(57)【要約】【課題】  半導体インゴットを多数のウエーハとして切断した後に、固定砥粒方式のワイヤを利用して、ウエーハの切断面を積極的に処理し、ウエーハ表面の品質を改善する。【解決手段】  固定砥粒方式のワイヤ２の走行運動を利用して、半導体インゴット１１をワイヤ２の切断域２ｃに対して切り込み方向に送り移動させ、半導体インゴット１１を多数のウエーハ１１ａとして切断するワイヤソー１において、半導体インゴット１１の切断後に、ワイヤ２からウエーハ１１ａを抜き取る工程で、切断域２ｃにワイヤ２の研削ゾーン２ｂを案内し、ワイヤ２に走行運動を与えながらワイヤ２からウエーハ１１ａを抜き取り、ワイヤ２の研削ゾーン２ｂの研削作用によって、ウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部１１ｂを除去する。【選択図】図１
2014060295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定砥粒方式のワイヤの走行運動を利用して、半導体インゴットを前記ワイヤの切断域に対して切り込み方向に送り移動させ、前記半導体インゴットを多数のウエーハとして切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤに、切断用砥粒を固定した所定の長さの切断ゾーンと研削用砥粒を固定した所定の長さの研削ゾーンとを交互に形成しておき、前記半導体インゴットを切断する工程で、前記半導体インゴットに対して前記ワイヤの切断ゾーンを走行させ、前記半導体インゴットを前記ウエーハとして切断し、前記半導体インゴットの切断を完了した後に、前記ワイヤと前記ウエーハとの相対移動によって、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤの切断域に前記ワイヤの研削ゾーンを案内し、前記ワイヤに走行運動を与えながら前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取り、前記ワイヤの研削ゾーンの研削作用によってウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去する、ことを特徴とするウエーハ表面の処理方法。
【請求項２】
前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤと前記ウエーハとの間に相対的な揺動運動を与え、ウエーハ表面の切断痕の方向に対し前記ワイヤを交差させ、ウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去する、ことを特徴とする請求項１記載のウエーハ表面の処理方法。
【請求項３】
固定砥粒方式のワイヤの走行運動を利用して、半導体インゴットを前記ワイヤの切断域に対して切り込み方向に送り移動させ、前記半導体インゴットを多数のウエーハとして切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤに切断用砥粒を固定した所定の長さの切断ゾーンと研削用砥粒を固定した所定の長さの研削ゾーンとを交互に形成したワイヤと、前記ワイヤの走行量を測定する測定器と、前記ワイヤの切断域で作用する前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンを識別するゾーン識別器と、前記ワイヤの前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの長さのデータを入力する入力器と、前記測定器からの走行量のデータ、前記ゾーン識別器からのゾーン識別信号、および前記入力器からの長さのデータを入力として、前記ワイヤの切断域での前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの監視を行う制御器とを有し、
前記測定器からの走行量のデータ、前記ゾーン識別器からのゾーン識別信号、および前記入力器からの長さのデータを入力としている前記制御器によって、前記半導体インゴットを切断する工程で、前記ワイヤの切断域で前記切断ゾーンによる切断を監視し、また前記半導体インゴットの切断後に、前記ワイヤに走行運動を与えながら、前記ワイヤと前記ウエーハとの相対移動によって、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤの切断域に案内されている前記ワイヤの研削ゾーンによる研削を監視する、ことを特徴とするウエーハ表面の処理可能なワイヤソー。
【請求項４】
固定砥粒方式のワイヤの走行運動を利用して、半導体インゴットを前記ワイヤの切断域に対して切り込み方向に送り移動させ、前記半導体インゴットを多数のウエーハとして切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤに切断用砥粒を固定した所定の長さの切断ゾーンと研削用砥粒を固定した所定の長さの研削ゾーンとを交互に形成したワイヤと、前記ワイヤの走行量を測定する測定器と、前記ワイヤの前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの長さのデータを入力する入力器と、前記測定器からの走行量のデータ、および前記入力器からの長さのデータを入力として、前記ワイヤの切断域での前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの監視を行う制御器とを有し、
前記測定器からの走行量のデータ、および前記入力器からの長さのデータを入力としている前記制御器によって、前記半導体インゴットを切断する工程で、前記ワイヤの切断域で前記切断ゾーンによる切断を監視し、また前記半導体インゴットの切断後に、前記ワイヤに走行運動を与えながら、前記ワイヤと前記ウエーハとの相対移動により、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤの切断域に案内されている前記ワイヤの研削ゾーンによる研削を監視する、ことを特徴とするウエーハ表面の処理可能なワイヤソー。
【請求項５】
前記ウエーハの支持部分に揺動駆動手段を取り付け、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記揺動駆動手段により前記ウエーハに揺動運動を与え、ウエーハ表面の切断痕の方向に対し前記ワイヤを交差させ、ウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去する、ことを特徴とする請求項３または請求項４記載のウエーハ表面の処理可能なワイヤソー。
【請求項６】
前記ワイヤの支持部分に前記揺動駆動手段を取り付け、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記揺動駆動手段により前記ワイヤに揺動運動を与え、ウエーハ表面の切断痕の方向に対し前記ワイヤを交差させ、ウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去する、ことを特徴とする請求項３または請求項４記載のウエーハ表面の処理可能なワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーにより半導体インゴットを薄く切断し、多数のウエーハを製造する工程において、切断後のウエーハ表面を処理する方法およびウエーハ表面の処理に利用可能なワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエーハは、切断工程（スライス工程）において、半導体インゴットをワイヤソーのワイヤ列の走行により薄く切断することによって製造される。最近、ワイヤソーのワイヤとして、ワイヤの表面に例えばダイヤモンド砥粒を付けた固定砥粒方式のワイヤが利用されている。
【０００３】
固定砥粒方式のワイヤによる切断工程では、ウエーハの切断面すなわちウエーハ表面に微細なクラックや、うねりに重なって凸部が発生し易くなり、ウエーハ表面の品質が製品の規格を満たさなくなることもある。しかし、ウエーハ表面の品質は、ワイヤソーの切断条件や、固定砥粒方式のワイヤの砥粒径を調整しても改善されない。
【０００４】
一方、ワイヤソーにおいて、固定砥粒方式のワイヤによりインゴットを切断した後に、ワイヤ列から多数のウエーハを抜き取るときに、ウエーハ間のクリアランスが極めて小さいため、ワイヤの走行を止めると、ウエーハの抜き取りが困難であり、またワイヤの走行を止めないで、ウエーハの抜き取りを行えば、ワイヤ列から多数のウエーハの抜き取りが可能となるが、この抜き取り過程で、ワイヤは、切断後のウエーハ表面に触れ、微細なクラックに悪影響を与え、ウエーハを破損し易くしてしまうことにもなる。
【０００５】
特許文献１は、ワイヤソーにおいて、ワークからワイヤを抜き取る際に、ワイヤの無砥粒部分をワークの切断面に移動させ、ワークに対するワイヤの切り込みをしないまま、引っ掛かりのない状態で、ウエーハの間からワイヤを抜き取る、ことを開示している。この特許文献１の技術は、ワイヤの抜き取りのためだけの工夫であり、ウエーハ表面を積極的に処理するものではなく、ウエーハ表面の品質を改善するという目的にそのままでは利用できない。
【０００６】
また、特許文献２は、ワイヤソーにおいて、シリコンインゴットの切断時き進行段階に応じて、ワイヤ表面に固着した砥粒の粒径を異ならせる、ことを開示している。しかし、特許文献２の技術は、もっぱらシリコンインゴットの切断工程に関係するのみであり、ウエーハの間からワイヤを抜き取る工程と無関係である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５４３２７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、ワイヤソーにおいて、半導体インゴットを多数のウエーハとして切断した後に、固定砥粒方式のワイヤを利用して、ウエーハの切断面すなわちウエーハ表面を積極的に処理し、ウエーハ表面の品質を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題のもとに、本発明は、半導体インゴットの切断を完了した後に、ワイヤからウエーハを抜き取る工程で、ウエーハ間に前記ワイヤの研削ゾーンを案内し、前記ワイヤに走行運動を与えながら前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取り、前記ワイヤの研削ゾーンの研削作用によってウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去している。
【００１０】
さらに詳しく記載すると、本発明に係るウエーハ表面の処理方法は、固定砥粒方式のワイヤの走行運動を利用して、半導体インゴットを前記ワイヤの切断域に対して切り込み方向に送り移動させ、前記半導体インゴットを多数のウエーハとして切断するワイヤソーにおいて、前記ワイヤに切断用砥粒を固定した所定の長さの切断ゾーンと研削用砥粒を固定した所定の長さの研削ゾーンとを交互に形成しておき、前記半導体インゴットを切断する工程で、前記半導体インゴットに対して前記ワイヤの切断ゾーンを走行させ、前記半導体インゴットを前記ウエーハとして切断し、前記半導体インゴットの切断を完了した後に、前記ワイヤと前記ウエーハとの相対移動により、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤの切断域に前記ワイヤの研削ゾーンを案内し、前記ワイヤに走行運動を与えながら前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取り、前記ワイヤの研削ゾーンの研削作用によってウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去する、ことを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
また、本発明に係るウエーハ表面の処理方法は、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤと前記ウエーハとの間に相対的な揺動運動を与え、ウエーハ表面の切断痕の方向に対し前記ワイヤを交差させ、ウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去する、ことを特徴としている（請求項２）。
【００１２】
そして、本発明に係るウエーハ表面の処理可能なワイヤソーは、固定砥粒方式のワイヤの走行運動を利用して、半導体インゴットを前記ワイヤの切断域に対して切り込み方向に送り移動させ、前記半導体インゴットを多数のウエーハとして切断するワイヤソーにおいて、前記ワイヤに切断用砥粒を固定した所定の長さの切断ゾーンと研削用砥粒を固定した所定の長さの研削ゾーンとを交互に形成したワイヤと、前記ワイヤの走行量を測定する測定器と、前記ワイヤの切断域で作用する前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンを識別するゾーン識別器と、前記ワイヤの前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの長さのデータを入力する入力器と、前記測定器からの走行量のデータ、前記ゾーン識別器からのゾーン識別信号、および前記入力器からの長さのデータを入力として、前記ワイヤの切断域での前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの監視を行う制御器とを有し、前記測定器からの走行量のデータ、前記ゾーン識別器からのゾーン識別信号、および前記入力器からの長さのデータを入力としている前記制御器によって、前記半導体インゴットを切断する工程で、前記ワイヤの切断域で前記切断ゾーンによる切断を監視し、また前記半導体インゴットの切断後に、前記ワイヤに走行運動を与えながら、前記ワイヤと前記ウエーハとの相対移動により、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤの切断域に案内されている前記研削ゾーンによる研削を監視する、ことを特徴としている（請求項３）。
【００１３】
また本発明に係るウエーハ表面の処理可能なワイヤソーは、前記ゾーン識別器を省略したもの、すなわち固定砥粒方式のワイヤの走行運動を利用して、半導体インゴットを前記ワイヤの切断域に対して切り込み方向に送り移動させ、前記半導体インゴットを多数のウエーハとして切断するワイヤソーにおいて、前記ワイヤに切断用砥粒を固定した所定の長さの切断ゾーンと研削用砥粒を固定した所定の長さの研削ゾーンとを交互に形成したワイヤと、前記ワイヤの走行量を測定する測定器と、前記ワイヤの前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの長さのデータを入力する入力器と、前記測定器からの走行量のデータ、および前記入力器からの長さのデータを入力として、前記ワイヤの切断域での前記切断ゾーンおよび前記研削ゾーンの監視を行う制御器とを有し、前記測定器からの走行量のデータおよび前記入力器からの長さのデータを入力としている前記制御器によって、前記半導体インゴットを切断する工程で、前記ワイヤの切断域で前記切断ゾーンによる切断を監視し、また前記半導体インゴットの切断後に、前記ワイヤに走行運動を与えながら、前記ワイヤと前記ウエーハとの相対移動により、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記ワイヤの切断域に案内されている前記研削ゾーンによる研削を監視する、ことを特徴としている（請求項４）。
【００１４】
さらに本発明は、前記ウエーハ表面の処理可能なワイヤソーにおいて、前記ウエーハの支持部分に揺動駆動手段を取り付け、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記揺動駆動手段により前記ウエーハに揺動運動を与え、ウエーハ表面の切断痕の方向に対し前記ワイヤを交差させるか、または前記ワイヤの支持部分に前記揺動駆動手段を取り付け、前記ワイヤから前記ウエーハを抜き取る工程で、前記揺動駆動手段により前記ワイヤに揺動運動を与え、ウエーハ表面の切断痕の方向に対し前記ワイヤを交差させ、ウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去する、ことを特徴としている（請求項５および請求項６）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るウエーハ表面の処理方法によると、ワイヤからウエーハを抜き取る工程において、ワイヤに走行運動を与えながら、ワイヤからウエーハを抜き取り、ワイヤの研削ゾーンの研削作用によってウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部を除去するから、ワイヤソーによる半導体インゴットの切断後の段階においてワイヤソーの機上でウエーハ表面が積極的に改善できる（請求項１）。
【００１６】
本発明に係るウエーハ表面の処理方法によると、ワイヤからウエーハを抜き取る工程において、ワイヤとウエーハとの間の相対的な揺動運動により、ウエーハ表面の切断痕の伸び方向に対しワイヤを交差させているから、ウエーハ表面の切断痕中のクラック層やうねりの凸部が一層効率よく除去できる（請求項２）。
【００１７】
本発明に係るウエーハ表面の処理可能なワイヤソーによると、制御器が測定器からの走行量のデータ、ゾーン識別器からのゾーン識別信号、および入力器からの長さのデータを入力とし、半導体インゴットを切断する工程において、ワイヤの切断域で切断ゾーンによる切断を監視し、またワイヤからウエーハを抜き取る工程において、切断域に案内されているワイヤの研削ゾーンによる研削を監視しているから、それぞれの工程でのワイヤの切断域と切断ゾーンまたは研削ゾーンとの対応関係が確実に監視でき、また正確に確認できる（請求項３）。
【００１８】
本発明に係るウエーハ表面の処理可能なワイヤソーによると、ゾーン識別器がなくても予め入力した走行量のデータとワイヤの実際の走行量との間に、大きなずれが起きなければ、ワイヤの切断ゾーンによる切断の監視や、ワイヤの研削ゾーンによる研削の監視が簡単な構成により行える（請求項４）。
【００１９】
さらに前記ウエーハ表面の処理可能なワイヤソーにおいて、揺動駆動手段がウエーハの支持部分に取り付けられていると、固定砥粒付きワイヤの経路を変更しなくてよいため、ウエーハの支持部分の簡単な改良によって実施でき、また揺動駆動手段が固定砥粒付きワイヤの支持部分に取り付けられていると、ウエーハの支持部分に特別な改造をしなくても容易に実施できる（請求項５および請求項６）。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るウエーハ表面の処理方法を実施するためのウエーハ表面の処理可能なワイヤソーの要部の正面図である。
【図２】ワイヤソーに用いる固定砥粒方式のワイヤの正面図である。
【図３】半導体インゴットの切断を完了した時の一部の正面図である。
【図４】ウエーハ表面の一部拡大断面図である。
【図５】ウエーハ表面に対するワイヤの傾き状態の説明図である。
【図６】本発明に係るウエーハ表面の処理方法にもとづいて半導体インゴットの切断を完了した後にウエーハをワイヤから抜き取る工程の一部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明に係るウエーハ表面の処理方法にもとづくウエーハ表面の処理可能なワイヤソー１の要部を示している。
【００２２】
ワイヤソー１は、固定砥粒方式のワイヤ２を走行させるために、複数例えば２本の平行な加工用ローラ３を有しており、これらの平行な加工用ローラ３は、軸の両端部分で、図示しない軸受けブラケットなどの支持部分により回転自在に保持されており、共通または個々の駆動モータ４によって回転駆動されるようになっている。
【００２３】
ワイヤ２は、送り出しリール５から送り出され、定位置の案内ローラ６、変位可能なダンサローラ７を経て、２本の平行な加工用ローラ３の等ピッチ溝に螺旋状に巻き掛けられて、加工用ローラ３の間で平行な等ピッチのワイヤ列を形成した後、変位可能なダンサローラ８、定位置の案内ローラ９を経て、巻き取りリール１０に巻き取られる。ワイヤ３のワイヤ列は、加工対象のシリコンなどの半導体インゴット１１に向き合う位置で、切断域２ｃを形成している。図示の例で、半導体インゴット１１が２本の加工用ローラ３の上方に配置されているため、切断域２ｃは、上側のワイヤ列に位置している。
【００２４】
半導体インゴット１１は、切り込み用の固定プレート１２に接着剤により固着され、この固定プレート１２によってワークプレート１３に取り付けられる。ワークプレート１３は、揺動ブラケット１４に取り付けられ、切断域２ｃのワイヤ２に対して直角で交差する揺動軸１５により送り案内用のラム１６に対して揺動自在に支持され、揺動駆動手段１７によって揺動駆動されるようになっている。
【００２５】
揺動駆動手段１７は、揺動軸１５を介し揺動ブラケット１４にワイヤ２の走行方向の揺動運動を与えるために、正逆回転の制御可能なサーボモータ、またはモータとてこクランク機構との組み合わせ、もしくはモータとカム機構との組み合わせなどの回転−揺動運動変換機構により構成される。なお、揺動軸１５の揺動中心は、正面から見て、半導体インゴット１１の中心に一致する位置もしくは半導体インゴット１１の輪郭内の位置、または半導体インゴット１１の輪郭外の位置に設定される。
【００２６】
送り案内用のラム１６は、ワイヤソー１の図示しないフレーム上のコラムなどの前面に対し、切断域２ｃのワイヤ２と直交する加工送り方向に往復移動自在に支持されており、送りモータ、送りねじ・送りナットなどの送りユニット１８によって駆動される。送りユニット１８は、ワイヤソー１の図示しないフレーム上のコラムなどの前面に取り付けられており、半導体インゴット１１の切断時に、半導体インゴット１１を加工送り方向、すなわちワイヤ２に近づく方向に所定の速度で移動させ、半導体インゴット１１の切断完了後に、半導体インゴット１１から切断された多数のウエーハ１１ａを加工送り方向に対して逆の戻り方向に移動させる。
【００２７】
そして本発明に係るウエーハ表面の処理可能なワイヤソー１は、固定砥粒方式のワイヤ２のほかに、ワイヤ２の走行量を測定する測定器１９と、ワイヤ２の切断域２ｃで作用しているワイヤ２の切断ゾーン２ａおよび研削ゾーン２ｂを識別するゾーン識別器２０と、ワイヤ２の切断ゾーン２ａおよび研削ゾーン２ｂの長さのデータなど必要なデータを入力する入力器２１と、測定器１９からの走行量のデータ、ゾーン識別器２０からのゾーン識別信号および入力器２１からの長さのデータを入力として、ワイヤ２の切断域２ｃおいて切断ゾーン２ａおよび研削ゾーン２ｂの監視を行う制御器２２とを有している。
【００２８】
測定器１９は、測長器であり、ワイヤ２の走行量すなわち送り出し側から巻き取り側への移動量を測定するために、例えば駆動モータ４の送り方向の回転量から間接的にワイヤ２の走行量を測定し、走行量のデータを制御器２２に出力する。また、ゾーン識別器２０は、好ましくは非接触式センサ、例えば投受光式センサであり、加工用ローラ３の周辺位置に１または２以上設けられる。図示の例でゾーン識別器２０は、送り出し側の加工用ローラ３の位置および巻き取り側の加工用ローラ３の位置毎に合計２個配置されており、切断域２ｃにおいてワイヤ２の切断ゾーン２ａと研削ゾーン２ｂとを反射光量の差から確認し、反射光量の差毎に固有のゾーン識別信号を発生して制御器２２に出力する。制御器２２は、２つのゾーン識別信号の間でアンド条件をとり、切断ゾーン２ａまたは研削ゾーン２ｂを確実に識別する。
【００２９】
入力器２１は、専用のディスプレィ付きコンピュータまたはワイヤソー１の図示しない制御装置により構成され、ワイヤ２の切断ゾーン２ａの長さおよび研削ゾーン２ｂの長さのデータを入力するために制御器２２に接続されている。制御器２２は、通常、ワイヤソー１の図示しない制御装置により構成され、測定器１９からの走行量のデータ、ゾーン識別器２０からのゾーン識別信号、および入力器２１からの長さのデータを入力として切断域２ｃおいてワイヤ２の切断ゾーン２ａおよび研削ゾーン２ｂの監視を行う。
【００３０】
図２は、固定砥粒方式のワイヤ２を例示している。ワイヤ２は、既に記載したように、芯線の表面において、１個の半導体インゴット１１の切断に必要な所定の長さ、例えば２〔ｋｍ〕程度の区間で切断用砥粒を固定した切断ゾーン２ａと、半導体インゴット１１から切断されたウエーハ１１ａの切断面すなわちウエーハ表面の研削に必要な所定の長さ、例えば０．５〔ｋｍ〕程度の区間で研削用砥粒を固定した研削ゾーン２ｂとを交互に形成している。切断用砥粒は、例えばダイヤモンドの砥粒であり、また研削用砥粒は、例えばシリカ（二酸化ケイ素）の砥粒である。これらの砥粒は、適切な粒度としてワイヤ２の芯線表面に固着されている。
【００３１】
半導体インゴット１１の切断に必要なワイヤ２の切断ゾーン２ａの長さ、および半導体インゴット１１の切断後にワイヤ２からウエーハ１１ａの抜き取りに必要なワイヤ２の研削ゾーン２ｂの長さは、半導体インゴット１１の物性やワイヤソー１の切断条件によって予め計算できる。そこで、オペレータは、切断ゾーン２ａの長さおよび研削ゾーン２ｂの長さを予め求めてから、入力器２１を操作し、それらの長さのデータを入力し、制御器２２に送り込み、記憶させる。
【００３２】
半導体インゴット１１の切断工程の初期設定段階で、制御器２２は、切断ゾーン２ａおよび研削ゾーン２ｂの長さのデータにもとづいて駆動モータ４を駆動し、加工用ローラ３を回転させて、加工用ローラ３の間の切断域２ｃにワイヤ２の切断ゾーン２ａを案内した後、駆動モータ４の駆動によりワイヤ２を走行させる。ワイヤ２の走行は、好ましくは送り出し方向の走行とそれよりも少ない逆方向の走行とを交互に繰り返す往復走行とする。駆動モータ４は、ワイヤ２の走行態様に応じて加工用ローラ３を回転させる。なお、ワイヤ２の走行は、送り出し側から巻き取り側への連続走行とすることもできる。
【００３３】
ワイヤ２の走行にともない、送り出しリール５は、図示しないリール駆動モータによって張力制御のもとに送り出し方向に回転駆動される。また、巻き取りリール１０は、図示しないリール駆動モータによって張力制御のもとに巻き取り方向に回転駆動される。なおワイヤ２の往復走行のときに、ダンサローラ７、８は、その位置を変位させることによって、往復走行のワイヤ２のゆるみを吸収し、ワイヤ２の張力を目標値に維持する。
【００３４】
半導体インゴット１１の切断工程において、送りユニット１８は、半導体インゴット１１を加工送り方向、すなわちワイヤ２に対して直交する切り込み方向に送り移動させ、半導体インゴット１１を走行運動中の固定砥粒方式のワイヤ２の切断域２ｃに押し当てて行く。この間に、制御器２２は、測定器１９からの走行量のデータにもとづいて、ワイヤ２の切断ゾーン２ａが切断域２ｃにあることを監視している。
【００３５】
ワイヤ２の切断ゾーン２ａが切断域２ｃにあることは、ゾーン識別器２０によっても確認できる。ゾーン識別器２０は、加工用ローラ３の近くで、ワイヤ２に一定の光量の光を投射し、切断ゾーン２ａと研削ゾーン２ｂとの反射光量の差から、切断域２ｃにおいて切断ゾーン２ａの存在を識別し、確認する。図１の構成の場合に、制御器２２は、２つのゾーン識別器２０からのゾーン識別信号の間でアンド条件をとり、切断ゾーン２ａを正確に確認する。この確認は、ワイヤ２の位置調整や、何らかの原因でワイヤ２の位置に大きなずれが発生し、測定器１９からの走行量のデータのみによって走行量の監視ができないときに、有効である。
【００３６】
ワイヤ２は、その切断ゾーン２ａの切断作用によって、半導体インゴット１１の切断開始位置から切り込みを開始し、図３に示すように、半導体インゴット１１を完全に切断する位置、すなわち固定プレート１２の厚みの中程まで切り込んで、半導体インゴット１１の切断を完了する。切断中に、ノズル２３は、切断域２ｃにクーラントを供給し、ワイヤ２や半導体インゴット１１の切断面などの発熱を抑える。半導体インゴット１１の切断が完了した時点で、半導体インゴット１１は、ワイヤ２の切断域２ｃでのワイヤピッチに対応する厚みで薄く切断され、多数のウエーハ１１ａとなっている。
【００３７】
半導体インゴット１１の切断の完了後も、多数のウエーハ１１ａは、その支持部分すなわち固定プレート１２、ワークプレート１３および揺動ブラケット１４により支持されており、隣り合うウエーハ１１ａの間でワイヤ２の通過隙間を形成している。したがって、多数のウエーハ１１ａは、切断時と逆の方向つまり抜き取り方向に移動させることによって、ワイヤ２の隙間から抜き取れる状態にある。
【００３８】
図４は、隣り合うウエーハ１１ａの間で固定砥粒付きワイヤ３の隙間の一例を示している。ワイヤ２の切断ゾーン２ａによる切断作用によって、ウエーハ１１ａの切断面つまりウエーハ表面の切断痕（スライス痕）にクラックが発生しており、また、うねりに表面粗さの凹凸が重なっている。ウエーハ表面の切断痕は、隣り合うウエーハ１１ａの間において、ほぼ同じ断面形状で向き合っている。
【００３９】
図５は、ウエーハ表面の切断痕の発生状況を例示している。ウエーハ表面において、切断痕は、うねり、および表面粗さとなる凹凸であり、この凹凸は、切断時のワイヤ２の走行方向に対してほぼ平行な筋状として形成されている。
【００４０】
図６に示すように、半導体インゴット１１の切断の完了後において、ワイヤソー１は、ワイヤ２からウエーハ１１ａの抜き取り工程に移行する。そこで、制御器２２は、切断域２ｃの切断ゾーン２ａを巻き取り側に送り出し、これに代わって、切断域２ｃに研削ゾーン２ｂを案内する。この間に、制御器２２は、測定器１９からの走行量のデータを入力として、切断域２ｃにおける研削ゾーン２ｂの移動を監視し、また研削ゾーン２ｂの案内後に２つのゾーン識別器２０のゾーン識別信号からアンド条件をとり、切断域２ｃにおける研削ゾーン２ｂの存在を確認する。
【００４１】
ここで、ワイヤソー１は、ワイヤ２に走行運動を与えながら、ワイヤ２のワイヤ列からウエーハ１１ａを抜き取る工程で、隣り合うウエーハ１１ａの間にあるワイヤ２の研削ゾーン２ｂによってウエーハ表面の切断痕を研削し、切断痕中のクラック層やうねりの凸部１１ｂを除去する。したがって、この抜き取る工程は、研削作用の観点からみれば、ウエーハ表面の研削工程でもある。
【００４２】
この抜き取る工程において、ノズル２３は、クーラントの注入を停止している。この研削過程で、研削ゾーン２ｂの砥粒としてのシリカは、熱化学作用によって、うねりの凸部１１ｂの研削を促進する。この抜き取る工程の間にも、制御器２２は、測定器１９からの走行量のデータを入力として、切断域２ｃにおける研削ゾーン２ｂの走行を監視し、またゾーン識別器２０のゾーン識別信号から切断域２ｃにおける研削ゾーン２ｂの存在を確認している。
【００４３】
図５のように、この抜き取り工程で、揺動駆動手段１７は、ウエーハ１１ａに揺動運動を与え、ウエーハ表面の切断痕の筋方向、すなわちうねりの凸部１１ｂの伸び方向に対してワイヤ２を交差させている。この結果、図４に例示するように、ウエーハ表面は、破線にそって削り取られ、切断痕中のクラック層やうねりの凸部１１ｂを除去し、滑らかな面として仕上げる。このような表面の処理は、ウエーハ１１ａの全域にわたって行われる。なお、ワイヤ２に対するウエーハ１１ａの傾斜角度は、可能な範囲で大きい程よいが、設計上の制約などから、通常、±５〜４５度程度の範囲に設定される。
【００４４】
ワイヤ２からのウエーハ１１ａの抜き取り方向の移動は、送りユニット１８の戻り方向すなわち抜き取り方向の連続的な移動のほかに、抜き取り方向の移動とこの移動よりも少ない逆方向の移動とを繰り返す往復移動とすることもできる。このような往復移動であれば、限られた研削ゾーン２ｂの長さの範囲内で、ウエーハ表面に対する研削ゾーン２ｂの接触時間が大きくなるため、ウエーハ表面の研削作用は、連続的な移動よりも一層高められる。
【００４５】
図１の例は、ウエーハ１１ａをワイヤ２から抜き取る方向に移動させているが、この抜き取りのための移動は、ワイヤ２の移動によっても実現できる。このことから、ワイヤ２からウエーハ１１ａの抜き取りは、両者または何れか一方の相対的な移動によって実現できる。さらに、ワイヤ２と半導体インゴット１１との上下の位置関係は、図示の例と逆の関係でもよい。
【００４６】
また、図１の例は、ウエーハ１１ａに揺動運動を与えているが、この揺動運動は、ワイヤ２の支持部分のみに、またはワイヤ２およびウエーハ１１ａの双方に与えることもできる。したがって、揺動運動は、ワイヤ２とウエーハ１１ａとの間で相対的に与えられればよいことになる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、主としてシリコンインゴットからシリコンインウエーハを製造することを目標として開発されたが、本発明は、その他の半導体材料、同じような性質の材料の切断にも利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  ワイヤソー
２  固定砥粒方式のワイヤ  ２ａ  切断ゾーン  ２ｂ  研削ゾーン  ２ｃ  切断域
３  加工用ローラ
４  駆動モータ
５  送り出しリール
６  案内ローラ
７  ダンサローラ
８  ダンサローラ
９  案内ローラ
１０  巻き取りリール
１１  半導体インゴット    １１ａ  ウエーハ  １１ｂ  うねりの凸部
１２  固定プレート
１３  ワークプレート
１４  揺動ブラケット
１５  揺動軸
１６  ラム
１７  揺動駆動手段
１８  送りユニット
１９  測定器
２０  ゾーン識別器
２１  入力器
２２  制御器
２３  ノズル
【図１】
2014060295.tif 000003
【図２】
2014060295.tif 000004
【図３】
2014060295.tif 000005
【図４】
2014060295.tif 000006
【図５】
2014060295.tif 000007
【図６】
2014060295.tif 000008