ワーク切断方法、半導体基板の製造方法、半導体基板およびワイヤソー装置
【課題】ワーク切断に起因するマイクロクラックを抑制してウエハ割れや欠けを抑える。
【解決手段】ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、ウエハ表面のマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さが設定制御されている。具体的には、ウエハ厚さを、１００μｍ以上１３０μｍ以下の半導体基板に薄板化し、マイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に設定制御する。
【解決手段】ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、ウエハ表面のマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さが設定制御されている。具体的には、ウエハ厚さを、１００μｍ以上１３０μｍ以下の半導体基板に薄板化し、マイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に設定制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ間の外周に巻回した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造する半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板およびこのワーク切断方法に用いるワイヤソー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のワイヤソー装置を用いたワーク切断方法は、複数の溝付きローラに掛け渡されたワイヤの張力を制御しながらワークを切断してウエハ素材を作製している。この従来のワイヤソー装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
図１０は、特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【０００４】
図１０に示すように、従来のワイヤソー装置１００は、主に、ワークＷを切断するための固定砥粒ワイヤ１０１と、この固定砥粒ワイヤ１０１を巻掛けした二つの溝付きローラ１０２と、固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂと、切断するワークＷを保持して切り込み送りするワーク送り機構１０４と、切断されるワークＷを冷却するための冷却水供給機構１０５とを有している。
【０００５】
固定砥粒ワイヤ１０１は、供給側のワイヤボビン１０６Ａから繰り出され、ワイヤ張力付与機構１０３Ａを経て、溝付きローラ１０２に入っている。固定砥粒ワイヤ１０１がこの溝付きローラ１０２に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。固定砥粒ワイヤ１０１はもう一方のワイヤ張力付与機構１０３Ｂを経て回収側のワイヤボビン１０６Ｂに巻き取られている。
【０００６】
このように、これらのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより、溝付きローラ１０２に巻掛けられた固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与し、駆動モータ１０７によって軸方向へ予め設定した反転サイクル時間、走行速度で往復走行させ、ワークＷを往復走行する複数列の固定砥粒ワイヤ１０１に押し当てて切り込み送りし、ワークＷをウエハ状に切断している。
【０００７】
上記従来のワイヤソー装置１００では、新線供給側と旧線回収側でワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより固定砥粒ワイヤ１０１の張力を管理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２０１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置１００のように、複数の溝付きローラ１０２に掛け渡されたワイヤ１０１の張力を制御しながらワークＷを多数枚に一括して切断しているが、ウエハの薄板化に伴って、ダイヤモンドなどの固定砥粒によるワーク切断によって切削部分からマイクロクラックが発生する。そのマイクロクラックに起因して、ワーク切断工程からエッチング工程までの各工程において、ウエハ割れや欠けが増加してウエハの歩留まりに悪影響している。
【００１０】
図１１は、ワーク切断工程からエッチング工程までの各工程の作業内容とその作業内容に対応したウエハ割れや欠けの懸念事項を示す図である。
【００１１】
図１１に示すように、ワーク切断工程からエッチング工程において、まず、（１）ワーク切断工程のスライス完了後から、（２）切断されたワーク（インゴット）を台車で洗浄エリアまで移送する。次に、（３）シャワー洗浄、（４）アルカリ洗浄および（５）純粋洗浄の各洗浄工程を実施する。続いて、（６）接着剤剥離工程の後に、（７）純粋洗浄を行って、（８）カセットへの移載を行う。さらに、（９）エッチング工程を実施してウエハ表面を整える。（１）〜（９）のワーク切断工程からエッチング工程の各工程の間に、ウエハへの衝撃などによりウエハにマイクロクラックが発生してウエハが割れたり欠けたりしている。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワーク切断に起因するマイクロクラックを抑制してウエハ割れや欠けを抑えることができるワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造する半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板およびこのワーク切断方法に用いるワイヤソー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のワーク切断方法は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワーク切断方法において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１４】
また、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるマイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に制御する。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるウエハ厚さを１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御する。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるマイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、固定砥粒外径は、前記ワイヤの外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の設定制御を該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行う。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、前記ワイヤにかかる張力（Ｎ）×該ワイヤの固定砥粒外径（μｍ）×所定係数の加工条件Ｘに対するマイクロクラック深さＹ（μｍ）から関係式をＸＹ座標上での近似直線とする。
【００２３】
本発明の半導体基板の製造方法は、本発明の上記ワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
本発明の半導体基板は、切断後のウエハ厚さが１００μｍ以上１５０μｍ以下で、ウエハ表面のマイクロクラックのマイクロクラック深さが０μｍ以上２μｍ以下であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
本発明のワイヤソー装置は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
また、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるマイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度が０．５パーセント以上１パーセント以下に制御されている。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるウエハ厚さが、１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御されている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるマイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における固定砥粒外径は、前記ワイヤの外径に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の制御は該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行われる。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００３４】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３５】
本発明においては、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、ウエハ表面のマイクロクラックのマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さが設定制御されている。具体的には、マイクロクラック深さを２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を１パーセント以下に設定制御する。
【００３６】
これによって、ワーク切断時の加工変質層の深さを抑えて、ワーク切断に起因するマイクロクラックを低減することにより、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることが可能となってウエハの歩留まりを向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
以上により、本発明によれば、ワーク切断時のマイクロクラック深さを抑えるため、ワーク切断に起因するマイクロクラックが低減されて、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることができてウエハの歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】マイクロクラックの確認方法について説明するための図であって、（ａ）はウエハ切断表面を示す一部平面図、（ｂ）はそのウエハの側面図である。
【図３】ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤのワイヤ径が１００μｍおよびワイヤの固定砥粒の外径が１０〜２０μｍの場合に、ワイヤにかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図４】ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤのワイヤ径が８０μｍおよびワイヤの固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤにかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図５】ウエハ厚さが１００μｍで、ワイヤのワイヤ径が８０μｍおよびワイヤの固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤにかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図６】ウエハ厚さ、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さ、ウエハ割れの発生頻度の他に「切り代」および「加工時間」を確認した試験結果を示す図である。
【図７】ウエハ厚さ（μｍ）に対するマイクロクラック深さ（μｍ）の関係を示す図である。
【図８】ワイヤの固定砥粒の突き出し量μｍをパラメータとして、ワイヤにかかる張力（Ｎ）を変化させたときのマイクロクラック深さ（μｍ）との関係を示す図である。
【図９】ワイヤにかかる張力（Ｎ）×ワイヤの固定砥粒の突き出し量（μｍ）×係数とマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図１０】特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】ワーク切断工程からエッチング工程までの各工程の作業内容とその作業内容に対応したウエハ割れや欠けの懸念事項を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、本発明のワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いた半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板の実施形態１について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００４０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【００４１】
図１において、本実施形態１のワイヤソー装置１は複数（ここでは２個）の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている。２個の溝付ローラ２，３の回転軸はその軸方向が平行でその回転軸の外側の外周溝と共に回転自在に設けられている。これらの溝付ローラ２，３はそれぞれ、その周面に所定ピッチ間隔で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ２，３の外周溝に切断用のワイヤ４が巻き付けられている。
【００４２】
溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４は、螺旋状に巻き付けられる。溝付ローラ２，３間で巻き回数が多い場合には数千回程度にもなる。溝付ローラ２，３間に螺旋状に巻き付けられたワイヤ４の一方端が新線供給側の供給ボビン５に巻き付けられ、その他方端が旧線回収側の回収ボビン６に巻き付けられている。これらの溝付ローラ２，３、供給ボビン５および回収ボビン６を同期駆動することにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。切断枚数は多い場合には、数千枚程度を同時に切断する。
【００４３】
ワイヤ４は、芯線径（これをワイヤ径という）が例えばここでは５０μｍ〜５００μｍのものを用い、芯線の外周表面にダイヤモンド（例えば単結晶ダイヤモンド）などの砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを用いる。特に、ワイヤ４は、芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下の細線で、芯線の単位面積当たりの砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２であるものを用いる。ワイヤ４の芯線径および固定砥粒の突き出し量によって切り代が決まり例えばワイヤ４の外径が５０μｍ（０．０５ｍｍ）であって、固定砥粒の突き出し量が６μｍの場合、切り代は６２μｍ（０．０６４ｍｍ）程度となるのが理想的であるが、ワイヤ４とワーク７間にＳｉの削りカスが介在したり、ワイヤが振動したりすることで、切り代は約６５μｍ程度となる。供給ボビン５には、例えば数十〜数百Ｋｍのワイヤ４が巻き付けられている。
【００４４】
各溝付ローラ２，３に巻き付けられるワイヤ４に所要の張力を与えるため、慣性駆動のガイドローラ８，９の間にダンサローラー１０が設けられている。このガイドローラ８，９は、溝付ローラ２と供給ボビン５との間に設けられている。ダンサローラー１０により溝付ローラ２へのワイヤ４の張力を一定に制御している。また、溝付ローラ３と回収ボビン６との間の慣性駆動のガイドローラ１１，１２が設けられ、ガイドローラ１１，１２の間に張力付与用のダンサローラー１３が設けられている。ダンサローラー１３により溝付ローラ３からのワイヤ４の張力を一定に制御している。要するに、ダンサローラー１０，１３は、ワイヤ４の向きを変えるためのガイドローラ８，９間とガイドローラ１１，１２間に設けられ、一定の付勢力が下方に働いてワイヤ４に一定の張力が作用するようになっている。
【００４５】
ガイドローラ９と供給ボビン５との間にはトラバーサ１４が設けられ、トラバーサ１４により供給ボビン５に整列して巻き付けられているワイヤ４が順次取り出されるように作用する。また、ガイドローラ１２と回収ボビン６との間にもトラバーサ１５が設けられ、トラバーサ１５により回収ボビン６に整列してワイヤ４が巻き取られるように作用する。
【００４６】
供給側のトラバーサ１４は、供給ボビン５からワイヤ４を取り込むときに順次ワイヤ位置に上下移動して整列巻き付けされたワイヤ４をスムーズに取り出す機能を有している。また、回収側のトラバーサ１５は、回収ボビン６もワイヤ４を整列巻き付けするために順次上下移動してワイヤ４をスムーズに順次巻き付ける機能を有している。
【００４７】
溝付ローラ２、３間のワイヤ４の上側ワイヤ列面はワーク７の切断面であり、この切断面を左右に横切るように加工液供給部１９が設けられ、この切断面の各ワイヤ列に加工液供給部１９の加工液供給口から冷却用のクーラントをかけながら、例えばワーク７をその切断面のワイヤ列面に押し付けて切断する。このように、冷却の目的で液体のクーラントをワーク７および各ワイヤ４にかけながら多数本のワイヤ４で一括して同時にワーク７をウエハ状に切断するようになっている。
【００４８】
このワイヤ列へのワーク７の押付けは、ワーク７を固定した固定部１７をワーク送り機構１８により下降させて、ワーク７を溝付ローラ２、３間のワイヤ列に上から押し付ける。多数本が平行に並んだワイヤ４の列面上にワーク７を押し付けることにより、厚さが均一な多数の薄いウエハ状に同時に切断する。これによって、厚さの揃ったウエハ素材を製造することができる。
【００４９】
加工室には、溝付ローラ２、３、その間のワイヤ４、ワーク７、これを固定した固定部１７およびワーク送り機構１８が収容され、それ以外の部材は加工室の外部に配置されている。
【００５０】
ここで、ワーク切断に起因するマイクロクラックを抑制することによりウエハ割れや欠けを抑えることについて詳細に説明する。このウエハ素材の割れや欠けは、マイクロクラック深さとウエハ厚さとに起因している。この点について以下詳細に説明する。
【００５１】
図２は、マイクロクラックの確認方法について説明するための図であって、（ａ）はウエハ切断表面を示す一部平面図、（ｂ）はそのウエハの側面図である。
【００５２】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ウエハ２０１の切断表面２０２には、固定砥粒によって引っかいた切断跡（ソーマーク）が付いているが、切断表面２０２から５．４７度の角度だけ斜め研磨する。斜め研磨した面２０３にマイクロクラック痕２０４がある場合、そこまでのマイクロクラック深さは、斜め研磨したラインからの距離をＬとして、マイクロクラック深さ＝Ｌ×０．１により求めることができる。斜め研磨したラインは、切断跡（ソーマーク）、研磨の影響でガタツキが約２〜３μｍ程度あり、〜０．３μｍ程度の計測誤差が発生することから複数回計測した平均値で求めている。
【００５３】
次に、ワイヤ径（μｍ）、張力（Ｎ）、平均固定砥粒外径（μｍ）（ここでは単に固定砥粒外径という）の異なるワイヤ４で、ウエハ厚さ１５０μｍとウエハ厚さ１３０μｍのウエハに切断し、ウエハの割れの有無を確認したところ、ウエハの割れは、ウエハ厚（μｍ）さとマイクロクラック深さ（μｍ）に依存することが判明した。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１３０μｍと１５０μｍとし、ワイヤ径、張力、固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さとウエハ割れの発生頻度の確認を実施した試験結果が、次の表１である。
【００５４】
【表１】
上記表１から分かるように、ウエハ厚さが１５０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１９Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが２．５μｍでウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下であった。一方、ウエハ厚さが１３０μｍで、上記各パラメータの切断条件と同一の切断条件でウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが２．６μｍは略同等であるがウエハ割れの発生頻度は４パーセントに悪化した。即ち、ウエハ厚さが１５０μｍでマイクロクラック深さが２．５μｍの場合から、ウエハ厚さが１３０μｍでマイクロクラック深さが２．６μｍの場合で、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下から４パーセントに悪化している。このことから、このウエハ素材の割れや欠けは、ウエハ厚さに起因しており、ウエハ厚さが厚くなる方がウエハ割れの発生頻度が抑制され、ウエハ厚さが薄くなる方がウエハ割れの発生頻度が悪化することが分かる。ウエハ厚さを厚くすることは、ワーク材料を効率的に用いるウエハの薄板化に逆行する。
【００５５】
要するに、ウエハの割れは、ウエハ厚さ１５０μｍで、マイクロクラック深さが２．５μｍのときに、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な結果を得ることができたが、ウエハの割れは、薄い方のウエハ厚さ１３０μｍでは、マイクロクラック深さが２．６μｍと同等であっても、ウエハ割れの発生頻度が４パーセントで良好な結果を得ることができなかった。
【００５６】
本実施形態１のワイヤソー装置１では、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度（パーセント）を抑制するべくワーク切断後のウエハ厚さ（μｍ）を設定することができる。ウエハ厚さの設定制御は、溝付ローラ２，３の溝ピッチやワイヤ径および切り代などにより行われる。
【００５７】
前述したが、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１９Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとしてワーク切断する場合に、ウエハ厚さ１５０μｍに設定制御すれば、マイクロクラック深さが２．５μｍでウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。この場合に、ウエハ厚さ１３０μｍに設定制御すると、ウエハ割れの発生頻度は４パーセントになってしまう。
【００５８】
次に、ワーク切断後のウエハ厚さを薄い方の１３０μｍとして一定にし、ワイヤ径（μｍ）、張力（Ｎ）および固定砥粒外径（μｍ）をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さ（μｍ）とウエハ割れの発生頻度（パーセント）の確認を実施した試験結果が、次の表２である。
【００５９】
【表２】
上記表２の項目（３）から分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な結果を得るには、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１４Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ワーク切断を行う必要がある。このときのマイクロクラック深さが２μｍであった。
【００６０】
上記表２の項目（４）から分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１０Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが１．５μｍで、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な結果を得ることができた。
【００６１】
上記表２の項目（２）から分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１９Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが２．６μｍで、ウエハ割れの発生頻度が高く、４パーセントであった。
【００６２】
図３は、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍの場合に、ワイヤ４にかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【００６３】
図３において、上記表２の項目（２）〜項目（４）からも分かるように、張力１９Ｎのときにマイクロクラック深さが２．６μｍで、張力１４Ｎのときにマイクロクラック深さが２μｍで、張力１０Ｎのときにマイクロクラック深さが１．５μｍである。張力が低下するのに伴ってマイクロクラックも薄くなっている。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１３０μｍとし、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍおよびワイヤ４の固定砥粒外径１０〜２０μｍの場合では、張力１４Ｎ以下でウエハ切断テストを行った結果が、マイクロクラック深さが２μｍ以下の結果となり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができた。
【００６４】
このことから、ウエハ厚さ１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径が一定の場合に、マイクロクラック深さは張力に依存していることが判明した。さらに、ウエハ素材の割れや欠けの発生頻度は、マイクロクラックの深さに依存していることが判明した。
【００６５】
本実施形態１のワイヤソー装置１では、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべくウエハ表面のマイクロクラック深さ（μｍ）を制御することができる。前述したが、ウエハ厚さ１３０μｍ、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとしてワーク切断する場合に、マイクロクラック深さが２μｍ以下になるようにワイヤ４にかかる張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定すれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００６６】
ウエハ割れの発生頻度は、インゴットバラツキ、工程バラツキ等により０．５％程度の割れ発生バラつきがある。したがって０．５％以上の割れ発生頻度については優位差があるものと判断できる。
【００６７】
要するに、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径１０〜２０μｍの場合の張力を１０以上１４Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。また同様に、ウエハ厚さが１３０μｍで、固定砥粒の平均突き出し量が８μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。固定砥粒外径は、ワイヤ４の外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値であるから、固定層としての電着めっき層の厚さをの２μｍとしたとき、ワイヤ４の固定砥粒外径１０μｍの場合に固定砥粒の平均突き出し量は８μｍとなる。
【００６８】
さらに、ウエハ厚さが１００μｍ〜１３０μｍであっても、ワイヤ４の固定砥粒外径１０〜２０μｍの場合の張力を１４Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００６９】
図４は、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤ４にかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【００７０】
図４において、上記表２の項目（６）〜項目（９）からも分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、張力１９Ｎのときにマイクロクラック深さが１．９μｍで、張力１４Ｎのときにマイクロクラック深さが１．６μｍで、張力１２Ｎのときにマイクロクラック深さが１．４μｍ、張力１０Ｎのときにマイクロクラック深さが１．２μｍである。張力が低下するのに伴ってマイクロクラックも薄くなっている。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１３０μｍとし、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒径８〜１６μｍの場合では、張力１９Ｎ以下でウエハ切断テストを行った結果が、マイクロクラック深さが１．９μｍ以下の結果となり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができた。このことからも、ウエハ厚さ１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径が一定の場合に、マイクロクラック深さは張力に依存している。さらに、ウエハ素材の割れや欠けの発生頻度も、マイクロクラックの深さに依存している。
【００７１】
上記表２の項目（５）、項目（７）および項目（１０）からも分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４にかかる張力が１４Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍをパラメータとすると共に、別のパラメータとしてワイヤ４のワイヤ径を１００μｍ、８０μｍ、７０μｍと変化させてウエハ切断テストを行ったマイクロクラック深さが全て１．６μｍであった。これによって、マイクロクラック深さはワイヤ径には依存しないことが分かる。
【００７２】
上記表２の項目（３）および項目（５）からも分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径を１００μｍおよびワイヤ４にかかる張力が１４Ｎをパラメータとすると共に、別のパラメータとしてワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜１６μｍ、８〜１６μｍに変化させてウエハ切断テストを行ったマイクロクラック深さが、２μｍ、１．６μｍであった。これによって、マイクロクラック深さはワイヤ４の固定砥粒の外径に依存していることが分かる。この固定砥粒の外径とは、ワイヤ４の外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値であり、マイクロクラック深さはワイヤ４の固定砥粒の固定層からの突き出し量に依存している。
【００７３】
したがって、ウエハ厚さが薄く一定の場合（例えばウエハ厚さ１００μｍ〜１３０μｍ）、マイクロクラック深さは、ワイヤ４の固定砥粒径と張力に依存し、マイクロクラック深さが２μｍ以下の場合に、ウエハの割れ発生頻度が大幅に小さくなり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができる。また、マイクロクラック深さが２μｍを超えると、ウエハの割れ発生頻度が大幅に増加する。
【００７４】
本実施形態１のワイヤソー装置１では、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべくウエハ表面のマイクロクラック深さ（μｍ）を制御することができる。前述したが、ウエハ厚さ１３０μｍ、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍをパラメータとしてワーク切断する場合に、マイクロクラック深さが２μｍ以下になるようにワイヤ４にかかる張力を１０Ｎ以上１９Ｎ以下に設定すれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００７５】
要するに、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径８〜１６μｍの場合の張力を１０以上１９Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。また同様に、ウエハ厚さが１３０μｍで、固定砥粒の平均突き出し量が６μｍの場合の張力を１０以上１９Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。固定砥粒外径は、ワイヤの外径に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値であるから固定層としての電着めっき層の厚さを２μｍとしたとき、ワイヤ４の固定砥粒外径８μｍの場合に固定砥粒の平均突き出し量は６μｍとなる。
【００７６】
さらに、ウエハ厚さが１００μｍ〜１３０μｍであっても、ワイヤ４の固定砥粒外径８〜１６μｍの場合の張力を１９Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００７７】
図５は、ウエハ厚さが１００μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤ４にかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【００７８】
図５において、後述する図６からも分かるように、ウエハ厚さが１００μｍで、張力１４Ｎのときにマイクロクラック深さが１．６μｍで、張力１２Ｎのときにマイクロクラック深さが１．４μｍで、張力１０Ｎのときにマイクロクラック深さが１．２μｍである。張力が低下するのに伴ってマイクロクラックも薄くなっている。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１００μｍとし、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒径８〜１６μｍの場合で、張力１４Ｎ以下でウエハ切断テストを行った結果が、マイクロクラック深さが１．６μｍ以下の結果となり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができた。このことからも、ウエハ厚さ１００μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径が一定の場合に、マイクロクラック深さは張力に依存している。さらに、ウエハ素材の割れや欠けの発生頻度も、マイクロクラックの深さに依存している。具体的には、ウエハ厚さが１００μｍの場合ではマイクロクラック深さとして１．６μｍ以下であれば割れ発生頻度１パーセント以下となる。
【００７９】
次は、ワーク切断後のウエハ厚さ、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さとウエハ割れの発生頻度の確認の他に、ワーク材料の有効利用に関係する「切り代」およびワーク切断の速さを示す「加工時間」をも確認した試験結果について、次の図６に示している。
【００８０】
図６は、ウエハ厚さ、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さ、ウエハ割れの発生頻度の他に「切り代」および「加工時間」を確認した試験結果を示す図である。
【００８１】
図６において、「切り代」は少なければ少ないほどワーク材料の有効利用の観点からよい。「加工時間」は短ければ短いほど製造工数の観点からよい。「切り代」はワイヤ径、張力および固定砥粒外径に関係し、「加工時間」は張力および固定砥粒外径に関係している。「切り代」を所定基準値の例えば９５〜１００μｍ以下でかつウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下とするために、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径のパラメータを設定する。また、「加工時間」を所定基準時間の例えば３００分以下でかつウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下にするために、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径のパラメータを設定する。マイクロクラック深さ（２μｍ以下）およびウエハ厚さ（１００μｍ以上１３０μｍ以下）の他に、「切り代」および「加工時間」をも加味して、ウエハ割れの発生頻度を１パーセント以下に抑制するために最適値を再度求める必要がある。
【００８２】
ここで、本実施形態１では、前述したように、ワーク切断完了時のウエハ表面のマイクロクラック深さ（μｍ）をある範囲以下に制御することにより、その後工程でのウエハ割れや欠けを大幅に低減することができるものであり、マイクロクラック深さ（μｍ）の影響度合いはウエハ厚さ（μｍ）によって異なり、マイクロクラック深さ（μｍ）は張力（Ｎ）と砥粒の突き出し量（μｍ）に依存していることが判る。このことから、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）×所定係数の加工条件に対するマイクロクラック深さ（μｍ）から関係式を近似直線Ｙ＝０．０１２５Ｘ＋０．３として本発明者らは見出した。この場合、マイクロクラック深さをＹ、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）×所定係数をＸとしている。これについて図７〜図９を参照して詳細に説明する。
【００８３】
図７は、ウエハ厚さ（μｍ）に対するマイクロクラック深さ（μｍ）の関係を示す図である。
【００８４】
図７において、次の表３からも分かるように、ウエハ厚さが１００μｍのときにマイクロクラック深さが１．５μｍで、ウエハ厚さが１３０μｍのときにマイクロクラック深さが２μｍで、ウエハ厚さが１５０μｍのときにマイクロクラック深さが２．５μｍである。ウエハ厚さが薄くなるのに伴ってマイクロクラック深さが浅くなっている。
【００８５】
但し、図６からも分かるように、ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）は一定（ワイヤ径１００μｍで砥粒径１０−２０μｍ）であるが、張力（Ｎ）は異なっている。例えばウエハ厚さが１００μｍでマイクロクラック深さが１．５μｍのときに張力は１０Ｎ、ウエハ厚さが１３０μｍでマイクロクラック深さが２μｍのときに張力は１４Ｎ、ウエハ厚さが１５０μｍでマイクロクラック深さが２μｍのときに張力は１９Ｎである。このように、張力（Ｎ）は、ウエハ厚さが薄くなるのにしたがって少ない設定である。
【００８６】
【表３】
図８は、ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）をパラメータとして、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）を変化させたときのマイクロクラック深さ（μｍ）との関係を示す図である。
【００８７】
図８において、次の表４からも分かるように、マイクロクラック深さは、前述したが、張力（Ｎ）に比例し、突き出し量（μｍ）に比例する。次の表４より、突き出し量が６μｍのマイクロクラック深さ×係数１．２５で突き出し量９μｍのマイクロクラック深さになる。また、張力（Ｎ）×突き出し量６μｍ×係数１．２５のデータと、張力×突き出し量９μｍのデータをグラフ化すると直線状となる。これは次の表５および図９に示している。この場合の係数１．２５は砥粒密度、形状により異なり、本データは突き出し量９μｍのときの係数である。逆に言えば、突き出し量６μｍの場合は、突き出し量９μｍのマイクロクラック深さの係数０．８倍である。
【００８８】
その一例として、張力１０Ｎ×突き出し量６μｍ×係数１．２５＝７５で、このときのマイクロクラック深さは１．２μｍである。また、張力１２Ｎ×突き出し量６μｍ×係数１．２５＝９０で、このときのマイクロクラック深さは１．４μｍである。これを次の表５に示している。
【００８９】
【表４】
図９は、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）×係数とマイクロクラック深さ（μｍ）との関係を示す図である。
【００９０】
図９において、次の表５をグラフ化すると直線近似でき、少なくともウエハ厚さ１００μｍ以上１５０μｍまでの範囲では、近似直線Ｙ＝０．０１２５Ｘ＋０．３よりも以下の範囲ではウエハ割れ発生頻度が１パーセント以下となる。
【００９１】
【表５】
したがって、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒外径（μｍ）×所定係数の加工条件Ｘに対するマイクロクラック深さＹ（μｍ）から関係式をＸＹ座標上での近似直線として表すことができる。この関係式から、マイクロクラック深さＹ（μｍ）を０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に制御することができる。
【００９２】
以上により、本実施形態１によれば、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、ウエハ表面のマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくともマイクロクラック深さが設定制御されている。具体的には、ウエハ厚さを、１００μｍ以上１３０μｍ以下の半導体基板に薄板化し、マイクロクラック深さを２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を１パーセント以下に設定制御する。なお、切断している以上、マイクロクラック深さは２μｍ以下の全値の範囲を意味している。
【００９３】
これによって、ワーク切断に起因するマイクロクラックが抑制されるように、ワーク切断時のマイクロクラック深さを２μｍ以下に抑えるため、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることができてウエハ（半導体基板）の歩留まりを向上させることができる。
【００９４】
なお、本実施形態１では、ワイヤソー装置１を用いたワーク切断方法について説明したが、このワーク切断方法は、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべくウエハ表面のマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくともいずれかを設定制御する。このマイクロクラック深さを２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を１パーセント以下に設定制御する。ウエハ厚さを１００μｍ以上１３０μｍ以下の薄板に設定制御する。マイクロクラック深さの設定制御は、ワイヤ４の張力およびワイヤ４の固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う。
また、ワイヤ４の張力の設定制御をダンサローラー１０，１３により行う。具体的には、ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。また、ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１９Ｎ以下に設定制御する。
【００９５】
これに対して、本実施形態１の半導体基板の製造方法は、上記ワーク切断方法において、ワーク７が半導体インゴットであって、この半導体インゴットをワイヤソー装置１のワイヤ４の複数列で多数枚のウエハ状に切断することにより、多数枚のウエハ素材を半導体基板素材として一括して製造する。これによって、ワーク切断に起因するマイクロクラックを抑制してウエハ割れや欠けを抑えて歩留まりを向上させることができるものである。
【００９６】
この本実施形態１の半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板は、切断後のウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下の薄板の場合に、ウエハ表面のマイクロクラック深さが、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するように抑えられている。具体的には、この半導体基板のマイクロクラック深さは２μｍ以下に設定されている。マイクロクラック深さが２μｍ以下の場合にウエハ割れ発生頻度は小さく、マイクロクラック深さが２μｍを超えると、ウエハ割れ発生頻度は増加する。
【００９７】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ間の外周に巻回した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造する半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板およびこのワーク切断方法に用いるワイヤソー装置の分野において、ワーク切断時のマイクロクラック深さを抑えるため、ワーク切断に起因するマイクロクラックが低減されて、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることができてウエハの歩留まりを向上させることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１ ワイヤソー装置
２，３ 溝付ローラ
４ ワイヤ（固定砥粒ワイヤ）
５ 供給ボビン
６ 回収ボビン
７ ワーク
８、９、１１、１２ ガイドローラ
１０、１３ ダンサローラー
１４、１５ トラバーサ
１９ 加工液供給部
１７ 固定部
１８ ワーク送り機構
２０１ ウエハ（半導体基板）
２０２ 切断表面
２０３ 斜め研磨した面
２０４ マイクロクラック痕
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ間の外周に巻回した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造する半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板およびこのワーク切断方法に用いるワイヤソー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のワイヤソー装置を用いたワーク切断方法は、複数の溝付きローラに掛け渡されたワイヤの張力を制御しながらワークを切断してウエハ素材を作製している。この従来のワイヤソー装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
図１０は、特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【０００４】
図１０に示すように、従来のワイヤソー装置１００は、主に、ワークＷを切断するための固定砥粒ワイヤ１０１と、この固定砥粒ワイヤ１０１を巻掛けした二つの溝付きローラ１０２と、固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂと、切断するワークＷを保持して切り込み送りするワーク送り機構１０４と、切断されるワークＷを冷却するための冷却水供給機構１０５とを有している。
【０００５】
固定砥粒ワイヤ１０１は、供給側のワイヤボビン１０６Ａから繰り出され、ワイヤ張力付与機構１０３Ａを経て、溝付きローラ１０２に入っている。固定砥粒ワイヤ１０１がこの溝付きローラ１０２に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。固定砥粒ワイヤ１０１はもう一方のワイヤ張力付与機構１０３Ｂを経て回収側のワイヤボビン１０６Ｂに巻き取られている。
【０００６】
このように、これらのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより、溝付きローラ１０２に巻掛けられた固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与し、駆動モータ１０７によって軸方向へ予め設定した反転サイクル時間、走行速度で往復走行させ、ワークＷを往復走行する複数列の固定砥粒ワイヤ１０１に押し当てて切り込み送りし、ワークＷをウエハ状に切断している。
【０００７】
上記従来のワイヤソー装置１００では、新線供給側と旧線回収側でワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより固定砥粒ワイヤ１０１の張力を管理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２０１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置１００のように、複数の溝付きローラ１０２に掛け渡されたワイヤ１０１の張力を制御しながらワークＷを多数枚に一括して切断しているが、ウエハの薄板化に伴って、ダイヤモンドなどの固定砥粒によるワーク切断によって切削部分からマイクロクラックが発生する。そのマイクロクラックに起因して、ワーク切断工程からエッチング工程までの各工程において、ウエハ割れや欠けが増加してウエハの歩留まりに悪影響している。
【００１０】
図１１は、ワーク切断工程からエッチング工程までの各工程の作業内容とその作業内容に対応したウエハ割れや欠けの懸念事項を示す図である。
【００１１】
図１１に示すように、ワーク切断工程からエッチング工程において、まず、（１）ワーク切断工程のスライス完了後から、（２）切断されたワーク（インゴット）を台車で洗浄エリアまで移送する。次に、（３）シャワー洗浄、（４）アルカリ洗浄および（５）純粋洗浄の各洗浄工程を実施する。続いて、（６）接着剤剥離工程の後に、（７）純粋洗浄を行って、（８）カセットへの移載を行う。さらに、（９）エッチング工程を実施してウエハ表面を整える。（１）〜（９）のワーク切断工程からエッチング工程の各工程の間に、ウエハへの衝撃などによりウエハにマイクロクラックが発生してウエハが割れたり欠けたりしている。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワーク切断に起因するマイクロクラックを抑制してウエハ割れや欠けを抑えることができるワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造する半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板およびこのワーク切断方法に用いるワイヤソー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のワーク切断方法は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワーク切断方法において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１４】
また、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるマイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に制御する。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるウエハ厚さを１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御する。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるマイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、固定砥粒外径は、前記ワイヤの外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の設定制御を該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行う。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、前記ワイヤにかかる張力（Ｎ）×該ワイヤの固定砥粒外径（μｍ）×所定係数の加工条件Ｘに対するマイクロクラック深さＹ（μｍ）から関係式をＸＹ座標上での近似直線とする。
【００２３】
本発明の半導体基板の製造方法は、本発明の上記ワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
本発明の半導体基板は、切断後のウエハ厚さが１００μｍ以上１５０μｍ以下で、ウエハ表面のマイクロクラックのマイクロクラック深さが０μｍ以上２μｍ以下であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
本発明のワイヤソー装置は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
また、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるマイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度が０．５パーセント以上１パーセント以下に制御されている。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるウエハ厚さが、１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御されている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるマイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における固定砥粒外径は、前記ワイヤの外径に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の制御は該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行われる。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。
【００３４】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３５】
本発明においては、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、ウエハ表面のマイクロクラックのマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さが設定制御されている。具体的には、マイクロクラック深さを２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を１パーセント以下に設定制御する。
【００３６】
これによって、ワーク切断時の加工変質層の深さを抑えて、ワーク切断に起因するマイクロクラックを低減することにより、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることが可能となってウエハの歩留まりを向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
以上により、本発明によれば、ワーク切断時のマイクロクラック深さを抑えるため、ワーク切断に起因するマイクロクラックが低減されて、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることができてウエハの歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】マイクロクラックの確認方法について説明するための図であって、（ａ）はウエハ切断表面を示す一部平面図、（ｂ）はそのウエハの側面図である。
【図３】ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤのワイヤ径が１００μｍおよびワイヤの固定砥粒の外径が１０〜２０μｍの場合に、ワイヤにかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図４】ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤのワイヤ径が８０μｍおよびワイヤの固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤにかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図５】ウエハ厚さが１００μｍで、ワイヤのワイヤ径が８０μｍおよびワイヤの固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤにかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図６】ウエハ厚さ、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さ、ウエハ割れの発生頻度の他に「切り代」および「加工時間」を確認した試験結果を示す図である。
【図７】ウエハ厚さ（μｍ）に対するマイクロクラック深さ（μｍ）の関係を示す図である。
【図８】ワイヤの固定砥粒の突き出し量μｍをパラメータとして、ワイヤにかかる張力（Ｎ）を変化させたときのマイクロクラック深さ（μｍ）との関係を示す図である。
【図９】ワイヤにかかる張力（Ｎ）×ワイヤの固定砥粒の突き出し量（μｍ）×係数とマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【図１０】特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】ワーク切断工程からエッチング工程までの各工程の作業内容とその作業内容に対応したウエハ割れや欠けの懸念事項を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、本発明のワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いた半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板の実施形態１について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００４０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【００４１】
図１において、本実施形態１のワイヤソー装置１は複数（ここでは２個）の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている。２個の溝付ローラ２，３の回転軸はその軸方向が平行でその回転軸の外側の外周溝と共に回転自在に設けられている。これらの溝付ローラ２，３はそれぞれ、その周面に所定ピッチ間隔で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ２，３の外周溝に切断用のワイヤ４が巻き付けられている。
【００４２】
溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４は、螺旋状に巻き付けられる。溝付ローラ２，３間で巻き回数が多い場合には数千回程度にもなる。溝付ローラ２，３間に螺旋状に巻き付けられたワイヤ４の一方端が新線供給側の供給ボビン５に巻き付けられ、その他方端が旧線回収側の回収ボビン６に巻き付けられている。これらの溝付ローラ２，３、供給ボビン５および回収ボビン６を同期駆動することにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。切断枚数は多い場合には、数千枚程度を同時に切断する。
【００４３】
ワイヤ４は、芯線径（これをワイヤ径という）が例えばここでは５０μｍ〜５００μｍのものを用い、芯線の外周表面にダイヤモンド（例えば単結晶ダイヤモンド）などの砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを用いる。特に、ワイヤ４は、芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下の細線で、芯線の単位面積当たりの砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２であるものを用いる。ワイヤ４の芯線径および固定砥粒の突き出し量によって切り代が決まり例えばワイヤ４の外径が５０μｍ（０．０５ｍｍ）であって、固定砥粒の突き出し量が６μｍの場合、切り代は６２μｍ（０．０６４ｍｍ）程度となるのが理想的であるが、ワイヤ４とワーク７間にＳｉの削りカスが介在したり、ワイヤが振動したりすることで、切り代は約６５μｍ程度となる。供給ボビン５には、例えば数十〜数百Ｋｍのワイヤ４が巻き付けられている。
【００４４】
各溝付ローラ２，３に巻き付けられるワイヤ４に所要の張力を与えるため、慣性駆動のガイドローラ８，９の間にダンサローラー１０が設けられている。このガイドローラ８，９は、溝付ローラ２と供給ボビン５との間に設けられている。ダンサローラー１０により溝付ローラ２へのワイヤ４の張力を一定に制御している。また、溝付ローラ３と回収ボビン６との間の慣性駆動のガイドローラ１１，１２が設けられ、ガイドローラ１１，１２の間に張力付与用のダンサローラー１３が設けられている。ダンサローラー１３により溝付ローラ３からのワイヤ４の張力を一定に制御している。要するに、ダンサローラー１０，１３は、ワイヤ４の向きを変えるためのガイドローラ８，９間とガイドローラ１１，１２間に設けられ、一定の付勢力が下方に働いてワイヤ４に一定の張力が作用するようになっている。
【００４５】
ガイドローラ９と供給ボビン５との間にはトラバーサ１４が設けられ、トラバーサ１４により供給ボビン５に整列して巻き付けられているワイヤ４が順次取り出されるように作用する。また、ガイドローラ１２と回収ボビン６との間にもトラバーサ１５が設けられ、トラバーサ１５により回収ボビン６に整列してワイヤ４が巻き取られるように作用する。
【００４６】
供給側のトラバーサ１４は、供給ボビン５からワイヤ４を取り込むときに順次ワイヤ位置に上下移動して整列巻き付けされたワイヤ４をスムーズに取り出す機能を有している。また、回収側のトラバーサ１５は、回収ボビン６もワイヤ４を整列巻き付けするために順次上下移動してワイヤ４をスムーズに順次巻き付ける機能を有している。
【００４７】
溝付ローラ２、３間のワイヤ４の上側ワイヤ列面はワーク７の切断面であり、この切断面を左右に横切るように加工液供給部１９が設けられ、この切断面の各ワイヤ列に加工液供給部１９の加工液供給口から冷却用のクーラントをかけながら、例えばワーク７をその切断面のワイヤ列面に押し付けて切断する。このように、冷却の目的で液体のクーラントをワーク７および各ワイヤ４にかけながら多数本のワイヤ４で一括して同時にワーク７をウエハ状に切断するようになっている。
【００４８】
このワイヤ列へのワーク７の押付けは、ワーク７を固定した固定部１７をワーク送り機構１８により下降させて、ワーク７を溝付ローラ２、３間のワイヤ列に上から押し付ける。多数本が平行に並んだワイヤ４の列面上にワーク７を押し付けることにより、厚さが均一な多数の薄いウエハ状に同時に切断する。これによって、厚さの揃ったウエハ素材を製造することができる。
【００４９】
加工室には、溝付ローラ２、３、その間のワイヤ４、ワーク７、これを固定した固定部１７およびワーク送り機構１８が収容され、それ以外の部材は加工室の外部に配置されている。
【００５０】
ここで、ワーク切断に起因するマイクロクラックを抑制することによりウエハ割れや欠けを抑えることについて詳細に説明する。このウエハ素材の割れや欠けは、マイクロクラック深さとウエハ厚さとに起因している。この点について以下詳細に説明する。
【００５１】
図２は、マイクロクラックの確認方法について説明するための図であって、（ａ）はウエハ切断表面を示す一部平面図、（ｂ）はそのウエハの側面図である。
【００５２】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ウエハ２０１の切断表面２０２には、固定砥粒によって引っかいた切断跡（ソーマーク）が付いているが、切断表面２０２から５．４７度の角度だけ斜め研磨する。斜め研磨した面２０３にマイクロクラック痕２０４がある場合、そこまでのマイクロクラック深さは、斜め研磨したラインからの距離をＬとして、マイクロクラック深さ＝Ｌ×０．１により求めることができる。斜め研磨したラインは、切断跡（ソーマーク）、研磨の影響でガタツキが約２〜３μｍ程度あり、〜０．３μｍ程度の計測誤差が発生することから複数回計測した平均値で求めている。
【００５３】
次に、ワイヤ径（μｍ）、張力（Ｎ）、平均固定砥粒外径（μｍ）（ここでは単に固定砥粒外径という）の異なるワイヤ４で、ウエハ厚さ１５０μｍとウエハ厚さ１３０μｍのウエハに切断し、ウエハの割れの有無を確認したところ、ウエハの割れは、ウエハ厚（μｍ）さとマイクロクラック深さ（μｍ）に依存することが判明した。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１３０μｍと１５０μｍとし、ワイヤ径、張力、固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さとウエハ割れの発生頻度の確認を実施した試験結果が、次の表１である。
【００５４】
【表１】
上記表１から分かるように、ウエハ厚さが１５０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１９Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが２．５μｍでウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下であった。一方、ウエハ厚さが１３０μｍで、上記各パラメータの切断条件と同一の切断条件でウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが２．６μｍは略同等であるがウエハ割れの発生頻度は４パーセントに悪化した。即ち、ウエハ厚さが１５０μｍでマイクロクラック深さが２．５μｍの場合から、ウエハ厚さが１３０μｍでマイクロクラック深さが２．６μｍの場合で、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下から４パーセントに悪化している。このことから、このウエハ素材の割れや欠けは、ウエハ厚さに起因しており、ウエハ厚さが厚くなる方がウエハ割れの発生頻度が抑制され、ウエハ厚さが薄くなる方がウエハ割れの発生頻度が悪化することが分かる。ウエハ厚さを厚くすることは、ワーク材料を効率的に用いるウエハの薄板化に逆行する。
【００５５】
要するに、ウエハの割れは、ウエハ厚さ１５０μｍで、マイクロクラック深さが２．５μｍのときに、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な結果を得ることができたが、ウエハの割れは、薄い方のウエハ厚さ１３０μｍでは、マイクロクラック深さが２．６μｍと同等であっても、ウエハ割れの発生頻度が４パーセントで良好な結果を得ることができなかった。
【００５６】
本実施形態１のワイヤソー装置１では、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度（パーセント）を抑制するべくワーク切断後のウエハ厚さ（μｍ）を設定することができる。ウエハ厚さの設定制御は、溝付ローラ２，３の溝ピッチやワイヤ径および切り代などにより行われる。
【００５７】
前述したが、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１９Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとしてワーク切断する場合に、ウエハ厚さ１５０μｍに設定制御すれば、マイクロクラック深さが２．５μｍでウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。この場合に、ウエハ厚さ１３０μｍに設定制御すると、ウエハ割れの発生頻度は４パーセントになってしまう。
【００５８】
次に、ワーク切断後のウエハ厚さを薄い方の１３０μｍとして一定にし、ワイヤ径（μｍ）、張力（Ｎ）および固定砥粒外径（μｍ）をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さ（μｍ）とウエハ割れの発生頻度（パーセント）の確認を実施した試験結果が、次の表２である。
【００５９】
【表２】
上記表２の項目（３）から分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な結果を得るには、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１４Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ワーク切断を行う必要がある。このときのマイクロクラック深さが２μｍであった。
【００６０】
上記表２の項目（４）から分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１０Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが１．５μｍで、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な結果を得ることができた。
【００６１】
上記表２の項目（２）から分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍ、ワイヤ４にかかる張力が１９Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、そのときのマイクロクラック深さが２．６μｍで、ウエハ割れの発生頻度が高く、４パーセントであった。
【００６２】
図３は、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍの場合に、ワイヤ４にかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【００６３】
図３において、上記表２の項目（２）〜項目（４）からも分かるように、張力１９Ｎのときにマイクロクラック深さが２．６μｍで、張力１４Ｎのときにマイクロクラック深さが２μｍで、張力１０Ｎのときにマイクロクラック深さが１．５μｍである。張力が低下するのに伴ってマイクロクラックも薄くなっている。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１３０μｍとし、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍおよびワイヤ４の固定砥粒外径１０〜２０μｍの場合では、張力１４Ｎ以下でウエハ切断テストを行った結果が、マイクロクラック深さが２μｍ以下の結果となり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができた。
【００６４】
このことから、ウエハ厚さ１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径が一定の場合に、マイクロクラック深さは張力に依存していることが判明した。さらに、ウエハ素材の割れや欠けの発生頻度は、マイクロクラックの深さに依存していることが判明した。
【００６５】
本実施形態１のワイヤソー装置１では、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべくウエハ表面のマイクロクラック深さ（μｍ）を制御することができる。前述したが、ウエハ厚さ１３０μｍ、ワイヤ４のワイヤ径が１００μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜２０μｍをパラメータとしてワーク切断する場合に、マイクロクラック深さが２μｍ以下になるようにワイヤ４にかかる張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定すれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００６６】
ウエハ割れの発生頻度は、インゴットバラツキ、工程バラツキ等により０．５％程度の割れ発生バラつきがある。したがって０．５％以上の割れ発生頻度については優位差があるものと判断できる。
【００６７】
要するに、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径１０〜２０μｍの場合の張力を１０以上１４Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。また同様に、ウエハ厚さが１３０μｍで、固定砥粒の平均突き出し量が８μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。固定砥粒外径は、ワイヤ４の外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値であるから、固定層としての電着めっき層の厚さをの２μｍとしたとき、ワイヤ４の固定砥粒外径１０μｍの場合に固定砥粒の平均突き出し量は８μｍとなる。
【００６８】
さらに、ウエハ厚さが１００μｍ〜１３０μｍであっても、ワイヤ４の固定砥粒外径１０〜２０μｍの場合の張力を１４Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００６９】
図４は、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤ４にかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【００７０】
図４において、上記表２の項目（６）〜項目（９）からも分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、張力１９Ｎのときにマイクロクラック深さが１．９μｍで、張力１４Ｎのときにマイクロクラック深さが１．６μｍで、張力１２Ｎのときにマイクロクラック深さが１．４μｍ、張力１０Ｎのときにマイクロクラック深さが１．２μｍである。張力が低下するのに伴ってマイクロクラックも薄くなっている。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１３０μｍとし、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒径８〜１６μｍの場合では、張力１９Ｎ以下でウエハ切断テストを行った結果が、マイクロクラック深さが１．９μｍ以下の結果となり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができた。このことからも、ウエハ厚さ１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径が一定の場合に、マイクロクラック深さは張力に依存している。さらに、ウエハ素材の割れや欠けの発生頻度も、マイクロクラックの深さに依存している。
【００７１】
上記表２の項目（５）、項目（７）および項目（１０）からも分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４にかかる張力が１４Ｎ、ワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍをパラメータとすると共に、別のパラメータとしてワイヤ４のワイヤ径を１００μｍ、８０μｍ、７０μｍと変化させてウエハ切断テストを行ったマイクロクラック深さが全て１．６μｍであった。これによって、マイクロクラック深さはワイヤ径には依存しないことが分かる。
【００７２】
上記表２の項目（３）および項目（５）からも分かるように、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４のワイヤ径を１００μｍおよびワイヤ４にかかる張力が１４Ｎをパラメータとすると共に、別のパラメータとしてワイヤ４の固定砥粒の外径が１０〜１６μｍ、８〜１６μｍに変化させてウエハ切断テストを行ったマイクロクラック深さが、２μｍ、１．６μｍであった。これによって、マイクロクラック深さはワイヤ４の固定砥粒の外径に依存していることが分かる。この固定砥粒の外径とは、ワイヤ４の外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値であり、マイクロクラック深さはワイヤ４の固定砥粒の固定層からの突き出し量に依存している。
【００７３】
したがって、ウエハ厚さが薄く一定の場合（例えばウエハ厚さ１００μｍ〜１３０μｍ）、マイクロクラック深さは、ワイヤ４の固定砥粒径と張力に依存し、マイクロクラック深さが２μｍ以下の場合に、ウエハの割れ発生頻度が大幅に小さくなり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができる。また、マイクロクラック深さが２μｍを超えると、ウエハの割れ発生頻度が大幅に増加する。
【００７４】
本実施形態１のワイヤソー装置１では、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべくウエハ表面のマイクロクラック深さ（μｍ）を制御することができる。前述したが、ウエハ厚さ１３０μｍ、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍをパラメータとしてワーク切断する場合に、マイクロクラック深さが２μｍ以下になるようにワイヤ４にかかる張力を１０Ｎ以上１９Ｎ以下に設定すれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００７５】
要するに、ウエハ厚さが１３０μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径８〜１６μｍの場合の張力を１０以上１９Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。また同様に、ウエハ厚さが１３０μｍで、固定砥粒の平均突き出し量が６μｍの場合の張力を１０以上１９Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。固定砥粒外径は、ワイヤの外径に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値であるから固定層としての電着めっき層の厚さを２μｍとしたとき、ワイヤ４の固定砥粒外径８μｍの場合に固定砥粒の平均突き出し量は６μｍとなる。
【００７６】
さらに、ウエハ厚さが１００μｍ〜１３０μｍであっても、ワイヤ４の固定砥粒外径８〜１６μｍの場合の張力を１９Ｎ以下とすれば、ウエハ割れの発生頻度が１パーセント以下の良好な値とすることができる。
【００７７】
図５は、ウエハ厚さが１００μｍで、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒の外径が８〜１６μｍの場合に、ワイヤ４にかかる張力を変化させたときのマイクロクラック深さとの関係を示す図である。
【００７８】
図５において、後述する図６からも分かるように、ウエハ厚さが１００μｍで、張力１４Ｎのときにマイクロクラック深さが１．６μｍで、張力１２Ｎのときにマイクロクラック深さが１．４μｍで、張力１０Ｎのときにマイクロクラック深さが１．２μｍである。張力が低下するのに伴ってマイクロクラックも薄くなっている。ワーク切断後のウエハ厚さを厚さ１００μｍとし、ワイヤ４のワイヤ径が８０μｍおよびワイヤ４の固定砥粒径８〜１６μｍの場合で、張力１４Ｎ以下でウエハ切断テストを行った結果が、マイクロクラック深さが１．６μｍ以下の結果となり、ウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下で大幅に小さく良好な結果を得ることができた。このことからも、ウエハ厚さ１００μｍで、ワイヤ４の固定砥粒外径が一定の場合に、マイクロクラック深さは張力に依存している。さらに、ウエハ素材の割れや欠けの発生頻度も、マイクロクラックの深さに依存している。具体的には、ウエハ厚さが１００μｍの場合ではマイクロクラック深さとして１．６μｍ以下であれば割れ発生頻度１パーセント以下となる。
【００７９】
次は、ワーク切断後のウエハ厚さ、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さとウエハ割れの発生頻度の確認の他に、ワーク材料の有効利用に関係する「切り代」およびワーク切断の速さを示す「加工時間」をも確認した試験結果について、次の図６に示している。
【００８０】
図６は、ウエハ厚さ、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径をパラメータとして、ウエハ切断テストを行い、マイクロクラック深さ、ウエハ割れの発生頻度の他に「切り代」および「加工時間」を確認した試験結果を示す図である。
【００８１】
図６において、「切り代」は少なければ少ないほどワーク材料の有効利用の観点からよい。「加工時間」は短ければ短いほど製造工数の観点からよい。「切り代」はワイヤ径、張力および固定砥粒外径に関係し、「加工時間」は張力および固定砥粒外径に関係している。「切り代」を所定基準値の例えば９５〜１００μｍ以下でかつウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下とするために、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径のパラメータを設定する。また、「加工時間」を所定基準時間の例えば３００分以下でかつウエハの割れ発生頻度も１パーセント以下にするために、ワイヤ径、張力および固定砥粒外径のパラメータを設定する。マイクロクラック深さ（２μｍ以下）およびウエハ厚さ（１００μｍ以上１３０μｍ以下）の他に、「切り代」および「加工時間」をも加味して、ウエハ割れの発生頻度を１パーセント以下に抑制するために最適値を再度求める必要がある。
【００８２】
ここで、本実施形態１では、前述したように、ワーク切断完了時のウエハ表面のマイクロクラック深さ（μｍ）をある範囲以下に制御することにより、その後工程でのウエハ割れや欠けを大幅に低減することができるものであり、マイクロクラック深さ（μｍ）の影響度合いはウエハ厚さ（μｍ）によって異なり、マイクロクラック深さ（μｍ）は張力（Ｎ）と砥粒の突き出し量（μｍ）に依存していることが判る。このことから、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）×所定係数の加工条件に対するマイクロクラック深さ（μｍ）から関係式を近似直線Ｙ＝０．０１２５Ｘ＋０．３として本発明者らは見出した。この場合、マイクロクラック深さをＹ、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）×所定係数をＸとしている。これについて図７〜図９を参照して詳細に説明する。
【００８３】
図７は、ウエハ厚さ（μｍ）に対するマイクロクラック深さ（μｍ）の関係を示す図である。
【００８４】
図７において、次の表３からも分かるように、ウエハ厚さが１００μｍのときにマイクロクラック深さが１．５μｍで、ウエハ厚さが１３０μｍのときにマイクロクラック深さが２μｍで、ウエハ厚さが１５０μｍのときにマイクロクラック深さが２．５μｍである。ウエハ厚さが薄くなるのに伴ってマイクロクラック深さが浅くなっている。
【００８５】
但し、図６からも分かるように、ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）は一定（ワイヤ径１００μｍで砥粒径１０−２０μｍ）であるが、張力（Ｎ）は異なっている。例えばウエハ厚さが１００μｍでマイクロクラック深さが１．５μｍのときに張力は１０Ｎ、ウエハ厚さが１３０μｍでマイクロクラック深さが２μｍのときに張力は１４Ｎ、ウエハ厚さが１５０μｍでマイクロクラック深さが２μｍのときに張力は１９Ｎである。このように、張力（Ｎ）は、ウエハ厚さが薄くなるのにしたがって少ない設定である。
【００８６】
【表３】
図８は、ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）をパラメータとして、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）を変化させたときのマイクロクラック深さ（μｍ）との関係を示す図である。
【００８７】
図８において、次の表４からも分かるように、マイクロクラック深さは、前述したが、張力（Ｎ）に比例し、突き出し量（μｍ）に比例する。次の表４より、突き出し量が６μｍのマイクロクラック深さ×係数１．２５で突き出し量９μｍのマイクロクラック深さになる。また、張力（Ｎ）×突き出し量６μｍ×係数１．２５のデータと、張力×突き出し量９μｍのデータをグラフ化すると直線状となる。これは次の表５および図９に示している。この場合の係数１．２５は砥粒密度、形状により異なり、本データは突き出し量９μｍのときの係数である。逆に言えば、突き出し量６μｍの場合は、突き出し量９μｍのマイクロクラック深さの係数０．８倍である。
【００８８】
その一例として、張力１０Ｎ×突き出し量６μｍ×係数１．２５＝７５で、このときのマイクロクラック深さは１．２μｍである。また、張力１２Ｎ×突き出し量６μｍ×係数１．２５＝９０で、このときのマイクロクラック深さは１．４μｍである。これを次の表５に示している。
【００８９】
【表４】
図９は、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒の突き出し量（μｍ）×係数とマイクロクラック深さ（μｍ）との関係を示す図である。
【００９０】
図９において、次の表５をグラフ化すると直線近似でき、少なくともウエハ厚さ１００μｍ以上１５０μｍまでの範囲では、近似直線Ｙ＝０．０１２５Ｘ＋０．３よりも以下の範囲ではウエハ割れ発生頻度が１パーセント以下となる。
【００９１】
【表５】
したがって、ワイヤ４にかかる張力（Ｎ）×ワイヤ４の固定砥粒外径（μｍ）×所定係数の加工条件Ｘに対するマイクロクラック深さＹ（μｍ）から関係式をＸＹ座標上での近似直線として表すことができる。この関係式から、マイクロクラック深さＹ（μｍ）を０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に制御することができる。
【００９２】
以上により、本実施形態１によれば、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、ウエハ表面のマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくともマイクロクラック深さが設定制御されている。具体的には、ウエハ厚さを、１００μｍ以上１３０μｍ以下の半導体基板に薄板化し、マイクロクラック深さを２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を１パーセント以下に設定制御する。なお、切断している以上、マイクロクラック深さは２μｍ以下の全値の範囲を意味している。
【００９３】
これによって、ワーク切断に起因するマイクロクラックが抑制されるように、ワーク切断時のマイクロクラック深さを２μｍ以下に抑えるため、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることができてウエハ（半導体基板）の歩留まりを向上させることができる。
【００９４】
なお、本実施形態１では、ワイヤソー装置１を用いたワーク切断方法について説明したが、このワーク切断方法は、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべくウエハ表面のマイクロクラック深さおよびワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくともいずれかを設定制御する。このマイクロクラック深さを２μｍ以下に設定制御して、ウエハ割れ発生頻度を１パーセント以下に設定制御する。ウエハ厚さを１００μｍ以上１３０μｍ以下の薄板に設定制御する。マイクロクラック深さの設定制御は、ワイヤ４の張力およびワイヤ４の固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う。
また、ワイヤ４の張力の設定制御をダンサローラー１０，１３により行う。具体的には、ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する。また、ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１９Ｎ以下に設定制御する。
【００９５】
これに対して、本実施形態１の半導体基板の製造方法は、上記ワーク切断方法において、ワーク７が半導体インゴットであって、この半導体インゴットをワイヤソー装置１のワイヤ４の複数列で多数枚のウエハ状に切断することにより、多数枚のウエハ素材を半導体基板素材として一括して製造する。これによって、ワーク切断に起因するマイクロクラックを抑制してウエハ割れや欠けを抑えて歩留まりを向上させることができるものである。
【００９６】
この本実施形態１の半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板は、切断後のウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下の薄板の場合に、ウエハ表面のマイクロクラック深さが、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するように抑えられている。具体的には、この半導体基板のマイクロクラック深さは２μｍ以下に設定されている。マイクロクラック深さが２μｍ以下の場合にウエハ割れ発生頻度は小さく、マイクロクラック深さが２μｍを超えると、ウエハ割れ発生頻度は増加する。
【００９７】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ間の外周に巻回した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造する半導体基板の製造方法、この半導体基板の製造方法により製造された半導体基板およびこのワーク切断方法に用いるワイヤソー装置の分野において、ワーク切断時のマイクロクラック深さを抑えるため、ワーク切断に起因するマイクロクラックが低減されて、ワーク切断後からエッチング工程までのウエハの薄板化に伴うウエハ割れや欠けを抑えることができてウエハの歩留まりを向上させることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１ ワイヤソー装置
２，３ 溝付ローラ
４ ワイヤ（固定砥粒ワイヤ）
５ 供給ボビン
６ 回収ボビン
７ ワーク
８、９、１１、１２ ガイドローラ
１０、１３ ダンサローラー
１４、１５ トラバーサ
１９ 加工液供給部
１７ 固定部
１８ ワーク送り機構
２０１ ウエハ（半導体基板）
２０２ 切断表面
２０３ 斜め研磨した面
２０４ マイクロクラック痕
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワーク切断方法において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するワーク切断方法。
【請求項２】
前記マイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に制御する請求項１に記載のワーク切断方法。
【請求項３】
前記ウエハ厚さを１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御する請求項１または２に記載のワーク切断方法。
【請求項４】
前記マイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う請求項１または２に記載のワーク切断方法。
【請求項５】
固定砥粒外径は、前記ワイヤの外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項６】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の設定制御を該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行う請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項７】
前記ワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である請求項１または４に記載のワーク切断方法。
【請求項８】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項９】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項１０】
前記ワイヤにかかる張力（Ｎ）×該ワイヤの固定砥粒外径（μｍ）×所定係数の加工条件Ｘに対するマイクロクラック深さＹ（μｍ）から関係式をＸＹ座標上での近似直線とする請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断する半導体基板の製造方法。
【請求項１２】
切断後のウエハ厚さが１００μｍ以上１５０μｍ以下で、ウエハ表面のマイクロクラック深さが０μｍ以上２μｍ以下である半導体基板。
【請求項１３】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するワイヤソー装置。
【請求項１４】
前記マイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度が０．５パーセント以上１パーセント以下に制御されている請求項１３に記載のワイヤソー装置。
【請求項１５】
前記ウエハ厚さが、１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御されている請求項１３または１４に記載のワイヤソー装置。
【請求項１６】
前記マイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う請求項１３または１４に記載のワイヤソー装置。
【請求項１７】
固定砥粒外径は、前記ワイヤの外径に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項１８】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の制御は該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行われる請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項１９】
前記ワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である請求項１３または１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項２０】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項２１】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワーク切断方法において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するワーク切断方法。
【請求項２】
前記マイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度を０．５パーセント以上１パーセント以下に制御する請求項１に記載のワーク切断方法。
【請求項３】
前記ウエハ厚さを１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御する請求項１または２に記載のワーク切断方法。
【請求項４】
前記マイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う請求項１または２に記載のワーク切断方法。
【請求項５】
固定砥粒外径は、前記ワイヤの外周に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項６】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の設定制御を該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行う請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項７】
前記ワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である請求項１または４に記載のワーク切断方法。
【請求項８】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項９】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項１０】
前記ワイヤにかかる張力（Ｎ）×該ワイヤの固定砥粒外径（μｍ）×所定係数の加工条件Ｘに対するマイクロクラック深さＹ（μｍ）から関係式をＸＹ座標上での近似直線とする請求項４に記載のワーク切断方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断する半導体基板の製造方法。
【請求項１２】
切断後のウエハ厚さが１００μｍ以上１５０μｍ以下で、ウエハ表面のマイクロクラック深さが０μｍ以上２μｍ以下である半導体基板。
【請求項１３】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる切断用のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、ワーク切断後のウエハ割れ発生頻度を抑制するべく、切断したウエハ表面のマイクロクラック深さおよび該ワーク切断後のウエハ厚さのうちの少なくとも該マイクロクラック深さを設定制御するワイヤソー装置。
【請求項１４】
前記マイクロクラック深さを０μｍ以上２μｍ以下に設定制御して、前記ウエハ割れ発生頻度が０．５パーセント以上１パーセント以下に制御されている請求項１３に記載のワイヤソー装置。
【請求項１５】
前記ウエハ厚さが、１００μｍ以上１５０μｍ以下に設定制御されている請求項１３または１４に記載のワイヤソー装置。
【請求項１６】
前記マイクロクラック深さの設定制御は、前記ワイヤの張力および該ワイヤの固定砥粒の固定層からの突き出し量のうちの少なくともいずれかにより行う請求項１３または１４に記載のワイヤソー装置。
【請求項１７】
固定砥粒外径は、前記ワイヤの外径に固定層により固着された固定砥粒の突き出し量を加えた値である請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項１８】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられるワイヤの一方端が第１ダンサローラーを介して供給ボビンに巻き付けられ、該ワイヤの他方端が第２ダンサローラーを介して回収ボビンに巻き付けられており、該ワイヤの張力の制御は該第１ダンサローラーおよび該第２ダンサローラーにより行われる請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項１９】
前記ワイヤは、芯線の外周表面に砥粒を固定した固定砥粒ワイヤであって、該芯線の外径が５０μｍ以上８０μｍ以下で、該芯線の単位面積当たりの該砥粒の個数が少なくとも４００個／ｍｍ２である請求項１３または１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項２０】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が１０〜２０μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【請求項２１】
前記ウエハ厚さが１００μｍ以上１３０μｍ以下で、平均固定砥粒外径が８〜１６μｍの場合の張力を１０Ｎ以上１４Ｎ以下に設定制御する請求項１６に記載のワイヤソー装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１】
【図１０】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８２０２０（Ｐ２０１３−８２０２０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２２３３（Ｐ２０１１−２２２２３３）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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