JPH10193338A - 単結晶の切断装置と方法 - Google Patents
単結晶の切断装置と方法Info
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- JPH10193338A JPH10193338A JP9001719A JP171997A JPH10193338A JP H10193338 A JPH10193338 A JP H10193338A JP 9001719 A JP9001719 A JP 9001719A JP 171997 A JP171997 A JP 171997A JP H10193338 A JPH10193338 A JP H10193338A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】単結晶材料からマルチワイヤソーで単結晶ウェ
ハを切り出す際に、希望の結晶方位を有する面の単結晶
ウェハを、簡単かつ高精度で切断し、単結晶材料のロス
と加工工数の低減とにより単結晶ウェハの製造コストを
低減する。 【解決手段】本発明の単結晶の切断方法では、単結晶の
晶癖面にレーザ光を照射し、該晶癖面から反射するレー
ザ光と前記照射レーザ光とのずれから単結晶の方位を検
出して、切断方向を決定する。また、本発明の単結晶の
切断装置では、単結晶を切断する切断機械と、該切断機
械の切断面との相対位置と向きを固定できるレーザ光発
信器と、該レーザ光発信器のレーザ光を単結晶の晶癖面
に照射したときの該レーザ光の反射角度または位置を測
定する装置と、前記反射角度または位置から、希望の結
晶方位を有する面で切断加工を行えるように、前記切断
機械の切断面に対する該単結晶の向きを調整する。
ハを切り出す際に、希望の結晶方位を有する面の単結晶
ウェハを、簡単かつ高精度で切断し、単結晶材料のロス
と加工工数の低減とにより単結晶ウェハの製造コストを
低減する。 【解決手段】本発明の単結晶の切断方法では、単結晶の
晶癖面にレーザ光を照射し、該晶癖面から反射するレー
ザ光と前記照射レーザ光とのずれから単結晶の方位を検
出して、切断方向を決定する。また、本発明の単結晶の
切断装置では、単結晶を切断する切断機械と、該切断機
械の切断面との相対位置と向きを固定できるレーザ光発
信器と、該レーザ光発信器のレーザ光を単結晶の晶癖面
に照射したときの該レーザ光の反射角度または位置を測
定する装置と、前記反射角度または位置から、希望の結
晶方位を有する面で切断加工を行えるように、前記切断
機械の切断面に対する該単結晶の向きを調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面素子や振
動子など、種々の電子部品の材料に使用される、ＬＮ
（ＬｉＮｂＯ3 ）やＬＴ（ＬｉＴａＯ3 ）等の酸化物単
結晶や、あるいはＧａＡｓやＩｎＰなどの化合物半導体
単結晶を、マルチワイヤソー等により特定の結晶方位を
有する面で切断する装置と方法に関する。
動子など、種々の電子部品の材料に使用される、ＬＮ
（ＬｉＮｂＯ3 ）やＬＴ（ＬｉＴａＯ3 ）等の酸化物単
結晶や、あるいはＧａＡｓやＩｎＰなどの化合物半導体
単結晶を、マルチワイヤソー等により特定の結晶方位を
有する面で切断する装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の製造に使用される単結晶材料
には多くの種類がある。しかし、いずれの単結晶材料に
対しても、加工における結晶方位は、基本的かつ重要な
仕様である。特定の結晶方位を持つように、ウェハまた
はペレットに加工されて、電子部品の製造に用いられ
る。
には多くの種類がある。しかし、いずれの単結晶材料に
対しても、加工における結晶方位は、基本的かつ重要な
仕様である。特定の結晶方位を持つように、ウェハまた
はペレットに加工されて、電子部品の製造に用いられ
る。
【０００３】従来、一般的な結晶方位を特定する方法に
は、Ｘ線による回折法を使用していた。この方法では、
結晶試料の（ｈ、ｋ、１）面の面間隔ｄに対して、波長
λのＸ線を照射するとき、次に示すブラッグの条件の式
（１）を満たす入射角度（該面とＸ線との角度）θの方
向で入射した時に、Ｘ線の回折強度が強くなるという原
理を用いて、該面の結晶方位を特定する。
は、Ｘ線による回折法を使用していた。この方法では、
結晶試料の（ｈ、ｋ、１）面の面間隔ｄに対して、波長
λのＸ線を照射するとき、次に示すブラッグの条件の式
（１）を満たす入射角度（該面とＸ線との角度）θの方
向で入射した時に、Ｘ線の回折強度が強くなるという原
理を用いて、該面の結晶方位を特定する。
【０００４】λ＝２ｄ・ｓｉｎθ （１）
【０００５】このＸ線による回折法を利用し、単結晶イ
ンゴットをマルチワイヤソーで切断して、所望の結晶方
位を有する面の単結晶ウェハを得る方法を以下に説明す
る。
ンゴットをマルチワイヤソーで切断して、所望の結晶方
位を有する面の単結晶ウェハを得る方法を以下に説明す
る。
【０００６】被加工材料である単結晶インゴットは一般
に引上法、ブリッジマン法、水熱合成法などにより製造
される。この時、単結晶インゴットは種結晶を使用して
製造することから、大まかな結晶方位は知られている。
に引上法、ブリッジマン法、水熱合成法などにより製造
される。この時、単結晶インゴットは種結晶を使用して
製造することから、大まかな結晶方位は知られている。
【０００７】例えば、ＬＴ（ＬｉＴａＯ3 ）の３６°Ｒ
Ｙ方位を有する面の単結晶ウェハを製造する場合には、
３６°ＲＹ方位を有する面の種結晶を使用し、引上法に
より直径が３インチ（７６．２ｍｍ）〜４インチ（１０
１．６ｍｍ）で、長さが１００〜１５０ｍｍ程度の単結
晶インゴットを得る。該単結晶インゴットを適当な精度
と可変角度幅とを有するゴニオメータに固定し、該単結
晶インゴットの端面から内周切断機などを利用して試験
ウェハを切り出す。前記のＸ線による回折法を適用し、
該試験ウェハの結晶方位を測定し、所望の結晶方位との
角度の偏差を計算する。計算された角度の偏差を基に、
次に切り出す試験ウェハの結晶方位が、所望の結晶方位
となるようにゴニオメータを調整する。再度試験ウェハ
を切り出し、該試験ウェハの結晶方位が要求精度内に収
まるまで、この操作を繰り返す。
Ｙ方位を有する面の単結晶ウェハを製造する場合には、
３６°ＲＹ方位を有する面の種結晶を使用し、引上法に
より直径が３インチ（７６．２ｍｍ）〜４インチ（１０
１．６ｍｍ）で、長さが１００〜１５０ｍｍ程度の単結
晶インゴットを得る。該単結晶インゴットを適当な精度
と可変角度幅とを有するゴニオメータに固定し、該単結
晶インゴットの端面から内周切断機などを利用して試験
ウェハを切り出す。前記のＸ線による回折法を適用し、
該試験ウェハの結晶方位を測定し、所望の結晶方位との
角度の偏差を計算する。計算された角度の偏差を基に、
次に切り出す試験ウェハの結晶方位が、所望の結晶方位
となるようにゴニオメータを調整する。再度試験ウェハ
を切り出し、該試験ウェハの結晶方位が要求精度内に収
まるまで、この操作を繰り返す。
【０００８】ゴニオメータの角度の調整作業の結果、試
験ウェハを切り出した単結晶インゴットの端面の結晶方
位も、所望の結晶方位になっている。この単結晶インゴ
ットの端面を基準面と呼ぶ。
験ウェハを切り出した単結晶インゴットの端面の結晶方
位も、所望の結晶方位になっている。この単結晶インゴ
ットの端面を基準面と呼ぶ。
【０００９】次に、該単結晶インゴットをマルチワイヤ
ソーのワークホルダに固定する。このワークホルダには
角度調整用のゴニオメータが付属している。拡大鏡やマ
イクロメータを用いて、マルチワイヤソーのワイヤが往
復する方向（Ｘ方向）と、切断時に単結晶インゴットの
上昇する方向（Ｙ方向）とで決まる平面（マルチワイヤ
ソーの切断面）が、インゴットの基準面と十分に平行に
なるように、ワークホルダのゴニオメータを調整する。
ゴニオメータの調整作業で、切り出す単結晶ウェハの結
晶方位の精度を得るにはかなりの熟練を要する。調整が
終了した後、ピアノ線で作られたワイヤを往復させつ
つ、ラッピングオイルに添加したシリコンカーバイトの
研磨材をワイヤ流下させながら、単結晶インゴットを上
昇させワイヤを押し当てて切断し、単結晶ウェハを得
る。
ソーのワークホルダに固定する。このワークホルダには
角度調整用のゴニオメータが付属している。拡大鏡やマ
イクロメータを用いて、マルチワイヤソーのワイヤが往
復する方向（Ｘ方向）と、切断時に単結晶インゴットの
上昇する方向（Ｙ方向）とで決まる平面（マルチワイヤ
ソーの切断面）が、インゴットの基準面と十分に平行に
なるように、ワークホルダのゴニオメータを調整する。
ゴニオメータの調整作業で、切り出す単結晶ウェハの結
晶方位の精度を得るにはかなりの熟練を要する。調整が
終了した後、ピアノ線で作られたワイヤを往復させつ
つ、ラッピングオイルに添加したシリコンカーバイトの
研磨材をワイヤ流下させながら、単結晶インゴットを上
昇させワイヤを押し当てて切断し、単結晶ウェハを得
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では以下のような問題があった。 （１）Ｘ線を使用するために、高価な測定装置と特殊な
技術が必要である。 （２）試験ウェハを切り出すために、材料のロスがあ
る。 （３）試験ウェハを切り出すための装置と工数が必要で
ある。 （４）マルチワイヤソーのワークホルダに固定した後、
単結晶の基準面とマルチワイヤソーの切断面とを一致さ
せる調整作業が複雑で、切り出した単結晶ウェハの結晶
方位の精度が低い。
方法では以下のような問題があった。 （１）Ｘ線を使用するために、高価な測定装置と特殊な
技術が必要である。 （２）試験ウェハを切り出すために、材料のロスがあ
る。 （３）試験ウェハを切り出すための装置と工数が必要で
ある。 （４）マルチワイヤソーのワークホルダに固定した後、
単結晶の基準面とマルチワイヤソーの切断面とを一致さ
せる調整作業が複雑で、切り出した単結晶ウェハの結晶
方位の精度が低い。
【００１１】そこで本発明の装置と方法は、単結晶材料
からマルチワイヤソーなどで単結晶ウェハを切り出す際
に、希望の結晶方位を有する面の単結晶ウェハを、簡単
かつ高精度で切断し、単結晶材料のロスと加工工数の低
減とにより単結晶ウェハの製造コストを低減することを
課題としている。
からマルチワイヤソーなどで単結晶ウェハを切り出す際
に、希望の結晶方位を有する面の単結晶ウェハを、簡単
かつ高精度で切断し、単結晶材料のロスと加工工数の低
減とにより単結晶ウェハの製造コストを低減することを
課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の単結晶の切断方法では、単結晶の晶癖面に
レーザ光を照射し、該晶癖面から反射するレーザ光と、
前記照射レーザ光とのずれから単結晶の方位を検出し
て、切断方向を決定する。
め、本発明の単結晶の切断方法では、単結晶の晶癖面に
レーザ光を照射し、該晶癖面から反射するレーザ光と、
前記照射レーザ光とのずれから単結晶の方位を検出し
て、切断方向を決定する。
【００１３】また、本発明の単結晶の切断装置では、単
結晶を切断する切断機械と、該切断機械の切断面に対す
る相対位置と向きを固定できるレーザ光発信器と、該レ
ーザ光発信器のレーザ光を単結晶の晶癖面に照射したと
きの該レーザ光の反射角度または位置を測定する装置
と、前記反射角度または位置から、希望の結晶方位を有
する面で切断加工を行えるように、前記切断機械の切断
面に対する該単結晶の向きを調整する。
結晶を切断する切断機械と、該切断機械の切断面に対す
る相対位置と向きを固定できるレーザ光発信器と、該レ
ーザ光発信器のレーザ光を単結晶の晶癖面に照射したと
きの該レーザ光の反射角度または位置を測定する装置
と、前記反射角度または位置から、希望の結晶方位を有
する面で切断加工を行えるように、前記切断機械の切断
面に対する該単結晶の向きを調整する。
【００１４】
【発明の実施の形態】引上法により育成される単結晶イ
ンゴットは、種類、成長方位、成長に使用する方法、成
長環境により、特徴的な成長形態を示すことが知られて
いる。特に晶癖面（ハビット）と呼ばれる部分は、結晶
に固有な面であり、非常に平滑な形態で結晶表面に現れ
る。例えば、ＬＮやＬＴの単結晶インゴットでは、
（０、１、−２）h 面がこのような形態をとる。
ンゴットは、種類、成長方位、成長に使用する方法、成
長環境により、特徴的な成長形態を示すことが知られて
いる。特に晶癖面（ハビット）と呼ばれる部分は、結晶
に固有な面であり、非常に平滑な形態で結晶表面に現れ
る。例えば、ＬＮやＬＴの単結晶インゴットでは、
（０、１、−２）h 面がこのような形態をとる。
【００１５】晶癖面は非常に平滑であるため、レーザ光
のように指向性の鋭い光を面の法線に対してθの角度で
入射させると、一部の光を−θの方向に正確に反射し、
その指向性も失わない。一般的には、希望の結晶方位を
有する面は、晶癖面と一致しない。ここで、両者のなす
角度差をα°とする。
のように指向性の鋭い光を面の法線に対してθの角度で
入射させると、一部の光を−θの方向に正確に反射し、
その指向性も失わない。一般的には、希望の結晶方位を
有する面は、晶癖面と一致しない。ここで、両者のなす
角度差をα°とする。
【００１６】この角度差α°が比較的小さく、例えば約
１０°以下の場合は、晶癖面に入射したレーザ光の反射
角度を調べることにより、希望の結晶方位を有する面が
晶癖面に対してどのような角度にあるかを知ることがで
きる。
１０°以下の場合は、晶癖面に入射したレーザ光の反射
角度を調べることにより、希望の結晶方位を有する面が
晶癖面に対してどのような角度にあるかを知ることがで
きる。
【００１７】これにより、マルチワイヤソーの切断面と
所望の結晶方位を有する面とを一致させることが容易に
可能となる。
所望の結晶方位を有する面とを一致させることが容易に
可能となる。
【００１８】本発明の実施例を図に基づいて説明すると
以下の通りである。
以下の通りである。
【００１９】図１は、本発明の単結晶インゴットの切断
装置を示す。切断する単結晶１２をマルチワイヤソーの
ワークホルダ１１に設置して切断する。
装置を示す。切断する単結晶１２をマルチワイヤソーの
ワークホルダ１１に設置して切断する。
【００２０】本発明の装置と方法について、３６°ＲＹ
方位を有する面で切断するＬＴ単結晶ウェハの加工に適
用する場合を説明する。該ＬＴ単結晶ウェハは表面弾性
波素子として利用される。
方位を有する面で切断するＬＴ単結晶ウェハの加工に適
用する場合を説明する。該ＬＴ単結晶ウェハは表面弾性
波素子として利用される。
【００２１】説明に先立ち、図３にＬＴの結晶方位の定
義について簡単に触れる。ＬＴは六方晶系に属するが、
慣例としてＸＹＺ座標系で結晶方位が表現される。六方
晶系の基底面とＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸との関係は図３に示す
通りである。また、β°ＲＹ方位を有する面とは、Ｘ軸
を回転軸としてＹ軸をＺ軸方向にβ°だけ回転した軸の
方向に、法線を有する結晶面として定義される。
義について簡単に触れる。ＬＴは六方晶系に属するが、
慣例としてＸＹＺ座標系で結晶方位が表現される。六方
晶系の基底面とＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸との関係は図３に示す
通りである。また、β°ＲＹ方位を有する面とは、Ｘ軸
を回転軸としてＹ軸をＺ軸方向にβ°だけ回転した軸の
方向に、法線を有する結晶面として定義される。
【００２２】ＬＴの単結晶は引上法（ＣＺ法）を使用
し、図４に示すような構成で成長させた。育成には、直
径が１５０ｍｍで、高さが１５０ｍｍで、厚さが３ｍｍ
のイリジウムルツボ１を使用して、約５ｋｇのＬＴ粉末
をイリジウムルツボ１内に充填した。加熱溶解は、高周
波誘導加熱コイル３により行った。育成の雰囲気は２％
の酸素を添加した窒素とした。種結晶１７には３６°Ｒ
Ｙ方位を有する面の単結晶を用いた。そして、直径が３
インチ（７６．２ｍｍ）で、長さが１３０ｍｍの単結晶
インゴット２を得た。この単結晶の底面には図５に示す
ように、直径２０ｍｍ程度の（０、１、−２）h 面の晶
癖面５が明瞭に観察された。この面は３３°ＲＹ方位を
有する。
し、図４に示すような構成で成長させた。育成には、直
径が１５０ｍｍで、高さが１５０ｍｍで、厚さが３ｍｍ
のイリジウムルツボ１を使用して、約５ｋｇのＬＴ粉末
をイリジウムルツボ１内に充填した。加熱溶解は、高周
波誘導加熱コイル３により行った。育成の雰囲気は２％
の酸素を添加した窒素とした。種結晶１７には３６°Ｒ
Ｙ方位を有する面の単結晶を用いた。そして、直径が３
インチ（７６．２ｍｍ）で、長さが１３０ｍｍの単結晶
インゴット２を得た。この単結晶の底面には図５に示す
ように、直径２０ｍｍ程度の（０、１、−２）h 面の晶
癖面５が明瞭に観察された。この面は３３°ＲＹ方位を
有する。
【００２３】得られた単結晶インゴットを熱処理して育
成時に生じた歪みを取り除いた後、約６５０℃でＺ方向
に電圧を印加し、そのまま冷却して結晶の分極方向を揃
えた。
成時に生じた歪みを取り除いた後、約６５０℃でＺ方向
に電圧を印加し、そのまま冷却して結晶の分極方向を揃
えた。
【００２４】種結晶１７とそれに続く増径部分を内周切
断機で切り落とした後、側面を研削加工によって円柱状
に成形（円筒研削）した。さらに、側面にＸ方向を示す
ための面（オリエンテーションフラット）１６を研削に
より設けて側面加工後の単結晶インゴット１２を得た。
なお、Ｘ方向と晶癖面である（０、１、−２）h 面は、
ＬＴの場合平行の関係にある。従って、所望の結晶面
（３６°ＲＹ方位を有する面）と晶癖面はＸ軸を回転軸
として３°ずれていることになる。
断機で切り落とした後、側面を研削加工によって円柱状
に成形（円筒研削）した。さらに、側面にＸ方向を示す
ための面（オリエンテーションフラット）１６を研削に
より設けて側面加工後の単結晶インゴット１２を得た。
なお、Ｘ方向と晶癖面である（０、１、−２）h 面は、
ＬＴの場合平行の関係にある。従って、所望の結晶面
（３６°ＲＹ方位を有する面）と晶癖面はＸ軸を回転軸
として３°ずれていることになる。
【００２５】側面加工後の単結晶インゴット１２をマル
チワイヤソーのワークホルダ１１にワックスで固定し
た。この時、単結晶インゴットのオリエンテーションフ
ラット１６をワークホルダ１１の設置面に乗せて設置
し、また晶癖面５が手前になるようにした。
チワイヤソーのワークホルダ１１にワックスで固定し
た。この時、単結晶インゴットのオリエンテーションフ
ラット１６をワークホルダ１１の設置面に乗せて設置
し、また晶癖面５が手前になるようにした。
【００２６】マルチワイヤソーの切断面は、図２に示す
マルチワイヤソーのワークローラ６を固定しているベー
ス７と平行となるように設計および製造されている。そ
こで数ｍＷ程度で広がり角度が３”以下の指向性の良好
なＨｅ−Ｎｅレーザ光８をマルチワイヤソーのベース７
の表面に固着した平面鏡９に入射させ、反射光が出射口
１４に戻るように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光発信器１０の位
置と向きを調整した。この操作により、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光８はマルチワイヤソーのベース７の法線方向と一致
させることができる。なお、このＨｅ−Ｎｅレーザ光発
信器１０はＨｅ−Ｎｅレーザ光８の出射方向を調整可能
なゴニオメータの上に固定されている。
マルチワイヤソーのワークローラ６を固定しているベー
ス７と平行となるように設計および製造されている。そ
こで数ｍＷ程度で広がり角度が３”以下の指向性の良好
なＨｅ−Ｎｅレーザ光８をマルチワイヤソーのベース７
の表面に固着した平面鏡９に入射させ、反射光が出射口
１４に戻るように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光発信器１０の位
置と向きを調整した。この操作により、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光８はマルチワイヤソーのベース７の法線方向と一致
させることができる。なお、このＨｅ−Ｎｅレーザ光発
信器１０はＨｅ−Ｎｅレーザ光８の出射方向を調整可能
なゴニオメータの上に固定されている。
【００２７】次に、図１に示すように、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光８の出射方向は固定したまま、ワークホルダ１１
に、単結晶インゴット１２をＨｅ−Ｎｅレーザ光８の光
路の間に入れて設置し、単結晶インゴット１２の晶癖面
５でＨｅ−Ｎｅレーザ光８を反射させた。また、反射光
はマルチワイヤソーのベース７に平行なスクリーン１３
に投影した。スクリーン１３により反射光の角度やスク
リーン上の位置を測定できる。
ザ光８の出射方向は固定したまま、ワークホルダ１１
に、単結晶インゴット１２をＨｅ−Ｎｅレーザ光８の光
路の間に入れて設置し、単結晶インゴット１２の晶癖面
５でＨｅ−Ｎｅレーザ光８を反射させた。また、反射光
はマルチワイヤソーのベース７に平行なスクリーン１３
に投影した。スクリーン１３により反射光の角度やスク
リーン上の位置を測定できる。
【００２８】Ｈｅ−Ｎｅレーザ光８の出射口１４と反射
光のスポット１５との距離（ｄＬ）が式（２）の関係を
満たすようにマルチワイヤソーのワークホルダ１１のゴ
ニオメータを調整する。
光のスポット１５との距離（ｄＬ）が式（２）の関係を
満たすようにマルチワイヤソーのワークホルダ１１のゴ
ニオメータを調整する。
【００２９】ｄＬ＝Ｌ・Ｔａｎ２θ （２）
【００３０】ここで、ＬはＨｅ−Ｎｅレーザ光８の出射
口１４から単結晶インゴット１２の晶癖面５までの距離
で本実施例の場合は１ｍとし、θは本実施例の場合は３
°である。本実施例の場合は、Ｘ軸と晶癖面が平行であ
るため、晶癖面５で反射したＨｅ−Ｎｅレーザ光８のス
ポット１５は、水平方向にのみずれているので、スポッ
ト１５が水平方向に１０．５ｃｍの位置となるようにマ
ルチワイヤソーのワークホルダ１１のゴニオメータを調
整した。しかし、一般的には、垂直方向にも距離を有す
るので、それぞれの距離に合わせた調整を行う。
口１４から単結晶インゴット１２の晶癖面５までの距離
で本実施例の場合は１ｍとし、θは本実施例の場合は３
°である。本実施例の場合は、Ｘ軸と晶癖面が平行であ
るため、晶癖面５で反射したＨｅ−Ｎｅレーザ光８のス
ポット１５は、水平方向にのみずれているので、スポッ
ト１５が水平方向に１０．５ｃｍの位置となるようにマ
ルチワイヤソーのワークホルダ１１のゴニオメータを調
整した。しかし、一般的には、垂直方向にも距離を有す
るので、それぞれの距離に合わせた調整を行う。
【００３１】
【実施例】以上のようにマルチワイヤソーのワークホル
ダ１１のゴニオメータの調整を終了した後、通常の条件
で切断を行った。
ダ１１のゴニオメータの調整を終了した後、通常の条件
で切断を行った。
【００３２】切断後、得られた単結晶ウェハの面の結晶
方位の精度をＸ線による回折法で確認したところ、目的
の結晶方位の角度３６°に対する誤差が１５’以下であ
り、仕様である３０’以内に収まっていた。本発明の装
置と方法による実施例の作業時間は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
光発信器１０の位置調整が約５分間、単結晶インゴット
１２を固定したワークホルダ１１の位置調整が約７分間
であった。
方位の精度をＸ線による回折法で確認したところ、目的
の結晶方位の角度３６°に対する誤差が１５’以下であ
り、仕様である３０’以内に収まっていた。本発明の装
置と方法による実施例の作業時間は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
光発信器１０の位置調整が約５分間、単結晶インゴット
１２を固定したワークホルダ１１の位置調整が約７分間
であった。
【００３３】一方、従来の方法では単結晶インゴット１
２の基準面の結晶方位の確認のために、試験ウェハの切
断作業が必要となるため、約５時間を要した。また、得
られた単結晶の面の結晶方位の精度は仕様内に収まった
が、ばらつきが約２倍であった。
２の基準面の結晶方位の確認のために、試験ウェハの切
断作業が必要となるため、約５時間を要した。また、得
られた単結晶の面の結晶方位の精度は仕様内に収まった
が、ばらつきが約２倍であった。
【００３４】
【発明の効果】単結晶からマルチワイヤソーを用いて所
望の結晶方位を有する面の単結晶ウェハを切断する際
に、Ｘ線を用いて試験ウェハの面の結晶方位を確認する
作業と基準面を加工する作業とが必要だが、本発明の装
置と方法によれば不要となり、切断作業が大幅に簡略化
される。それと同時に、基準面を出すために必要とされ
ている単結晶材料のロスが無くなる。また、基準面とマ
ルチワイヤソーの切断面とを一致させる調整が不要とな
り、得られる単結晶ウェハの面の結晶方位の精度が向上
する。
望の結晶方位を有する面の単結晶ウェハを切断する際
に、Ｘ線を用いて試験ウェハの面の結晶方位を確認する
作業と基準面を加工する作業とが必要だが、本発明の装
置と方法によれば不要となり、切断作業が大幅に簡略化
される。それと同時に、基準面を出すために必要とされ
ている単結晶材料のロスが無くなる。また、基準面とマ
ルチワイヤソーの切断面とを一致させる調整が不要とな
り、得られる単結晶ウェハの面の結晶方位の精度が向上
する。
【図１】本発明の単結晶インゴットの切断装置を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の単結晶インゴットの切断装置を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】六方晶系の結晶方位の定義を示す図である。
【図４】単結晶育成法（引上法）の断面図である。
【図５】引上法により製造され、側面加工後の単結晶イ
ンゴットの斜視図である。
ンゴットの斜視図である。
１ イリジウムルツボ ２ 単結晶インゴット ３ 高周波誘導加熱コイル ４ 原料融液 ５ 晶癖面 ６ マルチワイヤソーのワークローラ ７ マルチワイヤソーのベース ８ Ｈｅ−Ｎｅレーザ光 ９ 平面鏡 １０ Ｈｅ−Ｎｅレーザ光発信器 １１ マルチワイヤソーのワークホルダ １２ 側面加工後の単結晶インゴット １３ スクリーン １４ 出射口 １５ スポット １６ オリエンテーションフラット １７ 種結晶
Claims (5)
- 【請求項１】 単結晶の晶癖面にレーザ光を照射し、該
晶癖面から反射するレーザ光と、前記照射レーザ光との
ずれから単結晶の方位を検出して、切断方向を決定する
ことを特徴とする単結晶の切断方法。 - 【請求項２】 単結晶を切断する切断機械と、該切断機
械の切断面に対する相対位置と向きを固定できるレーザ
光発信器と、該レーザ光発信器のレーザ光を単結晶の晶
癖面に照射したときの該レーザ光の反射角度または位置
を測定する装置と、前記反射角度または位置から、希望
の結晶方位を有する面で切断加工を行えるように、前記
切断機械の切断面に対する該単結晶の向きを調整する装
置からなることを特徴とする単結晶の切断装置。 - 【請求項３】 下記の工程により、請求項２に記載の単
結晶の切断装置を用いた切断方法。 （１）前記切断機械に設置した単結晶の晶癖面に対し
て、前記レーザ光発信器のレーザ光を照射し、レーザ光
の反射角度または位置から切断する面の結晶方位を検知
する第１工程。 （２）希望の結晶方位を有する面で切断加工を行えるよ
うに、前記切断機械に対する該単結晶の向きを調整して
固定する第２工程。 （３）該単結晶を切断する第３工程。 - 【請求項４】 前記切断機械に固着した平面鏡を有し、
該平面鏡の反射面が前記切断機械の切断面と平行である
ことを特徴とする請求項２に記載の単結晶の切断装置。 - 【請求項５】 下記の工程により、請求項４に記載の単
結晶の切断装置を用いた切断方法。 （１）前記レーザ光発信器のレーザ光を前記平面鏡に照
射した時、反射光が該レーザ光発信器の出射口に戻るよ
うに、該レーザ光発信器の向きを調整して固定する第１
工程。 （２）該単結晶の晶癖面にレーザ光が照射されるよう
に、単結晶を切断機械に設置する第２工程。 （３）希望の結晶方位を有する面で切断加工が行える際
の、レーザ光の反射角度を予め計算する第３工程。 （４）該単結晶の晶癖面に対して、該レーザ光発信器の
レーザ光を照射し、第３工程で計算した反射角度になる
ように、前記切断機械に対する該単結晶の向きを調整し
固定する第４工程。 （５）該単結晶を切断する第５工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00171997A JP3918216B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 単結晶の切断装置と方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00171997A JP3918216B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 単結晶の切断装置と方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10193338A true JPH10193338A (ja) | 1998-07-28 |
| JP3918216B2 JP3918216B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=11509383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00171997A Expired - Lifetime JP3918216B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 単結晶の切断装置と方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3918216B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-01-08 JP JP00171997A patent/JP3918216B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP3918216B2 (ja) | 2007-05-23 |
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