面との交線に垂直な法線方向に対し切断工具により単結晶部材の切り屑が排出される方向側に傾斜する方向に設け、かつ切込み方向の法
線方向からの傾斜角を、加工工具による単結晶部材の切断能率が極大になる角度に設ける単結晶切断方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

この単結晶切断方法では、単結晶部材の劈開面は切断予定面上に交線Ａ，Ｂとして現れる。また切断能率が極大になる切込み方向は交線Ａ，Ｂのそれぞれに対して垂直な法線Ｐ，Ｑから時計回りまたは反時計回りのいずれかの切り屑の排出方向側に回転角θ₁，θ₂，θ₃，θ₄，θ₅，θ₆，θ₇，θ₈だけそれぞれ傾いたＺ₁，Ｚ₂，Ｚ₃，Ｚ₄，Ｚ₅，Ｚ₆，Ｚ₇，Ｚ₈方向である。
さらに、単結晶部材がタンタル酸リチウムである場合、θ₁は２４度であり，θ₂は７度であり，θ₃は１６度であり，θ₄は８度であり，θ₅は２０度であり，θ₆は１７度であり，θ₇は１６度であり，θ₈は５度である。

このように構成された単結晶切断方法では、単結晶の予定切断面上にあり、この予定切断面と劈開面との交線に垂直な法線に対し、単結晶部材の切り屑が排出される方向を正の回転角とし、この正の回転角をもつ単結晶部材の結晶学的特性と、この単結晶部材および加工工具間の圧接力とにより決定される切断能力が極大になる方向から切込みを与えて、単結晶部材を切断するので、切断除去能率が各段に向上し、長時間費やしていた切断加工時間を短縮できる。また加工中に単結晶部材に過度の歪がかかることがないので、切断されたウェーハに曲りや反りが生じないようになっている。

一方、単結晶インゴットと切断機とを相対的に移動させながら切断機を単結晶インゴットに切込ませることで、単結晶インゴットを予定切断面に沿ってスライスし、単結晶インゴットの結晶方位を＜１１１＞とし、その晶癖線の方向と平行にスライスする単結晶切断方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

このように構成された単結晶切断方法では、単結晶インゴットの結晶方位を予め＜１１１＞に決めておき、切断機の切込み方向を単結晶インゴットの晶癖線の方向に合せた状態で、切断機により上記晶癖線の方向と平行に単結晶インゴットをスライスするので、曲りや反りの極めて少ないウェーハを切断分離でき、切断加工効率を著しく向上できる。すなわち、マクロな単結晶インゴットの劈開面は、通常（１１１）面であり、結晶面の発達の程度の違いで生じる晶癖線に沿って単結晶インゴットのスライス方向を補正したので、切断されたウェーハに曲りや反りが極めて発生し難い理想的なウェーハが得られる。

さらに、円柱状の半導体単結晶インゴットを、このインゴットの円柱の中心軸とは異なる前記インゴットの結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で保持具により接着保持し、この状態で前記インゴットを切断装置によりスライスする半導体単結晶インゴットのスライス方法において、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように、インゴットを保持具により接着保持するときの所定の回転角度を決定する半導体単結晶インゴットのスライス方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

特公平１−１５３６３号公報特開２００５−２３１２４８号公報特開２０１４−１９５０２５号公報

しかし、上記従来の特許文献１に示された単結晶切断方法では、単結晶部材の予定切断面および劈開面のなす角度に関して何ら規定しておらず、単結晶部材を切断した後のウェーハの反り量がどのように変化するか分からない不具合があった。また、上記従来の特許文献１に示された単結晶切断方法では、単結晶部材の切込み位置が、劈開面に対して、即ち予定切断面に現れる交線ＡおよびＢに対して、５〜２５度しかずれておらず、このように小さい角度ではウェーハの反り量を十分に改善できない問題点があった。さらに、上記従来の特許文献１に示された単結晶切断方法では、単結晶部材の切断加工中に単結晶部材に過度の歪がかかることがないので、切断されたウェーハに曲りや反りが生じないとしているけれども、ウェーハの反り量をどのように制御するか分からない問題点もあった。
一方、上記従来の特許文献２に示された単結晶切断方法では、単結晶インゴットをその晶癖線に沿ってスライスすることにより、ウェーハの曲りや反りを発生し難くすることができるけれども、ウェーハの反り量を制御することができない問題点があった。

また、上記従来の特許文献３に示された単結晶切断方法では、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように、インゴットを前記保持具により接着保持するときの前記所定の回転角度を決定するが、円柱状の半導体単結晶インゴットを、インゴットの円柱の中心軸とは異なるインゴットの結晶軸に合せて切断しなければならない。
このため、インゴットの回転角度が制限され、インゴットを保持具により接着保持するときの前記所定の回転角度の設定範囲を広く設定し、インゴットの結晶軸のズレ調整のための角度が、所定の回転角度の範囲内となるよう、所定の回転角度を広く設定する必要があり、その結果、ウェーハの反り量が大きくなる場合があるという問題点があった。

本発明の目的は、ウェーハの反り量を低減できるだけでなく、ウェーハの反り量を所望の量に精度良く制御できる、半導体単結晶インゴットのスライス方法を提供することにある。

本発明の第１の観点は、円柱状の半導体単結晶インゴットを、このインゴットの円柱の中心軸とは異なるインゴットの結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で保持具により接着保持し、この状態でインゴットを切断装置によりスライスする半導体単結晶インゴットのスライス方法において、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように、インゴットを保持具により接着保持するときの所定の回転角度と、前記切断装置による前記保持具の傾け角度を決定することを特徴とする。

本発明の第１の観点のスライス方法では、円柱状の半導体単結晶インゴットを切断装置の保持具により接着保持する前に、先ずインゴットをその円柱の中心軸とは異なるインゴットの結晶軸を中心に回転可能に設け、次にこのインゴットをその結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で上記保持具により接着保持する。このとき上記結晶軸を中心とする所定の回転角度と、前記切断装置による前記保持具の傾け角度を、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように決定したので、インゴットをスライスした後のウェーハの反り量を所望の量に精度良く制御できる。

本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、さらに予め実験により所定の回転角度の変化に対するウェーハの反り量の変化についての相関関係を求め、上記所定の回転角度をこの相関関係から決定することを特徴とする。
本発明の第２の観点のスライス方法では、予め実験により所定の回転角度の変化に対するウェーハの反り量の変化についての相関関係を求め、上記所定の回転角度をこの相関関係から決定したので、インゴットをスライスした後のウェーハの反り量を所望の量により精度良く制御できる。

本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、さらに切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が最小になるように、インゴットを保持具により接着保持するときの所定の回転角度を決定することを特徴とする。
本発明の第３の観点のスライス方法では、インゴットの結晶軸を中心とする所定の回転角度を、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が最小になるように決定したので、インゴットをスライスした後のウェーハの反り量を低減できる。

本発明の第４の観点は、第１の観点に基づく発明であって、さらにインゴットに回転基準部を形成し、インゴットの結晶軸から回転基準部に下ろした垂線を基準線とするとき、この基準線に対する所定の回転角度が４５〜５５度、１２５〜１３５度、２２５〜２３５度、および３０５〜３１５度のいずれかの範囲内であることを特徴とする。
本発明の第４の観点のスライス方法では、インゴットの結晶軸から回転基準部に下ろした垂線を基準線とし、この基準線に対する所定の回転角度を４５〜５５度、１２５〜１３５度、２２５〜２３５度、および３０５〜３１５度のいずれかの範囲内に設定することにより、インゴットを切断した後のウェーハの反り量がほぼ所望の量になる。

本発明第１実施形態のスライス方法を用いてシリコン単結晶インゴットをワイヤソー装置のワイヤによりスライスしようとしている状態を示す要部正面図である。インゴットをワイヤソー装置のワイヤによりスライスしようとしている状態を示す要部斜視図である。ゴニオ角設定器の構造を示すワイヤの走行方向に直交する面の断面図である。インゴットと保持具との関係を示す概略斜視図である。ワイヤによるインゴットの切断中に劈開面が切断方向に現れてこの劈開面の方向にワイヤが逸れるメカニズムを示すウェーハの斜視図（ａ）と、大きな反りが発生した切断後のウェーハの側面図（ｂ）である。ワイヤによるインゴットの切断中に切断方向に劈開面が現れずワイヤが切断方向に真っ直ぐ進むメカニズムを示すウェーハの斜視図（ａ）と、反りが発生しなかった切断後のウェーハの側面図（ｂ）である。インゴットの劈開面がインゴット表面のワイヤマークと平行であることを示すインゴットの正面図である。インゴットの劈開面がインゴットの結晶軸に対して傾斜している状態を示すインゴットの縦断面図である。ワイヤが劈開面の方向に逸れることを示すインゴットの縦断面図である。インゴットの劈開面がインゴット表面のワイヤマークと平行であることを示すインゴットの正面図である。インゴットの劈開面がインゴットの結晶軸に対して平行である状態を示すインゴットの縦断面図である。ワイヤが切断方向に真っ直ぐ進むことを示すインゴットの縦断面図である。インゴットの円柱の中心軸に結晶軸が一致し円柱の中心軸および結晶軸に対し直角方向に延びてワイヤを配索した状態を示す構成図である。インゴットの円柱の中心軸と結晶軸が一致していない状態を示すインゴットの構成図である。インゴットの円柱の中心軸に一致していない結晶軸に対し直角方向に延びてワイヤを配索した状態を示す構成図である。実施例１および比較例１のインゴットの回転角度を変化させたときのウェーハの反り量の変化をそれぞれ示す図である。

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、シリコン単結晶インゴット１３をスライスして切断するためにワイヤソー装置１６が用いられる。
切断装置としてのワイヤソー装置１６は、互いに中心軸が平行であって同一水平面内に配設された第１および第２メインローラ１１，１２と、第１および第２メインローラ１１，１２の下方であって、第１および第２メインローラ１１，１２の中間位置に設けられた単一のサブローラ１７と、第１および第２メインローラ１１，１２と単一のサブローラ１７に巻回して張設されたワイヤ１８と、保持具１４を昇降させる昇降装置１９とを備える（図１および図２）。

また、第１および第２メインローラ１１，１２と単一のサブローラ１７の外周面には、各ローラ１１，１２，１７の軸方向に所定の間隔をあけて、即ちスライスされるウェーハの厚さ分だけ各ローラ１１，１２，１７の軸方向に間隔をあけて、円周方向に延びる複数本のリング溝（図示せず）が形成される。
ワイヤ１８は、繰出しボビン２１（図２）に巻付けられた１本の長尺ものであり、この繰出しボビン２１から繰出されたワイヤ１８は、第１および第２メインローラ１１，１２と単一のサブローラ１７の一端側の各リング溝から他端側の各リング溝に向って順に収容されるように、これらのローラ１１，１２，１７に略逆三角形状であって螺旋状に巻回して張設された後に、巻取りボビン２２（図２）に巻取られるように構成される。

保持具１４は、インゴット１３に接着されるスライス台１４ａと、このスライス台１４ａを保持するワークプレート１４ｂとを有する。スライス台１４ａはインゴット１３と同じ材質か、或いはガラス、セラミック、カーボンまたはレジン等により形成されるが、コスト面や成形の容易さを考慮し、カーボンやレジン等が多く用いられる。また接着剤としては、エポキシ樹脂、熱可塑性ワックス等が用いられ、ワークプレート１４ｂは主にＳＵＳにより形成される。さらに、上記昇降装置１９は、鉛直方向に延びて設けられた支持部材１９ａと、この支持部材１９ａに昇降可能に取付けられ、先端下面に保持具１４を保持する水平部材１９ｂとを有する。これにより保持具１４に接着されたインゴット１３が昇降装置１９により昇降可能に構成される。

一般に、インゴット１３の結晶方位には多少のばらつきがあり、インゴット１３の円柱の中心軸線と必ずしも一致しない。そのため、インゴット１３の円柱の中心軸線の向きに合わせてスライス台１４ａを接着し、ワイヤソー装置１６に取り付けてスライスすると、インゴット１３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１９ｃを用いる方法が知られている。

ゴニオ角設定器１９ｃは、水平部材１９ｂの下面に装着されており、ワイヤソー装置１６に取り付けられた状態の保持具１４の取り付け角度を、ワイヤ１８と直交する面内で調整することができる。具体的には、ゴニオ角設定器１９ｃは、図３に示すように、固定部材１９１、および可動部材１９２を備える。
固定部材１９１は、水平部材１９ｂに取り付けられている。
固定部材１９１の下面は、凹曲面とされ、凹曲面は、ワイヤ１８の走行方向に直交する面内で円弧状の断面を有する円筒状の凹曲面とされる。

固定部材１９１の下面には、可動部材１９２が取り付けられている。可動部材１９２は、固定部材１９１の下面に形成された凹曲面に倣う凸曲面を上面に有し、固定部材１９１に対して、可動部材１９２を可動させると、ワイヤ１８の走行方向に直交する面内で可動部材１９２を垂直方向に調整することができる。
可動部材１９２の調整に際しては、垂直方向シャフト１９３を回転させ、中央に形成された送りねじの螺合位置を変更する。これにより、可動部材１９２は、ワイヤ１８と直交する面内で固定部材１９１の曲面に沿って移動し、垂直方向の位置調整が可能となる。
ゴニオ角設定器１９ｃによれば、インゴット１３の結晶方位に対して、ワイヤ１８と直交する面内で適正な向きとなるようにワイヤ１８の走行方向を調整することができる。

このように構成されたワイヤソー装置１６を用いてシリコン単結晶インゴット１３をスライスする方法を説明する。
まず、第１および第２メインローラ１１，１２と単一のサブローラ１７の間にワイヤ１８を巻回して張設する。これによりワイヤ１８のうち、第１および第２メインローラ１１，１２の間に水平に張設されたワイヤ１８が、第１および第２メインローラ１１，１２と単一のサブローラ１７の回転により水平方向に移動する。
次に、昇降装置１９の水平部材１９ｂの先端下面に装備されたゴニオ角設定器１９ｃに、インゴット１３とスライス台１４ａが接着されたワークプレート１４ｂを、ボルト締め等の固定手段により装着する。

ここで、インゴット１３のスライス台１４ａへの接着方法を詳しく説明する。
まず、インゴット１３の円柱の中心軸回りに所定の回転角度だけ回転させ、接着する。所定の回転角度は、ワイヤソー装置１６によりスライスして得られたウェーハ２３の反り量が所定量になるように決定する。
この決定は、予め実験により上記所定の回転角度の変化に対するウェーハ２３の反り量の変化についての相関関係を求め、上記所定の回転角度をこの相関関係から決定することが好ましい。また、インゴット１３の結晶軸１３ｂからオリエンテーションフラット１３ｃに下ろした垂線を基準線１３ｄとし、この基準線１３ｄに対する所定の回転角度θ（図５および図６）を４５〜５５度、１２５〜１３５度、２２５〜２３５度、および３０５〜３１５度のいずれかの範囲内に設定することが好ましい。
ただし、通常、インゴット１３にスライス台１４ａを接着するときは、オリエンテーションフラット１３ｃを避けて接着するため、上記基準線１３ｄに対する所定の回転角度θを４５〜５５度、または３０５〜３１５度の範囲内に設定することが好ましい。
ここで、上記基準線１３ｄに対する所定の回転角度θを上記範囲内に限定したのは、ワイヤ１８がインゴット１３の劈開面１３ｅの方向に逸れ易くなり、このインゴット１３をスライスして得られたウェーハ２３の反り量のバラツキが大きくなるからである。

ところが、円柱状のインゴット１３において、その円柱の中心軸１３ａがその結晶軸１３ｂに一致する理想の状態（図４（Ｚ軸）、図９Ａ）になることは殆どなく、その円柱の中心軸１３ａがその結晶軸１３ｂに一致しない現実の状態（図４（Ｐ１―Ｐ２）、図９Ｂ）になることが殆どである。通常、インゴット１３の円柱の中心軸１３ａとインゴット１３の結晶軸１３ｂの傾斜角度は、最大で３度程度である。
一方、スライスされたウェーハ２３の表面は、インゴット１３の結晶軸１３ｂに垂直な面であることが求められている（図９Ｃ）。

このため、前記インゴット１３をインゴット１３の円柱の中心軸１３ａの回りに前記所定の回転角度だけ回転させ、スライス台１４ａに接着すると、インゴット１３の結晶軸１３ｂは、スライス台１４ａの長手方向からずれた状態となる（図４）。
そのずれに対し、水平方向（図４のＸＺ面）はスライス台１４ａとワークプレート１４ｂの接着方向を補正し、インゴット１３の結晶軸１３ｂが、図４のＹＺ面内になるよう接着する。

次にこのインゴット１３を、上記第１および第２メインローラ１１，１２の間に水平に張設されたワイヤ１８の上方であって第１および第２メインローラ１１，１２の各中心軸を通る鉛直線の間にインゴット１３の結晶軸１３ｂが第１および第２メインローラ１１，１２の各中心軸にほぼ平行になるように移動させる（図１および図２）。このときインゴット１３の結晶軸１３ｂを含む鉛直面を、第１および第２メインローラ１１，１２間のワイヤ１８の延びる方向に対して直交させる（図９Ｃ）。

さらに、保持具１４を固定するゴニオ角設定器１９ｃにより、結晶軸１３ｂが第１および第２メインローラ１１，１２の各中心軸と平行になるよう、保持具１４の固定角度を調整する。
換言すれば、第１および第２メインローラ１１，１２間のワイヤ１８と、このワイヤ１８によるインゴット１３の切断方向とが作る平面に対してインゴット１３の結晶軸１３ｂを直交させる。さらにこの状態でインゴット１３を鉛直方向に下降させて上記水平方向に移動するワイヤ１８を横断する位置まで移動させることにより、インゴット１３をスライスする。これにより、インゴット１３をスライスした後のウェーハ２３の反り量を所望の量に精度良く制御できる。

ここで、インゴット１３の劈開面１３ｅがウェーハ２３表面のワイヤマーク１３ｆと平行であっても、このインゴット１３をスライスして得られたウェーハ２３の反り量が異なる場合がある。その理由を図５〜図８に基づいて説明する。
図７Ａおよび図８Ａに示すように、インゴット１３の劈開面１３ｅがインゴット１３の表面のワイヤマーク１３ｆと平行であっても、インゴット１３の劈開面１３ｅが、図７Ｂに示すようにインゴット１３の結晶軸１３ｂに対して傾斜する場合と、図８Ｂに示すようにインゴット１３の結晶軸１３ｂに対して平行である場合とがある。

そして、インゴット１３の劈開面１３ｅがインゴット１３の結晶軸１３ｂに対して傾斜する場合（図７Ｂ）、このインゴット１３をスライスすると、ワイヤ１８が図５の斜視図（ａ）の破線矢印および図７Ｃの実線矢印で示す切断方向に対して、図５の斜視図（ａ）の実線矢印および図７Ｃの破線矢印で示す方向、即ち劈開面１３ｅの方向に逸れ易い。
これに対して、インゴット１３の劈開面１３ｅがインゴット１３の結晶軸１３ｂに対して平行である場合（図８Ｂ）、このインゴット１３をスライスすると、ワイヤ１８が図６の斜視図（ａ）の破線矢印および図８Ｃの実線矢印で示す切断方向に対して逸れ難く、切断方向に真っ直ぐに進む。

この結果、インゴット１３の劈開面１３ｅがインゴット１３表面のワイヤマーク１３ｆと平行であっても（図７Ａ）、インゴット１３の劈開面１３ｅが、図７Ｂに示すようにインゴット１３の結晶軸１３ｂに対して傾斜していると、このインゴット１３をスライスして得られたウェーハ２３は図５の側面図（ｂ）に示すように反ってしまう。
これに対して、インゴット１３の劈開面１３ｅがインゴット１３表面のワイヤマーク１３ｆと平行であっても（図８Ａ）、インゴット１３の劈開面１３ｅが、図８Ｂに示すようにインゴット１３の結晶軸１３ｂに対して平行であると、このインゴット１３をスライスして得られたウェーハ２３は図６の側面図（ｂ）に示すように反らない。なお、インゴット１３の劈開面１３ｅが、図８Ｂに示すようにインゴット１３の結晶軸１３ｂに対して平行でなくても、平行に近い角度であれば、スライスして得られたウェーハ２３は反り難い。

一方、インゴット１３の結晶軸１３ｂを中心とする所定の回転角度を、ワイヤソー装置１６によりインゴット１３をスライスして得られたウェーハ２３の反り量が最小になるように決定してもよい。例えば、インゴット１３の結晶軸１３ｂが＜１１１＞である場合、この結晶軸１３ｂからオリエンテーションフラット１３ｃに下ろした垂線を基準線１３ｄとし、この基準線１３ｄに対する所定の回転角度θ（図５および図６）を４５〜５５度の範囲内とすると、インゴット１３をスライスした後のウェーハ２３の反り量を低減できる。

上記実施の形態では、半導体単結晶インゴットとして、シリコン単結晶インゴットを挙げたが、炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶インゴット、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）単結晶インゴット、サファイア単結晶インゴット等でもよい。
また、上記実施の形態では、インゴットの結晶軸からオリエンテーションフラットに下ろした垂線を基準線として、インゴットの結晶軸を中心とする所定の回転角度を決定したが、インゴットの結晶軸からノッチに下ろした垂線を基準線として、インゴットの結晶軸を中心とする所定の回転角度を決定してもよい。
さらに、オリエンテーションフラットやノッチを代替する回転基準部があれば、インゴットの結晶軸からこの回転基準部に下ろした垂線を基準線として、インゴットの結晶軸を中心とする所定の回転角を決定してもよい。

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
図１および図２に示すように、直径が１５０ｍｍであり結晶軸が＜１１１＞である円柱状のシリコン単結晶インゴット１３を用意した。このインゴット１３の円柱の中心軸１３ａを中心として所定の回転角度だけ回転させた状態でインゴット１３とスライス台１４ａを接着した。さらにスライス台１４ａとワークプレート１４ｂを、水平方向（図４のＸＺ面）の接着方向を補正して、インゴット１３の結晶軸が、図４のＹＺ面内になるよう接着した。さらに、インゴット１３を接着した保持具１４をゴニオ角設定器１９ｃに取付け固定し、ゴニオ角設定器１９ｃにより、結晶軸１３ｂが第１および第２メインローラ１１，１２の各中心軸と平行になるよう、保持具１４の固定角度を調整した。

インゴット１３の結晶軸１３ｂは、照射して結晶面で反射してくるＸ線の角度により検出した。またインゴット１３を保持具１４に接着するときの所定の回転角度を決定した。
さらに、上記所定の回転角度は、インゴット１３の結晶軸１３ｂからオリエンテーションフラット１３ｃに下ろした垂線を基準線１３ｄとするとき、この基準線１３ｄに対する回転角度θ（図５および図６）とした。
具体的には、インゴット１３を、ワイヤソー装置１６の第１および第２メインローラ１１，１２の間に水平に張設されたワイヤ１８の上方であって第１および第２メインローラ１１，１２の各中心軸を通る鉛直線の間にインゴット１３の結晶軸１３ｂが第１および第２メインローラ１１，１２の各中心軸にほぼ平行になるように移動させた（図１および図２）。このときインゴット１３の結晶軸１３ｂを含む鉛直面を、第１および第２メインローラ１１，１２間のワイヤ１８の延びる方向に対して直交させた（図９Ｃ）。

そして、インゴット１３を接着した保持具１４を、ゴニオ角設定器１９ｃに取り付け固定し、ゴニオ角設定器１９ｃにより、結晶軸１３ｂが第１および第２ローラ１１，１２の各中心軸線と平行になるよう、保持具１４の固定角を調整した。
このインゴット１３を鉛直方向に下降させて上記水平方向に移動するワイヤ１８を横断する位置まで移動させることにより、インゴット１３をスライスしてウェーハ２３を作製した。上記所定の回転角度θを４５〜５５度に調整して、上記と同様にインゴット１３をスライスしてウェーハ２３を作製した。これらのウェーハ２３を実施例１とした。

＜比較例１＞
インゴットの円柱の中心軸とは異なるインゴットの結晶軸を中心として任意の回転角度だけ回転させた状態で保持具により接着保持したことと、インゴット１３を接着した保持具１４をゴニオ角設定器１９ｃに取り付け固定した後、ゴニオ角設定器１９ｃによる保持具１４の固定角度を調整しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてインゴットをスライスしてウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例１とした。

＜試験１および評価＞
実施例１および比較例１のウェーハの反り量を測定した。このウェーハの反り量は、ウェーハの裏面において、ウェーハの外周縁から内側に３ｍｍ内側の位置であって、ウェーハの結晶軸を中心に１２０度間隔に採った３点を通る平面を想定し、この平面から測定したウェーハの反りの大きさのうち最大値とした。その結果を図１０に示す。

図１０から明らかなように、比較例１では、所定の回転角度の範囲内でウェーハの反り量が小さかったけれども、所定の回転角度の範囲外でウェーハの反り量が大きかったのに対し、実施例１では、回転角度θを４５〜５５度に調整することにより、ウェーハの反り量が全て小さくなった。

１３…シリコン単結晶インゴット（半導体単結晶インゴット）
１３ａ…中心軸
１３ｂ…結晶軸
１３ｃ…オリエンテーションフラット（回転基準部）
１３ｄ…基準線
１４…保持具
１６…ワイヤソー装置（切断装置）
１９ｃ…ゴニオ角設定器

Claims

円柱状の半導体単結晶インゴットを、このインゴットの円柱の中心軸とは異なる前記インゴットの結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で保持具により接着保持し、この状態で前記インゴットを切断装置によりスライスする半導体単結晶インゴットのスライス方法において、
前記切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように、前記インゴットを前記保持具により接着保持するときの前記所定の回転角度と、前記切断装置による前記保持具の傾け角度を決定することを特徴とする半導体単結晶インゴットのスライス方法。
請求項１に記載の半導体単結晶インゴットのスライス方法において、
予め実験により前記所定の回転角度の変化に対する前記ウェーハの反り量の変化についての相関関係を求め、前記所定の回転角度を前記相関関係から決定する半導体単結晶インゴットのスライス方法。
請求項１に記載の半導体単結晶インゴットのスライス方法において、
前記切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が最小になるように、前記インゴットを前記保持具により接着保持するときの前記所定の回転角度を決定する半導体単結晶インゴットのスライス方法。
請求項１に記載の半導体単結晶インゴットのスライス方法において、
前記インゴットに回転基準部を形成し、前記インゴットの結晶軸から前記回転基準部に下ろした垂線を基準線とするとき、この基準線に対する前記所定の回転角度が４５〜５５度、１２５〜１３５度、２２５〜２３５度、および３０５〜３１５度のいずれかの範囲である半導体単結晶インゴットのスライス方法。