JP3669557B2

JP3669557B2 - ワイヤソー用スラリー

Info

Publication number: JP3669557B2
Application number: JP12040799A
Authority: JP
Inventors: 和明杉谷; 匠木山
Original assignee: 三菱住友シリコン株式会社
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2019-04-27
Also published as: JP2000309016A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はワイヤソー用スラリー、詳しくはワイヤソーでのインゴット切断時におけるカーフロスを少なくし、ウェーハの厚さを安定させるワイヤソー用スラリーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤソーは、繰出しボビン（リール）から導出されたインゴット切断用のワイヤを、複数本のワイヤソー用溝ローラに対してコイル状に巻き架けてワイヤ列を形成し、巻取ボビンに巻き取る装置構成となっている。ラッピングオイルに砥粒を含む砥液（スラリー）をインゴットまたはワイヤ列に連続して供給しながら、往復走行中のワイヤ列に例えば単結晶シリコンインゴットを相対的に押し付け、砥粒の研削作用によってインゴットを多数枚のウェーハに切断する。
従来、このワイヤソー用スラリーに含まれる砥粒の粒度管理は、その平均粒径値を基準にして行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような管理方法によった従来のワイヤソー用スラリーでは、砥粒の粒度分布にあって、小粒径のものから累積させてその体積が全体の９７％の値を示す砥粒の粒径が３０．０μｍを超える場合が多々あった。
このように累積体積値で９７％の点の粒径が３０．０μｍを超えてしまうと、インゴット切断時の溝幅が大きくなり、よってカーフロスが大きくなるという問題点があった。また、切断された多数枚のウェーハの中には、設定範囲を超えて最小厚さが薄くなりすぎたものが出現するという問題点もあった。
【０００４】
そして、このようにウェーハの厚さが薄くなりすぎると、その後のラッピング工程で、スライス時にウェーハ表裏面に形成されたソーマークを除去するための十分なラップ取り代を確保することができなかった。
また、前述したように、従来の遊離砥粒の管理は平均粒径を基準とした管理であったので、粒度分布を示す山形グラフ（図２のグラフ参照）の、例えば上記体積累積値が９７％の砥粒の粒径といった、そのすその部分の管理が野放しになっていた。その結果、砥粒の納入ロットごとにおいて、それぞれのロットの粒度分布に大きなバラツキが発生し、切断される各インゴット間で、ウェーハの厚さにバラツキがあった。
【０００５】
そこで、発明者は、鋭意研究を重ねた結果、砥粒の粒度分布にあって小さい粒度のものから加算して体積累積値で９７％となる砥粒の粒径を、その５０％となる砥粒のそれの１．５〜１．８倍の範囲となるように管理すれば、ウェーハの最小厚さが設定範囲内におさまり、その結果、ラップ取り代を十分に確保することができて、ウェーハ表裏面のソーマーク不良を低減させることができることを突き止め、さらにこのように砥粒の粒度分布で体積累積値が９７％となる砥粒の粒径を基準にして粒度管理を行えば、砥粒の納入ロットごとのウェーハ厚さのバラツキを抑えることができることを知見し、この発明を完成させた。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、十分なラップ取り代を確保することができ、ウェーハ表裏面のソーマーク不良を低減させることができるワイヤソー用スラリーを提供することを、その目的としている。
また、この発明は、遊離砥粒の納入ロットごとに発生していたインゴット単位のウェーハ厚さのバラツキを抑えることができるワイヤソー用スラリーを提供することを、その目的としている。
さらに、この発明は、カーフロスを削減することができるワイヤソー用スラリーを提供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、砥液中に砥粒を含み、ワイヤソーによるインゴット切断時にインゴットの表面に供給されるワイヤソー用スラリーにおいて、スラリー中の上記砥粒の粒度の分布状態が、小さい粒度のものから加算した砥粒全体の体積累積値が９７％となる点での砥粒の粒径が、それが５０％となる点での砥粒の粒径の１．５〜１．８倍の範囲であるワイヤソー用スラリーである。
【０００８】
ワイヤソー用スラリーの砥液としては、例えばラッピングオイルなどが挙げられる。また、砥液中に混入される遊離砥粒としては、例えばＳｉＣ砥粒、ダイヤモンド砥粒などが挙げられる。砥液への砥粒の混入量は限定されない。例えば、５０〜６０重量％などである。
ここで、小さい粒度のものから加算した砥粒全体の体積累積値が９７％となる点での砥粒の粒径が、それが５０％となる点での砥粒の粒径の１．５〜１．８倍の範囲であることは、例えば５０％での粒径が２０μｍ前後の＃６００の砥粒の場合、３０〜３６μｍであることを意味する。９７％値は、５０％値の１．５〜１．８倍である。１．５倍未満では、切削性能が落ちるという問題があり、１．８倍を超えると、加工ダメージが大きくなるという不都合を生じる。
【０００９】
この発明が適用されるワイヤソーはどのような種類のものでもよい。例えば、インゴットを動かしてワイヤ列に押圧、接触させて切断するものでもよく、反対にワイヤ列を動かしてインゴットに押圧、接触させて切断するものでもよい。また、ワイヤ列の上部にインゴット下面が当接するものでもよく、また、ワイヤ列の下部にインゴット上面が押し当てられるものでもよい。
ワイヤソーにより切断されるインゴットとしては、例えばシリコン単結晶、化合物半導体単結晶、磁性材料、石英、セラミックスなどが挙げられる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記砥液中に含まれる砥粒は＃６００で、その体積累積値が９７％となる点の砥粒の粒径が３０〜３６μｍである請求項１に記載のワイヤソー用スラリーである。
３６μｍを超えると、加工ダメージが大きくなるという不都合が生じる。
【００１１】
【作用】
この発明によれば、砥粒全体の体積累積値が９７％となる点での砥粒の粒径が、その体積累積値で５０％となる点の砥粒の粒径の１．５〜１．８倍に管理された砥粒を砥液に混入してワイヤソー用スラリーを作製する。
このワイヤソー用スラリーでは、大径の遊離砥粒が従来より少なくなるので、インゴットを切断するときのカーフロスの低減が図れる。その結果、ウェーハの厚さが安定化し、十分なラップ取り代を確保することができる。よって、ウェーハ表裏面のソーマーク不良を低減することができる。
また、このように体積累積値９７％点の粒径を基準として砥粒の粒度管理を行うので、遊離砥粒の納入ロットごとに発生するウェーハ厚さのバラツキを抑えることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１はこの発明の一実施例に係るワイヤソー用スラリーが使用されるワイヤソーの概略構成図である。
図１において、１０はこの発明の一実施例に係るワイヤソー用スラリーが使用されるワイヤソーであり、このワイヤソー１０は、ＣＺ法により引き上げられた単結晶シリコン製のインゴットＩを多数枚のウェーハにワイヤ切断する装置である。
【００１３】
ワイヤソー１０は、１本のワイヤを溝ローラ１２に多数回巻掛けすることで一平面を構成するようにワイヤが並設されたワイヤ列１１を有している。ワイヤ列１１は、正面視して逆三角形状に配置された３本の溝ローラ１２間で駆動モータにより往復走行される。上側に配置された２本の溝ローラ１２の中間が、インゴットＩの切断位置となっている。この切断位置の両側の上方には、一対のスラリーノズル１３が配設されている。各スラリーノズル１３からは、スラリータンク１４に貯留されたワイヤソー用スラリーＳが、水平面を構成するようなワイヤ列１１上に連続供給される。
このワイヤソー用スラリーＳは、砥液であるラッピングオイル中にフジミインコーポレーテッド社製の＃６００のＳｉＣ遊離砥粒（商品名ＧＣ＃６００）が所定重量％混入されたものである。なお、このＳｉＣ遊離砥粒は、粒度分布を示すグラフ（図２のグラフ参照）における体積累積値９７％の点の砥粒の粒径を基準にして粒度管理された砥粒である。
【００１４】
次に、このワイヤソー１０によるインゴットＩの切断方法を説明する。
図１に示すように、ワイヤソー１０では、スラリータンク１４に貯留されたワイヤソー用スラリーＳをスラリーノズル１３からワイヤ列１上に供給しながら、このワイヤ列１１を往復走行させる。
その際、インゴットＩを上方からワイヤ列１１に押し付けることで、このインゴットＩが何枚ものウェーハにスライスされる。すなわち、ワイヤ列１１の往復走行時に、ワイヤソー用スラリーＳ中の遊離砥粒が、ワイヤ列１１のワイヤによりインゴットＩの切断溝の底部に擦りつけられ、その部分が徐々に削り取られて最終的に多数枚のウェーハに切り分けられる。
【００１５】
ところで、このインゴットＩの切断時に発生し、スライス後の各ウェーハの厚さに影響を与えるカーフロスは、主に、大きな粒径の遊離砥粒の粒度バラツキの度合いにより増減する。すなわち、この砥粒バラツキが大きければカーフロスも大きくなる。一方、バラツキの度合いが小さければカーフロスも小さくなる。このように、カーフロスの大小に多大な影響を及ぼす大きな粒径の遊離砥粒の粒度バラツキの度合いは、この砥粒の粒度管理をいかなる基準により行うかによって異なる。以下、これを図２のワイヤソー用スラリーの砥粒の粒度分布を示すグラフを参照しながら説明する。
【００１６】
図２のグラフには、この一実施例のワイヤソー用スラリーＳに混入された小さい粒度のものから加算した砥粒全体の体積累積値が９７％となる点の砥粒の粒径を基準にして粒度管理された＃６００の遊離砥粒の粒度分布（実線）と、従来手段の平均粒径を基準に粒度管理された＃６００の遊離砥粒の粒度分布（二点鎖線）とが表示されている。なお、この実施例では、＃６００の遊離砥粒の平均粒径２０μｍに定数１．５を乗算した３０μｍが、この粒度分布上の体積累積値９７％点の値となっている。
【００１７】
このグラフから明らかなように、従来の平均粒径に基づき粒度管理された遊離砥粒では平均粒径の調整だけに注目され、その平均粒径（体積累積値５０％の点）から大きく離れた点、例えば体積累積値９７％点の管理はおろそかにされていた。そのため、従来の体積累積値９７％点では砥粒の粒径が４０μｍにまで達し、カーフロスが増大してウェーハの厚さにバラツキが増えていた。これにより、設定範囲を超えた薄さのウェーハが現出し、ラップ工程でのラップ取り代を十分に確保することができず、その結果、ラップ工程後におけるソーマーク不良のウェーハが５％も発生していた。
【００１８】
これに対して、この実施例では、前述したように粒度分布上の体積累積値９７％点（３０μｍ）を基準にして砥粒の粒度管理を行うようにしたので、カーフロスが少なくなり、ウェーハの厚さバラツキが減少し、ウェーハ表裏面に形成されるソーマーク不良を１％に抑えることができた。
また、このように粒度分布上の体積累積値９７％点の粒径を基準にして砥粒の粒度管理を行うようにしたので、ウェーハの厚さが常に安定化する。これにより図３に示すグラフからも明らかなように、砥粒の納入ロットごとに発生するインゴット単位でのウェーハの厚さバラツキの発生を抑えることができる。なお、図３はこの発明のスラリーおよび従来のスラリーにおける納入ロットごとの粒度分布のバラツキ度合いを示すグラフである。また、このように体積累積値９７％点を基準にして粒度管理を行えば、図２のグラフに示すように体積累積値５０％点前後の砥粒が多く集中する。この結果、この実施例のワイヤソー用スラリーＳは、単に３０μｍを超える大粒の遊離砥粒が少ないという利点だけでなく、より粒度が揃った高品質のワイヤソー用スラリーともなる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、スラリー中の砥粒の最大粒径を抑えるようにしたので、インゴット切断時のカーフロスが少なくなり、ウェーハの厚さを安定化させることができる。これにより、十分なラップ取り代を確保することができ、その結果、ウェーハ表裏面のソーマーク不良の発生を低減することができる。
また、このように粒度分布上の体積累積値９７％点を基準にして砥粒の粒度管理を行うので、砥粒の納入ロットごとに発生するインゴット単位のウェーハ厚さのバラツキを抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るワイヤソー用スラリーが使用されるワイヤソーの概略構成図である。
【図２】ワイヤソー用スラリーの砥粒の粒度分布を示すグラフである。
【図３】この発明のスラリーおよび従来のスラリーにおける納入ロットごとの粒度分布のバラツキ度合いを示すグラフである。
【符号の説明】
１０ワイヤソー、
Ｉインゴット、
Ｓワイヤソー用スラリー。

Claims

砥液中に砥粒を含み、ワイヤソーによるインゴット切断時にインゴットの表面に供給されるワイヤソー用スラリーにおいて、
スラリー中の上記砥粒の粒度の分布状態が、小さい粒度のものから加算した砥粒全体の体積累積値が９７％となる点での砥粒の粒径が、それが５０％となる点での砥粒の粒径の１．５〜１．８倍の範囲であるワイヤソー用スラリー。
上記砥液中に含まれる砥粒は＃６００で、その体積累積値が９７％となる点の砥粒の粒径が３０〜３６μｍである請求項１に記載のワイヤソー用スラリー。