ワークの切断方法及びワイヤソー
【課題】ワイヤソーによるワークの切断において、特にピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなり、ＴＴＶが悪化するのを抑制できるワークの切断方法及びワイヤソーを提供することを目的とする。
【解決手段】複数の溝付きローラに巻掛けされたワイヤを軸方向に往復走行させ、前記ワイヤにスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された前記溝付きローラを準備する工程と、前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断する工程とを含むことを特徴とするワークの切断方法。
【解決手段】複数の溝付きローラに巻掛けされたワイヤを軸方向に往復走行させ、前記ワイヤにスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された前記溝付きローラを準備する工程と、前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断する工程とを含むことを特徴とするワークの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーを用いてワークをウェーハ状に切断する方法及びワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンインゴットや化合物半導体インゴットなどのワークからウェーハを切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、複数のローラの周囲にワイヤが多数巻掛けられることによりワイヤ列が形成されており、そのワイヤが軸方向に高速駆動され、かつ、スラリが適宜供給されながらワイヤ列に対してワークが切り込み送りされることにより、このワークが各ワイヤ位置で同時に切断されるようにしたものである。
【０００３】
ここで、図８に、従来の一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。
図８に示すように、ワイヤソー１０１は、主に、ワークを切断するためのワイヤ１０２、ワイヤ１０２を巻掛けした溝付きローラ１０３、ワイヤ１０２に張力を付与するための機構１０４、１０４’、ワークを下方へと送り出す手段１０５、切断時にスラリを供給する手段１０６で構成されている。
【０００４】
ワイヤ１０２は、一方のワイヤリール１０７から繰り出され、トラバーサを介してパウダクラッチ（定トルクモータ）やダンサローラ（デッドウェイト）（不図示）等からなる張力付与機構１０４を経て、溝付きローラ１０３に入っている。ワイヤ１０２がこの溝付きローラ１０３に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。ワイヤ１０２はもう一方の張力付与機構１０４’を経てワイヤリール１０７’に巻き取られている。
【０００５】
また、溝付きローラ１０３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に複数の溝を切ったローラであり、巻掛けられたワイヤ１０２が、駆動用モータ１１０によって予め定められた走行距離で往復方向に駆動できるようになっている。この際、往復走行するワイヤのそれぞれの方向への走行距離は同じではなく、片方向の走行距離の方が長くなっている。これにより、ワイヤは往復走行を続けながら長く走行する方向側にワイヤ新線が供給されていく。
【０００６】
ワークの切断時には、ワーク送り手段１０５によって、ワークを保持しつつ押し下げ、溝付きローラ１０３に巻掛けされたワイヤ１０２の方向に送り出すことができるようになっている。
また、溝付きローラ１０３、巻掛けられたワイヤ１０２の近傍にはノズル１１１が設けられており、温度が調整されたスラリをスラリ供給手段１０６からワイヤ１０２に供給できるようになっている。
【０００７】
このようなワイヤソー１０１を用い、ワイヤ１０２にワイヤ張力付与機構１０４を用いて適当な張力をかけて、駆動用モータ１１０により、ワイヤ１０２を往復方向に走行させながらワーク送り手段１０５によって保持されたワークを往復走行するワイヤに押し当てて切り込み送りし、ワークを切断する。
この際、上記したように、ワイヤは往復走行しながらその新線が供給されていく。従って、溝付きローラ１０３に巻掛けされたワイヤのうち新線が供給されていく側、つまりワイヤ供給側より、ワイヤが回収されていく側、すなわちワイヤ回収側の方がワイヤの摩耗量が大きくなり、従って、ワイヤ径が小さくなる。このため、ワイヤ回収側で切断されたウェーハの方がワイヤ供給側で切断されたウェーハより厚さが厚くなる傾向にある。このように１つのワークから得られるウェーハの厚さにばらつきが生じてしまうという問題があった。
【０００８】
この問題に対し、従来、溝付きローラの複数の溝間のピッチをワイヤ供給側よりワイヤ回収側の方が狭くなるようにしたものを用いることによって、上記したウェーハの厚さのばらつきを抑制する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２４９７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のようにしてワークを切断すると、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが中心部に比べて薄くなってしまい、切断されたウェーハのＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が悪化するという問題が生じる。
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、ワイヤソーによるワークの切断において、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなり、ＴＴＶが悪化するのを抑制できるワークの切断方法及びワイヤソーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の溝付きローラに巻掛けされたワイヤを軸方向に往復走行させ、前記ワイヤにスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された前記溝付きローラを準備する工程と、前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断する工程とを含むことを特徴とするワークの切断方法が提供される。
【００１２】
このようなワークの切断方法であれば、溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側のワークが摩耗していないワイヤにより切断されるのを避けることができ、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できる。
【００１３】
このとき、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差を１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
このように、この最大差を１ｍｍ以上とすることで、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを確実に抑制できる。また、この最大差を５ｍｍ以下とすることで、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成でき、さらに溝を再加工できる厚さを残すこともできるので、溝加工を低コストで容易に行うことができる。
【００１４】
またこのとき、前記溝付きローラを準備する工程において、前記溝付きローラの直径が一定であり、前記複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成された前記溝付きローラを準備することができる。
このようにすることで、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを、深さが異なる溝を形成するだけで容易に準備することができる。
【００１５】
またこのとき、前記溝付きローラを準備する工程において、前記複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成された前記溝付きローラを準備することもできる。
このようにすることで、溝付きローラを準備する際に、溝の加工を容易に行うことができる。また、溝をＶ字形状にして溝加工をより容易にできる。
【００１６】
また、本発明によれば、複数の溝付きローラに巻掛けされ、軸方向に往復走行するワイヤと、該ワイヤにスラリを供給するノズルと、ワークを保持しつつ該ワークを相対的に押し下げて前記ワイヤへ送るワーク送り手段を具備し、前記ノズルから前記ワイヤにスラリを供給しつつ、前記ワーク送り手段により保持された前記ワークを、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、前記溝付きローラは、該溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成されたものであり、前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断できるものであることを特徴とするワイヤソーが提供される。
【００１７】
このようなワイヤソーであれば、溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側のワークが摩耗していないワイヤにより切断されることを避けることができ、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できるものとなる。
【００１８】
またこのとき、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差が１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
このように、この最大差が１ｍｍ以上であれば、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを確実に避けることができ、ＴＴＶを確実に改善できる。また、この最大差が５ｍｍ以下であれば、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成でき、さらに溝を再加工できる厚さを残すこともできるので、溝加工を低コストで容易に行うことができるものとなる。
【００１９】
またこのとき、前記溝付きローラの直径が一定であり、前記溝付きローラの複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成されたものとすることができる。
このようなものであれば、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを、深さが異なる溝を形成するだけで容易に構成できる。
【００２０】
またこのとき、前記溝付きローラの複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成されたものとすることもできる。
このようなものであれば、溝付きローラの溝の加工が容易なものとなる。また、溝をＶ字形状にして溝加工がより容易なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、ワイヤソーによるワークの切断において、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを準備し、ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにしてワークを切断するので、溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを避けることができ、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制できるので、ＴＴＶを改善できる。これにより、後工程での例えばラッピング加工、研磨加工における加工代を小さくすることができる。そのため、切断されるウェーハの厚さを薄く設定して切断することができ、カーフロスを低減できるとともに、後工程のラップ工程、研磨工程の生産性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のワイヤソーの一例を示した概略図である。
【図２】本発明のワイヤソーの溝付きローラを示した概略図である。（Ａ）溝付きローラの上面概略図。（Ｂ）溝付きローラの溝の一例。
【図３】本発明のワイヤソーの溝付きローラの一例を示した概略図である。
【図４】本発明のワイヤソーの溝付きローラの一例を示した概略図である。
【図５】実施例におけるウェーハの厚さ分布を示した図である。
【図６】比較例におけるウェーハの厚さ分布を示した図である。
【図７】実施例、比較例におけるＴＴＶの結果を示した図である。
【図８】従来ののワイヤソーの一例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したような、切断されるウェーハの厚さを揃えるためにワイヤの摩耗を考慮して溝ピッチを変化させた溝付きローラを有するワイヤソーを用いて、例えばシリコンインゴットなどのようなワークを切断すると、ワイヤの摩耗が進んでいない切り始めにおいてウェーハの厚さが局所的に薄くなる現象が生じ、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でこの現象が顕著になるという問題を生じる。
【００２４】
そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、切断開始時のワークとワイヤの接触のタイミングをワイヤ供給側とワイヤ回収側とで変化させ、溝間のピッチが狭くなるワイヤ回収側のワイヤの方を遅く接触させることで、ワイヤの摩耗が進んでいない切り始めにおけるウェーハの厚さの局所的な薄さを抑制できることに想到し、本発明を完成させた。
【００２５】
図１は、本発明のワイヤソーの一例を示す概略図である。
図１に示すように、本発明のワイヤソー１は、主に、ワークＷを切断するためのワイヤ２、溝付きローラ３、ワイヤ２に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構４、４’、ウェーハ状に切断されるワークＷを保持しつつ相対的に押し下げて切り込み送りするワーク送り手段５、切断時にワイヤ２にスラリを供給するためのスラリ供給手段１４等で構成されている。
【００２６】
ワイヤ２は、一方のワイヤリール７から繰り出され、トラバーサを介してパウダクラッチ（定トルクモータ）やダンサローラ（デッドウェイト）等からなるワイヤ張力付与機構４を経て、溝付きローラ３に入っている。ワイヤ２が複数の溝付きローラ３に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。ワイヤ２はもう一方のワイヤ張力付与機構４’を経てワイヤリール７’に巻き取られている。
【００２７】
スラリ供給手段１４はスラリタンク１１、スラリチラー１２、ノズル１３等から構成される。ノズル１３は溝付きローラ３に巻掛けられたワイヤ２の上方に配置されている。このノズル１３はスラリタンク１１に接続されており、供給されるスラリはスラリチラー１２により供給温度が制御されてノズル１３からワイヤ２に供給できるようになっている。
ここで、切断中に使用するスラリの種類は特に限定されず、従来と同様のものを用いることができ、例えば炭化珪素の砥粒を液体に分散させたものとすることができる。
【００２８】
また、溝付きローラ３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に所定のピッチで溝を切ったローラであり、駆動用モータ１０によって、巻掛けられたワイヤ２が軸方向に往復走行できるようになっている。ここで、ワイヤ２を往復走行させる際、ワイヤ新線が供給されるように、ワイヤ２の両方向への走行距離を同じにするのではなく、片方向への走行距離の方が長くなるようにする。このようにして、ワイヤの往復走行を行いながら長い走行距離の方向に新線が供給される。
【００２９】
例えば、図２（Ａ）に示すように、Ａ方向に新線が供給されていく場合、図２（Ａ）中に示すＢがワイヤ供給側となり、Ｃがワイヤ回収側となる。
また、図２（Ａ）に示すように、溝付きローラ３の複数の溝６は、溝間のピッチがワイヤ供給側Ｂよりワイヤ回収側Ｃの方が狭くなるように形成される（ｔ１＞ｔ２）。
また、本発明のワイヤソーでは、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成される。すなわち、この溝付きローラに巻掛けされるワイヤのワークに対向する側の高さ位置が、ワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に低くなるようになる。ここで、溝付きローラの複数の溝は、ワイヤの横ぶれを防止するため、図２（Ｂ）に示すような、ワイヤの直径と同じＲ形状及び溝幅を持つＵ字形状であることが好ましい。
【００３０】
ワークＷの切断を行う際、ワークＷはワーク送り手段５により相対的に下方に位置するワイヤ２へと送られる。このワーク送り手段５はワークＷを相対的に下方へと押し下げることによって、ワークＷを往復走行するワイヤ２に押し当てて切り込み送りする。この際、本発明ではワイヤ供給側のワイヤがワイヤ回収側のワイヤよりも先にワークに押し当てられることになる。ここで、このワーク送り手段５はコンピュータ制御で予めプログラムされた送り速度で保持したワークＷを送り出すことが可能である。また、ワークＷの切断を完了させた後、ワークＷの送り出し方向を逆転させることにより、ワイヤ列から切断済みワークＷを引き抜くことができる。
【００３１】
このような本発明のワイヤソーであれば、切断開始時のワークとワイヤの接触のタイミングをワイヤ供給側のワイヤより溝間のピッチの狭くなるワイヤ回収側のワイヤの方を遅く接触させることにより、ワイヤ回収側のワークが摩耗していないワイヤにより切断されることを避けることができる。これにより、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが中心部に比べて薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できるものとなる。
【００３２】
ここで、本発明のワイヤソーの溝付きローラの一例の概略を図３に示す。
図３に示すように、溝付きローラ３１の直径は一定であり、溝付きローラ３１の複数の溝６の深さ（図３中のｈ）がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成されている（図３中の斜線）。尚、図３は、溝付きローラの両端から２つずつの溝のみを示したものであり、他の溝は省略してある。この溝付きローラ３１の複数の溝６の底部９の位置と溝付きローラ３１の回転軸８との間の距離（図３中のｄ）はワイヤ供給側Ｂからワイヤ回収側Ｃに向かって徐々に短くなっている。この溝付きローラ３１は、既存の設備を用いて深さが異なる溝を形成するだけで容易に構成できる。この場合、溝をＵ字形状とするのが好ましく、特に溝がより深くなるワイヤ回収側で隣接する溝との干渉を避けることができる。
【００３３】
或いは、図４に示すように、溝付きローラ３２の複数の溝６の深さが同じであり、溝付きローラ３２の直径がワイヤ供給側Ｂからワイヤ回収側Ｃに向かって徐々に小さくなるように形成されたものとすることもできる。
この溝付きローラ３２においても同様に、複数の溝６の底部９の位置と溝付きローラ３２の回転軸８との間の距離ｄはワイヤ供給側Ｂからワイヤ回収側Ｃに向かって徐々に短くなっている。この溝付きローラ３２では、溝の加工を容易に行うことができる。また、この場合も溝をＵ字形状とすることが好ましいが、溝の深さｈが同じなので溝をＶ字形状にすることもでき、さらに溝加工が容易なものとなる。
【００３４】
このとき、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差は、溝付きローラの直径、ワイヤを溝付きローラに巻掛ける回数、切断されるウェーハの厚さなどによって適宜設定できるが、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
この最大差が１ｍｍ以上であれば、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを確実に避けることができ、ＴＴＶを確実に改善できる。また、この最大差が５ｍｍ以下であれば、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成できる。さらに、溝を再形成する場合に、樹脂シェルを再形成することなく、樹脂シェルの溝が形成された領域のみ除去して溝を再形成することもできる。すなわち、通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝形成を２回行うことができるので、コストを低減できる。
【００３５】
次に本発明のワークの切断方法について説明する。ここでは、図１に示すようなワイヤソー１を用いた場合について述べる。
まず、溝付きローラ３の複数の溝の底部の位置と溝付きローラ３の回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラ３を準備する。
【００３６】
このとき、図３に示すような、溝付きローラの直径が一定であり、複数の溝６の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成された溝付きローラ３１を準備することができる。
このようにすることで、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを、既存の設備を用いて深さが異なる溝を形成するだけで容易に準備することができる。この場合、溝をＵ字形状とするのが好ましく、特に溝がより深くなるワイヤ回収側で隣接する溝との干渉を避けることができる。
【００３７】
またこのとき、図４に示すような、複数の溝６の深さが同じであり、溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成された溝付きローラ３２を準備することもできる。
このようにすることで、溝付きローラを準備する際に、溝の加工を容易に行うことができる。また、この場合も溝をＵ字形状とすることが好ましいが、溝をＶ字形状にすることもでき、さらに溝加工が容易に行うことができる。
【００３８】
次に、ワーク送り手段５によりワークＷを保持する。
そして、ワイヤ２に張力を付与して軸方向へ往復走行させ、スラリ供給手段１４によりワイヤ２へのスラリ供給を行った状態で、ワーク送り手段５によりワークＷを相対的に押し下げてワークＷをワイヤ列に対して切り込み送りさせてワークＷを切断していく。この際、ワイヤ供給側のワイヤがワイヤ回収側のワイヤよりも先にワークに押し当てられるようにする。
【００３９】
このような切断方法であれば、切断開始時のワークとワイヤの接触のタイミングをワイヤ供給側のワイヤより溝間のピッチの狭くなるワイヤ回収側のワイヤの方を遅く接触させることにより、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを避けることができる。これにより、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが中心部に比べて薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できる。
【００４０】
このとき、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差は、溝付きローラの直径、ワイヤを溝付きローラに巻掛ける回数、切断されるウェーハの厚さなどによって適宜設定できるが、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内とするが好ましい。
この最大差が１ｍｍ以上であれば、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを確実に避けることができ、ＴＴＶを確実に改善できる。また、この最大差が５ｍｍ以下であれば、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成できる。さらに、溝を再形成する場合に、樹脂シェルを再形成することなく、樹脂シェルの溝が形成された領域のみ除去して溝を再形成することもできる。すなわち、通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝形成を２回行うことができるので、コストを低減できる。
【００４１】
なお、ここでは、図１に示すようなワイヤソーのワーク送り手段を用い、ワークを下方に送るようにして切り込み送りしているが、本発明のワークの切断方法及びワイヤソーでは、これに限定されず、ワークの送り出しは相対的に押し下げることにより行われれば良い。すなわち、ワークＷを下方に送るのではなく、ワイヤ列を上方へと押し上げることによって、ワークＷの送り出しを行うようにしても良い。
【００４２】
ここで、ワイヤ２に付与する張力の大きさや、ワイヤ２の走行速度等は適宜設定することができる。例えば、ワイヤの走行速度を、４００〜８００ｍ／ｍｉｎとすることができる。また、ワイヤ列に対して切り込み送りさせる時の切り込み送り速度を、例えば０．２〜０．４ｍｍ／ｍｉｎとすることができる。これらの条件は、これに限定されるわけではない。
【００４３】
またここで、特に限定されるわけではないが、切断時にワイヤ２に供給されるスラリとして、例えば＃２０００砥粒とクーラントとを混ぜたものを用いることができ、その重量比を、例えば５０：５０の割合とすることができる。また、スラリの温度は、例えば、１５℃〜３０℃とすることができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明では、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できるので、後工程での例えばラッピング加工、研磨加工における加工代を小さくすることができる。そのため、切断されるウェーハの厚さを薄く設定して切断することができ、カーフロスを低減できるとともに、後工程のラップ工程、研磨工程の生産性向上も期待できる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
図３に示すような溝付きローラを有する図１に示すような本発明のワイヤソーを用い、本発明のワークの切断方法に従ってワークの切断を行い、切断されたウェーハのＴＴＶを評価した。ここで、ワークとして、直径３００ｍｍ、長さ４００ｍｍのシリコンインゴットを用いた。また、溝の最小深さを０．２５ｍｍ、最大深さを２ｍｍとし、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差を１．７５ｍｍとした。また、溝の形状は、図２（Ｂ）に示すような、ワイヤの直径０．１４ｍｍと同じＲ形状及び溝幅を持つＵ字形状とした。
【００４７】
図５に切断されたウェーハの切断方向の厚さ分布を示す。図５に示すように、ワイヤ供給側と回収側の切り始めの厚さの差がほとんどなく、図６に示す後述する比較例１の結果と比べ厚さのばらつきが改善されていることが分かった。
図７にＴＴＶの結果を示す。図７に示すように、ＴＴＶの平均は８．０μｍ、分散は０．３μｍと後述する比較例の平均８．７μｍ、分散２．０μｍと比べ大幅に改善されていることが分かった。なお、測定器はコベルコ科研ＳＢＷ−３３０を用いた。
【００４８】
また、図４に示すような溝付きローラを用いた場合も同様の結果が得られた。
このように、本発明のワイヤソー及びワークの切断方法は、ワイヤソーによるワークの切断において、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなり、ＴＴＶが悪化するのを抑制できることが確認できた。
【００４９】
（比較例）
図８に示すような、溝付きローラの直径が一定で、複数の溝の深さも一定である従来のワイヤソーを用い、ワイヤ供給側と回収側のワイヤが同時にワークに押し当てられるようにした以外、実施例と同様の条件でシリコンインゴットを切断し、実施例と同様に評価した。
図６に切断されたウェーハの切断方向の厚さ分布を示す。図６に示すように、ワイヤ供給側と回収側の切り始めの厚さの差が大きくなり、切り始めの厚さは回収側の方が薄くなっていることが分かった。
図７にＴＴＶの結果を示す。図７に示すように、ＴＴＶの平均は８．７μｍ、分散は２．０μｍと実施例１の結果と比べ大幅に悪化してしまった。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５１】
１…ワイヤソー、 ２…ワイヤ、 ３、３１、３２…溝付きローラ、
４、４’…ワイヤ張力付与機構、 ５…ワーク送り手段、 ６…溝、
７、７’…ワイヤリール、 ８…回転軸、 ９…底部、 １０…駆動モータ、
１１…スラリタンク、 １２…スラリチラー、 １３…ノズル、
１４…スラリ供給手段、Ｗ…ワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーを用いてワークをウェーハ状に切断する方法及びワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンインゴットや化合物半導体インゴットなどのワークからウェーハを切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、複数のローラの周囲にワイヤが多数巻掛けられることによりワイヤ列が形成されており、そのワイヤが軸方向に高速駆動され、かつ、スラリが適宜供給されながらワイヤ列に対してワークが切り込み送りされることにより、このワークが各ワイヤ位置で同時に切断されるようにしたものである。
【０００３】
ここで、図８に、従来の一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。
図８に示すように、ワイヤソー１０１は、主に、ワークを切断するためのワイヤ１０２、ワイヤ１０２を巻掛けした溝付きローラ１０３、ワイヤ１０２に張力を付与するための機構１０４、１０４’、ワークを下方へと送り出す手段１０５、切断時にスラリを供給する手段１０６で構成されている。
【０００４】
ワイヤ１０２は、一方のワイヤリール１０７から繰り出され、トラバーサを介してパウダクラッチ（定トルクモータ）やダンサローラ（デッドウェイト）（不図示）等からなる張力付与機構１０４を経て、溝付きローラ１０３に入っている。ワイヤ１０２がこの溝付きローラ１０３に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。ワイヤ１０２はもう一方の張力付与機構１０４’を経てワイヤリール１０７’に巻き取られている。
【０００５】
また、溝付きローラ１０３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に複数の溝を切ったローラであり、巻掛けられたワイヤ１０２が、駆動用モータ１１０によって予め定められた走行距離で往復方向に駆動できるようになっている。この際、往復走行するワイヤのそれぞれの方向への走行距離は同じではなく、片方向の走行距離の方が長くなっている。これにより、ワイヤは往復走行を続けながら長く走行する方向側にワイヤ新線が供給されていく。
【０００６】
ワークの切断時には、ワーク送り手段１０５によって、ワークを保持しつつ押し下げ、溝付きローラ１０３に巻掛けされたワイヤ１０２の方向に送り出すことができるようになっている。
また、溝付きローラ１０３、巻掛けられたワイヤ１０２の近傍にはノズル１１１が設けられており、温度が調整されたスラリをスラリ供給手段１０６からワイヤ１０２に供給できるようになっている。
【０００７】
このようなワイヤソー１０１を用い、ワイヤ１０２にワイヤ張力付与機構１０４を用いて適当な張力をかけて、駆動用モータ１１０により、ワイヤ１０２を往復方向に走行させながらワーク送り手段１０５によって保持されたワークを往復走行するワイヤに押し当てて切り込み送りし、ワークを切断する。
この際、上記したように、ワイヤは往復走行しながらその新線が供給されていく。従って、溝付きローラ１０３に巻掛けされたワイヤのうち新線が供給されていく側、つまりワイヤ供給側より、ワイヤが回収されていく側、すなわちワイヤ回収側の方がワイヤの摩耗量が大きくなり、従って、ワイヤ径が小さくなる。このため、ワイヤ回収側で切断されたウェーハの方がワイヤ供給側で切断されたウェーハより厚さが厚くなる傾向にある。このように１つのワークから得られるウェーハの厚さにばらつきが生じてしまうという問題があった。
【０００８】
この問題に対し、従来、溝付きローラの複数の溝間のピッチをワイヤ供給側よりワイヤ回収側の方が狭くなるようにしたものを用いることによって、上記したウェーハの厚さのばらつきを抑制する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２４９７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のようにしてワークを切断すると、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが中心部に比べて薄くなってしまい、切断されたウェーハのＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が悪化するという問題が生じる。
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、ワイヤソーによるワークの切断において、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなり、ＴＴＶが悪化するのを抑制できるワークの切断方法及びワイヤソーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の溝付きローラに巻掛けされたワイヤを軸方向に往復走行させ、前記ワイヤにスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された前記溝付きローラを準備する工程と、前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断する工程とを含むことを特徴とするワークの切断方法が提供される。
【００１２】
このようなワークの切断方法であれば、溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側のワークが摩耗していないワイヤにより切断されるのを避けることができ、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できる。
【００１３】
このとき、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差を１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
このように、この最大差を１ｍｍ以上とすることで、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを確実に抑制できる。また、この最大差を５ｍｍ以下とすることで、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成でき、さらに溝を再加工できる厚さを残すこともできるので、溝加工を低コストで容易に行うことができる。
【００１４】
またこのとき、前記溝付きローラを準備する工程において、前記溝付きローラの直径が一定であり、前記複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成された前記溝付きローラを準備することができる。
このようにすることで、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを、深さが異なる溝を形成するだけで容易に準備することができる。
【００１５】
またこのとき、前記溝付きローラを準備する工程において、前記複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成された前記溝付きローラを準備することもできる。
このようにすることで、溝付きローラを準備する際に、溝の加工を容易に行うことができる。また、溝をＶ字形状にして溝加工をより容易にできる。
【００１６】
また、本発明によれば、複数の溝付きローラに巻掛けされ、軸方向に往復走行するワイヤと、該ワイヤにスラリを供給するノズルと、ワークを保持しつつ該ワークを相対的に押し下げて前記ワイヤへ送るワーク送り手段を具備し、前記ノズルから前記ワイヤにスラリを供給しつつ、前記ワーク送り手段により保持された前記ワークを、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、前記溝付きローラは、該溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成されたものであり、前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断できるものであることを特徴とするワイヤソーが提供される。
【００１７】
このようなワイヤソーであれば、溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側のワークが摩耗していないワイヤにより切断されることを避けることができ、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できるものとなる。
【００１８】
またこのとき、前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差が１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
このように、この最大差が１ｍｍ以上であれば、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを確実に避けることができ、ＴＴＶを確実に改善できる。また、この最大差が５ｍｍ以下であれば、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成でき、さらに溝を再加工できる厚さを残すこともできるので、溝加工を低コストで容易に行うことができるものとなる。
【００１９】
またこのとき、前記溝付きローラの直径が一定であり、前記溝付きローラの複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成されたものとすることができる。
このようなものであれば、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを、深さが異なる溝を形成するだけで容易に構成できる。
【００２０】
またこのとき、前記溝付きローラの複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成されたものとすることもできる。
このようなものであれば、溝付きローラの溝の加工が容易なものとなる。また、溝をＶ字形状にして溝加工がより容易なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、ワイヤソーによるワークの切断において、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを準備し、ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにしてワークを切断するので、溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを避けることができ、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制できるので、ＴＴＶを改善できる。これにより、後工程での例えばラッピング加工、研磨加工における加工代を小さくすることができる。そのため、切断されるウェーハの厚さを薄く設定して切断することができ、カーフロスを低減できるとともに、後工程のラップ工程、研磨工程の生産性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のワイヤソーの一例を示した概略図である。
【図２】本発明のワイヤソーの溝付きローラを示した概略図である。（Ａ）溝付きローラの上面概略図。（Ｂ）溝付きローラの溝の一例。
【図３】本発明のワイヤソーの溝付きローラの一例を示した概略図である。
【図４】本発明のワイヤソーの溝付きローラの一例を示した概略図である。
【図５】実施例におけるウェーハの厚さ分布を示した図である。
【図６】比較例におけるウェーハの厚さ分布を示した図である。
【図７】実施例、比較例におけるＴＴＶの結果を示した図である。
【図８】従来ののワイヤソーの一例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したような、切断されるウェーハの厚さを揃えるためにワイヤの摩耗を考慮して溝ピッチを変化させた溝付きローラを有するワイヤソーを用いて、例えばシリコンインゴットなどのようなワークを切断すると、ワイヤの摩耗が進んでいない切り始めにおいてウェーハの厚さが局所的に薄くなる現象が生じ、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でこの現象が顕著になるという問題を生じる。
【００２４】
そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、切断開始時のワークとワイヤの接触のタイミングをワイヤ供給側とワイヤ回収側とで変化させ、溝間のピッチが狭くなるワイヤ回収側のワイヤの方を遅く接触させることで、ワイヤの摩耗が進んでいない切り始めにおけるウェーハの厚さの局所的な薄さを抑制できることに想到し、本発明を完成させた。
【００２５】
図１は、本発明のワイヤソーの一例を示す概略図である。
図１に示すように、本発明のワイヤソー１は、主に、ワークＷを切断するためのワイヤ２、溝付きローラ３、ワイヤ２に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構４、４’、ウェーハ状に切断されるワークＷを保持しつつ相対的に押し下げて切り込み送りするワーク送り手段５、切断時にワイヤ２にスラリを供給するためのスラリ供給手段１４等で構成されている。
【００２６】
ワイヤ２は、一方のワイヤリール７から繰り出され、トラバーサを介してパウダクラッチ（定トルクモータ）やダンサローラ（デッドウェイト）等からなるワイヤ張力付与機構４を経て、溝付きローラ３に入っている。ワイヤ２が複数の溝付きローラ３に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。ワイヤ２はもう一方のワイヤ張力付与機構４’を経てワイヤリール７’に巻き取られている。
【００２７】
スラリ供給手段１４はスラリタンク１１、スラリチラー１２、ノズル１３等から構成される。ノズル１３は溝付きローラ３に巻掛けられたワイヤ２の上方に配置されている。このノズル１３はスラリタンク１１に接続されており、供給されるスラリはスラリチラー１２により供給温度が制御されてノズル１３からワイヤ２に供給できるようになっている。
ここで、切断中に使用するスラリの種類は特に限定されず、従来と同様のものを用いることができ、例えば炭化珪素の砥粒を液体に分散させたものとすることができる。
【００２８】
また、溝付きローラ３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に所定のピッチで溝を切ったローラであり、駆動用モータ１０によって、巻掛けられたワイヤ２が軸方向に往復走行できるようになっている。ここで、ワイヤ２を往復走行させる際、ワイヤ新線が供給されるように、ワイヤ２の両方向への走行距離を同じにするのではなく、片方向への走行距離の方が長くなるようにする。このようにして、ワイヤの往復走行を行いながら長い走行距離の方向に新線が供給される。
【００２９】
例えば、図２（Ａ）に示すように、Ａ方向に新線が供給されていく場合、図２（Ａ）中に示すＢがワイヤ供給側となり、Ｃがワイヤ回収側となる。
また、図２（Ａ）に示すように、溝付きローラ３の複数の溝６は、溝間のピッチがワイヤ供給側Ｂよりワイヤ回収側Ｃの方が狭くなるように形成される（ｔ１＞ｔ２）。
また、本発明のワイヤソーでは、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成される。すなわち、この溝付きローラに巻掛けされるワイヤのワークに対向する側の高さ位置が、ワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に低くなるようになる。ここで、溝付きローラの複数の溝は、ワイヤの横ぶれを防止するため、図２（Ｂ）に示すような、ワイヤの直径と同じＲ形状及び溝幅を持つＵ字形状であることが好ましい。
【００３０】
ワークＷの切断を行う際、ワークＷはワーク送り手段５により相対的に下方に位置するワイヤ２へと送られる。このワーク送り手段５はワークＷを相対的に下方へと押し下げることによって、ワークＷを往復走行するワイヤ２に押し当てて切り込み送りする。この際、本発明ではワイヤ供給側のワイヤがワイヤ回収側のワイヤよりも先にワークに押し当てられることになる。ここで、このワーク送り手段５はコンピュータ制御で予めプログラムされた送り速度で保持したワークＷを送り出すことが可能である。また、ワークＷの切断を完了させた後、ワークＷの送り出し方向を逆転させることにより、ワイヤ列から切断済みワークＷを引き抜くことができる。
【００３１】
このような本発明のワイヤソーであれば、切断開始時のワークとワイヤの接触のタイミングをワイヤ供給側のワイヤより溝間のピッチの狭くなるワイヤ回収側のワイヤの方を遅く接触させることにより、ワイヤ回収側のワークが摩耗していないワイヤにより切断されることを避けることができる。これにより、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが中心部に比べて薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できるものとなる。
【００３２】
ここで、本発明のワイヤソーの溝付きローラの一例の概略を図３に示す。
図３に示すように、溝付きローラ３１の直径は一定であり、溝付きローラ３１の複数の溝６の深さ（図３中のｈ）がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成されている（図３中の斜線）。尚、図３は、溝付きローラの両端から２つずつの溝のみを示したものであり、他の溝は省略してある。この溝付きローラ３１の複数の溝６の底部９の位置と溝付きローラ３１の回転軸８との間の距離（図３中のｄ）はワイヤ供給側Ｂからワイヤ回収側Ｃに向かって徐々に短くなっている。この溝付きローラ３１は、既存の設備を用いて深さが異なる溝を形成するだけで容易に構成できる。この場合、溝をＵ字形状とするのが好ましく、特に溝がより深くなるワイヤ回収側で隣接する溝との干渉を避けることができる。
【００３３】
或いは、図４に示すように、溝付きローラ３２の複数の溝６の深さが同じであり、溝付きローラ３２の直径がワイヤ供給側Ｂからワイヤ回収側Ｃに向かって徐々に小さくなるように形成されたものとすることもできる。
この溝付きローラ３２においても同様に、複数の溝６の底部９の位置と溝付きローラ３２の回転軸８との間の距離ｄはワイヤ供給側Ｂからワイヤ回収側Ｃに向かって徐々に短くなっている。この溝付きローラ３２では、溝の加工を容易に行うことができる。また、この場合も溝をＵ字形状とすることが好ましいが、溝の深さｈが同じなので溝をＶ字形状にすることもでき、さらに溝加工が容易なものとなる。
【００３４】
このとき、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差は、溝付きローラの直径、ワイヤを溝付きローラに巻掛ける回数、切断されるウェーハの厚さなどによって適宜設定できるが、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
この最大差が１ｍｍ以上であれば、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを確実に避けることができ、ＴＴＶを確実に改善できる。また、この最大差が５ｍｍ以下であれば、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成できる。さらに、溝を再形成する場合に、樹脂シェルを再形成することなく、樹脂シェルの溝が形成された領域のみ除去して溝を再形成することもできる。すなわち、通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝形成を２回行うことができるので、コストを低減できる。
【００３５】
次に本発明のワークの切断方法について説明する。ここでは、図１に示すようなワイヤソー１を用いた場合について述べる。
まず、溝付きローラ３の複数の溝の底部の位置と溝付きローラ３の回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラ３を準備する。
【００３６】
このとき、図３に示すような、溝付きローラの直径が一定であり、複数の溝６の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成された溝付きローラ３１を準備することができる。
このようにすることで、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された溝付きローラを、既存の設備を用いて深さが異なる溝を形成するだけで容易に準備することができる。この場合、溝をＵ字形状とするのが好ましく、特に溝がより深くなるワイヤ回収側で隣接する溝との干渉を避けることができる。
【００３７】
またこのとき、図４に示すような、複数の溝６の深さが同じであり、溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成された溝付きローラ３２を準備することもできる。
このようにすることで、溝付きローラを準備する際に、溝の加工を容易に行うことができる。また、この場合も溝をＵ字形状とすることが好ましいが、溝をＶ字形状にすることもでき、さらに溝加工が容易に行うことができる。
【００３８】
次に、ワーク送り手段５によりワークＷを保持する。
そして、ワイヤ２に張力を付与して軸方向へ往復走行させ、スラリ供給手段１４によりワイヤ２へのスラリ供給を行った状態で、ワーク送り手段５によりワークＷを相対的に押し下げてワークＷをワイヤ列に対して切り込み送りさせてワークＷを切断していく。この際、ワイヤ供給側のワイヤがワイヤ回収側のワイヤよりも先にワークに押し当てられるようにする。
【００３９】
このような切断方法であれば、切断開始時のワークとワイヤの接触のタイミングをワイヤ供給側のワイヤより溝間のピッチの狭くなるワイヤ回収側のワイヤの方を遅く接触させることにより、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを避けることができる。これにより、特にワイヤ回収側でワークの切り始めが中心部に比べて薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できる。
【００４０】
このとき、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差は、溝付きローラの直径、ワイヤを溝付きローラに巻掛ける回数、切断されるウェーハの厚さなどによって適宜設定できるが、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内とするが好ましい。
この最大差が１ｍｍ以上であれば、ワイヤ回収側のワークを摩耗していないワイヤにより切断することを確実に避けることができ、ＴＴＶを確実に改善できる。また、この最大差が５ｍｍ以下であれば、溝付きローラの周囲に形成したポリウレタンなどの通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝を形成できる。さらに、溝を再形成する場合に、樹脂シェルを再形成することなく、樹脂シェルの溝が形成された領域のみ除去して溝を再形成することもできる。すなわち、通常用いられる樹脂シェルの厚さの範囲内で溝形成を２回行うことができるので、コストを低減できる。
【００４１】
なお、ここでは、図１に示すようなワイヤソーのワーク送り手段を用い、ワークを下方に送るようにして切り込み送りしているが、本発明のワークの切断方法及びワイヤソーでは、これに限定されず、ワークの送り出しは相対的に押し下げることにより行われれば良い。すなわち、ワークＷを下方に送るのではなく、ワイヤ列を上方へと押し上げることによって、ワークＷの送り出しを行うようにしても良い。
【００４２】
ここで、ワイヤ２に付与する張力の大きさや、ワイヤ２の走行速度等は適宜設定することができる。例えば、ワイヤの走行速度を、４００〜８００ｍ／ｍｉｎとすることができる。また、ワイヤ列に対して切り込み送りさせる時の切り込み送り速度を、例えば０．２〜０．４ｍｍ／ｍｉｎとすることができる。これらの条件は、これに限定されるわけではない。
【００４３】
またここで、特に限定されるわけではないが、切断時にワイヤ２に供給されるスラリとして、例えば＃２０００砥粒とクーラントとを混ぜたものを用いることができ、その重量比を、例えば５０：５０の割合とすることができる。また、スラリの温度は、例えば、１５℃〜３０℃とすることができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明では、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなってしまうのを抑制でき、ＴＴＶを改善できるので、後工程での例えばラッピング加工、研磨加工における加工代を小さくすることができる。そのため、切断されるウェーハの厚さを薄く設定して切断することができ、カーフロスを低減できるとともに、後工程のラップ工程、研磨工程の生産性向上も期待できる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
図３に示すような溝付きローラを有する図１に示すような本発明のワイヤソーを用い、本発明のワークの切断方法に従ってワークの切断を行い、切断されたウェーハのＴＴＶを評価した。ここで、ワークとして、直径３００ｍｍ、長さ４００ｍｍのシリコンインゴットを用いた。また、溝の最小深さを０．２５ｍｍ、最大深さを２ｍｍとし、溝付きローラの複数の溝の底部の位置と溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差を１．７５ｍｍとした。また、溝の形状は、図２（Ｂ）に示すような、ワイヤの直径０．１４ｍｍと同じＲ形状及び溝幅を持つＵ字形状とした。
【００４７】
図５に切断されたウェーハの切断方向の厚さ分布を示す。図５に示すように、ワイヤ供給側と回収側の切り始めの厚さの差がほとんどなく、図６に示す後述する比較例１の結果と比べ厚さのばらつきが改善されていることが分かった。
図７にＴＴＶの結果を示す。図７に示すように、ＴＴＶの平均は８．０μｍ、分散は０．３μｍと後述する比較例の平均８．７μｍ、分散２．０μｍと比べ大幅に改善されていることが分かった。なお、測定器はコベルコ科研ＳＢＷ−３３０を用いた。
【００４８】
また、図４に示すような溝付きローラを用いた場合も同様の結果が得られた。
このように、本発明のワイヤソー及びワークの切断方法は、ワイヤソーによるワークの切断において、特に溝間のピッチを狭くしたワイヤ回収側でワークの切り始めが局所的に薄くなり、ＴＴＶが悪化するのを抑制できることが確認できた。
【００４９】
（比較例）
図８に示すような、溝付きローラの直径が一定で、複数の溝の深さも一定である従来のワイヤソーを用い、ワイヤ供給側と回収側のワイヤが同時にワークに押し当てられるようにした以外、実施例と同様の条件でシリコンインゴットを切断し、実施例と同様に評価した。
図６に切断されたウェーハの切断方向の厚さ分布を示す。図６に示すように、ワイヤ供給側と回収側の切り始めの厚さの差が大きくなり、切り始めの厚さは回収側の方が薄くなっていることが分かった。
図７にＴＴＶの結果を示す。図７に示すように、ＴＴＶの平均は８．７μｍ、分散は２．０μｍと実施例１の結果と比べ大幅に悪化してしまった。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５１】
１…ワイヤソー、 ２…ワイヤ、 ３、３１、３２…溝付きローラ、
４、４’…ワイヤ張力付与機構、 ５…ワーク送り手段、 ６…溝、
７、７’…ワイヤリール、 ８…回転軸、 ９…底部、 １０…駆動モータ、
１１…スラリタンク、 １２…スラリチラー、 １３…ノズル、
１４…スラリ供給手段、Ｗ…ワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の溝付きローラに巻掛けされたワイヤを軸方向に往復走行させ、前記ワイヤにスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、
前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された前記溝付きローラを準備する工程と、
前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断する工程とを含むことを特徴とするワークの切断方法。
【請求項２】
前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差を１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内とすることを特徴とする請求項１に記載のワークの切断方法。
【請求項３】
前記溝付きローラを準備する工程において、前記溝付きローラの直径が一定であり、前記複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成された前記溝付きローラを準備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワークの切断方法。
【請求項４】
前記溝付きローラを準備する工程において、前記複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成された前記溝付きローラを準備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワークの切断方法。
【請求項５】
複数の溝付きローラに巻掛けされ、軸方向に往復走行するワイヤと、該ワイヤにスラリを供給するノズルと、ワークを保持しつつ該ワークを相対的に押し下げて前記ワイヤへ送るワーク送り手段を具備し、前記ノズルから前記ワイヤにスラリを供給しつつ、前記ワーク送り手段により保持された前記ワークを、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、
前記溝付きローラは、該溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成されたものであり、
前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断できるものであることを特徴とするワイヤソー。
【請求項６】
前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差が１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載のワイヤソー。
【請求項７】
前記溝付きローラの直径が一定であり、前記溝付きローラの複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成されたものであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のワイヤソー。
【請求項８】
前記溝付きローラの複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成されたものであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のワイヤソー。
【請求項１】
複数の溝付きローラに巻掛けされたワイヤを軸方向に往復走行させ、前記ワイヤにスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、
前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成された前記溝付きローラを準備する工程と、
前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断する工程とを含むことを特徴とするワークの切断方法。
【請求項２】
前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差を１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内とすることを特徴とする請求項１に記載のワークの切断方法。
【請求項３】
前記溝付きローラを準備する工程において、前記溝付きローラの直径が一定であり、前記複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成された前記溝付きローラを準備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワークの切断方法。
【請求項４】
前記溝付きローラを準備する工程において、前記複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成された前記溝付きローラを準備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワークの切断方法。
【請求項５】
複数の溝付きローラに巻掛けされ、軸方向に往復走行するワイヤと、該ワイヤにスラリを供給するノズルと、ワークを保持しつつ該ワークを相対的に押し下げて前記ワイヤへ送るワーク送り手段を具備し、前記ノズルから前記ワイヤにスラリを供給しつつ、前記ワーク送り手段により保持された前記ワークを、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、
前記溝付きローラは、該溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に短くなるように形成されたものであり、
前記ワイヤ供給側のワイヤが前記ワイヤ回収側のワイヤよりも先に前記ワークに押し当てられるようにして前記ワークを切断できるものであることを特徴とするワイヤソー。
【請求項６】
前記溝付きローラの複数の溝の底部の位置と該溝付きローラの回転軸との間の距離の最大差が１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載のワイヤソー。
【請求項７】
前記溝付きローラの直径が一定であり、前記溝付きローラの複数の溝の深さがワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に深く形成されたものであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のワイヤソー。
【請求項８】
前記溝付きローラの複数の溝の深さが同じであり、前記溝付きローラの直径がワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かって徐々に小さくなるように形成されたものであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のワイヤソー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７８８２４（Ｐ２０１３−７８８２４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２００９３（Ｐ２０１１−２２００９３）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【Ｆターム（参考）】
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