(57)【要約】【課題】被加工物の反りを安定して小さくすることができ、かつ後工程の研磨において平坦度の向上が図れるワイヤソーを提供する。【解決手段】本ワイヤソーは、ローラ機構部と、ワーク保持機構部を具備するワイヤソーにおいて、ローラ機構部とワーク保持機構部の相対位置を測定する位置検知手段と、位置検知手段からの位置情報に基づき、相対位置の変化に応じて被加工物を面内で移動させる相対位置制御手段を有し、ワイヤに対する被加工物の長軸方向の相対位置を制御しながら被加工物を切断する。【選択図】  図１
2005103683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に設けられた複数個の溝付ローラとこれらの溝付ローラ間に張設されたワイヤを有するローラ機構部と、前記ワイヤに押圧されて切断される被加工物を保持するワーク保持機構部を具備するワイヤソーにおいて、前記ローラ機構部とワーク保持機構部の相対位置を測定する位置検知手段と、前記位置検知手段からの位置情報に基づき、相対位置の変化に応じて被加工物を面内で移動させる相対位置制御手段を有し、前記ワイヤに対する被加工物の長軸方向の相対位置を制御しながら被加工物を切断することを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤソーにおいて、前記位置検知手段は、前記ローラ機構部の溝付ローラ端部と、ワーク保持機構部の被加工物が取り付けられるワーククランプ部端部間を測定することを特徴とするワイヤソー。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワイヤソーにおいて、被加工物の長軸方向位置を、事前に切断した被加工物の切断方向の直径上におけるうねり形状情報に基づいて、うねり形状を打ち消すようにコンピュータ制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
請求項１または２に記載のワイヤソーにおいて、前記相対位置制御手段は、装置架台に取り付けられた温度制御機構であることを特徴とするワイヤソー。
【請求項５】
請求項１または２に記載のワイヤソーにおいて、前記相対位置制御手段は、ワークプレート、ワーククランプ部、溝付ローラおよび溝付ローラ軸受部の温度制御によることを特徴とするワイヤソー。
【請求項６】
請求項１または２に記載のワイヤソーにおいて、前記相対位置制御手段は、ワークプレートにスラリを流して行われるワークプレートの温度制御によることを特徴とするワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤソーに係わり、特に、ワイヤに対する被加工物の長軸方向の相対位置を制御しながら被加工物を切断することを特徴とするワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェーハの大口径化および高平坦化に伴い、単結晶インゴットの切断にはワイヤソーが一般的に使用されている。このワイヤソーは所定ピッチのワイヤ列に単結晶インゴットを押付け、砥粒を含むスラリを注ぎながら、ワイヤと単結晶インゴットを相対運動させ、研削作用によって多数のウェーハを同時に切断する装置である。
【０００３】
ワイヤソーの利点は、インゴットから一度に多数のウェーハを同時に切断することができるため生産性が高く、また同時切断により切断後のウェーハをほぼ同一形状に製造できるところにある。これに対して、ワイヤソーを用いる問題点としては、切断後のウェーハの反りが大きいことである。ワイヤソーでは、ワイヤを巻き掛ける溝付ローラのベアリング部において発生する摩擦熱や、インゴットをワイヤに押し付けた際に発生する摩擦熱が、装置主要部、インゴット自身および加工室内の温度を上昇させる。
【０００４】
この切断加工中の温度上昇により、インゴット及び装置各部は熱膨張し、インゴットとワイヤには相対的な位置ずれが生じ、これが切断されるウェーハが反りに影響を及ぼす原因となっている。
【０００５】
その対策として、従来はワイヤを巻き掛ける溝付ローラのベアリング部やハウジング部などに媒体を用いて温度上昇の影響を抑制しており、反りはある程度改善されていた。また、インゴットに温度制御されたスラリまたは空気を供給して、インゴットの温度を制御しながら切断を行なうことにより、さらに反りを改善することが行なわれていた。
【０００６】
しかしながら、切断後のウェーハに生じる反り形状には、インゴットの熱膨張や溝付ローラの膨張により生じるインゴットの長軸方向で大きさが変化する反り形状成分と、インゴットとワイヤとの相対位置が平行移動することにより生じるインゴットの短軸方向で同一となる反り形状成分が混在している。
【０００７】
上記のような反り対策は、インゴットの寸法、切断速度、砥粒及びスラリなどの加工条件によっては、加工中の発熱量に差が生じるため、反り形状にバラツキを生じる。また、インゴット及びローラベアリング部の温度上昇を適切に抑制できた場合、主に前者の反り成分を抑制する効果があるものの、後者に対する反り成分を抑制する効果は小さく、インゴットをワイヤに押し付けて切断を行なう際、インゴットの送りテーブルは機械精度及び熱変形によって、インゴットはワイヤに対して相対的に平行移動してしまうことが明らかとなっている。
【０００８】
切断加工後のウェーハの反りは、その後のラッピング及びエッチングなどの加工工程を経ても、修正することができずに、研磨工程における平坦度に影響を与える。研磨後のウェーハ平坦度は益々要求が厳しくなっており、従来に比べより平坦であることが望まれている。
【０００９】
そこで、被加工物の反りを安定して小さくすることができ、かつ後工程の研磨において平坦度の向上が図れるワイヤソーが要望されていた。
【００１０】
なお、特許文献１には、ワイヤーリール、ワイヤー案内装置、複数のガイドローラ、ダンサローラが、ワイヤー列を挟んで左右対称に架台に配置されたワイヤソーが提案されている。しかし、特許文献１のワイヤソーは、架台に熱変形が生じても、その熱変形を受ける方向がワイヤー列のワイヤー走り方向と一致するため、切断されるウェーハの反り精度に影響を及ぼしにくくするものであるが、ワイヤに対する被加工物の長軸方向の相対位置を制御しながら被加工物を切断するワイヤソーでないため、インゴットのワイヤに対する平行移動成分をインゴットの長軸方向位置の制御によって補正することが不充分であり、被加工物の反りを安定して小さくすることができない。
【００１１】
また、特許文献２には、インゴットへのワイヤの切り込み位置を位置センサにより検出し、その検出データに基づき、冷媒温度調整手段によって、予めインゴットに対するワイヤの切り込み位置に応じて設定された温度に達するまで、各軸受の冷媒流路を流れる冷媒の温度を変更する。冷媒の温度を下げると、各軸受が冷却され、また、冷媒の温度を上げることにより、各軸受の温度を高めることができ、これにより、ワイヤ列を構成するワイヤ全体の走行位置のずれが抑えられ、ウェーハの反りが小さくなるワイヤソーが提案されている。しかし、特許文献２のワイヤソーは、単に軸受部を冷却する方法であり、ワイヤに対する被加工物の長軸方向の相対位置を制御しながら被加工物を切断するワイヤソーでないため、インゴットのワイヤに対する平行移動成分をインゴットの長軸方向位置の制御によって補正することが不充分であり、被加工物の反りを安定して小さくすることができない。
【特許文献１】特開平８−７１９０９号公報（段落［０００８］、［００１６］、図２）
【特許文献２】特開２００３−１４５４０６号公報（段落［００１１］、［００３１］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、被加工物の反りを安定して小さくすることができ、かつ後工程の研磨において平坦度の向上が図れるワイヤソーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、回転自在に設けられた複数個の溝付ローラとこれらの溝付ローラ間に張設されたワイヤを有するローラ機構部と、前記ワイヤに押圧されて切断される被加工物を保持するワーク保持機構部を具備するワイヤソーにおいて、前記ローラ機構部とワーク保持機構部の相対位置を測定する位置検知手段と、前記位置検知手段からの位置情報に基づき、相対位置の変化に応じて被加工物を面内で移動させる相対位置制御手段を有し、前記ワイヤに対する被加工物の長軸方向の相対位置を制御しながら被加工物を切断することを特徴とするワイヤソーが提供される。これにより、被加工物の反りを安定して小さくすることができ、かつ後工程の研磨において平坦度の向上が図れるワイヤソーが実現される。
【００１４】
好適な一例では、前記位置検知手段は、前記ローラ機構部の溝付ローラ端部と、ワーク保持機構部の被加工物が取り付けられるワーククランプ部端部間を測定する。これにより、ローラ機構部とワーク保持機構部の相対位置（両者の距離）は、正確に測定される。
【００１５】
また、他の好適な一例では、被加工物の長軸方向位置を、事前に切断した被加工物の切断方向の直径上におけるうねり形状情報に基づいて、うねり形状を打ち消すようにコンピュータ制御する。これにより、インゴットとワイヤとの相対位置ずれを極めて小さくできる。
【００１６】
また、他の好適な一例では、前記相対位置制御手段は、装置架台に取り付けられた温度制御機構である。これにより、切断中に生じるインゴットとワイヤとの相対位置変化を測定しながら、インゴットのワイヤに対する平行移動成分をインゴットの長軸方向位置の制御によって補正できる。
【００１７】
また、他の好適な一例では、前記相対位置制御手段は、ワークプレート、ワーククランプ部、溝付ローラおよび溝付ローラ軸受部の温度制御による。これにより、切断中に生じるインゴットとワイヤとの相対位置変化を測定しながら、インゴットのワイヤに対する平行移動成分をインゴットの長軸方向位置の制御によって補正できる。
【００１８】
また、他の好適な一例では、前記相対位置制御手段は、ワークプレートにスラリを流して行われるワークプレートの温度制御による。これにより、インゴットＷの反り及び厚さムラを抑制し、高精度の切削が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係わるワイヤソーによれば、被加工物の反りを安定して小さくすることができ、かつ後工程の研磨において平坦度の向上が図れるワイヤソーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係わるワイヤソーの第１実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明に係わるワイヤソーの斜視状態を示す概念図、図２はその正面状態を示す概念図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明に係わるワイヤソー１は、回転自在に設けられた３個の溝付ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｂ）とこれらの溝付ローラ２間に張設されたワイヤ３ａからなるワイヤ列３を有するローラ機構部４と、ワイヤ３ａに押圧されて切断される被加工物（例えば単結晶インゴット）Ｗを保持するワーク保持機構部１１と、ワーク送り機構部５を具備し、ワーク保持機構部１１はワーク送り機構部５に移動可能に取り付けられており、ローラ機構部４及びワーク送り機構部５は装置架台６に取り付けられている。
【００２３】
また、ローラ機構部４とワーク保持機構部１１の相対位置を測定する位置検知手段７が、ワーク保持機構部１１に設けられ、位置検知手段７からの位置情報に基づき、相対位置の変化に応じて被加工物を面内で移動させる相対位置制御手段としてのワーク送り機構部５を有している。
【００２４】
３個の溝付ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｂ）のうち、溝付ローラ２ａは図４に示すローラ駆動モータ９により駆動されるドライブローラであり、他の溝付ローラ２ｂ、２ｂはドリブンローラであり、ワイヤ列３のワイヤ３ａをドライブローラである溝付ローラ２ａの駆動により往復運動させるようになっている。また、単結晶インゴットＷの切断時にスラリ供給装置１０に接続されたスラリ供給口１０ａからワイヤ列３または溝付ローラ２にスラリを供給するようになっている。
【００２５】
さらに、ワイヤ列３に対向する上方には、上記ワーク保持機構部１１が設けられており、このワーク保持機構部１１は、ワイヤ列３上にインゴットＷをベース１２ａを介して位置決めし固定保持するプレート１２ｂと、このプレート１２ｂを昇降自在にするワーククランプ部１３を有している。また、ワーク送り機構部５はワーククランプ部１３を昇降させるＹテーブル機構１４であるサーボモータ１４ａとボールネジ１４ｂとリニアガイド１４ｃを有している。また、ワーククランプ部１３は、プレート１２ｂ、ベース１２ａを介してワーククランプ部１３に取り付けられた単結晶インゴットＷをその長軸方向に移動可能にし、かつ相対位置制御手段として用いられるＸテーブル機構８に取り付けられており、このＸテーブル機構８はサーボモータ８ａとボールネジ８ｂとリニアガイド８ｃを有し、サーボモータ８ａにより微小量のＸ軸方向駆動を行うようになっている。これにより、切断中に生じる単結晶インゴットＷとワイヤ３ａとの相対位置変化を測定しながら、単結晶インゴットＷのワイヤ３ａに対する平行移動成分を単結晶インゴットＷの長軸方向位置の制御によって補正できる。
【００２６】
次に単結晶インゴットＷの長軸方向の制御機構を説明する。
【００２７】
ワーククランプ部１３の両端には、位置検知手段７の一部としてのレーザ距離計７ａが設けられており、さらに、溝付ローラ２が配設されたハウジング部１５に取り付けられ位置検知手段７の一部としての基準ゲージ７ｂが設けられており、ローラ機構部４とワーク保持機構部１１の相対位置、例えば、ローラ機構部４の溝付ローラ両端部とワーク保持機構部１１のワーククランプ１３両端部間の距離ｄの測定ができるようになっている（図２）。これにより、ローラ機構部４とワーク保持機構部１１の相対位置（両者の距離）は、正確に測定される。なお、本実施形態では、位置検出手段の一部として２個のレーザ距離計を設けた例で説明したが、１個設けワーククランプ部の片端で基準ゲージとワーククランプ部との距離を測定するようにしてもよい。
【００２８】
位置検知手段７としてのレーザ距離計７ａは、図３に示すように、基準ゲージ７ｂに対向して設けられ、発光素子ドライバー７ａ１に制御され、レーザ光を発振する発光素子７ａ２と、この発光素子７ａ２の光軸上に設けられた投光レンズ７ａ３と、上記光軸の基準ゲージ７ｂに対する反射光軸上に設けられた結像レンズ７ａ４と、反射光軸上のポジションセンサ７ａ５と、このポジションセンサ７ａ５からの位置情報を処理する信号処理手段７ａ６とを有しており、この信号処理手段７ａ６はワイヤソー全体を制御し図４に示す制御装置１６に接続されている。なお、発光素子７ａ２、投光レンズ７ａ３、結像レンズ７ａ４、ポジションセンサ７ａ５は、一体的にケーシングに収納されて検出ヘッド７ａ７を形成している。制御装置１６は図４に示すようにローラ駆動モータ９、スラリ供給装置１０を制御すると共に、ＣＰＵ１６ａがＲＯＭ１６ｂ及びＲＡＭ１６ｃとデータのやりとりを行ないながらＲＯＭ１６ｂに記憶されている制御プログラムの実行及びレーザ距離計７ａからの距離情報（相対位置情報）に基づき、Ｘテーブル機構サーボモータ８ａ、Ｙテーブル機構サーボモータ１４ａを制御することによって、単結晶インゴットの長軸方向位置を、事前に切断した被加工物の切断方向の直径上におけるうねり形状を測定し予め記憶されたデータに基づいて、うねり形状を打ち消すようにコンピュータ制御できるようになっている。
【００２９】
次に本発明に係わるワイヤソーを用いた単結晶インゴットの切断方法について説明する。
【００３０】
インゴットＷをベース１２ａに保持し、ワーククランプ部１３に取り付けられたプレート１２ｂに位置決め後固定保持し、Ｙテーブル機構１４を作動させてインゴットＷをワイヤ列３に押圧し、スラリをワイヤ列３または溝付ローラ２に供給しながらワイヤ３を送りインゴットＷを所定の厚さに切断する。
【００３１】
この切削工程において、位置検知手段としてのレーザ距離計７ａ及び基準ゲージ７ｂにより、溝付ローラ両端部とワーククランプ部両端部の相対位置を測定しつつ、この相対位置情報を制御装置１６に入力し、制御装置１６を介して相対位置制御手段としてのＸテーブル機構８を制御し、相対位置変化に応じてインゴットＷの長軸方向位置を制御しながらインゴットＷを切断する。切断中に測定される溝付ローラの両端部とワーククランプ部両端部の相対位置の変化量が、両端部で等しくなるように制御するのが好ましい。また、インゴットの長軸方向位置を、事前に切断したインゴットの切断方向の直径上におけるうねり形状を測定し予め記憶されたデータに基づいて、うねり形状を打ち消すように次回加工においてコンピュータ制御してもよい。このように、切断中に生じる単結晶インゴットＷとワイヤ３ａとの相対位置変化を測定しながら、インゴットＷのワイヤ３ａに対する平行移動成分をインゴットＷの長軸方向位置の制御によって補正するために、単結晶インゴットＷとワイヤ３ａとの相対位置ずれを極めて小さくすることができる。従って、切断後のウェーハに生じる反り形状において、単結晶インゴットＷとワイヤ３ａとの平行移動により生じる反り形状成分を小さくすることが可能となり、ウェーハ全体の反りを小さくすることができ、後工程の研磨後の平坦度は大幅に改善できる。
【００３２】
インゴットの長軸方向位置は、切断中に測定される溝付ローラの両端部とワーククランプ部両端部の相対位置の変化量が、共に等しくなるように制御されるのが好ましい。但し、インゴット、プレート、ワーククランプ部、溝付ローラ、溝付ローラ軸受部および装置架台の温度制御条件や、ワイヤソーの構造及び切断加工条件によっては、必ずしも相対位置変化量が両端で等しくなるようにすることが好ましいとは限らない。この場合は、予め切断されたウェーハの切断方向の直径上におけるうねり形状測定結果に基づき、うねり形状を打ち消すようにインゴットの長軸方向位置を制御することが好ましい。さらに、これ以降の切断では、うねり形状を打ち消すようにインゴットの長軸方向位置を制御したときの相対位置変化を再現するように、インゴット及びワイヤとの相対位置を制御すればよい。
【００３３】
上記のように本実施形態によれば、安定してインゴットとワイヤとの相対位置変化を極めて小さくすることが可能となり、その結果ウェーハの反りを極めて小さくすることができる。これにより、従来よりも一層高精度な切断加工が可能となり、後工程の研磨におけるウェーハの平坦度がより一層改善され、製品歩留の向上とコストダウンが図れる。
【００３４】
また、本発明のワイヤソーの第２実施形態について説明する。
【００３５】
上記第１実施形態は相対位置制御手段が、ワーク保持機構部に設けられるのに対して、本第２実施形態はローラ機構部に設けられる。
【００３６】
例えば、図５に示すように第２実施形態のワイヤソー１Ａは、ローラ機構部４Ａと、Ｙテーブル機構１４Ａからなるワーク送り機構部５Ａに移動可能に取り付けられているワーク保持機構部１１Ａを具備し、さらに、ローラ機構部４Ａとワーク保持機構部１１Ａの相対位置を測定する位置検知手段７Ａと、ローラ機構部４Ａに設けられ、位置検知手段７Ａからの位置情報に基づき、相対位置の変化に応じてインゴットＷを面内で移動させる相対位置制御手段としてのＸテーブル機構８Ａを有している。このＸテーブル機構８Ａは、サーボモータ８Ａａとボールネジ８Ａｂとリニアガイド８Ａｃを有し、サーボモータ８Ａａにより微小量のＸ軸方向駆動を行なうようになっている。
【００３７】
従って、切削時において、レーザ距離計７Ａａ及び基準ゲージ７Ａｂにより、溝付ローラ両端部とワーククランプ部両端部の相対位置を測定しつつ、Ｘテーブル機構８Ａを制御し、相対位置変化に応じてインゴットＷの長軸方向位置を制御しながらインゴットＷを切断する。これにより、切断後のウェーハに生じる反り形状において、インゴットとワイヤとの平行移動により生じる反り形状成分を小さくすることが可能となり、ウェーハ全体の反りを小さくすることができ、後工程の研磨後の平坦度は大幅に改善できる。他の構成は図１に示すワイヤソーと異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００３８】
また、本発明のワイヤソーの第３実施形態について説明する。
【００３９】
上記第１実施形態は、相対位置制御手段としてのＸテーブル機構がワーク保持機構部に設けられるのに対して、本第３実施形態は相対位置制御手段として装置架台に温度制御手段を設ける。
【００４０】
例えば、図６に示すように、第３実施形態のワイヤソー１Ｂは、装置架台６Ｂに相対位置制御手段として装置架台内部に温度制御手段８Ｂが設けられている。この温度制御手段８Ｂは温度媒体流路８Ｂ１あるいは加熱用ヒータ８Ｂ２が用いられ、温度制御手段８Ｂは被加工物の長軸方向と直交する方向（垂直方向）に配設されている。従って、インゴットの長軸方向と直交する方向に加熱して、意図的に熱変形を与えることにより、位置検出手段としてのレーザ距離計７Ｂａ及び基準ゲージ７Ｂｂからの距離情報に基づき、インゴットＷとワイヤ３Ｂとの相対位置を制御する。これにより、切断後のウェーハに生じる反り形状において、インゴットとワイヤとの平行移動により生じる反り形状成分を小さくすることが可能となり、ウェーハ全体の反りを小さくすることができ、後工程の研磨後の平坦度は大幅に改善できる。
【００４１】
また、本発明のワイヤソーの第４実施形態について説明する。
【００４２】
上記第３実施形態は、相対位置制御手段として装置架台に温度制御手段を設けるのに対して、本第４実施形態は相対位置制御手段として、ワークプレート、ワーククランプ部、溝付きローラおよび溝付きローラ軸受部のいずれか一つ、または複数個に対して、温度制御手段を設ける。
【００４３】
例えば、図７に示すように、第４実施形態のワイヤソー１Ｃは、相対位置制御手段としての温度制御手段８Ｃ１がワーククランプ部１３Ｃに媒体流路の形態で設けられ、また、ローラ軸受部の近傍のハウジング部１５Ｃに相対位置制御手段としての温度制御手段８Ｃ２が媒体流路の形態で設けられている。従って、媒体流路を流れ媒体により、ワーククランプ部１３Ｃ、ローラ軸受部近傍のハウジング部１５Ｃの温度制御を行ない、意図的に熱変形を制御することにより、位置検出手段としてのレーザ距離計７Ｃａ及び基準ゲージ７Ｃｂからの距離情報に基づき、インゴットＷとワイヤ３Ｃとの相対位置を制御する。これにより、切断後のウェーハに生じる反り形状において、インゴットとワイヤとの平行移動により生じる反り形状成分を小さくすることが可能となり、ウェーハ全体の反りを小さくすることができ、後工程の研磨後の平坦度は大幅に改善できる。
【００４４】
また、本発明のワイヤソーの第５実施形態について説明する。
【００４５】
本第５実施形態は、上記第４実施形態における相対位置制御手段である温度制御は、ワークプレートにスラリを供給して行われる。
【００４６】
例えば、図８に示すように、本５実施形態のワイヤソー１Ｄは、温度センサＳＤが取り付けられたワークプレート１２Ｄｂに、その上面から下面に至る貫通孔１２Ｄｂ１を多数穿設し、また、ワークプレート１２Ｄｂの上方に設けられたスラリ供給口１０Ｄａと、ワイヤ列３Ｄ上方にスラリ供給口１０Ｄａをそれぞれ設ける。従って、スラリ供給口１０Ｄａからワイヤ列３Ｄにスラリを供給し、スラリ供給口１０Ｄａからスラリをワークプレート１２Ｄｂの上面、貫通孔１２Ｄｂ１を通して下面に流し、温度センサｓＤで温度検知しながら、ワークプレート１２Ｄｂの温度を制御し、さらに、整流板１２Ｄｃ、ベース１２ａの側面を介してインゴットＷに供給し、インゴットＷの温度を制御するようになっている。これにより、インゴットＷの反り及び厚さムラを抑制し、高精度の切削が可能となる。
【００４７】
なお、本発明に係わるワイヤソーは、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせ、相対位置制御手段をＸテーブル機構部と送りテーブル機構で形成してもよく、また、第１実施形態と第４実施形態とを組み合わせ、相対位置制御手段をＸテーブル機構部と、ワークプレート、ワーククランプ部、溝付きローラおよび溝付きローラ軸受部のいずれか一つ、または複数個に対して設けられた温度制御手段とで形成するようにしてもよく、さらに、各実施形態の組み合わせを行なっても本発明の効果が得られる。
【実施例】
【００４８】
本発明のワイヤソー及び従来のワイヤソーを用いて、シリコン単結晶インゴットの切断を行ない、ウェーハの反り状態を確認し、発明の効果を確認した。
【００４９】
従来例：  相対位置制御手段を有さず、また、被加工物およびワークプレートの温度制御を行なわない従来のワイヤソーを用いて切断加工した。被加工物には直径２００ｍｍのシリコン単結晶インゴットを使用し、ワイヤにはピアノ線を、スラリにはＳｉＣの砥粒とクーラント液の混合液を使用し、スラリ供給装置からスラリを供給し、およそ４００枚の切断を行った。
【００５０】
結果；図９に得られたウェーハの切断方向における直径上の反り形状を被加工物の部位別に示す。図９からもわかるように、反り形状は、インゴットの長軸方向で異なっていることが明らかである。
【００５１】
実施例１  ：  図１に示すような本発明のワイヤソーを用いワーククランプ部と溝付ローラの相対変位測定を実施しながら、両端部における相対変位量が等しくなるように、インゴットの長軸方向位置を相対位置制御手段を用いて制御しつつ、およそ４００枚の切断を行なった。切削条件は上記従来例と同様である。
【００５２】
結果；図１０に得られたウェーハの切断方向における直径上の反り形状をインゴットの部位別に示す。図１０からもわかるように、反り形状は、インゴットの中央部に対して対称的な反り形状となっていることから、インゴットとワイヤとの平行移動による反り成分に対する効果が確認できる。
【００５３】
実施例２：  図１に示すような本発明のワイヤソーに加え、図８に示すようなワークプレートにスラリを流す本発明のワイヤソーを用い、２００ｍｍのシリコン単結晶インゴットを使用し、ワイヤにはピアノ線を、スラリにはＳｉＣの砥粒とクーラント液の混合液を使用し、スラリの流路を設けたワークプレートにスラリを流すと共に、スラリ供給装置からもスラリを供給し、実施例１と同様にインゴットの長軸方向位置を相対位置制御手段を用いて制御しつつ、およそ４００枚の切断を行なった。
【００５４】
結果；図１１に得られたウェーハの切断方向における直径上の反り形状をインゴットの部位別に示す。
【００５５】
従来例及び実施例１に比べ、極めて小さな反りを持つウェーハが得られている。インゴットとワイヤとの平行移動による反り成分が改善されることによって、さらなる反りのレベルアップが可能であることもわかった。
【００５６】
実施例３：  実施例２の反り形状測定結果から、相対位置制御手段の制御の条件出しを行ない、この条件データをＲＯＭに記憶し、インゴットの長軸方向位置制御に補正をかけて、インゴットとワイヤとの平行移動による反り成分をさらに改善することを狙い、実施例２と同様の条件で切断加工を行なった。
【００５７】
結果；図１２に得られたウェーハの切断方向における直径上の反り形状をインゴットの部位別に示す。図１２からもわかるように、図１１に示す実施例２の反り形状と比較し、さらに高精度な切断加工が実現できている。
【００５８】
実施例４：  図７に示す本発明のワイヤソーを用い、相対位置制御手段としてワークプレートに媒体を流す媒体流路を設け、実施例２と同様の切削条件でおよそ４００枚の切断を行なった。
【００５９】
結果；図１３に得られたウェーハの切断方向における直径上の反り形状をインゴットの部位別に示す。図１３からもわかるように、インゴット及びワークプレートの熱変形が抑制されたことにより、従来例に比べて反り形状が改善されている。
【００６０】
上記試験の切断加工により得られる反り形状からわかるように、ワイヤソーで切断されたウェーハの反り形状は、インゴットの熱膨張や溝付ローラの膨張により生じ、インゴットの長軸方向で大きさが変化する反り形を生じ、インゴットの長軸方向で同一となる反り形状成分とに分類することができ、溝付ローラの両端部とインゴットのワーククランプ部両端部の相対位置を測定しつつ、この相対位置変化に応じてインゴットの長軸方向（ワイヤ列に垂直な方向）位置を制御しながらインゴットを切断することにより、反りレベルを改善できることを検証した。さらに、ワークプレートの温度制御と同時に、溝付ローラの両端部とインゴットのワーククランプ部両端部の相対位置を測定しつつ、この相対位置変化に応じてインゴッの長軸方向（ワイヤ列に垂直な方向）位置を制御することにより、極めて高精度な切断加工ができることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係わるワイヤソーの第１実施形態の斜視状態を示す概念図。
【図２】本発明に係わるワイヤソーの第１実施形態の正面状態を示す概念図。
【図３】本発明に係わるワイヤソーに用いられる位置検知手段の概念図。
【図４】本発明に係わるワイヤソーに用いられる制御系統図。
【図５】本発明に係わるワイヤソーの第２実施形態の斜視状態を示す概念図。
【図６】本発明に係わるワイヤソーの第３実施形態の正面状態を示す概念図。
【図７】本発明に係わるワイヤソーの第４実施形態の正面状態を示す概念図。
【図８】本発明に係わるワイヤソーの第５実施形態の正面状態を示す概念図。
【図９】従来のワイヤソーを用いて切削したウェーハの反り形状をインゴットの部位別に示す試験結果図。
【図１０】本発明に係わるワイヤソーの一実施形態を用いて切削したウェーハの反り形状をインゴットの部位別に示す試験結果図。
【図１１】本発明に係わるワイヤソーの一実施形態を用いて切削したウェーハの反り形状をインゴットの部位別に示す試験結果図。
【図１２】本発明に係わるワイヤソーの一実施形態を用いて切削したウェーハの反り形状をインゴットの部位別に示す試験結果図。
【図１３】本発明に係わるワイヤソーの一実施形態を用いて切削したウェーハの反り形状をインゴットの部位別に示す試験結果図。
【符号の説明】
【００６２】
１  ワイヤソー
２  溝付ローラ
３  ワイヤ列
３ａ  ワイヤ
４  ローラ機構部
５  ワーク送り機構部
７  位置検知手段
７ａ  レーザ距離計
７ｂ  基準ゲージ
８  Ｘテーブル機構
１１  ワーク保持機構部
１２ａ  ベース
１２ｂ  ワークプレート
１３  ワーククランプ部
１４  Ｙテーブル機構
１５  ハウジング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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