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JP4797276B2 - Cutting method of single crystal ingot - Google Patents

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JP4797276B2
JP4797276B2 JP2001139722A JP2001139722A JP4797276B2 JP 4797276 B2 JP4797276 B2 JP 4797276B2 JP 2001139722 A JP2001139722 A JP 2001139722A JP 2001139722 A JP2001139722 A JP 2001139722A JP 4797276 B2 JP4797276 B2 JP 4797276B2
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cutting
single crystal
section
crystal ingot
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新也 藤原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は単結晶インゴットの切断方法に関し、特に、半導体や誘電体などの柱状単結晶インゴットからウエハを切り出す方法の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
円柱状や角柱状の単結晶インゴットからウエハを切り出す場合、一般には内周刃スライサ、外周刃スライサ、ワイヤソーなどが用いられる。
【0003】
ところで、電子部品用に用いられる半導体または誘電体などのウエハは、その主面が特定の結晶学的方位を有すべきことを求められる場合が多い。たとえば、一つの柱状単結晶インゴットから切り出される複数のウエハの各々が特定の主面方位Aを有すべき場合、まず、その柱状インゴットの一方端部において高い精度でその面方位Aを有する基準断面が形成される。
【0004】
そのような基準断面を形成する場合、一般には、X線回折によってインゴットの結晶方位を求め、それに基づいて柱状インゴットの端部において面方位Aを生じるように第一の断面をスライサによって形成する。そして、その第一の断面が正しく面方位Aに一致しているかを確認するために再度X線回折によって測定し、もしその第一断面が面方位Aから所定の許容量以上の角度量でずれていれば、そのずれ角度を補正するように第二の断面を再度スライサによって形成する。柱状インゴットの端面が所定の高精度で面方位Aに一致する基準断面になるまで、このような操作が繰り返される。
【0005】
こうして柱状インゴットの端部に高精度で面方位Aを有する基準断面が形成された後には、たとえば図6に示されているようなマルチワイヤソーによって、面方位Aの主面を有する複数のウエハが同時に切り出され得る。
【0006】
図6の概略的な斜視図に示されたマルチワイヤソーにおいて、面方位Aの基準断面1aを有する円柱状単結晶インゴット1がカーボン治具2を介して固定治具3に固定されている。カーボン治具2は、インゴット1から切り出されたウエハが落下するのを防止して保持するために用いられる。固定治具3は、旋回ステージ11上に設置される。ヘッドローラ12には、複数のワイヤ13が巻回されている。これらのワイヤ13は、ヘッドローラ12の回転によって、ワイヤ自体の長手方向に沿って移動させられる。ワイヤ13としては、たとえばピアノ線が用いられ得る。図6に示されているような状態において、柱状インゴット1の基準断面1aの周縁がツールスコープ14によって観察される。ツールスコープ14は、たとえば約40倍の倍率を有している。
【0007】
図7は、柱状インゴット1の基準断面1aを正面から見た状態を表している。ツールスコープ14は、ワイヤ13に平行に移動させることができ、円状または楕円状の基準断面1aの上部周縁が破線14aで示された距離で観察される。そして、基準断面1a内の水平方向xとワイヤ13の長手方向とが平行になるように、旋回ステージ11が調整旋回させられる。その後に固定された旋回ステージ11とともにインゴット1が基準断面1a内の上方向yに沿ってゆっくりと上昇させられ、x方向に沿って移動している複数のワイヤ13によって、そのインゴット1から複数のウエハが切り出されることになる。
【0008】
なお、ワイヤ13の表面には、シリコンカーバイドまたはダイヤモンドなどの砥粒が混入された切断油が付与される。また、基準断面1a内の上方向yとインゴット1の上昇方向との平行性は、基準断面1aの上部と下部にダイヤルゲージを当てて確認し、もしずれがあれば、旋回ステージ11下のゴニオメータを用いて修正される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図7において、基準断面1a中のx方向をワイヤ13の方向と平行に設定するためにツールスコープ14によってその断面1aの上部周縁を観察するとき、その周縁の最上点から左右方向に離れるにしたがってその高さが低下し、すなわち観察距離14aが変化する。したがって、もし基準断面1aの最上点にツールスコープ14の焦点を合わせたとすれば、そこから左右方向に離れるにしたがって焦点がずれ、その断面1aの周縁像がぼやけて見えることになる。このようなことから、ツールスコープ14を用いて基準断面1aの周縁を直接観察しながらその断面1a中のx方向をワイヤ13の方向に対して高精度で平行に設定することは容易ではない。
【0010】
かかる状況からして、図8および図9に図解されているようなインゴットの切断方法が試みられている。図8は図7に類似しているが、図8においては基準断面1aの上部においてカッタナイフの刃4が接合されている。図9は、図8におけるインゴット1を右側面から見た状態を表している。この図においてより明らかに見られるように、カッタナイフの刃4は、両面接合テープ5によって基準断面1aの上部に接合されている。
【0011】
このようにカッタナイフの刃4を利用したウエハの切り出し方法においては、図8に見られるように、刃4の刃先の高さはその中央から左右方向に離れても変わらず、観察距離14aは変化しない。すなわち、刃4の刃先の中央にツールスコープ14の焦点を合わせても、そこから左右に離れるにしたがってその焦点が大きくずれるということがない。したがって、ツールスコープ14を介して基準断面1aの周縁を直接観察する場合に比べれば、カッタナイフの刃4を利用したウエハの切り出し方法では、面方位Aにより近い主面を有するウエハを得ることができる。
【0012】
しかしながら、カッタナイフの刃4はロール圧延された薄鋼板から加工されて作られ、基準断面1aに接合されるその側面は必ずしも完全な平面ではない。また、両面接合テープ5は柔らかいポリマテープと粘着剤とからなっているので、カッタナイフの刃4を接合するときの押圧力が不均一な場合には、その刃先と基準断面1aとの平行性がずれることもある。さらに、ツールスコープ14を介して刃4の刃先を40倍に拡大して観察したとき、その刃先はハレーシヨンをも伴って結構太い幅で見えることも多い。そのような場合、刃4の刃先の長手方向がワイヤ13と平行になるように旋回ステージ11を精度よく調整することが容易ではない。さらにまた、基準断面1a内のx方向の設定が終了した後に、その断面1aからカッタナイフの刃4と両面接合テープ5を剥離するときにその刃先によって怪我をする危険性があり、両面接合テープ5を剥がすにも難儀することが多い。
【0013】
以上のような従来技術における状況に鑑み、本発明は、柱状単結晶インゴットの端部に形成された基準断面に高い精度で平行である主面を有するウエハを簡便に切り出すことができる方法を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、柱状の単結晶インゴットの少なくとも一方端部に予め形成された基準断面に対して高い精度で平行な主面を有するウエハを簡便に切り出す方法において、その基準断面は結晶学的に所定の面方位を有するように予め高い精度で切断されており、所定の劈開片を基準断面の周縁近傍に液体の表面張力によって接合し、その劈開片は基準断面に接合する第一の面として完全に平坦な劈開面を有するとともに、その第一劈開面と交差する完全に平坦な第二の劈開面を有し、それらの第一と第二の劈開面が交わる稜がスライサまたはワイヤソーによる切断面に対して平行になるように設定されることを特徴としている。
【0015】
なお、劈開片基準断面上に接合する液体は油であることが好ましい。
【0016】
劈開片としては、化合物半導体が好ましく用いられ得る。第一と第二の劈開面は45〜135度の範囲内の立体角で互いに交差していることが好ましく、85〜95度の範囲内の立体角で互いに交差していることがさらに好ましい。
【0017】
インゴットは所定の治具を介して旋回手段に固定され、切断刃またはソーワイヤに平行に移動させ得る顕微鏡によって第一と第二の劈開面が交わる稜が観察され、旋回手段の旋回軸はその顕微鏡の視野の可動範囲内に配置されていることが好ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1の概略的な斜視図において、本発明による単結晶インゴットの切断方法の一実施形態が示されている。図1に示されているマルチワイヤソーは図6のものと同じであるが、図1においては単結晶InPインゴット1の基準断面1a上に薄い直方体の劈開片6が油の表面張力によって接合されている。この劈開片6は、インゴット1と同じ材料のInPで形成されている。一般に、GaAsやInPのような化合物半導体は良好な劈開性を有するものが多く、劈開片6の材料として好ましく用いられ得る。
【0019】
劈開は結晶中で規則正しく並んだ特定の原子面に沿って生じるので、その劈開された破断面は原子的オーダで平坦であり得る。これに伴って、二つの劈開面が交差してできる稜は、高い精度の直線性を有している。
【0020】
図2は、図1の状態においてツールスコープ14を介して劈開片6を観察した状態を概略的に示している。ツールスコープ14内の拡大されて示されている十字線枠14b内の横線が、ワイヤ13の長手方向に平行に設定される。そして、劈開片6の表面の内で基準断面1aに接する面と幅の狭い上面とが交差する稜がその十字横線に対して平行になるように、旋回ステージ11によって角度調整される。これによって、基準断面1a内の水平なx軸方向が正確にワイヤ13の長手方向に対して平行になる。
【0021】
図3の上面図とこれに対応する図4の側面図は、このような角度調整の過程を図解している。これらの図を参照して、まずツールスコープ14が劈開片6の一方端に近い任意の第1の位置14Iに配置される。ここで、ツールスコープ14の焦点がワイヤ13の上面F1に一致させられる。そして、顕微鏡視野内で十字線枠14b内の横線とワイヤ13の側面とが一致させられる。次に、劈開片6の他方端に近い任意の第2の位置14IIへツールスコープ14がワイヤ13と平行に移動させられる。そして、その第2の位置14IIにおいて、十字線枠14b内の横線とワイヤ13の側面とが正確に一致するようにツールスコープ14が旋回させられる。これによって、ツールスコープ14内の十字線枠14b内の横線とワイヤ13とが正確に平行に設定されることになる。
【0022】
その後、ツールスコープ14の焦点が劈開片6の上面F2に一致させられる。そして、ツールスコープ14を前後に移動させることによって、劈開片6の上面の長辺と十字線枠14b内の横線とが一致させられる。次に、前述の第1の位置14I近傍へツールスコープ14がワイヤ13と平行に戻される。そして、前述の劈開片6の上面の長辺と十字線枠14b内の横線とが再度正確に一致するように、インゴット1が設置されている旋回ステージ11が旋回させられる。これによって、インゴット1の基準断面1a中の水平なx方向とワイヤ13の長手方向とが正確に平行に設定されたことになる。
【0023】
このような角度調整の際に、InP劈開片6では基準断面1aに接する面と幅の狭い上面とが互いに直交してその上面が水平面になるので、それらの面が交差する稜がツールスコープ14によって明確に観察し易くなる。これによって、切断面方位の精度がさらに改善され得る。なお、一般的には、劈開片6の表面の内で基準断面1aに接する面と幅の狭い上面とが成す立体角は45〜135度の範囲内にあることが好ましく、85〜95度の範囲内にあることがより好ましい。また、劈開片6は油の表面張力によって接合されるので、基準断面1aに対する劈開片6の接合と剥離が極めて容易になされ得る。
【0024】
上述のような実施形態によって、ロットの異なる14本の柱状InP単結晶インゴットサンプルから実際にウエハが切り出された。その場合に切り出されたウエハの主面方位と基準断面1aの面方位との間におけるx方向のずれ角が図5に示されている。
【0025】
すなわち、図5のグラフにおいて、横軸はx方向のずれ角(度)を表し、縦軸はインゴットサンプル個数を表している。このグラフの元になったずれ角の数値について統計的計算をしたところ、算術平均誤差eが0.009度であり、標準偏差σが0.005度であった。したがって、x方向のずれ角について3σ管理したとすれば、本発明の切断方法はx方向に関してe+3σ=0.024度の誤差範囲内に抑える能力を有している。
【0026】
比較のために上述のカッタナイフの刃を利用する切断方法を同じサンプル数について行ったところ、算術平均誤差eが0.025度であり、標準偏差σが0.009度であった。したがって、この比較例の切断方法において3σ管理したとすれば、その切断方法はx方向に関してe+3σ=0.052度の誤差範囲内に抑える能力を有していることになる。このような比較例と上述の実施形態との比較から明らかなように、本発明の切断方法によって切り出されたウエハの面方位の精度が顕著に改善され得ることが分かろう。
【0027】
なお、以上の実施形態では基準断面1aに劈開片6を接合するのに油の表面張力が利用されたが、望まれる場合には水の表面張力が利用されてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による単結晶インゴットの切断方法を示す概略的な斜視図である。
【図2】 図1におけるツールスコープの視野を示す上面図である。
【図3】 インゴットの基準断面の水平方向とソーワイヤとの平行性を設定する方法を図解する上面図である。
【図4】 図3に対応する側面図である。
【図5】 本発明の一実施形態による単結晶インゴットの切断方法における角度精度を表すグラフである。
【図6】 従来の単結晶インゴットの切断方法を示す概略的な斜視図である。
【図7】 図6におけるインゴットの基準断面を正面から見た状態を表す図である。
【図8】 先行技術において試みられた切断方法を示す正面図である。
【図9】 図8におけるインゴットを右側面から見た状態を表す図である。
【符号の説明】
1 柱状単結晶インゴット、1a 基準断面、2 カーボン治具、3 固定治具、4 カッタナイフの刃、5 両面接着テープ、6 劈開片、11 旋回ステージ、12 ヘッドローラ、13 ワイヤ、14 ツールスコープ、14a ツールスコープを介した視線、14b ツールスコープの視野、14I ツールスコープの第1の位置、14II ツールスコープの第2の位置、F1 ツールスコープの第1の焦点面、F2 ツールスコープの第2の焦点面。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cutting a single crystal ingot, and more particularly to an improvement in a method for cutting a wafer from a columnar single crystal ingot such as a semiconductor or a dielectric.
[0002]
[Prior art]
When a wafer is cut out from a cylindrical or prismatic single crystal ingot, an inner peripheral slicer, an outer peripheral slicer, a wire saw, or the like is generally used.
[0003]
By the way, a wafer such as a semiconductor or dielectric used for an electronic component is often required to have a specific crystallographic orientation on its main surface. For example, when each of a plurality of wafers cut out from one columnar single crystal ingot should have a specific main surface orientation A, first, a reference cross section having the surface orientation A with high accuracy at one end of the columnar ingot. Is formed.
[0004]
When forming such a reference cross section, generally, the crystal orientation of the ingot is obtained by X-ray diffraction, and the first cross section is formed by a slicer so as to produce a plane orientation A at the end of the columnar ingot. Then, in order to confirm whether the first cross section correctly matches the plane orientation A, it is measured again by X-ray diffraction. If the first cross section is deviated from the plane orientation A by an angle amount greater than a predetermined allowable amount. If so, the second cross section is formed again by the slicer so as to correct the deviation angle. Such an operation is repeated until the end surface of the columnar ingot has a reference cross section that matches the surface orientation A with a predetermined high accuracy.
[0005]
After the reference cross section having the surface orientation A with high accuracy is formed at the end of the columnar ingot in this way, a plurality of wafers having the main surface of the surface orientation A are formed by, for example, a multi-wire saw as shown in FIG. It can be cut out at the same time.
[0006]
In the multi-wire saw shown in the schematic perspective view of FIG. 6, a columnar single crystal ingot 1 having a reference cross section 1 a having a plane orientation A is fixed to a fixing jig 3 via a carbon jig 2. The carbon jig 2 is used to prevent and hold the wafer cut out from the ingot 1 from falling. The fixing jig 3 is installed on the turning stage 11. A plurality of wires 13 are wound around the head roller 12. These wires 13 are moved along the longitudinal direction of the wires themselves by the rotation of the head roller 12. For example, a piano wire can be used as the wire 13. In the state as shown in FIG. 6, the periphery of the reference cross section 1 a of the columnar ingot 1 is observed by the tool scope 14. The tool scope 14 has a magnification of about 40 times, for example.
[0007]
FIG. 7 shows a state in which the reference cross section 1a of the columnar ingot 1 is viewed from the front. The tool scope 14 can be moved parallel to the wire 13, and the upper periphery of the circular or elliptical reference section 1a is observed at a distance indicated by a broken line 14a. Then, the turning stage 11 is adjusted and turned so that the horizontal direction x in the reference cross section 1a and the longitudinal direction of the wire 13 are parallel to each other. Thereafter, the ingot 1 is slowly raised along the upward direction y in the reference cross section 1a together with the fixed turning stage 11, and a plurality of wires 13 moving in the x direction are used to move the ingot 1 The wafer is cut out.
[0008]
Note that cutting oil mixed with abrasive grains such as silicon carbide or diamond is applied to the surface of the wire 13. Further, the parallelism between the upward direction y in the reference cross section 1a and the rising direction of the ingot 1 is confirmed by applying a dial gauge to the upper and lower parts of the reference cross section 1a. It is corrected using.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In FIG. 7, when the upper periphery of the cross section 1a is observed by the tool scope 14 in order to set the x direction in the reference cross section 1a in parallel with the direction of the wire 13, as the distance from the uppermost point of the periphery increases in the left-right direction. The height decreases, that is, the observation distance 14a changes. Therefore, if the focus of the tool scope 14 is focused on the uppermost point of the reference cross section 1a, the focus shifts as the distance from the left and right directions increases, and the peripheral image of the cross section 1a appears blurred. For this reason, it is not easy to set the x direction in the cross section 1a parallel to the direction of the wire 13 with high accuracy while directly observing the periphery of the reference cross section 1a using the tool scope 14.
[0010]
Under such circumstances, an ingot cutting method as illustrated in FIGS. 8 and 9 has been attempted. FIG. 8 is similar to FIG. 7, but in FIG. 8, the cutter knife blade 4 is joined at the top of the reference section 1a. FIG. 9 shows a state where the ingot 1 in FIG. 8 is viewed from the right side. As can be seen more clearly in this figure, the blade 4 of the cutter knife is joined to the upper part of the reference cross section 1a by a double-sided joining tape 5.
[0011]
Thus, in the wafer cutting method using the blade 4 of the cutter knife, as shown in FIG. 8, the height of the blade edge of the blade 4 does not change even if it is separated from the center in the left-right direction, and the observation distance 14a is It does not change. That is, even if the tool scope 14 is focused on the center of the blade edge of the blade 4, the focus does not deviate greatly as the distance from the tool scope 14 increases. Therefore, as compared with the case of directly observing the periphery of the reference cross section 1a through the tool scope 14, the wafer cutting method using the cutter knife blade 4 can obtain a wafer having a principal surface closer to the plane orientation A. it can.
[0012]
However, the blade 4 of the cutter knife is made by rolling from a rolled steel sheet, and its side surface joined to the reference cross section 1a is not necessarily a perfect plane. Further, since the double-sided bonding tape 5 is made of a soft polymer tape and an adhesive, if the pressing force when the blade 4 of the cutter knife is bonded is not uniform, the parallelism between the blade edge and the reference cross section 1a. May shift. Furthermore, when the cutting edge of the blade 4 is observed by magnifying it 40 times through the tool scope 14, the cutting edge is often seen in a fairly wide width with a halation. In such a case, it is not easy to accurately adjust the turning stage 11 so that the longitudinal direction of the blade edge of the blade 4 is parallel to the wire 13. Furthermore, after the setting in the x direction in the reference cross section 1a is completed, there is a risk of injury from the cutting edge when the cutter knife blade 4 and the double-sided bonding tape 5 are peeled off from the cross-section 1a. It is often difficult to remove 5 as well.
[0013]
In view of the situation in the prior art as described above, the present invention provides a method for easily cutting a wafer having a main surface parallel to a reference cross section formed at an end of a columnar single crystal ingot with high accuracy. The purpose is to do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a method of simply cutting a wafer having a principal surface parallel to a reference cross section previously formed at least at one end of a columnar single crystal ingot with high accuracy, the reference cross section is crystallographic. A first surface that is cut with high precision in advance so as to have a predetermined plane orientation, and that a predetermined cleaved piece is bonded to the vicinity of the periphery of the reference cross section by the surface tension of the liquid , and the cleaved piece is bonded to the reference cross section. Having a completely flat cleavage surface and a completely flat second cleavage surface intersecting with the first cleavage surface, and a ridge where the first and second cleavage surfaces intersect is formed by a slicer or a wire saw. It is characterized by being set to be parallel to the cut surface.
[0015]
In addition, it is preferable that the liquid which joins a cleavage piece on a reference | standard cross section is oil.
[0016]
As the cleaved piece, a compound semiconductor can be preferably used. The first and second cleavage planes preferably intersect each other at a solid angle in the range of 45 to 135 degrees, and more preferably intersect each other at a solid angle in the range of 85 to 95 degrees.
[0017]
The ingot is fixed to the turning means via a predetermined jig, and a ridge where the first and second cleavage planes intersect is observed with a microscope that can be moved parallel to the cutting blade or saw wire. The turning axis of the turning means is the microscope. It is preferable that they are disposed within the movable range of the visual field.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the schematic perspective view of FIG. 1, an embodiment of a method for cutting a single crystal ingot according to the present invention is shown. The multi-wire saw shown in FIG. 1 is the same as that of FIG. 6, but in FIG. 1, a thin rectangular parallelepiped cleaved piece 6 is joined to the reference cross section 1a of the single crystal InP ingot 1 by the surface tension of the oil. Yes. The cleavage piece 6 is made of InP, which is the same material as the ingot 1. In general, many compound semiconductors such as GaAs and InP have good cleavage properties, and can be preferably used as the material of the cleavage piece 6.
[0019]
Since cleavage occurs along specific atomic planes that are regularly arranged in the crystal, the cleaved fracture surface can be flat in atomic order. Along with this, the ridge formed by the intersection of the two cleavage planes has high accuracy linearity.
[0020]
FIG. 2 schematically shows a state in which the cleaved piece 6 is observed through the tool scope 14 in the state of FIG. A horizontal line in the cross-line frame 14 b shown enlarged in the tool scope 14 is set parallel to the longitudinal direction of the wire 13. Then, the angle is adjusted by the turning stage 11 so that the ridge where the surface in contact with the reference cross section 1a and the narrow upper surface of the surface of the cleavage piece 6 are parallel to the cross horizontal line. As a result, the horizontal x-axis direction in the reference cross section 1 a is accurately parallel to the longitudinal direction of the wire 13.
[0021]
The top view of FIG. 3 and the corresponding side view of FIG. 4 illustrate the process of such an angle adjustment. Referring to these drawings, first, the tool scope 14 is disposed at an arbitrary first position 14I close to one end of the cleavage piece 6. Here, the focus of the tool scope 14 is made to coincide with the upper surface F1 of the wire 13. And the horizontal line in the crosshair frame 14b and the side surface of the wire 13 are made to correspond within the microscope visual field. Next, the tool scope 14 is moved in parallel with the wire 13 to an arbitrary second position 14 II close to the other end of the cleavage piece 6. Then, at the second position 14II, the tool scope 14 is turned so that the horizontal line in the crosshair frame 14b and the side surface of the wire 13 exactly coincide. As a result, the horizontal line in the crosshair frame 14b in the tool scope 14 and the wire 13 are set accurately in parallel.
[0022]
Thereafter, the focus of the tool scope 14 is made to coincide with the upper surface F2 of the cleavage piece 6. Then, by moving the tool scope 14 back and forth, the long side of the upper surface of the cleavage piece 6 and the horizontal line in the cross-line frame 14b are made to coincide. Next, the tool scope 14 is returned in parallel with the wire 13 in the vicinity of the first position 14I described above. Then, the turning stage 11 on which the ingot 1 is installed is turned so that the long side of the upper surface of the aforementioned cleaved piece 6 and the horizontal line in the cross-hair frame 14b exactly coincide with each other. As a result, the horizontal x direction in the reference cross section 1a of the ingot 1 and the longitudinal direction of the wire 13 are accurately set in parallel.
[0023]
In such an angle adjustment, in the InP cleaved piece 6, the surface in contact with the reference cross section 1 a and the narrow upper surface are orthogonal to each other and the upper surface becomes a horizontal surface, and the ridge where these surfaces intersect is the tool scope 14. Makes it easier to observe clearly. As a result, the accuracy of the cutting plane orientation can be further improved. In general, the solid angle formed by the surface in contact with the reference cross section 1a and the narrow upper surface in the surface of the cleaved piece 6 is preferably in the range of 45 to 135 degrees, and is preferably 85 to 95 degrees. More preferably, it is within the range. Further, since the cleaved pieces 6 are joined by the surface tension of oil, joining and peeling of the cleaved pieces 6 with respect to the reference cross section 1a can be performed very easily.
[0024]
According to the embodiment as described above, a wafer was actually cut out from 14 columnar InP single crystal ingot samples in different lots. FIG. 5 shows a deviation angle in the x direction between the main surface orientation of the wafer cut out in this case and the surface orientation of the reference cross section 1a.
[0025]
That is, in the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the deviation angle (degree) in the x direction, and the vertical axis represents the number of ingot samples. When statistical calculation was performed on the numerical value of the deviation angle from which the graph was based, the arithmetic mean error e was 0.009 degrees and the standard deviation σ was 0.005 degrees. Therefore, if the displacement angle in the x direction is managed by 3σ, the cutting method of the present invention has the ability to suppress the error in the error range of e + 3σ = 0.024 degrees with respect to the x direction.
[0026]
For comparison, the above-described cutting method using the cutter knife blade was performed for the same number of samples. As a result, the arithmetic average error e was 0.025 degrees and the standard deviation σ was 0.009 degrees. Therefore, if 3σ is managed in the cutting method of this comparative example, the cutting method has an ability to suppress within an error range of e + 3σ = 0.052 degrees with respect to the x direction. As is apparent from the comparison between the comparative example and the above-described embodiment, it can be seen that the accuracy of the plane orientation of the wafer cut by the cutting method of the present invention can be remarkably improved.
[0027]
In the above embodiment, the surface tension of oil is used to join the cleaved piece 6 to the reference cross section 1a. However, it goes without saying that the surface tension of water may be used if desired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a method of cutting a single crystal ingot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view showing a field of view of the tool scope in FIG.
FIG. 3 is a top view illustrating a method of setting the parallelism between the horizontal direction of the reference cross section of the ingot and the saw wire.
4 is a side view corresponding to FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a graph showing angular accuracy in a method for cutting a single crystal ingot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a conventional method for cutting a single crystal ingot.
7 is a diagram illustrating a state in which a reference cross section of the ingot in FIG. 6 is viewed from the front.
FIG. 8 is a front view showing a cutting method attempted in the prior art.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the ingot in FIG. 8 is viewed from the right side surface.
[Explanation of symbols]
1 Columnar single crystal ingot, 1a Reference cross section, 2 Carbon jig, 3 Fixing jig, 4 Cutter knife blade, 5 Double-sided adhesive tape, 6 Cleaved piece, 11 Rotating stage, 12 Head roller, 13 Wire, 14 Tool scope, 14a Line of sight through tool scope, 14b Tool scope field of view, 14I tool scope first position, 14II tool scope second position, F1 tool scope first focal plane, F2 tool scope second focus surface.

Claims (6)

柱状の単結晶インゴットの少なくとも一方端部に予め形成された基準断面に対して高い精度で平行な主面を有するウエハを簡便に切り出す方法であって、
前記基準断面は結晶学的に所定の面方位を有するように予め高い精度で切断されており、
所定の劈開片を前記基準断面の周縁近傍に液体の表面張力によって接合し、
前記劈開片は前記基準断面に接合する第一の面として完全に平坦な劈開面を有するとともに、その第一劈開面と交差する完全に平坦な第二の劈開面を有し、
それらの第一と第二の劈開面が交わる稜がスライサまたはワイヤソーによる切断面に対して平行になるように設定されることを特徴とする単結晶インゴットの切断方法。
A method of simply cutting out a wafer having a principal surface parallel to a reference cross section previously formed at least at one end of a columnar single crystal ingot with high accuracy,
The reference cross section has been cut with high accuracy in advance so as to have a predetermined crystal orientation crystallographically,
A predetermined cleavage piece is bonded to the vicinity of the periphery of the reference cross section by the surface tension of the liquid ;
The cleaved piece has a completely flat cleaved surface as a first surface joined to the reference cross section, and a completely flat second cleaved surface intersecting the first cleaved surface,
A method for cutting a single crystal ingot, characterized in that a ridge where the first and second cleavage planes intersect is set to be parallel to a cutting surface by a slicer or a wire saw.
前記液体は油であることを特徴とする請求項に記載の単結晶インゴットの切断方法。The method for cutting a single crystal ingot according to claim 1 , wherein the liquid is oil. 前記劈開片は化合物半導体からなることを特徴とする請求項1または2に記載の単結晶インゴットの切断方法。The method for cutting a single crystal ingot according to claim 1 or 2, wherein the cleaving piece is characterized by comprising a compound semiconductor. 前記第一と第二の劈開面は45〜135度の範囲内の立体角で互いに交差していることを特徴とする請求項1からのいずれかの項に記載の単結晶インゴットの切断方法。The method for cutting a single crystal ingot according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first and second cleavage planes intersect each other at a solid angle within a range of 45 to 135 degrees. . 前記第一と第二の劈開面は85〜95度の範囲内の立体角で互いに交差していることを特徴とする請求項に記載の単結晶インゴットの切断方法。The method for cutting a single crystal ingot according to claim 4 , wherein the first and second cleavage planes intersect each other at a solid angle within a range of 85 to 95 degrees. 前記インゴットは所定の治具を介して旋回手段に固定され、切断刃またはソーワイヤに平行に移動させ得る顕微鏡によって前記第一と第二の劈開面が交わる稜が観察され、前記旋回手段の旋回軸は前記顕微鏡の視野の可動範囲内に配置されていることを特徴とする請求項1からのいずれかの項に記載の単結晶インゴットの切断方法。The ingot is fixed to the turning means via a predetermined jig, and a ridge where the first and second cleavage surfaces intersect is observed by a microscope capable of moving in parallel with a cutting blade or saw wire, and the turning axis of the turning means The method for cutting a single crystal ingot according to any one of claims 1 to 5 , wherein is disposed within a movable range of the field of view of the microscope.
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