JP2014083671A - Manufacturing method of wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエハの製造方法に関する。具体的には、本発明は、切断加工の途中や終盤においても、十分な加工距離を確保したまま、結晶塊をスライスするウエハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wafer. Specifically, the present invention relates to a wafer manufacturing method for slicing a crystal lump while securing a sufficient processing distance even during or at the end of cutting.
従来より、ワイヤソーを用いて、半導体結晶等の結晶塊を一定の厚さに切断する方法が知られている。このワイヤソーによる切断方法は、ワイヤと被加工物を接触させ、ワイヤに固定された砥粒や分散液に含まれる遊離砥粒などを用いてスライスする方法である。
ワイヤソーは、径の小さなワイヤを利用することができるため、被加工物を精度良くスライスすることができ、被加工物の切断屑(切断ロス)の発生を最小限に抑えることができるため好ましく用いられている。また、被加工物から複数枚の平板基板を同時にスライスすることができるため、生産効率を大幅に高めることができるという利点を有する。
Conventionally, a method of cutting a crystal lump such as a semiconductor crystal into a certain thickness using a wire saw is known. This cutting method using a wire saw is a method in which a wire and a workpiece are brought into contact and sliced using abrasive grains fixed to the wire, free abrasive grains contained in a dispersion, or the like.
Since a wire saw can use a wire having a small diameter, the workpiece can be sliced with high accuracy, and generation of cutting waste (cutting loss) of the workpiece can be minimized. It has been. Further, since a plurality of flat plate substrates can be sliced simultaneously from the workpiece, there is an advantage that the production efficiency can be greatly increased.
ワイヤソーにより被加工物をスライスする場合には、切断工程をスムーズに進行させるために、ワイヤもしくは被加工物を揺動させながらスライスする方法が知られている。例えば、特許文献1および2には、被加工物を揺動させながら、切断工程を進行させるワイヤソーが開示されている。被加工物を揺動させることにより、被加工物とワイヤは円弧で接触することになるので、内部まで砥粒を含む分散液やクーラントを供給し易くなり、切断スピードを高めることができる。
In the case of slicing a workpiece with a wire saw, a method of slicing while swaying the wire or workpiece is known in order to smoothly advance the cutting process. For example,
しかしながら、特許文献1に開示されたワイヤソーでは、被加工物の中心と揺動中心が一致するため、切断加工の進行過程でスライスを行う加工点と揺動中心が一致する場合が生じ、この場合、全く揺動がない場合と同じ状態で切断加工が進行することとなる。すなわち、切断工程の一部において、加工距離を十分に確保することができず、揺動させることによる効果を得ることができないという問題があった。切断工程において、揺動効果が十分に得られないと、ウエハの切断精度が劣ったり、切断加工のスピードが落ちることがあるため問題となる。 However, in the wire saw disclosed in Patent Document 1, since the center of the workpiece and the oscillation center coincide with each other, there is a case where the machining point to be sliced coincides with the oscillation center in the progress of the cutting process. The cutting process proceeds in the same state as when there is no oscillation. That is, in a part of the cutting process, there is a problem that a processing distance cannot be sufficiently secured and the effect of swinging cannot be obtained. If a sufficient swinging effect is not obtained in the cutting process, the wafer cutting accuracy may be inferior or the speed of the cutting process may be reduced.
また、特許文献2に開示されたワイヤソーでは、被加工物の中心と揺動中心は異なる位置に配置されているが、切断加工が進行すると被加工物の中心と揺動中心が近接するため、切断加工が進行すると加工距離が短くなるという問題があった。特に、被加工物が大口径の場合、切断加工の終盤で十分な加工距離を確保できないと、切断加工に多大なる時間を要することとなるため問題となる。一方で、特許文献2に開示されたワイヤソーを用いて大口径の被加工物をスライスしようとすると、装置自体が大型化するという問題が生じる。
Further, in the wire saw disclosed in
そこで本願発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、切断加工の途中や終盤に加工距離が小さくならず、十分な加工距離を確保できる切断方法およびワイヤソーを提供することを目的として検討を進めた。 Accordingly, the inventors of the present application provide a cutting method and a wire saw capable of ensuring a sufficient processing distance without reducing the processing distance in the middle or at the end of the cutting process in order to solve the problems of the conventional technology. The study was advanced as a purpose.
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本願発明者らは、切断加工の進行に伴い、加工点と揺動中心の距離が大きくなるような位置に揺動中心を設けることにより、切断加工の途中や終盤に加工距離が小さくなることがなく、優れた揺動効果を得ることができることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present application have provided a swing center at a position where the distance between the machining point and the swing center increases as the cutting process proceeds. The present inventors have found that an excellent rocking effect can be obtained without reducing the processing distance during or at the end of cutting.
Specifically, the present invention has the following configuration.
[1]被加工物を走行ワイヤに押接することによって、前記被加工物を切断しウエハを得る製造方法において、前記被加工物は、前記走行ワイヤに対して前記被加工物が配置されている側とは反対側に揺動中心を有する揺動機構により揺動運動することを特徴とするウエハの製造方法。
[2]前記揺動中心を前記走行ワイヤから遠ざかるように移動させることによって、前記被加工物を切断する[1]に記載のウエハの製造方法。
[3]前記揺動運動の揺動角度は、揺動中心軸に対して±2〜±30°である[1]または[2]に記載のウエハの製造方法。
[4]前記被加工物は、揺動フレームに付設されており、前記揺動フレームは揺動運動および昇降運動をする[1]〜[3]のいずれかに記載のウエハの製造方法。
[5]前記走行ワイヤは複数の走行ワイヤが互いに略平行に配置されたワイヤ列を形成している[1]〜[4]のいずれかに記載のウエハの製造方法。
[6]前記被加工物は、周期表第13族窒化物結晶である[1]〜[5]のいずれかに記載のウエハの製造方法。
[7]ワイヤと、被加工物を付設する揺動フレームを有し、前記揺動フレームは、前記ワイヤに対して前記被加工物が配置される側とは反対側に揺動中心を設けた揺動機構を有するワイヤソー。
[1] In a manufacturing method of cutting a workpiece by pressing the workpiece against a traveling wire to obtain a wafer, the workpiece is arranged with respect to the traveling wire. A method for manufacturing a wafer, characterized by performing a swing motion by a swing mechanism having a swing center on the opposite side to the side.
[2] The wafer manufacturing method according to [1], wherein the workpiece is cut by moving the swing center away from the traveling wire.
[3] The wafer manufacturing method according to [1] or [2], wherein a swing angle of the swing motion is ± 2 to ± 30 ° with respect to a swing center axis.
[4] The wafer manufacturing method according to any one of [1] to [3], wherein the workpiece is attached to a swinging frame, and the swinging frame swings and moves up and down.
[5] The wafer manufacturing method according to any one of [1] to [4], wherein the traveling wire forms a wire row in which a plurality of traveling wires are arranged substantially parallel to each other.
[6] The wafer manufacturing method according to any one of [1] to [5], wherein the workpiece is a periodic table group 13 nitride crystal.
[7] A swing frame that attaches a wire and a workpiece is provided, and the swing frame is provided with a swing center on the opposite side of the wire from the side on which the workpiece is disposed. A wire saw having a swing mechanism.
本発明によれば、揺動中心が走行ワイヤから遠ざかるように移動することにより、切断工程が進行するため、切断工程において十分な加工距離を確保することができる。このため、切断加工の途中や終盤において切断抵抗が大きくなることがなく、ウエハの表面に切断ムラ等が生じることがなく、均一な膜厚のウエハを得ることができる。さらに、ウエハに反りが生じることも抑制できるため、高品質なウエハを得ることができる。 According to the present invention, since the cutting process proceeds by moving the swing center away from the traveling wire, a sufficient working distance can be ensured in the cutting process. For this reason, the cutting resistance does not increase in the middle of the cutting process or in the final stage, and there is no cutting unevenness on the surface of the wafer, so that a wafer having a uniform film thickness can be obtained. Furthermore, since it is possible to suppress warping of the wafer, a high-quality wafer can be obtained.
また、本発明によれば、切断加工が進行した場合であっても、十分な加工距離を確保することができるため、切断スピードが低下することがない。よって、効率よく被加工物を切断することができる。このため、本発明の製造方法は、大口径の被加工物にも好適に用いることができる。 Further, according to the present invention, even when the cutting process proceeds, a sufficient processing distance can be ensured, so that the cutting speed does not decrease. Therefore, the workpiece can be cut efficiently. For this reason, the manufacturing method of this invention can be used suitably also for a large diameter workpiece.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. The present invention is not limited to the embodiments described below, and includes those appropriately modified by those skilled in the art from the following embodiments. In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
本発明は、被加工物を走行ワイヤに押接することによって、被加工物を一定の厚さに切断(スライス)してウエハを得る製造方法に関する。ワイヤは一定の張力を有するように複数のガイドローラに巻き付けられており、このガイドローラが高速回転運動を行うことによって、ワイヤが一定の方向に走行する。本願明細書において、走行ワイヤとは、ガイドローラが回転することによって一定の方向に走行しているワイヤのことをいい、特に、被加工物が押接され得るガイドローラ間の直線部分のワイヤを指す。 The present invention relates to a manufacturing method in which a workpiece is cut (sliced) into a certain thickness by pressing the workpiece against a running wire to obtain a wafer. The wire is wound around a plurality of guide rollers so as to have a constant tension, and the guide roller moves at a high speed, whereby the wire travels in a certain direction. In the specification of the present application, the traveling wire refers to a wire traveling in a certain direction as the guide roller rotates, and in particular, a wire in a straight portion between the guide rollers that can be pressed against the workpiece. Point to.
(ワイヤソーの基本構成)
以下、本発明の製造方法を実施するために用いる装置であるワイヤソーについて、図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する図面は本発明で用いるワイヤソーの一例であり、本発明には適宜修正した他の態様のワイヤソーを用いることもできる。
(Basic configuration of wire saw)
Hereinafter, a wire saw which is an apparatus used for carrying out the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings described below are examples of a wire saw used in the present invention, and a wire saw of another aspect appropriately modified may be used in the present invention.
図1は、本発明の製造方法で用いるワイヤソー100の正面図を例示したものである。図1に示されるように、ワイヤソー100は、揺動ユニット10と昇降ユニット40を有する。揺動ユニット10は、揺動フレーム20、支持フレーム21、回転軸22、揺動駆動モーター23を備える。揺動ユニット10の揺動フレーム20には、被加工物1が取り付けられる。昇降ユニット40は、ワークフィードテーブル41とワークフィードテーブル41を駆動する昇降駆動モーター42を備える。ワイヤソー100は、昇降ユニット40を備えることにより、揺動ユニット10全体を昇降運動させることができる。
FIG. 1 illustrates a front view of a
ワイヤソー100は、さらに、走行ワイヤ2とそのワイヤを巻きつけるためのガイドローラ4を備える。ガイドローラ4は、高速回転することにより、ワイヤを走行させることができる。ガイドローラ4は、例えば、回転駆動モーター5から駆動力を得ることによって高速回転運動をする。
The wire saw 100 further includes a
被加工物1が取り付けられた揺動フレーム20は、揺動運動をすると同時に、図1の上下方向に昇降運動をする。切断加工を進行させる場合は、昇降運動のうち下降運動を行う。これにより、被加工物1が走行ワイヤ2の位置まで降下し、走行ワイヤ2に押接されることにより切断が開始する。
The
結晶切断用の走行ワイヤによる結晶切削方式としては、例えば、走行ワイヤ2と被加工物との接触部に水や油などと砥粒とを混合した分散液を供給することによって一種の研磨切断を行う方式(遊離砥粒方式)や、走行ワイヤ2として表面にダイヤモンドなどからなる砥粒を固定した結晶切断用ワイヤを使用し、該走行ワイヤを被加工物に押し当てて切削する方式(固定砥粒方式)などが挙げられ、いずれも採用可能である。
遊離砥粒方式の場合、被加工物1と走行ワイヤ2が押接される際、その接触部分には、砥粒を含む分散液が連続的に供給される。砥粒を含む分散液は、被加工物1の切断を促進するだけではなく、接触部分が摩擦されることによって過度に加熱されることを防ぐ働きもする。一方、固定砥粒方式の場合、被加工物1と走行ワイヤ2の接触部分には、クーラントが連続的に供給されることが好ましい。クーラントは、切断の過程で生じる熱を冷却したり、接触部分の潤滑を促進して摩擦を低減し、切断を促進することを可能とする。
As a crystal cutting method using a running wire for crystal cutting, for example, a kind of polishing cutting is performed by supplying a dispersion liquid in which water, oil, or the like and abrasive grains are mixed to a contact portion between the running
In the case of the free abrasive grain method, when the workpiece 1 and the traveling
(揺動ユニット)
図2は、図1における揺動ユニット10を拡大して示した図である。揺動ユニット10の揺動機構によって、揺動フレーム20は、図2の手前方向と奥方向に繰り返し振れるように揺動運動をする。これにより、被加工物1も同様の揺動運動を行うことができる。
(Oscillating unit)
FIG. 2 is an enlarged view of the
揺動フレーム20の外側には、支持フレーム21が設けられる。この支持フレーム21はワイヤソー100の本体に固定されている。このため、支持フレーム21は揺動フレーム20が揺動運動を行っている場合であっても、揺動することなく静止した状態を維持することができる。
A
図2に示すように、揺動フレーム20と支持フレーム21は、上壁とその上壁の両端部に各々連接された一対の側壁から構成されることが好ましい。なお、この場合、上壁と一対の側壁は明確に区別されるように構成される必要はなく、一連となって円弧を描くように、各フレームが形成されても良い。
As shown in FIG. 2, the
揺動フレーム20の壁面と支持フレーム21の壁面は、互いに接触することはない。これにより、揺動フレーム20は、固定された支持フレーム21の内側をスムーズに揺動運動することができる。なお、図3で示すように、揺動フレーム20の上壁の上面は凸状の円弧面で形成され、支持フレーム21の上壁の下面は凹状の円弧面で形成されることが好ましい。これにより、揺動フレーム20と支持フレーム21が近接して配置された場合であっても、壁面同士が接触することを防ぐことができる。
The wall surface of the
揺動フレーム20の側壁の末端領域と支持フレーム21の側壁の末端領域は、回転軸22を連結する連結部を有する。すなわち、揺動フレーム20と支持フレーム21は回転軸22によって連結される。回転軸22は、ワイヤソー100の載置面に対して水平な円柱状の軸であり、回転軸22は、軸受を介して支持されている。これにより、揺動フレーム20は、回転自在に支持されており、支持フレーム21に対して、その内側を揺動することができる。
The end region of the side wall of the
回転軸22は、揺動フレーム20が揺動運動をする際の揺動中心Oとなる。回転軸22は、走行ワイヤ2に対して被加工物1が配置されている側とは反対側に存在する。回転軸22がこのような位置に配置されるように、回転軸22は、揺動フレーム20および支持フレーム21と適切な位置で連結する必要がある。すなわち、回転軸22は、走行ワイヤ2よりも下方に設けられることとなる。
また、回転軸22が上記のような位置に配置されるように、揺動フレーム20および支持フレーム21の側壁の長さを調節することができる。例えば、揺動フレーム20および支持フレーム21の側壁は、走行ワイヤ2よりも下方にまで伸びるような長さを有することが好ましい。
The rotating
Further, the lengths of the side walls of the
揺動フレーム20と支持フレーム21を連結する回転軸22には、揺動駆動モーター23が備え付けられる。揺動駆動モーター23は、固定されている支持フレーム21の内側を揺動フレーム20に往復回転運動力を与え、揺動運動させることができる。なお、揺動フレーム20の揺動距離や揺動角度は、揺動駆動モーター23の出力を調節することによって、適宜調整することができる。
A rotating
本発明に係る揺動ユニット10は、走行ワイヤ2に対して被加工物1が配置されている側とは反対側に揺動中心Oを有する。ここで、揺動中心Oとは、上述した回転軸22の断面の中心点をいう。
図3は、図2におけるA−A’の断面図を示しており、図3に示されているように、揺動中心Oは走行ワイヤ2に対して被加工物1が配置されている側とは反対側に位置している。図3(a)に示されているように、揺動中心Oを含む水平線と、被加工物1の中心を含む水平線の間の距離をRとすると、被加工物1の切断の開始前のRは、
30〜300mmであることが好ましく、50〜150mmであることがより好ましい。また、被加工物1の切断が開始されてから終了までの間、Rは、30〜300mmであることが好ましく、50〜150mmであることがより好ましい。
Rを上記範囲内とすることにより、装置を大型化する必要がなく、適切な揺動運動を行うことができる。
The
3 shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2. As shown in FIG. 3, the swing center O is the side on which the workpiece 1 is disposed with respect to the
It is preferable that it is 30-300 mm, and it is more preferable that it is 50-150 mm. Further, R is preferably 30 to 300 mm, more preferably 50 to 150 mm, from the start to the end of cutting of the workpiece 1.
By setting R within the above range, it is not necessary to increase the size of the apparatus, and an appropriate swinging motion can be performed.
図3(a)に示すように、揺動角度はθで表すことができる。揺動角度は、最大振幅に揺動した場合において、被加工物1の中心と揺動中心Oを結ぶ線と、揺動中心線Pの間に形成される角度をいう。ここで、揺動中心線Pは、揺動中心Oを通り、ワイヤ上に存在する加工点を含む水平線に垂直な線をいう。
θは、±2〜±30°であることが好ましく、±3〜±15°であることがより好ましい。ここで、θの角度を表す+の数値は、図3(a)において静止状態の被加工物1の中心と揺動中心Oを結ぶ線から右側方向に揺動した際の揺動角度を示すものとし、θの角度を表す−の数値は、左側方向に揺動した際の揺動角度を示すものとする。
θを上記範囲内とすることにより、被加工物1が適切な揺動運動を行うことができる。また、θを上記上限値以上とした場合、ワイヤを保持するガイドローラ4の間隔を広くする必要があり、この間隔が広すぎるとワイヤに十分な張力を与えることができないため、好ましくない。
As shown in FIG. 3A, the swing angle can be represented by θ. The swing angle is an angle formed between a line connecting the center of the workpiece 1 and the swing center O and the swing center line P when swinging to the maximum amplitude. Here, the rocking center line P is a line that passes through the rocking center O and is perpendicular to a horizontal line including a processing point existing on the wire.
θ is preferably ± 2 ± 30 °, more preferably ± 3 ± 15 °. Here, the + value representing the angle θ represents the swing angle when swinging in the right direction from the line connecting the center of the workpiece 1 and the swing center O in FIG. 3A. It is assumed that the value of-representing the angle of θ represents the swing angle when swinging in the left direction.
By setting θ within the above range, the workpiece 1 can perform an appropriate swinging motion. Further, when θ is equal to or greater than the above upper limit value, it is necessary to widen the interval between the guide rollers 4 holding the wire. If this interval is too wide, it is not preferable because sufficient tension cannot be applied to the wire.
図3(a)では、被加工物1が揺動運動により動く距離を揺動距離とし、Sで表している。揺動距離Sは、揺動中心Oとの距離が最も近い点が揺動運動により動く軌跡が描く距離を示している。Sは、2〜315mmであることが好ましく、5〜79mmであることがより好ましい。Sを上記範囲内とすることにより、被加工物1が適切な揺動運動を行うことができ、切断効率を高めることができる。 In FIG. 3A, the distance that the workpiece 1 moves by the swing motion is defined as a swing distance and is represented by S. The swing distance S indicates the distance drawn by the locus moved by the swing motion at the point closest to the swing center O. S is preferably 2 to 315 mm, more preferably 5 to 79 mm. By setting S within the above range, the workpiece 1 can perform an appropriate swinging motion, and the cutting efficiency can be increased.
本願明細書において、加工距離とは、揺動の振れ幅が最大の時に、ワイヤ上に形成される2点の加工点の間の距離をさす。
図3(a)の方向から走行ワイヤ2を見た場合、走行ワイヤ2上に存在する加工点は、揺動の振れ幅が最大となった際に、走行ワイヤ2の左右に端部に存在することになる。本願明細書では、揺動の振れ幅が最大となった場合の加工点を左端加工点と右端加工点とし、その左端加工点と右端加工点の間の距離を加工距離としている。
In the present specification, the processing distance refers to a distance between two processing points formed on the wire when the swing swing is maximum.
When the traveling
本発明では、揺動中心を走行ワイヤ2から遠ざかるように移動させることによって、被加工物を切断する。
図3(b)では、被加工物1の切断工程における、加工点と揺動中心の位置関係を例示している。ここでは、被加工物1の切断開始時の加工点をG1とし、切断途中の加工点をG2としている。また、切断開始時の揺動中心をO1とし、切断途中の揺動中心をO2としている。本発明では、G1を含む水平線と、O1を含む水平線の間の距離をK1とし、G2を含む水平線と、O1を含む水平線の間の距離をK2とした場合、K2>K1となる。これにより、本発明では、被加工物1の切断を進行させるにつれて、左端加工点と右端加工点間の距離、すなわち加工距離を大きくすることができる。これにより、効率よく切断を進行させることができる。
In the present invention, the workpiece is cut by moving the swing center away from the traveling
FIG. 3B illustrates the positional relationship between the machining point and the oscillation center in the cutting process of the workpiece 1. Here, the processing point at the start cutting of the workpiece 1 and G 1, the working point in the middle of cutting is set to G 2. Further, the swing center at the start of cutting is O 1, and the swing center in the middle of cutting is O 2 . In the present invention, when the horizontal line containing the G 1, the distance between the horizontal line containing O 1 and K 1, and the horizontal line containing G 2, the distance between the horizontal line containing O 1 and K 2, K 2 > K 1 Thereby, in this invention, the distance between the left end processing point and the right end processing point, that is, the processing distance can be increased as the cutting of the workpiece 1 proceeds. Thereby, cutting | disconnection can be advanced efficiently.
従来技術においては、揺動中心は、被加工物1側に設けられていたため、切断加工が進行するにつれて、加工点を含む水平線と、揺動中心を含む水平線の間の距離は小さくなっていた。このため、切断加工が進行するにつれて、加工距離が十分ではなくなり、切断スピードが低下したり、ウエハに反りが生じる等の問題が生じていた。特に大口径のウエハを得る場合に、加工距離が小さくなることは大きな問題となっていた。
しかし、本発明においては、被加工物1は、走行ワイヤ2よりも下方に設けられた点を揺動中心として揺動する。つまり、本発明では、揺動中心Oが、走行ワイヤ2に対して被加工物1が配置されている側とは反対側に設けられているため、切断加工が進行した場合であっても、加工点を含む水平線と、揺動中心を含む水平線の間の距離は小さくならない。これにより、切断加工が進行しても十分な加工距離を確保することができ、切断スピードの低下や、ウエハの反りが生じることを抑制することができる。この結果、効率良く良質なウエハを作製することができる。
In the prior art, since the swing center is provided on the workpiece 1 side, the distance between the horizontal line including the machining point and the horizontal line including the swing center is reduced as the cutting process proceeds. . For this reason, as the cutting process proceeds, the processing distance becomes insufficient, and problems such as a reduction in cutting speed and warping of the wafer have occurred. In particular, when a large-diameter wafer is obtained, a reduction in processing distance has been a serious problem.
However, in the present invention, the workpiece 1 swings about a point provided below the traveling
(昇降ユニット)
揺動ユニット10を構成する揺動フレーム20は、揺動運動すると同時に昇降運動も行う。すなわち、被加工物1が取り付けられている揺動フレーム20、支持フレーム21、回転軸22、揺動駆動モーター23等の部材は、それらが一体となって昇降運動を行う。これにより、被加工物1は揺動運動を行いながら、走行ワイヤ2に押接されることになり、その切断工程を進行させることができる。
(Elevating unit)
The
昇降ユニット40を構成する部材は、上述した部材を昇降運動できる機構であれば特に制限されることはない。昇降機構を構成する部材として、例えば、ワークフィードテーブル41と、そのワークフィードテーブル41を昇降運動させる昇降駆動モーター42を挙げることができる。図1および2に示されるように、ワークフィードテーブル41は、支持フレーム21の上壁の上面に設けられ、昇降駆動モーター42を駆動させることにより、昇降運動を行うことができる。この昇降駆動モーター42の駆動力は、被加工物1の材質や硬さによって、適宜調節されることが好ましい。また、被加工物1の切断工程の途中においても、昇降速度を調節するように駆動力を調節することとしても良い。例えば、被加工物1と走行ワイヤ2が接触する際には下降運動のスピードを落とし、切断が進むにつれて、下降運動のスピードを上げるように、駆動力を調節することもできる。
The members constituting the lifting
図4(a)および(b)には、ワイヤにより切断が行われている途中の被加工物1の断面を示している。図4(a)において、Gは加工点を示しており、網掛け部分は、切断が行われた部分を示している。また、図4(b)は、図4(a)において加工点Gが描く軌跡を模式的に示したものである。図4(a)および(b)からもわかるように、本発明では、揺動運動と昇降運動を組み合わせることにより被加工物1を切断することとしているため、切断面の加工点の軌跡はワイヤに対して凸状の円弧を描く。 4A and 4B show a cross section of the workpiece 1 being cut by a wire. In FIG. 4A, G indicates a machining point, and the shaded portion indicates a portion where cutting has been performed. FIG. 4B schematically shows a locus drawn by the processing point G in FIG. As can be seen from FIGS. 4A and 4B, in the present invention, the workpiece 1 is cut by combining the swinging motion and the lifting motion, so the locus of the machining point on the cut surface is the wire. Draw a convex arc with respect to.
(ワイヤ)
ワイヤは、回転運動可能な複数のガイドローラ4で保持されており、ワイヤには、一定の張力が加えられている。ワイヤは、少なくとも2つ以上のガイドローラ4に保持されていることが好ましい。複数のガイドローラ4が高速回転することにより、ワイヤは走行し、走行ワイヤ2と被加工物1が接触することにより切断が行われる。この場合複数のガイドローラ4は全て同じスピードで回転するように調節されることが好ましい。
ガイドローラ4には、張力方向と平行に溝が設けられていることが好ましい。ワイヤはこの溝をガイドとして、安定的に配置される。これにより、高速で走行した場合であってもワイヤが好ましくない方向にずれたり、ワイヤ同士が重なることはない。
(Wire)
The wire is held by a plurality of guide rollers 4 capable of rotating, and a certain tension is applied to the wire. The wire is preferably held by at least two guide rollers 4. As the plurality of guide rollers 4 rotate at a high speed, the wire travels, and the traveling
The guide roller 4 is preferably provided with a groove parallel to the tension direction. The wire is stably arranged using this groove as a guide. Thereby, even if it is a case where it drive | works at high speed, a wire does not shift | deviate to an unpreferable direction or wires do not overlap.
ガイドローラ4には、複数の溝が略平行に設けられていることが好ましい。ワイヤはこの複数の溝によって配置され、ワイヤ列3を形成することが好ましい。ワイヤ列3を構成するワイヤの本数としては、例えば2〜30本とすることができる。これにより、複数のウエハを同時に切断することができ、ウエハの製造効率を大幅に高めることができる。 The guide roller 4 is preferably provided with a plurality of grooves substantially in parallel. The wires are preferably arranged by the plurality of grooves to form the wire row 3. The number of wires constituting the wire row 3 can be 2 to 30, for example. As a result, a plurality of wafers can be cut at the same time, and the wafer production efficiency can be greatly increased.
ワイヤの直径は、70〜200μmであることが好ましく、80〜180μmであることがより好ましい。ワイヤは、可能な限り細い方が、切断ロスを低減できるため好ましいが、ワイヤが張力に耐えられないと、ワイヤが損傷してしまうという問題がある。このため、被加工物1の材質等を加味し、切断に必要な張力を計算し、ワイヤの径を適宜変えることが好ましい。ワイヤには、公知のものを利用することができ、その材質等に特に制限はない。
本発明では、遊離砥粒方式や固定砥粒方式などの方法を使用することができるが、切削速度が速くて洗浄の手間がかからない点で、固定砥粒方式の結晶切断用ワイヤを用いることが好ましい。
固定砥粒方式の結晶切断用ワイヤ表面への砥粒の固定は、例えば電着により行うことができる。砥粒を電着固定した後の砥石切削により、異常突出砥粒または砥粒鋭角部分が除去されて形直しされているものを用いれば、被加工物に切削によるクラックが入りにくくなるため好ましい。砥石の砥粒としては、例えばアランダム(A)、ホワイトアランダム(WA)、ピンクアランダム(PA)、解体型アルミナ(HA)、人造エメリー(AE)、アルミナジルコニア(AZ)、カーボランダム(C)、グリーンカーボランダム(GC)、立方晶窒化ホウ素(CBN)、ダイヤモンドなどを挙げることができる。
The diameter of the wire is preferably 70 to 200 μm, and more preferably 80 to 180 μm. It is preferable that the wire is as thin as possible because cutting loss can be reduced. However, if the wire cannot withstand the tension, the wire is damaged. For this reason, it is preferable to consider the material of the workpiece 1 and the like, calculate the tension necessary for cutting, and change the diameter of the wire as appropriate. A well-known thing can be utilized for a wire and there is no restriction | limiting in particular in the material.
In the present invention, a method such as a loose abrasive method or a fixed abrasive method can be used, but a fixed abrasive-type crystal cutting wire is used in that the cutting speed is high and the time and effort of cleaning are not required. preferable.
The fixed abrasive grains can be fixed to the surface of the wire for crystal cutting by, for example, electrodeposition. It is preferable to use an abnormally protruded abrasive grain or a sharp-angled part of the abrasive grain that has been reshaped by grinding after the electrodepositing and fixing of the abrasive grains, because cracks due to cutting are less likely to enter the workpiece. Examples of the abrasive grains of the grindstone include alundum (A), white alundum (WA), pink alundum (PA), dismantled alumina (HA), artificial emery (AE), alumina zirconia (AZ), and carborundum ( C), green carborundum (GC), cubic boron nitride (CBN), diamond and the like.
走行ワイヤ2が被加工物1と接触する接触部には、砥粒を分散させた分散液が連続的に供給される。この分散液は、ガイドローラ4の溝からしみ出すように供給されても良く、ガイドローラ4の上から塗布するように供給されても良い。
A dispersion liquid in which abrasive grains are dispersed is continuously supplied to a contact portion where the traveling
(被加工物)
被加工物1は、揺動フレーム20に付設される。この揺動フレーム20には、揺動駆動モーター23が取り付けられており、この揺動駆動モーター23により、揺動フレーム20が揺動することによって被加工物1が揺動運動する。
(Workpiece)
The workpiece 1 is attached to the
被加工物1としては、半導体用結晶や、石英、酸化物単結晶等を例示することができる。本発明の製造方法は、半導体用結晶の中でも特に、硬度が高く切断が困難な周期表第13族窒化物結晶の切断に用いると本発明の効果が顕著となり、好ましい。より好ましくは、GaN、AlGaN、InGaNなどのGaを含む窒化物であり、更に好ましくはGaNである。本発明の製造方法を用いることにより、一定の厚さを有する周期表第13族窒化物のウエハを効率良く得ることができる。 Examples of the workpiece 1 include semiconductor crystals, quartz, and oxide single crystals. The production method of the present invention is preferable because the effect of the present invention becomes remarkable when used for cutting periodic table group 13 nitride crystals which are hard and difficult to cut, among semiconductor crystals. More preferred are nitrides containing Ga, such as GaN, AlGaN, InGaN, and even more preferred is GaN. By using the manufacturing method of the present invention, a periodic table group 13 nitride wafer having a certain thickness can be obtained efficiently.
被加工物1の形状は特に限定されることはないが、後述するワーク保持ユニット30に付設される程度の大きさと形状を有することが好ましい。被加工物1の断面は、円形、楕円形、四角形、六角形、三角形、台形とすることができ、中でも、切断効率のよい、円形とすることが好ましい。
The shape of the workpiece 1 is not particularly limited, but preferably has a size and a shape that can be attached to the
被加工物1は、ワーク保持ユニット30といった固定部材によって揺動フレーム20に付設されることとしても良い。ワーク保持ユニット30は、被加工物1の両端部を保持し固定することができる。被加工物1は、高速で走行する走行ワイヤ2に押接されるため、ワーク保持ユニット30により、強固に保持されることが好ましい。
The workpiece 1 may be attached to the
(ウエハ)
本発明に係る製造方法により得られるウエハは、周期表第13族窒化物のウエハであることが好ましく、ウエハの膜厚は、200〜1000μmであることが好ましい。本発明の製造方法によれば、膜厚が均一であり、かつ反りが抑えらえた良質なウエハを得ることができるため、半導体デバイス等に好ましく用いられる。また、本発明の製造方法では、ウエハの製造効率を高めることができるため、製造コストを抑えることができる。
(Wafer)
The wafer obtained by the manufacturing method according to the present invention is preferably a periodic table group 13 nitride wafer, and the thickness of the wafer is preferably 200 to 1000 μm. According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain a high-quality wafer having a uniform film thickness and suppressing warpage, and thus is preferably used for a semiconductor device or the like. Moreover, in the manufacturing method of this invention, since the manufacturing efficiency of a wafer can be improved, manufacturing cost can be held down.
本発明によれば、切断ムラや反りのない高品質なウエハを得ることができる。また、本発明によれば、切断スピードを高めることができるため、製造効率を高めることができる。本発明は半導体ウエハの製造に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が高い。 According to the present invention, it is possible to obtain a high quality wafer free from uneven cutting and warping. Moreover, according to this invention, since cutting speed can be raised, manufacturing efficiency can be raised. The present invention can be suitably used for manufacturing a semiconductor wafer, and has high industrial applicability.
1 被加工物
2 走行ワイヤ
3 ワイヤ列
4 ガイドローラ
5 回転駆動モーター
10 揺動ユニット
20 揺動フレーム
21 支持フレーム
22 回転軸
23 揺動駆動モーター
30 ワーク保持ユニット
40 昇降ユニット
41 ワークフィードテーブル
42 昇降駆動モーター
100 ワイヤソー
O 揺動中心
P 揺動中心線
G 加工点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記被加工物は、前記走行ワイヤに対して前記被加工物が配置されている側とは反対側に揺動中心を有する揺動機構により揺動運動することを特徴とするウエハの製造方法。 In a manufacturing method of cutting a workpiece and obtaining a wafer by pressing the workpiece against a traveling wire,
The method of manufacturing a wafer, wherein the workpiece is oscillated by an oscillating mechanism having an oscillating center on a side opposite to the side where the workpiece is disposed with respect to the traveling wire.
前記揺動フレームは揺動運動および昇降運動をする請求項1〜3のいずれか1項に記載のウエハの製造方法。 The workpiece is attached to a swing frame,
The method of manufacturing a wafer according to claim 1, wherein the swing frame performs a swing motion and a lift motion.
前記揺動フレームは、前記ワイヤに対して前記被加工物が配置される側とは反対側に揺動中心を設けた揺動機構を有するワイヤソー。 It has a swing frame that attaches the wire and the workpiece,
The rocking frame is a wire saw having a rocking mechanism in which a rocking center is provided on a side opposite to a side on which the workpiece is disposed with respect to the wire.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012237097A JP2014083671A (en) | 2012-10-26 | 2012-10-26 | Manufacturing method of wafer |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020146785A (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | トーヨーエイテック株式会社 | Wire saw device and work-piece cutting machining method |
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2012
- 2012-10-26 JP JP2012237097A patent/JP2014083671A/en active Pending
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