JP2008023644A

JP2008023644A - 基板の製造方法及びワイヤソー装置

Info

Publication number: JP2008023644A
Application number: JP2006198313A
Authority: JP
Inventors: Takuji Nagayama; 卓司長山; Shoji Masuyama; 尚司増山
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】インゴット加工後に形成される基板の切断面のそりを小さくすることができ、高精度の基板を得ることができる基板の製造方法及びワイヤソー装置を提供する。
【解決手段】走行するワイヤ４に基板形成用のインゴット５を押し当てて、ワイヤ４によってインゴット５を切断する基板の製造方法において、切断開始時におけるワイヤ張力値をインゴット５の中心部分切断時におけるワイヤ張力値よりも高くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行するワイヤに被加工物であるインゴットを押し付けながら両者の接触部に砥粒を含むスラリーを供給し、インゴットを切断する基板の製造方法及びワイヤソー装置に係り、特に化合物半導体からなるインゴットを切断する基板の製造方法及びワイヤソー装置に関するものである。

図２に示すように、ワイヤソー装置２０は、走行するワイヤ４に被加工物であるインゴット５を押し付けると共に、図示しないスラリータンクから遊離砥粒（以下、砥粒という）を含むスラリー（遊離砥粒を混ぜた加工液）を供給してインゴット５を切断するように構成されている。例えば、ピアノ線等のワイヤ４にスラリーをかけながら、ワイヤ４を一方向走行又は往復走行させつつ、ワイヤ４にインゴット５を押し付けてインゴット５を切断する方法である。

また、インゴット５を切断することで形成される基板（ウエハ）の精度を向上させるために、ワイヤ４の摩耗によるワイヤ径の変化を検出し、摩耗したワイヤ４を新しいワイヤ４に換えるべく新しいワイヤ４の供給を制御し、これによりワイヤ径を安定させ、ワイヤ径の変化による基板の精度低下を防止する方法や高張力ワイヤを用いて切断する方法が提案されている。

特開２００１−２９３７１９号公報

しかしながら、従来の切断方法は、切断開始時において、インゴット５の表面の微小な割れにワイヤ４が引っ掛かったり、ワイヤ４がインゴット５表面を滑るなどして、ワイヤ位置がブレることに起因して、切り始めの切断面の加工精度を悪化させているという課題があった。特にスラリーがインゴット５の表面に分散されているとワイヤ４が滑りやすい。

また、ワイヤ張力を高くすると共に一定にしてインゴット５を切断すると、切断中にインゴット中心部でワイヤ４の断線が頻繁に発生し、加工精度を悪化させてしまうという問題があった。

またさらに、互いに離間された複数本の溝付きローラ１、２、３などに一本のワイヤ４を螺旋状に巻き付けてローラ２、３間にワイヤ列を形成し、このワイヤ列にインゴット５を押し付けてインゴット５を切断する場合、切断初期にあっては、インゴット５がそれぞれのワイヤ４に同時には当たらないため、ワイヤ列のうち、インゴット５を切断しているワイヤ４と、まだインゴット５まで達していないワイヤ４とが存在し、ワイヤ張力値が低いと、その各々のワイヤ４において異なる張力が発生してたわみが生じ、これにより、切り始めの切断面のそりを悪化させ、基板（ウエハ）全体のそりの値を大きくさせているという課題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、インゴット加工後に形成される基板（ウエハ）の切断面のそりを小さくすることができ、高精度の基板を得ることができる基板の製造方法及びワイヤソー装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、走行するワイヤに基板形成用のインゴットを押し当てて、ワイヤによってインゴットを切断する基板の製造方法において、切断開始時におけるワイヤ張力値をインゴットの中心部分切断時におけるワイヤ張力値よりも高くするものである。

上記インゴットの切断開始時のワイヤ張力値を、インゴットの中心部分を切断するときのワイヤ張力値の１．２倍から１．５倍にするとよい。

また、上記インゴットの切断開始から５ｍｍ切断するまでの間、ワイヤ張力値をインゴットの中心部分を切断するときのワイヤ張力値よりも高くするとよい。

本発明によれば、インゴット加工後に形成される基板の切断面のそりを小さくすることができ、高精度の基板を得ることができる。

本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。

図１に示すように、ワイヤソー装置１２は、三角形状に併設された３本の溝付きローラ１、２、３と、これら溝付きローラ１、２、３の外周面に軸方向に所定間隔を隔てて形成された各溝（図示せず）に対して螺旋状に巻き付けられた１本のワイヤ４と、溝付きローラ１、２、３の少なくとも一本を正逆方向に駆動することにより溝付きローラ１、２、３を正逆方向に回転させてワイヤ４を正逆双方向に走行させるための駆動モータ（図示せず）と、ワイヤ４の正逆双方向への移動を可能とするための一対のワイヤリール（図示せず）とを備えて構成されている。

これらワイヤリールは、それぞれ正逆転自在な回転駆動装置（図示せず）に連結されており、この回転駆動装置によりそれぞれ独立して回転駆動されるようになっている。上記回転駆動装置は、それぞれ図示しない制御装置に接続されており、この制御装置によって回転速度調節可能に正転、逆転又は停止されるようになっている。また、前記一対のワイヤリールは、前記駆動モータの正逆回転の切り替えによるワイヤ４の正逆双方向への移動に対応してそれぞれワイヤ４の繰り出しと巻き取りとを切り替えるように構成されている。またさらに、これら一対のワイヤリールは、ワイヤ４の張力を一定に保持するテンショナとしても機能するようになっており、前記制御装置で巻き取り側と繰り出し側の始動タイミングを調節する等によりワイヤ４に付与するワイヤ張力を加減できるようになっている。

そして、溝付ローラ１、２間に巻き掛けられたワイヤ列の略中央外側部に臨む位置には、インゴット押し付け手段としてのアクチュエータ６が配置されている。アクチュエータ６は、上下に伸縮自在に形成されており、伸長することでワイヤ４に接近され、縮退することでワイヤ４から離間されるようになっている。アクチュエータ６の先端部には、インゴット５をワイヤ列に押し付けるための治具１１が装着されている。

また、ワイヤソー装置１２は、インゴット切断位置のワイヤ４にスラリー７を供給するためのスラリー供給装置１３を有する。スラリー供給装置１３は、スラリー７を収容するスラリータンク８と、スラリータンク８にポンプ１４、供給管９を介して接続されワイヤ４にスラリー７を噴射するノズル１０とを備えて構成されており、スラリータンク８から供給管９にスラリー７を圧送してノズル１０から噴射させ、砥粒を含むスラリー７をワイヤ４に供給するように構成されている。

次に基板の製造方法について述べる。

治具１１にインゴット５を装着し、アクチュエータ６を伸長すると、インゴット５が上昇され、ワイヤ４に近づく。この後、インゴット５の外周部がワイヤ４に接触し、このワイヤ４がインゴット５を切断し始める。このとき、スラリー供給装置１３にてワイヤ４とインゴット５の接触部にスラリー７を供給し、ワイヤ４のミクロ的な変形と、スラリー７に含まれている砥粒によるラッピング作用を発生させる一方、前記一対のワイヤリールの回転を調節し、ワイヤ張力値をインゴット５の中心部分切断時におけるワイヤ張力値よりも高くしておく。これにより、ワイヤ４がインゴット５の表面の微小な割れに引っ掛かるのを防ぐことができると共に、ワイヤ４がインゴット５の表面を滑るのを防ぐことができ、ワイヤ位置のブレを防いで切り始めの切断面の加工精度を高めることができる。また、このときのワイヤ張力値は、インゴット５の中心部分を切断するときのワイヤ張力値の１．２倍から１．５倍に設定する。これにより、インゴット５をより高精度に切断できる。また、ワイヤ４の張力を高く設定するため、インゴット５を切断しているワイヤ４と、まだインゴット５まで達していないワイヤ４とが存在している状態であっても、ワイヤ４がたわむことはない。

インゴット５が所定深さ（具体的には５ｍｍ）切断され、インゴット５の中心部分に到達したら、ワイヤ張力を緩めて一定とする。これにより、切断中にワイヤ４が断線されるのを防ぐことができ、インゴット中心部の切断面の加工精度を高めることができる。

この後、インゴット５を完全に切断することにより、インゴット５を複数の基板（ウエハ）にスライスすることができ、例えば、厚さ１．０ｍｍ程度以下の基板を製造することができる。

表１は、従来のワイヤ張力値一定の切断条件により切り出したウエハそりと、切断開始から５ｍｍまでワイヤ張力を高くした切断条件により切り出したウエハそりとを比較して示すものである。

これにより、本実施形態の切断条件によりスライスしたウエハが、従来の切断条件によりスライスしたウエハよりもソリの程度が小さいことが確認できた。

ただし、切り始めのワイヤ張力値が１．５倍を超えると、切断中に断線が発生し、１．１倍程度ではソリの低減効果は小さかった。

したがって、この結果から、切断開始時におけるワイヤ張力値をインゴット５の中心部分切断時におけるワイヤ張力値よりも高くするとインゴット表面の微小な割れによるワイヤの引っかかりの影響がなくなり、ワイヤのブレを抑えることができ、切断加工精度が向上し、インゴット加工後に形成されるウエハの切断面のそりを小さくすることができ、高精度のウエハを得られることが分かる。

また、この効果は、インゴットの切断開始時のワイヤ張力値を、インゴットの中心部分を切断するときのワイヤ張力値の１．２倍から１．５倍にすると顕著であることが分かる。

なお、今回の実施例は、ＬＥＣ法ＧａＡｓインゴットのスライスによるものであるが、他の材料を用いたスライスについても可能である。

本発明の好適実施の形態を示すワイヤソー装置の正面図である。従来のワイヤソー装置の要部斜視図である。

符号の説明

４ワイヤ
５インゴット
１２ワイヤソー装置

Claims

走行するワイヤに基板形成用のインゴットを押し当てて、ワイヤによってインゴットを切断する基板の製造方法において、切断開始時におけるワイヤ張力値をインゴットの中心部分切断時におけるワイヤ張力値よりも高くすることを特徴とする基板の製造方法。
上記インゴットの切断開始時のワイヤ張力値を、インゴットの中心部分を切断するときのワイヤ張力値の１．２倍から１．５倍にする請求項１記載の基板の製造方法。
上記インゴットの切断開始から５ｍｍ切断するまでの間、ワイヤ張力値をインゴットの中心部分を切断するときのワイヤ張力値よりも高くする請求項１又は２記載の基板の製造方法。
走行するワイヤに基板形成用のインゴットを押し当てて、ワイヤによってインゴットを切断するワイヤソー装置において、切断開始時におけるワイヤ張力値をインゴットの中心部分切断時におけるワイヤ張力値よりも高くすることを特徴とするワイヤソー装置。
上記インゴットの切断開始時のワイヤ張力値を、インゴットの中心部分を切断するときのワイヤ張力値の１．２倍から１．５倍にする請求項４記載のワイヤソー装置。
上記インゴットの切断開始から５ｍｍ切断するまでの間、ワイヤ張力値をインゴットの中心部分を切断するときのワイヤ張力値よりも高くする請求項４又は５記載のワイヤソー装置。