ウエハ製造装置
【課題】研磨砥液の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石を精度良く切断することができるウエハ製造装置を提供する。
【解決手段】吐出手段５は、各原石１０の上方で研磨砥液３５を貯留する貯留部４０と、貯留部４０を開口しワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出するスリット４２（吐出部）と、を備え、第１方向に沿って複数のスリット４２が形成され、少なくとも一部のスリット４２が閉塞部材５０により閉塞されることで、各原石１０の第１方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しうるようになっていることを特徴とする。
【解決手段】吐出手段５は、各原石１０の上方で研磨砥液３５を貯留する貯留部４０と、貯留部４０を開口しワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出するスリット４２（吐出部）と、を備え、第１方向に沿って複数のスリット４２が形成され、少なくとも一部のスリット４２が閉塞部材５０により閉塞されることで、各原石１０の第１方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しうるようになっていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動するＡＴカット圧電振動片を有するもの等が知られている。
【０００３】
上述した圧電振動片の元となるウエハは、円柱形状や直方体形状の水晶等の原石を、薄く平板状に切断することにより形成される。一つの原石から複数枚のウエハを切り出して形成するが、ウエハを切り出す方法として、ワイヤを利用して原石を薄く切り出す方法が知られている。
【０００４】
ワイヤを利用した方法では、スライス台に単一または複数個の原石を並列に載置した後、ローラ間に螺旋状に巻回されたワイヤを走行させつつ、単一または複数個の原石をワイヤに押圧する。なお、ワイヤを一方向にのみ走行させると、ワイヤの磨耗に偏りが生じて早期のワイヤ断線の原因となるため、一般にワイヤを往復に走行させる。
【０００５】
原石の切断は、原石とワイヤとの接触部（切断面）に研磨砥液を供給しながら行う。ここで、切断面に研磨砥液を供給する方法として、具体的には以下のような方法がある。
例えば、特許文献１では、外周に複数の吐出孔を有する配管部を、原石の中央部の真上に配置し、原石に研磨砥液を吐出している。これにより、切断面に研磨砥液を直接供給することができる。
また、特許文献２では、先端に吐出孔を有する配管部を、原石の両外側に配置し、原石とワイヤとの境界付近で、ワイヤに研磨砥液を吐出している。ワイヤの走行とともに研磨砥液も移動するので、切断面に研磨砥液を供給することができる。なお、前述の通りワイヤを往復に走行させる場合でも、原石の両外側からワイヤに研磨砥液を吐出することにより、切断面に常に研磨砥液を供給することができる。
このように、切断面に研磨砥液を供給することにより、切断面に研磨砥液中の砥粒が入り込んで、砥粒が原石を研削する。これにより、高い加工精度で原石を薄いウエハ状に切り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−８２１７３号公報
【特許文献２】特開平５−２２０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述の通り特許文献１では、原石の中央部の真上から研磨砥液を供給している。この場合、原石の中央部には研磨砥液を十分に供給できるが、原石の端部には研磨砥液を十分に供給できない。特に、複数の原石を配置した場合には、中央部に配置された原石には研磨砥液を十分に供給できるが、端部に配置された原石には研磨砥液を十分に供給できない。したがって、原石の位置によって研磨砥液の供給量にバラつきが生じてしまい、切断面に研磨砥液が十分に行き渡らず、切断面に入り込む砥粒の量にもバラつきが生じてしまう。これにより、切断面の加工精度が低下し、切り出された各ウエハの厚みにバラつきが生じる虞がある。また特許文献１では、切断面に研磨砥液を直接供給しているので、極度に薄いウエハを切り出す場合には、吐出圧によって切り出したウエハが割れる虞がある。
【０００８】
一方、前述の通り特許文献２では、原石の両外側でワイヤに研磨砥液を吐出し、ワイヤの走行とともに研磨砥液を移動させることにより、切断面に研磨砥液を供給している。しかし、ワイヤ走行方向に沿って複数の原石を配置した場合、研磨砥液は両端に配置された原石に多く供給される。このため、中央部に配置された原石まで研磨砥液が移動しきれず、中央付近に配置された原石に研磨砥液を十分に供給できない。したがって、特許文献１の場合と同様に、切断面の加工精度が低下し、切り出された各ウエハの厚みにバラつきが生じる虞がある。
【０００９】
さらに、原石の大きさや配置する原石の個数等を変更した場合には、研磨砥液の吐出位置を変更する必要がある。しかし、特許文献１および特許文献２において研磨砥液の吐出位置を変更するためには、配管部の位置や本数等を変更して再度配管部を配策しなければならず、段取りに手間がかかる。また、原石の個数が特に多い場合等、配管部の位置や本数等の変更により対応できない場合には、ウエハ製造装置自体を変更しなければならない虞もある。
【００１０】
そこで本発明は、研磨砥液の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石を精度良く切断することができるウエハ製造装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明のウエハ製造装置は、第１方向に並んだ複数の原石を、前記第１方向に走行するワイヤで切断することにより、前記各原石から同時にウエハを切り出すウエハ製造装置であって、前記ワイヤに研磨砥液を吐出する吐出手段を備え、前記吐出手段は、前記各原石の上方で前記研磨砥液を貯留する貯留部と、前記貯留部を開口し前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出する吐出部と、を備え、前記第１方向に沿って複数の前記吐出部が形成され、少なくとも一部の前記吐出部が閉塞部材により閉塞されることで、前記各原石の前記第１方向の両外側において前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出しうるようになっていることを特徴とする。
本発明によれば、吐出手段には第１方向に沿って複数の吐出部が形成され、少なくとも一部の吐出部が閉塞部材により閉塞されている。この構成によれば、複数の吐出部のうち、一部を閉塞部材により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液の吐出位置を選択することができる。したがって、原石の大きさや配置する原石の個数等の変更があっても、研磨砥液の吐出位置を容易に変更することができる。また、各原石の第１方向の両外側において、ワイヤに研磨砥液を吐出している。これにより、第１方向に走行するワイヤとともに研磨砥液が移動して、各原石の切断面に到達するので、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせることができる。したがって、各原石を精度良く切断することができる。また、各原石の第１方向の両外側においてワイヤに研磨砥液を吐出することにより、ワイヤを往復に走行させて各原石を切断する場合でも、常に各原石の切断面に研磨砥液を供給することができる。また、各原石に研磨砥液を直接吐出しないので、薄いウエハを切り出すときでも、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。以上のように、研磨砥液の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石を精度良く切断することができる。
【００１２】
また、前記第１方向と交差する方向に、複数本の前記ワイヤが並んで配置され、前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出することが望ましい。
本発明によれば、全てのワイヤに研磨砥液を吐出するので、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせつつ、各原石から複数のウエハを同時に切り出すことができる。
【００１３】
また、前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出し、前記貯留部の底部にはフィルタ部材が配置されていることが望ましい。
フィルタ部材は、研磨砥液が吐出される際に流路抵抗として作用するため、貯留部に貯留される研磨砥液の量を調整することができ、吐出部から吐出される研磨砥液の吐出圧を調整することができる。本発明によれば、研磨砥液の吐出圧を高くすることで、研磨砥液の界面張力により研磨砥液の吐出位置が狭小になるのを抑制することができる。これにより、広範囲に渡って研磨砥液を吐出することができるので、全てのワイヤに研磨砥液を吐出することができ、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせることができる。また、研磨砥液を循環させて使用する場合には、研磨砥液の内部に混入した塵埃をフィルタ部材で捕捉することができる。これにより、切断面に塵埃が入り込むのを防止して、各原石を精度良く切断することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、吐出手段には第１方向に沿って複数の吐出部が形成され、少なくとも一部の吐出部が閉塞部材により閉塞されている。この構成によれば、複数の吐出部のうち、一部を閉塞部材により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液の吐出位置を選択することができる。したがって、原石の大きさや配置する原石の個数等の変更があっても、研磨砥液の吐出位置を容易に変更することができる。また、各原石の第１方向の両外側において、ワイヤに研磨砥液を吐出している。これにより、第１方向に走行するワイヤとともに研磨砥液が移動して、各原石の切断面に到達するので、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせることができる。したがって、各原石を精度良く切断することができる。また、各原石の第１方向の両外側においてワイヤに研磨砥液を吐出することにより、ワイヤを往復に走行させて各原石を切断する場合でも、常に各原石の切断面に研磨砥液を供給することができる。また、各原石に研磨砥液を直接吐出しないので、薄いウエハを切り出すときでも、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。以上のように、研磨砥液の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石を精度良く切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ウエハ製造装置の斜視図である。
【図２】貯留部の平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】研磨砥液の吐出位置を変更したときの説明図である。
【図５】変形例のＢ−Ｂ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（ウエハ製造装置）
以下に、本発明の実施形態のウエハ製造装置につき図面を参照して説明する。
なお、以下の説明ではワイヤの走行方向をＸ方向とし、水平面内でＸ方向に直交する方向をＹ方向としている。また、配置される原石の長手方向をＲ方向とし、配置される原石の幅方向であって水平面内でＲ方向と直交する方向をＳ方向とする。さらに、図面をわかりやすくするために、各部材の縮尺を異ならせている。
図１はウエハ製造装置の斜視図である。
図１に示すように、実施形態のウエハ製造装置１は、Ｘ方向に並んだ複数の原石１０を、Ｘ方向に走行するワイヤ２２で切断することにより、各原石１０から同時にウエハを切り出す装置である。
本実施形態のウエハ製造装置１は、ワイヤソー式の切断装置であって、複数個（本実施形態では３個）の原石１０をセットする原石貼付板１２と、原石１０の上方に配置された回転可能な複数のローラ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）と、各ローラ２０間に巻回された切断用のワイヤ２２とを備えている。
【００１７】
ウエハ製造装置１には原石１０が配置される。原石１０は、水晶等からなる棒状部材である。原石１０は、後に圧電振動片となった際に動作に最も適した方向、いわゆる面内結晶方位を有しているので、面内結晶方位に沿って切断する必要がある。したがって、原石１０は、原石１０の長手方向（Ｒ方向）をＹ方向に対して所定の角度だけ傾けた状態で、Ｘ方向に並べて配置される。さらに、原石１０は、Ｘ方向における両外側に一定間隔を空けた状態で、原石貼付板１２上に複数個セットされる。原石貼付板１２は平坦部を有するワークテーブルであり、後述のとおり原石１０を切断する際には上下方向に移動する。
【００１８】
ローラ２０は、Ｙ方向に延びる略円柱形状のものである。本実施形態の切断装置では、３本のローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備えている。原石貼付板１２の上方には、複数の原石１０が配置される幅よりも広い幅で離間して、Ｘ方向に２本のローラ２０ａ，２０ｂが配置されている。この２本のローラ２０ａ，２０ｂ間で、ワイヤ２２と原石１０とが接触し、原石１０が切断される。また、２本のローラ２０ａ，２０ｂの略中央における上方には１本のローラ２０ｃが配置されている。
【００１９】
各ローラ２０間には、切断用のワイヤ２２が巻回されている。ワイヤ２２は、Ｘ方向に沿って各ローラ２０間に架け渡されており、ワイヤ２２はＸ方向に走行する。
ワイヤ２２は、線径が例えば１６０μｍ程度の高張力線等からなる。本実施形態では、１本のワイヤ２２が不図示のワイヤ供給源から供給され、所定間隔を空けながら複数列にわたって各ローラ２０に巻回されている。具体的には、ワイヤ２２は、ローラ２０ａ，２０ｂ間で原石１０の上面と略平行に架け渡されている。さらに、各ワイヤ２２は、各ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間でＹ方向に沿って、等間隔かつ平行に配列されている。ワイヤ供給源を駆動することにより、各ワイヤ２２がＸ方向に走行する。この状態で原石貼付板を上昇させ、ローラ２０ａ，２０ｂ間に架け渡された各ワイヤ２２に原石１０を押圧することにより、原石１０を切断する。詳細は後述するが、ワイヤの両端部に配置された一対のワイヤ供給源を交互に駆動することにより、Ｘ方向にワイヤ２２を往復走行させて原石１０を切断している。
【００２０】
（貯留部）
図２は貯留部の平面図である。
図３は図１のＡ−Ａ線における断面図である。
図１から図３に示すように、本発明の実施形態のウエハ製造装置１は、各原石１０の上方で研磨砥液３５を貯留する貯留部４０と、貯留部４０を開口しワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出するスリット（吐出部）４２と、を備えている。なお、貯留部４０の上方には、研磨砥液３５の供給配管部４６が配置されており、不図示の研磨砥液供給部から供給配管部４６に研磨砥液３５が供給される。その後、供給配管部４６に設けられた研磨砥液吐出孔から研磨砥液３５が吐出され、貯留部４０に一時的に研磨砥液３５が貯留される。
研磨砥液３５は、炭化珪素等の砥粒にラッピングオイルを適量配合した切削液である。
【００２１】
貯留部４０は、底部４０ａと側壁部４０ｂとを有するアルミ等の金属からなる容器である。図１に示すように、底部４０ａのＸ方向の長さは、各原石１０の配置されている領域のＸ方向における長さよりも長く形成されている。また、底部４０ａは、Ｒ方向においてワイヤ２２が架け渡されている領域よりも長く形成されている。これにより、後述のようにスリット４２を形成することで、各原石１０のＸ方向の両外側において、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しうるようになっている。また、スリット４２から吐出される研磨砥液３５の吐出圧は、研磨砥液３５の粘度、スリット４２の幅および貯留部４０に貯留する研磨砥液３５の貯留量に依存する。したがって、側壁部４０ｂの高さを適宜設定することにより研磨砥液３５の貯留量を変更して、研磨砥液３５の吐出圧を調整することができる。
【００２２】
（吐出部、スリット）
図２に示すように、貯留部４０の底部４０ａに、研磨砥液３５を吐出する吐出部が形成されている。本実施形態では、吐出部として、貯留部４０の底部４０ａにスリット４２が形成されている。
スリット４２は、各原石１０の上方において複数本（本実施形態では２１本）並んで形成されている。
前述のとおり、原石は面内結晶方位を有しているため、原石の長手方向（Ｒ方向）をＹ方向に対して所定の角度だけ傾けた状態でＸ方向に並べて配置される。各原石に研磨砥液を直接吐出することなく、各原石のＸ方向の両外側においてワイヤに研磨砥液を吐出しうるようにするためには、各原石１０のＸ方向の上方において、Ｒ方向に沿ってスリット４２を形成する必要がある。このようにスリット４２を形成することで、研磨砥液３５は各原石１０のＸ方向の両外側において、Ｒ方向に沿って吐出しうるようになる。
スリット４２は、Ｒ方向でワイヤ２２が架け渡されている領域よりも長く形成されている。したがって、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができる。なお、本実施形態のスリット４２のＳ方向の幅は、例えば３ｍｍ程度である。スリット４２の幅を適宜変更することにより、研磨砥液３５の吐出圧を調整することができる。
【００２３】
図２および図３に示すように、本実施形態におけるウエハ製造装置１の吐出手段５は、少なくとも一部のスリット４２が閉塞部材５０により閉塞されている。
図２および図３に示すように、閉塞部材５０は、アルミ等の金属からなる円柱状部材である。閉塞部材５０は、棒状部材を切断することにより形成される。閉塞部材５０の長さは、スリット４２のＲ方向における長さと略同一に形成される。また、閉塞部材５０の直径は、スリット４２のＳ方向における幅よりも大きく形成される。本実施形態では、スリット４２の幅が例えば３ｍｍ程度に形成されるのに対して、閉塞部材５０の直径は例えば５ｍｍ程度で形成される。このように閉塞部材５０は、スリット４２の長さと略同一の長さを有し、スリット４２の幅よりも大きな直径を有するので、閉塞部材５０の下部がスリット４２の上部に嵌り込んで、スリット４２を閉塞することができる。
【００２４】
図１および図３に示すように、本実施形態におけるウエハ製造装置１の吐出手段５は、原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しうるようになっている。
具体的には、図３に示すように、各原石１０の真上のスリット４２に閉塞部材５０を嵌め込むことにより、各原石１０の真上のスリット４２を閉塞する。これにより、各原石１０の真上の閉塞したスリット４２からは研磨砥液３５が吐出されないため、各原石１０に研磨砥液３５が直接吐出しない。一方、閉塞されていないスリット４２からは、研磨砥液３５が、各原石１０のＸ方向の両外側において、Ｒ方向に沿って、ローラ２０ａ，２０ｂ間のワイヤ２２に吐出される。したがって、吐出圧によりウエハが割れるのを防止しつつ、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分に行き渡らせて、各原石１０を精度良く切断することができる。
【００２５】
ところで、原石１０の大きさや配置する原石１０の個数等を変更した場合には、吐出圧によりウエハが割れるのを防止しつつ、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分に行き渡らせるため、研磨砥液３５の吐出位置を変更する必要がある。特許文献１や特許文献２等に記載の配管部を有する吐出手段では、配管部の位置や本数等の変更やウエハ製造装置自体の変更等が必要となっていた。
しかし、本実施形態のウエハ製造装置１の吐出手段では、閉塞部材５０で閉塞するスリット４２を変更することにより、研磨砥液３５の吐出位置を容易に変更することができる。以下に、研磨砥液の吐出位置の変更について詳細を説明する。
【００２６】
図４は研磨砥液の吐出位置を変更したときの説明図である。
図３では、Ｘ方向に沿って原石を３個配置していたが、図４では、原石１０を配置している領域のＸ方向における両端に原石１０ａ，１０ｂを追加することにより原石を５個配置している。
図３のように、Ｘ方向における両端のスリット４２ａ，４２ｂを閉塞したまま、両端に原石１０ａ，１０ｂを追加した場合には、両端のスリット４２ａ，４２ｂから研磨砥液が吐出されない。したがって、原石１０ａ，１０ｂの外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができない。そこで、図４に示すように、Ｘ方向における両端のスリット４２ａ，４２ｂを閉塞している閉塞部材５０を外し、スリット４２ａ，４２ｂを開口して、スリット４２ａ，４２ｂから研磨砥液３５を吐出する。これにより、原石１０ａ，１０ｂの両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができる。したがって、全ての原石１０のＸ方向の両外側において、ワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができるので、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分行き渡らせることができる。
【００２７】
なお、原石１０の個数が増加した場合について説明したが、原石１０の大きさの変更があった場合でも、上述と同様に閉塞部材５０の配置を変更して、閉塞部材５０で閉塞および開口するスリット４２を適宜選択することにより対応ができる。このように、研磨砥液の吐出位置を容易に変更することができる。
【００２８】
（ウエハ製造方法）
次にウエハ製造方法について説明する。
本実施形態のウエハ製造方法は、上述のウエハ製造装置１を使用し、Ｘ方向にワイヤ２２を走行させて原石１０を切断することにより、Ｘ方向に並んだ複数の原石１０から、複数枚のウエハを同時に切り出すものである。
【００２９】
まず、図１に示すように、原石のＸ方向における両外側に一定間隔を空けた状態で、原石貼付板１２上に複数の原石１０をセットする。本実施形態では、接着剤を用いて原石貼付板１２上に原石１０を固定することによりセットしている。
具体的には、まず、ダミーガラス１１を用意し、ダミーガラス１１上に原石１０を接着する。ダミーガラス１１を有しているので、後述のように原石１０を切断する際に、ダミーガラス１１にワイヤ２２を食い込ませて、ダミーガラス１１ごと原石１０を切断することができる。これにより、原石１０を確実に切断することができる。
続いて、ダミーガラス１１を下にして、ダミーガラス１１を原石貼付板１２に接着することにより、ダミーガラス１１を介して原石貼付板１２に原石１０を固定する。ここで、前述のとおり、原石１０は面内結晶方位を有しているので、原石１０の角度調整を行った後、原石貼付板１２に原石１０を接着固定する必要がある。本実施形態では、Ｘ線回析法等により原石１０の切断角度の測定を行いながら、指定の切断角度になるように原石１０の位置を微調整する。
【００３０】
次に、貯留部４０の底部４０ａに形成されたスリット４２のうち、各原石１０の真上のスリット４２に閉塞部材５０を嵌め込む。これにより、各原石１０の真上のスリット４２を閉塞することができる。各原石１０のＸ方向の両外側の上方におけるスリット４２は開口されているので、各原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができる。
【００３１】
次に、不図示のワイヤ供給源を駆動させて、ワイヤ２２を走行させる。ワイヤの両端部に配置された一対のワイヤ供給源を交互に駆動することにより、ワイヤ２２の走行方向を切り替えて、Ｘ方向にワイヤ２２を往復走行させることができる。
【００３２】
次に、図１および図３に示すように、原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出する。具体的には、貯留部４０の底部４０ａに形成された、閉塞部材５０が配置されていないスリット４２から、ローラ２０ａ，２０ｂ間のワイヤ２２に対し研磨砥液３５が吐出される。前述の通り、スリット４２は各原石１０の上方においてＲ方向に沿って形成されており、各原石１０の真上のスリット４２には閉塞部材５０が嵌め込まれている。これにより、各原石１０のＸ方向の両外側において、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しつつ、各原石１０に研磨砥液３５が直接吐出しない。したがって、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分に行き渡らせることができ、各原石１０を精度良く切断することができる。さらに、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。
【００３３】
次に、原石貼付板１２を上昇させ、ローラ２０ａ，２０ｂ間に架け渡されたワイヤ２２に各原石１０を押圧して切断する。各原石１０のＸ方向の両外側に吐出される研磨砥液３５は、ワイヤ２２の走行とともに移動して、各原石１０の切断面に供給される。
切断面に供給される研磨砥液３５には、前述のとおり砥粒が含有されており、原石１０の切断面にワイヤ２２とともに砥粒が入り込んで、砥粒が原石を研削することで原石１０が切断される。
【００３４】
本実施形態では、各原石１０の切断は、ワイヤ２２をＸ方向に往復走行させることにより行う。具体的には、約１０秒程度ワイヤ２２を正方向に走行させた後、ワイヤ２２を逆方向に走行させて各原石１０を切断する。前述の通り、各原石１０のＸ方向の両外側からワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しているので、ワイヤ２２をＸ方向に往復走行させることにより、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を行き渡らせることができる。ここで、前述の通りワイヤ２２は、Ｙ方向に沿って略等間隔かつ平行に配列されている。したがって、各原石１０から複数のウエハを同時に切り出すことができる。
【００３５】
本実施形態によれば、図２に示すように、吐出手段５にはＸ方向に沿って複数のスリット４２が形成され、少なくとも一部のスリット４２が閉塞部材５０により閉塞されている。この構成によれば、複数のスリット４２のうち、一部を閉塞部材５０により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液３５の吐出位置を選択することができる。したがって、原石１０の大きさや配置する原石１０の個数等の変更があっても、研磨砥液３５の吐出位置を容易に変更することができる。また、図１および図３に示すように、各原石１０のＸ方向の両外側において、ワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出している。これにより、Ｘ方向に走行するワイヤ２２とともに研磨砥液３５が移動して、各原石１０の切断面に到達するので、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分行き渡らせることができる。したがって、各原石１０を精度良く切断することができる。また、各原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液を吐出することにより、ワイヤ２２を往復に走行させて各原石１０を切断する場合でも、常に各原石１０の切断面に研磨砥液を供給することができる。また、各原石１０に研磨砥液３５を直接吐出しないので、薄いウエハを切り出すときでも、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。以上のように、研磨砥液３５の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石１０の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石１０を精度良く切断することができる。
【００３６】
以下に、本実施形態の変形例を説明する。
図５は変形例のＢ−Ｂ線における断面図である。
本実施形態の変形例におけるウエハ製造装置１の吐出手段５は、貯留部４０の底部４０ａにフィルタ部材４４が配置されている点で、本実施形態のウエハ製造装置の吐出手段と異なっている。
【００３７】
フィルタ部材４４は、金属ワイヤ等により網目が形成されたメッシュシート状の部材である。本実施形態のフィルタ部材４４は、例えば０．１２ｍｍの直径を有するワイヤにより、例えば０．２０ｍｍ四方の網目が形成されている。フィルタ部材４４は、研磨砥液が吐出される際に流路抵抗として作用する。したがって、フィルタ部材４４の網目の大きさは、研磨砥液３５の粘度や必要な吐出圧等に伴って適宜選択される。また、フィルタ部材４４のＸ方向およびＹ方向における長さは、貯留部４０の底部４０ａのＸ方向およびＹ方向における長さと略同一か、若干短く形成されている。これにより、貯留部４０の底部４０ａの全面にわたってフィルタ部材４４を配置することができる。
【００３８】
フィルタ部材４４は、スリット４２に閉塞部材５０を嵌め込んだ後に配置される。したがって、フィルタ部材４４は閉塞部材５０の上に配置されている。また、前述の実施形態と同様に、複数のスリット４２のうち一部を閉塞部材５０により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液３５の吐出位置を選択している。そして、貯留部４０に貯留された研磨砥液３５は、フィルタ部材４４を介してスリットから、各原石１０のＸ方向の両外側に吐出される。
一般に、研磨砥液３５を吐出すると、吐出中の研磨砥液３５の表面積を小さくしようとする力、いわゆる界面張力が働く。したがって、フィルタ部材が存在しない場合には、Ｒ方向に吐出位置Ｌ２を有するスリット４２から研磨砥液３５を吐出すると、下方にいくにつれて研磨砥液３５の吐出位置は狭小になる。この傾向は、研磨砥液３５の吐出圧が低いほど顕著である。研磨砥液３５のＲ方向における吐出位置が狭小になりすぎると、両端に配置されたワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出できなくなり、各原石１０のＲ方向の端部における切断面に研磨砥液３５を供給することができなくなる虞がある。
【００３９】
しかし、本実施形態の変形例では、図５に示すように、貯留部４０の底部４０ａにフィルタ部材４４が配置されている。このフィルタ部材４４は、研磨砥液３５が吐出される際に、流路抵抗として作用する。したがって、フィルタ部材４４を貯留部４０の底部４０ａに配置することにより、貯留部に貯留される研磨砥液３５の量を調整することができ、スリット４２から吐出される研磨砥液３５の吐出圧を高くすることができる。これにより、界面張力により研磨砥液３５の吐出位置が狭小になるのを抑制することができる。具体的には、図５に示すように、吐出された研磨砥液３５が原石貼付板１２に到達した際に、例えばワイヤ２２の配置される範囲よりも広い吐出位置Ｌ１を有するように、研磨砥液３５の吐出圧を高くする。これにより、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができるので、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分行き渡らせることができる。
【００４０】
また、一般にウエハ製造装置では、吐出した研磨砥液３５を循環させて再使用する。このとき、再使用する研磨砥液３５の内部には、原石１０をワイヤ２２で切断した時のワイヤ２２の磨耗粉や原石１０の破片等の塵埃が混入している。しかし、本実施形態の変形例では、フィルタ部材４４を介して研磨砥液３５を吐出しているので、循環する研磨砥液３５の内部に混入した塵埃をフィルタ部材で捕捉することができる。これにより、研磨砥液３５を循環させて再使用しても、原石１０の切断面に塵埃が入り込むのを防止することができる。したがって、原石１０を精度良く切断することができる。
【００４１】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、アルミ等の金属からなる円柱状部材でスリット（吐出部）を閉塞している。しかし、例えば平板部材や直方体の部材でスリットを閉塞してもよい。また、閉塞部材を樹脂等で成型してもよい。
【００４２】
本実施形態の変形例では、閉塞部材の上にフィルタ部材を配置しているため、貯留部の底部とフィルタ部材との間に隙間が若干生じている。ここで、例えば、平板部材のように、スリット上方への突出量が小さくなるような閉塞部材を使用することにより、貯留部の底部とフィルタ部材との間に隙間をさらに減らしつつ、スリットを覆うようにフィルタ部材を配置できる。これにより、スリットから吐出される研磨砥液の吐出圧をさらに高くすることができるので、研磨砥液の吐出範囲が狭小になるのをさらに抑制することができる。
【００４３】
本実施形態では、１本の閉塞部材により１本のスリットを閉塞している。しかし、例えば、平板部材を用いることにより、１個の閉塞部材により複数のスリットを閉塞してもよい。これにより、複数のスリットを極めて簡単に閉塞することができる。ただし、スリットの閉塞および開口を多様に組み合わせることができ、様々な原石の配置形態に対応できる点で本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・ウエハ製造装置 ５・・・吐出手段 １０・・・原石 ２２・・・ワイヤ ３５・・・研磨砥液 ４０・・・貯留部 ４０ａ・・・底部 ４２・・・スリット（吐出部） ４４・・・フィルタ部材 ５０・・・閉塞部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動するＡＴカット圧電振動片を有するもの等が知られている。
【０００３】
上述した圧電振動片の元となるウエハは、円柱形状や直方体形状の水晶等の原石を、薄く平板状に切断することにより形成される。一つの原石から複数枚のウエハを切り出して形成するが、ウエハを切り出す方法として、ワイヤを利用して原石を薄く切り出す方法が知られている。
【０００４】
ワイヤを利用した方法では、スライス台に単一または複数個の原石を並列に載置した後、ローラ間に螺旋状に巻回されたワイヤを走行させつつ、単一または複数個の原石をワイヤに押圧する。なお、ワイヤを一方向にのみ走行させると、ワイヤの磨耗に偏りが生じて早期のワイヤ断線の原因となるため、一般にワイヤを往復に走行させる。
【０００５】
原石の切断は、原石とワイヤとの接触部（切断面）に研磨砥液を供給しながら行う。ここで、切断面に研磨砥液を供給する方法として、具体的には以下のような方法がある。
例えば、特許文献１では、外周に複数の吐出孔を有する配管部を、原石の中央部の真上に配置し、原石に研磨砥液を吐出している。これにより、切断面に研磨砥液を直接供給することができる。
また、特許文献２では、先端に吐出孔を有する配管部を、原石の両外側に配置し、原石とワイヤとの境界付近で、ワイヤに研磨砥液を吐出している。ワイヤの走行とともに研磨砥液も移動するので、切断面に研磨砥液を供給することができる。なお、前述の通りワイヤを往復に走行させる場合でも、原石の両外側からワイヤに研磨砥液を吐出することにより、切断面に常に研磨砥液を供給することができる。
このように、切断面に研磨砥液を供給することにより、切断面に研磨砥液中の砥粒が入り込んで、砥粒が原石を研削する。これにより、高い加工精度で原石を薄いウエハ状に切り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−８２１７３号公報
【特許文献２】特開平５−２２０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述の通り特許文献１では、原石の中央部の真上から研磨砥液を供給している。この場合、原石の中央部には研磨砥液を十分に供給できるが、原石の端部には研磨砥液を十分に供給できない。特に、複数の原石を配置した場合には、中央部に配置された原石には研磨砥液を十分に供給できるが、端部に配置された原石には研磨砥液を十分に供給できない。したがって、原石の位置によって研磨砥液の供給量にバラつきが生じてしまい、切断面に研磨砥液が十分に行き渡らず、切断面に入り込む砥粒の量にもバラつきが生じてしまう。これにより、切断面の加工精度が低下し、切り出された各ウエハの厚みにバラつきが生じる虞がある。また特許文献１では、切断面に研磨砥液を直接供給しているので、極度に薄いウエハを切り出す場合には、吐出圧によって切り出したウエハが割れる虞がある。
【０００８】
一方、前述の通り特許文献２では、原石の両外側でワイヤに研磨砥液を吐出し、ワイヤの走行とともに研磨砥液を移動させることにより、切断面に研磨砥液を供給している。しかし、ワイヤ走行方向に沿って複数の原石を配置した場合、研磨砥液は両端に配置された原石に多く供給される。このため、中央部に配置された原石まで研磨砥液が移動しきれず、中央付近に配置された原石に研磨砥液を十分に供給できない。したがって、特許文献１の場合と同様に、切断面の加工精度が低下し、切り出された各ウエハの厚みにバラつきが生じる虞がある。
【０００９】
さらに、原石の大きさや配置する原石の個数等を変更した場合には、研磨砥液の吐出位置を変更する必要がある。しかし、特許文献１および特許文献２において研磨砥液の吐出位置を変更するためには、配管部の位置や本数等を変更して再度配管部を配策しなければならず、段取りに手間がかかる。また、原石の個数が特に多い場合等、配管部の位置や本数等の変更により対応できない場合には、ウエハ製造装置自体を変更しなければならない虞もある。
【００１０】
そこで本発明は、研磨砥液の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石を精度良く切断することができるウエハ製造装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明のウエハ製造装置は、第１方向に並んだ複数の原石を、前記第１方向に走行するワイヤで切断することにより、前記各原石から同時にウエハを切り出すウエハ製造装置であって、前記ワイヤに研磨砥液を吐出する吐出手段を備え、前記吐出手段は、前記各原石の上方で前記研磨砥液を貯留する貯留部と、前記貯留部を開口し前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出する吐出部と、を備え、前記第１方向に沿って複数の前記吐出部が形成され、少なくとも一部の前記吐出部が閉塞部材により閉塞されることで、前記各原石の前記第１方向の両外側において前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出しうるようになっていることを特徴とする。
本発明によれば、吐出手段には第１方向に沿って複数の吐出部が形成され、少なくとも一部の吐出部が閉塞部材により閉塞されている。この構成によれば、複数の吐出部のうち、一部を閉塞部材により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液の吐出位置を選択することができる。したがって、原石の大きさや配置する原石の個数等の変更があっても、研磨砥液の吐出位置を容易に変更することができる。また、各原石の第１方向の両外側において、ワイヤに研磨砥液を吐出している。これにより、第１方向に走行するワイヤとともに研磨砥液が移動して、各原石の切断面に到達するので、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせることができる。したがって、各原石を精度良く切断することができる。また、各原石の第１方向の両外側においてワイヤに研磨砥液を吐出することにより、ワイヤを往復に走行させて各原石を切断する場合でも、常に各原石の切断面に研磨砥液を供給することができる。また、各原石に研磨砥液を直接吐出しないので、薄いウエハを切り出すときでも、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。以上のように、研磨砥液の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石を精度良く切断することができる。
【００１２】
また、前記第１方向と交差する方向に、複数本の前記ワイヤが並んで配置され、前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出することが望ましい。
本発明によれば、全てのワイヤに研磨砥液を吐出するので、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせつつ、各原石から複数のウエハを同時に切り出すことができる。
【００１３】
また、前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出し、前記貯留部の底部にはフィルタ部材が配置されていることが望ましい。
フィルタ部材は、研磨砥液が吐出される際に流路抵抗として作用するため、貯留部に貯留される研磨砥液の量を調整することができ、吐出部から吐出される研磨砥液の吐出圧を調整することができる。本発明によれば、研磨砥液の吐出圧を高くすることで、研磨砥液の界面張力により研磨砥液の吐出位置が狭小になるのを抑制することができる。これにより、広範囲に渡って研磨砥液を吐出することができるので、全てのワイヤに研磨砥液を吐出することができ、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせることができる。また、研磨砥液を循環させて使用する場合には、研磨砥液の内部に混入した塵埃をフィルタ部材で捕捉することができる。これにより、切断面に塵埃が入り込むのを防止して、各原石を精度良く切断することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、吐出手段には第１方向に沿って複数の吐出部が形成され、少なくとも一部の吐出部が閉塞部材により閉塞されている。この構成によれば、複数の吐出部のうち、一部を閉塞部材により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液の吐出位置を選択することができる。したがって、原石の大きさや配置する原石の個数等の変更があっても、研磨砥液の吐出位置を容易に変更することができる。また、各原石の第１方向の両外側において、ワイヤに研磨砥液を吐出している。これにより、第１方向に走行するワイヤとともに研磨砥液が移動して、各原石の切断面に到達するので、全ての原石の切断面に研磨砥液を十分行き渡らせることができる。したがって、各原石を精度良く切断することができる。また、各原石の第１方向の両外側においてワイヤに研磨砥液を吐出することにより、ワイヤを往復に走行させて各原石を切断する場合でも、常に各原石の切断面に研磨砥液を供給することができる。また、各原石に研磨砥液を直接吐出しないので、薄いウエハを切り出すときでも、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。以上のように、研磨砥液の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石を精度良く切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ウエハ製造装置の斜視図である。
【図２】貯留部の平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】研磨砥液の吐出位置を変更したときの説明図である。
【図５】変形例のＢ−Ｂ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（ウエハ製造装置）
以下に、本発明の実施形態のウエハ製造装置につき図面を参照して説明する。
なお、以下の説明ではワイヤの走行方向をＸ方向とし、水平面内でＸ方向に直交する方向をＹ方向としている。また、配置される原石の長手方向をＲ方向とし、配置される原石の幅方向であって水平面内でＲ方向と直交する方向をＳ方向とする。さらに、図面をわかりやすくするために、各部材の縮尺を異ならせている。
図１はウエハ製造装置の斜視図である。
図１に示すように、実施形態のウエハ製造装置１は、Ｘ方向に並んだ複数の原石１０を、Ｘ方向に走行するワイヤ２２で切断することにより、各原石１０から同時にウエハを切り出す装置である。
本実施形態のウエハ製造装置１は、ワイヤソー式の切断装置であって、複数個（本実施形態では３個）の原石１０をセットする原石貼付板１２と、原石１０の上方に配置された回転可能な複数のローラ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）と、各ローラ２０間に巻回された切断用のワイヤ２２とを備えている。
【００１７】
ウエハ製造装置１には原石１０が配置される。原石１０は、水晶等からなる棒状部材である。原石１０は、後に圧電振動片となった際に動作に最も適した方向、いわゆる面内結晶方位を有しているので、面内結晶方位に沿って切断する必要がある。したがって、原石１０は、原石１０の長手方向（Ｒ方向）をＹ方向に対して所定の角度だけ傾けた状態で、Ｘ方向に並べて配置される。さらに、原石１０は、Ｘ方向における両外側に一定間隔を空けた状態で、原石貼付板１２上に複数個セットされる。原石貼付板１２は平坦部を有するワークテーブルであり、後述のとおり原石１０を切断する際には上下方向に移動する。
【００１８】
ローラ２０は、Ｙ方向に延びる略円柱形状のものである。本実施形態の切断装置では、３本のローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備えている。原石貼付板１２の上方には、複数の原石１０が配置される幅よりも広い幅で離間して、Ｘ方向に２本のローラ２０ａ，２０ｂが配置されている。この２本のローラ２０ａ，２０ｂ間で、ワイヤ２２と原石１０とが接触し、原石１０が切断される。また、２本のローラ２０ａ，２０ｂの略中央における上方には１本のローラ２０ｃが配置されている。
【００１９】
各ローラ２０間には、切断用のワイヤ２２が巻回されている。ワイヤ２２は、Ｘ方向に沿って各ローラ２０間に架け渡されており、ワイヤ２２はＸ方向に走行する。
ワイヤ２２は、線径が例えば１６０μｍ程度の高張力線等からなる。本実施形態では、１本のワイヤ２２が不図示のワイヤ供給源から供給され、所定間隔を空けながら複数列にわたって各ローラ２０に巻回されている。具体的には、ワイヤ２２は、ローラ２０ａ，２０ｂ間で原石１０の上面と略平行に架け渡されている。さらに、各ワイヤ２２は、各ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間でＹ方向に沿って、等間隔かつ平行に配列されている。ワイヤ供給源を駆動することにより、各ワイヤ２２がＸ方向に走行する。この状態で原石貼付板を上昇させ、ローラ２０ａ，２０ｂ間に架け渡された各ワイヤ２２に原石１０を押圧することにより、原石１０を切断する。詳細は後述するが、ワイヤの両端部に配置された一対のワイヤ供給源を交互に駆動することにより、Ｘ方向にワイヤ２２を往復走行させて原石１０を切断している。
【００２０】
（貯留部）
図２は貯留部の平面図である。
図３は図１のＡ−Ａ線における断面図である。
図１から図３に示すように、本発明の実施形態のウエハ製造装置１は、各原石１０の上方で研磨砥液３５を貯留する貯留部４０と、貯留部４０を開口しワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出するスリット（吐出部）４２と、を備えている。なお、貯留部４０の上方には、研磨砥液３５の供給配管部４６が配置されており、不図示の研磨砥液供給部から供給配管部４６に研磨砥液３５が供給される。その後、供給配管部４６に設けられた研磨砥液吐出孔から研磨砥液３５が吐出され、貯留部４０に一時的に研磨砥液３５が貯留される。
研磨砥液３５は、炭化珪素等の砥粒にラッピングオイルを適量配合した切削液である。
【００２１】
貯留部４０は、底部４０ａと側壁部４０ｂとを有するアルミ等の金属からなる容器である。図１に示すように、底部４０ａのＸ方向の長さは、各原石１０の配置されている領域のＸ方向における長さよりも長く形成されている。また、底部４０ａは、Ｒ方向においてワイヤ２２が架け渡されている領域よりも長く形成されている。これにより、後述のようにスリット４２を形成することで、各原石１０のＸ方向の両外側において、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しうるようになっている。また、スリット４２から吐出される研磨砥液３５の吐出圧は、研磨砥液３５の粘度、スリット４２の幅および貯留部４０に貯留する研磨砥液３５の貯留量に依存する。したがって、側壁部４０ｂの高さを適宜設定することにより研磨砥液３５の貯留量を変更して、研磨砥液３５の吐出圧を調整することができる。
【００２２】
（吐出部、スリット）
図２に示すように、貯留部４０の底部４０ａに、研磨砥液３５を吐出する吐出部が形成されている。本実施形態では、吐出部として、貯留部４０の底部４０ａにスリット４２が形成されている。
スリット４２は、各原石１０の上方において複数本（本実施形態では２１本）並んで形成されている。
前述のとおり、原石は面内結晶方位を有しているため、原石の長手方向（Ｒ方向）をＹ方向に対して所定の角度だけ傾けた状態でＸ方向に並べて配置される。各原石に研磨砥液を直接吐出することなく、各原石のＸ方向の両外側においてワイヤに研磨砥液を吐出しうるようにするためには、各原石１０のＸ方向の上方において、Ｒ方向に沿ってスリット４２を形成する必要がある。このようにスリット４２を形成することで、研磨砥液３５は各原石１０のＸ方向の両外側において、Ｒ方向に沿って吐出しうるようになる。
スリット４２は、Ｒ方向でワイヤ２２が架け渡されている領域よりも長く形成されている。したがって、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができる。なお、本実施形態のスリット４２のＳ方向の幅は、例えば３ｍｍ程度である。スリット４２の幅を適宜変更することにより、研磨砥液３５の吐出圧を調整することができる。
【００２３】
図２および図３に示すように、本実施形態におけるウエハ製造装置１の吐出手段５は、少なくとも一部のスリット４２が閉塞部材５０により閉塞されている。
図２および図３に示すように、閉塞部材５０は、アルミ等の金属からなる円柱状部材である。閉塞部材５０は、棒状部材を切断することにより形成される。閉塞部材５０の長さは、スリット４２のＲ方向における長さと略同一に形成される。また、閉塞部材５０の直径は、スリット４２のＳ方向における幅よりも大きく形成される。本実施形態では、スリット４２の幅が例えば３ｍｍ程度に形成されるのに対して、閉塞部材５０の直径は例えば５ｍｍ程度で形成される。このように閉塞部材５０は、スリット４２の長さと略同一の長さを有し、スリット４２の幅よりも大きな直径を有するので、閉塞部材５０の下部がスリット４２の上部に嵌り込んで、スリット４２を閉塞することができる。
【００２４】
図１および図３に示すように、本実施形態におけるウエハ製造装置１の吐出手段５は、原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しうるようになっている。
具体的には、図３に示すように、各原石１０の真上のスリット４２に閉塞部材５０を嵌め込むことにより、各原石１０の真上のスリット４２を閉塞する。これにより、各原石１０の真上の閉塞したスリット４２からは研磨砥液３５が吐出されないため、各原石１０に研磨砥液３５が直接吐出しない。一方、閉塞されていないスリット４２からは、研磨砥液３５が、各原石１０のＸ方向の両外側において、Ｒ方向に沿って、ローラ２０ａ，２０ｂ間のワイヤ２２に吐出される。したがって、吐出圧によりウエハが割れるのを防止しつつ、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分に行き渡らせて、各原石１０を精度良く切断することができる。
【００２５】
ところで、原石１０の大きさや配置する原石１０の個数等を変更した場合には、吐出圧によりウエハが割れるのを防止しつつ、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分に行き渡らせるため、研磨砥液３５の吐出位置を変更する必要がある。特許文献１や特許文献２等に記載の配管部を有する吐出手段では、配管部の位置や本数等の変更やウエハ製造装置自体の変更等が必要となっていた。
しかし、本実施形態のウエハ製造装置１の吐出手段では、閉塞部材５０で閉塞するスリット４２を変更することにより、研磨砥液３５の吐出位置を容易に変更することができる。以下に、研磨砥液の吐出位置の変更について詳細を説明する。
【００２６】
図４は研磨砥液の吐出位置を変更したときの説明図である。
図３では、Ｘ方向に沿って原石を３個配置していたが、図４では、原石１０を配置している領域のＸ方向における両端に原石１０ａ，１０ｂを追加することにより原石を５個配置している。
図３のように、Ｘ方向における両端のスリット４２ａ，４２ｂを閉塞したまま、両端に原石１０ａ，１０ｂを追加した場合には、両端のスリット４２ａ，４２ｂから研磨砥液が吐出されない。したがって、原石１０ａ，１０ｂの外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができない。そこで、図４に示すように、Ｘ方向における両端のスリット４２ａ，４２ｂを閉塞している閉塞部材５０を外し、スリット４２ａ，４２ｂを開口して、スリット４２ａ，４２ｂから研磨砥液３５を吐出する。これにより、原石１０ａ，１０ｂの両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができる。したがって、全ての原石１０のＸ方向の両外側において、ワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができるので、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分行き渡らせることができる。
【００２７】
なお、原石１０の個数が増加した場合について説明したが、原石１０の大きさの変更があった場合でも、上述と同様に閉塞部材５０の配置を変更して、閉塞部材５０で閉塞および開口するスリット４２を適宜選択することにより対応ができる。このように、研磨砥液の吐出位置を容易に変更することができる。
【００２８】
（ウエハ製造方法）
次にウエハ製造方法について説明する。
本実施形態のウエハ製造方法は、上述のウエハ製造装置１を使用し、Ｘ方向にワイヤ２２を走行させて原石１０を切断することにより、Ｘ方向に並んだ複数の原石１０から、複数枚のウエハを同時に切り出すものである。
【００２９】
まず、図１に示すように、原石のＸ方向における両外側に一定間隔を空けた状態で、原石貼付板１２上に複数の原石１０をセットする。本実施形態では、接着剤を用いて原石貼付板１２上に原石１０を固定することによりセットしている。
具体的には、まず、ダミーガラス１１を用意し、ダミーガラス１１上に原石１０を接着する。ダミーガラス１１を有しているので、後述のように原石１０を切断する際に、ダミーガラス１１にワイヤ２２を食い込ませて、ダミーガラス１１ごと原石１０を切断することができる。これにより、原石１０を確実に切断することができる。
続いて、ダミーガラス１１を下にして、ダミーガラス１１を原石貼付板１２に接着することにより、ダミーガラス１１を介して原石貼付板１２に原石１０を固定する。ここで、前述のとおり、原石１０は面内結晶方位を有しているので、原石１０の角度調整を行った後、原石貼付板１２に原石１０を接着固定する必要がある。本実施形態では、Ｘ線回析法等により原石１０の切断角度の測定を行いながら、指定の切断角度になるように原石１０の位置を微調整する。
【００３０】
次に、貯留部４０の底部４０ａに形成されたスリット４２のうち、各原石１０の真上のスリット４２に閉塞部材５０を嵌め込む。これにより、各原石１０の真上のスリット４２を閉塞することができる。各原石１０のＸ方向の両外側の上方におけるスリット４２は開口されているので、各原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができる。
【００３１】
次に、不図示のワイヤ供給源を駆動させて、ワイヤ２２を走行させる。ワイヤの両端部に配置された一対のワイヤ供給源を交互に駆動することにより、ワイヤ２２の走行方向を切り替えて、Ｘ方向にワイヤ２２を往復走行させることができる。
【００３２】
次に、図１および図３に示すように、原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出する。具体的には、貯留部４０の底部４０ａに形成された、閉塞部材５０が配置されていないスリット４２から、ローラ２０ａ，２０ｂ間のワイヤ２２に対し研磨砥液３５が吐出される。前述の通り、スリット４２は各原石１０の上方においてＲ方向に沿って形成されており、各原石１０の真上のスリット４２には閉塞部材５０が嵌め込まれている。これにより、各原石１０のＸ方向の両外側において、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しつつ、各原石１０に研磨砥液３５が直接吐出しない。したがって、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分に行き渡らせることができ、各原石１０を精度良く切断することができる。さらに、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。
【００３３】
次に、原石貼付板１２を上昇させ、ローラ２０ａ，２０ｂ間に架け渡されたワイヤ２２に各原石１０を押圧して切断する。各原石１０のＸ方向の両外側に吐出される研磨砥液３５は、ワイヤ２２の走行とともに移動して、各原石１０の切断面に供給される。
切断面に供給される研磨砥液３５には、前述のとおり砥粒が含有されており、原石１０の切断面にワイヤ２２とともに砥粒が入り込んで、砥粒が原石を研削することで原石１０が切断される。
【００３４】
本実施形態では、各原石１０の切断は、ワイヤ２２をＸ方向に往復走行させることにより行う。具体的には、約１０秒程度ワイヤ２２を正方向に走行させた後、ワイヤ２２を逆方向に走行させて各原石１０を切断する。前述の通り、各原石１０のＸ方向の両外側からワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出しているので、ワイヤ２２をＸ方向に往復走行させることにより、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を行き渡らせることができる。ここで、前述の通りワイヤ２２は、Ｙ方向に沿って略等間隔かつ平行に配列されている。したがって、各原石１０から複数のウエハを同時に切り出すことができる。
【００３５】
本実施形態によれば、図２に示すように、吐出手段５にはＸ方向に沿って複数のスリット４２が形成され、少なくとも一部のスリット４２が閉塞部材５０により閉塞されている。この構成によれば、複数のスリット４２のうち、一部を閉塞部材５０により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液３５の吐出位置を選択することができる。したがって、原石１０の大きさや配置する原石１０の個数等の変更があっても、研磨砥液３５の吐出位置を容易に変更することができる。また、図１および図３に示すように、各原石１０のＸ方向の両外側において、ワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出している。これにより、Ｘ方向に走行するワイヤ２２とともに研磨砥液３５が移動して、各原石１０の切断面に到達するので、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分行き渡らせることができる。したがって、各原石１０を精度良く切断することができる。また、各原石１０のＸ方向の両外側においてワイヤ２２に研磨砥液を吐出することにより、ワイヤ２２を往復に走行させて各原石１０を切断する場合でも、常に各原石１０の切断面に研磨砥液を供給することができる。また、各原石１０に研磨砥液３５を直接吐出しないので、薄いウエハを切り出すときでも、吐出圧によりウエハが割れるのを防止することができる。以上のように、研磨砥液３５の吐出位置を容易に変更でき、かつ全ての原石１０の切断面に研磨砥液を十分に行き渡らせて、各原石１０を精度良く切断することができる。
【００３６】
以下に、本実施形態の変形例を説明する。
図５は変形例のＢ−Ｂ線における断面図である。
本実施形態の変形例におけるウエハ製造装置１の吐出手段５は、貯留部４０の底部４０ａにフィルタ部材４４が配置されている点で、本実施形態のウエハ製造装置の吐出手段と異なっている。
【００３７】
フィルタ部材４４は、金属ワイヤ等により網目が形成されたメッシュシート状の部材である。本実施形態のフィルタ部材４４は、例えば０．１２ｍｍの直径を有するワイヤにより、例えば０．２０ｍｍ四方の網目が形成されている。フィルタ部材４４は、研磨砥液が吐出される際に流路抵抗として作用する。したがって、フィルタ部材４４の網目の大きさは、研磨砥液３５の粘度や必要な吐出圧等に伴って適宜選択される。また、フィルタ部材４４のＸ方向およびＹ方向における長さは、貯留部４０の底部４０ａのＸ方向およびＹ方向における長さと略同一か、若干短く形成されている。これにより、貯留部４０の底部４０ａの全面にわたってフィルタ部材４４を配置することができる。
【００３８】
フィルタ部材４４は、スリット４２に閉塞部材５０を嵌め込んだ後に配置される。したがって、フィルタ部材４４は閉塞部材５０の上に配置されている。また、前述の実施形態と同様に、複数のスリット４２のうち一部を閉塞部材５０により閉塞し、残部を開口することで、研磨砥液３５の吐出位置を選択している。そして、貯留部４０に貯留された研磨砥液３５は、フィルタ部材４４を介してスリットから、各原石１０のＸ方向の両外側に吐出される。
一般に、研磨砥液３５を吐出すると、吐出中の研磨砥液３５の表面積を小さくしようとする力、いわゆる界面張力が働く。したがって、フィルタ部材が存在しない場合には、Ｒ方向に吐出位置Ｌ２を有するスリット４２から研磨砥液３５を吐出すると、下方にいくにつれて研磨砥液３５の吐出位置は狭小になる。この傾向は、研磨砥液３５の吐出圧が低いほど顕著である。研磨砥液３５のＲ方向における吐出位置が狭小になりすぎると、両端に配置されたワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出できなくなり、各原石１０のＲ方向の端部における切断面に研磨砥液３５を供給することができなくなる虞がある。
【００３９】
しかし、本実施形態の変形例では、図５に示すように、貯留部４０の底部４０ａにフィルタ部材４４が配置されている。このフィルタ部材４４は、研磨砥液３５が吐出される際に、流路抵抗として作用する。したがって、フィルタ部材４４を貯留部４０の底部４０ａに配置することにより、貯留部に貯留される研磨砥液３５の量を調整することができ、スリット４２から吐出される研磨砥液３５の吐出圧を高くすることができる。これにより、界面張力により研磨砥液３５の吐出位置が狭小になるのを抑制することができる。具体的には、図５に示すように、吐出された研磨砥液３５が原石貼付板１２に到達した際に、例えばワイヤ２２の配置される範囲よりも広い吐出位置Ｌ１を有するように、研磨砥液３５の吐出圧を高くする。これにより、全てのワイヤ２２に研磨砥液３５を吐出することができるので、全ての原石１０の切断面に研磨砥液３５を十分行き渡らせることができる。
【００４０】
また、一般にウエハ製造装置では、吐出した研磨砥液３５を循環させて再使用する。このとき、再使用する研磨砥液３５の内部には、原石１０をワイヤ２２で切断した時のワイヤ２２の磨耗粉や原石１０の破片等の塵埃が混入している。しかし、本実施形態の変形例では、フィルタ部材４４を介して研磨砥液３５を吐出しているので、循環する研磨砥液３５の内部に混入した塵埃をフィルタ部材で捕捉することができる。これにより、研磨砥液３５を循環させて再使用しても、原石１０の切断面に塵埃が入り込むのを防止することができる。したがって、原石１０を精度良く切断することができる。
【００４１】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、アルミ等の金属からなる円柱状部材でスリット（吐出部）を閉塞している。しかし、例えば平板部材や直方体の部材でスリットを閉塞してもよい。また、閉塞部材を樹脂等で成型してもよい。
【００４２】
本実施形態の変形例では、閉塞部材の上にフィルタ部材を配置しているため、貯留部の底部とフィルタ部材との間に隙間が若干生じている。ここで、例えば、平板部材のように、スリット上方への突出量が小さくなるような閉塞部材を使用することにより、貯留部の底部とフィルタ部材との間に隙間をさらに減らしつつ、スリットを覆うようにフィルタ部材を配置できる。これにより、スリットから吐出される研磨砥液の吐出圧をさらに高くすることができるので、研磨砥液の吐出範囲が狭小になるのをさらに抑制することができる。
【００４３】
本実施形態では、１本の閉塞部材により１本のスリットを閉塞している。しかし、例えば、平板部材を用いることにより、１個の閉塞部材により複数のスリットを閉塞してもよい。これにより、複数のスリットを極めて簡単に閉塞することができる。ただし、スリットの閉塞および開口を多様に組み合わせることができ、様々な原石の配置形態に対応できる点で本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・ウエハ製造装置 ５・・・吐出手段 １０・・・原石 ２２・・・ワイヤ ３５・・・研磨砥液 ４０・・・貯留部 ４０ａ・・・底部 ４２・・・スリット（吐出部） ４４・・・フィルタ部材 ５０・・・閉塞部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に並んだ複数の原石を、前記第１方向に走行するワイヤで切断することにより、前記各原石から同時にウエハを切り出すウエハ製造装置であって、
前記ワイヤに研磨砥液を吐出する吐出手段を備え、
前記吐出手段は、前記各原石の上方で前記研磨砥液を貯留する貯留部と、前記貯留部を開口し前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出する吐出部と、を備え、
前記第１方向に沿って複数の前記吐出部が形成され、少なくとも一部の前記吐出部が閉塞部材により閉塞されることで、前記各原石の前記第１方向の両外側において前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出しうるようになっていることを特徴とするウエハ製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウエハ製造装置であって、
前記第１方向と交差する方向に、複数本の前記ワイヤが並んで配置され、
前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出する、
ことを特徴とするウエハ製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のウエハ製造装置であって、
前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出し、
前記貯留部の底部にはフィルタ部材が配置されている、
ことを特徴とするウエハ製造装置。
【請求項１】
第１方向に並んだ複数の原石を、前記第１方向に走行するワイヤで切断することにより、前記各原石から同時にウエハを切り出すウエハ製造装置であって、
前記ワイヤに研磨砥液を吐出する吐出手段を備え、
前記吐出手段は、前記各原石の上方で前記研磨砥液を貯留する貯留部と、前記貯留部を開口し前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出する吐出部と、を備え、
前記第１方向に沿って複数の前記吐出部が形成され、少なくとも一部の前記吐出部が閉塞部材により閉塞されることで、前記各原石の前記第１方向の両外側において前記ワイヤに前記研磨砥液を吐出しうるようになっていることを特徴とするウエハ製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウエハ製造装置であって、
前記第１方向と交差する方向に、複数本の前記ワイヤが並んで配置され、
前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出する、
ことを特徴とするウエハ製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のウエハ製造装置であって、
前記吐出手段は、前記各原石の前記第１方向の両外側において全ての前記ワイヤに研磨砥液を吐出し、
前記貯留部の底部にはフィルタ部材が配置されている、
ことを特徴とするウエハ製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２００９８０（Ｐ２０１１−２００９８０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７１０７７（Ｐ２０１０−７１０７７）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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