JP2000309016A - ワイヤソー用スラリー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーフロスを少なくする。スライスドウェー
ハの厚さを所定範囲に保つ。十分なラップ取り代を確保
する。ウェーハ厚さバラツキをなくす。 【解決手段】 砥粒全体の体積累積値が９７％となる点
での砥粒の粒径が、その体積累積値で５０％となる点の
砥粒の粒径の１．５〜１．８倍（例えば３０μｍ）に管
理した砥粒を砥液に混入してワイヤソー用スラリーを作
製する。大径の遊離砥粒が従来より少なく、カーフロス
の低減が図れる。ウェーハの厚さが安定化し、十分なラ
ップ取り代を確保できる。ソーマーク不良を低減でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はワイヤソー用スラ
リー、詳しくはワイヤソーでのインゴット切断時におけ
るカーフロスを少なくし、ウェーハの厚さを安定させる
ワイヤソー用スラリーに関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは、繰出しボビン（リール）
から導出されたインゴット切断用のワイヤを、複数本の
ワイヤソー用溝ローラに対してコイル状に巻き架けてワ
イヤ列を形成し、巻取ボビンに巻き取る装置構成となっ
ている。ラッピングオイルに砥粒を含む砥液（スラリ
ー）をインゴットまたはワイヤ列に連続して供給しなが
ら、往復走行中のワイヤ列に例えば単結晶シリコンイン
ゴットを相対的に押し付け、砥粒の研削作用によってイ
ンゴットを多数枚のウェーハに切断する。従来、このワ
イヤソー用スラリーに含まれる砥粒の粒度管理は、その
平均粒径値を基準にして行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな管理方法によった従来のワイヤソー用スラリーで
は、砥粒の粒度分布にあって、小粒径のものから累積さ
せてその体積が全体の９７％の値を示す砥粒の粒径が３
０．０μｍを超える場合が多々あった。このように累積
体積値で９７％の点の粒径が３０．０μｍを超えてしま
うと、インゴット切断時の溝幅が大きくなり、よってカ
ーフロスが大きくなるという問題点があった。また、切
断された多数枚のウェーハの中には、設定範囲を超えて
最小厚さが薄くなりすぎたものが出現するという問題点
もあった。

【０００４】そして、このようにウェーハの厚さが薄く
なりすぎると、その後のラッピング工程で、スライス時
にウェーハ表裏面に形成されたソーマークを除去するた
めの十分なラップ取り代を確保することができなかっ
た。また、前述したように、従来の遊離砥粒の管理は平
均粒径を基準とした管理であったので、粒度分布を示す
山形グラフ（図２のグラフ参照）の、例えば上記体積累
積値が９７％の砥粒の粒径といった、そのすその部分の
管理が野放しになっていた。その結果、砥粒の納入ロッ
トごとにおいて、それぞれのロットの粒度分布に大きな
バラツキが発生し、切断される各インゴット間で、ウェ
ーハの厚さにバラツキがあった。

【０００５】そこで、発明者は、鋭意研究を重ねた結
果、砥粒の粒度分布にあって小さい粒度のものから加算
して体積累積値で９７％となる砥粒の粒径を、その５０
％となる砥粒のそれの１．５〜１．８倍の範囲となるよ
うに管理すれば、ウェーハの最小厚さが設定範囲内にお
さまり、その結果、ラップ取り代を十分に確保すること
ができて、ウェーハ表裏面のソーマーク不良を低減させ
ることができることを突き止め、さらにこのように砥粒
の粒度分布で体積累積値が９７％となる砥粒の粒径を基
準にして粒度管理を行えば、砥粒の納入ロットごとのウ
ェーハ厚さのバラツキを抑えることができることを知見
し、この発明を完成させた。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、十分なラップ取り代を確保
することができ、ウェーハ表裏面のソーマーク不良を低
減させることができるワイヤソー用スラリーを提供する
ことを、その目的としている。また、この発明は、遊離
砥粒の納入ロットごとに発生していたインゴット単位の
ウェーハ厚さのバラツキを抑えることができるワイヤソ
ー用スラリーを提供することを、その目的としている。
さらに、この発明は、カーフロスを削減することができ
るワイヤソー用スラリーを提供することを、その目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、砥液中に砥粒を含み、ワイヤソーによるインゴット
切断時にインゴットの表面に供給されるワイヤソー用ス
ラリーにおいて、スラリー中の上記砥粒の粒度の分布状
態が、小さい粒度のものから加算した砥粒全体の体積累
積値が９７％となる点での砥粒の粒径が、それが５０％
となる点での砥粒の粒径の１．５〜１．８倍の範囲であ
るワイヤソー用スラリーである。

【０００８】ワイヤソー用スラリーの砥液としては、例
えばラッピングオイルなどが挙げられる。また、砥液中
に混入される遊離砥粒としては、例えばＳｉＣ砥粒、ダ
イヤモンド砥粒などが挙げられる。砥液への砥粒の混入
量は限定されない。例えば、５０〜６０重量％などであ
る。ここで、小さい粒度のものから加算した砥粒全体の
体積累積値が９７％となる点での砥粒の粒径が、それが
５０％となる点での砥粒の粒径の１．５〜１．８倍の範
囲であることは、例えば５０％での粒径が２０μｍ前後
の＃６００の砥粒の場合、３０〜３６μｍであることを
意味する。好ましい９７％値は、５０％値の１．５〜
１．８倍である。１．５倍未満では、切削性能が落ちる
という問題があり、１．８倍を超えると、加工ダメージ
が大きくなるという不都合を生じる。

【０００９】この発明が適用されるワイヤソーはどのよ
うな種類のものでもよい。例えば、インゴットを動かし
てワイヤ列に押圧、接触させて切断するものでもよく、
反対にワイヤ列を動かしてインゴットに押圧、接触させ
て切断するものでもよい。また、ワイヤ列の上部にイン
ゴット下面が当接するものでもよく、また、ワイヤ列の
下部にインゴット上面が押し当てられるものでもよい。
ワイヤソーにより切断されるインゴットとしては、例え
ばシリコン単結晶、化合物半導体単結晶、磁性材料、石
英、セラミックスなどが挙げられる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、＃６００の砥粒
の場合で、上記体積累積値が９７％となる点の砥粒の粒
径が３０．０μｍ以下である請求項１に記載のワイヤソ
ー用スラリーである。３０．０μｍを超えると、加工ダ
メージが大きくなるという不都合が生じる。

【００１１】

【作用】この発明によれば、砥粒全体の体積累積値が９
７％となる点での砥粒の粒径が、その体積累積値で５０
％となる点の砥粒の粒径の１．５〜１．８倍に管理され
た砥粒を砥液に混入してワイヤソー用スラリーを作製す
る。このワイヤソー用スラリーでは、大径の遊離砥粒が
従来より少なくなるので、インゴットを切断するときの
カーフロスの低減が図れる。その結果、ウェーハの厚さ
が安定化し、十分なラップ取り代を確保することができ
る。よって、ウェーハ表裏面のソーマーク不良を低減す
ることができる。また、このように体積累積値９７％点
の粒径を基準として砥粒の粒度管理を行うので、遊離砥
粒の納入ロットごとに発生するウェーハ厚さのバラツキ
を抑えることもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１はこの発明の一実施例に係るワ
イヤソー用スラリーが使用されるワイヤソーの概略構成
図である。図１において、１０はこの発明の一実施例に
係るワイヤソー用スラリーが使用されるワイヤソーであ
り、このワイヤソー１０は、ＣＺ法により引き上げられ
た単結晶シリコン製のインゴットＩを多数枚のウェーハ
にワイヤ切断する装置である。

【００１３】ワイヤソー１０は、１本のワイヤを溝ロー
ラ１２に多数回巻掛けすることで一平面を構成するよう
にワイヤが並設されたワイヤ列１１を有している。ワイ
ヤ列１１は、正面視して逆三角形状に配置された３本の
溝ローラ１２間で駆動モータにより往復走行される。上
側に配置された２本の溝ローラ１２の中間が、インゴッ
トＩの切断位置となっている。この切断位置の両側の上
方には、一対のスラリーノズル１３が配設されている。
各スラリーノズル１３からは、スラリータンク１４に貯
留されたワイヤソー用スラリーＳが、水平面を構成する
ようなワイヤ列１１上に連続供給される。このワイヤソ
ー用スラリーＳは、砥液であるラッピングオイル中にフ
ジミインコーポレーテッド社製の＃６００のＳｉＣ遊離
砥粒（商品名ＧＣ＃６００）が所定重量％混入されたも
のである。なお、このＳｉＣ遊離砥粒は、粒度分布を示
すグラフ（図２のグラフ参照）における体積累積値９７
％の点の砥粒の粒径を基準にして粒度管理された砥粒で
ある。

【００１４】次に、このワイヤソー１０によるインゴッ
トＩの切断方法を説明する。図１に示すように、ワイヤ
ソー１０では、スラリータンク１４に貯留されたワイヤ
ソー用スラリーＳをスラリーノズル１３からワイヤ列１
上に供給しながら、このワイヤ列１１を往復走行させ
る。その際、インゴットＩを上方からワイヤ列１１に押
し付けることで、このインゴットＩが何枚ものウェーハ
にスライスされる。すなわち、ワイヤ列１１の往復走行
時に、ワイヤソー用スラリーＳ中の遊離砥粒が、ワイヤ
列１１のワイヤによりインゴットＩの切断溝の底部に擦
りつけられ、その部分が徐々に削り取られて最終的に多
数枚のウェーハに切り分けられる。

【００１５】ところで、このインゴットＩの切断時に発
生し、スライス後の各ウェーハの厚さに影響を与えるカ
ーフロスは、主に、大きな粒径の遊離砥粒の粒度バラツ
キの度合いにより増減する。すなわち、この砥粒バラツ
キが大きければカーフロスも大きくなる。一方、バラツ
キの度合いが小さければカーフロスも小さくなる。この
ように、カーフロスの大小に多大な影響を及ぼす大きな
粒径の遊離砥粒の粒度バラツキの度合いは、この砥粒の
粒度管理をいかなる基準により行うかによって異なる。
以下、これを図２のワイヤソー用スラリーの砥粒の粒度
分布を示すグラフを参照しながら説明する。

【００１６】図２のグラフには、この一実施例のワイヤ
ソー用スラリーＳに混入された小さい粒度のものから加
算した砥粒全体の体積累積値が９７％となる点の砥粒の
粒径を基準にして粒度管理された＃６００の遊離砥粒の
粒度分布（実線）と、従来手段の平均粒径を基準に粒度
管理された＃６００の遊離砥粒の粒度分布（二点鎖線）
とが表示されている。なお、この実施例では、＃６００
の遊離砥粒の平均粒径２０μｍに定数１．５を乗算した
３０μｍが、この粒度分布上の体積累積値９７％点の値
となっている。

【００１７】このグラフから明らかなように、従来の平
均粒径に基づき粒度管理された遊離砥粒では平均粒径の
調整だけに注目され、その平均粒径（体積累積値５０％
の点）から大きく離れた点、例えば体積累積値９７％点
の管理はおろそかにされていた。そのため、従来の体積
累積値９７％点では砥粒の粒径が４０μｍにまで達し、
カーフロスが増大してウェーハの厚さにバラツキが増え
ていた。これにより、設定範囲を超えた薄さのウェーハ
が現出し、ラップ工程でのラップ取り代を十分に確保す
ることができず、その結果、ラップ工程後におけるソー
マーク不良のウェーハが５％も発生していた。

【００１８】これに対して、この実施例では、前述した
ように粒度分布上の体積累積値９７％点（３０μｍ）を
基準にして砥粒の粒度管理を行うようにしたので、カー
フロスが少なくなり、ウェーハの厚さバラツキが減少
し、ウェーハ表裏面に形成されるソーマーク不良を１％
に抑えることができた。また、このように粒度分布上の
体積累積値９７％点の粒径を基準にして砥粒の粒度管理
を行うようにしたので、ウェーハの厚さが常に安定化す
る。これにより図３に示すグラフからも明らかなよう
に、砥粒の納入ロットごとに発生するインゴット単位で
のウェーハの厚さバラツキの発生を抑えることができ
る。なお、図３はこの発明のスラリーおよび従来のスラ
リーにおける納入ロットごとの粒度分布のバラツキ度合
いを示すグラフである。また、このように体積累積値９
７％点を基準にして粒度管理を行えば、図２のグラフに
示すように体積累積値５０％点前後の砥粒が多く集中す
る。この結果、この実施例のワイヤソー用スラリーＳ
は、単に３０μｍを超える大粒の遊離砥粒が少ないとい
う利点だけでなく、より粒度が揃った高品質のワイヤソ
ー用スラリーともなる。

【００１９】

【発明の効果】この発明によれば、スラリー中の砥粒の
最大粒径を抑えるようにしたので、インゴット切断時の
カーフロスが少なくなり、ウェーハの厚さを安定化させ
ることができる。これにより、十分なラップ取り代を確
保することができ、その結果、ウェーハ表裏面のソーマ
ーク不良の発生を低減することができる。また、このよ
うに粒度分布上の体積累積値９７％点を基準にして砥粒
の粒度管理を行うので、砥粒の納入ロットごとに発生す
るインゴット単位のウェーハ厚さのバラツキを抑えるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るワイヤソー用スラリ
ーが使用されるワイヤソーの概略構成図である。

【図２】ワイヤソー用スラリーの砥粒の粒度分布を示す
グラフである。

【図３】この発明のスラリーおよび従来のスラリーにお
ける納入ロットごとの粒度分布のバラツキ度合いを示す
グラフである。

【符号の説明】

１０ ワイヤソー、 Ｉ インゴット、 Ｓ ワイヤソー用スラリー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C047 GG15 3C058 AA05 AC04 CA05 CB01 CB10 DA02 DA03 3C069 AA01 BA06 BB04 BC01 CA04 DA06 EA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥液中に砥粒を含み、ワイヤソーによる
   インゴット切断時にインゴットの表面に供給されるワイ
   ヤソー用スラリーにおいて、 スラリー中の上記砥粒の粒度の分布状態が、小さい粒度
   のものから加算した砥粒全体の体積累積値が９７％とな
   る点での砥粒の粒径が、それが５０％となる点での砥粒
   の粒径の１．５〜１．８倍の範囲であるワイヤソー用ス
   ラリー。
2. 【請求項２】 ＃６００の砥粒の場合、上記体積累積値
   が９７％となる点の砥粒の粒径が３０．０μｍ以下であ
   る請求項１に記載のワイヤソー用スラリー。