JP2002018831A - Wire saw cutter and method for slicing semiconductor crystal ingot - Google Patents

Wire saw cutter and method for slicing semiconductor crystal ingot

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JP2002018831A
JP2002018831A JP2000211952A JP2000211952A JP2002018831A JP 2002018831 A JP2002018831 A JP 2002018831A JP 2000211952 A JP2000211952 A JP 2000211952A JP 2000211952 A JP2000211952 A JP 2000211952A JP 2002018831 A JP2002018831 A JP 2002018831A
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JP
Japan
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temperature
polymer material
coated
semiconductor crystal
crystal ingot
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000211952A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Onishi
正哉 大西
Shoji Masuyama
尚司 増山
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire saw cutter capable of efficiently cutting out a slice semiconductor wafer not having a thickness unevenness and having small warp as compared with a semiconductor crystal ingot, and a method for slicing the ingot. SOLUTION: The wire saw cutter comprises a plurality of bearings, a roller supported to the plurality of bearing having wire engaging grooves on an outer peripheral surface and with a plurality of polymer material coating grooves, and a wire engaged with the outer peripheral surface of the roller with the grooves. The roller with the plurality of polymer material coating grooves is temperature regulated to a predetermined temperature.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソー切断装置
及び半導体結晶インゴットのスライス方法に関するもの
である。更に詳述すれば本発明はワイヤソー切断装置及
びそのワイヤソー切断装置を用いて半導体結晶インゴッ
トよりスライス半導体ウエハを切り出す半導体結晶イン
ゴットのスライス方法に関するものである。
The present invention relates to a wire saw cutting apparatus and a method for slicing a semiconductor crystal ingot. More specifically, the present invention relates to a wire saw cutting apparatus and a semiconductor crystal ingot slicing method for cutting a slice semiconductor wafer from a semiconductor crystal ingot using the wire saw cutting apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体結晶ウエハは半導体デバイスのベ
ースウエハ材として大量に生産されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor crystal wafers are mass-produced as base wafer materials for semiconductor devices.

【0003】この半導体結晶ウエハの製造手順は、まず
半導体結晶インゴットを製造し、次にその半導体結晶イ
ンゴットをスライスし、次にそのスライスして得られた
スライス半導体結晶ウエハを粗研磨し、次にその粗研磨
して得られた粗研磨スライス半導体結晶ウエハを鏡面研
磨し、最後にその鏡面研磨したものを脱脂、洗浄、乾燥
することにより鏡面研磨半導体結晶ウエハの乾燥完成品
とするようになっている。
[0003] The manufacturing procedure of this semiconductor crystal wafer is as follows: first, a semiconductor crystal ingot is manufactured, then the semiconductor crystal ingot is sliced, and then the sliced semiconductor crystal wafer obtained by the slicing is roughly polished. The roughly polished sliced semiconductor crystal wafer obtained by the coarse polishing is mirror-polished, and finally the mirror-polished one is degreased, washed, and dried to be a dried and finished mirror-polished semiconductor crystal wafer. I have.

【0004】さて、半導体結晶インゴットをスライスす
る方法には、ドーナツ状鋼板の内周面にダイヤモンド等
を電着させて得られる内周刃を用いてスライスする内周
刃スライス方法と、ワイヤと砥粒とを用いてスライスす
るワイヤソースライス方法とがある。
A method of slicing a semiconductor crystal ingot includes an inner peripheral blade slicing method using an inner peripheral blade obtained by electrodepositing diamond or the like on an inner peripheral surface of a donut-shaped steel plate, a method of slicing a wire and a grinding wheel. There is a wire saw slicing method in which slicing is performed using grains.

【0005】従来のスライス作業は前者の内周刃スライ
ス方法が主流であったが、近年では後者のワイヤソース
ライス方法が多くなってきている。これはワイヤソース
ライス方法では一度に大量のスライスが可能であり、且
つその切り代が少なく、それによってスライス半導体結
晶ウエハの切り出し枚数を大幅に増加させることができ
るからである。
[0005] In the conventional slicing operation, the former inner peripheral blade slicing method has been the mainstream, but in recent years, the latter wire saw slicing method has increased. This is because the wire saw slicing method enables a large amount of slicing at one time, and the cutting margin is small, whereby the number of sliced semiconductor crystal wafers can be greatly increased.

【0006】図3は従来のワイヤソー切断装置により半
導体結晶インゴットをスライスしている様子を示した要
部斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state where a semiconductor crystal ingot is sliced by a conventional wire saw cutting apparatus.

【0007】図3において、1は従来のワイヤソー切断
装置に用いた高分子材料被覆溝付けローラ、2は軸芯
体、3は高分子材料被覆層、4は軸受部、5はワイヤ、
6はインゴット台、7は半導体結晶インゴットである。
In FIG. 3, 1 is a grooved roller coated with a polymer material used in a conventional wire saw cutting device, 2 is a shaft core, 3 is a polymer material coating layer, 4 is a bearing, 5 is a wire,
Reference numeral 6 denotes an ingot table, and reference numeral 7 denotes a semiconductor crystal ingot.

【0008】図3から分かるように従来のワイヤソー切
断装置は、ワイヤ5を掛けたときに形成される三角形の
各頂点箇所に3個の従来の高分子材料被覆溝付けローラ
1がそれぞれ軸受部4に支持されている。
As can be seen from FIG. 3, in the conventional wire saw cutting apparatus, three conventional polymer material-coated grooved rollers 1 are provided at bearing portions 4 at each vertex of a triangle formed when a wire 5 is hung. It is supported by.

【0009】これら従来の高分子材料被覆溝付けローラ
1は軸中心に軸芯体2があり、その軸芯体2に高分子材
料被覆層3が被覆されている。ここにおいて高分子材料
としてはゴム、合成樹脂等である。
These conventional polymer-coated grooved rollers 1 have a mandrel 2 at the center of the shaft, and the mandrel 2 is coated with a polymer material coating layer 3. Here, the polymer material is rubber, synthetic resin, or the like.

【0010】高分子材料被覆層3の外周面には円周方向
に沿ったワイヤ通過溝が所定間隔をおいて複数本刻まれ
ている。これら複数本のワイヤ通過溝の間隔はスライス
半導体結晶ウエハの厚さに匹敵する間隔となっている。
On the outer peripheral surface of the polymer material coating layer 3, a plurality of wire passage grooves are formed at predetermined intervals along the circumferential direction. The interval between the plurality of wire passage grooves is equal to the thickness of the sliced semiconductor crystal wafer.

【0011】ワイヤ5は図示しないボビンより送り出さ
れ、図示しない張力調整ローラを経て3個の溝付けロー
ラ1へ巻かれ、それから図示しない巻取ボビンへ巻き取
られるようになっている。
The wire 5 is sent out from a bobbin (not shown), wound around three grooved rollers 1 via a tension adjusting roller (not shown), and then wound up on a winding bobbin (not shown).

【0012】図2から分かるように下側の2個の高分子
材料被覆溝付けローラ1の下方にはインゴット台6が置
かれてあり、このインゴット台6には半導体結晶インゴ
ット7が載せられている。
As can be seen from FIG. 2, an ingot table 6 is placed below the lower two polymer-coated grooved rollers 1, and a semiconductor crystal ingot 7 is placed on the ingot table 6. I have.

【0013】次に、この図3に示す従来のワイヤソー切
断装置により半導体結晶インゴットをスライスする手順
について説明する。
Next, a procedure for slicing a semiconductor crystal ingot by the conventional wire saw cutting apparatus shown in FIG. 3 will be described.

【0014】まず、従来のワイヤソー切断装置の電源を
入れ、ワイヤ5を走行させる。
First, the power of the conventional wire saw cutting device is turned on, and the wire 5 is run.

【0015】次に、図示しないがインゴット台6に載せ
られている半導体結晶インゴット7と走行するワイヤ5
との交点周辺へ砥粒を含んだ研磨液を供給する。
Next, although not shown, the semiconductor crystal ingot 7 mounted on the ingot table 6 and the traveling wire 5
Is supplied to the vicinity of the intersection with the polishing liquid containing abrasive grains.

【0016】次に、その状態で半導体結晶インゴット7
をワイヤ5へ押し付けることにより、半導体結晶インゴ
ット7より複数枚のスライス半導体結晶ウエハを切り出
すことができる。
Next, in this state, the semiconductor crystal ingot 7
Is pressed against the wire 5, a plurality of sliced semiconductor crystal wafers can be cut out from the semiconductor crystal ingot 7.

【0017】さて、高分子材料被覆溝付けローラ1の高
分子材料被覆層3の具体的なものとしては、加工性、安
価性が優れたポリウレタンやポリエチレン等が多用され
ている。
As the specific material of the polymer material coating layer 3 of the polymer material coating groove forming roller 1, polyurethane, polyethylene, or the like, which is excellent in workability and inexpensiveness, is often used.

【0018】さて、ポリウレタンやポリエチレン等の高
分子材料被覆層3を被覆して成る高分子材料被覆溝付け
ローラ1を具備した従来のワイヤソー切断装置により半
導体結晶体インゴットをスライスしたとき、高分子材料
被覆層3のポリウレタンやポリエチレンはワイヤ5との
摩擦及び軸受部4の摩擦熱の熱伝導等により温度上昇
し、その結果長手方向に伸びが生ずる。上昇温度はスラ
イス諸条件により異なるが、数時間の標準スライスを行
ったときの上昇温度は凡そ10℃である。
Now, when a semiconductor crystal ingot is sliced by a conventional wire saw cutting device equipped with a polymer material coated grooved roller 1 formed by coating a polymer material coated layer 3 of polyurethane, polyethylene, etc. The temperature of the polyurethane or polyethylene of the coating layer 3 rises due to friction with the wire 5 and heat conduction of frictional heat of the bearing portion 4, and as a result, elongation occurs in the longitudinal direction. The temperature rise depends on various slice conditions, but the temperature rise when a standard slice for several hours is performed is about 10 ° C.

【0019】一方、高分子材料被覆層3としてポリエチ
レンの高密度ポリエチレンを被覆して成る高分子材料被
覆溝付けローラ1の温度上昇に伴う伸び率は、凡そ0.
01%/℃である。
On the other hand, the elongation of the polymer material-coated grooving roller 1 formed by coating the high-density polyethylene of the polyethylene as the polymer material coating layer 3 with the temperature rise is approximately 0.1%.
01% / ° C.

【0020】従って温度が10℃上昇したときの高密度
ポリエチレン被覆して成る高分子材料被覆溝付けローラ
1の高密度ポリエチレン被覆層3の伸びは0.1%であ
る。例えば、常温で200mm長さを有する高密度ポリエ
チレン被覆溝付けローラ1の高密度ポリエチレン被覆層
3の伸びは200μm伸びることになる。
Therefore, when the temperature rises by 10 ° C., the elongation of the high-density polyethylene coating layer 3 of the polymer material-coated grooved roller 1 formed of high-density polyethylene is 0.1%. For example, the high-density polyethylene coating layer 3 of the high-density polyethylene coating grooving roller 1 having a length of 200 mm at room temperature extends 200 μm.

【0021】このため高密度ポリエチレン被覆層3を被
覆して成る高密度ポリエチレン被覆溝付けローラ1を具
備した従来のワイヤソー切断装置では、半導体結晶イン
ゴットをスライスしたときに高密度ポリエチレン被覆層
3が温度変動により伸縮する。このように高密度ポリエ
チレン被覆層3が温度変動に伸縮すると、スライスして
得られるスライス半導体ウエハには厚さむらが発生した
り、反り不良が発生したりすることになる。
For this reason, in the conventional wire saw cutting apparatus provided with the high-density polyethylene coating grooved roller 1 formed by coating the high-density polyethylene coating layer 3, when the semiconductor crystal ingot is sliced, the high-density polyethylene coating layer 3 is heated. It expands and contracts due to fluctuations. When the high-density polyethylene coating layer 3 expands and contracts due to temperature fluctuations in this manner, the sliced semiconductor wafer obtained by slicing will have uneven thickness or a warp defect.

【0022】従来、このような高分子材料被覆溝付けロ
ーラ1の高分子材料被覆層3の温度上昇に伴って発生す
る伸びの抑制対策或いは伸びの影響緩和対策としては次
のような方法が行われていた。
Conventionally, the following method has been employed as a measure for suppressing the elongation generated as the temperature of the polymer material coating layer 3 of the polymer material-coated grooved roller 1 rises or as a measure for alleviating the influence of the elongation. Had been

【0023】(1)砥粒を含んだ研磨液の液温管理方法 前述したように高分子材料被覆層3を被覆して成る高分
子材料被覆溝付けローラ1を具備した従来のワイヤソー
切断装置により半導体結晶体インゴットをスライスした
とき、高分子材料被覆溝付けローラ1の高分子材料被覆
層3は半導体結晶体インゴットのスライス作業時間の経
過と共に温度上昇する。
(1) Method of Managing Temperature of Polishing Solution Containing Abrasive Grains As described above, a conventional wire saw cutting apparatus provided with a polymer material coating grooved roller 1 formed by coating a polymer material coating layer 3 is used. When the semiconductor crystal ingot is sliced, the temperature of the polymer material coating layer 3 of the polymer material coating groove forming roller 1 rises as the slicing operation time of the semiconductor crystal ingot elapses.

【0024】そこで第1の対策方法は、スライス箇所周
辺へ供給する砥粒を含んだ研磨液の液温をスライス作業
時間の経過と共に徐々に下げて行き、それにより高分子
材料被覆層3の温度を冷却する。
Therefore, a first countermeasure method is to gradually lower the temperature of the polishing liquid containing abrasive grains to be supplied to the periphery of the slicing portion with the lapse of the slicing operation time, whereby the temperature of the polymer material coating layer 3 is reduced. To cool.

【0025】(2)高分子材料被覆溝付けローラの暖気
運転 第2の対策方法は、従来のワイヤソー切断装置を予め長
時間暖気運転させて高分子材料被覆層3の温度を高温飽
和安定させ、その高温飽和安定になってから半導体結晶
体インゴットのスライス作業を始める方法である。
(2) Warm-up operation of the polymer material coating groove forming roller The second countermeasure method is to previously operate the conventional wire saw cutting device for a long time in a warm-up operation to stabilize the temperature of the polymer material coating layer 3 at a high temperature and stabilize it. This is a method in which the slice operation of the semiconductor crystal ingot is started after the high temperature saturation becomes stable.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の対策では次のような難点かあった。
However, the above conventional measures have the following drawbacks.

【0027】(1)砥粒を含んだ研磨液の液温管理方法 この方法では砥粒を含んだ研磨液の流量の影響を受け易
く、且つ軸受部4からの熱伝導を効果的に抑制すること
ができない。このためこの方法では高分子材料被覆溝付
けローラ1の高分子材料被覆層3の熱分布のばらつきが
大きくなり、その結果スライスして得られるスライス半
導体ウエハには厚さむら不良や反り不良が多発するとい
う難点があった。
(1) Method for Managing the Temperature of Polishing Liquid Containing Abrasive Particles This method is easily affected by the flow rate of the polishing liquid containing abrasive particles, and effectively suppresses heat conduction from the bearing 4. Can not do. For this reason, in this method, the variation in the heat distribution of the polymer material coating layer 3 of the polymer material coating groove forming roller 1 becomes large, and as a result, a sliced semiconductor wafer obtained by slicing has many irregular thickness defects and warpage defects. There was a difficulty to do.

【0028】(2)高分子材料被覆溝付けローラの暖気
運転 第2の対策方法では従来のワイヤソー切断装置をワイヤ
5との摩擦による温度上昇及び軸受部4からの熱伝導に
よる温度上昇が共に飽和安定するまで暖気運転すること
から、無駄な工数と無駄なエネルギーとを消費し、しか
も高温安定化させることから高分子材料被覆層3の熱劣
化を促進してしまうという難点があった。
(2) Warm-up operation of the polymer-coated grooved roller In the second countermeasure method, the conventional wire saw cutting device saturates both the temperature rise due to friction with the wire 5 and the temperature rise due to heat conduction from the bearing 4. Since the warm-up operation is performed until the temperature becomes stable, useless man-hours and useless energy are consumed. Further, since the high-temperature stabilization is performed, thermal deterioration of the polymer material coating layer 3 is promoted.

【0029】本発明はかかる点に立って為されたもので
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、半導体結晶インゴットより厚さむらがな
く、且つ反りも極めて小さいスライス半導体ウエハを効
率的に切り出すことができるワイヤソー切断装置及び半
導体結晶インゴットのスライス方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and to have less thickness irregularity and extremely small warpage than a semiconductor crystal ingot. An object of the present invention is to provide a wire saw cutting device and a semiconductor crystal ingot slicing method capable of efficiently cutting a sliced semiconductor wafer.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、複数の軸受部と、該複数の軸受部に支持され、且
つ外周面上にワイヤ掛け溝が設けられている複数本の高
分子材料被覆溝付けローラと、該複数本の高分子材料被
覆溝付けローラの外周面上に掛けられたワイヤとを具備
するワイヤソー切断装置において、前記複数本の高分子
材料被覆溝付けローラを一定温度に温度調節するように
構成して成ることを特徴とするワイヤソー切断装置にあ
る。
The gist of the present invention is that a plurality of bearings and a plurality of heights supported by the plurality of bearings and provided with a wire groove on the outer peripheral surface. In a wire saw cutting device including a polymer material-coated grooved roller and a wire wound on the outer peripheral surface of the polymer material-coated grooved roller, the plurality of polymer material-coated grooved rollers are fixed. The wire saw cutting device is characterized in that it is configured to adjust the temperature to the temperature.

【0031】本発明において複数本の高分子材料被覆溝
付けローラの軸芯は中空軸芯体から成り、且つ該中空軸
芯体の中空内には内部ヒータと熱電対とが挿入され、し
かも該内部ヒータと熱電対とは温度調節器へ電気的に接
続されていることが好ましい。
In the present invention, the shafts of the plurality of polymer material-coated grooved rollers are formed of a hollow shaft core, and an internal heater and a thermocouple are inserted into the hollow of the hollow shaft core. Preferably, the internal heater and the thermocouple are electrically connected to a temperature controller.

【0032】本発明おいて熱電対は中空軸芯体の中間部
にて高分子材料被覆溝付けローラの外周側に直角方向へ
曲げられ、且つその先端が前記高分子材料被覆溝付けロ
ーラの高分子材料被覆層の中間厚さ部分まで達している
ように挿入されて成ることが好ましい。
In the present invention, the thermocouple is bent at a middle portion of the hollow shaft core in a direction perpendicular to the outer peripheral side of the polymer-coated grooved roller, and the tip thereof is at the height of the polymer-coated grooved roller. It is preferably inserted so as to reach the intermediate thickness portion of the molecular material coating layer.

【0033】本発明において高分子材料被覆溝付けロー
ラの温度調節は、該高分子材料被覆溝付けローラの中空
軸芯体の中空内に挿入された内部ヒータと熱電対とを介
して行うことが好ましい。
In the present invention, the temperature of the polymer-coated grooved roller is adjusted via an internal heater and a thermocouple inserted into the hollow of the hollow shaft core of the polymer-coated grooved roller. preferable.

【0034】本発明において高分子材料被覆溝付けロー
ラの調節温度を該高分子材料被覆溝付けローラの暖気運
転したときにおける飽和上昇温度より若干高い温度に設
定すると共に供給する研磨液の液温を前記高分子材料被
覆溝付けローラの調節温度より低い温度に調節すること
が好ましい。
In the present invention, the adjusting temperature of the polymer-coated grooved roller is set to a temperature slightly higher than the saturation rise temperature when the polymer-coated grooved roller is warmed up, and the temperature of the supplied polishing liquid is adjusted. Preferably, the temperature is adjusted to a temperature lower than the adjustment temperature of the polymer material coated grooved roller.

【0035】本発明においてより好ましい高分子材料被
覆溝付けローラの調節温度は35℃であり、またより好
ましい研磨液の調節液温は23℃である。
In the present invention, the control temperature of the polymer-coated grooved roller is more preferably 35.degree. C., and the more preferable control temperature of the polishing liquid is 23.degree.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】次に、本発明のワイヤソー切断装
置及び半導体結晶インゴットのスライス方法の一実施例
を図面により説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a wire saw cutting apparatus and a semiconductor crystal ingot slicing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0037】(本発明のワイヤソー切断装置の一実施
例)まず、本発明のワイヤソー切断装置の一実施例につ
いて説明する。
(One Embodiment of the Wire Saw Cutting Apparatus of the Present Invention) First, one embodiment of the wire saw cutting apparatus of the present invention will be described.

【0038】図1は本発明の一実施例のワイヤソー切断
装置に用いられた溝付けローラの一部省略縦断面説明図
を示したものである。
FIG. 1 is an explanatory vertical cross-sectional view of a partly omitted groove forming roller used in a wire saw cutting apparatus according to one embodiment of the present invention.

【0039】図1において4は軸受部、10は本発明の
一実施例の高分子材料被覆溝付けローラ、11は中空軸
芯体、12は高分子材料被覆層、13はワイヤ通過溝、
14は熱電対差込孔、15は内部ヒータ、16は熱電対
である。
In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a bearing, 10 denotes a grooved roller coated with a polymer material according to an embodiment of the present invention, 11 denotes a hollow shaft core, 12 denotes a polymer material coating layer, 13 denotes a wire passage groove,
14 is a thermocouple insertion hole, 15 is an internal heater, and 16 is a thermocouple.

【0040】図1から分かるように本発明のワイヤソー
切断装置の一実施例に用いられている高分子材料被覆溝
付けローラ10は、その軸中心に中空軸芯体11があ
り、その中空軸芯体11の軸受部4に支持されている。
As can be seen from FIG. 1, the polymer material-coated grooving roller 10 used in one embodiment of the wire saw cutting device of the present invention has a hollow shaft core 11 at the center of its shaft. It is supported by the bearing 4 of the body 11.

【0041】中空軸芯体11の外周には高密度ポリエチ
レンから成る高分子材料被覆層12が被覆されており、
その高分子材料被覆層12の外周面には円周方向に沿っ
たワイヤ通過溝13が所定間隔をおいて複数本刻まれて
いる。これら複数本のワイヤ通過溝13の間隔はスライ
ス半導体結晶ウエハの厚さに匹敵する間隔となってい
る。
The outer periphery of the hollow shaft core 11 is coated with a polymer material coating layer 12 made of high-density polyethylene.
A plurality of wire passage grooves 13 along the circumferential direction are formed on the outer peripheral surface of the polymer material coating layer 12 at predetermined intervals. The interval between the plurality of wire passage grooves 13 is equal to the thickness of the sliced semiconductor crystal wafer.

【0042】中空軸芯体11の中空内には内部ヒータ1
5及び熱電対16が挿入されている。内部ヒータ15の
長さは高分子材料被覆溝付けローラ10の全長とほぼ同
じ長さである。
The inside of the hollow shaft core 11 has an internal heater 1
5 and thermocouple 16 are inserted. The length of the internal heater 15 is substantially the same as the entire length of the polymer material coated grooved roller 10.

【0043】中空軸芯体11の中空内に挿入された熱電
対16の先端部分は、中空軸芯体11の軸中心から直角
方向に沿って高分子材料被覆層12の中間厚さ部分まで
開口されている熱電対差込孔14内に達している。これ
により熱電対16は高分子材料被覆層12の中間厚さ部
分の温度を正確に検出することができる。
The distal end of the thermocouple 16 inserted into the hollow of the hollow shaft core 11 has an opening along the direction perpendicular to the axis center of the hollow shaft core 11 to the intermediate thickness portion of the polymer material coating layer 12. Into the thermocouple insertion hole 14. Thereby, the thermocouple 16 can accurately detect the temperature of the intermediate thickness portion of the polymer material coating layer 12.

【0044】他方、図示しないが熱電対16の他方側端
部はユニバーサルジョイントを介して温度調節器へ電気
的に接続されている。
On the other hand, although not shown, the other end of the thermocouple 16 is electrically connected to a temperature controller via a universal joint.

【0045】また、図示しないがワイヤはボビンより送
り出され、張力調整ローラを経て三角形に配置された図
1に示す高分子材料被覆溝付けローラ10の3個へ巻か
れ、それから巻取ボビンへ巻き取られるようになってい
る。
Although not shown, the wire is sent out from a bobbin, wound around a triangularly arranged polymer material-coated grooved roller 10 shown in FIG. 1 via a tension adjusting roller, and then wound around a winding bobbin. Is to be taken.

【0046】そして三角形に配置された3個の高分子材
料被覆溝付けローラ10の内の下側2個の高分子材料被
覆溝付けローラ10の下方にはインゴット台が置かれて
いる。そしてこのインゴット台には半導体結晶インゴッ
トが載せられている。
An ingot table is placed below the lower two polymer-coated grooved rollers 10 among the three polymer-coated grooved rollers 10 arranged in a triangle. A semiconductor crystal ingot is mounted on the ingot table.

【0047】次に、本発明の一実施例のワイヤソー切断
装置により半導体結晶インゴットをスライスする手順に
ついて説明する。
Next, a procedure for slicing a semiconductor crystal ingot by the wire saw cutting apparatus according to one embodiment of the present invention will be described.

【0048】まず、本発明の一実施例のワイヤソー切断
装置の電源を入れ、ワイヤを走行させる。
First, the power of the wire saw cutting device according to one embodiment of the present invention is turned on, and the wire is run.

【0049】次に、インゴット台に載せられている半導
体結晶インゴットと走行するワイヤとの交点周辺へ砥粒
を含んだ研磨液を供給する。
Next, a polishing liquid containing abrasive grains is supplied to the vicinity of the intersection of the traveling wire with the semiconductor crystal ingot placed on the ingot table.

【0050】次に、その状態で半導体結晶インゴットを
ワイヤへ押し付けるとラッピング作用により半導体結晶
インゴットから複数枚のスライス半導体結晶ウエハを切
り出すことができる。
Next, when the semiconductor crystal ingot is pressed against the wire in this state, a plurality of sliced semiconductor crystal wafers can be cut out of the semiconductor crystal ingot by a lapping action.

【0051】次に、従来のワイヤソー切断装置、本発明
の一実施例のワイヤソー切断装置を用いて半導体結晶イ
ンゴットよりスライス半導体ウエハを切り出すスライス
実験を行った。
Next, a slicing experiment was performed to cut a sliced semiconductor wafer from a semiconductor crystal ingot using a conventional wire saw cutting device and the wire saw cutting device of one embodiment of the present invention.

【0052】(比較例1)最初に、従来のワイヤソー切
断装置による半導体結晶インゴットのスライス実験を下
記の条件下で行った。
Comparative Example 1 First, a slicing experiment of a semiconductor crystal ingot using a conventional wire saw cutting apparatus was performed under the following conditions.

【0053】a.半導体結晶インゴット 直径φ100mm、長さ200mmのGaAs単結晶インゴ
ットを用意した。
A. Semiconductor Crystal Ingot A GaAs single crystal ingot having a diameter of 100 mm and a length of 200 mm was prepared.

【0054】b.従来のワイヤソー切断装置の暖気運転 従来のワイヤソー切断装置の暖気運転は行わなかった。B. Warm-up operation of the conventional wire saw cutting device The warm-up operation of the conventional wire saw cutting device was not performed.

【0055】c.研磨液の温度調節管理 スライス箇所周辺へ供給する砥粒を含んだ研磨液の温度
調節管理も行わなかった。
C. Control of Temperature Control of Polishing Liquid Temperature control of the polishing liquid containing abrasive grains supplied to the periphery of the slice location was not performed.

【0056】図2は半導体結晶インゴットのスライス作
業中の高分子材料被覆溝付けローラの温度変化を示した
ものである。
FIG. 2 shows a temperature change of the polymer material coated grooved roller during the slicing operation of the semiconductor crystal ingot.

【0057】図1から分かるようにスライス作業を始め
る前の高分子材料被覆溝付けローラの温度は室温である
が、スライス作業を続けた高分子材料被覆溝付けローラ
は温度が9℃も上昇した。
As can be seen from FIG. 1, the temperature of the polymer-coated grooving roller before starting the slicing operation was room temperature, but the temperature of the polymer-coated grooving roller which continued the slicing operation rose by 9 ° C. .

【0058】このように高分子材料被覆溝付けローラの
温度が9℃も上昇したときにスライスされたスライスG
aAsウエハの寸法をチェックした。その結果、スライ
スGaAsウエハの厚さむらは10μm以上もあり、ま
た反りも10μm以上と大きかった。
As described above, the slice G sliced when the temperature of the polymer material-coated grooved roller rises by 9 ° C.
The dimensions of the aAs wafer were checked. As a result, the thickness unevenness of the sliced GaAs wafer was 10 μm or more, and the warpage was as large as 10 μm or more.

【0059】(比較例2)次に、従来のワイヤソー切断
装置による半導体結晶インゴットのスライス実験を下記
の条件下で行った。
Comparative Example 2 Next, a slicing experiment of a semiconductor crystal ingot using a conventional wire saw cutting apparatus was performed under the following conditions.

【0060】a.半導体結晶インゴット 直径φ100mm、長さ200mmのGaAs単結晶インゴ
ットを用意した。
A. Semiconductor Crystal Ingot A GaAs single crystal ingot having a diameter of 100 mm and a length of 200 mm was prepared.

【0061】b.従来のワイヤソー切断装置の暖気運転 従来のワイヤソー切断装置はスライス作業前に3時間の
暖気運転を行った。3時間の暖気運転により高分子材料
被覆溝付けローラの温度は23℃で安定した。
B. Warm-up operation of the conventional wire saw cutting device The conventional wire saw cutting device performed a warm-up operation for 3 hours before slicing. The temperature of the polymer-coated grooved roller was stabilized at 23 ° C. by the warm-up operation for 3 hours.

【0062】c.研磨液の温度調節管理 スライス箇所周辺へ供給する砥粒を含んだ研磨液は23
℃に温度調節した。
C. Temperature control of polishing liquid 23 polishing liquid containing abrasive particles to be supplied around the slice location
The temperature was adjusted to ° C.

【0063】図2は半導体結晶インゴットのスライス作
業中の高分子材料被覆溝付けローラの温度変化を示した
ものである。
FIG. 2 shows a change in temperature of the polymer-coated grooved roller during the slicing operation of the semiconductor crystal ingot.

【0064】図1から分かるようにスライス作業を始め
る前の高分子材料被覆溝付けローラの温度は暖気運転に
より高分子材料被覆溝付けローラの温度が23℃で安定
していたが、スライス作業を続けて行くと高分子材料被
覆溝付けローラの温度は徐々に上昇し、最終的には3℃
温度上昇した。
As can be seen from FIG. 1, the temperature of the polymer-coated grooving roller before starting the slicing operation was stable at 23 ° C. due to the warm-up operation. As the temperature goes on, the temperature of the polymer-coated grooving roller gradually rises and finally reaches 3 ° C.
The temperature rose.

【0065】このように高分子材料被覆溝付けローラの
温度が3℃も上昇したときにスライスされたスライスG
aAsウエハの寸法をチェックした。その結果、スライ
スGaAsウエハの厚さむらは6μm以上もあり、また
反りは7μmであった。
As described above, the slice G sliced when the temperature of the polymer material-coated grooving roller rises by 3 ° C.
The dimensions of the aAs wafer were checked. As a result, the thickness unevenness of the sliced GaAs wafer was 6 μm or more, and the warpage was 7 μm.

【0066】(実施例1)次に、本発明の一実施例のワ
イヤソー切断装置を用いた半導体結晶インゴットのスラ
イス方法の実施例1を下記の条件下で行った。
Example 1 Next, Example 1 of a method for slicing a semiconductor crystal ingot using a wire saw cutting apparatus according to an example of the present invention was performed under the following conditions.

【0067】a.半導体結晶インゴット 直径φ100mm、長さ200mmのGaAs単結晶インゴ
ットを用意した。
A. Semiconductor Crystal Ingot A GaAs single crystal ingot having a diameter of 100 mm and a length of 200 mm was prepared.

【0068】b.本発明の一実施例のワイヤソー切断装
置の暖気運転 本発明の一実施例のワイヤソー切断装置の暖気運転は行
わなかった。
B. Warm-up operation of the wire saw cutting device of one embodiment of the present invention No warm-up operation of the wire saw cutting device of one embodiment of the present invention was performed.

【0069】c.研磨液の温度調節管理 スライス箇所周辺へ供給する砥粒を含んだ研磨液は23
℃に温度調節した。
C. Temperature control of polishing liquid 23 polishing liquid containing abrasive particles to be supplied around the slice location
The temperature was adjusted to ° C.

【0070】d.高分子材料被覆溝付けローラの温度調
節 スライス作業を始める前に高分子材料被覆溝付けローラ
10の温度は、ワイヤを繰り出さないで内部ヒータ15
へ通電するだけで35℃となるように調整した。高分子
材料被覆溝付けローラ10の温度は、内部ヒータ15へ
の通電開始1時間後に35℃で安定した。
D. Temperature control of the polymer-coated grooving roller Before starting the slicing operation, the temperature of the polymer-coated grooving roller 10 is controlled by the internal heater
The temperature was adjusted to 35 ° C. by simply energizing the substrate. The temperature of the polymer material-coated grooved roller 10 was stabilized at 35 ° C. one hour after the start of energization to the internal heater 15.

【0071】図2は半導体結晶インゴットのスライス作
業中の高分子材料被覆溝付けローラの温度変化を示した
ものである。
FIG. 2 shows the temperature change of the polymer material coated groove forming roller during the slicing operation of the semiconductor crystal ingot.

【0072】図1から分かるようにスライス作業を始め
る前の高分子材料被覆溝付けローラ10の温度は内部ヒ
ータ15への通電により35℃で安定している。
As can be seen from FIG. 1, the temperature of the polymer-coated grooved roller 10 before the slicing operation is started is stabilized at 35 ° C. by energizing the internal heater 15.

【0073】スライス作業を始めると高分子材料被覆溝
付けローラ10は23℃の研磨液を掛けられることから
一時的に35℃より若干下降するが、それ以降はワイヤ
との摩擦熱及び軸受部4とからの発熱と23℃の研磨液
の冷却とがほぼ均衡する。これらによって高分子材料被
覆溝付けローラ10の温度は35℃で安定する。
When the slicing operation is started, the polymer material-coated grooving roller 10 temporarily drops slightly from 35 ° C. because the polishing liquid at 23 ° C. is applied thereto. And the cooling of the polishing liquid at 23 ° C. is substantially balanced. As a result, the temperature of the polymer-coated grooving roller 10 is stabilized at 35 ° C.

【0074】このように高分子材料被覆溝付けローラの
温度が35℃で安定することからスライス作業も安定す
る。
As described above, since the temperature of the polymer material coated groove forming roller is stabilized at 35 ° C., the slicing operation is also stabilized.

【0075】スライスされたスライスGaAsウエハの
厚さむらは3μm以下と顕著に小さく、また反りも3μ
m以下と顕著に小さかった。
The thickness unevenness of the sliced GaAs wafer is remarkably small at 3 μm or less, and the warpage is 3 μm.
m or less.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明のワイヤソー切断装置及び半導体
結晶インゴットのスライス方法によれば、半導体結晶イ
ンゴットより厚さむらがなく、且つ反りも極めて小さい
スライス半導体ウエハを効率的に切り出すことができる
ものであり、工業上有用である。
According to the wire saw cutting apparatus and the semiconductor crystal ingot slicing method of the present invention, it is possible to efficiently cut a sliced semiconductor wafer having less thickness unevenness and extremely small warpage than the semiconductor crystal ingot. Yes, industrially useful.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のワイヤソー切断装置に用い
られた高分子材料被覆溝付けローラの一部省略縦断面説
明図を示したものである。
FIG. 1 is an explanatory vertical cross-sectional view partially showing a polymer material-coated grooved roller used in a wire saw cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】半導体結晶インゴットのスライス作業中の高分
子材料被覆溝付けローラの温度変化を示したものであ
る。
FIG. 2 shows a temperature change of a polymer material-coated grooved roller during a slicing operation of a semiconductor crystal ingot.

【図3】従来のワイヤソー切断装置により半導体結晶イ
ンゴットをスライスしている様子を示した要部斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view of a main part showing a state where a semiconductor crystal ingot is sliced by a conventional wire saw cutting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 従来のワイヤソー切断装置に用いた高分子材料被覆
溝付けローラ2 軸芯体 3、12 高分子材料被覆層 4 軸受部 5 ワイヤ 6 インゴット台 7 半導体結晶インゴット 10 一実施例のワイヤソー切断装置に用いた高分子材
料被覆溝付けローラ 11 中空軸芯体 13 ワイヤ通過溝 14 熱電対差込孔 15 内部ヒータ 16 熱電対
REFERENCE SIGNS LIST 1 polymer material coated grooved roller 2 used in conventional wire saw cutting device 2 shaft core 3, 12 polymer material coated layer 4 bearing part 5 wire 6 ingot table 7 semiconductor crystal ingot 10 for wire saw cutting device of one embodiment Polymer coated grooved roller 11 hollow shaft core 13 wire passage groove 14 thermocouple insertion hole 15 internal heater 16 thermocouple

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C058 AA05 AA14 AA16 AC01 BA08 CB01 DA03 DA17 3C069 AA01 BA06 BB03 BB04 BC01 CA04 EA01 EA02 3J103 AA02 AA13 AA63 BA03 DA05 FA18 GA52 HA03 HA41  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 3C058 AA05 AA14 AA16 AC01 BA08 CB01 DA03 DA17 3C069 AA01 BA06 BB03 BB04 BC01 CA04 EA01 EA02 3J103 AA02 AA13 AA63 BA03 DA05 FA18 GA52 HA03 HA41

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の軸受部と、該複数の軸受部に支持さ
れ、且つ外周面上にワイヤ掛け溝が設けられている複数
本の高分子材料被覆溝付けローラと、該複数本の高分子
材料被覆溝付けローラの外周面上に掛けられたワイヤと
を具備するワイヤソー切断装置において、前記複数本の
高分子材料被覆溝付けローラを一定温度に温度調節する
ように構成して成ることを特徴とするワイヤソー切断装
置。
1. A plurality of bearing portions, a plurality of polymer material-coated grooving rollers supported by the plurality of bearing portions and provided with a wire hooking groove on an outer peripheral surface; A wire saw cutting device having a wire wound on the outer peripheral surface of the polymer material-coated grooved roller, wherein the plurality of polymer material-coated grooved rollers are configured to adjust the temperature to a constant temperature. Characteristic wire saw cutting device.
【請求項2】複数本の高分子材料被覆溝付けローラの軸
芯は中空軸芯体から成り、且つ該中空軸芯体の中空内に
は内部ヒータと熱電対とが挿入され、しかも該内部ヒー
タと熱電対とは温度調節器へ電気的に接続されているこ
とを特徴とする請求項1記載のワイヤソー切断装置。
2. A shaft core of a plurality of polymer material-coated grooved rollers is formed of a hollow shaft core, and an internal heater and a thermocouple are inserted into a hollow of the hollow shaft core. The wire saw cutting device according to claim 1, wherein the heater and the thermocouple are electrically connected to a temperature controller.
【請求項3】熱電対が、中空軸芯体の中間部にて高分子
材料被覆溝付けローラの外周側に直角方向へ曲げられ、
且つその先端が前記高分子材料被覆溝付けローラの高分
子材料被覆層の中間厚さまで達しているように挿入され
ていることを特徴とする請求項2記載のワイヤソー切断
装置。
3. A thermocouple is bent in a direction perpendicular to an outer peripheral side of a polymer material coated grooved roller at an intermediate portion of a hollow shaft core,
3. The wire saw cutting device according to claim 2, wherein the tip is inserted so as to reach an intermediate thickness of a polymer material coating layer of the polymer material coating groove forming roller.
【請求項4】複数本の高分子材料被覆溝付けローラの外
周面上に掛けられたワイヤを半導体結晶インゴットへ押
し付けると共に、該ワイヤ押し付け箇所周辺に砥粒を含
んだ研磨液を供給しながら前記半導体結晶インゴットを
スライスしてスライス半導体ウエハを切り出す半導体結
晶インゴットのスライス方法において、前記高分子材料
被覆溝付けローラの温度を一定温度となるように温度調
節することを特徴とする半導体結晶インゴットのスライ
ス方法。
4. A method in which a wire hung on an outer peripheral surface of a plurality of polymer material-coated grooved rollers is pressed against a semiconductor crystal ingot, and the polishing liquid containing abrasive grains is supplied to the periphery of the wire pressed portion while supplying the polishing liquid. A semiconductor crystal ingot slicing method for slicing a semiconductor crystal ingot and cutting a slice semiconductor wafer, wherein the temperature of the polymer material coated grooved roller is adjusted to a constant temperature, wherein the semiconductor crystal ingot is sliced. Method.
【請求項5】高分子材料被覆溝付けローラの温度調節
を、該高分子材料被覆溝付けローラの中空軸芯体の中空
内に挿入された内部ヒータと熱電対とを介して行うこと
を特徴とする請求項4記載の半導体結晶インゴットのス
ライス方法。
5. The method of controlling the temperature of the polymer-coated grooving roller via an internal heater and a thermocouple inserted into the hollow of the hollow shaft core of the polymer-coated grooving roller. The method for slicing a semiconductor crystal ingot according to claim 4.
【請求項6】高分子材料被覆溝付けローラの調節温度を
該高分子材料被覆溝付けローラの暖気運転したときにお
ける飽和上昇温度より若干高い温度に設定すると共に、
供給する研磨液の液温を前記高分子材料被覆溝付けロー
ラの調節温度より低い温度に調節することを特徴とする
請求項4記載の半導体結晶インゴットのスライス方法。
6. The control temperature of the polymer-coated grooving roller is set to a temperature slightly higher than the saturation rise temperature when the polymer-coated grooving roller is warmed up.
5. The method of slicing a semiconductor crystal ingot according to claim 4, wherein the temperature of the polishing liquid to be supplied is adjusted to a temperature lower than the adjustment temperature of the polymer material coated groove forming roller.
【請求項7】高分子材料被覆溝付けローラの調節温度を
35℃、研磨液の液温の調節温度を23℃にすることを
特徴とする請求項4記載の半導体結晶インゴットのスラ
イス方法。
7. The method of slicing a semiconductor crystal ingot according to claim 4, wherein the control temperature of the polymer-coated grooved roller is 35 ° C., and the control temperature of the polishing liquid temperature is 23 ° C.
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