(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定されたワークを、複数の平行なワイヤを有するマルチワイヤソーを用いて切断して複数の切断物を得るマルチワイヤソーを用いた加工方法において、
上記マルチワイヤソーの平行な複数のワイヤで砥粒を含んだ砥液を流しながらワークを切断して、複数の切断物を得た後、
上記複数のワイヤを上記複数の切断物の片側の切断面に向けて変位させるか又はワークを変位させた後、上記マルチワイヤソーを上記複数の切断物から分離することを特徴とするマルチワイヤソーを用いた加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチワイヤソーを用いた加工方法において、
上記マルチワイヤソーの複数のワイヤの切断物の切断面に向けて変位させる量Ｌは、ｗを切り代、ｄをワイヤ直径として
Ｌ≧（ｗ−ｄ）／２
であることを特徴とするマルチワイヤソーを用いた加工方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマルチワイヤソーを用いた加工方法において、
上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃２０００以上の粒度であって、ワークへの切断加工ダメージを軽減することを特徴とするマルチワイヤソーを用いた加工方法。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチワイヤソーを用いた加工方法において、
上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃３０００から＃６０００の粒度であることを特徴とするマルチワイヤソーを用いた加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の平行なワイヤを有するマルチワイヤソーを用いた加工方法に関し、特に、ウェハなどにおいて表裏面の内一方の面の加工精度のみが要求される場合に、その一方の面の加工精度を維持しながら効率良く連続加工を行うことができるマルチワイヤソーを用いた加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マルチワイヤソーは、ＩＤソーに比較して少ない切り代で切断加工できる利点や、同時に複数の切断加工ができるため加工処理能力において優れている利点がある。
【０００３】
一方、マルチワイヤソーはＩＤソーに比べて加工精度が劣るという欠点があり、特に、マルチワイヤソーは少ない切り代で切断加工するために切断物とワイヤとの間隔が狭くて、ワイヤを切断物から抜き取る際に、ワイヤが切断物の切断面に接触して切断面に傷が付くという欠点がある。
【０００４】
特に、ワイヤ間隔が狭い場合は、図４（ａ）と（ｂ）に示すように、取り付け台１３上のワークを切断して得られた切断物１１，１１同士が、変形によって切断開始端１１ａ，１１ａで接触することがある。この場合は、切断開始端１１ａ，１１ａ，…の上方から洗浄液１５を噴霧しても、切断物１１，１１，…の間の砥粒１４，１４，…は洗い落されずに残留する。このため、複数の切断物１１，１１，…からマルチワイヤソーの複数のワイヤ１２，１２，…を抜く取る際に、ワイヤ１２，１２，…自体によって、あるいは切断物１１，１１，…の間に残留する砥粒１４，１４，…によって、切断物１１，１１，…の切断面に傷が付くという問題がある。
【０００５】
したがって、従来の技術では、マルチワイヤを切断物から分離する際に、切断面に傷が付くのを防止するために、ワークの切断が完了した状態でワイヤを切断し、ワイヤが切断物に触れないようにして、ワイヤを引き抜く方法がとられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このマルチワイヤソーのワイヤを切断してワイヤを切断物から引き抜く方法では、ワークを切断した毎にワイヤを交換する必要があるので、装置の稼動サイクルタイムが長くなるという問題があった。
【０００７】
また、切断物を切断した毎に新たなワイヤに交換しなければならず、ワイヤの費用が増大するという問題があった。
【０００８】
さらに、ワイヤの切断によってワイヤが急にテンションを失うため、慎重に作業してもワイヤを抜き去る際にワイヤの端が跳ねて切断物の切断面に接触して、切断面に傷が付くという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、マルチワイヤソーのワイヤを切断せずに複数回使用できて、かつ、切断物の切断面に損傷を与えることのないマルチワイヤソーを用いた加工方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のマルチワイヤソーを用いた加工方法は、固定されたワークを、複数の平行なワイヤを有するマルチワイヤソーを用いて切断して複数の切断物を得るマルチワイヤソーを用いた加工方法において、上記マルチワイヤソーの平行な複数のワイヤで砥粒を含んだ砥液を流しながらワークを切断して、複数の切断物を得た後、上記複数のワイヤを上記複数の切断物の片側の切断面に向けて変位させるか又はワークを変位させた後、上記マルチワイヤソーを上記複数の切断物から分離することを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、複数の平行なワイヤを有するマルチワイヤソーで固定されたワークを切断して複数の切断物を得た後、上記複数のワイヤを上記切断物の片側の切断面に向けて変位させるか又はワークを変位させ、次に、上記マルチワイヤソーを上記複数の切断物から分離する。上記複数のワイヤを上記切断物の片側の切断面に向けて変位させるか又はワークを変位させて抜き取るから、上記片側の切断面と対向する切断面に上記ワイヤが接触することなく、上記マルチワイヤソーが上記複数の切断物から分離される。したがって、上記切断物の片側の面に傷が付いても、他の側の面には傷が付くことがない。また、マルチワイヤソーのワイヤをワークの切断毎に、従来のようにワイヤを切断することがないので、稼動サイクルタイムを短くでき、かつ、コストを安くできる。
【００１２】
一実施例では、上記マルチワイヤソーの複数のワイヤの切断物の切断面に向けて変位させる量Ｌが、ｗを切り代、ｄをワイヤ直径として
Ｌ≧（ｗ−ｄ）／２
であることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、複数のワイヤを複数の切断物における片側の切断面に向けて変位させる量Ｌが、Ｌ≧（ｗ−ｄ）／２であるから、マルチワイヤソーの複数のワイヤは、切断物の片側の切断面に接触して片側の切断面と対向する切断面に傷を付けるといったことがなく、また切断物に塑性変形を与えることもなく、上記複数の切断物から分離される。
【００１４】
一実施例では、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃２０００以上の粒度であって、ワークへの切断加工ダメージを軽減することを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、＃２０００以上の粒度の小さな砥粒が用いられているから、切断されたワークに残留するダメージを小さくすることができ、切り代も小さくすることができる。
【００１６】
一実施例では、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃３０００から＃６０００の粒度であることを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、上記砥粒は＃３０００から＃６０００の粒度であるから、切断されたワークに残留するダメージを小さくすることができ、切り代も小さくすることができると共に、加工能率も低下させることなくワークを切断できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１は、切断前のワークとしてのインゴット１とマルチワイヤソー２の斜視図である。上記インゴット１は、例えば、ＬＥＣ（液体封止チョクラルスキー）法によって＜１１１＞方向に成長した閃亜鉛鉱構造を持つ円柱状の化合物半導体単結晶インゴットである。上記マルチワイヤソー２は、同一平面上に平行に配置された複数のワイヤ２ａ，２ａ，…を有している。上記インゴット１は、例えばセラミックベース等のような取り付け台３の上に貼り付けられいて、インゴット１がＪＩＳ−Ｒ６００１の＃２０００以上の粒度の砥粒、好ましくは＃３０００〜＃６０００の粒度の砥粒を含んだ砥液をかけながらマルチワイヤソー２によって完全に切断されて切断物であるウェハ１ａ，１ａ，…になった後も、ウェハ１ａ，１ａ，…は取り付け台３に固定されている。この取り付け台３はステージ６上に取り付けられ、ステージ６はｙ軸方向とｚ軸方向にスライドできる機構（図示せず）を備えている。上記インゴット１は、図１に示すように、ステージ６のｚ軸正方向のスライドによって、マルチワイヤソー２の下に設置されている。また、上記インゴット１は、ステージ６のｙ軸正方向のスライドによって上方に移動し、走行するマルチワイヤソー２で切断される。さらに、このステージ６は、インゴット１の下記の両角度θとφを微調整できる機構（図示せず）を備えていて、インゴット１から所望の結晶面、例えば｛１１１｝面を切り出すことができる。ここで、互いに直交するｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の内、ｙ軸がワイヤ２ａ，２ａ，…を含む平面と直交する場合、上記角θはセットした結晶の＜１１１＞方向をｚｘ面上に投影した直線とｚ軸のなす角であり、上記角φは＜１１１＞方向をｙｚ面上に投影した直線とｚ軸のなす角である。
【００２０】
上記インゴット１のマルチワイヤソー２による切断と切断後のワイヤ２ａ，２ａ，…の抜き取りは、以下のようにして行なわれる。
【００２１】
まず、上記インゴット１を取り付け台３に貼り付け固定した後、ステージ６をｚ軸正方向に移動させ、図１に示すように、インゴット１をワイヤ２ａ，２ａ，…の下へ配置する。次に、上記マルチワイヤソー２を作動させて、ワイヤ２ａ，２ａ，…をｘ軸正方向または負方向に走行させる。そして、上記ステージ６をｙ軸正方向に移動させて、ワイヤ２ａ，２ａ，…でインゴット１を切断し、図２に示すように、ウェハ１ａ，１ａ，…を形成する。これらのウェハ１ａ，１ａ，…は、取り付け台３へ固定された状態まま、並立している。ウェハ１ａ，１ａ，…の間は間隔が狭いために、ウェハ１ａ，１ａ，…間に砥粒４，４，…が残留する。この砥粒４，４，…は、ウェハ１ａ，１ａ，…の上方または側方から洗浄液を噴射して除去される。
【００２２】
上記ワイヤ２ａ，２ａ，…は、インゴット１を切断してウェハ１ａ，１ａ，…にしたときには、取り付け台３まで入り込んでいる。次に、図３に示すように、ワイヤ２ａ，２ａ，…が取り付け台３まで入り込んだ状態で、ステージ６をスライドすることによって取り付け台３をｚ軸正方向にずらし、ウェハ１ａ，１ａ，…の片側の切断面７，７，…に向けてワイヤ２ａ，２ａ，…を相対的に変位させる。上記取り付け台３をｚ軸正方向にずらす量Ｌは、下式に示す値にする。
Ｌ≧（ｗ−ｄ）／２
ｗ：切り代、ｄ：ワイヤ直径
【００２３】
次に、上記取り付け台３をｚ軸方向にずらしたままで、ステージ６をｙ軸負方向に移動させ、ワイヤ２ａ，２ａ，…をウェハ１ａ，１ａ，…から抜き取る。
【００２４】
このようにしてワイヤ２ａ，２ａ，…をウェハ１ａ，１ａ，…から抜き取ると、ワイヤ２ａ，２ａ，…は、図３に示すように、ウェハ１ａ，１ａ，…の一方の切断面７，７，…を傷つけても、他方の切断面８，８，…を傷つけることがない。ウェハ１ａ，１ａ，…の｛１１１｝Ｂ面の切断面８，８，…を傷付けることがないのである。
【００２５】
上記ワイヤ２ａ，２ａ，…をウェハ１ａ，１ａ，…から抜き取る際には、ワイヤ２ａ，２ａ，…はウェハ１ａ，１ａ，…  の｛１１１｝Ａ面の切断面７，７，…に接触するが、上記取り付け台３をずらす量Ｌを上述のように設定しているので、ウェハ１ａ，１ａ，…に塑性変形を与える程大きな力は切断面７，７，…に作用しない。また、上記切断面７，７，…は、以下に説明するように、切断面８，８，…と同じ表面加工精度を要求されなることが少なく、したがって、このワイヤ２ａ，２ａ，…の切断面７，７，…への接触が問題になることはない。
【００２６】
また、マルチワイヤソー２のワイヤ２ａ，２ａ，…をインゴット１の切断毎に切断することがないので、ワイヤ２ａ，２ａ，…の跳ね飛びによる切断面の損傷の恐れがなく、かつ、稼動サイクルタイムを短くでき、かつ、ワイヤ２ａ，２ａ，…の交換が不要でコストを安くできる。
【００２７】
閃亜鉛鉱構造をもつ化合物半導体の｛１１１｝面は、｛１１１｝Ａ面と｛１１１｝Ｂ面からなり、＜１１１＞方向と垂直な面で切り出した場合、必ず一方が｛１１１｝Ａ面、他方が｛１１１｝Ｂ面となる。これらの面はその性質が異なるため、通常素子製造の際区別して取り扱われる。例えば、ＬＥＣ法で＜１１１＞方向に成長させたＧａＰ単結晶インゴットをマルチワイヤソーでウェハ状に切断した場合、｛１１１｝Ｂ面にエピタキシャル成長させることが一般的である。また、｛１００｝面のように２つの切断面が等価な場合でも、通常素子化する場合は両面に等しい加工精度を要求しない。例えば、ＨＢ（水平ブリッジマン）法で成長させたＧａＡｓ単結晶インゴットを｛１００｝面が出るようにウェハ状に切断加工した場合、任意に定めた一面をエピタキシャル成長用にポリッシュ加工し、他方はアズスライスのまま出荷されることがある。これは、エピタキシャル成長に用いない面は、エピタキシャル成長に使用する面ほど平坦でかつ切削ダメージ層が除去されている必要がないからである。
【００２８】
以上のように、マルチワイヤソーによって切断加工されるウェハはその両側に同じ加工精度が要求されない場合が多く、本発明はこのような場合に特に有効である。
【００２９】
なお、Ｌを（ｗ−ｄ）／２に比してどれだけ大きく設定するかは、ワイヤテンション、ウェハの脆性、砥粒径、ワイヤ固定端部距離に大きく依存する。
【００３０】
また、本実施述形態では、取り付け台に対するワイヤの移動は、ワイヤの抜き取りを開始する前にＬだけ実施した。しかし、ウェハの変形量が大きい場合またはウェハの弾性率が大きい場合は、取り付け台のｙ軸負方向への動きに連動して、ワイヤをウェハの一方の切断面に接触させないように取り付け台を連続的にｚ軸正方向または負方向に変位させて、ワイヤをウェハから抜き取っても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のマルチワイヤソーを用いた加工方法によれば、マルチワイヤソーの複数のワイヤで砥粒を含んだ砥液を流しながらワークを切断して複数の切断物を得た後、上記複数のワイヤを上記切断物の片側の切断面に向けて変位させるか又はワークを変位させて、上記複数のワイヤを上記複数の切断物から抜き取るので、上記複数のワイヤを上記複数の切断物の片側の切断面と対向する側の切断面に接触させることなく、上記マルチワイヤソーを上記複数の切断物から分離することができる。したがって、上記切断物の片側の面に傷が付いても、上記片側の切断面と対向する側の切断面には傷が付くことがない。また、マルチワイヤソーのワイヤをロープの切断毎に切断することがないので、ワイヤの跳ね飛びによる切断面の損傷の恐れがなく、かつ、稼動サイクルタイムを短くでき、かつ、ワイヤの交換が不要でコストを安くできる。
【００３２】
一実施例によれば、マルチワイヤソーの複数のワイヤの切断物の切断面に向けて変位させる量Ｌが、ｗを切り代、ｄをワイヤ直径として、Ｌ≧（ｗ−ｄ）／２であるので、上記マルチワイヤソーのワイヤを上記複数の切断物の片側と対向する側の切断面に接触させることなく、また切断物に塑性変形を与えることなく、上記複数の切断物から抜き取ることができる。
【００３３】
一実施例によれば、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃２０００以上の粒度であるので、使用する砥粒の粒度を小さくすることで切断されたワークに残留するダメージを小さくすることができ、切り代も小さくすることができる。
【００３４】
また、一実施例によれば、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃３０００から＃６０００の粒度であるので、切断されたワークに残留するダメージを小さくすることができ、切り代も小さくすることができると共に、加工能率も低下させることなくワークを切断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるマルチワイヤソーと切断前のインゴットの斜視図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施形態による切断後のウェハとマルチワイヤソーの正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図である。
【図３】本発明の実施形態による切断後のウェハと切断後に変位されたマルチワイヤソーの平面図である。
【図４】図４（ａ）は従来法による切断後のウェハとマルチワイヤソーの正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の側面図である。
【符号の説明】
１…インゴット、
１ａ…ウェハ、
２…マルチワイヤソー、
２ａ…ワイヤ。
【図１】
0003625408.tif 000002
【図２】
0003625408.tif 000003
【図３】
0003625408.tif 000004
【図４】
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