ダイヤモンドワイヤーソーイング（DWS）は、スラリー切断などの他の技術に比べて多くの利点があるため、半導体インゴットのウェーハ化において確立された技術です。 これらの利点には、より高速で高効率な切断、厚み均一性が向上したより薄いウェーハの製造、（必要に応じて）スラリーリサイクルのためのシリコン屑のろ過が容易であること、および1本の切断ワイヤーを複数回の切断に使用できることなどが挙げられます。
ダイヤモンドワイヤーソーイングでは、ダイヤモンドフレーク（グリット）を浸透させた長さ数百キロメートルにも及ぶワイヤーを切削媒体として使用します。 切断ワイヤーは、ステンレス鋼の芯（直径 80～120 µm）に、ダイヤモンドフレーク（サイズ 8～25 µm）をコーティングし、電気めっきされた Ni 層または樹脂材料の層によってワイヤーに結合させたもので構成されています。
切断直後の DWS ウェーハは肉眼では完璧に見えるかもしれませんが、ダイヤモンドワイヤーおよびインゴット内でのダイヤモンドワイヤーの移動方法（速度や往復運動）は、切断直後のウェーハの品質だけでなく、ラッピング、研削、エッチングなどの後続プロセスにも大きな影響を与えます。 特にPVウェハの場合、切断直後の正方形ウェハの表面下損傷には大きなばらつきが生じる可能性があり、DWSプロセスに続くダメージエッチングおよびテクスチャリングエッチングの工程で、この点を考慮する必要があります。
HR-SPS ツールを使用した SPV 分光法は、切断直後のウェーハの品質に関する直接的な情報を提供します。この手法を使用することで、ワイヤの切断箇所や往復運動の箇所を特定できるほか、表面下損傷の深さに関するマップも作成できます。 非接触かつ高速であるため、この装置をプロセスラインに組み込み、切断直後のウェハーの品質管理（QC）を行うことが可能です。以下に、156 x 156 mm²の擬似正方形DWS PVウェハー（n型単結晶、1～3 Ω・cm）の例を示します。
図 1 は、3 種類の異なる光子エネルギーで照射した n 型 PV ウェハー全体の SPV 高さのマップを示しています。光子のウェハーへの浸透深度は、それぞれ約 0.1、10、100 mm です。 また、ウェハー全体の緩和時間定数（光を消した後、SPV 信号が対数関数的に減衰する時間）も示されています。 SPV マップ（左側）から、ウェハー全体で表面下の損傷の程度が異なることが明らかです。上部は下部よりも表面下の損傷が多く、周辺部も損傷が多くなっています。 これは、切断されるインゴットの周辺部ではワイヤの力が強くなるため、予想されることです。リラクゼーションマップ（右側）では、ウェハーの中心の下、底面に向かって明確なゾーンが見られます。 この明確な中心部は、予想よりも低い緩和時間（-10%）を示しており、おそらくこれが往復運動プロセスの開始点を示している。SPVマップと緩和マップは互いに補完し合い、切断直後のPVウェハーの状態を示す指紋のような情報を提供する。
Fig. 1. SPV maps (right) and relaxation time maps (left) for the same DWS wafer and illuminated with three different energies (wavelengths)
関連ソリューションおよび業界: エピタキシャル層と薄膜
