JP2017007044A - ワイヤーソー装置およびワークの切断方法 - Google Patents

ワイヤーソー装置およびワークの切断方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ワーク切断工程の中盤段階においても飛散するスラリーを効率的に捕集して、切り出されたワークの表面品質を向上させることができるワイヤーソー装置およびワークの切断方法を提供する。【解決手段】切断対象のワークＷを横切る方向に走行可能に張設される少なくとも１本のワイヤー１１と、ワークＷを保持するとともにワークＷをワイヤー１１に対して相対移動させるワーク保持部１２と、ワイヤー１１の走行方向の上流側からワークＷを切断するためのスラリーをワイヤー１１に供給するスラリー供給部１３と、ワークＷとの接触により飛散するスラリーを捕集するスラリー捕集部１４とを備えるワイヤーソー装置において、スラリー捕集部１４は、ワークＷに隣接配置された状態の下でワークＷに付随して移動可能であるとともに、ワイヤー１１との接触を防止するようワークＷに対して後退可能に構成されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、ワイヤーソー装置およびワークの切断方法に関し、特に、ワーク切断工程の中盤段階においても飛散するスラリーを効率的に捕集して、切り出されたワークの表面品質を向上させることができるワイヤーソー装置およびワークの切断方法に関するものである。
半導体デバイスの基板として使用されるウェーハは、シリコンや化合物半導体等からなるインゴットを薄く切断し、平面研削（ラッピング）工程、エッチング工程および鏡面研磨（ポリッシング）工程を経て最終洗浄することにより製造される。なお、これらインゴットを含め、ワイヤーソー装置により切断される対象物を本明細書では「ワーク」という。
一般に、ワークをウェーハ状に薄く切断するワイヤーソー装置は、切断対象のワークを横切る方向に走行可能に張設される少なくとも１本のワイヤーと、ワークを保持するとともにワークをワイヤーに対して相対移動させるワーク保持部と、ワイヤーの走行方向の上流側からワークを切断するためのスラリーをワイヤーへ供給するスラリー供給部とを備える。このワイヤーソー装置において、スラリー供給部からスラリーをワイヤーへ供給しつつ、ワーク保持部により保持されたワークを高速走行するワイヤーに押し当てることにより、ワークをウェーハに切り出すことができる。
ワーク切断工程の初期段階では、スラリー供給部からワイヤーへ供給されるスラリーは、その一部がワークの切り込み内に取り込まれて切断に寄与し、残りは切断に寄与せずにワイヤーの下方に落下する。そしてワーク切断工程の中盤段階以降になると、ワークが円柱形状であるため、初期段階では落下していた、切断に寄与しないスラリーが、ワークの傾斜に沿って上方に飛散して、ワークの表面上やワーク保持部に降りかかる。
ワークやワーク保持部にスラリーが降りかかると、ワークやワーク保持部が過冷却されて収縮し、切り出されたワークのナノトポグラフィ（Ｎａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）やワープ（Ｗａｒｐ）といった切断面のうねり形状の指標を損なう問題があった。この切断面のうねり成分の増加は、その後に行われるラッピングやポリッシング工程にて完全に矯正することは困難であるため、最終製品のウェーハの形状品質に大きな影響を与える。
そこで、こうした問題を解決する技術として、特許文献１には、ワークと接触して上方に飛散するスラリーを捕集するスラリー捕集部を有するワイヤーソー装置が提案されている。図１は、特許文献１に記載されたワイヤーソー装置を示している。この図に示したワイヤーソー装置１００において、符号１１はワイヤー、１２はワーク保持部、１３はスラリー供給部、Ｗはワークをそれぞれ示している。そして、スラリー捕集部１４は、ワイヤー１１等との接触を回避するために、ワイヤー１１から遠く離れたワークＷの上方にて、ワーク保持部１２に設けられている。
特許第４９５８４６３号公報
図２は、図１に示したワイヤーソー装置１００を用いたワークＷの切断工程を示しており、（ａ）は初期段階、（ｂ）は中盤段階、（ｃ）は終盤段階についてそれぞれ示している。また、図中の矢印は、切断に寄与しないスラリーの流れを示している。なお、ワイヤー１１は往復運動しているが、図２では紙面の右から左に走行している状態を示しており、ワークＷの右側に配置されたスラリー供給部１３からスラリーがワイヤー１１へ供給されている。図２（ａ）に示すように、ワーク切断工程の初期段階では、切断に寄与しないスラリーは装置下方に落下する。これに対して、図２（ｂ）に示すように、ワーク切断工程が中盤段階以降になると、切断に寄与しないスラリーが、ワークの傾斜に沿って上方に飛散するようになる。
しかし、上述のように、ワイヤーソー装置１００においてはワーク捕集部１４が、ワイヤー１１から遠く離れたワークＷの上方に配置されているため、図２（ｃ）に示すように、ワーク切断工程の終盤段階では飛散したスラリーを捕集することはできるものの、ワーク切断工程の中盤段階において飛散したスラリーを十分に捕集することができない。その結果、切り出されたワークＷの形状品質が依然として低下する問題があった。
そこで、本発明の目的は、ワーク切断工程の中盤段階においても飛散するスラリーを効率的に捕集して、切り出されたワークの形状品質を向上させることができるワイヤーソー装置およびワークの切断方法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。上述のように、特許文献１に記載されたワイヤーソー装置１００においては、捕集部材がワークＷの上端よりもかなり高い位置に設けられているため、ワーク切断工程の中盤段階では飛散したスラリーを回収することができず、切り出されたワークＷの形状品質が低下する。
本発明者は、こうしたワーク切断工程の中盤段階以降で飛散したスラリーを効率的に捕集する方途について鋭意検討した結果、ワークＷに隣接配置された状態の下でワークＷに付随して移動可能に構成することが極めて有効であることを見出した。
しかし、スラリー捕集部をワークＷに隣接配置された状態の下でワークＷに付随して移動させると、ワーク切断工程の終盤段階において、スラリー捕集部がワイヤー１１に接触してしまう問題が新たに発生する。そこで、本発明者は、ワーク切断工程の終盤段階においてスラリー捕集部がワイヤー１１に接触するのを防止する方途について鋭意検討した結果、ワイヤー１１との接触を防止するようスラリー捕集部をワークＷに対して後退可能に構成することを想到し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）切断対象のワークを横切る方向に走行可能に張設される少なくとも１本のワイヤーと、前記ワークを保持するとともに前記ワークを前記ワイヤーに対して相対移動させるワーク保持部と、前記ワイヤーの走行方向の上流側から前記ワークを切断するためのスラリーを前記ワイヤーに供給するスラリー供給部と、前記ワークとの接触により飛散する前記スラリーを捕集するスラリー捕集部とを備えるワイヤーソー装置において、前記スラリー捕集部は、前記ワークに隣接配置された状態の下で前記ワークに付随して移動可能であるとともに、前記ワイヤーとの接触を防止するよう前記ワークに対して後退可能に構成されていることを特徴とするワイヤーソー装置。
（２）前記スラリー捕集部の最内側最下端と前記ワークの表面との間の最小隙間が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、前記（１）に記載のワイヤーソー装置。
（３）前記スラリー捕集部と前記ワイヤーとの間の鉛直方向の距離の最小値が５ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、前記（１）または（２）に記載のワイヤーソー装置。
（４）前記スラリー捕集部は前記ワーク保持部に鉛直方向に摺動可能に取り付けられている、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のワイヤーソー装置。
（５）前記スラリー捕集部は、前記飛散したスラリーを収容する受け皿と、該受け皿を支持する支持部材とを有し、該支持部材が前記ワーク保持部に鉛直方向に摺動可能に取り付けられている、前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のワイヤーソー装置。
（６）前記スラリー捕集部の最内側最下端部が、鉛直方向には前記ワークの鉛直方向の上端と前記ワークの中心との間に、水平方向には前記ワークの水平方向の端部と前記ワークの中心との間にそれぞれ配置されている、前記（５）に記載のワイヤーソー装置。
（７）前記受け皿は、前記ワークの径方向内側に向かって水平または上向きに傾斜している、前記（５）または（５）に記載にワイヤーソー装置。
（８）前記受け皿の水平方向に対する傾斜角度は０度以上７０度以下である、前記（６）または（７）に記載のワイヤーソー装置。
（９）前記スラリー捕集部と前記ワイヤーとの間に配設された、前記スラリー捕集部の前記ワイヤーへの接触を防止する可動制御部をさらに備える、前記（１）〜（８）のいずれか一項に記載のワイヤーソー装置。
（１０）前記可動制御部は前記スラリー供給部に取り付けられている、前記（９）に記載のワイヤーソー装置。
（１１）切断対象のワークを横切る方向に少なくとも１本のワイヤーを走行させつつ、該ワイヤーにスラリーを供給して、前記ワークを保持するワーク保持部を前記ワイヤーに対して相対移動させて前記ワークを前記ワイヤーに押し当てて切り込み送りして前記ワークをウェーハに切断するワークの切断方法において、前記ワークの前記ワイヤーに対する相対移動は、前記ワークとの接触により飛散する前記スラリーを捕集するスラリー捕集部を、前記ワークに隣接配置した状態の下で前記ワークに付随して移動させながら行い、前記スラリー捕集部と前記ワイヤーとの間の鉛直方向の距離が所定値となった場合には、前記スラリー捕集部を前記ワークに対して後退させることを特徴とするワークの切断方法。
（１２）前記ワークの前記ワイヤーに対する相対移動は、前記スラリー捕集部の最内側最下端と前記ワークの表面との間の最小隙間を１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下にしつつ行う、前記（１１）に記載のワークの切断方法。
（１３）前記所定値が５ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、前記（１１）または（１２）に記載のワークの切断方法。
（１４）前記スラリー捕集部を前記飛散したスラリーを収容する受け皿と該受け皿を支持する支持部材とを有するように構成し、前記ワークの前記ワイヤーに対する相対移動は、前記スラリー捕集部の最内側最下端部が、鉛直方向には前記ワークの鉛直方向の上端と前記ワークの中心との間に、水平方向には前記ワークの水平方向の端部と前記ワークの中心との間にそれぞれ配置しながら行う、前記（１１）〜（１３）のいずれか一項に記載のワークの切断方法。
本発明によれば、ワーク切断工程の中盤段階においても飛散するスラリーを効率的に捕集して、切り出されたワークの表面品質を向上させることができる。
従来のワイヤーソー装置を示す図である。 図１に示したワイヤーソー装置を用いたワーク切断工程を示す図である。 本発明の好適な実施形態によるワイヤーソー装置を示す図である。 図３に示したワイヤーソー装置を用いたワーク切断工程を示す図である。 ウェーハのナノトポグラフィ指数を示す図である。 ワークとスラリー捕集部の受け皿との間の最小隙間とウェーハのナノトポグラフィとの関係を示す図である。
（ワイヤーソー装置）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明に係るワイヤーソー装置は、切断対象のワークを横切る方向に走行可能に張設される少なくとも１本のワイヤーと、ワークを保持するとともにワークをワイヤーに対して相対移動させるワーク保持部と、ワイヤーの走行方向の上流側から前記ワークを切断するためのスラリーをワイヤーに供給するスラリー供給部と、ワークとの接触により飛散するスラリーを捕集するスラリー捕集部とを備えるワイヤーソー装置である。ここで、スラリー捕集部は、ワークに隣接配置された状態の下でワークに付随して移動可能であるとともに、ワイヤーとの接触を防止するようワークに対して後退可能に構成されていることが肝要である。
本発明は、ワイヤーソー装置におけるスラリー捕集部の構成に特徴を有するものであり、スラリー捕集部以外の構成は従来と同様のものを用いることができ、特に限定されない。以下、好適な実施形態を例に、本発明によるワイヤーソー装置について詳しく説明する。
図３は、本発明の好適な実施形態によるワイヤーソー装置を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。なお、図３では図１と同じ構成には同じ符号が付されている。図３（ａ）に示したワイヤーソー装置１は、切断対象のワークＷを横切る方向に走行可能に張設される少なくとも１本のワイヤー１１と、ワークＷを保持するとともにワークＷをワイヤー１１に対して相対移動させるワーク保持部１２と、ワイヤー１１の走行方向の上流側からワークＷを切断するためのスラリーをワイヤー１１に供給するスラリー供給部１３と、ワークＷとの接触により飛散するスラリーを捕集するスラリー捕集部２４と、スラリー捕集部２４がワイヤー１１に接触するのを防止する可動制御部２５とを備える。
スラリー捕集部２４は、飛散したスラリーを捕集する受け皿２４ａと、該受け皿２４ａを支持する支持部材２４ｂとを有しており、図３（ｂ）に示すように、支持部材２４ｂには、鉛直方向に延びる長穴Ｈが設けられている。また、図３（ａ）に示すように、ワーク保持部１２の側面には、２枚のガイドプレート２６ａが空隙を挟んで対向配置されたガイド２６が設けられている。そして、スラリー捕集部２４の支持部材２４ｂは、２枚のガイドプレート２６ａの間に挿入され、ガイドプレート２６ａを貫通するピンＢが長穴Ｈに挿通されて、ガイド２６、すなわちワーク保持部１２に鉛直方向に摺動可能に取り付けられている。
スラリー捕集部２４の摺動可能範囲は、長穴Ｈの長さで決定されるが、この長穴Ｈの長さは、スラリー捕集部２４のワークＷに対する相対位置や可動制御部２５の位置に基づいて、スラリー捕集部２４がワイヤー１１に接触しないように適切に設定される。ワイヤーソー装置１の非動作時、および動作時においてスラリー捕集部２４が可動制御部２５に接触していない場合には、スラリー捕集部２４は、その自重によって摺動可能範囲の最下端に位置している。
上述のようにスラリー捕集部２４をワーク保持部１２に取り付けることにより、スラリー捕集部２４をワークに付随して移動させる機構を廃することができ、装置をコンパクト化して装置コストを低減することができる。
可動制御部２５は、スラリー捕集部２４がワーク保持部１２によりワークＷがワイヤー１１に対して相対移動するのに付随して移動する際に、ワイヤー１１に接触するのを防止するためのものであり、ワイヤー１１の上方の所定の位置に配置されている。この可動制御部２５としては、例えば適切な材料で形成された板状の部材を用いることができる。
図３に示した装置１においては、可動制御部２５はスラリー供給部１３に取り付けられており、このように構成することによって、可動制御部２５を支持する部材等を廃することができるため、装置をコンパクト化して装置コストを低減することができる。
スラリー捕集部２４は、ワークＷに隣接配置されている。本発明において、「スラリー捕集部がワークに隣接配置された状態」とは、スラリー捕集部２４の最内側最下端部（図３においては、受け皿２４ａの端部Ｕ）が、鉛直方向にはワークＷの鉛直方向の上端ＴとワークＷの中心Ｏとの間に、水平方向にはワークＷの水平方向の端部ＥとワークＷの中心Ｏとの間にそれぞれ配置された状態を意味している。
そして、スラリー捕集部２４は、ワークＷに隣接配置された状態の下でワークＷに付随して移動可能に構成されている。本発明において、「ワークに付随して移動可能」とは、ワークＷとの相対的な位置関係を保持した状態の下で移動可能であることを意味している。例えば、ワーク保持部１２によりワークＷが延長方向下方に移動すると、スラリー捕集部２４は、ワークＷとの相対的な位置関係を保持した状態で鉛直方向下方に移動することができる。図３に示した装置１においては、スラリー捕集部２４はワーク保持部１２に取り付けられているため、ワークＷに隣接配置された状態の下でワークＷに付随して移動可能である。
スラリー捕集部２４がワークＷに隣接配置された状態の下でワークＷに付随して移動可能であれば、ワーク切断工程の中盤段階においてワークＷに接触したスラリーは、スラリー捕集部２４とワークＷの表面との間の隙間を通過して上方に飛散するため、スラリー捕集部２４により効率的に捕集することができる。その結果、ワーク切断工程の中盤段階以降においてスラリーがワークに降りかかるのを抑制してワークＷの過冷却を防止でき、切り出されたワークＷのうねりを抑制して、ワークＷの形状品質を向上させることができるのである。
ただし、スラリー捕集部２４は、ワークＷの上端よりも低い位置に位置しているため、スラリー捕集部２４がワークＷに隣接配置された状態の下でワーク保持部１２によりワークＷを鉛直方向下方に移動させ続けると、ワーク切断工程の終盤段階において、ワークＷに付随して移動するスラリー捕集部２４がワイヤー１１に接触してしまう。そこで、スラリー捕集部２４のワイヤー１１への接触を防止するよう、スラリー捕集部２４がワークＷに対して後退可能に構成するように構成されている。
図３に例示したワイヤーソー装置１においては、ワイヤー１１の鉛直方向上方の所定の位置に、スラリー捕集部２４の鉛直方向下方への移動を防止する可動制御部２５が設けられており、ワーク切断工程においてワークＷに付随して鉛直方向下方に移動するスラリー捕集部２４の下端が可動制御部２５に接触すると、スラリー捕集部２４の支持部材２４ｂがワーク保持部１２に設けられたガイド２６内を鉛直方向上方に摺動し、スラリー捕集部２４がワークＷに対して後退する。こうして、スラリー捕集部２４がワイヤー１１に接触するのを防止できる。
図３に示した装置１において、スラリー捕集部２４の最内側最下端ＵとワークＷの表面との間の距離の最小値、すなわち、スラリー捕集部２４がガイド２６の摺動可能範囲の最下端に位置する際のスラリー捕集部２４の最内側最下端ＵとワークＷの表面との間の最小隙間は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、後述の実施例に示されるように、切り出されたワークのナノトポグラフィを最小範囲に保つことができる。
また、スラリー捕集部２４とワイヤー１１との間の鉛直方向の距離の最小値（ワイヤーソー装置１においては、ワイヤー１１からの可動制御部２５の高さ）は、スラリー捕集部２４がワイヤー１１に接触するのを防止できれば特に限定されないが、５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、６０ｍｍを超えると、ワーク切断工程の早い段階でスラリー捕集部２４がワークＷから相対的に離れて、上方に飛散するスラリーの捕集効率の向上効果が低減するため、６０ｍｍ以下とすることが好ましい。
スラリー捕集部２４の下面（ワイヤーソー装置１においては受け皿２４ａの下面）は、水平方向に平行（すなわち、受け皿２４ａの水平方向に対する傾斜角度が０度）であってもスラリーを捕集できるが、図３に示したように、ワークＷの径方向内側に向かって上向きに傾斜していることが好ましい。これにより、ワークＷの表面に沿って上方に飛散したスラリーをワークＷとスラリー捕集部２４との間の隙間に有効に導いて、スラリーの捕集効率を向上させることができる。
その場合、受け皿２４ａの水平方向に対する傾斜角度は０度より大きく７０度以下であることが好ましい。これにより、上方に飛散したスラリーの捕集効果を最大限に高めることができる。
スラリー捕集部２４は、図３に例示した装置１のように、ワーク保持部１２に鉛直方向に摺動可能に取り付けられていることが好ましい。これにより、スラリー保持部２４をワークＷに付随させて移動させる装置やワークＷに対して相対的に移動させる装置を別途用意する必要がなくなり、装置のコストを低減することができる。
図４は、図３に示したワイヤーソー装置１を用いたワークＷの切断工程を示しており、（ａ）は初期段階、（ｂ）は中盤段階、（ｃ）は終盤段階についてそれぞれ示している。また、図中の矢印は、切断に寄与しないスラリーの流れを示している。なお、図４はワイヤー１１が紙面の右から左に走行する状態を示し、ワークＷの右側に配置されたスラリー供給部１３からスラリーがワイヤー１１へ供給されている。まず、図４（ａ）に示すように、ワーク切断工程の初期段階では、図１に示した装置１００と同様に、切断に寄与しないスラリーは装置下方に落下する。
これに対して、図４（ｂ）に示すように、ワーク切断工程が中盤段階以降は、切断に寄与しないスラリーがワークの傾斜に沿って上方に飛散するようになるが、本発明によるワイヤーソー装置１においては、スラリー捕集部２４は、ワークＷに隣接配置された状態の下でワークＷに付随して移動しているため、ワーク切断工程の中盤段階以降にて上方に飛散したスラリーは、スラリー捕集部２４により効率的に捕集される。
その後、ワーク切断工程の終盤に差し掛かり、スラリー捕集部２４の下端が可動制御部２５に接触すると、スラリー捕集部２４の支持部材２４ｂがワーク保持部１２に設けられたガイド２６内を鉛直方向上方に摺動し、スラリー捕集部２４がワークＷに対して後退する。これにより、スラリー捕集部２４は装置内において上方に移動するが、ワーク切断工程の終盤段階においては、スラリーが装置１の上方にまで到達するため、図４（ｃ）に示すように、飛散したスラリーはスラリー捕集部２４により十分に回収される。
こうして、本発明によるワイヤーソー装置により、ワーク切断工程の中盤段階においても飛散するスラリーを効率的に捕集して、切り出されたワークの形状品質を向上させることができる。
なお、図３に示した装置１は好適な装置の一例に過ぎず、様々な変更を施すことができる。例えば、スラリー捕集部２４をワーク保持部１２に取り付けずに、別の支持体上に設けてスラリー捕集部２４を鉛直方向に移動可能に構成することもできる。
（ワークの切断方法）
次に、本発明に係るワークの切断方法について説明する。本発明に係るワークの切断方法は、切断対象のワークを横切る方向に少なくとも１本のワイヤーを走行させつつ、該ワイヤーにスラリーを供給して、ワークを保持するワーク保持部をワイヤーに対して相対移動させてワークをワイヤーに押し当てて切り込み送りしてワークをウェーハに切断するワークの切断方法である。
本発明においては、上記ワークＷのワイヤー１１に対する相対移動は、ワークＷとの接触により飛散するスラリーを捕集するスラリー捕集部２４を、ワークＷに隣接配置した状態の下でワークに付随して移動させながら行うことが肝要である。これにより、ワーク切断工程の中盤段階においてワークＷに接触したスラリーは、スラリー捕集部２４とワークＷの表面との間の隙間を通過して上方に飛散するため、スラリー捕集部２４により効率的に捕集することができる。その結果、ワーク切断工程の中盤段階以降においてスラリーがワークに降りかかるのを抑制してワークＷの過冷却を防止でき、切り出されたワークＷのうねりを抑制して、ワークＷの形状品質を向上させることができる。
また、上記ワークＷのワイヤー１１に対する相対移動に伴って、スラリー捕集部とワイヤーとの間の鉛直方向の距離が所定値となった場合には、スラリー捕集部を前記ワークに対して後退させる。これにより、スラリー捕集部２４とワイヤー１１との接触を防止することができる。
ワークＷのワイヤー１１に対する相対移動は、スラリー捕集部２４の最内側最下端ＵとワークＷの表面との間の最小隙間を１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下にしつつ行うことが好ましい。これにより、切り出されたワーク１１のナノトポグラフィを最小範囲に保つことができるのは上述の通りである。
また、上記所定値が５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、ワーク切断工程の早い段階でスラリー捕集部２４がワークＷから相対的に離れて上方に飛散するスラリーの捕集効率の向上効果が低減することなく、ワークを切断することができるのも上述の通りである。
さらに、スラリー捕集部２４を飛散したスラリーを収容する受け皿２４ａと該受け皿２４ａを支持する支持部材２４ｂとを有するように構成し、ワークＷのワイヤー１１に対する相対移動は、スラリー捕集部２４の最内側最下端部Ｕが、鉛直方向にはワークＷの鉛直方向の上端ＴとワークＷの中心Ｏとの間に、水平方向にはワークＷの水平方向の端部ＥとワークＷの中心Ｏとの間にそれぞれ配置しながら行うようにすることが好ましい。これにより、ワークの切断工程の中盤段階以降においてスラリーを効率的に捕集することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、これに限定されない。
（発明例）
図３にした本発明によるワイヤーソー装置１を用いて、ワークＷとしてのシリコン単結晶インゴット（直径３００ｍｍ、ブロック長さ３００ｍｍ）を厚さ０．８〜０．９ｍｍのウェーハに切断した。ここで、ワイヤーソー装置１におけるスラリー捕集部２４は、金属板または樹脂プレート等の部材からなる受け皿２４ａと支持部材２４ｂとで構成されており、受け皿２４ａの水平方向の幅は５０ｍｍ、高さは２５ｍｍであり、水平方向に対して３２°傾斜させた。そして、受け皿２４ａとワークＷとの間の最小隙間は、２２ｍｍに設定した。
また、ＳＵＳからなる可動制御部２５を、スラリー供給部１３のワイヤー１２からの鉛直方向の距離が５ｍｍとなる位置に取り付けた。その他の切断条件は、以下の表１に示すとおりである。
Figure 2017007044
（比較例）
図１に示したワイヤーソー装置１００を用いて、発明例と同様の試験を行った。装置１００において、スラリー捕集部１４は、ワーク側の先端部下端でワークとの間の距離を７５ｍｍとなるように構成した。これ以外の切断条件は発明例と全て同じである。
＜ナノトポグラフィの評価＞
ナノトポグラフィは、ウェーハの表面のうねり成分を現す指標の一つであり、数１０ｍｍの空間波長領域における微小な凹凸の大小を示す指標であるＰｅａｋ Ｖａｌｌｅｙ値を示す。数値が大きいほどうねりが大きく、表面のうねり形状が急峻であることを示す。発明例および比較例により得られたウェーハに対し、レイテックス社製、Ｄｙｎａｓｅａｒｃｈを使用して、ウェーハ表面のナノトポグラフィを評価した。
図５は、ウェーハのナノトポグラフィ指数を示している。この図において、「ナノトポグラフィ指数」とは、比較例のウェーハ全数のナノトポグラフィの平均値を１とした際の、比較例、発明例で得られたナノトポグラフィの値を示す。横軸はワークの新線供給側を０％とし、もう一端を１００％として表示し、１０％おきにそれぞれの位置におけるウェーハのナノトポグラフィの値をプロットしている。発明例および比較例ともにウェーハ評価枚数は１１枚である。図５から、特にワークの両端においてナノトポグラフィの悪化が抑制されていた。
図６は、図３に示した装置１を用いて、シリコン単結晶インゴット（ワークＷ）とスラリー捕集部２４の受け皿２４ａとの間の最小隙間とウェーハのナノトポグラフィとの関係を示している。この図は、従来技術により得られた比較例を７５ｍｍとし、発明例の受け皿でのワークとの最小隙間を調整して得られたものである。この図から、スラリー捕集部２４の最内側最下端Ｕとシリコン単結晶インゴットの表面との間の最小隙間が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の場合に、ナノトポグラフィの値が最小となることが分かる。
本発明によれば、ワークの切断工程の中盤段階以降において、ワークの表面に沿って上方に飛散したスラリーを効率的に回収して、切り出されたワークの表面品質を向上させることができるため、半導体産業において有用である。
１，１００ ワイヤーソー装置
１１ ワイヤー
１２ ワーク保持部
１３ スラリー供給部
１４，２４ スラリー捕集部
２４ａ 受け皿
２４ｂ 支持部材
２５ 可動制御部
２６ ガイド
２６ａ ガイドプレート
Ｗ ワーク
Ｂ ピン
Ｈ 長穴

Claims (14)

  1. 切断対象のワークを横切る方向に走行可能に張設される少なくとも１本のワイヤーと、前記ワークを保持するとともに前記ワークを前記ワイヤーに対して相対移動させるワーク保持部と、前記ワイヤーの走行方向の上流側から前記ワークを切断するためのスラリーを前記ワイヤーに供給するスラリー供給部と、前記ワークとの接触により飛散する前記スラリーを捕集するスラリー捕集部とを備えるワイヤーソー装置において、
    前記スラリー捕集部は、前記ワークに隣接配置された状態の下で前記ワークに付随して移動可能であるとともに、前記ワイヤーとの接触を防止するよう前記ワークに対して後退可能に構成されていることを特徴とするワイヤーソー装置。
  2. 前記スラリー捕集部の最内側最下端と前記ワークの表面との間の最小隙間が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、請求項１に記載のワイヤーソー装置。
  3. 前記スラリー捕集部と前記ワイヤーとの間の鉛直方向の距離の最小値が５ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、請求項１または２に記載のワイヤーソー装置。
  4. 前記スラリー捕集部は前記ワーク保持部に鉛直方向に摺動可能に取り付けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイヤーソー装置。
  5. 前記スラリー捕集部は、前記飛散したスラリーを収容する受け皿と、該受け皿を支持する支持部材とを有し、該支持部材が前記ワーク保持部に鉛直方向に摺動可能に取り付けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイヤーソー装置。
  6. 前記スラリー捕集部の最内側最下端部が、鉛直方向には前記ワークの鉛直方向の上端と前記ワークの中心との間に、水平方向には前記ワークの水平方向の端部と前記ワークの中心との間にそれぞれ配置されている、請求項５に記載のワイヤーソー装置。
  7. 前記受け皿は、前記ワークの径方向内側に向かって水平または上向きに傾斜している、請求項５または６に記載にワイヤーソー装置。
  8. 前記受け皿の水平方向に対する傾斜角度は０度以上７０度以下である、請求項７に記載のワイヤーソー装置。
  9. 前記スラリー捕集部と前記ワイヤーとの間に配設された、前記スラリー捕集部の前記ワイヤーへの接触を防止する可動制御部をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のワイヤーソー装置。
  10. 前記可動制御部は前記スラリー供給部に取り付けられている、請求項９に記載のワイヤーソー装置。
  11. 切断対象のワークを横切る方向に少なくとも１本のワイヤーを走行させつつ、該ワイヤーにスラリーを供給して、前記ワークを保持するワーク保持部を前記ワイヤーに対して相対移動させて前記ワークを前記ワイヤーに押し当てて切り込み送りして前記ワークをウェーハに切断するワークの切断方法において、
    前記ワークの前記ワイヤーに対する相対移動は、前記ワークとの接触により飛散する前記スラリーを捕集するスラリー捕集部を、前記ワークに隣接配置した状態の下で前記ワークに付随して移動させながら行い、前記スラリー捕集部と前記ワイヤーとの間の鉛直方向の距離が所定値となった場合には、前記スラリー捕集部を前記ワークに対して後退させることを特徴とするワークの切断方法。
  12. 前記ワークの前記ワイヤーに対する相対移動は、前記スラリー捕集部の最内側最下端と前記ワークの表面との間の最小隙間を１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下にしつつ行う、請求項１１に記載のワークの切断方法。
  13. 前記所定値が５ｍｍ以上６０ｍｍ以下である、請求項１１または１２に記載のワークの切断方法。
  14. 前記スラリー捕集部を前記飛散したスラリーを収容する受け皿と該受け皿を支持する支持部材とを有するように構成し、
    前記ワークの前記ワイヤーに対する相対移動は、前記スラリー捕集部の最内側最下端部が、鉛直方向には前記ワークの鉛直方向の上端と前記ワークの中心との間に、水平方向には前記ワークの水平方向の端部と前記ワークの中心との間にそれぞれ配置しながら行う、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のワークの切断方法。
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