JPH08281549A - ワイヤーソー装置 - Google Patents
ワイヤーソー装置Info
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- JPH08281549A JPH08281549A JP7089101A JP8910195A JPH08281549A JP H08281549 A JPH08281549 A JP H08281549A JP 7089101 A JP7089101 A JP 7089101A JP 8910195 A JP8910195 A JP 8910195A JP H08281549 A JPH08281549 A JP H08281549A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
- B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
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- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
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- B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 後工程であるウェーハ状の切断工程での結晶
方位設定の簡便化を可能とした半導体単結晶インゴット
切断用ワイヤーソー装置及び該ワイヤーソー装置を用い
た半導体単結晶インゴットのブロック化切断方法を提供
する。 【構成】 メインローラを所定間隔をおいて配置し、該
メインローラ間にワイヤを巻回させてワイヤー列を形成
し、該ワイヤー列を走行させて切断領域にある一対のメ
インローラ間に巻回されたワイヤーにスラリーを供給し
ながら被加工物を押し当てて切断するワイヤーソー装置
において、ワイヤーを該切断領域以外にあるメインロー
ラに複数回巻回する毎に１回の割合で該切断領域にある
１対のメインローラ間に巻回することによって、該切断
領域にある一対のメインローラ間のワイヤーが所定のピ
ッチを有するようにした。
方位設定の簡便化を可能とした半導体単結晶インゴット
切断用ワイヤーソー装置及び該ワイヤーソー装置を用い
た半導体単結晶インゴットのブロック化切断方法を提供
する。 【構成】 メインローラを所定間隔をおいて配置し、該
メインローラ間にワイヤを巻回させてワイヤー列を形成
し、該ワイヤー列を走行させて切断領域にある一対のメ
インローラ間に巻回されたワイヤーにスラリーを供給し
ながら被加工物を押し当てて切断するワイヤーソー装置
において、ワイヤーを該切断領域以外にあるメインロー
ラに複数回巻回する毎に１回の割合で該切断領域にある
１対のメインローラ間に巻回することによって、該切断
領域にある一対のメインローラ間のワイヤーが所定のピ
ッチを有するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤーソー装置の改
良に関し、特に半導体単結晶インゴット（以下インゴッ
トと略称することがある）のブロック化のための切断に
好適に用いられる新規なワイヤーソー装置に関する。
良に関し、特に半導体単結晶インゴット（以下インゴッ
トと略称することがある）のブロック化のための切断に
好適に用いられる新規なワイヤーソー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体単結晶インゴットは、ウェーハへ
の加工時のハンドリングの制約等により所定の厚さに切
断されブロック化されるのが常である。このブロック化
のための切断には従来、外周刃切断機、内周刃切断機、
バンドソーが用いられてきた。
の加工時のハンドリングの制約等により所定の厚さに切
断されブロック化されるのが常である。このブロック化
のための切断には従来、外周刃切断機、内周刃切断機、
バンドソーが用いられてきた。
【０００３】上記各切断装置のうち、外周刃切断機およ
び内周刃切断機はステンレス等の合金にダイヤモンド砥
粒を電鋳メッキしたブレードを持ち、外周刃切断機にお
いては刃厚は薄くても約２．５ｍｍであり、内周刃切断
機においては刃厚は約０．５ｍｍである。また、バンド
ソーはステンレス等のバンド状薄板に砥粒を供給しなが
ら切断するものであり、その刃厚は約０．７ｍｍであ
る。これら切断装置の刃厚は、半導体単結晶インゴット
の直径が今後益々大きくなるに従い、さらに厚くする必
要があるが、内周刃切断機においては、ブレード自身の
製造がきわめて困難となり、製造できない可能性もあ
る。
び内周刃切断機はステンレス等の合金にダイヤモンド砥
粒を電鋳メッキしたブレードを持ち、外周刃切断機にお
いては刃厚は薄くても約２．５ｍｍであり、内周刃切断
機においては刃厚は約０．５ｍｍである。また、バンド
ソーはステンレス等のバンド状薄板に砥粒を供給しなが
ら切断するものであり、その刃厚は約０．７ｍｍであ
る。これら切断装置の刃厚は、半導体単結晶インゴット
の直径が今後益々大きくなるに従い、さらに厚くする必
要があるが、内周刃切断機においては、ブレード自身の
製造がきわめて困難となり、製造できない可能性もあ
る。
【０００４】また、これら切断装置の刃厚が厚くなれば
なる程、大直径半導体単結晶インゴットの切断代は大き
くなり、その損失は無視出来ないものとなってくる。
なる程、大直径半導体単結晶インゴットの切断代は大き
くなり、その損失は無視出来ないものとなってくる。
【０００５】さらに、半導体単結晶インゴットに忘れて
はならない仕様として、結晶方位がある。半導体単結晶
インゴットの引き上げ時に、この結晶方位のズレが最大
値では±２°になるものもある。
はならない仕様として、結晶方位がある。半導体単結晶
インゴットの引き上げ時に、この結晶方位のズレが最大
値では±２°になるものもある。
【０００６】しかし、現有のブロック化する装置には、
結晶方位調整機構、すなわち、インゴットの長軸に対し
て垂直の２方向にチルチングできる機構が付随している
ものが無く、半導体単結晶インゴットの外筒研削面を基
準にそれら結晶方位の誤差を含んだまま切断される。こ
のため後工程であるインゴットをウェーハに切断するス
ライシング工程において、ブロック毎に方位測定用のウ
ェーハを切断して方位測定した後、それにもとづいて方
位調整しウェーハに切断するため、インゴットの両端
で、材料として数％におよぶロスを出している。
結晶方位調整機構、すなわち、インゴットの長軸に対し
て垂直の２方向にチルチングできる機構が付随している
ものが無く、半導体単結晶インゴットの外筒研削面を基
準にそれら結晶方位の誤差を含んだまま切断される。こ
のため後工程であるインゴットをウェーハに切断するス
ライシング工程において、ブロック毎に方位測定用のウ
ェーハを切断して方位測定した後、それにもとづいて方
位調整しウェーハに切断するため、インゴットの両端
で、材料として数％におよぶロスを出している。
【０００７】現状のインゴットのブロック切断の工程を
図１４〜図１７にもとづいて説明する。まず、単結晶
を引きあげて、アズグローン（ＡＳ−ＧＲＯＷＮ）の単
結晶インゴットＧを作製する（図１４）。この際、単結
晶インゴットＧの結晶方位は引き上げ時の影響を受け
て、最大±２°程度までの誤差を生じている。引き上
げられたアズグローン（ＡＳ−ＧＲＯＷＮ）単結晶イン
ゴットＧの直径Ｄを同じくするために、円筒研削加工を
単結晶インゴットＧの長手方向に行う（図１５）。次
に内周刃切断機（又は外周刃切断機、バンドソー等）に
よって、単結晶インゴットＧの異形部（所定の直径を有
しない前端および後端の部分：一般にコーン／テイルと
呼ばれる部分）の切断を行なう。このとき、結晶方位の
測定は行なわないので、±２°以内の結晶方位ズレは修
正されない。続いて、その単結晶インゴットＧをブロッ
クＢに切断する（図１６）。このブロックＢの切断面
は、所定の結晶面より±２°以内であり、各切断面の差
も発生する。したがって、最終的に得られるブロックは
最大±２°程度の結晶方位ズレが残されたままの状態で
ある。
図１４〜図１７にもとづいて説明する。まず、単結晶
を引きあげて、アズグローン（ＡＳ−ＧＲＯＷＮ）の単
結晶インゴットＧを作製する（図１４）。この際、単結
晶インゴットＧの結晶方位は引き上げ時の影響を受け
て、最大±２°程度までの誤差を生じている。引き上
げられたアズグローン（ＡＳ−ＧＲＯＷＮ）単結晶イン
ゴットＧの直径Ｄを同じくするために、円筒研削加工を
単結晶インゴットＧの長手方向に行う（図１５）。次
に内周刃切断機（又は外周刃切断機、バンドソー等）に
よって、単結晶インゴットＧの異形部（所定の直径を有
しない前端および後端の部分：一般にコーン／テイルと
呼ばれる部分）の切断を行なう。このとき、結晶方位の
測定は行なわないので、±２°以内の結晶方位ズレは修
正されない。続いて、その単結晶インゴットＧをブロッ
クＢに切断する（図１６）。このブロックＢの切断面
は、所定の結晶面より±２°以内であり、各切断面の差
も発生する。したがって、最終的に得られるブロックは
最大±２°程度の結晶方位ズレが残されたままの状態で
ある。
【０００８】この結晶方位ズレを有するブロックＢを実
際のウェーハＷにする場合には、標準規格として±１°
で良いのだが、製造のバラツキから±３０′以内に押さ
えなくてはならない。
際のウェーハＷにする場合には、標準規格として±１°
で良いのだが、製造のバラツキから±３０′以内に押さ
えなくてはならない。
【０００９】そのため、ブロックＢをウェーハＷに内周
刃切断機等で切断する際、必ず結晶方位測定用ウェーハ
ＭＷを切断して結晶方位を測定し、その測定結果に基づ
いた方位調整すなわちブロックの長軸に対して互いに垂
直の２方向にチルチングした後ウェーハＷを切断する。
つまり、従来方法によってブロックをウェーハＷにスラ
イス化切断する場合には、ブロックの両側面は必ず結晶
方位測定用ウェーハのロスとチルチングによる切断ロス
Ｎが発生するものであった（図１７）。
刃切断機等で切断する際、必ず結晶方位測定用ウェーハ
ＭＷを切断して結晶方位を測定し、その測定結果に基づ
いた方位調整すなわちブロックの長軸に対して互いに垂
直の２方向にチルチングした後ウェーハＷを切断する。
つまり、従来方法によってブロックをウェーハＷにスラ
イス化切断する場合には、ブロックの両側面は必ず結晶
方位測定用ウェーハのロスとチルチングによる切断ロス
Ｎが発生するものであった（図１７）。
【００１０】さらに、インゴット毎に結晶方位測定およ
び方位修正作業を行うため作業が繁雑となり、時として
インゴットの方位を間違えたりして、多大な損害を被る
こともある。
び方位修正作業を行うため作業が繁雑となり、時として
インゴットの方位を間違えたりして、多大な損害を被る
こともある。
【００１１】一方、従来のワイヤーソー装置は、ブロッ
ク化されたインゴットのウェーハへのスライス（薄片）
化切断用に用いられる。従来のワイヤーソー装置２は、
図１８に示すごとく、互いに同一構成のメインローラと
呼ばれる３本（又は４本）の樹脂ローラ４ａ，４ｂ，４
ｃがそれらの軸を互いに平行にして配置され、該ローラ
４ａ〜４ｃ表面に一定ピッチで形成されたリング状溝６
ａ，６ｂ，６ｃにワイヤー８が巻回されている。
ク化されたインゴットのウェーハへのスライス（薄片）
化切断用に用いられる。従来のワイヤーソー装置２は、
図１８に示すごとく、互いに同一構成のメインローラと
呼ばれる３本（又は４本）の樹脂ローラ４ａ，４ｂ，４
ｃがそれらの軸を互いに平行にして配置され、該ローラ
４ａ〜４ｃ表面に一定ピッチで形成されたリング状溝６
ａ，６ｂ，６ｃにワイヤー８が巻回されている。
【００１２】ワイヤー８の始端側は、ワイヤー巻取りド
ラム１０に巻回されている。同様に、ワイヤー８の終端
側は、ワイヤー巻取りドラム１２に巻回されている。１
４，１６は該ワイヤー８の始端側及び終端側に設けら
れ、ワイヤー８の張力を調整する張力調整機構である。
ラム１０に巻回されている。同様に、ワイヤー８の終端
側は、ワイヤー巻取りドラム１２に巻回されている。１
４，１６は該ワイヤー８の始端側及び終端側に設けら
れ、ワイヤー８の張力を調整する張力調整機構である。
【００１３】駆動モータＭに接続された駆動ローラ４ａ
からの回転をワイヤー８を介して、従動ローラ４ｂ，４
ｃに伝える構造となっている。被加工物、例えば半導体
単結晶インゴットからブロック化切断されたブロックＢ
は、昇降自在なワークホルダー１８に接着されている。
該ブロックＢは、該ワークホルダー１８を降下させるこ
とにより、スラリー（砥液）の供給される該ワイヤー８
に上方から押し当てられて、スライス状に切断される。
からの回転をワイヤー８を介して、従動ローラ４ｂ，４
ｃに伝える構造となっている。被加工物、例えば半導体
単結晶インゴットからブロック化切断されたブロックＢ
は、昇降自在なワークホルダー１８に接着されている。
該ブロックＢは、該ワークホルダー１８を降下させるこ
とにより、スラリー（砥液）の供給される該ワイヤー８
に上方から押し当てられて、スライス状に切断される。
【００１４】しかしながら、ピッチ数が少ない場合つま
りワイヤー８の本数が少ない場合、駆動ローラ４ａから
の回転力は、従動ローラ４ｂ，４ｃを回転させる張力が
不足し、ワイヤー８の断線を起こしてしまうか、或い
は、従動ローラ４ｂ，４ｃとワイヤー８のスリップが生
じて、従動ローラ４ｂ，４ｃに回転力を伝えることが出
来なくなる。
りワイヤー８の本数が少ない場合、駆動ローラ４ａから
の回転力は、従動ローラ４ｂ，４ｃを回転させる張力が
不足し、ワイヤー８の断線を起こしてしまうか、或い
は、従動ローラ４ｂ，４ｃとワイヤー８のスリップが生
じて、従動ローラ４ｂ，４ｃに回転力を伝えることが出
来なくなる。
【００１５】特に、この様なピッチ数が少ない使用方法
としては、厚いブロック状のスライスを行う場合が考え
られる。
としては、厚いブロック状のスライスを行う場合が考え
られる。
【００１６】本来ワイヤーソー装置２は、樹脂ローラ４
ａ，４ｂ，４ｃ表面に溝６ａ，６ｂ，６ｃを形成し、ワ
イヤー８を巻回することが必要であるが、ローラ４ａ〜
４ｃ間距離により、溝６ａ，６ｂ，６ｃのピッチの大き
さが限定される。
ａ，４ｂ，４ｃ表面に溝６ａ，６ｂ，６ｃを形成し、ワ
イヤー８を巻回することが必要であるが、ローラ４ａ〜
４ｃ間距離により、溝６ａ，６ｂ，６ｃのピッチの大き
さが限定される。
【００１７】つまり、ローラ４ａ〜４ｃ間距離が小さい
場合で、大きなピッチでワイヤー８を巻き回す場合、ワ
イヤー８が次のピッチに巻回される時、溝壁に過度に接
触したり、溝から外れたりする。
場合で、大きなピッチでワイヤー８を巻き回す場合、ワ
イヤー８が次のピッチに巻回される時、溝壁に過度に接
触したり、溝から外れたりする。
【００１８】前者の場合、ワイヤー８の断線が発生する
要因となり、後者の場合は溝飛びでワイヤーが外れ、ワ
イヤーが弛む結果となる。通常のワイヤーソー装置の場
合ピッチは最大で５．０ｍｍ程度が限界である。
要因となり、後者の場合は溝飛びでワイヤーが外れ、ワ
イヤーが弛む結果となる。通常のワイヤーソー装置の場
合ピッチは最大で５．０ｍｍ程度が限界である。
【００１９】しかるに、ワイヤーソー装置で半導体単結
晶インゴットを薄いものでも５０ｍｍはあるブロック状
に切断する場合、従来方法ではローラ間距離をきわめて
大きくする必要が生ずる。しかし、ローラ間距離を無暗
に大きくすることは装置の大きさ、ワイヤー張力等の制
限で不可能である。すなわち、例えば、長さ８００ｍｍ
のインゴットを３〜４個のブロックに切断するような作
業は従来のワイヤーソー装置ではまったく不可能であっ
た。
晶インゴットを薄いものでも５０ｍｍはあるブロック状
に切断する場合、従来方法ではローラ間距離をきわめて
大きくする必要が生ずる。しかし、ローラ間距離を無暗
に大きくすることは装置の大きさ、ワイヤー張力等の制
限で不可能である。すなわち、例えば、長さ８００ｍｍ
のインゴットを３〜４個のブロックに切断するような作
業は従来のワイヤーソー装置ではまったく不可能であっ
た。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点に鑑みなされたもので、インゴットをブ
ロック状に厚く切断するに際し、ブロックの切断厚さに
特別の限定なく所望の厚さに切断することを可能とした
ワイヤーソー装置及び該ワイヤーソー装置を用いた半導
体単結晶インゴットのブロック化切断方法を提供するこ
とを目的とする。
来技術の問題点に鑑みなされたもので、インゴットをブ
ロック状に厚く切断するに際し、ブロックの切断厚さに
特別の限定なく所望の厚さに切断することを可能とした
ワイヤーソー装置及び該ワイヤーソー装置を用いた半導
体単結晶インゴットのブロック化切断方法を提供するこ
とを目的とする。
【００２１】また、本発明は、切断代（カーフロス）を
少なくして、歩留り向上を可能としたワイヤーソー装置
及び該ワイヤーソー装置を用いた半導体単結晶インゴッ
トのブロック化切断方法を提供することを目的とする。
少なくして、歩留り向上を可能としたワイヤーソー装置
及び該ワイヤーソー装置を用いた半導体単結晶インゴッ
トのブロック化切断方法を提供することを目的とする。
【００２２】さらに、本発明は、後工程であるウェーハ
状の切断工程での結晶方位設定の簡便化を可能とした半
導体単結晶インゴット切断用ワイヤーソー装置及び該ワ
イヤーソー装置を用いた半導体単結晶インゴットのブロ
ック化切断方法を提供することを目的とする。
状の切断工程での結晶方位設定の簡便化を可能とした半
導体単結晶インゴット切断用ワイヤーソー装置及び該ワ
イヤーソー装置を用いた半導体単結晶インゴットのブロ
ック化切断方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、メインローラを所定間隔をおいて配置
し、該メインローラ間にワイヤを巻回させてワイヤー列
を形成し、該ワイヤー列を走行させて切断領域にある一
対のメインローラ間に巻回されたワイヤーにスラリーを
供給しながら押し当てて切断するワイヤーソー装置にお
いて、ワイヤーを該切断領域以外にあるメインローラに
複数回巻回する毎に１回の割合で該切断領域にある１対
のメインローラ間に巻回することによって、該切断領域
にある一対のメインローラ間のワイヤーが所定のピッチ
を有するようにしたことを特徴とするものである。
に、本発明は、メインローラを所定間隔をおいて配置
し、該メインローラ間にワイヤを巻回させてワイヤー列
を形成し、該ワイヤー列を走行させて切断領域にある一
対のメインローラ間に巻回されたワイヤーにスラリーを
供給しながら押し当てて切断するワイヤーソー装置にお
いて、ワイヤーを該切断領域以外にあるメインローラに
複数回巻回する毎に１回の割合で該切断領域にある１対
のメインローラ間に巻回することによって、該切断領域
にある一対のメインローラ間のワイヤーが所定のピッチ
を有するようにしたことを特徴とするものである。
【００２４】メインローラが３個の場合には、上記切断
領域以外の１個のメインローラにワイヤーを複数回巻回
し、メインローラが４個の場合には、上記切断領域以外
の２個のメインローラ間にワイヤーを複数回巻回する構
成とする。
領域以外の１個のメインローラにワイヤーを複数回巻回
し、メインローラが４個の場合には、上記切断領域以外
の２個のメインローラ間にワイヤーを複数回巻回する構
成とする。
【００２５】メインローラが３個の場合には、上記切断
領域に位置するメインローラはピッチ溝が穿設された溝
付きローラであり、該切断領域以外の一本のメインロー
ラは溝なしローラとし、この溝なしローラにワイヤーを
複数回巻き付けることにより、切断領域におけるワイヤ
ーのピッチ幅を調整することができる。また、メインロ
ーラが４個の場合には、上記切断領域以外の一対のメイ
ンローラを溝ピッチが５ｍｍ以下でかつ使用するワイヤ
ーの直径より大きな溝付きローラとし、この溝ピッチ付
の一対のローラにワイヤーを複数回巻きつけることによ
り、切断領域におけるワイヤーのピッチ幅を調整するこ
とができる。
領域に位置するメインローラはピッチ溝が穿設された溝
付きローラであり、該切断領域以外の一本のメインロー
ラは溝なしローラとし、この溝なしローラにワイヤーを
複数回巻き付けることにより、切断領域におけるワイヤ
ーのピッチ幅を調整することができる。また、メインロ
ーラが４個の場合には、上記切断領域以外の一対のメイ
ンローラを溝ピッチが５ｍｍ以下でかつ使用するワイヤ
ーの直径より大きな溝付きローラとし、この溝ピッチ付
の一対のローラにワイヤーを複数回巻きつけることによ
り、切断領域におけるワイヤーのピッチ幅を調整するこ
とができる。
【００２６】ワイヤーソー装置に結晶方位調整機構を具
備しておけば、後工程、例えばスライス化切断工程にお
ける結晶方位の設定を簡便化でき、スライス切断時に不
可避であった切断ロスを大幅に減少できる利点がある。
備しておけば、後工程、例えばスライス化切断工程にお
ける結晶方位の設定を簡便化でき、スライス切断時に不
可避であった切断ロスを大幅に減少できる利点がある。
【００２７】ワイヤーソー装置に用いられるワイヤーの
直径を０．１６ｍｍ〜０．３２ｍｍとすれば、ブロック
切断時の切断代（カーフロス）を極めて少なくすること
が可能となる。
直径を０．１６ｍｍ〜０．３２ｍｍとすれば、ブロック
切断時の切断代（カーフロス）を極めて少なくすること
が可能となる。
【００２８】本発明の半導体単結晶インゴットのブロッ
ク化切断方法は、半導体単結晶インゴットの引上げ工程
と、該引き上げられた半導体単結晶インゴットを円筒研
削する工程と、該円筒研削された半導体単結晶インゴッ
トをブロックに切断するブロック化切断工程とからな
り、該ブロック化切断処理を上記した本発明のワイヤー
ソー装置を用いて行うようにしたものである。
ク化切断方法は、半導体単結晶インゴットの引上げ工程
と、該引き上げられた半導体単結晶インゴットを円筒研
削する工程と、該円筒研削された半導体単結晶インゴッ
トをブロックに切断するブロック化切断工程とからな
り、該ブロック化切断処理を上記した本発明のワイヤー
ソー装置を用いて行うようにしたものである。
【００２９】また、本発明の半導体単結晶インゴットの
ブロック化切断方法において、結晶方位調整機構を具備
した本発明のワイヤーソー装置を用いることにより、上
記円筒研削された半導体単結晶インゴットの結晶方位の
修正を上記結晶方位調整機構を用いて行い、該結晶方位
の修正された半導体単結晶インゴットをブロックに切断
するようにすれば、ウェーハ切断工程におけるブロック
の結晶方位の修正作業が簡略化されかつ切断ロスを低減
することができる利点がある。
ブロック化切断方法において、結晶方位調整機構を具備
した本発明のワイヤーソー装置を用いることにより、上
記円筒研削された半導体単結晶インゴットの結晶方位の
修正を上記結晶方位調整機構を用いて行い、該結晶方位
の修正された半導体単結晶インゴットをブロックに切断
するようにすれば、ウェーハ切断工程におけるブロック
の結晶方位の修正作業が簡略化されかつ切断ロスを低減
することができる利点がある。
【００３０】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付図面中、図
１〜図１３に基づいて説明する。
１〜図１３に基づいて説明する。
【００３１】図１において、２２は本発明に係るワイヤ
ーソー装置で、互いに平行にかつそれぞれが三角形の頂
点に位置するように配置された３本のメインローラ２４
ａ，２４ｂ，２４ｃを有している。該メインローラ２４
ｂ，２４ｃの表面には、リング状溝２６ａ，２６ｂ，２
６ｃ及び２６ｄ，２６ｅ，２６ｆが一定ピッチを有して
互いに対応する位置に形成されている。該リング状溝２
６ａ〜２６ｆのピッチ幅は、ブロック切断が可能なよう
に、従来のスライス（薄片）化切断の場合に比較して、
大きなピッチ幅を有するように構成される。
ーソー装置で、互いに平行にかつそれぞれが三角形の頂
点に位置するように配置された３本のメインローラ２４
ａ，２４ｂ，２４ｃを有している。該メインローラ２４
ｂ，２４ｃの表面には、リング状溝２６ａ，２６ｂ，２
６ｃ及び２６ｄ，２６ｅ，２６ｆが一定ピッチを有して
互いに対応する位置に形成されている。該リング状溝２
６ａ〜２６ｆのピッチ幅は、ブロック切断が可能なよう
に、従来のスライス（薄片）化切断の場合に比較して、
大きなピッチ幅を有するように構成される。
【００３２】一方、駆動モータＭに接続された駆動ロー
ラ２４ａの表面には、リング状溝は形成されていない。
該ローラ２４ｂ，２４ｃのリング状溝２６ａ〜２６ｆの
溝底を外周面とする円の直径ｄ1 と溝なしローラ２４ａ
の直径ｄ2 は同径とされている（図３）。
ラ２４ａの表面には、リング状溝は形成されていない。
該ローラ２４ｂ，２４ｃのリング状溝２６ａ〜２６ｆの
溝底を外周面とする円の直径ｄ1 と溝なしローラ２４ａ
の直径ｄ2 は同径とされている（図３）。
【００３３】該ワイヤー２８はローラ２４ａからローラ
２４ｂの溝２６ａ及びローラ２４ｃの溝２６ｄに巻回
し、さらにローラ２４ｃの溝２６ｄから溝無しローラ２
４ａに巻回する。
２４ｂの溝２６ａ及びローラ２４ｃの溝２６ｄに巻回
し、さらにローラ２４ｃの溝２６ｄから溝無しローラ２
４ａに巻回する。
【００３４】該溝無しローラ２４ａのａ部分に数回巻き
回した後、該ローラ２４ｂの溝２６ｂに巻回する。該ロ
ーラ２４ｂの溝２６ｂからローラ２４ｃの溝２６ｅに巻
回し、再度該溝無しローラ２４ａのｂ部分に数回巻回し
てから、該ローラ２４ｂの溝２６ｃを経てローラ２４ｃ
の溝２６ｆに巻回する。
回した後、該ローラ２４ｂの溝２６ｂに巻回する。該ロ
ーラ２４ｂの溝２６ｂからローラ２４ｃの溝２６ｅに巻
回し、再度該溝無しローラ２４ａのｂ部分に数回巻回し
てから、該ローラ２４ｂの溝２６ｃを経てローラ２４ｃ
の溝２６ｆに巻回する。
【００３５】このように、該ローラ２４ｂ，２４ｃの溝
ピッチ間隔が広くても、該溝無しローラ２４ａにワイヤ
ー２８を適度に巻付けることにより、ワイヤー２８のピ
ッチ移動が可能となる。よって、ワイヤー２８の断線、
溝飛び等のトラブルも解消される。
ピッチ間隔が広くても、該溝無しローラ２４ａにワイヤ
ー２８を適度に巻付けることにより、ワイヤー２８のピ
ッチ移動が可能となる。よって、ワイヤー２８の断線、
溝飛び等のトラブルも解消される。
【００３６】該ワイヤー２８の該ローラ２４ａに対する
複数回の巻回数は、特別の限定はないが、該ワイヤー２
８を該ローラ２４ｂ，２４ｃに形成されたリング状溝２
６ａ〜２６ｆに巻回し誘導する際に、該リング状溝２６
ａ〜２６ｆの溝壁に過度に接触したり、溝から外れたり
することのないように、該ワイヤー２８が該ローラ２４
ａ上で該ローラ２４ｂ，２４ｃのリング状溝２６ａ〜２
６ｆに対応する位置に到達するまで巻回し、該リング状
溝２６ａ〜２６ｆに対して略直角方向から誘導巻付ける
ようにするのが、ワイヤー２８が溝壁に接触したり溝か
ら外れたりすることがなく、好適である。
複数回の巻回数は、特別の限定はないが、該ワイヤー２
８を該ローラ２４ｂ，２４ｃに形成されたリング状溝２
６ａ〜２６ｆに巻回し誘導する際に、該リング状溝２６
ａ〜２６ｆの溝壁に過度に接触したり、溝から外れたり
することのないように、該ワイヤー２８が該ローラ２４
ａ上で該ローラ２４ｂ，２４ｃのリング状溝２６ａ〜２
６ｆに対応する位置に到達するまで巻回し、該リング状
溝２６ａ〜２６ｆに対して略直角方向から誘導巻付ける
ようにするのが、ワイヤー２８が溝壁に接触したり溝か
ら外れたりすることがなく、好適である。
【００３７】該ワイヤー２８の始端側は、ワイヤー巻取
りドラム３０に巻回され、また該ワイヤー２８の終端側
は、ワイヤー巻取りドラム３２に巻回されている。３
３，３５は該ワイヤー２８の始端側及び終端側に設けら
れ、ワイヤー２８の張力を調整する張力調整機構であ
る。
りドラム３０に巻回され、また該ワイヤー２８の終端側
は、ワイヤー巻取りドラム３２に巻回されている。３
３，３５は該ワイヤー２８の始端側及び終端側に設けら
れ、ワイヤー２８の張力を調整する張力調整機構であ
る。
【００３８】駆動モータＭに接続された駆動ローラ２４
ａからの回転は、該ワイヤー２８及び不図示の駆動ベル
ト等を介して、従動ローラ２４ｂ，２４ｃに伝えられ
る。被加工物、例えば半導体インゴットＧは、昇降自在
なワークホルダー３４に接着されている。該半導体イン
ゴットＧは、該ワークホルダー３４を降下させることに
より、スラリー（砥液）の供給される該ワイヤー２８に
上方から押し当てられて、ブロック状に切断される（図
２）。
ａからの回転は、該ワイヤー２８及び不図示の駆動ベル
ト等を介して、従動ローラ２４ｂ，２４ｃに伝えられ
る。被加工物、例えば半導体インゴットＧは、昇降自在
なワークホルダー３４に接着されている。該半導体イン
ゴットＧは、該ワークホルダー３４を降下させることに
より、スラリー（砥液）の供給される該ワイヤー２８に
上方から押し当てられて、ブロック状に切断される（図
２）。
【００３９】更に、ローラ２４ｂ，２４ｃの溝ピッチ間
隔は、溝無しローラ２４ａにワイヤー２８を巻き付ける
ことで、任意の溝ピッチ、則ち任意のブロック厚さに切
断することが出来る。
隔は、溝無しローラ２４ａにワイヤー２８を巻き付ける
ことで、任意の溝ピッチ、則ち任意のブロック厚さに切
断することが出来る。
【００４０】次に、４本のローラ２４ａ〜２４ｃを有す
るワイヤーソー装置２２を用いて、シリコン半導体単結
晶インゴットＧを４本のワイヤー２８でブロック切断す
る場合の構成について図４にもとづいて説明する。
るワイヤーソー装置２２を用いて、シリコン半導体単結
晶インゴットＧを４本のワイヤー２８でブロック切断す
る場合の構成について図４にもとづいて説明する。
【００４１】一対のメインローラ２４ｂ，２４ｃのロー
ラ溝２６ａ，２６ｂ，２６ｃ及び２６ｄ，２６ｅ，２６
ｆにワイヤー２８を巻回する方法として、これらのロー
ラ２４ｂ，２４ｃに平行して対応する位置にローラ２４
ａ，２４ｄを設置する。該ローラ２４ａ，２４ｄのいず
れか１方又は両方を駆動ローラとして用いればよい。
ラ溝２６ａ，２６ｂ，２６ｃ及び２６ｄ，２６ｅ，２６
ｆにワイヤー２８を巻回する方法として、これらのロー
ラ２４ｂ，２４ｃに平行して対応する位置にローラ２４
ａ，２４ｄを設置する。該ローラ２４ａ，２４ｄのいず
れか１方又は両方を駆動ローラとして用いればよい。
【００４２】該ローラ２４ａ，２４ｄは、溝ピッチＰが
５ｍｍ以下でかつ使用するワイヤーの直径より大きなも
の（溝からのワイヤーの脱線またはワイヤーの断線が発
生しないピッチ）となっている（図５）。該ローラ２４
ｂ，２４ｃのリング状溝２６ａ〜２６ｆの溝底を外周面
とする円の直径とローラ２４ａ，２４ｄの溝底を外周面
とする円の直径は同径とされている。
５ｍｍ以下でかつ使用するワイヤーの直径より大きなも
の（溝からのワイヤーの脱線またはワイヤーの断線が発
生しないピッチ）となっている（図５）。該ローラ２４
ｂ，２４ｃのリング状溝２６ａ〜２６ｆの溝底を外周面
とする円の直径とローラ２４ａ，２４ｄの溝底を外周面
とする円の直径は同径とされている。
【００４３】ワイヤー２８は、ローラ２４ａからローラ
２４ｄを経て、ローラ２４ｂの溝２６ａに巻回する。該
ローラ２４ｂの溝２６ａからローラ２４ｃの溝２６ｄを
経てローラ２４ａに巻回する。
２４ｄを経て、ローラ２４ｂの溝２６ａに巻回する。該
ローラ２４ｂの溝２６ａからローラ２４ｃの溝２６ｄを
経てローラ２４ａに巻回する。
【００４４】ローラ２４ａとローラ２４ｄのａ部分の間
で数回ワイヤー２８は巻回され、ローラ２４ｄからロー
ラ２４ｂの溝２６ｂに巻回される。該ローラ２４ｂの溝
２６ｂからローラ２４ｃの溝２６ｅを経てローラ２４ａ
に巻き戻る。
で数回ワイヤー２８は巻回され、ローラ２４ｄからロー
ラ２４ｂの溝２６ｂに巻回される。該ローラ２４ｂの溝
２６ｂからローラ２４ｃの溝２６ｅを経てローラ２４ａ
に巻き戻る。
【００４５】ローラ２４ａとローラ２４ｄのｂ部分の間
で再び数回ワイヤー２８は巻回され、ローラ２４ｄから
ローラ２４ｂの溝２６ｃに巻回する。
で再び数回ワイヤー２８は巻回され、ローラ２４ｄから
ローラ２４ｂの溝２６ｃに巻回する。
【００４６】ローラ２４ｂの溝２６ｃからローラ２４ｃ
の溝２６ｆに巻回し、ローラ２４ａを経て、ローラ２４
ｄに巻回し、不図示の巻取りドラムに接続する。
の溝２６ｆに巻回し、ローラ２４ａを経て、ローラ２４
ｄに巻回し、不図示の巻取りドラムに接続する。
【００４７】以上のように、ローラ２４ｂ，２４ｃの溝
ピッチが広い場合は、ローラ２４ａ，２４ｄの間で、次
のピッチ分のワイヤー２８の巻掛けを行い、ワイヤー２
８のピッチ移動を実現する。
ピッチが広い場合は、ローラ２４ａ，２４ｄの間で、次
のピッチ分のワイヤー２８の巻掛けを行い、ワイヤー２
８のピッチ移動を実現する。
【００４８】上記した本発明のワイヤーソー装置２２を
用いたブロック化切断の工程を、図６〜図１３に基づい
て説明する。まず、従来と同様に、単結晶を引き上げ
て、アズグローン（ＡＳ−ＧＲＯＷＮ）の単結晶インゴ
ットＧを作製する（図６）。このとき、単結晶インゴッ
トＧの結晶方位は引き上げ時の影響を受けて、最大±２
°程度までの誤差を生じている。
用いたブロック化切断の工程を、図６〜図１３に基づい
て説明する。まず、従来と同様に、単結晶を引き上げ
て、アズグローン（ＡＳ−ＧＲＯＷＮ）の単結晶インゴ
ットＧを作製する（図６）。このとき、単結晶インゴッ
トＧの結晶方位は引き上げ時の影響を受けて、最大±２
°程度までの誤差を生じている。
【００４９】この引き上げられたアズグローン（ＡＳ
−ＧＲＯＷＮ）の単結晶インゴットＧの直径を同じくす
るために、従来と同様に、円筒研削加工を単結晶インゴ
ットＧの長手方向に行なう（図７）。
−ＧＲＯＷＮ）の単結晶インゴットＧの直径を同じくす
るために、従来と同様に、円筒研削加工を単結晶インゴ
ットＧの長手方向に行なう（図７）。
【００５０】次に、該単結晶インゴットのコーン側を
内周刃切断機又はワイヤーソー装置により、切断し、コ
ーン側ウェーハＳＷを作製する（図８）。
内周刃切断機又はワイヤーソー装置により、切断し、コ
ーン側ウェーハＳＷを作製する（図８）。
【００５１】このコーン側ウェーハＳＷの結晶方位を
Ｘ線方位測定手段により測定する（図９）。
Ｘ線方位測定手段により測定する（図９）。
【００５２】上記したコーン側ウェーハＳＷの結晶方
位に基づいて当該単結晶インゴットＧの方位の修正をワ
イヤーソー装置のインゴットホルダー部を互いに直角な
２方向に傾けられる結晶方位調整機構（例えば、チルチ
ング機構）により行ない、結晶方位誤差を±６′以内と
する（図１０）。図１３にワークホルダー３４に保持さ
れたインゴットＧを互いに直角な２方向に傾斜する作用
を行うチルチング機構４０の１例を図示した。該チルチ
ング機構４０によってインゴットＧの結晶方位の調整が
行われる。図１３において、４２はワーク上下動駆動ユ
ニット及び４４はワーク上下動サポートである。
位に基づいて当該単結晶インゴットＧの方位の修正をワ
イヤーソー装置のインゴットホルダー部を互いに直角な
２方向に傾けられる結晶方位調整機構（例えば、チルチ
ング機構）により行ない、結晶方位誤差を±６′以内と
する（図１０）。図１３にワークホルダー３４に保持さ
れたインゴットＧを互いに直角な２方向に傾斜する作用
を行うチルチング機構４０の１例を図示した。該チルチ
ング機構４０によってインゴットＧの結晶方位の調整が
行われる。図１３において、４２はワーク上下動駆動ユ
ニット及び４４はワーク上下動サポートである。
【００５３】この結晶方位を修正した単結晶インゴッ
トＧを本発明のワイヤーソー装置２２を用いてブロック
Ｂに切断する。このブロックＢの全ての切断面は、所定
の結晶面（±６′以内）となる（図１１）。
トＧを本発明のワイヤーソー装置２２を用いてブロック
Ｂに切断する。このブロックＢの全ての切断面は、所定
の結晶面（±６′以内）となる（図１１）。
【００５４】このブロックＢを内周刃切断装置または
ワイヤーソー装置を用いてウェーハにスライス化切断す
る場合には、従来の場合（図１７）と異なり、ブロック
の両側面はほとんどムダなくウェーハに切断される（図
１２）。
ワイヤーソー装置を用いてウェーハにスライス化切断す
る場合には、従来の場合（図１７）と異なり、ブロック
の両側面はほとんどムダなくウェーハに切断される（図
１２）。
【００５５】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ワ
イヤーソー装置を用いてインゴットをブロック状にかつ
ブロックの切断厚さに特別の限定なく所望の厚さに切断
することができ、ブロック切断時の切断代（カーフロ
ス）を少なくして、材料の節約が可能となる。また、ブ
ロック切断時に結晶方位を合わせることができるため、
後工程であるウェーハ状への切断工程での結晶方位設定
作業の簡便化並びにブロック両端での切断ロスの低減化
を可能としたものである。
イヤーソー装置を用いてインゴットをブロック状にかつ
ブロックの切断厚さに特別の限定なく所望の厚さに切断
することができ、ブロック切断時の切断代（カーフロ
ス）を少なくして、材料の節約が可能となる。また、ブ
ロック切断時に結晶方位を合わせることができるため、
後工程であるウェーハ状への切断工程での結晶方位設定
作業の簡便化並びにブロック両端での切断ロスの低減化
を可能としたものである。
【図１】本発明のワイヤーソー装置の一実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】図１の各メインローラの配置を示す摘示上面図
である。
である。
【図３】図１の各メインローラの配置を示す概略側面図
である。
である。
【図４】本発明のワイヤーソー装置の他の実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図５】本発明のワイヤーソー装置の他の実施例におけ
る切断領域以外のローラの一例を示す拡大側面図であ
る。
る切断領域以外のローラの一例を示す拡大側面図であ
る。
【図６】本発明によるインゴットのブロック切断工程の
一例のうち工程を示す図面である。
一例のうち工程を示す図面である。
【図７】本発明によるインゴットのブロック切断工程の
一例のうち工程を示す図面である。
一例のうち工程を示す図面である。
【図８】本発明によるインゴットのブロック切断工程の
一例のうち工程を示す図面である。
一例のうち工程を示す図面である。
【図９】本発明によるインゴットのブロック切断工程の
一例のうち工程を示す図面である。
一例のうち工程を示す図面である。
【図１０】本発明によるインゴットのブロック切断工程
の一例のうち工程を示す図面である。
の一例のうち工程を示す図面である。
【図１１】本発明によるインゴットのブロック切断工程
の一例のうち工程を示す図面である。
の一例のうち工程を示す図面である。
【図１２】本発明によるインゴットのブロック切断工程
の一例のうち工程を示す図面である。
の一例のうち工程を示す図面である。
【図１３】本発明に用いられるチルチング機構の一例を
示す摘示斜視図である。
示す摘示斜視図である。
【図１４】従来方法によるインゴットのブロック切断工
程のうち工程を示す図面である。
程のうち工程を示す図面である。
【図１５】従来方法によるインゴットのブロック切断工
程のうち工程を示す図面である。
程のうち工程を示す図面である。
【図１６】従来方法によるインゴットのブロック切断工
程のうち工程を示す図面である。
程のうち工程を示す図面である。
【図１７】従来方法によるインゴットのブロック切断工
程のうち工程を示す図面である。
程のうち工程を示す図面である。
【図１８】従来のワイヤーソー装置を示す斜視図であ
る。
る。
２，２２ ワイヤーソー装置 ４ａ〜４ｃ，２４ａ〜２４ｄ メインローラ ６ａ，６ｂ，６ｃ 溝 ８，２８ ワイヤー １０，１２，３０，３２ ワイヤー巻取りドラム １４ ワークホルダー ２６ａ〜２６ｆ リング状溝 ３４ ワークホルダー Ｂ ブロック Ｇ 半導体単結晶インゴット Ｍ 駆動モータ
フロントページの続き (72)発明者 木内 悦男 群馬県群馬郡群馬町足門762番地 三益半 導体工業株式会社内 (72)発明者 早川 和男 群馬県群馬郡群馬町足門762番地 三益半 導体工業株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 メインローラを所定間隔をおいて配置
し、該メインローラ間にワイヤを巻回させてワイヤー列
を形成し、該ワイヤー列を走行させて切断領域にある一
対のメインローラ間に巻回されたワイヤーにスラリーを
供給しながら被加工物を押し当てて切断するワイヤーソ
ー装置において、ワイヤーを該切断領域以外にあるメイ
ンローラに複数回巻回する毎に１回の割合で該切断領域
にある１対のメインローラ間に巻回することによって、
該切断領域にある一対のメインローラ間のワイヤーが所
定のピッチを有するようにしたことを特徴とするワイヤ
ーソー装置。 - 【請求項２】 上記被加工物が半導体単結晶インゴット
であることを特徴とする請求項１記載のワイヤーソー装
置。 - 【請求項３】 上記切断領域にある一対のメインローラ
間に巻回されたワイヤーのピッチが、半導体単結晶イン
ゴットをブロック状に切断する際のブロック厚さに相当
することを特徴とする請求項１又は２記載のワイヤーソ
ー装置。 - 【請求項４】 メインローラが３個設けられ、上記切断
領域以外の１個のメインローラに複数回巻回することを
特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のワイヤー
ソー装置。 - 【請求項５】 メインローラが４個設けられ、上記切断
領域以外の２個のメインローラ間にワイヤーを複数回巻
回することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記
載のワイヤーソー装置。 - 【請求項６】 上記切断領域に位置するメインローラは
ワイヤーのピッチに対応したピッチ溝が穿設された溝付
きローラであり、該切断領域以外のメインローラは溝な
しローラであることを特徴とする請求項４記載のワイヤ
ーソー装置。 - 【請求項７】 上記切断領域に位置するメインローラは
ワイヤーのピッチに対応したピッチ溝が穿設された溝付
きローラであり、該切断領域以外のメインローラは溝ピ
ッチが５ｍｍ以下でかつ該ワイヤーの直径より大きな溝
付きローラであることを特徴とする請求項５記載のワイ
ヤーソー装置。 - 【請求項８】 結晶方位調整機構を具備することを特徴
とする請求項１〜７のいずれか１項記載のワイヤーソー
装置。 - 【請求項９】 前記ワイヤーの直径が０．１６ｍｍ〜
０．３２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のい
ずれか１項記載のワイヤーソー装置。 - 【請求項１０】 半導体単結晶インゴットの引上げ工程
と、該引き上げられた半導体単結晶インゴットを円筒研
削する工程と、該円筒研削された半導体単結晶インゴッ
トをブロックに切断するブロック化切断工程とからな
り、該ブロック化切断処理を請求項１〜９のいずれか１
項記載のワイヤーソー装置を用いて行うことを特徴とす
る半導体単結晶インゴットのブロック化切断方法。 - 【請求項１１】 半導体単結晶インゴットの引上げ工程
と、該引き上げられた半導体単結晶インゴットを円筒研
削する工程と、該円筒研削された半導体単結晶インゴッ
トの結晶方位の修正を上記結晶方位調整機構を用いて行
う結晶方位修正工程と、該結晶方位の修正された半導体
単結晶インゴットをブロックに切断するブロック化切断
工程とからなり、該半導体単結晶インゴットの結晶方位
の修正及びブロック化切断処理を請求項８又は９記載の
ワイヤーソー装置を用いて行うことを特徴とする半導体
単結晶インゴットのブロック化切断方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08910195A JP3427956B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | ワイヤーソー装置 |
| US08/628,038 US5715807A (en) | 1995-04-14 | 1996-04-04 | Wire saw |
| EP96302607A EP0743140A3 (en) | 1995-04-14 | 1996-04-10 | Wire saw device |
| US08/941,759 US5839425A (en) | 1995-04-14 | 1997-09-30 | Method for cutting a workpiece with a wire saw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08910195A JP3427956B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | ワイヤーソー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281549A true JPH08281549A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3427956B2 JP3427956B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=13961505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08910195A Expired - Fee Related JP3427956B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | ワイヤーソー装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5715807A (ja) |
| EP (1) | EP0743140A3 (ja) |
| JP (1) | JP3427956B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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