WO2012144136A1 - ワイヤソーの運転再開方法及びワイヤソー - Google Patents

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices

Definitions

  • the present invention relates to a wire saw that presses and cuts a workpiece such as a semiconductor ingot while supplying slurry to the wire, and more particularly to a method for resuming the operation of the wire saw when the cutting is interrupted, and the wire saw.
  • a wire saw is known as means for cutting a workpiece such as a semiconductor ingot into a wafer.
  • a wire saw is known as means for cutting a workpiece such as a semiconductor ingot into a wafer.
  • a plurality of cutting wires are wound around a plurality of grooved rollers to form a wire row, the cutting wires are driven at high speed in the axial direction, and slurry is appropriately supplied.
  • the workpiece is cut and fed to the wire row so that the workpiece is simultaneously cut at each wire position.
  • the wire of the wire saw is made of a wire material having high wear resistance and tensile resistance and having high hardness such as a piano wire
  • the grooved roller is made of a resin having a predetermined hardness in order to prevent the wire from being damaged.
  • the wire may be disconnected at the time of cutting the workpiece due to wear or fatigue of the wire over time, and cutting of the workpiece may not be continued.
  • Patent Document 1 discloses that the grooved roller and the workpiece are supplied with temperature control media that are independently temperature controlled, so that the axial displacement amount of the grooved roller and the workpiece temperature are reduced.
  • a wire saw operating method and a wire saw are disclosed in which cutting is resumed after adjustment is made in the same manner as when the operation is interrupted. According to this method and apparatus, even when the wire repair process takes a long time, it is possible to avoid the occurrence of a step on the wafer surface due to the shrinkage of the grooved roller and the shrinkage of the workpiece.
  • An object of the present invention is to provide a method for resuming the operation of a wire saw that can reliably suppress deterioration of the lithography and complete the cutting, and prevent a failure in the nanotopography inspection, and the wire saw.
  • a wire wound around a plurality of grooved rollers is reciprocated in a predetermined cycle in the axial direction, and a cutting slurry is supplied to the wire.
  • the cutting of the workpiece is temporarily interrupted and then the cutting is resumed.
  • a step of cutting the workpiece while detecting the direction and speed of reciprocating travel of the wire and recording them in time series, and when resuming the cutting of the workpiece,
  • the reciprocating cycle of the wire and the travel time in the direction of the reciprocating movement of the wire until the interruption of the cutting of the workpiece are determined so that the reciprocating cycle is continuous before and after the interruption of the cutting of the workpiece.
  • Wire saw restarting operation method characterized by having a resume travel history control to cut based on the recorded wire process is provided.
  • the axial displacement amount of the grooved roller and the temperature of the workpiece are made the same as when the cutting of the workpiece is interrupted. It is preferable to adjust to. In this way, it is possible to avoid the occurrence of a step on the wafer cut surface due to the shrinkage of the grooved roller and the shrinkage of the workpiece, and the deterioration of nanotopography can be more effectively suppressed.
  • a wire wound around a plurality of grooved rollers and reciprocating in the axial direction, a slurry supply means for supplying a cutting slurry to the wire, and a workpiece cut into a wafer shape are provided.
  • a wire saw comprising a workpiece feeding means for pushing and cutting the wire against the reciprocating wire and further detecting the direction and traveling speed of the wire during the cutting of the workpiece Wire history recording means for recording in time series, and a control device for controlling the reciprocating direction of the wire, the traveling time in each direction, and the traveling speed so that the wire reciprocates in a predetermined cycle.
  • the control device causes the reciprocating cycle of the wire during the cutting of the workpiece.
  • a wire saw is provided which is controlled based on the above.
  • it further has a temperature adjustment medium supply means for supplying a temperature adjustment medium whose temperature is controlled independently to each of the grooved roller and the work, the temperature adjustment medium supply means before restarting the cutting of the work.
  • a temperature adjustment medium supply means for supplying a temperature adjustment medium whose temperature is controlled independently to each of the grooved roller and the work, the temperature adjustment medium supply means before restarting the cutting of the work.
  • the direction and traveling speed of the wire reciprocating are detected and recorded in time series, the workpiece is cut, and the workpiece cutting is interrupted.
  • the reciprocating cycle of the wire and the travel time in that direction are set so that the reciprocating cycle of the wire is continuous before and after the interruption of the cutting of the workpiece.
  • the present invention is not limited to this.
  • a problem arises that an uncorrectable step occurs on the wafer cutting surface.
  • the axial displacement of the grooved roller and the workpiece temperature are adjusted to the same as when the workpiece was interrupted, and then cut. How to resume is known.
  • the thickness shape of the cut wafer increases from the wire entry side to the removal side to the workpiece. It has a tapered shape, and the direction of the taper is a regular stepped shape that is inverted between a location where the wire is advanced and cut and a location where the wire is retracted and cut.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams schematically showing this state.
  • FIG. 3A is a side view of the cut surface of the workpiece, and shows a case where the traveling direction of the wire is reversed between the cutting of the A part and the cutting of the B part.
  • FIG. 3B is a diagram showing the relationship between the wafer position from the wire entry side and the thickness of the cut portion in the cutting of the A portion in this case.
  • the thickness shapes of the A portion and the B portion are shapes obtained by inverting the taper shape as described above. Such a regular stepped shape of the wafer cut surface is fine, and when the cutting is continuously performed, the nanotopography inspection does not cause a defect.
  • the inventor further studied and controlled the direction of reciprocation of the wire and the travel time in that direction so that the reciprocation cycle of the wire was continuous before and after the cutting of the workpiece was interrupted. By resuming the cutting, it is possible to suppress the deterioration of the nanotopography caused by the above causes and complete the cutting, and as a result, it is possible to prevent the failure in the nanotopography inspection.
  • the present invention has been completed.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the wire saw of the present invention.
  • a wire saw 1 of the present invention mainly includes a wire 2 for cutting a workpiece W, a grooved roller 3, a wire tension applying mechanism 4, 4 ′ for applying tension to the wire 2,
  • the workpiece feeding means 5 for relatively pushing down and feeding the workpiece W to be cut into a wafer shape, and the slurry supply means 6 for supplying a cutting slurry to the wire 2 at the time of cutting.
  • the wire 2 is fed out from one wire reel 7 and enters a grooved roller 3 through a traverser and a wire tension applying mechanism 4 including a powder clutch (constant torque motor), a dancer roller (dead weight) and the like.
  • a wire array is formed by winding the wire 2 around the plurality of grooved rollers 3 about 300 to 400 times.
  • the wire 2 is wound around a wire reel 7 'through another wire tension applying mechanism 4'.
  • the grooved roller 3 is a roller in which polyurethane resin is press-fitted around a steel cylinder and grooves are cut at a constant pitch on the surface thereof, and the wire 2 wound by the driving motor 10 is axially moved. It is possible to travel back and forth.
  • the workpiece W is bonded to a backing plate, and is held by the workpiece feeding means 5 via a backing plate and a workpiece plate that holds the backing plate.
  • the workpiece W is sent to the wire 2 positioned relatively below by the workpiece feeding means 5.
  • the workpiece feeding means 5 pushes the workpiece W relatively downward until the wire 2 reaches the contact plate, thereby pushing the workpiece W against the reciprocating wire 2 and feeding it.
  • the workpiece feeding means 5 can feed the workpiece W held at a feeding speed programmed in advance by computer control. Then, after the cutting of the workpiece W is completed, the cut workpiece W is pulled out from the wire row by reversing the feeding direction of the workpiece W.
  • the slurry supply means 6 includes a slurry tank 11, a slurry chiller 12, a nozzle 13, and the like.
  • the nozzle 13 is disposed above the wire 2 wound around the grooved roller 3.
  • the nozzle 13 is connected to the slurry tank 11 via the slurry chiller 12, and the supply temperature of the cutting slurry supplied is controlled by the slurry chiller 12 and can be supplied from the nozzle 13 to the wire 2.
  • the kind of slurry used during cutting is not particularly limited, and the same type as in the past can be used.
  • GC silicon carbide
  • abrasive grains can be dispersed in a liquid.
  • the wire saw 1 of the present invention includes a wire travel history recording means 9 that detects the direction and travel speed of the wire 2 during the cutting of the workpiece W and records them in time series, and a wire A control device 8 is provided for controlling the reciprocating direction of the wire 2 and the traveling time and traveling speed in each direction so that the reciprocating device 2 reciprocates in a predetermined cycle.
  • the wire travel history recording means 9 is connected to the control device 8, and the control device 8 reads the travel history of the wire 2 recorded in the wire travel history recording means 9 (travel direction, travel speed, etc. recorded in time series). Be able to.
  • the wire saw 1 cuts the workpiece W while recording the reciprocating direction and traveling speed of the wire 2 in the wire travel history recording means 9 in time series while the workpiece W is being cut.
  • the control device 8 restarts the reciprocation cycle of the wire 2 before and after the interruption of the workpiece W cutting. Based on the traveling history of the wire recorded by the wire traveling history recording means 9 until the interruption of the cutting of the work W, the direction of the reciprocating traveling of the wire 2 and the traveling time in that direction are recorded so as to be continuous later. Control.
  • the reciprocating cycle of the wire can be controlled to be continuous with the cycle immediately before the cutting is interrupted.
  • the cycle immediately before the cutting is interrupted means a cycle in which the predetermined advancement and retraction of the wire are completed without interrupting the traveling of the wire.
  • the traveling time in the forward direction of the wire and the traveling time in the backward direction are the same as the cycle immediately before interrupting the cutting. Means.
  • the wire stops at the point where the traveling in the forward direction is just finished, it starts from the point where the traveling in the backward direction starts. Further, for example, when the wire stops traveling in the forward direction for half of the predetermined time, after the resumption, the wire travels in the forward direction for the remaining half of the time and then in the backward direction. Just drive.
  • a wire saw even when resuming cutting of a workpiece that has been interrupted due to an abnormality such as a broken wire, the step shape of the work cutting surface is discontinuous before and after resuming cutting of the workpiece. Therefore, it is possible to complete the cutting while suppressing the deterioration of the nanotopography of the processed wafer, and as a result, it is possible to prevent a failure in the nanotopography inspection.
  • a temperature adjustment medium supply unit 16 for supplying a temperature adjustment medium whose temperature is controlled independently to the grooved roller 3 and the workpiece W is provided, and by this temperature adjustment medium supply unit 16, Before restarting the cutting of the workpiece, by supplying a temperature adjusting medium, the axial displacement amount of the grooved roller 3 and the temperature of the workpiece W are adjusted to be the same as when the cutting of the workpiece is interrupted. It is preferable to configure.
  • the wire saw 20 shown in FIG. 2 measures and records the temperature of the workpiece W being cut, for example, a workpiece temperature recording means 14 having a radiation thermometer and the axial displacement of the grooved roller 3.
  • Displacement amount recording means 15 having, for example, an eddy current displacement sensor or the like for measuring and recording the amount is provided. These recording means 14 and 15 can record the amount of axial displacement of the grooved roller 3 and the temperature of the workpiece W when the cutting of the workpiece is interrupted.
  • the state of thermal expansion between the grooved roller and the workpiece does not become discontinuous before and after the cutting is interrupted, and a step is generated on the surface of the cut wafer, or the nanotopology is generated.
  • the cutting of the workpiece can be completed while suppressing the deterioration of the graphic.
  • the control of adjusting the axial displacement amount of the grooved roller and the temperature of the workpiece when resuming the cutting of the workpiece is performed as shown in FIG. It may be configured to be performed by the control device 8 that controls the travel time and the travel speed, or may be performed by a control device provided separately.
  • FIG. 2 shows an example in which the temperature adjustment medium is supplied to the grooved roller 3 of the temperature adjustment medium supply means 16 by using the same slurry tank 11 and slurry chiller 12 as the slurry supply means 6.
  • a temperature-controlled gas can be used as a temperature adjustment medium for the workpiece W.
  • tension is applied to the wire 2 to reciprocate in the axial direction, and in a state where the slurry is supplied to the wire 2, the workpiece W held by the workpiece feeding means 5 is relatively pushed down to move the workpiece W.
  • the workpiece W is cut by being pressed against the reciprocating wire 2 and cut. Further, the direction and traveling speed of the wire 2 reciprocating while the workpiece W is being cut are detected and recorded in the wire travel history recording means 9 in time series.
  • the cause of the interruption is removed and a recovery operation is performed. For example, when the wire 2 is disconnected, a repair work for the wire 2 is performed, and then a recovery operation for engaging each notch of the workpiece with each row of the wire row is performed.
  • the reciprocating cycle of the wire is continuous before and after resuming the cutting of the workpiece, and the traveling in that direction
  • the time is controlled by the control device 8 based on the wire travel history recorded up to the time when the cutting of the workpiece is interrupted, and the cutting is resumed.
  • the reciprocating cycle of the wire can be controlled to be continuous with the cycle immediately before the cutting is interrupted.
  • the cycle immediately before the cutting is interrupted means a cycle in which the predetermined advancement and retraction of the wire are completed without interrupting the traveling of the wire.
  • the traveling time in the forward direction of the wire and the traveling time in the backward direction are the same as the cycle immediately before interrupting the cutting. Means.
  • the wire stops at the point where the traveling in the forward direction is just finished it starts from the point where the traveling in the backward direction starts. Further, for example, when the wire stops traveling in the forward direction for half of the predetermined time, after the resumption, the wire travels in the forward direction for the remaining half of the time and then in the backward direction. Just drive.
  • the axial displacement amount of the grooved roller and the temperature of the workpiece are adjusted to be the same as when the workpiece cutting is interrupted. It is preferable. In this way, the state of thermal expansion between the grooved roller and the workpiece does not become discontinuous before and after the cutting is interrupted, and a step is generated on the surface of the cut wafer, or the nanotopology is generated. The cutting of the workpiece can be completed while suppressing the deterioration of the graphic.
  • Example 1-3 Using the wire saw of the present invention as shown in FIG. 1, a silicon ingot having a diameter of 300 mm was started to be cut into a wafer, and the cutting was interrupted midway, and the cutting was resumed according to the operation restarting method of the present invention. Then, the nanotopography of the wafer after cutting was evaluated. Here, the maximum value of nanotopography in the 10 mm ⁇ 10 mm region measured in the region near the cutting interruption position was evaluated.
  • the wire was run with the running speed profile shown in FIG. 4 while the workpiece was being cut.
  • This travel speed profile has a travel cycle in which the wire starts traveling in the forward direction from the time indicated by 0, decelerates at a constant acceleration from the time indicated by B, and starts to travel in the backward direction from the time indicated by B ′. Is.
  • the silicon ingot was cut to a central position (cut depth: 150 mm) while detecting and recording the direction and speed of the wire reciprocating. Therefore, the processing was temporarily interrupted, and the silicon ingot was raised and removed from the wire row. Thereafter, the silicon ingot was lowered again, the silicon ingot was returned to the position where the cutting was interrupted, and the cutting was resumed.
  • the timing for interrupting the cutting was set at positions A, B, and C of the traveling speed profile shown in FIG. 4, and the wire stopped at the time of each traveling cycle of A ′, B ′, and C ′.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. Are included in the technical scope.

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Abstract

　本発明は、ワークの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法であって、ワイヤの往復走行の方向及び走行速度を検出して時系列で記録しつつ前記ワークを切断する工程と、ワークの切断を再開する際に、ワイヤの往復サイクルがワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間をワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御して切断を再開する工程とを有することを特徴とするワイヤソーの運転再開方法である。これにより、ワイヤソーによるワークの切断において、ワイヤの断線等によってワークの切断が途中で中断された場合でも、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を確実に抑制して切断を完了させることができる。

Description

ワイヤソーの運転再開方法及びワイヤソー
　本発明はワイヤにスラリーを供給しながら半導体インゴット等のワークを押し当てて切断するワイヤソーに関し、特に、切断の中断時におけるワイヤソーの運転再開方法及びそのワイヤソーに関するものである。
　従来、半導体インゴット等のワークをウェーハ状に切り出す手段としてワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、複数の溝付きローラの周囲に切断用ワイヤが多数巻掛けられることによりワイヤ列が形成されており、その切断用ワイヤが軸方向に高速駆動され、かつ、スラリが適宜供給されながらワイヤ列に対してワークが切り込み送りされることにより、このワークが各ワイヤ位置で同時に切断されるようにしたものである。
　ところで、ワイヤソーのワイヤには、耐摩耗、耐張力性に富み、しかも高硬度の線材、例えば、ピアノ線などが用いられ、また、溝付きローラには、ワイヤの損傷を防ぐため所定硬度の樹脂ローラが使用されているが、ワイヤの経時的な摩耗や、疲労によってワークの切断時にワイヤが断線してしまい、ワークの切断を継続することができない場合がある。
　このような場合、従来は、ワイヤからワークの切込みを離脱させる離脱作業を行った後、ワイヤを手動で引き出したり、又は溝付きローラ駆動装置をマニュアルで操作してワイヤの断線箇所を一方の溝付きローラの適宜外側まで引き出して、その断線部同士を連結し、その後、ワイヤ同士の接続部がワークの切断に直接関与しない位置に再度引き出したりする引き出し作業を行ったり、使用不能な場合にはワイヤを新規なものに交換するという交換作業がなされていた。
　そして、このようなワイヤ補修処理の後、ワイヤの各列に対してワークの各切込みを対応させて係合させる復帰作業を行い、ワークの切断を再開することにより、ワークの切断を完了するという復旧作業が行われていた。
　しかし、ワイヤ復旧開始からワークの切断再開までの所要時間が極めて短い場合、例えば、ワイヤの断線が溝付きローラと嵌合していないところで起きた場合のように、単にワイヤ同士の接続のみでワイヤ処理を完了できる場合を除き、ワイヤ補修処理に長時間（１時間以上）を要してしまう場合には、溝付きローラの軸受部やワイヤとの摩擦熱によって熱膨張をしていた溝付きローラが冷えて収縮し、切断を行っていた状態よりワイヤ列のピッチが狭くなってしまうため、この状態でワークの切断を再開すると、切り出すウェーハの切断面に修正不能な段差が生じてしまう問題があった。
　この問題に対して特許文献１には、溝付きローラとワークに、それぞれ独立に温度制御した温度調整媒体を供給することによって、溝付きローラの軸方向の変位量とワークの温度をワークの切断を中断した時と同じに調整した後、切断を再開するワイヤソーの運転方法及びワイヤソーが開示されている。
　この方法及び装置によれば、ワイヤ補修処理に長時間を要した場合でも溝付きローラの収縮やワークの収縮に起因したウェーハ表面の段差発生を回避することができる。
特開２０１０－２９９５５号公報
　しかしながら、上記のように切断を再開してワイヤ補修処理が１時間以下の短時間で完了し、溝付きローラやワークの収縮の影響がほとんどない場合にも、ウェーハ加工後のナノトポグラフィー測定で不良が発生することがあった。
　本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、ワイヤソーによるワークの切断において、ワイヤの断線等の異常によって途中で中断されたワークの切断を再開する場合でも、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を確実に抑制して切断を完了させることができ、ナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができるワイヤソーの運転再開方法及びそのワイヤソーを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の溝付きローラに巻掛けられたワイヤを軸方向に所定のサイクルで往復走行させ、前記ワイヤに切断用のスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、前記往復走行するワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーの運転において、前記ワークの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法であって、前記ワイヤの往復走行の方向及び走行速度を検出して時系列で記録しつつ前記ワークを切断する工程と、前記ワークの切断を再開する際に、前記ワイヤの往復サイクルが前記ワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、前記ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間を前記ワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御して切断を再開する工程とを有することを特徴とするワイヤソーの運転再開方法が提供される。
　このような方法であれば、ワイヤの断線等の異常によって途中で中断されたワークの切断を再開する場合でも、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を抑制して切断を完了させることができ、ナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができる。
　このとき、前記ワークの切断を再開する前に、温度調整媒体を供給することによって前記溝付きローラの軸方向の変位量と前記ワークの温度を前記ワークの切断の中断時とそれぞれ同じになるように調整することが好ましい。
　このようにすれば、溝付きローラの収縮やワークの収縮に起因したウェーハ切断面の段差発生を回避することができ、ナノトポグラフィーの悪化をより効果的に抑制することができる。
　また、本発明によれば、複数の溝付きローラに巻掛けられ、軸方向に往復走行するワイヤと、該ワイヤに切断用のスラリを供給するスラリ供給手段と、ウェーハ状に切断されるワークを相対的に押し下げて、前記往復走行するワイヤに押し当てて切り込み送りするワーク送り手段とを具備するワイヤソーであって、更に、前記ワークの切断中に前記ワイヤの往復走行の方向と走行速度を検出して時系列で記録するワイヤ走行履歴記録手段と、前記ワイヤが所定のサイクルで往復走行するように、前記ワイヤの往復走行の方向と、各方向への走行時間及び走行速度を制御する制御装置とを具備し、前記ワークの切断を途中で一旦中断した後、前記ワークの切断を再開する際、前記制御装置は前記ワイヤの往復サイクルが前記ワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、前記ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間を前記ワイヤ走行履歴記録手段によって前記ワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御するものであることを特徴とするワイヤソーが提供される。
　このようなワイヤソーであれば、ワイヤの断線等の異常によって途中で中断されたワークの切断を再開する場合でも、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を抑制して切断を完了させることができ、ナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができる装置となる。
　このとき、更に、前記溝付きローラと前記ワークにそれぞれ独立に温度制御した温度調整媒体を供給する温度調整媒体供給手段を有し、該温度調整媒体供給手段は、前記ワークの切断を再開する前に、前記温度調整媒体を供給することによって前記溝付きローラの軸方向の変位量と前記ワークの温度を前記ワークの切断の中断時とそれぞれ同じになるように調整するものであることが好ましい。
　このようなものであれば、溝付きローラの収縮やワークの収縮に起因したウェーハ表面の段差発生を回避することができ、ナノトポグラフィーの悪化をより効果的に抑制することができる。
　本発明では、ワイヤソーによるワークの切断において、前記ワイヤの往復走行の方向及び走行速度を検出して時系列で記録しつつ前記ワークを切断し、該ワークの切断を中断した後、前記ワークの切断を再開する際に、前記ワイヤの往復サイクルが前記ワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、前記ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間を前記ワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御して切断を再開するので、ワークの切断中に発生するワイヤの断線等の異常によって途中で中断されたワークの切断を再開する場合でも、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を抑制して切断を完了させることができ、ナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができる。
本発明のワイヤソーの一例を示す概略図である。 本発明のワイヤソーの別の一例を示す概略図である。 ワイヤの走行方向によりウェーハの厚さ形状が微細に変化する様子を示す説明図である。（Ａ）ウェーハ切断面の側面図。（Ｂ）ウェーハ位置と切断された部分の厚さとの関係。 実施例１－３、比較例１－３におけるワイヤ走行速度プロファイルを示す図である。
　以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　従来、ワイヤソーによるワークの切断において、ワイヤの断線等の異常によってワークの切断が途中で中断された場合にワークの切断を再開すると、ウェーハ切断面に修正不能な段差が発生するという問題に対し、溝付きローラとワークにそれぞれ独立に温度制御した温度調整媒体を供給することによって、溝付きローラの軸方向の変位量とワークの温度をワークの切断を中断した時と同じに調整した後、切断を再開する方法が知られている。
　このようにすれば、ワイヤ補修処理に長時間を要した場合でも溝付きローラの収縮やワークの収縮に起因したウェーハ切断面の段差発生を回避し、溝付きローラやワークの収縮の影響をほとんどなくすことができる。しかし、このような処理を行っても、切断後のウェーハのナノトポグラフィー測定で不良が発生することがあった。
　そこで、本発明者はこの発生原因について鋭意調査したところ、下記のことが明らかとなった。すなわち、ワークを切断する際にワイヤにスラリを供給する遊離砥粒方式のワイヤソーによる切断では、切断されたウェーハの厚さ形状はワークへのワイヤ進入側から抜け側へ向かって厚さが増加するテーパ形状となっており、このテーパの向きがワイヤを前進させて切断した箇所と、ワイヤを後退させて切断した箇所とで反転した規則的な段差形状となっている。
　図３（Ａ）（Ｂ）はこの様子を模式的に示した図である。図３（Ａ）はワークの切断面の側面図であり、Ａ部の切断とＢ部の切断との間でワイヤの走行方向が反転する場合を示している。図３（Ｂ）はこの場合のＡ部の切断におけるワイヤ進入側からのウェーハ位置と切断された部分の厚さとの関係を示した図である。図３（Ｂ）に示すように、Ａ部とＢ部の厚さ形状は上記したようなテーパ形状が反転した形状となっている。
　このようなウェーハ切断面の規則的な段差形状は微細であり、切断が連続的に行われる場合にはナノトポグラフィー検査で不良となることはない。
　ところが、例えば、ワイヤが前進方向への走行がちょうど終わるところで停止した場合に、その後の切断再開において、前進方向への走行が始まるところから開始すると、切断を中断及び再開した箇所は、通常の倍の距離にわたってワイヤが前進方向で走行する状態で切断されるため、段差形状のピッチがその前後の場所よりも広くなり、ナノトポグラフィーが悪化し、切断後のウェーハのナノトポグラフィー検査で不良となることが分かった。ワイヤの走行サイクルの途中で切断が中断された場合も同様な問題が生じる。
　そして、本発明者は更に検討を重ね、ワイヤの往復サイクルがワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間を制御して切断を再開することによって、上記のような原因によって生じるナノトポグラフィーの悪化を抑制して切断を完了させることができ、その結果、ナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができることに想到し、本発明を完成させた。
　図１は本発明のワイヤソーの一例を示す概略図である。
　図１に示すように、本発明のワイヤソー１は、主に、ワークＷを切断するためのワイヤ２、溝付きローラ３、ワイヤ２に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構４、４’、ウェーハ状に切断されるワークＷを相対的に押し下げて切り込み送りするワーク送り手段５、切断時にワイヤ２に切断用のスラリを供給するためのスラリ供給手段６等で構成されている。
　ワイヤ２は、一方のワイヤリール７から繰り出され、トラバーサを介してパウダクラッチ（定トルクモータ）やダンサローラ（デッドウェイト）等からなるワイヤ張力付与機構４を経て、溝付きローラ３に入っている。ワイヤ２が複数の溝付きローラ３に３００～４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。ワイヤ２はもう一方のワイヤ張力付与機構４’を経てワイヤリール７’に巻き取られている。
　また、溝付きローラ３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に一定のピッチで溝を切ったローラであり、駆動用モータ１０によって、巻掛けられたワイヤ２が軸方向に往復走行できるようになっている。
　ワークＷは当て板に接着されており、当て板とこの当て板を保持するワークプレートを介して、ワーク送り手段５により保持される。
　そして、ワークＷの切断を行う際、ワークＷはワーク送り手段５により相対的に下方に位置するワイヤ２へと送られる。このワーク送り手段５はワイヤ２が当て板に到達するまでワークＷを相対的に下方へと押し下げることによって、ワークＷを往復走行するワイヤ２に押し当てて切り込み送りする。このワーク送り手段５はコンピュータ制御で予めプログラムされた送り速度で保持したワークＷを送り出すことが可能となっている。そして、ワークＷの切断を完了させた後、ワークＷの送り出し方向を逆転させることにより、ワイヤ列から切断済みワークＷを引き抜くようになっている。
　スラリ供給手段６はスラリタンク１１、スラリチラー１２、ノズル１３等から構成される。ノズル１３は溝付きローラ３に巻掛けられたワイヤ２の上方に配置されている。このノズル１３はスラリチラー１２を介してスラリタンク１１に接続されており、供給される切断用のスラリはスラリチラー１２により供給温度が制御されてノズル１３からワイヤ２に供給できるようになっている。
　ここで、切断中に使用するスラリの種類は特に限定されず、従来と同様のものを用いることができ、例えばＧＣ（炭化珪素）砥粒を液体に分散させたものとすることができる。
　また、本発明のワイヤソー１は、図１に示すように、ワークＷの切断中にワイヤ２の往復走行の方向及び走行速度を検出して時系列で記録するワイヤ走行履歴記録手段９と、ワイヤ２が所定のサイクルで往復走行するように、ワイヤ２の往復走行の方向と、各方向への走行時間及び走行速度を制御する制御装置８とを具備している。
　このワイヤ走行履歴記録手段９は制御装置８と接続されており、制御装置８はワイヤ走行履歴記録手段９に記録したワイヤ２の走行履歴（時系列で記録した走行方向、走行速度など）を読み取ることができるようになっている。
　そして、ワイヤソー１は、ワークＷの切断中にワイヤ２の往復走行の方向及び走行速度をワイヤ走行履歴記録手段９に時系列で記録しつつワークＷを切断する。そして、ワイヤ切断等の異常の発生によってワークＷの切断を途中で一旦中断した後、ワークＷの切断を再開する際、制御装置８はワイヤ２の往復サイクルがワークＷの切断の中断前と再開後で連続的となるように、ワイヤ２の往復走行の方向及びその方向への走行時間をワイヤ走行履歴記録手段９によってワークＷの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御する。
　この際、ワイヤの往復サイクルが切断を中断する直前のサイクルと連続的になるように制御することができる。ここで、切断を中断する直前のサイクルとは、ワイヤの走行を中断することなく、あらかじめ決められたワイヤの前進及び後退を完結したサイクルを意味し、連続的になるように制御するとは、ワイヤの往復サイクル中にワークＷの切断を中断して、その後再開したサイクルにおいて、ワイヤの前進方向への走行時間と、後退方向への走行時間が、切断を中断する直前のサイクルと同じであることを意味する。
　例えば、ワイヤが前進方向への走行がちょうど終わるところで停止した場合には、後退方向への走行が始まるところから開始することになる。
　さらに、例えば、ワイヤが前進方向への走行を、あらかじめ決められた時間の１／２走行したところで停止した場合には、再開後に前進方向へ残りの１／２の時間走行した後、後退方向へ走行すればよい。
　このようなワイヤソーであれば、ワイヤの断線等の異常によって途中で中断されたワークの切断を再開する場合でも、ワークの切断面の段差形状がワークの切断の中断前と再開後とで不連続になることがなく、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を抑制して切断を完了させることができ、その結果、ナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができる。
　このとき、図２に示すように、更に、溝付きローラ３とワークＷにそれぞれ独立に温度制御した温度調整媒体を供給する温度調整媒体供給手段１６を設け、この温度調整媒体供給手段１６によって、ワークの切断を再開する前に、温度調整媒体を供給することによって溝付きローラ３の軸方向の変位量とワークＷの温度をワークの切断の中断時とそれぞれ同じになるように調整するように構成することが好ましい。
　この図２に示すワイヤソー２０は切断中のワークＷの温度を測定して記録するための、例えば放射式温度計等を有したワーク温度の記録手段１４と、溝付きローラ３の軸方向の変位量を測定して記録するための、例えば渦電流式変位センサ等を有した変位量の記録手段１５とを備えている。これらの記録手段１４、１５によってワークの切断の中断時の溝付きローラ３の軸方向の変位量とワークＷの温度を記録しておくことができる。
　このようなものであれば、溝付きローラとワークの熱膨張の状態が、切断の中断前と再開後とで不連続になることがなく、切断したウェーハの表面に段差が生じたり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制しつつワークの切断を完了することができる。
　このようなワークの切断の再開時における溝付きローラの軸方向の変位量とワークの温度の調整の制御は、図２に示すように、上記したワイヤの往復走行の方向と、各方向への走行時間及び走行速度を制御する制御装置８によって行うように構成しても良いし、これとは別に設けた制御装置によって行っても良い。
　ここで、図２に示すように、溝付きローラ３とワークＷに供給する温度調整媒体として、ワークＷを切断する際に使用するスラリを用いることができる。このようにすれば、別途温度調整媒体を準備する必要がないので、装置構成を簡便にすることができるとともに、溝付きローラの軸方向の変位量とワークの温度を調整した後、スラリの供給を止めることなく、そのまま速やかにワークＷの切断を再開することができる。図２は温度調整媒体供給手段１６の溝付きローラ３への温度調整媒体の供給をスラリ供給手段６と同一のスラリタンク１１及びスラリチラー１２を用いて行う構成とした例である。
　或いは、ワークＷへの温度調整媒体として温度制御された気体を用いることもできる。
　次に、本発明のワイヤソーの運転再開方法について説明する。
　ここでは、図１に示す本発明のワイヤソーを用いた場合について説明する。
　前提として、ワークＷの切断を行うために、まず、ワークＷに当て板を接着し、該当て板をワークプレートにより保持する。そして、これらの当て板、ワークプレートを介してワーク送り手段５によりワークＷを保持する。
　次に、ワイヤ２に張力を付与して軸方向に往復走行させ、ワイヤ２へのスラリ供給を行った状態で、ワーク送り手段５に保持されたワークＷを相対的に押し下げて該ワークＷを往復走行するワイヤ２に押し当てて切り込み送りし、ワークＷを切断していく。
　また、ワークＷの切断中にワイヤ２の往復走行の方向及び走行速度を検出してワイヤ走行履歴記録手段９に時系列で記録する。
　そして、例えばワイヤの断線等の異常の発生によりワークの切断を中断し、その切断を再開する際、まず、切断の中断の原因を除去し復旧作業を行う。例えばワイヤ２の断線が発生した場合には、ワイヤ２の補修作業を行い、その後、ワイヤ列の各列に対してワークの各切込みを対応させて係合させる復旧作業を行う。
　その復旧作業完了後、ワークの切断を再開する際に、ワイヤの往復サイクルがワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、ワイヤの往復走行の方向と、その方向への走行時間をワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御装置８により制御して切断を再開する。
　この際、ワイヤの往復サイクルが切断を中断する直前のサイクルと連続的になるように制御することができる。ここで、切断を中断する直前のサイクルとは、ワイヤの走行を中断することなく、あらかじめ決められたワイヤの前進及び後退を完結したサイクルを意味し、連続的になるように制御するとは、ワイヤの往復サイクル中にワークＷの切断を中断して、その後再開したサイクルにおいて、ワイヤの前進方向への走行時間と、後退方向への走行時間が、切断を中断する直前のサイクルと同じであることを意味する。
　例えば、ワイヤが前進方向への走行がちょうど終わるところで停止した場合には、後退方向への走行が始まるところから開始することになる。
　さらに、例えば、ワイヤが前進方向への走行を、あらかじめ決められた時間の１／２走行したところで停止した場合には、再開後に前進方向へ残りの１／２の時間走行した後、後退方向へ走行すればよい。
　このような方法であれば、ワイヤの断線等の異常によって途中で中断されたワークの切断を再開する場合でも、ワークの切断面の段差形状がワークの切断の中断前と再開後とで不連続になることがなく、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を抑制して切断を完了させることができ、切断されたウェーハがナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができる。
　なお、ワークの切断中に何らかの異常が発生して切断を中断する際には、異常が発生した時点で瞬間的にワイヤの走行を停止させると、ワイヤに過大な力が加わり異常発生とは別の箇所でワイヤ断線が発生することがある。このようなワイヤ停止によるワイヤ断線が発生しないように、ワイヤを停止させる際には、ワイヤの走行方向を反転させる際と同様に、一定の加速度で減速してワイヤを停止させる。このような場合にも上記したように、ワイヤの往復サイクルがワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間をワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御することによって、ワークの切断面の段差形状がワークの切断の中断前と再開後とで不連続になることを確実に回避することができる。
　このとき、ワークの切断を再開する前に、温度調整媒体を供給することによって溝付きローラの軸方向の変位量と前記ワークの温度をワークの切断の中断時とそれぞれ同じになるように調整することが好ましい。
　このようにすれば、溝付きローラとワークの熱膨張の状態が、切断を中断する前と再開した後とで不連続になることがなく、切断したウェーハの表面に段差が生じたり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制しつつワークの切断を完了することができる。
　以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１－３）
　図１に示すような本発明のワイヤソーを用い、直径３００ｍｍのシリコンインゴットをウェーハ状に切断を開始し、その途中で切断を中断し、本発明の運転再開方法に従って切断を再開した。そして、切断後のウェーハのナノトポグラフィーを評価した。ここでは、切断中断位置付近の領域で測定された１０ｍｍ×１０ｍｍ領域におけるナノトポグラフィーの最大値を評価した。
　また、ワークの切断中にはワイヤを図４に示す走行速度プロファイルで走行させた。この走行速度プロファイルは、０で示す時点からワイヤを前進方向に走行開始し、Ｂで示す時点から一定の加速度で減速し、Ｂ’で示す時点からワイヤを後退方向に走行開始する走行サイクルを有するものである。
　まず、ワイヤの往復走行の方向及び走行速度を検出して記録しつつ、シリコンインゴットを中央位置（切り込み深さ１５０ｍｍ）まで切断した。そこで一旦加工を中断して、シリコンインゴットを上昇させてワイヤ列から抜いた。その後、再度シリコンインゴットを下降させて、切断を中断した位置にシリコンインゴットを戻して切断を再開した。ここで、切断を中断するタイミングは、図４に示す走行速度プロファイルのＡ、Ｂ、Ｃの位置とし、ワイヤはＡ’、Ｂ’、Ｃ’のそれぞれの走行サイクルの時点で停止した。
　そして、切断の再開を、Ａ’（実施例１）、Ｂ’（実施例２）、Ｃ’（実施例３）の走行サイクルの時点から行った。すなわち、ワイヤの往復サイクルがワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、ワイヤの往復走行サイクルがワークの切断の中断によってワイヤが停止する直前の往復走行サイクルと同じになるように、すなわちワイヤの新方向へ走行する時間及び後退方向へ走行する時間が同じになるように制御して切断を再開した。
　その結果を表１に示す。表１に示すように、実施例１－３共に後述する比較例１－３よりナノトポグラフィーが改善されていた。また、ナノトポグラフィー検査を行ったところいずれのウェーハにも不良は検出されなかった。
　このように、本発明のワイヤソー及びワイヤソーの運転再開方法は、ワークの切断が途中で中断された場合でも、加工後のウェーハのナノトポグラフィーの悪化を抑制して切断を完了させることができ、ナノトポグラフィー検査で不良となるのを防ぐことができることが確認できた。
（比較例１－３）
　本発明の制御装置を具備しない従来のワイヤソーを用い、切断を中断するタイミングを、図４に示す走行速度プロファイルのＡ（比較例１）、Ｂ（比較例２）、Ｃ（比較例３）の位置とし、切断の再開を切断中断位置と関係なく０の時点とした以外、すなわち、ワークの切断を再開する際にワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間を制御しなかった以外、実施例１－３と同様な条件でシリコンインゴットを切断し、切断後のウェーハのナノトポグラフィーを評価した。
　その結果を表１に示す。表１に示すように、比較例１－３共に実施例１－３の結果と比べ悪化しており、ナノトポグラフィー検査で不良となってしまった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (4)

  1. 　複数の溝付きローラに巻掛けられたワイヤを軸方向に所定のサイクルで往復走行させ、前記ワイヤに切断用のスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、前記往復走行するワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーの運転において、前記ワークの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法であって、
    　前記ワイヤの往復走行の方向及び走行速度を検出して時系列で記録しつつ前記ワークを切断する工程と、
    　前記ワークの切断を再開する際に、前記ワイヤの往復サイクルが前記ワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、前記ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間を前記ワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御して切断を再開する工程とを有することを特徴とするワイヤソーの運転再開方法。
  2. 　前記ワークの切断を再開する前に、温度調整媒体を供給することによって前記溝付きローラの軸方向の変位量と前記ワークの温度を前記ワークの切断の中断時とそれぞれ同じになるように調整することを特徴とする請求項１に記載のワイヤソーの運転再開方法。
  3. 　複数の溝付きローラに巻掛けられ、軸方向に往復走行するワイヤと、該ワイヤに切断用のスラリを供給するスラリ供給手段と、ウェーハ状に切断されるワークを相対的に押し下げて、前記往復走行するワイヤに押し当てて切り込み送りするワーク送り手段とを具備するワイヤソーであって、
    　更に、前記ワークの切断中に前記ワイヤの往復走行の方向と走行速度を検出して時系列で記録するワイヤ走行履歴記録手段と、前記ワイヤが所定のサイクルで往復走行するように、前記ワイヤの往復走行の方向と、各方向への走行時間及び走行速度を制御する制御装置とを具備し、
    　前記ワークの切断を途中で一旦中断した後、前記ワークの切断を再開する際、前記制御装置は前記ワイヤの往復サイクルが前記ワークの切断の中断前と再開後で連続的となるように、前記ワイヤの往復走行の方向及びその方向への走行時間を前記ワイヤ走行履歴記録手段によって前記ワークの切断の中断時までに記録されたワイヤの走行履歴に基づいて制御するものであることを特徴とするワイヤソー。
  4. 　更に、前記溝付きローラと前記ワークにそれぞれ独立に温度制御した温度調整媒体を供給する温度調整媒体供給手段を有し、該温度調整媒体供給手段は、前記ワークの切断を再開する前に、前記温度調整媒体を供給することによって前記溝付きローラの軸方向の変位量と前記ワークの温度を前記ワークの切断の中断時とそれぞれ同じになるように調整するものであることを特徴とする請求項３に記載のワイヤソー。
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