JPS6311273A - ラツピング加工方法 - Google Patents

ラツピング加工方法

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JPS6311273A
JPS6311273A JP15325286A JP15325286A JPS6311273A JP S6311273 A JPS6311273 A JP S6311273A JP 15325286 A JP15325286 A JP 15325286A JP 15325286 A JP15325286 A JP 15325286A JP S6311273 A JPS6311273 A JP S6311273A
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JP
Japan
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single crystal
processing
workpiece
slurry
lapping
Prior art date
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Pending
Application number
JP15325286A
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English (en)
Inventor
Yuji Inoue
雄二 井上
Tadao Komi
小見 忠雄
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6311273A publication Critical patent/JPS6311273A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B28D5/045Fine 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/007Use, recovery or regeneration of abrasive mediums

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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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は硬質の被加工物のラッピング加工方法に係り、
特に加工時間を短縮し、加工精度を向上させたラッピン
グ加工方法に関する。
(従来の技術) 従来硬質の被加工物、例えば水晶、圧電単結晶、s r
 、GaP、GQAS等の単結晶を切断してウェハに加
工する方法として、砥粒と加工液とを含むスラリーを単
結晶に加えながらワイヤソーやバンドソー等により単結
晶を切断して加工を行なうラッピング加工方法が一般的
に採用されている。
第2図はマルチブレードソーを用いたバンドソ一方式の
ラッピング加工方法に使用する装置の一例を示す図であ
る。被加工物として、例えばLiTaO2の単結晶1が
ベース材2上に載置され、単結晶の上に砥粒と加工液と
を含むスラリー3を注ぎながら、加工具として多数配置
されたブレード4を左右に移動させながら単結晶1の切
断を行なうことにより、単結晶1が加工され―ウェハ素
材が1qられる。
スラリー3としては、種々の組成のものがあるが、基本
的には炭化ケイ素、アルミナ等の砥粒と、鉱物油を主成
分とする、いわゆるラップオイルと称する加工液とを混
合したものが一般的に用いられている。
第3図は鋼ワイヤを用いたワイヤソ一方式のラッピング
加工方法に使用する装置の一例を示す図である。この装
置でも、上述したバンドソ一方式のラッピング加工方法
と同様単結晶1をベース材2上に′u、置し、単結晶の
上に砥粒と加工液とを含むスラリー3を注ぎながら加工
を行なうが、このワイヤソ一方式のラッピング加工方法
においては、鋼ワイヤからなるワイヤソー5を左右に移
動させながらローラ6に巻取っていくことにより単結晶
1の切断加工が行なわれ、ウェハ素材が得られる。
(発明が解決しようとする問題点) このようなラッピング加工方法は特にへき開の強い単結
晶の加工に適した方法であるが、被加工物が単結晶の場
合、切断速度が数mm/時間と遅いため加工時間を多く
必要とするという難点があつた。また加工された単結晶
のウェハ素材の伸直度にばらつきが発生したり、ウェハ
割れが発生ずる等の問題がしばしば起ぎた。
バンドソ一方式のラッピング加工方法に比ベワイヤソ一
方式のラッピング加工方法は砥粒が比較的均一に分散す
るため、単結晶のV′J断速度がバンドソ一方式におけ
る切断速度の2〜3倍になるが1、加工された単結晶の
ウェハ素材の伸直度はざらにばらつきが多くなり、また
しばしばワイヤに断線が発生する等の問題があった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、加工時間を短縮し、かつ加工精度を向上させたラッ
ピング加工方法を提供するものである。
[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明のラッピング加工方法は、砥粒と加工液とを含む
スラリーを硬質の被加工物とこの被加工物に押しあてら
れた加工具の間に注入しつつ、この被加工物と加工具を
相対運動させて加工を行なうラッピング加工方法におい
て、前記被加工物および/またはスラリーに超音波振動
を与えながら加工を行うことを特徴とする。
本発明は、特に被加工物が単結晶である場合に適してい
る。
また本発明に用いる加工具としては、鋼ワイヤにより加
工を行なうワイヤソーが好適である。
(作用) 砥粒と加工液とを含むスラリーに超音波振動を与えるこ
とにより単結晶等の被加工物上に流れ落ちた砥粒に振動
が加えられ、ざらに砥粒がスラリー中に均一に分散され
るので、被加工物の切断、加工が促進され、加工時間が
大幅に短縮される。
第4図は、ワイヤソ一方式のラッピング加工方法により
直径3インチ×長さ100龍の1−iTaO3の単結晶
を切断、加工してウェハ素材を製造した時の加工速度の
時間的変化を示すグラフである。図中Aは本発明のラッ
ピング加工方法における加工速度、Bは従来のラッピン
グ加工方法における加工速度を示す。
このグラフから分るように、従来のラッピング加工方法
ではスラリーを加えてから時間的経過が少ない間は砥粒
が比較的均一に分散するため加工速度の減少は小さいが
、時間の経過とともにスラリーが均一に分散し難くなり
、また単結晶の切断面の増加とともにワイヤソーが受け
る抵抗力が大きくなるため、加工速度が急速に減少する
。その後は単結晶の切断面は減少していくため加工速度
が減少する割合は小さくなる。
一方本発明のラッピング加工方法においては、砥粒は超
音波振動により常に均一に分散されるので加工速度はほ
とんど減少しない。従って本発明のラッピング加工方法
によれば、単結晶等の被加工物の加工時間が大幅に短縮
される。
また本発明のラッピング加工方法においては、砥粒が均
一に分散されるため、加工された単結晶のウェハに歪み
が生じることがほとんどなく、加工精度が向上される。
(実施例) 次に本発明の実施例について説明する。
実施例においては、被加工物としてへき間の強い単結晶
を用い、単結晶をl!置した台の下部に超音波振動子を
設置して超音波振動を発生させて単結晶の切断、加工を
行なう。このとき単結晶の回りをガラス板等で覆って加
工液を単結晶に均一に分散させることが好ましい。また
加工装置の端面に別の振動子を添附して振動を加えたり
、単結晶が圧電体の場合に、単結晶の両端に電極をつけ
て振動を加えてもよい。
実施例1 第1図に示すように、直径3インチ、長さ100mmの
1iTa○3の単結晶に単一分域化、端面およびオリエ
ンテーションフラット加工を施した模、この単結晶1を
有機接着材にてガラス板8に接着させ、このガラス板8
の下部に共振周波数20 kHzのランジュバン振動子
7を設置した。そして振動子7により50W/cシでガ
ラス板8を振動させ、単結晶の上にスラリー3を加えな
がら、直径0.16m1のピアノ線5をローラ6に巻取
っていくことにより単結晶1の切断加工を行なった。
この時のスライスピッチは0.8mmであった。またス
ラリー3はG C# 1000の砥粒とラップオイルと
を混合したものを使用した。
この実施例における加工時間は8時間であった。
また加工されたウェハの平行度を測定したところ、その
伸直度は5μm以内であり、ウェハ面はなめらかであっ
た。
一方振動子7を用いなかった点を除いて実施例1と同一
の単結晶を同一の方法で加工したところ、その加工時間
は20時間であり、かつ加工されたウェハの伸直度は2
0〜30μmであった。
実施例2 被加工物として直径3インチ、長さ1201のLiNb
Oxの単結晶を用いた点以外は実施例1と同様にして加
工を行なった。
この実施例における加工時間は6時間であった。
また加工されたウェハの砥精度は5μm以下であった。
一方振動子を用いなかった点を除いて実施例2と同一の
単結晶を同一の方法で加工したところ、その加工時間は
約14時間であった。
実施例3 被加工物として直径3インチ、長さ8011の1−iT
a○3の単結晶を用い、第2図に示すようなマルチバン
ドソーを用いた装置により加工を行なった。
まず単一分域化し、端面加工および外周加工を施しオリ
エンテーションフラット加工を行なった単結晶を有機接
着材にてガラス板に接着させ、さらに単結晶の側面を厚
さ5mmのガラス板で囲い、単結晶をiFl!置したガ
ラス板の下部に振動数10 kllzのフェライト振動
子を設置した。そしてこの振動子により80W/c7で
ガラス板を振動させ、実施例1.2と同様にスラリーを
単結晶の上に加えながら、マルチバンドソーにより単結
晶の切断、加工を行なった。
この実施例における加工時間は20時間であった。
また加工されたウェハは加工面に段差がほとんどなく面
精瓜が良好であり、伸直度は5μmであった。
一方振動子を用いなかった点を除いて実施例3と同一の
単結晶を同一の方法で加工したところ、その加工時間は
約40時間であった。
実施例4 被加工物として、直径3インチ、長さ100寵のLiT
aO3のZ軸引上単結晶を用いてワイヤソーを用いた装
置により加工を行なった。
まず熱処理後車−分域化し、端面および外周加工後オリ
エンテーションフラット加工を行なった単結晶の端部両
面にAg電極を添附した。この単結晶をガラス板ヘエボ
キシ樹脂(商品名:アラルダイト)により接着し、超音
波発掘器により300kH2でガラス板を振動させなが
ら、実施例1.2と同様にスラリーを単結晶の上に加え
ながら、ワイヤソーにより単結晶の切断、加工を行なっ
た。
この実施例における加工時間は、10時間であった。ま
た加工されたウェハの平行度精度は5μm以下であった
。またスラリー中の砥粒がガイドローラに運ばれてワイ
ヤソーを痛めることが少なくなり、ワイヤソーの部品交
換の回数が少なくなった。
一方振動子を用いなかった点を除いて実施例4と同一の
単結晶を同一の方法で加工したところ、その加工時間は
約18時間であった。
実施例5 被加工物として直径3インチ、長さ9011のliN 
b O3のZ軸引上単結晶を用いて、実施例4と同様に
して加工を行なった。但し、このときの超音波発振器に
よる振動周波数は400KHzである。
この実施例における加工時間は8時間であった。
また加工されたウェハの平行度精度は5μm以下であっ
た。さらにスラリー中の砥粒がガイドローラに運ばれて
ワイヤソーを痛めることが少なくなり、ワイヤソーの部
品交換の回数が少なくなった。
一方振動子を用いなかった点を除いて実施例5と同一の
単結晶を同一の方法で加工したところ、その加工時間は
約14時間であった。
実施例6 被加工物として、直径3インチ、長さ100 nuのL
iTa−03のX軸引上単結晶を用いて、ワイヤソーを
用いた装置により加工を行なった。
熱処理後車−分域化し、端面および外周加工後オリエン
テーションフラット加工を行なった単結晶の端面下部に
AC+ペーストにて直径20龍、厚さ3.6ii(7)
L i Nb0= Z板振動子を接着し、この単結晶を
ガラス板にエポキシ樹脂(商品名:アラルダイト)によ
り接着した。そして超音波発掘器にて1HH1でL!N
bO3素子を発振させ、実施例1〜5と同様にスラリー
を単結晶の上から加えながら単結晶の切断、加工を行な
った。
この実施例における加工時間は15時間であった。
また加工されたウェハの面精度は数μmと良好であった
一方振動子を用いなかった点を除いて実施例6と同一の
単結晶を同一の方法で加工したところ、その加工時間は
約18時間であった。
以上の結果かられかるように、この実施例のラッピング
加工方法においては、単結晶1に超音波振動を加えるこ
とにより、単結晶1に加えられ単結晶1の表面に流れ落
ちたスラリー4中の砥粒に振動が加えられ、またこの砥
粒がスラリー4中に均一に分散されるので、単結晶1の
切断が促進され、加工時間が大幅に短縮され、かつ加工
されたウェハにゆがみや段差が生じることが少なく、加
工精度が大幅に向上される。
尚実施例においては、LiTa0:+またはliN b
 03を被加工物として用いたが、本発明はこのような
被加工物に限定される方法ではなく、硬質の被加工物、
例えばへき開の強い、GaAS。
ZnWO+ 、CdWO4等の単結晶等の加工方法とし
て好適である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明のラッピング加工方法を用
いれば、へき開の強い単結晶等の硬質の被加工物を、短
い加工時間で、かつ高精度で加工することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に使用するワイヤソ一方式の
ラッピング加工装置の斜視図、第2図は従来のバンドソ
一方式のラッピング加工装置の斜視図、第3図は、従来
のワイヤソ一方式のラッピング加工装置の斜視図、第4
図はラッピング加工方法における加工速度の時間的変化
を示す図である。 1・・・・・・・・・単結晶 2・・・・・・・・・ベース材 3・・・・・・・・・スラリー 4・・・・・・・・・ブレード 5・・・・・・・・・ピアノ線 6・・・・・・・・・ローラ 7・・・・・・・・・振動子 8・・・・・・・・・ガラス板 出願人      株式会社 東芝 代理人 弁理士  須 山 佐 − 第2図 第3図 畦間 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)砥粒と加工液とを含むスラリーを硬質の被加工物
    とこの被加工物に押しあてられた加工具の間に注入しつ
    つ、この被加工物と加工具を相対運動させて加工を行な
    うラッピング加工方法において、前記被加工物および/
    またはスラリーに超音波振動を与えながら加工を行うこ
    とを特徴とするラッピング加工方法。
  2. (2)被加工物が、単結晶であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のラッピング加工方法。
  3. (3)加工具が鋼ワイヤにより切断を行なうワイヤソー
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載のラッピング加工方法。
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