JP2001328058A - ワイヤソーおよびこれを用いた切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】均一な厚さを有するシリコンウェーハを製造で
きるワイヤソーおよびこれを用いた切断方法を提供す
る。 【解決手段】被切断物７とこの被切断物７を挟んで配置
された一対の多溝ローラ３ｄ、３ｄとの間に、各々進退
自在に設けられ、被切断物７に当接するワイヤ列４を適
宜押圧して、このワイヤ列４のたるみを調整するたわみ
調整手段８、８を有し、このたわみ調整手段８，８を進
退させることにより、切断工程の開始時にはたわみ調整
手段８，８でワイヤ列４をたわませ、切断工程の後期に
はたわみ調整手段８、８でワイヤ列４を押圧し続け、ワ
イヤ列４のたわみを維持したままの状態で切断が行える
ワイヤソー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーに係わ
り、特に被切断物を均一な厚さに切断可能なワイヤソー
に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェーハは、多結晶シリコンか
ら例えばチョクラルスキー法により単結晶のインゴット
を作り、ワイヤソーで所定の厚さに切断されて製造され
る。

【０００３】図６に示すように、被切断物であるシリコ
ンインゴットの切断に用いられる従来のワイヤソー４１
は、１本のワイヤ４２を３個の多溝ローラ４３、４３
ｒ、４３ｒに巻き付けて、ワイヤ列４４を構成し、ワイ
ヤ列４４を往復運動させる。そこへ、スラリー（ＳｉＣ
砥粒を分散させた加工液）を流しながら、シリコンイン
ゴット４５をワイヤ列４４に押し付けて研磨切断するも
のである。

【０００４】ワイヤソー４１は、シリコンインゴット４
５がワイヤ列４４に押付けられてから、ワイヤ４２がた
わみはじめ、ワイヤ４２の強度（反力）とワイヤたわみ
のバランスが保たれると一定状態になる。

【０００５】しかし、ワイヤソー４１は、切断工程の開
始直後（初期）において、ワイヤ４２のたわみがある程
度大きくなるまでは、ワイヤ４２の反力が小さいことか
ら、シリコンインゴット４５の送り量よりもワイヤ４２
の切込み量は少なく（シリコンインゴット４５の送りが
ワイヤ４２のたわみに変わるため）、シリコンインゴッ
ト４５に対してワイヤ４２が通過する時間が長くなり、
その分シリコンインゴット４５が多く除去される。この
現象は、被切断物が円柱形状のシリコンインゴット４５
などにおいて極端に現れる。

【０００６】さらに、図７に示すように、シリコンイン
ゴット４５のように円柱形状の場合は、切断終了部位で
切断長さｌ_１が短くなるため、シリコンインゴット４５
への切込みが速くなり、除去される量が少なくなる。

【０００７】図８に示すように、結果として切断された
シリコンウェーハ４６は、切断はじめの部位４６ｓでは
厚さが薄く、終了部位４６ｅでは厚くなる傾向となり、
シリコンウェーハ４６の厚さが部位によって異なり、厚
さのバラツキが大きくなり、均一な厚さ（平行度）のシ
リコンウェーハが得られなかった。

【０００８】ワイヤのたわみを制御するワイヤソーとし
て、特開平４−１２２５６６号公報のワイヤソーがある
が、この開示のワイヤソーは、大きな被切断物を切断す
るために一対のたわみローラ間に大きな間隔を設ける必
要があり、この間隔間にワイヤを支持する非駆動補助案
内ローラを設け、非駆動補助案内ローラがワイヤに付加
的なたわみを与え、大きな被切断物から小さな被切断物
まで切断を可能にしたワイヤソーである。

【０００９】このワイヤソーは、非駆動補助案内ローラ
を切断工程の進行に沿って切断方向に移動させるもので
なく、シリコンウェーハの加工はじめ部位の厚さと終了
部位との厚さを等しく切断し均一なシリコンウェーハを
得るワイヤソーではない。

【００１０】このため、加工はじめの部位と終了部位と
で、厚さに差異がなく、均一な厚さを有するシリコンウ
ェーハを製造できるワイヤソーおよびこれを用いた切断
方法が要望されていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
を考慮してなされたもので、加工はじめの部位と終了部
位とで、厚さに差異がなく、均一な厚さを有するシリコ
ンウェーハを製造できるワイヤソーおよびこれを用いた
切断方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、回転自在に設けられ
た複数個の多溝ローラと、これらの多溝ローラ間に張設
されたワイヤ列と、このワイヤ列に被切断物を押圧し切
断するワイヤソーにおいて、被切断物とこの被切断物を
挟んで配置された一対の多溝ローラとの間に、各々進退
自在に設けられ、被切断物に当接するワイヤ列を適宜押
圧して、このワイヤ列のたるみを調整するたわみ調整手
段を有し、このたわみ調整手段を進退させることによ
り、切断工程の開始時にはたわみ調整手段でワイヤ列を
たわませ、切断工程の後期にはたわみ調整手段でワイヤ
列を押圧し続けて、ワイヤ列のたわみを維持したままの
状態で切断が行えることを特徴とするワイヤソーである
ことを要旨としている。

【００１３】本願請求項２の発明では、上記たわみ調整
手段はローラであることを特徴とする請求項１に記載の
ワイヤソーであることを要旨としている。

【００１４】本願請求項３の発明は、ワイヤ列に被切断
物を押圧し、ワイヤ列を線方向に送りながらワイヤ列と
被切断物間にスラリを供給して、被切断物を切断するす
るワイヤソー切断方法において、切断工程の開始時ワイ
ヤ列をたわませた後切断を開始し、切断工程の後期には
ワイヤ列のたわみを維持したままの状態で切断を行うこ
とを特徴とするワイヤソー切断方法であることを要旨と
している。

【００１５】本願請求項４の発明では、上記たわみはロ
ーラにより行うことを特徴とする請求項３に記載のワイ
ヤソー切断方法であることを要旨としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるワイヤソー
の実施の形態について添付図面に基づき説明する。

【００１７】図１に示すように、本発明に係わるワイヤ
ソー１は、１本のワイヤ２を巻き付ける３個の多溝ロー
ラ３、３ｄ、３ｄを有し、各多溝ローラ３、３ｄ、３ｄ
間に、例えば２００μｍの直径を有するワイヤ２を巻き
付けワイヤ列４を構成し、このワイヤ列４のワイヤ２を
ワイヤ駆動モータ３ａにより駆動されるドライブ側多溝
ローラ３の駆動により往復運動させるようになってい
る。

【００１８】また、ワイヤ列４に対向する上方には、送
りモータ５ａを有し被切断物を送るフィードユニット５
が設けられており、このフィードユニット５のカーボン
ベース６に接着された被切断物、例えばシリコンインゴ
ット７を、ワイヤ列４に押し付けて研磨切断するように
なっている。

【００１９】さらに、フィードユニット５と２個の多溝
ローラ３ｄ、３ｄ間の各々には、たわみ調整手段、例え
ばたわみ調整ローラユニット８が設けられている。

【００２０】図２に示すように、このたわみ調整ローラ
ユニット８は、ケーシング８ａと、このケーシング８ａ
にそれぞれ収納されたたわみ調整ローラ８ｂと、油圧シ
リンダ８ｃとを有している。

【００２１】たわみ調整ローラ８ｂは油圧シリンダ８ｃ
に取付けられ上下に進退可能になっており、適宜ワイヤ
列４に当接できるようになっている。従って、たわみ調
整ローラ８ｂを油圧シリンダ８ｃによって上下に進退さ
せることにより、ワイヤ列４との当接強度を調整し、ワ
イヤ列４のたわみを調整できるようになっている。

【００２２】ワイヤ列４の上方にはインゴット７の切断
時にスラリ９をワイヤ列４に供給しスラリポンプ１０ａ
を有するスラリ供給装置１０が設けられている。

【００２３】さらに、ワイヤソー１には、コンピュータ
１１が設けられており、このコンピュータ１１は記憶装
置に記憶されたプログラムに従って、ワイヤ駆動モータ
３ａ、送りモータ５ａ、油圧シリンダ８ｃ、スラリポン
プ１０ａを制御し、一連の切断工程を自動的に行うよう
になっている。

【００２４】次に、本発明に係わるワイヤソーを用いた
シリコンインゴットの切断方法について説明する。

【００２５】最初に、図１に示すように、シリコンイン
ゴット７をカーボンベース６に接着する。次に、コンピ
ュータ１１により油圧シリンダ８ｃを作動させ、図３に
示すように、たわみ調整ローラ８ｂを降下させて、調整
ローラ８ｂでワイヤ列４を押圧し、ワイヤ列４を所定量
だけたわませる。

【００２６】さらに、コンピュータ１１により、ワイヤ
駆動モータ３ａを回転させてワイヤ列４を高速で動か
し、スラリポンプ１０ａを作動させてスラリ９をワイヤ
列４に供給し、送りモータ５ａを回転させてシリコンイ
ンゴット７をたわみ調整ローラ８ｂによりたわんだワイ
ヤ列４に接近させる。次に油圧シリンダ８ｃを再び作動
させ、たわみ調整ローラ８ｂを上昇させて、ワイヤ列４
を押圧から開放して、このワイヤ列４をシリコンインゴ
ット７の先端に接触させ、切断を開始し、切断を継続す
る。

【００２７】この切断工程の初期（開始直後）におい
て、ワイヤ列４がすでにたわみ調整ローラ８ｂによりた
わまされているので、切断の中間工程におけるシリコン
インゴット７の中央部位近傍７ｃの切断と同じワイヤ列
４のたわみ状態で、切断開始直後から安定した切断がで
きる。

【００２８】切断工程の後期において、図４に示すよう
に、シリコンインゴット７の切断長さｌが短くなり、ワ
イヤ列４のワイヤたわみが急激に小さくなるため、再び
たわみ調整ローラ８ｂを降下させて、調整ローラ８ｂで
ワイヤ列４を押圧し、ワイヤ列４を所定量だけたわま
せ、ワイヤ列４のたわみ量が急激に小さくならないよう
に調整ローラ８ｂでワイヤ列４を押圧しながら切断を継
続する。

【００２９】この切断工程の後期においても、ワイヤ列
４がたわみ調整ローラ８ｂによりたわまされているの
で、切断の中間工程におけるシリコンウェーハ７Ｗの中
央部位近傍７ｃの切断と同じワイヤ列４のたわみ状態
で、切断工程の後期も安定した切断ができる。

【００３０】従って、ワイヤソー１によって切断された
シリコンウェーハ７Ｗは、図５に示すように、切断工程
の初期切断部位７ｓおよび後期切断部位７ｅも、中期切
断（中央）部位近傍７ｃと同一の厚さになり、均一な厚
さ（平行度）のシリコンウェーハ７Ｗが得られる。

【００３１】なお、切断工程終了後、ワイヤ列４を切断
されたシリコンウェーハ７Ｗ間から抜取るが、シリコン
ウェーハ７Ｗ間に付着したスラリにより、ワイヤ列４が
抜き難い場合には、油圧シリンダ８ｃを作動させ、たわ
み調整ローラ８ｂを降下させて、ワイヤ列４を押えなが
らシリコンウェーハ７Ｗを引抜けば、ワイヤ列４のワイ
ヤ２が多溝ローラ３ｄ、３ｄに食込んで多溝ローラ３
ｄ、３ｄを傷つけることを防止できるばかりでなく、ワ
イヤ２が伸ばされるのを防止することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係わるワイヤソーおよびこれを
用いた切断方法によれば、均一な厚さを有するシリコン
ウェーハを製造できるワイヤソーおよびこれを用いた切
断方法を提供することができる。

【００３３】すなわち、ワイヤソーは切断物とこの被切
断物を挟んで配置された一対の多溝ローラとの間に、各
々進退自在に設けられ、被切断物に当接するワイヤ列を
適宜押圧して、このワイヤ列のたるみを調整するたわみ
調整手段を有し、このたわみ調整手段を進退させること
により、切断工程の開始時にはたわみ調整手段でワイヤ
列をたわませ、切断工程の後期にはたわみ調整手段でワ
イヤ列を押圧し続け、ワイヤ列のたわみを維持したまま
の状態で切断が行えるので、切断工程の初期切断部位お
よび後期切断部位も、中期切断部位近傍と同一の厚さに
なり、均一な厚さ（平行度）のシリコンウェーハが得ら
れる。

【００３４】また、上記たわみ調整手段はローラである
ので、ワイヤ列のたわみの調整を容易にできると共に、
たわみ調整手段によりワイヤを破損させることがない。

【００３５】また、ワイヤソー切断方法は、切断工程の
開始時にワイヤ列をたわませた後切断を開始し、切断工
程の後期にはワイヤ列のたわみを維持したままの状態で
切断を行うので、切断工程の初期切断部位および後期切
断部位も、中期切断部位近傍と同一の厚さになり、均一
な厚さのシリコンウェーハが得られる。

【００３６】また、上記たわみはローラにより行うの
で、ワイヤ列のたわみの調整を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるワイヤソーの概略図。

【図２】本発明に係わるワイヤソーに用いられるたわみ
調整ローラユニットの説明図。

【図３】本発明のワイヤソー切断方法の切断工程を示す
説明図。

【図４】本発明のワイヤソー切断方法の切断工程を示す
説明図。

【図５】本発明のワイヤソー切断方法により切断された
シリコンウェーハの断面図。

【図６】従来のワイヤソーの概略図。

【図７】従来のワイヤソー切断方法の切断工程を示す説
明図。

【図８】従来のワイヤソー切断方法により切断されたシ
リコンウェーハの断面図。

【符号の説明】

１ ワイヤソー ２ ワイヤ ３ 多溝ローラ ３ｄ 多溝ローラ ４ ワイヤ列 ５ａ 送りモータ ５ フィードユニット ６ カーボンベース ７ シリコンインゴット ８ たわみ調整ローラユニット ８ａ ケーシング ８ｂ たわみ調整ローラ ８ｃ 油圧シリンダ ９ スラリ １０ スラリ供給装置 １０ａ スラリポンプ １１ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA09 AA12 AA14 AA18 BA02 BA07 BB03 CA01 CB01 DA03 3C069 AA01 BA06 BB03 BC02 CA04 DA06 EA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に設けられた複数個の多溝ロー
   ラと、これらの多溝ローラ間に張設されたワイヤ列と、
   このワイヤ列に被切断物を押圧し切断するワイヤソーに
   おいて、被切断物とこの被切断物を挟んで配置された一
   対の多溝ローラとの間に、各々進退自在に設けられ、被
   切断物に当接するワイヤ列を適宜押圧して、このワイヤ
   列のたるみを調整するたわみ調整手段を有し、このたわ
   み調整手段を進退させることにより、切断工程の開始時
   にはたわみ調整手段でワイヤ列をたわませ、切断工程の
   後期にはたわみ調整手段でワイヤ列を押圧し続けて、ワ
   イヤ列のたわみを維持したままの状態で切断が行えるこ
   とを特徴とするワイヤソー。
2. 【請求項２】 上記たわみ調整手段はローラであること
   を特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
3. 【請求項３】 ワイヤ列に被切断物を押圧し、ワイヤ列
   を線方向に送りながらワイヤ列と被切断物間にスラリを
   供給して、被切断物を切断するするワイヤソー切断方法
   において、切断工程の開始時ワイヤ列をたわませた後切
   断を開始し、切断工程の後期にはワイヤ列のたわみを維
   持したままの状態で切断を行うことを特徴とするワイヤ
   ソー切断方法。
4. 【請求項４】 上記たわみはローラにより行うことを特
   徴とする請求項３に記載のワイヤソー切断方法。