JP2006001034A

JP2006001034A - 単結晶インゴッドの切断方法

Info

Publication number: JP2006001034A
Application number: JP2004176966A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Ota; 宏和太田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】単結晶インゴッドを切断して得られるウエハの厚みのばらつきを低減することができる単結晶インゴッドの切断方法を提供する。
【解決手段】ワイヤソーにより単結晶インゴッドを切断する方法であって、単結晶インゴッド上に緩衝材を設置し、緩衝材を介して前記単結晶インゴッドを切断する単結晶インゴッドの切断方法である。ここで、緩衝材がグラファイトからなることが好ましく、単結晶インゴッドが半導体単結晶インゴッドからなることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は単結晶インゴッドの切断方法に関し、特に単結晶インゴッドを切断して得られるウエハの厚みのばらつきを低減することができる単結晶インゴッドの切断方法に関する。

従来、単結晶インゴッドを切断してウエハを得るための切断方法としては、主に内周刃スライサを用いる方法が利用されていた。そして、単結晶インゴッドの大径化とともに内周刃スライサの大型化も進められてきた。

しかしながら、内周刃スライサを用いる方法においては、内周刃スライサのブレード厚の増加によるウエハの歩留まりの低下、切断時間の増加によるウエハの生産性の低下およびブレードの張り上げなどの現場技術の高度化などの問題があった。そこで、近年、大口径化した単結晶インゴッドの切断にはワイヤソーを用いることが注目されている。

ワイヤソーは、遊離砥粒をラッピングオイルに混合したスラリー状の砥液を切断対象物に塗布しながら、走行するワイヤの列に切断対象物を押し付けて遊離砥粒の研削作用により切断対象物を切断する機械である。ワイヤソーによれば、大口径化した単結晶インゴッドを少ない切りしろで厚みの薄い複数のウエハを容易に製造することができるため非常に有用である。

図５に従来のワイヤソーを用いて単結晶インゴッドを切断する方法の一例の模式的な斜視図を示す。切断の対象となる円柱状の単結晶インゴッド１はカーボン治具２を介して固定治具３の上方に固定されている。また、単結晶インゴッド１の上方には、所定の間隔でワイヤ１３をガイドするための多数の溝を有する３本の溝ローラ１２が三角形状に配置されている。

そして、図６の模式的断面図に示すように、単結晶インゴッド１を上方に移動させて、走行するワイヤ１３の列に単結晶インゴッド１を押し付けることによって単結晶インゴッド１を切断する。ここで、単結晶インゴッド１の切断は、単結晶インゴッド１の表面に、遊離砥粒をラッピングオイルに混合したスラリー状の砥液（図示せず）を塗布しながら行なわれる。

しかしながら、この従来の方法においては、図７の模式的断面図に示すように、単結晶インゴッド１の切断初期の部分で切断面１４が波打ってしまうことがあった。これはワイヤ１３が高速で走行しているためにワイヤ１３が振動によって左右にブレてしまい、ブレが生じているワイヤ１３によって単結晶インゴッド１の切断が行なわれるためである。

このように単結晶インゴッド１の切断初期の部分で切断面１４が波打ってしまった場合には、図８の模式的断面図に示すように、単結晶インゴッド１を切断して得られる個々のウエハ１５の厚みにばらつきが生じてしまうという問題があった。
特開２００２−３３１５１８号公報

本発明の目的は、単結晶インゴッドを切断して得られるウエハの厚みのばらつきを低減することができる単結晶インゴッドの切断方法を提供することにある。

本発明は、ワイヤソーにより単結晶インゴッドを切断する方法であって、単結晶インゴッド上に緩衝材を設置し、緩衝材を介して前記単結晶インゴッドを切断する単結晶インゴッドの切断方法である。

ここで、本発明の単結晶インゴッドの切断方法においては、緩衝材がグラファイトからなることが好ましい。

また、本発明の単結晶インゴッドの切断方法においては、単結晶インゴッドの切断時におけるワイヤソーのワイヤの線速が１００ｍ／分以上５００ｍ／分以下であることが好ましい。

また、本発明の単結晶インゴッドの切断方法においては、緩衝材の厚みが５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。

さらに、本発明の単結晶インゴッドの切断方法においては、単結晶インゴッドが半導体単結晶インゴッドであり得る。

本発明によれば、単結晶インゴッドを切断して得られるウエハの厚みのばらつきを低減することができる単結晶インゴッドの切断方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表わすものとする。

図１に、本発明のワイヤソーを用いて単結晶インゴッドを切断する方法の好ましい一例の模式的な斜視図を示す。ここで、本発明においては、単結晶インゴッド１の表面上に緩衝材４が設置されていることに特徴がある。

そして、緩衝材４が設置された単結晶インゴッド１は、カーボン治具２を介して固定治具３の上方に固定されている。ここで、カーボン治具２は、単結晶インゴッド１が切断されて得られたウエハが落下するのを防止するために設置されるものである。

また、緩衝材４の上方には、所定の間隔でワイヤ１３をガイドするための多数の溝を有する３本の溝ローラ１２が三角形状に配置されている。ここで、ワイヤ１３はたとえば１本の連続したピアノ線からなっており、繰り出しボビン（図示せず）から供給された１本のワイヤ１３が溝ローラ１２の溝に順次巻きつけられた後に巻き取りボビン（図示せず）に巻きつけられてワイヤ１３の列を形成している。このワイヤ１３の径はたとえば０．１６ｍｍ〜０．２０ｍｍ程度である。

ワイヤ１３の列の走行は、溝ローラ１２を回転させることによって行なわれる。そして、繰り出しボビンに巻きつけられているワイヤ１３が巻き取りボビンにすべて巻き取られると、今度は巻き取りボビンが繰り出しボビンとなってワイヤ１３を供給してワイヤ１３の列が逆の方向に走行することになる。

このように溝ローラ１２の溝に沿ってワイヤ１３の列の走行を開始させた後、図２の模式的断面図に示すように、緩衝材４が設置された単結晶インゴッド１を上方に移動させる。そして、緩衝材４の表面に遊離砥粒をラッピングオイルに混合したスラリー状の砥液（図示せず）を塗布しながら、走行するワイヤ１３の列に緩衝材４を押し付けて緩衝材４の切断を開始する。

すると、図３の模式的断面図に示すように、緩衝材４の切断初期においては走行しているワイヤ１３に走行時の振動による左右のブレが生じているため、緩衝材４の切断面１４が波打つことになる。しかしながら、そのままワイヤ１３の列による切断を続行すると、ワイヤ１３の走行が次第に安定して左右のブレが減衰していき、単結晶インゴッド１の切断開始時点においてはワイヤ１３に左右のブレがほとんど生じていない状態となる。

したがって、本発明においては、左右のブレがほとんど生じていない状態のワイヤ１３の列によって単結晶インゴッド１を切断することが可能になるため、図４の模式的断面図に示すように、単結晶インゴッド１を切断して得られる個々のウエハ１５の厚みのばらつきを低減することができる。これにより、本発明においては、従来と比べて平坦なウエハが得られることになる。

ここで、緩衝材４としては様々な材質のものが用いられるが、容易に入手可能であり、ワイヤ１３の振動を十分に抑制することができる観点からは、緩衝材４はグラファイトからなることが好ましい。

また、単結晶インゴッド１の切断時におけるワイヤ１３の線速は１００ｍ／分以上５００ｍ／分以下であることが好ましく、１５０ｍ／分以上４００ｍ／分以下であることがより好ましく、２００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることがさらに好ましい。単結晶インゴッド１の切断時におけるワイヤ１３の線速がこれらの範囲内にある場合には、より早期にワイヤ１３の左右のブレを減衰させることができる傾向にあるだけでなく、単結晶インゴッド１の切断時間を短縮することができるため単結晶インゴッド１を切断して得られたウエハの製造効率をより向上させることができる傾向にもある。

また、緩衝材４の厚みは５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。緩衝材４の厚みがこれらの範囲内にある場合には、ワイヤ１３の左右のブレをより減衰させた状態で早期に緩衝材４から単結晶インゴッド１の切断に移行することができる傾向にあるため、この場合にもウエハの製造効率をより向上させることができる。

また、単結晶インゴッド１としては、たとえばＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、ＧａＰ（リン化ガリウム）、ＩｎＰ（リン化インジウム）、Ｓｉ（シリコン）またはＳｉＣ（炭化ケイ素）などの半導体単結晶インゴッドが用いられる。

なお、上記において溝ローラ１２を３本用いているが溝ローラ１２の本数はこれに限られるものではない。また、上記において溝ローラ１２は三角形状に配置されているが、溝ローラ１２は三角形状だけでなくたとえば直線状や四角形状などに配置されてもよいことは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明はワイヤソーによる単結晶インゴッドの切断、特に半導体単結晶インゴッドの切断に好適に利用される。したがって、本発明は半導体単結晶からなるウエハの製造に好適に利用され、従来よりも平坦なウエハを得ることができるようになる。

本発明のワイヤソーを用いて単結晶インゴッドを切断する方法の好ましい一例を示した模式的な斜視図である。本発明において単結晶インゴッドを切断する前の好ましい一例を示した模式的な断面図である。本発明において緩衝材を切断している時点の好ましい一例を示した模式的な断面図である。本発明において単結晶インゴッドを切断した後の好ましい一例を示した模式的な断面図である。従来のワイヤソーを用いて単結晶インゴッドを切断する方法の一例を示した模式的な斜視図である。従来の方法において単結晶インゴッドを切断する前の一例を示した模式的な断面図である。従来の方法において単結晶インゴッドを切断している時点の一例を示した模式的な断面図である。従来の方法において単結晶インゴッドを切断した後の一例を示した模式的な断面図である。

符号の説明

１単結晶インゴッド、２カーボン治具、３固定治具、４緩衝材、１２溝ローラ、１３ワイヤ、１４切断面、１５ウエハ。

Claims

ワイヤソーにより単結晶インゴッドを切断する方法であって、前記単結晶インゴッド上に緩衝材を設置し、前記緩衝材を介して前記単結晶インゴッドを切断することを特徴とする、単結晶インゴッドの切断方法。
前記緩衝材がグラファイトからなることを特徴とする、請求項１に記載の単結晶インゴッドの切断方法。
前記単結晶インゴッドの切断時における前記ワイヤソーのワイヤの線速が１００ｍ／分以上５００ｍ／分以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の単結晶インゴッドの切断方法。
前記緩衝材の厚みが５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の単結晶インゴッドの切断方法。
前記単結晶インゴッドが半導体単結晶インゴッドであることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の単結晶インゴッドの切断方法。