JP2012218090A - ワイヤーソーによるワークの切断方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】大径のワークを正確に効率良く破損等の不具合を生じることなく切断することができるワイヤーソーによるワークの切断方法を提供する。
【解決手段】ワークの切断の際には、ソーワイヤ１は、噛み合い部分Ｍの両端である入出部Ａにおいて、砥粒スラリー６の砥液面の上方に位置しており、入出部Ａにおいて砥粒スラリー６内に浸漬されていない。また、砥粒スラリー６の砥液面がソーワイヤの入出部Ａと、ソーワイヤ１のワーク押し付け方向に向かって最も変位している最大撓み部Ｂとの間に位置するように、ソーワイヤ１及びワークＷは砥粒スラリー６内に浸漬されている。さらに、各ノズル４ｒ，４ｌは、ソーワイヤ１の入出部Ａの外側に砥粒スラリー６が供給される被噴射位置Ｐが位置するように位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、砥粒を含有するスラリー（以下、砥粒スラリーという）をソーワイヤに供給してワークを切断するワイヤーソーによるワークの切断方法に関し、特に、ワークとしてシリコンインゴットを切断するワイヤーソーによるワークの切断方法に関する。
従来、シリコンインゴットのようなワークの硬脆物の切断に際してワイヤーソーが使用されている。ワイヤーソーによるワークの切断方法としては、例えば、1対のワイヤーガイドローラに巻き掛けられて左右に走行するソーワイヤにワークの側方両側に設置されたノズルから砥粒スラリーをかけながらワークをソーワイヤに押しつけ、ワークを切断する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ソーワイヤによるワークの切断工程において、容器内の砥粒スラリー内にソーワイヤが噛み合っている部分全体が浸漬されるようにワークを浸漬させながらソーワイヤによってワークを切断する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。また、従来、並列に配列された複数のソーワイヤを用いてワークを切断して複数のウェハを形成している。
特開平７−１４４２号公報 特開２００８−１６０１２４号公報
近年、シリコンインゴットは大径化されており、大径のシリコンインゴットの精度良い切断技術が求められている。上記特許文献１の切断方法においては、ソーワイヤに付着しているノズルから供給された砥粒スラリーは、ワークの入側から出側にかけての、つまりソーワイヤの噛み合い部においてのソーワイヤの切断走行中に、消耗し、脱離して、減少してしまう。このため、４５０ｍｍの大径のシリコンインゴットを切断する場合は、シリコンインゴットの側方両側においてノズルからソーワイヤへ砥粒スラリー供給するだけでは、ソーワイヤのワークの入側から出側までの切断走行に充分な砥粒スラリーを供給することができず、切断性能の低下や変動等が生じ、切断されて形成されたウェハにはうねりや反りなどの好ましくないウェハ性状が発現したり、ソーワイヤの断線等の問題が発生していた。例えば、図８に示すように、従来の切断方法においては、ソーワイヤの出側における切断しろ（切り込み深さ）は、ソーワイヤの入側における切断しろより極めて小さくなっていた。尚、図８は、ソーワイヤの切断走行方向においてワークの左側の部分の切断面を拡大して示した図である。
また、上記特許文献２の切断方法においては、砥粒スラリーがワークの切断部に過剰に供給され、切断溝においてソーワイヤが振動し、スライスされた部分が振動して、隣接するウェハ同士が互いに接触することによるウェハ割れが発生してしまう不都合があった。
このように、従来のワイヤーソーによるワークの切断方法においては、例えば４５０ｍｍの大径のシリコンインゴットを不都合なく切断することはできなかった。
また、上記特許文献２の切断方法においては、ソーワイヤとシリコンインゴットが接触する全領域が、砥粒スラリー液に浸漬されているため、特に大口径ウェハの場合、砥粒スラリーの供給が過剰となる。このため、ソーワイヤがスライス部位を振動させることにより、また更に、ソーワイヤの往復運動に伴う振動が砥粒スラリーバス内の砥粒スラリー液を激しく振動することにより、砥粒スラリー液の振動の影響を受けて、スライスされた部位が振動する。これにより、切断面の平坦性などの品質が低下したり、場合によっては隣接するスライスされた部位同士が互いに接触することによってワレが発生してしまうなどの不都合があった。
本発明の目的は、大径のワークを正確に効率良く破損等の不具合を生じることなく切断することができるワイヤーソーによるワークの切断方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法は、横方向に少なくとも１つのソーワイヤを走行させ、該ソーワイヤにワークを接触させて前記ワークを切断する、ワイヤーソーによるワークの切断方法において、互いに横方向に所定の間隔をおいた２つの位置において前記ソーワイヤに第１の砥粒スラリーを供給し、前記ソーワイヤ及び前記ワークの少なくとも一方を相対的に移動して、前記第１の砥粒スラリーが供給されている前記ソーワイヤの前記２つの位置の間において前記ソーワイヤに上方から前記ワークを接触させて前記ワークの切断を開始し、前記ソーワイヤが前記ワークに噛み合っている部分の一部に第２の砥粒スラリーを供給する、工程を有することを特徴とする。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法において、前記第２の砥粒スラリーの供給は、前記ソーワイヤが前記ワークに噛み合っている前記部分の一部を前記第２の砥粒スラリーに浸漬することにより行う。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法においては、容器内に前記第２の砥粒スラリーを溜め、前記容器内に溜められた前記第２の砥粒スラリーの砥液面内に前記ソーワイヤの前記ワークに噛み合っている前記部分の一部を浸漬する。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法において、前記第１の砥粒スラリーが供給される前記ソーワイヤの前記２つの位置は、前記容器に溜められた前記第２の砥粒スラリーの砥液面よりも上方に位置する。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法においては、複数の前記ソーワイヤを互いに並列に所定の間隔を置いて配置し、前記複数のソーワイヤを前記横方向に走行させ、前記複数のソーワイヤに前記ワークを接触させて前記ワークを切断する。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法においては、前記複数のソーワイヤにおいて、前記ソーワイヤの前記２つの位置の一方に１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給し、前記ソーワイヤの前記２つの位置の他方に他の１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給する。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法においては、前記複数のソーワイヤの各ソーワイヤおいて、前記ソーワイヤの前記２つの位置の一方に１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給し、前記ソーワイヤの前記２つの位置の他方に他の１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給する。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法において、前記第１の砥粒スラリーの供給はノズルからの噴射により行う。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法においては、前記第１の砥粒スラリーが供給される前記ソーワイヤの前記２つの位置を、前記ワークの切断が進むにつれて変化させる。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法においては、前記第１及び第２の砥粒スラリーの温度を制御する。
本発明に係るワイヤーソーによるワークの切断方法によれば、ソーワイヤの噛み合い部の長さに拘らず、ソーワイヤの噛み合い部全体に亘って砥粒スラリーを均一に必要十分に供給することができ、切断の際にワーク内の切断部に不要な応力や熱が発生することを防止することができ、また、切断の際に振動が発生することを防止することができる。このため、大径のワークであっても、精度良くワークを切断することができ、また、切断された部位の破損を防止することができ、信頼性の高い加工性能を実現することができる。
本発明の実施の形態に係るワイヤーソーによるワークの切断方法を実施する切断装置を示す図である。 図１の切断装置の斜視図である。 図１に締める切断装置の部分拡大図である。 比較例１によるワイヤーソーによるワークの切断方法を実施する切断装置を示す図である。 比較例２によるワイヤーソーによるワークの切断方法を実施する切断装置を示す図である。 比較例３によるワイヤーソーによるワークの切断方法を実施する切断装置を示す図である。 実施例１により切断されたワークの切断面の様子を示す図である。 従来のワークの切断方法により切断されたワークの切断面の様子を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤーソーによるワークの切断方法を実行する切断装置を示す。
図１に示すように、切断装置１００は、３つのローラ２と、これら３つのローラ２の間に巻回されたソーワイヤ１と、ワークＷを把持してソーワイヤ１によってワークＷを切断するためにワークＷを所定の位置に搬送して移動するワーク把持装置３とを備える。ローラ２は２つのローラ２ａ，２ｂが上方に、１つのローラ２ｃが下方に配設されており、上側の２つのローラ２ａ，２ｂは、鉛直方向（矢印ａの方向）において同じ高さに水平方向（矢印ｂ方向）に所定の間隔ＤＲを開けて配置されており、下側のローラ２ｃは、上側のローラ２ａ，２ｂの下方において、例えば上側のローラ２ａ，２ｂの中間の位置に配置されている。ローラ２の少なくとも１つは図示しない駆動装置によって左右両方向に回転可能であり、これにより、ソーワイヤ１は上方の２つのローラ２ａ，２ｂ間において矢印ｂに示すように左右両方向に走行可能になっている。ワーク把持装置３は、上側のローラ２ａ，２ｂの上方において鉛直方向（矢印ａの方向）に移動可能である。
図２に示すように、ローラ２は、ワークＷの軸線ｌａ方向にワークＷと略同じ長さだけ延びている。ローラ２の軸線ｌａ方向長さは、ワークＷの軸線ｌａ方向の長さよりも短くても長くても良い。また、切断装置１００は、上記ソーワイヤ１を複数有しており、複数のソーワイヤ１は、互いに軸線ｌａ方向に所定の間隔ｄをあけて互いに並列に軸線ｌａ方向に配設されている。互いに隣接するソーワイヤ１の所定の間隔ｄは、ワークＷを切断して形成したいウェハの厚さに対応している。また、ソーワイヤ１の本数は、ワークＷの長さに対応しており、つまり、ワークＷから得られるウェハの数に対応している。
また、切断装置１００は、第１砥粒スラリー容器５と、第２砥粒スラリー容器７とを備え、第１砥粒スラリー容器５は、砥粒スラリー６を収拾するために設けられており、第２砥粒スラリー容器７はその内部に砥粒スラリー６を満たすために設けられている。第１砥粒スラリー容器５は、その大きさが第２砥粒スラリー容器７よりも大きく、第１砥粒スラリー容器５は、ローラ２が内部に収容されるように配置されている。第２砥粒スラリー容器７は、第１砥粒スラリー容器５内において、上方の２つのローラ２ａ，２ｂ間に張架されたソーワイヤ１の張架部分１ａの下方であって下方のローラ２ｃの上方に配置されており、軸線ｌａ方向に延びており、ワークＷを内部に収容可能な大きさに形成されている。第１砥粒スラリー容器５の下部には内部に溜まった砥粒スラリー６を排出するための砥粒スラリー排出管１１が接続されている。砥粒スラリー排出管１１は、図示しない循環管路に接続されている。この循環管路にはワークの切り粉を含む砥粒スラリーを浄化する浄化装置が取り付けられていてもよい。砥粒スラリー排出管１１は、循環管路に接続されていなくてもよく、砥粒スラリー排出管１１を介して砥粒スラリー６が廃棄されるものであってもよい。また、第２砥粒スラリー容器７の下部には砥粒スラリー供給管１０が接続されており、砥粒スラリー供給管１０は、図示しない砥粒スラリー供給装置に接続されている。砥粒スラリー６は砥粒として例えば微粒のＳｉＣを含んでいる。
また、切断装置１００は、ソーワイヤ１の張架部分１ａに砥粒スラリー６を供給する、右側のノズル４ｒと左側のノズル４ｌとを有する一対のノズル４を複数備えている。ここで、図１において右側を右側、左側を左側とする。複数の一対のノズル４はソーワイヤ１に対応して軸線ｌａ方向に間隔ｄをあけて並列に配設されている。つまり、１つのソーワイヤ１に対応して１つの一対のノズル４が設けられており、一対のノズル４は、開口４ａを対応するソーワイヤ１に向けてソーワイヤ１の上方に配置されている。各一対のノズル４は砥粒スラリー供給管８に接続されており、一対のノズル４の各々において、各ノズル４ｒ，４ｌは、ソーワイヤ１の張架部分１ａの上方に、水平方向に所定の間隔ＤＮを開けて配置されている。この所定の間隔ＤＮは、後述するように、切断工程において、ワークＷに噛み合っているソーワイヤ１の部分の外側の部分であって、第２砥粒スラリー容器７内の砥粒スラリー６の砥液面の上側のソーワイヤ１の部分である２つの被供給部分Ｐ（所定の間隔をおいた２つの位置）に砥粒スラリー６が噴射されるような間隔である。ノズル４は、砥粒スラリー供給管８を介して供給される砥粒スラリー６をソーワイヤ１の張架部分１ａに噴射することができる。
また、切断装置１００は、第２砥粒スラリー容器７の内部に取り付けられた温度センサ９を備えている。温度センサ９は、第２砥粒スラリー容器７内の砥粒スラリー６の温度を検出し、この検出される砥粒スラリー６の温度に基づいて、図示しない温度制御装置が第２砥粒スラリー容器７に供給される砥粒スラリー６の温度を所望の温度に調節する。
切断装置１００においてワークＷの切断処理の際に、ワークＷとソーワイヤ１とは後述するように相対的に移動して互いに接触する。本実施の形態においては、ワークの切断処理において、ソーワイヤ１が図１，２の矢印ａ方向において上方（ワーク側）に移動し、また、ワーク把持装置３が矢印ａ方向において下方（ソーワイヤ側）にワークＷを移動し、ワークＷをソーワイヤ１に接触させる。ソーワイヤ１を移動可能にするために、ソーワイヤ１が巻回されたローラ２は、図示しない駆動装置によって、上下方向（矢印ａ方向）に移動可能に構成されている。
また、ワークＷの切断の際に、ワーク把持装置３が上下方向に移動し、ローラ２が上下方向に移動してソーワイヤ１が上下方向に移動し、これにより、第２砥粒スラリー容器７内に溜められた砥粒スラリー６の砥液面に対するワークＷの位置が後述する位置となるように調整される。
本実施の形態においては、図２に示すように、全てのソーワイヤ１は３つのローラ２ａ，２ｂ，２ｃに巻回されているが、ローラ２の形態はこれに限るものではない。例えば、各ソーワイヤ１に対して、３つのローラ２ａ，２ｂ，２ｃを配置するような形態であってもよい。
また、本実施の形態においては、複数の一対のノズル４の各々が各ソーワイヤ１に夫々対応するようにソーワイヤ１の上方に設けられているとしたが、ノズル４の形態はこれに限るものではない。例えば、一対のノズル４は、ソーワイヤ１の下方や斜め上方又は下方、側方に配置されていてもよい。つまり、ノズル４ｒ，４ｌの開口４ａがソーワイヤ１に対して下方や斜め上方又は下方、側方に配置されていてもよい。また、切断装置１００が１つの一対のノズル４のみを有するようにしてもよい。この場合、全ソーワイヤ１の２つの被供給部分Ｐに夫々１つのノズル４ｒ、４ｌから砥粒スラリー６が噴出される。また、切断装置１００は複数の一対のノズル４を有するが、一対のノズル４の数がソーワイヤ１の数よりも少なくてもよい。この場合、各一対のノズル４から所定のグループ（本数）のソーワイヤ１に砥粒スラリー６が供給される。更に、一対のノズル４において、各ノズル４ｒ，４ｌがその間隔ＤＮを可変に構成されていてもよい。この場合、例えば図示しない駆動装置によってノズル４ｒ，４ｌが互いに近づく方向に又は互いに遠ざかる方向に移動される。
また、本実施の形態においては、砥粒スラリー供給管８が複数の一対のノズル４に対して１つのみ設けられているが、砥粒スラリー供給管８は複数設けられていてもよい。例えば、複数の砥粒スラリー供給管８が設けられており、１つの砥粒スラリー供給管８が１つの一対のノズル４に接続されていてもよく、また、１つの砥粒スラリー供給管８が複数の一対のノズル４に接続されていてもよい。
また、本実施の形態において、ワークＷの切断処理の際に、ワーク把持装置３及びソーワイヤ１は互いに相対的に移動してワークＷをソーワイヤ１に接触させるものとしたが、ワークＷとソーワイヤ１との相対移動は他の形態によってなされてもよい。例えば、ワークＷの切断の際に、ソーワイヤ１及びワーク把持装置３の一方が移動するものであってもよい。
また、本実施の形態において、図示しない駆動装置によって、第２砥粒スラリー容器７が上下方向（図１，２の矢印ａ方向）に移動され、第２砥粒スラリー容器７内に溜められた砥粒スラリー６の砥液面の位置を後述する位置とするようにしてもよい。
以下、上述の構成を有する切断装置１００において実行される、本発明の実施の形態に係るワイヤーソーによるワークの切断方法を説明する。
先ず、図示しない砥粒スラリー供給装置から砥粒スラリー６を砥粒スラリー供給管１０を介して第２砥粒スラリー容器７内に供給し、第２砥粒スラリー容器７内を砥粒スラリー６によって満たす。このとき、第２砥粒スラリー容器７内において砥液面が所定の高さとなるように砥粒スラリー６を第２砥粒スラリー容器７に供給する。次いで、ロータ２を駆動してソーワイヤ１を走行させ、砥粒スラリー供給装置から砥粒スラリー６を砥粒スラリー供給管８を介して各一対のノズル４に供給し、各ノズル４ｒ，４ｌから左右に走行するソーワイヤ１の張設部分１ａの被供給部分に砥粒スラリー６を噴射する。その後、ワーク把持装置３によってワークＷを保持し、ワークＷをソーワイヤ１の張設部分１ａの上方の所定の位置に搬送する。ワークＷは、例えば、シリコン単結晶から成るシリコンインゴットである。上述の砥粒スラリー６の供給、ローラ２の駆動、ワークＷの搬送の順序は一例であり、その処理順は上述の順序に限るものではなく、他の順序であってもよい。
次いで、ソーワイヤ１とワーク把持装置３とを鉛直方向（図１，２の矢印ａ方向）において互いに近接するように相対的に移動させ、ワークＷを張設部分１ａにおいてソーワイヤ１に上方から押し付ける。各ソーワイヤ１には、ワークＷの左右両側方の被供給部分Ｐにおいてノズル４ｌ，４ｒから砥粒スラリー６が供給されており、ソーワイヤ１のワークＷとの接触部にも砥粒スラリー６は供給されている。このため、ソーワイヤ１とワークＷとの間の砥粒による研削が開始され、切断が開始される。このとき、図１に示すように、ソーワイヤ１は下方に凸に撓む。
ワークＷにおいて、水平方向における所定の幅が切断されるまで、つまり、ワークＷのソーワイヤ１との噛み合い部分Ｍ（図３参照）の長さが所定の長さになるまで、噛み合い部分Ｍへの砥粒スラリー６の供給は一対のノズル４からの供給のみとする。次いで、噛み合い部分Ｍの長さが所定の長さになると、図３に示すように、噛み合い部分Ｍの一部Ｍｐが第２砥粒スラリー容器７内の砥粒スラリー６に浸漬される。つまり、噛み合い部分の一部Ｍｐが第２砥粒スラリー容器７内の砥粒スラリー６の砥液面内に浸漬される。各ノズル４ｒ，４ｌのから砥粒スラリー６が供給されるソーワイヤ１の被供給部分Ｐは、噛み合い部分Ｍの外側であって砥液面の上方となるような位置である。
以降の切断処理は上述の位置関係を保ってワークＷが完全に切断されるまで行われる。つまり、以下の位置関係を保って切断が行われる。ワークの切断の際には、図３に示すように、ソーワイヤ１は、噛み合い部分Ｍの両端である入出部Ａにおいて、砥粒スラリー６の砥液面の上方に位置しており、入出部Ａにおいて砥粒スラリー６内に浸漬されていない。また、砥粒スラリー６の砥液面がソーワイヤの入出部Ａと、ソーワイヤ１のワーク押し付け方向に向かって最も変位している最大撓み部Ｂとの間に位置するように、ソーワイヤ１及びワークＷは砥粒スラリー６内に浸漬されている。さらに、各ノズル４ｒ，４ｌは、ソーワイヤ１の入出部Ａの外側に砥粒スラリー６が供給される被噴射位置Ｐが位置するように位置している。
ワークＷの切断の際に、上述の位置関係を保つように、ソーワイヤ１及びワーク把持装置３が上下方向に駆動される。また、この際、第２砥粒スラリー容器７も上下方向に駆動されるようにしてもよい。また、切断の際にこの位置関係を取ることができるようにするための形態は他の形態をであってもよい。例えば、ソーワイヤ１又はワーク把持装置３のいずれか一方のみを移動させ、また、第２砥粒スラリー容器７を上下方向に移動させるようにしてもよい。また、ワーク把持装置３のみを移動させるようにしてもよい。この場合、ソーワイヤ１、駆動ローラ２、及び第２砥粒スラリー容器７等は上記位置関係を取ることができるような位置に固定されている。
また、各ノズル４ｒ，４ｌは固定されておらず、可動に構成されていてもよい。切断の進行に伴って変化する噛み合い部分Ｍの幅に応じて２つのノズル４ｒ，４ｌ間の所定の距離ＤＮを変更可能にしてもよい。具体的には、ノズル４ｒ，４ｌから砥粒スラリー６が供給されるソーワイヤ１の位置（被供給位置Ｐ）と入出部Ａとの間の位置が一定若しくは所定の範囲内となるように、ノズル４ｒ，４ｌを水平方向に移動させてもよい。
上述の切断処理により、ワークＷの切断開始時において多量の砥粒スラリー６がワークＷとソーワイヤ１との間に供給されることがなく、適切な量の砥粒スラリー６が供給され、ソーワイヤ１がワークＷの表面上で振れる等の不具合を防止することができ、良好に切断を開始することができる。また、切断開始後においても、適切な量の砥粒スラリー６を噛み合い部分Ｍに供給することができ、良好な切断を可能にすることができる。
ワークＷの切断面から排出された砥粒スラリー６は、そのままワークＷの下方に設けられた第１砥粒スラリー容器５内に滴下して蓄積される。蓄積された砥粒スラリー６には砥粒と共にワークＷの切り粉（Ｓｉ）が混在している。この砥粒スラリー６は、砥粒スラリー排出管１１を介して排出され、図示しない循環管路において浄化装置により切り粉が分離されて浄化され、スラリー供給装置に戻される。また、この砥粒スラリー６は、砥粒スラリー排出管１１を介して廃棄されてもよい。
上記切断処理を繰り返し行うことにより、シリコンインゴットをスライスしてウェハを形成することができる。
上述の切断処理においては、温度センサ９によって第２砥粒スラリー容器７内の砥粒スラリー６の温度を検出し、この検出された砥粒スラリー６の温度に基づいて、図示しない温度制御装置によって、第２砥粒スラリー容器７に供給される砥粒スラリー６の温度を所望の温度に調節するようにしてもよい。これにより、良好な切断が可能となる。
以下、本発明の実施例を説明する。
上述の切断装置１００を用いて、本発明の実施の形態に係るワイヤーソーによるワークの切断方法を行い、以下の切断条件において、ワークＷとしてのシリコンインゴットを切断してウェハを製造した（実施例１）。
切断条件：
シリコンウェハの直径 ４５０ｍｍ
シリコンウェハの厚さ ８４０μｍ
スライス枚数：２８０枚
ソーワイヤ速度：５００ｍｍ／分
ソーワイヤテンション：２．５ｋｇｆ
ソーワイヤ線径：０．１４ｍｍ
砥粒：ＧＣ＃１５００（ＳｉＣ）
スラリー：水溶性クーラント
切断時間：８時間
砥粒スラリー供給量（砥粒スラリー供給管８）：８０リットル／分
砥粒スラリー供給量（砥粒スラリー供給管１０）：８０リットル／分
切断時間：８時間
砥粒スラリー温度：２５℃±０．５℃に制御する。
また、上述の切断条件において、図４に示す従来の切断方法によって、ワークＷとしてのシリコンインゴットを切断してウェハを製造した（比較例１）。
比較例１においては、実施例１とは異なり、ソーワイヤ１への砥粒スラリー６の供給を一対のノズル４のみによって行うものであり、噛み合い部分Ｍの砥粒スラリーへの浸漬を行うものではない。
また、上述の切断条件において、図５，６に示す切断方法によってワークＷとしてのシリコンインゴットを切断してウェハを製造した（比較例２，３）。
比較例２においては、図５に示すように、ソーワイヤ１の入出部Ａが第２砥粒スラリー容器７内の砥粒スラリー６の砥液面と一致するように、ソーワイヤ１及びワークＷが砥液スラリー６へ浸漬されている点において実施例１とは異なる。
比較例３においては、図６に示すように、ワークＷが、ソーワイヤ１の入出部Ａが共に第２砥粒スラリー容器７内の砥粒スラリー６の砥粒面より下となるように、砥粒スラリー６内に浸漬されている点で実施例１とは異なる。つまり、ソーワイヤ１は、入出部Ａから外側に所定の間隔離れた点Ｃにおいて砥粒スラリー６の砥液面に接しており、この点Ｃより外側において砥粒スラリー６に浸漬されていない。
実施例１、比較例１〜３によって切断されたウェハの切断面をレーザー顕微鏡で観察した。比較例１〜３では、図８に示すようにソーワイヤの出側における切断しろは、ソーワイヤの入側における切断しろより極めて小さくなっていた。一方、実施例１では図７に示すように、ソーワイヤ１の入側と出側の切断しろはほぼ同じであった。尚、図７，８は、ソーワイヤの切断走行方向においてワークの左側の部分の切断面を拡大して示した図である。
また、実施例１及び比較例１〜３における切断速度を測定し、実施例１及び比較例１〜３による切断面をレーザー顕微鏡で観察し、切断面の「クラック」、「ワープ」、「ＴＴＶ（total thickness variation）」、及び「ナノトポロジー」について評価した。この測定結果及び切断面の評価結果を以下の表１に示す。
Figure 2012218090
上記表１の評価において、◎は比較例１に対して４０％以上の改善を示し、○は比較例１に対して２０％〜４０％の改善を示し、−は比較例１と同等のレベルを示す。
上記表１から分かるように、実施例１は比較例１に比べて切断速度が４０％以上上昇しており、加工効率が向上されている。また、実施例１は比較例１〜３に比べて切断面の品質が良好である。つまり、実施例１によれば、ソーワイヤ１の噛み合い部分の長さに拘らず、即ちワークＷの直径の大きさに拘らず、ソーワイヤ１の噛み合い部全体に亘って砥粒スラリー６を均一に必要十分に供給することができ、切断の際にワークＷ内の切断部に不要な応力や熱が発生することを防止することができ、また、切断の際に振動が発生することを防止することができる。このため、大径のワークＷであっても、精度良くワークＷを切断することができ、また、切断された部位の破損を防止することができ、信頼性の高い加工性能を実現することができることが分かる。
このように、本発明によれば、大径のワークＷを切断する場合であっても、切断されるウェハの切断面の品質を改善しつつ、切断速度を向上させることができる。また、精度良くワークＷを切断することができ、切断された部位の破損を防止することができ、信頼性の高い加工性能を実現することができる。
１ ソーワイヤ
２ ローラ
３ ワーク把持装置
４ ノズル
５ 第１砥粒スラリー容器
６ 砥粒スラリー
７ 第２砥粒スラリー容器
８ 砥粒スラリー供給管
９ 温度センサ
１０ 砥粒スラリー供給管
１１ 砥粒スラリー排出管
Ｍ 噛み合い部分
Ｗ ワーク

Claims (10)

  1. 横方向に少なくとも１つのソーワイヤを走行させ、該ソーワイヤにワークを接触させて前記ワークを切断する、ワイヤーソーによるワークの切断方法において、
    互いに横方向に所定の間隔をおいた２つの位置において前記ソーワイヤに第１の砥粒スラリーを供給し、
    前記ソーワイヤ及び前記ワークの少なくとも一方を相対的に移動して、前記第１の砥粒スラリーが供給されている前記ソーワイヤの前記２つの位置の間において前記ソーワイヤに上方から前記ワークを接触させて前記ワークの切断を開始し、
    前記ソーワイヤが前記ワークに噛み合っている部分の一部に第２の砥粒スラリーを供給する、工程を有することを特徴とするワイヤーソーによるワークの切断方法。
  2. 前記第２の砥粒スラリーの供給は、前記ソーワイヤが前記ワークに噛み合っている前記部分の一部を前記第２の砥粒スラリーに浸漬することにより行うことを特徴とする請求項１記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  3. 容器内に前記第２の砥粒スラリーを溜め、前記容器内に溜められた前記第２の砥粒スラリーの砥液面内に前記ソーワイヤの前記ワークに噛み合っている前記部分の一部を浸漬することを特徴とする請求項２記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  4. 前記第１の砥粒スラリーが供給される前記ソーワイヤの前記２つの位置は、前記容器に溜められた前記第２の砥粒スラリーの砥液面よりも上方に位置することを特徴とする請求項３記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  5. 複数の前記ソーワイヤを互いに並列に所定の間隔を置いて配置し、前記複数のソーワイヤを前記横方向に走行させ、前記複数のソーワイヤに前記ワークを接触させて前記ワークを切断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  6. 前記複数のソーワイヤにおいて、前記ソーワイヤの前記２つの位置の一方に１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給し、前記ソーワイヤの前記２つの位置の他方に他の１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給することを特徴とする請求項５記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  7. 前記複数のソーワイヤの各ソーワイヤおいて、前記ソーワイヤの前記２つの位置の一方に１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給し、前記ソーワイヤの前記２つの位置の他方に他の１つの供給源から前記第１の砥粒スラリーを供給することを特徴とする請求項５記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  8. 前記第１の砥粒スラリーの供給はノズルからの噴射により行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  9. 前記第１の砥粒スラリーが供給される前記ソーワイヤの前記２つの位置を、前記ワークの切断が進むにつれて変化させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
  10. 前記第１及び第２の砥粒スラリーの温度を制御することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のワイヤーソーによるワークの切断方法。
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