JP2008188721A - 基板の製造方法及びワイヤソー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工後の切断面の反りを小さくする事ができるワイヤソーによる基板製造方法を提供する。
【解決手段】口径１５０ｍｍφ以上、且つ長さ３００ｍｍ以上のインゴット１５を、走行するワイヤ１４に押し当てて切断する基板の製造方法において、インゴット１５の径方向の中心部分のみワイヤ１４の繰り出し速度を切断開始、完了付近よりも速くするものである。
【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て切断して基板を製造する基板の製造方法及びワイヤソー装置に係り、特に、化合物半導体の切断に好適な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。

ワイヤソー装置は、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ると共に、スラリータンクから遊離砥粒（以下、砥粒という）を含むスラリーを供給してインゴットを切断して基板を製造するように構成されている。例えば、ピアノ線等のワイヤにスラリー（遊離砥粒を混ぜた加工液）をかけながら、ワイヤを一方向走行または往復走行させつつ、インゴットに押し付けてインゴットを切断するものである。

切断される基板の精度を向上させるために、ワイヤの磨耗によるワイヤ径の変化を検出し、磨耗したワイヤを新しいワイヤに換えるための新しいワイヤの供給を制御することによりワイヤ径を安定させ、ワイヤ径の変化により基板の精度が低下すること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。

また、ワイヤの磨耗を抑制するためには、ワイヤの繰り出し速度を速くするのが最も有効であるが、繰り出し速度を速くするとランニングコストが高くなる欠点がある。

特開２００１−２９３７１９号公報 特開２００３−３４０７０８号公報

ところで、従来の切断方法では大口径１５０ｍｍφ以上のインゴットで、長尺３００ｍｍ以上のインゴットはインゴット中心部で最も切断抵抗が高くなり、ワイヤの磨耗が大きくなり、ワイヤがブレることが起因で中心部分の切断面の加工精度を悪化させている。また、ワイヤのブレを低減させる為、ワイヤの張力を高くすると、切断中にインゴット中心部でワイヤの断線が頻繁に発生し、加工精度を悪化させている。

大口径１５０ｍｍφ以上のインゴットで、インゴット長さ３００ｍｍ以上のインゴットは切断中、インゴット中心部で切断抵抗が一番高くなり、ワイヤの磨耗が大きくなる。その為、インゴット中心部の切断面の加工精度を悪化させている。特に、１本のワイヤを溝付きローラ等に巻き付けてワイヤ列をインゴットに押しつけてインゴットを切断する場合、新しいワイヤの繰り出し側から巻き取り側に近づくに従い、ワイヤ磨耗して扁平になり、かつ振れる為、巻き取り側のウェハの反りの値を大きくさせている。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、加工後の切断面の反りを小さくする事ができるワイヤソーによる基板の製造方法及びワイヤソー装置を提供を目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の本発明は、口径１５０ｍｍφ以上、且つ長さ３００ｍｍ以上のインゴットを、走行するワイヤに押し当てて切断する基板の製造方法において、インゴットの径方向の中心部分のみワイヤの繰り出し速度を切断開始、完了付近よりも速くすることを特徴とする基板の製造方法である。

請求項２の発明は、切断開始のワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとし、中心部の切り出し速度を１．２倍以上の７２ｍ／ｍｉｎ以上とし、完了付近でのワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとした請求項１記載の基板の製造方法である。

請求項３の発明は、口径１５０ｍｍφ以上、且つ長さ３００ｍｍ以上のインゴットを、走行するワイヤに押し当てて切断するワイヤソー装置において、三角形状に並設された溝付きローラと、これら溝付きローラに所定間隔で螺旋状に巻き付けられたワイヤと、溝付きローラを正逆方向に駆動する駆動モータからなり、インゴットの径方向の中心部分のみワイヤの繰り出し速度を切断開始、完了付近よりも速くすることを特徴とするワイヤソー装置である。

請求項４の発明は、切断開始のワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとし、中心部の切り出し速度を１．２倍以上の７２ｍ／ｍｉｎ以上とし、完了付近でのワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとした請求項３記載のワイヤソー装置である。

本発明によれば、インゴット中心部は、ワイヤの繰り出し速度を速くしている為、ワイヤの磨耗が小さく、ワイヤのブレを低減することができる。従って、加工後の切断面の反りを小さくすることができ、高精度のウェハを得ることができる。また、インゴット中心部でワイヤの繰り出し速度を速くしている為、ワイヤの磨耗が小さく、ワイヤを挟んだ左右でインゴットの厚さが異なり、薄くなっている側にブレたり、この薄い部分が破損したりすることを低減できる。また、繰り出し速度は中心部のみ速くする為、ランニングコストは大幅に高くならない。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１，図２に示すようにワイヤソー装置１０は、三角形に並設された３本の溝付きローラ１１、１２、１３と、これら溝付きローラ１１、１２、１３に所定間隔を隔てて形成された各溝に対して螺旋状に巻き付けられた１本のワイヤ１４と、溝付ローラ１１、１２、１３の少なくとも１本を正逆方向に駆動することにより、前記溝付ローラ１１、１２、１３を正逆方向に回転させて前記ワイヤ１４を双方向に走行させる駆動モータ２０と、ワイヤ１４の双方向へ移動を可能とするための一対のワイヤリール２１，２２とから構成されている。

前記一対のワイヤリール２１，２２は、前記駆動モータ２０の正逆回転の切り替えによるワイヤ１４の双方向への移動に対応してそれぞれワイヤ１４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、この一対のワイヤリール２１，２２は、ワイヤ１４の張力を一定に保持するテンショナとしても機能する。そして、溝付ローラ１２、１３間に巻きかけられたワイヤ１４の列のほぼ中央外側部に臨ませてインゴット押し付け手段としてのアクチュエータ１６が配置されており、アクチュエータ１６の先端部にインゴット１５をワイヤ列に押し付けるための治具１６ａが装着されている。

インゴット１５の切断位置のワイヤ１４には、スラリータンク１８から遊離砥粒（以下、砥粒という）を含むスラリー１７を、ポンプ１９にて供給管２３を通しノズル２４より噴射してインゴット１５を切断して基板を製造するように構成されている。例えば、ピアノ線等のワイヤ１４にスラリー（遊離砥粒を混ぜた加工液）１７をかけながら、ワイヤ１４を一方向走行または往復走行させつつ、インゴット１５に押し付けてインゴット１５を切断する
アクチュエータ１６を伸長すると、ワイヤ列にインゴット１５が押し付けられるので、ワイヤ１４にインゴット１５を押し付けて互いの接触部にスラリー１７を供給すると、ワイヤのミクロ的な変形と、スラリー１７に含まれている砥粒によるラッピング作用によってインゴット１５が複数のウェハにスライスされて、例えば厚さ１．０ｍｍ程度以下のウェハ（基板）を製造する。

インゴット１５とワイヤ１４を近づけると、まず、ワイヤ１４がインゴット１５の外周部に接触し、このワイヤ１４が切断し始める。

本発明においては、速度線Ｓで示すように、切断開始のワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎ以上とし、中心部の切り出し速度を１．２倍以上の７２ｍ／ｍｉｎ以上とし、完了付近でのワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎ以上に設定することで、ワイヤ１４の磨耗を抑制し、インゴット１５が高精度に切断される。

この場合、速度線Ｓの６０ｍ／ｍｉｎの立ち上がり時は、インゴット１５の切断深さが、直径Ｄの約１／４から増速して１．２倍以上の７２ｍ／ｍｉｎ以上とし、約３／４から減速して６０ｍ／ｍｉｎにして切断する。

表１は、１５０ｍｍφのインゴットを従来の繰り出し速度６０ｍ／ｍｉｎ一定の切断条件による切り出したウェハ反りとインゴット中心部でワイヤの繰り出し速度を速くした切断条件による切り出したウェハ反りを比較して示したものである。

表１において、従来の繰り出し速度６０ｍ／ｍｉｎ一定で切断したときには、基板の反りが２０μｍあるが、中心部の速度を１．１倍（６６ｍ／ｍｉｎ）とすると基板の反りは１５μｍとなり、１．２倍（７２ｍ／ｍｉｎ）で１０μｍ、１．３倍（７８ｍ／ｍｉｎ）で８μｍ、１．４倍（８４ｍ／ｍｉｎ）で８μｍ、１．５倍（９０ｍ／ｍｉｎ）で８μｍとなる。

このように、本実施例の切断条件によりスライスしたウェハの方が、従来の切断条件によりスライスしたウェハに比べ、反りの程度が小さい。

従って、この結果から、ランニングコストを大幅に高くすることなく、ワイヤの磨耗によるブレを抑制し、切断加工精度が向上することが分かる。

表２は１５０ｍｍφのインゴットを従来の繰り出し速度５０ｍ／ｍｉｎ一定の切断条件による切り出したウェハ反りとインゴット中心部でワイヤの繰り出し速度を速くした切断条件による切り出したウェハ反りを比較して示したものである。

表２において、従来の繰り出し速度５０ｍ／ｍｉｎ一定で切断したときには、基板の反りが２５μｍであり、中心部の速度を１．１倍（５５ｍ／ｍｉｎ）とすると基板の反りは２５μｍ、１．２倍（６０ｍ／ｍｉｎ）で２５μｍ、１．３倍（６５ｍ／ｍｉｎ）で２５μｍ、１．４倍（７０ｍ／ｍｉｎ）で２０μｍ、１．５倍（７５ｍ／ｍｉｎ）で２０μｍとなる。

このように、初期の繰り出し速度が５０ｍ／ｍｉｎと低いと、中心部の切断開始の繰り出し速度が１．２倍以上であっても、反りの値は低減できず、加工精度が向上することが出来なかった。

よって、初期の繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎ以上とするのがよい。

以上の実施例は、ＬＥＣ法ＧａＡｓインゴットのスライスによるものであるが、本発明においては、ＬＥＣ法ＧａＡｓインゴットのスライスのみならず、他の材料を用いたスライスについても適用可能である。

本発明の一実施の形態を示す概略図である。 図１の概略斜視図である。

符号の説明

１１、１２、１３ 溝付きローラ
１４ ワイヤ
１５ インゴット
１６ アクチュエータ
１７ スラリー
１８ スラリータンク
２３ 供給管
２４ ノズル

Claims (4)

1. 口径１５０ｍｍφ以上、且つ長さ３００ｍｍ以上のインゴットを、走行するワイヤに押し当てて切断する基板の製造方法において、インゴットの径方向の中心部分のみワイヤの繰り出し速度を切断開始、完了付近よりも速くすることを特徴とする基板の製造方法。
2. 切断開始のワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとし、中心部の切り出し速度を１．２倍以上の７２ｍ／ｍｉｎ以上とし、完了付近でのワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとした請求項１記載の基板の製造方法。
3. 口径１５０ｍｍφ以上、且つ長さ３００ｍｍ以上のインゴットを、走行するワイヤに押し当てて切断するワイヤソー装置において、三角形状に並設された溝付きローラと、これら溝付きローラに所定間隔で螺旋状に巻き付けられたワイヤと、溝付きローラを正逆方向に駆動する駆動モータからなり、インゴットの径方向の中心部分のみワイヤの繰り出し速度を切断開始、完了付近よりも速くすることを特徴とするワイヤソー装置。
4. 切断開始のワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとし、中心部の切り出し速度を１．２倍以上の７２ｍ／ｍｉｎ以上とし、完了付近でのワイヤの繰り出し速度を６０ｍ／ｍｉｎとした請求項３記載のワイヤソー装置。

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