(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤソーにスラリーを供給するスラリー供給装置にスラリーを補給するためのスラリー補給方法であって、ワークの切断処理途中にスラリーを補給するにあたり、ワイヤソーで切断処理されるワークの大きさに応じた時間間隔および／または流量で、スラリーを補給することを特徴とするスラリー補給方法。
【請求項２】
スラリーを貯留する補給タンクと、この補給タンク内のスラリーを汲み上げるポンプと、このポンプによって汲み上げられるスラリーを循環させるスラリー循環パイプと、このスラリー循環パイプの途中に連結され前記スラリー循環パイプを流れるスラリーを、ワイヤソーにスラリーを供給するスラリー供給装置に補給するスラリー補給パイプと、このスラリー補給パイプの途中に設けられたバルブと、前記スラリー補給パイプにて前記スラリー供給装置に補給されるスラリーの量を計量する計量手段と、切断処理されるワークの大きさに応じたスラリー補給時間間隔を設定するスラリー補給時間設定手段と備え、前記スラリー補給時間設定手段で設定された時間間隔で、ワークの切断処理途中に、スラリーをスラリー供給装置に補給するように構成されていることを特徴とするスラリー補給装置。
【請求項３】
前記スラリー補給パイプが複数設けられ、各スラリー補給パイプはそれぞれ別のスラリー供給装置にスラリーを適宜に補給するように構成されていることを特徴とする請求項２記載のスラリー補給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体単結晶や磁性材料あるいは石英、セラミック等の被加工物（「ワーク」という）を切断してウェーハ等を作製するためのワイヤソーに関するもので、さらに詳しくは、ワークの切断処理の際にスラリー供給装置にスラリーを補給するスラリー補給方法およびスラリー補給装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、ワークである半導体インゴットを切断してウェーハを作製するのにワイヤソーが用いられている。このワイヤソーは、切断用ワイヤの繰出しや巻取りを行うリールボビンと、切断用ワイヤが巻き掛けられる溝付きローラと、スラリーを供給するスラリー供給装置を備えている。
【０００３】
ところで、従来、スラリー供給装置では、スラリーを循環させて繰返し使用している。すなわち、ワイヤソーに供給されたスラリーはタンクに回収され、ポンプで再び汲み上げられてワイヤソーに供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スラリー中に含まれる砥粒は、切断処理が進むにあたってその粒径が小さくなる。その結果、切断処理が進むにあたって切断処理条件が変わり、ワーク間の厚さにバラツキが生じてしまうことになる。そこで、従来、いくつかのワークを切断処理した後に、スラリー供給装置におけるスラリーの全量を交換することとしていた。ところが、ワークの大きさ、例えば半導体シリコンウェーハなどで大口径および長尺のものの場合には、１つのワークを切断処理する間に、切断処理条件が変化するので、面内の厚さバラツキが生じ、平坦度が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、ワイヤソーで切り出されるウェーハの平坦度の向上が図れるスラリー補給方法およびスラリー補給装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のスラリー補給方法は、ワイヤソーにスラリーを供給するスラリー供給装置にスラリーを補給するためのスラリー補給方法であって、ワークの切断途中にスラリーを補給するにあたり、ワイヤソーで切断処理されるワークの大きさに応じた時間間隔および／または流量で、スラリーを補給することを特徴とする。
このスラリー補給方法によれば、ワークの切断途中にスラリーを補給しているので、ワークの切断処理条件を切断処理中にほぼ同じに保つことができる。したがって、切り出されたウェーハの厚みムラがなくなり、ウェーハの平坦度の向上が図れることになる。
【０００７】
また、この場合の「ワークの大きさ」とはワークの径や長さであるが、より詳細には、ワイヤソーによって切断されるワークの切断長を意味している。この切断長が大きければそれだけ砥粒の消耗が激しくなるからである。したがって、ワークの切断長が切断に伴って変化するもの、例えばワークが柱状のものの切断にあっては、切断長は切断当初と切断終了間近では小さく、その間で切断長が最大となるので、切断長が最大となるところで頻繁にスラリーを補給するようにしても良いし、また、スラリーを多く補給しても良い。
このスラリー補給方法によれば、ワークの大きさに応じた時間間隔および／流量で、スラリーを補給するようにしたので、さらにウェーハの厚みムラがなくなり、ウェーハの平坦度の向上が図れることになる。
【０００８】
請求項２記載のスラリー補給装置は、スラリーを貯留する補給タンクと、この補給タンク内のスラリーを汲み上げるポンプと、このポンプによって汲み上げられるスラリーを循環させるスラリー循環パイプと、このスラリー循環パイプの途中に連結され前記スラリー循環パイプを流れるスラリーを、ワイヤソーにスラリーを供給するスラリー供給装置に補給するスラリー補給パイプと、このスラリー補給パイプの途中に設けられたバルブと、前記スラリー補給パイプにて前記スラリー供給装置に補給されるスラリーの量を計量する計量手段と、切断処理されるワークの大きさに応じたスラリー補給時間間隔を設定するスラリー補給時間設定手段と備え、前記スラリー補給時間設定手段で設定された時間間隔で、ワークの切断処理途中に、スラリーをスラリー供給装置に補給するように構成されていることを特徴とする。ここで、計量手段としては、レベルセンサが付設された計量カップや、フローコントロールバルブなどが用いられる。
このスラリー補給装置によれば、ワークの大きさに応じた時間間隔で、スラリーを補給するようになっているので、請求項１記載の補給方法と同様の効果を得ることができる。
【０００９】
請求項３記載のスラリー補給装置は、請求項２記載のスラリー補給装置において、前記スラリー補給パイプが複数設けられ、各スラリー補給パイプはそれぞれ別のスラリー供給装置にスラリーを補給するようになっていることを特徴とする。
このスラリー補給方法によれば、１台のスラリー補給装置で複数のスラリー供給装置に、かつそれぞれに見合ったスラリーの補給ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において符号１はワイヤソーを示し、このワイヤソー１には、切断用ワイヤ２の繰出しや巻取りを行うリールボビン（図示せず）と、切断用ワイヤ２が巻き掛けられる溝付きローラ３と、スラリーを供給するスラリー供給装置４が付設されている。
【００１１】
このうち、スラリー供給装置４は、スラリーが貯留されるスラリー供給タンク４０と、このスラリー供給タンク４０内のスラリーを撹拌する撹拌器４１と、スラリー供給タンク４０内のスラリーを汲み上げるポンプ４２と、このポンプ４２で汲み上げたスラリーをワイヤソー１上まで導くスラリー供給パイプ４３と、このスラリー供給パイプ４３先に取り付けられスラリーをワイヤソー１に向けて噴射するスラリー噴射ノズル４４と、ワイヤソー１に噴射されたスラリーを回収してスラリー供給タンク４０に戻すスラリー回収パイプ４５とを備えている。また、このスラリー供給装置４は、スラリー供給タンク４０内のスラリーを排出して廃液ピット５へ送るドレンパイプ４６を備えている。このドレンパイプ４６は、特に限定はされないが、スラリー供給タンク４０から溢れ出たスラリーを排出して廃液ピット５（図２）へ送るようになっているが、スラリーレベルによらずにバルブを開いて強制的にスラリーを排出させるようにしても良いことは勿論である。
【００１２】
本発明では、このようなスラリー供給装置４が複数のワイヤソー１に対応して図２に示すように複数台設けられている。そして、これら複数台のスラリー供給装置４には１台のスラリー補給装置６が付設されている。このスラリー補給装置６は、スラリーが貯留されるスラリー貯留タンク６０と、スラリー貯留タンク６０内のスラリーを汲み上げるポンプ６２と、このポンプ６２で汲み上げたスラリーを循環させるスラリー循環パイプ６３と、このスラリー循環パイプ６３に分岐して設けられた複数のスラリー補給パイプ６４とを備えている。各スラリー補給パイプ６４には図１に示すようにノーマルクローズのバルブ１５、計量カップ１６およびノーマルオープンのバルブ１７が付設されている。また、計量カップ１６には図３に示すようにハイレベルセンサー１６ａ、ローレベルセンサー１６ｂが付設され、これらセンサー１６ａ，１６ｂによって補給するスラリーの量が計られるようになっている。
【００１３】
次に、スラリー供給装置４およびスラリー補給装置６の制御方法について説明すれば、スラリー供給装置４およびスラリー補給装置６はコンピュータ制御されるようになっている。
【００１４】
スラリー供給装置４およびスラリー補給装置６を制御するコンピュータ７（図４）は中央演算装置（ＣＰＵ）７ａ、ＲＯＭ７ｂ、ＲＡＭ７ｃを備えている。特に限定はされないが、ＲＯＭ７ｂおよびＲＡＭ７ｃにはスラリー供給装置４およびスラリー補給装置６の各種機器を制御するための各種情報が内蔵されている。このコンピュータ７には、ワークフィーダ８ａ、フィーダセンサー８ｂ、ポンプ４２，６２、バルブ１５，１７、ハイレベルセンサー１６ａ、ローレベルセンサ１６ｂ、タイマー９、警報機１０などが接続されている。
【００１５】
続いて、このコンピュータ７によって行われるスラリー供給装置４およびスラリー補給装置６の制御の仕方について図５を用いて説明する。
【００１６】
まず、キーボード等により、これから切断処理すべきワークＷのワーク情報を入力する。または、コンピュータ７に予め種々のワーク情報が格納されている場合には、これから切断処理すべきワークＷのワークナンバーを入力する。この場合のワーク情報は、ワークＷの径、長さまたはそれらに基づく切断長など、ワークＷの大きさに係わるデータである。このワーク情報が入力されると、ＣＰＵ７ａによって所定の演算がなされ、ワークフィーダ８の下降速度や、スラリーの補給時間間隔およびスラリー補給量などが求められる。そして、求められた情報はＲＡＭ７ｃに格納される。
【００１７】
次に、ワークフィーダ８ａにワークをセットする。この作業は人手によって行うか、あるいは機械によって行う。なお、この作業は、先ほどのキーボード等からのワーク情報の入力前に行っても良い。
【００１８】
この状態で、ワイヤソー１を動作させると、ワークＷがセットされたワークフィーダ８ａが下降を始める。この場合のワークフィーダ８ａの下降は、先ほどＣＰＵ７ａで求めＲＡＭ７ｃに格納された情報に従った速度で行われる。また、ワークフィーダ８ａが下降を始めると、この下降がフィーダセンサー８ｂによって感知され（Ｓ１）、タイマー９が作動する（Ｓ２）。このタイマー９には、スラリー補給までの時間が設定されている。この設定時間は、先ほどＣＰＵ７ａで求めＲＡＭ７ｃに格納された情報に従った時間間隔に基づき定められる。
【００１９】
タイマー９はスラリー補給時間を監視し（Ｓ３）、スラリー補給時間が到来したなら一方のバルブ１７が閉じられ（Ｓ４）、他方のバルブ１５が開けられる（Ｓ５）。これによって、計量カップ１６に補給用のスラリーが入り込める状態となる。この時タイマー９が作動する（Ｓ６）。このタイマー９には計量カップ１６をスラリーが十分に満たすことが可能な時間が設定される。そして、計量カップ１６に入った補給用のスラリーの量がハイレベルセンサー１６ａによって監視され（Ｓ７）、所定の時間内に補給用のスラリーが計量カップ１６に所定量入った場合には、それがハイレベルセンサー１６ａによって感知され、一方のバルブ１５が閉じられ（Ｓ８）、他方のバルブ１７が開けられる（Ｓ９）。もし、所定の時間内に補給用のスラリーが計量カップ１６に所定量入らない場合には、警報機１０からアラームが発しられる。
【００２０】
Ｓ８で一方のバルブ１５が閉じられ、Ｓ９で他方のバルブ１６が開けられると、タイマー９が作動する（Ｓ１０）。このタイマー９には計量カップ１６内のスラリーが十分に排出可能な時間が設定される。そして、計量カップ１６から排出される補給用のスラリーの量がローレベルセンサー１６ｂによって監視され（Ｓ１１）、所定の時間内に補給用のスラリーが計量カップ１６から所定量排出された場合には、それがローレベルセンサー１６ｂによって感知される（Ｓ１２）。もし、所定の時間内に補給用のスラリーが計量カップから所定量排出されない場合には、警報機１０からアラームが発しられる。
【００２１】
以上のスラリー供給装置４およびスラリー補給装置６によって行われるスラリー供給方法および補給方法によれば、ワークＷの切断処理途中にスラリーを補給しているので、ワークＷの切断処理条件を切断処理中ほぼ同じに保つことができる。したがって、切り出されたウェーハの厚みムラがなくなり、ウェーハの平坦度の向上が図れることになる。
【００２２】
図６には、スラリーの途中補給を行った場合と、途中補給を行わない場合とのワーク（半導体シリコンウェーハ）の厚さムラの比較例が示されている。スラリーの途中補給を行わないものでは、切断処理の直前に、スラリー供給装置の全体のスラリーを交換した。この図から、スラリーの補給を行った場合には、ウェーハの厚さムラが著しく改善されていることが分かる。つまり、切断方向で見た厚さムラが、途中補給を行わない場合には２０μｍであるのに対して、途中補給を行った場合には１２μｍに改善された。なお、この場合、径が８インチで長さ２００ｍｍのワークを切断速度５００μｍ／ｍｉｎ程度で切断し、スラリーの補給は１リットルずつ計量し、切断処理中６０回補給した。また、スラリー供給装置のスラリーの全量を１６０リットルとした。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
【００２４】
例えば、前記実施形態では、ワークＷの大きさに応じて補給の時間間隔を変更する場合について説明したが、時間間隔は一定にしてまたは時間間隔の変更と合わせてその補給流量を変更するようにしても良い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の代表的なものの効果について説明すれば、ワイヤソーにスラリーを供給するスラリー供給装置にスラリーを補給するためのスラリー補給方法であって、ワークの切断処理途中にスラリーを補給するようにしたので、ワークの切断処理条件を切断処理中にほぼ同じに保つことができる。したがって、切り出されたウェーハの厚みムラがなくなり、ウェーハの平坦度の向上が図れることになる。
また、ワイヤソーで切断処理されるワークの大きさに応じた時間間隔および／または流量で、スラリーを補給するようにしたので、さらにウェーハの厚みムラがなくなり、ウェーハの平坦度の向上が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤソーおよびスラリー供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るワイヤソー、スラリー供給装置およびスラリー補給装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係るスラリー補給装置の一部の概略構成図である。
【図４】本発明に係るスラリー補給装置の制御系のブロック図である。
【図５】本発明に係るスラリー補給装置によって行われる制御フローを示す図である。
【図６】本発明に係るスラリー補給方法と従来の方法とによって得られたウェーハの厚さムラを示す図である。
【符号の説明】
１    ワイヤソー
４    スラリー供給装置
６    スラリー補給装置
【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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