特許 7176327 ウエハの製造方法、及び、ウエハの押さえ治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-14

(45)【発行日】2022-11-22

(54)【発明の名称】ウエハの製造方法、及び、ウエハの押さえ治具

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20221115BHJP

   B28D 7/04 20060101ALI20221115BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20221115BHJP

   B28D 5/04 20060101ALN20221115BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611A

B28D7/04

H01L21/68 N

B28D5/04 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018183201

(22)【出願日】2018-09-28

(65)【公開番号】P2020053610

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100185018

【弁理士】

【氏名又は名称】宇佐美 亜矢

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(72)【発明者】

【氏名】大保 安宏

【審査官】内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１１１６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１４８５５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－３２９１３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２８Ｄ ７／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ２８Ｄ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

台座に固定された円柱状の単結晶を切断して形成された、間隔をおいて並ぶ複数のウエハのそれぞれの円周面の一部を押さえ、前記複数のウエハ間の相対位置を固定可能な押さえ部を備える押さえ治具であって、
前記押さえ部は、前記台座に固定された前記単結晶の中心軸を通る水平面に対して上下対称になるように配置され、かつ、前記台座に固定された前記単結晶の中心軸を通る垂直面に対して左右対称になるように配置されるように、前記押さえ部の位置が可動し、前記ウエハの円周面の一部を押さえる、押さえ治具。

【請求項2】

前記押さえ部は、前記台座に固定された前記単結晶の中心軸と平行な軸周りに円弧状に可動し、
前記押さえ部の長さは、前記単結晶の中心軸方向において、前記台座の長さ以上である、請求項１の押さえ治具。

【請求項3】

前記押さえ部の前記台座に対する上下方向の相対位置を変更する第１調整部と、前記押さえ部の前記台座に対する左右方向の相対位置を変更する第２調整部と、を備える、請求項１から請求項２のいずれか一項に記載の押さえ治具。

【請求項4】

前記押さえ部は、前記ウエハの円周面に接触する部分が弾性体である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の押さえ治具。

【請求項5】

前記押さえ部は、前記ウエハの円周面に接触する部分が、前記台座に固定された前記単結晶の中心軸と平行な軸周りに回転可能な回転体である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の押さえ治具。

【請求項6】

円柱状の単結晶を切断してウエハを製造する方法であって、
前記単結晶の円周面の一部を接着剤により台座に接着することと、
前記台座に接着された前記単結晶を切断装置により切断して、前記台座に接着され且つ間隔をおいて並ぶ複数の前記ウエハを形成することと、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の押さえ治具により、前記複数のウエハ間の相対位置を固定することと、
前記台座に接着された前記複数のウエハを、前記台座から剥離することと、を含む、ウエハの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハの製造方法、及び、ウエハの押さえ治具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、単結晶をウエハに切断する方法としてワイヤソー装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のワイヤソー装置による切断方法においては、３本の主軸ローラを有し、主軸ローラ外周には目標とするウエハの厚みに合わせたピッチで溝が形成されていて、一本のワイヤを主軸ローラの溝に沿って巻き回しされたワイヤソー装置を用いられている。そして、主軸ローラを回転させてワイヤを走行させると共に、単結晶が固定された本体テーブルを動作させて単結晶をワイヤに押し付けることにより、単結晶を同時に多数のウエハに切断している。この加工方法では、一定ピッチで並行する複数の極細ワイヤ列に被加工物を押し当て、ワイヤを線方向に送りながら、被加工物とワイヤとの間に砥粒を含む加工液（スラリーともいう）を供給することによって研磨切断する方式と、ダイヤモンドを電着もしくは接着剤によって固定したワイヤを線方向に送りながら、被加工物を研磨切断する方式がある。

【0003】

従来の単結晶をウエハに切断する手順は、ワイヤソー装置のスライス台に台座を介して単結晶を接着材で固定する。その後、スライス台を反転させワイヤソー装置に設置する。次に、ワイヤソー装置で加工を開始し、スライス台が加工部へ移動しワイヤにて単結晶を切断加工する。切断は台座を５ｍｍ程度まで切断する。切断されたウエハの厚みは０．２～２ｍｍ程度になり、ウエハ端面部分の接着剤のみで保持されている。この状態のままワイヤソー装置からウエハが保持されているスライス台を取り出し、スライス台を反転させた後に接着剤を剥がす剥離作業を行うことによりウエハを個々に取り出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－００１２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の方法の場合、ワイヤソー装置による単結晶の切断加工により形成されたウエハは、ウエハの円周面が部分的に接着剤のみで保持されている状態で、スライス台がワイヤソー装置から取り外されて、上記の剥離作業を行う場所へ運搬される。この運搬は、リフター等の運搬車で行われる。このようなスライス台からの取り外しから剥離作業を行う場所への運搬では、振動や衝撃等によりウエハ同士の接触や転倒が生じ、その結果、チッピングや破損することがある。また、上記のようにスライス台をワイヤソー装置から取り出す際には、ウエハが落下して破損することがあった。

【0006】

また、上記の剥離作業では、接着剤の接着力を低下させてウエハの台座から取り外して回収するので、さらに台座によるウエハの保持力が低下して、ウエハが倒れて破損し易くなる。前述のような原因により、収率が低下してしまう問題があった。

【0007】

近年では、スマートホン等の普及により移動体通信機器用のデバイス市場は拡大を続けており、これに伴ってデバイスの材料となるＳｉ、ＬＴ、ＬＮ等の基板の需要も伸びている。そして、基板製造プロセスのコストダウンを図るため、Ｓｉ、ＬＴ、ＬＮ等の単結晶基板のサイズも、従来のφ３インチ、φ４インチから、φ６インチ、φ８インチなどもあり、大面積化や長尺化が進み、結晶が大型化している。ウエハの薄型化と大口径化により上記ウエハの接触、倒れ、落下による破損は顕著となっている。特にウエハの厚みが０．６ｍｍ以下でウエハ径が６インチ以上の製品はスライス台の固定する接着面積が小さく、小さな振動や衝撃でも倒れてしまい生産性を悪化させる原因となっていた。
そこで、本発明はこのような従来の問題を解決しようとするもので、単結晶の切断後のウエハの接触、倒れ、落下等を防止することが可能なウエハの押さえ治具及びウエハの製造方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は、上記した従来の問題を解決するため、鋭意研究を重ねたところ、上記の単結晶の切断加工により形成された複数のウエハを、所定の押さえ治具により、複数のウエハ間の相対位置を固定することで、ウエハの接触、倒れ、落下を防止できることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されている。

【0009】

本発明の第１の態様によれば、台座に固定された円柱状の単結晶を切断して形成された、間隔をおいて並ぶ複数のウエハのそれぞれの円周面の一部を押さえ、複数のウエハ間の相対位置を固定可能な押さえ部を備える押さえ治具であって、押さえ部は、台座に固定された単結晶の中心軸を通る水平面に対して上下対称になるように配置され、かつ、台座に固定された単結晶の中心軸を通る垂直面に対して左右対称になるように配置され、ウエハの円周面の一部を押さえる、押さえ治具が提供される。

【0010】

また、本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、押さえ部は、台座に固定された単結晶の中心軸と平行な軸周りに円弧状に可動し、押さえ部の長さは、単結晶の中心軸方向において、台座の長さ以上である、押さえ治具が提供される。

【0011】

また、本発明の第３の態様によれば、第１又は第２の態様において、押さえ部は、台座に固定された単結晶の中心軸を通る水平面に対し上下対称になるように配置され、かつ、台座に固定された単結晶の中心軸を通る垂直面に左右対称になるように配置されるように、押さえ部の位置が可動する、押さえ治具が提供される。

【0012】

また、本発明の第４の態様によれば、第１から第３のいずれかの態様において、可動機構は、押さえ部の台座に対する上下方向の相対位置を変更する第１調整部と、押さえ部の台座に対する左右方向の相対位置を変更する第２調整部と、を備える、押さえ治具が提供される。

【0013】

また、本発明の第５の態様によれば、第１から第４のいずれかの態様において、押さえ部は、ウエハの円周面に接触する部分が弾性体である、押さえ治具が提供される。

【0014】

また、本発明の第６の態様によれば、第１から第５のいずれかの態様において、押さえ部は、ウエハの円周面に接触する部分が、台座に固定された単結晶の中心軸と平行な軸周りに回転可能な回転体である、押さえ治具が提供される。

【0015】

また、本発明の第７の態様によれば、円柱状の単結晶を切断してウエハを製造する方法であって、単結晶の円周面の一部を接着剤により台座に接着することと、台座に接着された単結晶を切断装置により切断して、台座に接着され且つ間隔をおいて並ぶ複数のウエハを形成することと、第１から第６のいずれかの態様の押さえ治具により、複数のウエハ間の相対位置を固定することと、台座に接着された複数のウエハを、台座から剥離することと、を含む、ウエハの製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0016】

本発明のウエハの押さえ治具及びウエハの製造方法は、単結晶の切断終了後から剥離作業までウエハを保持するため、ウエハの接触、倒れ、落下を抑制することができる。さらに、剥離工程においてウエハを台座より分離し個々に取り外す際、押さえ治具の一部によりウエハを押さえた状態でウエハの取り出しを行うことで、個々のウエハは押さえ治具により個別に押さえられているため、個々にウエハを取り出しすることが可能となり、ウエハの接触、倒れ、落下による損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係るウエハの製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図2】ワイヤソー装置の概略図である。

【図3】（Ａ）及び（Ｂ）は切断工程の説明図である。

【図4】本実施形態に係る押さえ治具を正面から見た時の概略図である。

【図5】図４の押さえ治具の片側を取り外した状態を示す図である。

【図6】図４の押さえ治具を側面から見た時の概略図である。

【図7】（Ａ）及び（Ｂ）は第２調整部の説明図である。

【図8】ウエハの大きさを変更した場合の押さえ治具の動作を示す図である。

【図9】（Ａ）及び（Ｂ）は剥離工程の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれについて、適宜、矢印の先の側を＋側（例、＋Ｘ側）と称し、その反対側を－側（例、－Ｘ側）と称す。

【0019】

［実施形態］
図１は、本実施形態に係るウエハＷの製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態のウエハＷの製造方法は、図１に示すように、単結晶を台座に接着する接着工程（ステップＳ１）と、台座に接着した単結晶を切断する切断工程（ステップＳ２）と、単結晶を切断して形成した複数のウエハ間の相対位置を固定する固定工程（ステップＳ３）と、台座に接着されたウエハを台座から剥離する剥離工程（ステップＳ４）を含む。なお、本実施形態において、「ウエハ」とは、円柱状の単結晶を切断して形成された円盤状の板を意味する。

【0020】

まず、ウエハの製造方法で用いる単結晶の切断装置について説明する。図２は、ウエハの製造方法で用いるワイヤソー装置の概略図である。ウエハの製造方法で用いる切断装置は、例えば、公知のワイヤソー装置である。本実施形態では、ウエハの製造方法に用いる単結晶の切断装置を図２に示すワイヤソー装置として説明するが、一例であり、切断装置は、単結晶Ｃを切断してウエハＷを製造可能な他の切断装置を用いてもよい。例えば、切断装置は、ブレード、ワイヤ放電加工装置等の切断装置などでもよい。また、図２に示すワイヤソー装置Ｍは一例であって、他の態様のワイヤソー装置でもよい。

【0021】

図２に示すワイヤソー装置Ｍは、いわゆるマルチワイヤソー装置である。ワイヤソー装置Ｍは、３組の回転ローラＲ１～Ｒ３間に互いに所定の間隔を介して張設された複数のワイヤ３からなるワイヤ列４を円柱状の単結晶Ｃに対し相対的に移動させて、単結晶Ｃを切断方向（図ではＺ方向）へ押し付けながら、各ワイヤ３（ワイヤ列４）を一方向あるいは往復方向へ走行させて切断加工を行う。このようなマルチワイヤソー装置を用いて単結晶Ｃを切断する場合、１回の切断作業で、単結晶Ｃのより多くの部位を切断加工できるので、単結晶Ｃを効率よく切断することができる。

【0022】

ワイヤソー装置Ｍによる切断方法では、ワイヤ３と単結晶Ｃが接触する部分に砥粒を含む加工液を供給する方式（遊離砥粒方式）と、予めワイヤ３に砥粒を固着させたものを用いる方式（固定砥粒方式）とがあるが、本実施形態のウエハの製造方法においては、上記の切断方式のいずれも用いることができる。

【0023】

ワイヤソー装置Ｍは、単結晶Ｃが固定されたスライス台７を装着し、装着したスライス台７をワイヤ列４に対して、上下方向に相対的に移動させることにより、ワイヤ列４で単結晶Ｃを切断する。単結晶Ｃは、スライス台ホルダ６とスライス台７を固定したものに台座８を介して固定する。スライス台ホルダ６は、ワイヤソー装置Ｍと脱着式になっており、ワイヤソー装置Ｍからスライス台ホルダ６を外し、個別に単結晶Ｃの固定や切断されたウエハＷの取り外しを行うことができる。

【0024】

各工程について、詳細に説明する。なお、以下の各工程の説明は一例であって、本実施形態のウエハの製造方法を限定するものではない。接着工程（図１のステップＳ１）では、単結晶Ｃの円周面Ｓｃの一部を接着剤９により台座８に接着する。単結晶Ｃは、台座８を介してスライス台７に固定する。まず、ワイヤソー装置Ｍよりスライス台７が取り付けられたスライス台ホルダ６を外し、このスライス台７に切断する単結晶Ｃを固定する。単結晶Ｃの形状は、一般に円柱状である。単結晶Ｃは、識別のために、円周面Ｓｃの一部を平面状に研削したオリエンテーションフラット（オリフラとも呼ぶ）、円周面Ｓｃの一部を切り欠いたノッチ等が加工される場合もある。本明細書において、円柱状の単結晶Ｃにオリフラあるいはノッチが加工された形状は、円柱状に含まれるものとする。

【0025】

単結晶Ｃをスライス台７に設置する場合、台座８を介する。次工程の切断工程（図１のステップＳ２）において単結晶Ｃを切断してウエハＷを形成する際に単結晶Ｃを確実に切断するために、単結晶Ｃと同時に台座８の一部が切断される（図３（Ｂ）参照）。このため、台座８の材質は、樹脂若しくはガラス等であるのが好ましい。台座８の厚みは、台座８の切断が５ｍｍ程度であるため、１０ｍｍ以上の厚みであるのが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ前後である。なお、台座８には、単結晶Ｃの端面を支持する支持部が設けられてもよい。

【0026】

スライス台７と台座８、及び、台座８と単結晶Ｃは、それぞれ、接着剤９により接着して固定する。接着剤９は、特に限定はないが、単結晶Ｃの切断後に形成されるウエハＷが容易に剥離できるようにエポキシ系の接着剤を使用するのが好ましい。また、台座８と単結晶Ｃの接続では、単結晶Ｃにオリフラがある場合は、オリフラの面を台座８に合わせ接着してもよい。オリフラの面を台座８に合わせて接着することで、接着する面積が増加し、より接着が強固となる。

【0027】

切断工程（図１のステップＳ２）は、単結晶Ｃを固定したスライス台ホルダ６をワイヤソー装置Ｍに設置し、切断加工をする。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、切断工程の説明図である。上述の説明のように、スライス台７がワイヤ３（ワイヤ列４）の加工部に移動し、単結晶Ｃをワイヤ３（ワイヤ列４）に押し付けることにより、単結晶Ｃを複数のウエハＷに同時に切断する。これにより、台座８に接着された単結晶ＣがＺ方向に切断され、台座８に接着され且つ間隔をおいてＸ方向に並ぶ複数のウエハＷが形成される。上記したように、この際、図３（Ｂ）に示すように、単結晶Ｃ及び台座８の一部（下面）を５ｍｍ程度切断する。形成するウエハＷの厚みは、特に限定されないが、例えば０．２ｍｍから１．０ｍｍである。ウエハＷの厚みは、ワイヤ３の径やピッチ等を調整することで所定の厚みに調整することができる。

【0028】

固定工程（図１のステップＳ３）は、切断工程により形成された複数のウエハＷ間の相対位置を固定する。前工程で切断されウエハＷは、深さ５ｍｍ程度までスライスされた台座８に、ウエハＷの厚み程度の接着剤９により接着されている。このため、小さな振動や衝撃でもウエハＷが倒れやすくなっている。特にウエハＷの薄型化と大口径化により、例えばウエハＷの厚みが０．６ｍｍ以下でウエハＷ径が６インチ以上の製品は、上記の倒れが顕著となっている。そこで、本発明では、押さえ治具Ｚを用いて、ウエハＷ間の隙間を維持したまま、複数のウエハＷを単結晶Ｃの円周面Ｓｃを単結晶Ｃの中心軸ＡＸ１方向に押さえることにより、切断工程により形成された複数のウエハＷ間の相対位置を固定する。

【0029】

以下、本実施形態に係る押さえ治具Ｚについて、図４から図９を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る押さえ治具Ｚを＋Ｘ方向から見た時の正面を示した概略図である。図５は、図４の押さえ治具Ｚの片側（＋Ｙ側）を取り外した状態を示す図である。図６は、図４の押さえ治具Ｚを＋Ｙ方向から見た時の側面を示した概略図である。

【0030】

図４、図５に示すように、本実施形態の押さえ治具Ｚは、台座８に固定された単結晶Ｃの中心軸ＡＸ１を通る垂直面ＰＬ２に対して、対称の構造である。以下の説明では、適宜、押さえ治具Ｚの＋Ｙ側の構造を代表として説明し、－Ｙ側の構造は＋Ｙ側の構造と同様とする。

【0031】

押さえ治具Ｚは、各部を支持する支持部と、ウエハＷの円周面Ｓｃを押さえる押さえ部１２と、を備える。

【0032】

支持部は、取り付け部材１４（アタッチメント）と、支柱１５、とを備える。取り付け部材１４は、ボルト及びナット等の固定部材Ｔ１により、スライス台７に着脱可能に接続される。図５に示すように、取り付け部材１４をスライス台７から取り外すことにより、押さえ治具ＺをウエハＷから取り外すことができる。取り付け部材１４は、スライス台７の＋Ｙ側及び－Ｙ側に２つ配置される。取り付け部材１４は、単結晶Ｃ（ウエハＷ）の中心軸ＡＸ１方向において、単結晶Ｃ（ウエハＷ）よりも長い形状である。取り付け部材１４は、支柱１５を支持する。取り付け部材１４については、後にさらに説明する。なお、取り付け部材１４は、スライス台ホルダ６に接続されるように構成されてもよい。

【0033】

＋Ｙ側の取り付け部材１４には、２つの支柱１５が、台座８に固定された単結晶Ｃの中心軸ＡＸ１（以下「中心軸ＡＸ１」と略す）方向（Ｘ方向）に沿って取り付けられている。この２つの支柱１５は、同様の構成である。各支柱１５は、上下方向（Ｚ方向）に延びる形状である。各支柱１５は、ボルト及びナット等の固定部材Ｔ４により、後述する支柱ベース２６を介して、取り付け部材１４に着脱可能に接続される。＋Ｙ側の２つの支柱１５、及び、－Ｙ側の２つの支柱１５は、台座８（単結晶Ｃ、ウエハＷ）を四方から囲むように配置される。なお、＋Ｙ側の支柱１５は、３つ以上設けられてもよく、この場合、切断する単結晶Ｃの長さが長い場合において、押さえ部１２等を安定して支持することができる。

【0034】

図４に示すように、押さえ治具Ｚは、ウエハＷの円周面Ｓｃを押さえる押さえ部１２を備えている。押さえ部１２は、中心軸ＡＸ１を通る水平面ＰＬ１（以下「水平面ＰＬ１」と略す、ＸＹ平面）に対し上下対称になるように、且つ、中心軸ＡＸ１を通る垂直面ＰＬ２（以下「垂直面ＰＬ２」と略す、ＸＺ平面）に対し左右対称（Ｙ方向、水平方向且つ中心軸ＡＸ１に直交する方向）になるように、４つ配置されている。４つの押さえ部１２は、それぞれ、中心軸ＡＸ１と平行な方向（Ｘ方向と平行な方向）に延びる形状である。

【0035】

なお、以下の説明では、水平面ＰＬ１の上方に配置される押さえ部１２を「上側押さえ部１２ａ」と称し、水平面ＰＬ１の下方に配置される押さえ部１２を「下側押さえ部１２ｂ」と称し、「上側押さえ部１２ａ」と「下側押さえ部１２ｂ」を区別しない場合にこれらを総称して「押さえ部１２」と称す。

【0036】

＋Ｙ側の２つの支柱１５には、それぞれ、上側押さえ部１２ａを支持する上側アーム１７ａと、下側押さえ部１２ｂを支持する下側アーム１７ｂと、が接続されている。上側押さえ部１２ａの両端（＋Ｘ側及び－Ｘ側の端部）は、＋Ｘ側及び－Ｘ側の２つの上側アーム１７ａに接続されている。また、下側押さえ部１２ｂの両端（＋Ｘ側及び－Ｘ側の端部）は、＋Ｘ側及び－Ｘ側の２つの下側アーム１７ｂに接続されている。すなわち、各押さえ部１２は、中心軸ＡＸ１方向において、台座８より長く形成されている。切断する単結晶Ｃの最大長は、台座８の長さとなるため、各押さえ部１２が台座８より長く形成される構成では、切断する単結晶Ｃの長さが長くなった場合においても、押さえ部１２により、すべてのウエハＷを確実に固定することができ、すなわち、本実施形態の押さえ治具Ｚは、単結晶Ｃの長さに限定されず、種々の長さの単結晶Ｃに対応が可能となっている。

【0037】

各上側アーム１７ａ（＋Ｘ側、－Ｘ側）及び各下側アーム１７ｂ（＋Ｘ側、－Ｘ側）は、支柱１５に対して回転可能に接続されている。なお、以下の説明では、「上側アーム１７ａ」と「下側アーム１７ｂ」を区別しない場合に総称して「アーム１７」と称す。

【0038】

各上側アーム１７ａは、支柱１５に対して、中心軸ＡＸ１と平行な方向の回転軸ＡＸ２周りに回転可能に接続されている。これにより、上側押さえ部１２ａは、中心軸ＡＸ１と平行な方向の回転軸ＡＸ２周りに、円弧状に回転可能である。

【0039】

各下側アーム１７ｂは、支柱１５に対して、中心軸ＡＸ１と平行な方向の回転軸ＡＸ３周りに回転可能に接続されている。これにより、下側押さえ部１２ｂは、中心軸ＡＸ１と平行な方向の回転軸ＡＸ３周りに、円弧状に回転可能である。

【0040】

上記のように、押さえ部１２が中心軸ＡＸ１と平行な方向の回転軸ＡＸ２、ＡＸ３周りに円弧状に可動する構成の場合、押さえ部１２は、ウエハＷの円周の接線方向からウエハＷを垂直に押さえることができ、ウエハＷを効果的に固定することができる。

【0041】

なお、各上側アーム１７ａ及び各下側アーム１７ｂにより、押さえ部１２を回転させる際の回転半径ｒ（図４参照）は、特に限定されず、固定の対象とするウエハＷの直径によって適宜設定されるが、６０～９０ｍｍ程度であるのが好ましい。

【0042】

アーム１７は、長孔状のガイドＧ１により、可動域が制限されている。ガイドＧ１は、アーム１７を円弧状に移動させるため、円弧状に形成されている。アーム１７の可動域は、特に限定されないが、本実施形態では３５度から４０度程度である。アーム１７の可動域が上記の範囲である場合、アーム１７が不要な位置に移動することを抑制するので、アーム１７のハンドリング性が向上する。なお、各上側アーム１７ａ及び各下側アーム１７ｂの可動域は、互いに異なっていてもよい。

【0043】

なお、アーム１７（押さえ部１２）は、円弧状に可動しなくてもよい。例えば、アーム１７は、水平方向（Ｙ方向）あるいは上下方向（Ｚ方向）、これらの２つの方向（Ｙ方向、Ｚ方向）、これらを合成した方向（ＹＺ方向）等の方向に、押さえ部１２を移動させる構成でもよい。

【0044】

また、アーム１７は、ボルト及びナット等の固定部材Ｔ２により支柱１５に固定することができる。台座８に対するアーム１７の相対位置を固定する機構を備える場合、押さえ部１２によりウエハＷを押さえる際の強さを安定させることができる。押さえ部１２によりウエハＷを押さえる際の強さは、ウエハＷが台座８から落下せず、切断されたウエハＷ間の隙間（空間）を維持する程度の強さであればよい。なお、各上側アーム１７ａ及び各下側アーム１７ｂは、ばねなどの弾性部材を用いた機構により、押さえ部１２をウエハＷの円周面Ｓｃ方向（中心軸ＡＸ１方向）に押す（付勢する）構成でもよい。

【0045】

また、各押さえ部１２は、ウエハＷの円周面Ｓｃに接触する部分（以下「接触部１９」と称す）が、中心軸ＡＸ１と平行な軸（Ｘ方向と平行な軸）周りに回転可能な回転体であるのが好ましい。本実施形態の各押さえ部１２は、円柱状の棒状の形状であり、中心軸ＡＸ１と平行である回転軸ＡＸ４周りに回転する。各押さえ部１２がウエハＷの円周面Ｓｃに接触する部分が中心軸ＡＸ１と平行な軸周りに回転可能な回転体である場合、接触部１９をウエハＷの円周面Ｓｃに効果的に接触させることができるとともに、ウエハＷと接触部１９が接触した時の摩擦を及び衝撃を軽減させることができる。

【0046】

また、各押さえ部１２の接触部１９は、弾性体である。弾性体は、押さえ部１２の外周表面に設けられている。弾性体は、シリコン、軟質ゴム等である。押さえ部１２の接触部１９が弾性体である場合、切断されたウエハＷ間に弾性体が入り込み、切断されたウエハＷの間隔（隙間）を安定して保つことが可能となり、また、ウエハＷと接触部１９が接触した時の衝撃を軽減させることができる。

【0047】

また、本実施形態の押さえ治具Ｚは、ウエハＷの端面を支持する端面押さえ部２７を備える。端面押さえ部２７は、＋Ｙ側の２つの支柱１５に支持されるＸ方向に延びるガイド部材２０を介して設けられている（図６参照）。端面押さえ部２７は、－Ｙ側及び＋Ｙ側のそれぞれにおいて、＋Ｘ側及び－Ｘ側の２つずつ設けられ、合計４つ設けられている。端面押さえ部２７は、ウエハＷの両端に位置するウエハＷの面を押さえるため、ガイド部材２０を介して、中心軸ＡＸ１方向に可動する。端面押さえ部２７は、ガイド部材２０の任意の位置に、固定部材Ｔ６により、固定することができる。端面押さえ部２７は、ウエハＷとの接触部分に、弾性体を備えている。弾性体は、シリコン、軟質ゴム等である。端面押さえ部２７とウエハＷとの接触部分が弾性体である場合、ウエハＷと接触部１９が接触した時の衝撃を軽減させることができる。

【0048】

なお、ガイド部材２０は、アーム１７に接続される構成でもよい。また、押さえ部１２は、ガイド部材２０に取り付けられ、ガイド部材２０を中心軸として回転可能に設けられる構成でもよい。また、端面押さえ部２７は、任意の構成であり、なくてもよい。

【0049】

また、本実施形態の押さえ治具Ｚは、押さえ部１２が水平面ＰＬ１に対し上下対称になるように配置され、かつ、垂直面ＰＬ２に左右対称になるように配置されるように、押さえ部１２の位置が可動する可動機構２２を有する。本実施形態の可動機構２２は、第１調整部２３と、第２調整部２４と、を備える。

【0050】

第１調整部２３は、アーム１７（押さえ部１２）を上下方向に調整する。押さえ部１２の台座８に対する上下方向の相対位置を変更する。第１調整部２３は、押さえ部１２の台座８に対する上下方向の相対位置を変更する。第１調整部２３により、切断する単結晶Ｃの直径に合わせて、押さえ部１２が水平面ＰＬ１に対し上下対称になるように調整できる。本実施形態の第１調整部２３は、支柱１５の上側部材１５Ｕを、下側部材１５Ｌに対して上下方向に可動させることにより、アーム１７（押さえ部１２）の上下方向の位置を調整する。本実施形態では、長孔状に形成されるガイドＧ２及びボルト等の固定部材Ｔ３により、支柱１５の上側部材１５Ｕを下側部材１５Ｌに対して可動させ、且つ、上側部材１５Ｕを下側部材１５Ｌに固定する。ガイドＧ２には、固定部材Ｔ３が挿入され、固定部材Ｔ３で固定することにより、上側部材１５Ｕを下側部材１５Ｌに固定する。この構成の場合、押さえ部１２の台座８（単結晶Ｃ）に対する上下方向の相対位置を連続的に変更することができるので、任意の直径の単結晶Ｃに適用させることができる。

【0051】

なお、第１調整部２３は、上記の例の構成に特に限定されず、例えば、切断する単結晶Ｃの大きさがある程度固定されているようであれば、それに合わせ、複数の貫通孔及び固定部材を用いる構成でもよい。この場合、貫通孔に固定部材を挿入し、固定部材により上下方向の位置の固定をする構成となる。

【0052】

第２調整部２４について説明する。図７（Ａ）及び（Ｂ）は第２調整部の説明図である。図７（Ａ）は第２調整部を組み立てた状態を示す図である。図７（Ｂ）は第２調整部を分解した状態を示す図である。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、第２調整部を下方（－Ｚ方向）から見た時の図である。

【0053】

第２調整部２４は、アーム１７（押さえ部１２）を水平方向でかつ単結晶Ｃの中心軸ＡＸ１と直交する方向（Ｙ方向）に調整する。第２調整部２４は、押さえ部１２の台座８に対する左右方向（Ｙ方向）の相対位置を変更する。第２調整部２４の構成は特に限定されないが、本実施形態では、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、取り付け部材１４（アタッチメント）のガイドＧ３、固定部材Ｔ５、及び支柱ベース２６を含む。ガイドＧ３は、Ｙ方向に平行な長孔として、取り付け部材１４に設けられている。支柱１５は、支柱ベース２６の＋Ｘ側及び－Ｘ側の端部に、ボルト等の固定部材Ｔ４を介して固定されている。支柱１５が取り付けられた支柱ベース２６は、ボルト等の固定部材Ｔ５を介して、取り付け部材１４に取り付けられ、固定部材Ｔ５はガイドＧ３の長孔に嵌めこまれ、ガイドＧ３に沿って移動可能である。この構成により、支柱１５が取り付けられた支柱ベース２６は、取り付け部材１４に対して、Ｙ方向に移動する。また、支柱１５が取り付けられた支柱ベース２６は、固定部材Ｔ５により、ガイドＧ３の任意の位置に固定することができる。上記の構成の場合、押さえ部１２の台座８に対する左右方向の相対位置を連続的に変更することができ、任意の直径の単結晶Ｃに適用させることができる。

【0054】

なお、第２調整部２４は、上記の例の構成に特に限定されず、例えば、切断する単結晶Ｃの大きさがある程度固定されているようであれば、それに合わせ、複数の貫通孔及び固定部材を用いる構成でもよい。

【0055】

本実施形態の押さえ治具Ｚは、上記の第１調整部２３及び第２調整部２４を含む可動機構２２により押さえ部１２の位置を上下方向及び水平方向に調整することにより、押さえ部１２が水平面ＰＬ１に対し上下対称になるように配置され、かつ、垂直面ＰＬ２に左右対称になるように配置されるように、押さえ部１２の位置を可動することができる。上記構成の場合、押さえ部１２の台座８に対する上下方向及び左右方向の相対位置を連続的に変更することができる。

【0056】

図８は、ウエハの大きさを変更した場合の押さえ治具Ｚの動作を示す図である。図８の２点鎖線は、図４に示した直径のウエハＷを押さえ治具Ｚで保持した状態を示す。図８の実線は、図４に示した直径よりも小さいウエハＷを押さえ治具Ｚで保持した時の状態を示す。

【0057】

本実施形態の押さえ治具Ｚは、図４に示すウエハＷよりも直径が小さいウエハＷを固定する場合、図８に実線で示すように、第１調整部２３により押さえ部１２の位置を下方に移動させ、且つ、第２調整部２４により押さえ部１２の位置をウエハＷに近接する方向に移動させる。このように、本実施形態の押さえ治具Ｚは、上記の構成により、単結晶Ｃ大きさが違う、小口径から大口径の結晶や長尺結晶に対応することができる。これにより、本実施形態の押さえ治具Ｚ、１台で、大きさが異なる単結晶Ｃの対応が可能となる。

【0058】

また、本実施形態の押さえ治具Ｚは、４つの押さえ部１２を、水平面ＰＬ１に対して上下対称、且つ、垂直面ＰＬ２に対して左右対称に配置することで、ウエハＷを４ヶ所でほぼ均等にバランスよく固定することが可能となる。押さえ部１２を４ヶ所する場合、ウエハＷをバランスよく確実に固定することができる。また、押さえ部１２は、その両端がアーム１７で固定されているため、押さえ部１２が片側のみで支持部に支持される機構に比べ、複数のウエハＷを中心軸ＡＸ１方向の長さ方向全体にわたり、有効に押さえることが可能となる。また、本実施形態の押さえ治具Ｚは、上記の構成により、簡単に組み立てることができる。

【0059】

なお、押さえ治具Ｚの取り付けは、ワイヤソー装置Ｍ内で単結晶Ｃを切断し、ワイヤソー装置Ｍからスライス台７を取り外す前に行うのが好ましい。この場合、単結晶Ｃを切断して形成した複数のウエハＷを移動させる前にウエハＷを固定するので、単結晶Ｃの切断終了後のウエハＷの接触、倒れ、落下を効果的に抑制することができる。

【0060】

次に、剥離工程について説明する。剥離工程（図１のステップＳ４）は、ウエハＷを台座８から剥離する工程である。図９（Ａ）及び（Ｂ）は、剥離工程の例を示す図である。剥離工程は、ワイヤソー装置Ｍ内で押さえ治具Ｚを付けたスライス台ホルダ６ごと取り外し、スライス台７のウエハＷと台座８との間の接着剤９、及び、台座８とスライス台７と間の接着剤９を剥離させて、ウエハＷを取り出す。

【0061】

上記したように、スライス台７は、ワイヤソー装置Ｍから取り外し、剥離槽Ｔまで運搬し、剥離槽Ｔに浸漬する必要がある。この運搬や移動時に、振動や衝撃によりウエハＷの倒れが発生しやすい。スライス台７をワイヤソー装置Ｍから取り外す際、図２に示すようにスライス台７を上方向からワイヤ３に押し付ける方式の場合、切断により形成されたウエハＷは、スライス台７が上側でウエハＷが下側の状態である。この場合、スライス台７を運搬する時は、スライス台７を１８０°回転する必要があり、この回転時にウエハＷが特に倒れやすい。よって、押さえ治具Ｚは、単結晶Ｃの切断終了後に、ワイヤソー装置Ｍ内でスライス台７を、ワイヤソー装置Ｍから取り外す前に取り付けることが好ましく、押さえ治具Ｚを取り付けることで、上記のような倒れを防止できる。

【0062】

接着剤９の剥離は、接着剤９の種類にもよるが、例えば、エポキシ系の接着剤９の場合は、６０℃～１００℃の温度を掛けることで剥離できる。この場合は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、高温の剥離液ＬＱを満たした剥離槽Ｔの中に、押さえ治具Ｚにより固定したウエハＷ、台座８、及びスライス台７を浸漬することで行われる。この剥離作業においては、押さえ治具Ｚにより固定したウエハＷ、台座８、及びスライス台７を、所定時間、剥離槽Ｔの中に浸漬する。所定時間浸漬させることで接着剤９の接着力を低下させてウエハＷを回収する。なお、接着力が低下するためウエハＷの保持力がさらに低下し、ウエハＷがより倒れ易くなる。このため、押さえ治具Ｚを設置したままで剥離処理を行ってもよい。

【0063】

ウエハＷの取り出しは、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように剥離槽Ｔの中で行っても、剥離槽Ｔから上げて行ってもよい。ウエハＷ取り出しは、例えば、図９（Ａ）に示すように、押さえ治具Ｚの上側押さえ部１２ａを２か所開放し、取り外して行う。これにより、ウエハＷを取り出す側が解放されるとともに、ウエハＷの円周面Ｓｃの下側２点は、下側押さえ部１２ｂにより保持され、さらに、ウエハＷの側方（Ｙ方向）は、押さえ治具Ｚとの隙間が空いているため、ウエハＷを取り出す際にウエハＷの側方（Ｙ方向）が押さえ治具Ｚに干渉することなく、ウエハＷをストレスなく取り出すことが容易になる。

【0064】

なお、ウエハＷの厚みが薄い、あるいはウエハＷ径が大口径のためウエハＷが接触、倒れやすい場合は、図９（Ｂ）に示すように、押さえ部１２の４ヶ所のうち、上側押さえ部１２ａの１つを外し、ウエハＷを残り３ヶ所の押さえ部１２で固定することで、ウエハＷの倒れを防止することができる。この場合、ウエハＷは斜め上方向に持ち上げて取り出すことができる。

【0065】

以上説明したように、本実施形態のウエハＷの押さえ治具Ｚ及びウエハの製造方法は、単結晶の切断終了後から剥離作業までウエハＷを保持するため、ウエハＷの接触、倒れ、落下を抑制することができる。さらに、剥離工程（図１のステップＳ４）においてウエハＷを台座８より分離し、個々に取り外す際、押さえ治具Ｚの一部によりウエハＷを押さえた状態でウエハＷの取り出しを行うことで、個々のウエハＷは押さえ治具Ｚにより個別に押さえられているため、個々にウエハＷを取り出しすることが可能となり、ウエハＷの接触、倒れ、落下による損傷を防止できる。

【実施例】

【0066】

以下、本発明を実施例と比較例に基づき詳細に説明するが、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。

【0067】

［実施例１］
タンタル酸リチウム（以下ＬＴ）の大きさφ１５０ｍｍ長さ１００ｍｍの単結晶Ｃを用意した。厚さ２０ｍｍの台座８にスライス台を、エポキシ系の接着剤９により固定した。その台座８の上に単結晶Ｃのオリフラ部を、台座８の面に合わせてエポキシ系の接着剤９で固定した。

【0068】

次に、単結晶を固定したスライス台をワイヤソー装置に取り付け、ウエハＷに切断した。切断の条件は、ウエハ厚みを０．６ｍｍ、ウエハ間のピッチを０．８５ｍｍとした。

【0069】

切断終了後、押さえ治具Ｚをスライス台７に取り付けた。押さえ治具Ｚの全長はワイヤソー装置Ｍの切断最大長によって変わるため、本試験では、結晶長３００ｍｍに対応できるものを使用した。押さえ治具Ｚは、図４、図５に示すように設置し、第１調整部２３及び第２調整部２４により、押さえ部１２の高さと押さえ部１２の幅（Ｙ方向の位置）を調整後、４か所の押さえ部１２と、４か所の端面押さえ部２７を設置した。また、各押さえ部１２とウエハＷの接触部分、及び端面押さえ部２７とウエハＷの接触する面には、シリコンゴムを設置した。

【0070】

次に、押さえ治具Ｚを設置したスライス台７をワイヤソー装置Ｍから取り外し、リフターで運搬し、剥離槽Ｔにスライス台７を浸漬した。剥離槽Ｔには高温にした剥離液ＬＱを充填し、この剥離液ＬＱを用いて接着剤９を剥離した。その後、図９（Ａ）に示すように、剥離槽Ｔ中で押さえ治具Ｚの単結晶Ｃと台座８を接着した面の反対側の上側押さえ部１２ａを取り外して、ウエハＷを１枚ずつ取り外し、ウエハＷ用キャリアケースに保管した。この間、ウエハＷの倒れ等不具合は発生しなかった。

【0071】

［実施例２］
ＬＴの大きさφ１００ｍｍ長さ２５０ｍｍの単結晶Ｃと、ウエハＷ厚みを０．２８ｍｍ、ウエハＷ間のピッチを０．４２ｍｍとした以外、実施例１と同様の試験を実施した。

【0072】

その結果、切断により形成されたウエハＷを押さえ治具Ｚにより固定することができ、剥離作業では、ウエハＷを１枚ずつ取り外し、不具合が発生することなくウエハＷを回収することができた。

【0073】

［実施例３］
単結晶Ｃをガラス円柱とし、その大きさφ２５０ｍｍ、長さ５０ｍｍとした以外、実施例２と同様に試験を実施した。

【0074】

その結果、切断により形成されたウエハＷを押さえ治具Ｚにより固定することができ、剥離作業では、ウエハＷを１枚ずつ取り外し、不具合が発生することなくウエハＷを回収することができた。

【0075】

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

【符号の説明】

【0076】

Ｃ…単結晶
Ｗ…ウエハ
Ｚ…押さえ治具
Ｍ…ワイヤソー装置
Ｓｃ…円周面（単結晶Ｃ、ウエハＷ）
ＡＸ１…中心軸（単結晶、ウエハ）
ＡＸ２…回転軸（上側アーム）
ＡＸ３…回転軸（下側アーム）
ＡＸ４…回転軸（押さえ部）
ＰＬ１…水平面
ＰＬ２…垂直面
３…ワイヤ
４…ワイヤ列
６…スライス台ホルダ
７…スライス台
８…台座
９…接着剤
Ｒ１～Ｒ３…回転ローラ
１２…押さえ部
１２ａ…上側押さえ部
１２ｂ…下側押さえ部
１４…取り付け部材（アタッチメント）
１５…支柱
１５Ｌ…下側部材
１５Ｕ…上部部材
１７…アーム
１７ａ…上側アーム
１７ｂ…下側アーム
１９…接触部
２０…ガイド部材
２２…可動機構
２３…第１調整部
２４…第２調整部
２６…支柱ベース
２７…端面押さえ部
Ｇ１…ガイド（アーム）
Ｇ２…ガイド（第１調整部）
Ｇ３…ガイド（第２調整部）
Ｔ１…固定部材（取り付け部材）
Ｔ２…固定部材（アーム）
Ｔ３…固定部材（第１調整部）
Ｔ４…固定部材（支柱）
Ｔ５…固定部材（第２調整部）
Ｔ…剥離槽
ＬＱ…剥離液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】