特許 5693697 ワイヤソーで加工物を複数のウェハに切断するための、中断されたプロセスを再開するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5693697

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】ワイヤソーで加工物を複数のウェハに切断するための、中断されたプロセスを再開するための方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 27/06 20060101AFI20150312BHJP

   B24D 11/00 20060101ALI20150312BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20150312BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20150312BHJP

【ＦＩ】

   B24B27/06 S

   B24B27/06 H

   B24D11/00 G

   B28D5/04 C

   H01L21/304 611W

【請求項の数】8

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-246223(P2013-246223)

(22)【出願日】2013年11月28日

(65)【公開番号】特開2014-104580(P2014-104580A)

(43)【公開日】2014年6月9日

【審査請求日】2014年1月21日

(31)【優先権主張番号】10 2012 221 904.8

(32)【優先日】2012年11月29日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599119503

【氏名又は名称】ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｌｔｒｏｎｉｃ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ペーター・ビースナー

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２３８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−６２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９７８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１０１５９４３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ２７／０６

Ｂ２４Ｄ １１／００

Ｂ２８Ｄ ５／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワイヤソーで加工物５を複数のウェハに切断するための、中断されたプロセスを再開するための方法であって、平行に配置された多くのワイヤセクションからなるワイヤウェブ４にわたるソーイングワイヤ３を含み、前記ソーイングワイヤ３は、前進運動で供給スプール１ａから解かれ、少なくとも１つの回転可能な偏向プーリ２を越えて前記ワイヤウェブ４に案内され、再び少なくとも１つのさらなる回転可能な偏向プーリ２を介して前記ワイヤウェブ４を出て、巻取スプール１ｂに巻きつけられ、中断前、前記ソーイングワイヤ３は、規定された時間間隔で、前方に長さＬ１で、および後方に長さＬ２で、交互に移動され、
前記中断されたプロセスを再開するために、前記ワイヤウェブ４は、前記ソーイングワイヤ３の液体状の切断用媒体が加えられる状態で、前記ワイヤウェブ４または前記加工物５がワイヤによる切断プロセスの中断の位置に達するまで、前進運動で、前記ソーイングワイヤ３の第１の速度ｖ１で、前記加工物５の存在する切断挽き目に侵入し、前記ソーイングワイヤ３は停止し、前記切断プロセスを再開するとき、前記ワイヤ３は、規定された時間間隔で、速度ｖで長さＬ３だけ前方に、および速度ｖ’で長さＬ４だけ後方に、交互に移動され、Ｌ４はＬ３未満であり、前進運動および後退運動はサイクルＺに対応し、各前進運動中、１つおきの前進運動中、または任意の数の前進運動の後、前記前進運動中に解かれる前記ワイヤ長さＬ３は、前記中断前の前記前進運動の前記ワイヤ長さＬ１に対応するまで増大される、方法。

【請求項2】

前記長さＬ３は、前記中断前の前記長さＬ１に等しくなるまで、各サイクルＺで、１つおきのサイクルＺで、または任意の数のサイクルＺ後に、線形または非線形で増大される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記長さＬ４は前記長さＬ２と等しい、請求項１および請求項２の１つに記載の方法。

【請求項4】

前記長さＬ４は前記長さＬ２より短く、前記長さＬ４は、前記長さＬ２に等しくなるまで、各サイクルＺで、１つおきのサイクルＺで、または任意の数のサイクルＺ後に、線形または非線形で増大される、請求項１および請求項２の１つに記載の方法。

【請求項5】

前記長さＬ３は、前記中断前の前記長さＬ１に等しくなるまで、各サイクルＺで、１つおきのサイクルＺで、または任意の数のサイクルＺ後に、１％〜４０％増大する、請求項１および請求項２の１つに記載の方法。

【請求項6】

第１のサイクルにおける前記長さＬ３は、前記長さＬ１の５％〜９０％に対応する、請求項１〜請求項５の１つに記載の方法。

【請求項7】

前記ワイヤが前進移動される前記速度ｖは、前記ワイヤが後退移動される前記速度ｖ’と等しい、請求項１〜請求項６の１つに記載の方法。

【請求項8】

前記ワイヤが前進移動される前記速度ｖは、前記ワイヤが後退移動される前記速度ｖ’と等しくない、請求項１〜請求項６の１つに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ワイヤソーで加工物を複数のウェハに切断するための、中断されたプロセスを再開するための方法に関する。この発明に従う方法は、半導体材料からなる加工物をワイヤソーで複数のウェハに切断するためのプロセスの例を参照してここに説明されるが、それは他の材料からなる加工物に対しても好適である。

【背景技術】

【0002】

エレクトロニクス、マイクロエレクトロニクスおよびマイクロエレクトロメカニクスにおいては、全体的および局所的な平坦性、片側参照局所平坦性（ナノトポロジ）、粗さ、および清浄さに対する極端な要件をともなう半導体ウェハが、出発原料（基板）として必要である。半導体ウェハは、半導体材料、特に、ガリウムひ素のような化合物半導体、ならびにシリコンおよび時としてゲルマニウムのような主に元素状態の半導体からなるウェハである。

【0003】

先行技術に従うと、半導体ウェハは複数の連続するプロセスステップで製造され、第１のステップにおいては、例えば、半導体材料からなる単結晶（ロッド）が、チョクラルスキ法によって引上げられるか、または、半導体材料からなる多結晶のブロックが成形され、そして、さらなるステップにおいては、半導体材料からなる、結果として得られた円柱形またはブロック状の加工物（インゴット）が、ワイヤソーによる切断によって個々の半導体ウェハに切断される。

【0004】

ワイヤソーは、半導体材料から形成された加工物から複数のウェハをカットするために用いられる。ＤＥ １９５ １７ １０７ Ｃ２およびＵＳ−５，７７１，８７６は、半導体ウェハの製造に好適なワイヤソーの機能的な原理について記載する。これらのワイヤソーの本質的な構成要素は、マシンフレームと、送り装置と、平行なワイヤセクションからなるウェブ（「ワイヤウェブ」）からなる切断工具とを含む。ワイヤウェブにおけるワイヤの間隔は、切断されるウェハの所望の目標厚みに依存し、半導体材料ウェハについては、例えば１００〜１０００μｍである。

【0005】

ＤＥ １０１ ４７ ６３４ Ｂ４は、半導体材料からなるウェハを単結晶から切断する方法について記載し、単結晶は、半導体ウェハの切断中、長手方向軸のまわりを回転し、その一方でワイヤソーの２つのワイヤウェブのソーイングワイヤを貫通し、半導体材料からなる切断されたウェハは、平行な回転対称的な湾曲した側部を有する。

【0006】

一般に、ワイヤウェブは、少なくとも２つのワイヤガイドローラ間において張力をかけられる複数の平行なワイヤセクションから形成され、ワイヤガイドローラは回転可能に取付けられ、それらの少なくとも１つは従動ローラである。

【0007】

ワイヤセクションは、ローラのシステムのまわりに螺旋状に案内され、ストックスプールからレシーバスプール上に解かれる、単一の有限のワイヤに属してもよい。特許明細書ＵＳ４，６５５，１９１は、対照的に、複数の有限のワイヤが設けられ、ワイヤウェブの各ワイヤセクションはこれらのワイヤの１つに割当てられる、ワイヤソーを開示する。ＥＰ ５２２ ５４２ Ａ１も、複数の無端ワイヤループがワイヤガイドローラのシステムのまわりを走るワイヤソーを開示する。

【0008】

切断プロセス中、加工物は、ソーイングワイヤが互いと平行なワイヤセクションの形式で配置されるワイヤウェブを通過する。ワイヤウェブの通過は、加工物をワイヤウェブに対して、またはワイヤウェブを加工物に対して、または加工物およびワイヤウェブを互いに対して、移動させる送り装置によって生じる。

【0009】

ワイヤウェブが加工物に切込むとき、先行技術によれば、規定された時間の間および特定の速度で、規定された長さのソーイングワイヤが前方に送られ（ワイヤ前進）、そしてさらなる規定された長さのソーイングワイヤが送り戻され（ワイヤ後退）、後退長さＷＢＬは概して前進長さ（ＷＦＬ）より短い。この切断方法は、往復運動法とも呼ばれ、例えばＤＥ ３９ ４０ ６９１ Ａ１およびＵＳ２０１０ １６３０ １０ Ａ２に開示される。

【0010】

ＥＰ １ ７１７ ００１ Ｂ１は、ワイヤソーで加工物を切断するとき、前進運動および後退運動が行われ、後退運動（ＷＢＬ）中のワイヤの長さは、前進運動（ＷＦＬ）中のワイヤの長さより短いことを教示する。

【0011】

ＤＥ １１ ２００８ ００３ ３２１ Ｔ５は、切断された加工物からのワイヤウェブの除去に関して、それぞれ、前進方向および後退方向それぞれにおける１ｍ以下のワイヤ走行長さ、および２ｍ／分以下のワイヤ走行速度を開示する。

【0012】

加工物は液体状の切断用媒体の存在下においてワイヤソーで多数のウェハに切断されるが、切断用媒体は、とりわけ、切断挽き目からソーイングワイヤによって剥離された材料を運ぶように用いられ、先行技術によると、それはソーイングワイヤ上に適用される。

【0013】

ソーイングワイヤが、研摩材コーティング、例えばダイヤモンドで覆われている場合、自由な研摩材のない切断用媒体が概して用いられる。固定的に接合された研摩材なしでソーイングワイヤを含むワイヤソーを用いるとき、研摩材は切断プロセス中において懸濁剤（切断用媒体懸濁剤、切断用スラリー、スラリー）の形態で供給される。

【0014】

半導体材料から形成された加工物からウェハを切断するとき、従来は、加工物は、ソーイングワイヤがプロセスの終わりで切込む切断細長片に接続される。切断細長片は例えばグラファイト細長片であり、それは、加工物の横方向面上に粘着的に接着または接合される。次いで、切断細長片をともなう加工物は、支持体に接合される。切断後、結果として得られた半導体ウェハは、櫛の歯のように切断細長片上に固定されたままであり、したがってワイヤソーから除去することが可能である。その後、残りの切断細長片は、半導体ウェハから分離される。

【0015】

半導体材料から形成された加工物、例えば単結晶の円柱形ロッドまたは直方体の多結晶ブロックからの半導体ウェハの製造は、ワイヤによる切断に対して大きな要求がある。切断プロセスの目的は、一般的に、各切断された半導体ウェハが、可能な限り平面で、互いに平行な側面を有することである。

【0016】

理想的なウェハ形状からの偏差は、とりわけ、反りおよび湾曲パラメータによって記載される。

【0017】

いわゆるウェハの反りは、所望の理想形状からの実際のウェハ形状の偏差の、公知の尺度である。反りは、概して、総計で大きくとも数マイクロメートル（μｍ）になるはずである。

【0018】

湾曲は、ウェハの凸状または凹状変形の尺度であり、一般に、大きくとも数マイクロメートル（μｍ）になるはずである。

【0019】

ウェハの反りおよび湾曲は、本質的に、加工物に対するソーイングワイヤセクションの相対的運動によって引起こされ、それは、切断プロセスの間において加工物に関して軸方向において起こる。この相対的運動は、例えば、熱膨張、軸受の遊び、または加工物の熱膨張によるワイヤガイドローラの切断中の軸方向変位中に生じる切断力の結果であり得る。

【0020】

米国出願ＵＳ２０１０／００８９３７７Ａ１は、ウェハの反りおよび湾曲が低減される、加工物から複数のウェハを切断するための方法を教示する。この目的のために、軸方向における加工物およびワイヤウェブの変位が、それぞれ測定され、相応して適合される。

【0021】

加工物からのウェハの切断中に、ワイヤウェブにおけるソーイングワイヤの強い機械的および熱的負荷が生じ、それによって、ワイヤによる切断プロセスが、ワイヤ破損（ワイヤ破砕）のため、計画外の中断に至り得る。

【0022】

ワイヤウェブによって加工物を複数のウェハに切断する際にワイヤ破損を回避するために、公開明細書ＤＥ １０ ２０１１ ００８ ３９７ Ａ１は、ソーイングワイヤにかけられる過度に大きい引張り応力を回避することができるように、偏向プーリの静止軸上にトルク検出装置を適用すること教示する。

【0023】

ワイヤ破損の場合には、切断プロセスは、ワイヤソーおよび切断されるべき材料に対する損傷を回避するために、可能な限り速やかに中断されなければならない。

【0024】

ワイヤ破損を直ちに識別することができるように、および可能な限り短い時間内にワイヤソープロセスを停止することができるように、ＷＯ ２０１１／１５１０２２ Ａ１は、ワイヤウェブによって加工物を切断するときにワイヤ破損を監視する方法であって、直流をワイヤウェブに流して、ワイヤアレイ上に電圧を発生させ、それをセンサによって監視する方法を開示する。ワイヤ破損によって電圧偏差が引起こされると、切断プロセスは自動的に中断される。

【0025】

ワイヤ破損、およびワイヤソーのスイッチが切られた後、加工物およびワイヤウェブは互いから分離される。この目的のため、例えば、加工物はウェブから上方向に除去されてもよい。修理の後、加工物は、任意で切断用媒体がある状態でソーイングワイヤの小さな移動で、ワイヤウェブに再導入される。

【0026】

ワイヤによる切断プロセスの中断は可能な限り短くあるべきであり、なぜならば、加工物への切込みによって加熱されたソーイングワイヤおよびガイドロールは遮断中に冷却され、ソーイングワイヤおよびガイドロールの収縮が生じるかもしれないからである。これは、切断プロセスの再開で、ウェハ表面のナノトポグラフィが損なわれることに至るかもしれない。

【0027】

計画外の遮断での加熱されたソーイングワイヤおよびガイドロールの収縮を回避するために、公開ＤＥ １１ ２００９ ００１ ７４７ Ｔ５は、ワイヤソーの動作を再開するための方法であって、計画外の遮断中に、加工物およびワイヤソーの関連部品（ソーイングワイヤおよびガイドロール）の熱の制御が液体状の切断用媒体によって確実にされる方法を開示する。加えて、プロセスの中断での加工物の変位に対応する、ワイヤウェブのガイドロールについての変位の大きさが、軸方向に設定される。

【0028】

しかしながら、切断プロセスの再開に関しては、公開ＤＥ １１ ２００９ ００１ ７４７ Ｔ５の教示は、ソーイングワイヤが修理後に中断前とは異なる度合いの摩耗を少なくとも部分的に有するという事実を考慮しない。

【0029】

この理由で、ワイヤによる切断プロセスを再開するときに、深い切開（溝、窪み）が、切断されるウェハの表面に生じて、最も好ましくない場合においては、ウェハは、劣った表面トポグラフィのため、もはやさらなる処理に対して好適ではなくなるかもしれない。この問題が、この発明の目的を生じさせた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0030】

【特許文献1】ＤＥ １９５ １７ １０７ Ｃ２

【特許文献2】ＵＳ−５，７７１，８７６

【特許文献3】ＤＥ １０１ ４７ ６３４ Ｂ４

【特許文献4】ＵＳ４，６５５，１９１

【特許文献5】ＥＰ ５２２ ５４２ Ａ１

【特許文献6】ＤＥ ３９ ４０ ６９１ Ａ１

【特許文献7】ＵＳ２０１０ １６３０ １０ Ａ２

【特許文献8】ＥＰ １ ７１７ ００１ Ｂ１

【特許文献9】ＤＥ １１ ２００８ ００３ ３２１ Ｔ５

【特許文献10】ＵＳ２０１０／００８９３７７Ａ１

【特許文献11】ＤＥ １０ ２０１１ ００８ ３９７ Ａ１

【特許文献12】ＷＯ ２０１１／１５１０２２ Ａ１

【特許文献13】ＤＥ １１ ２００９ ００１ ７４７Ｔ５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0031】

この発明の目的は、半導体材料からなる加工物のワイヤによる切断中の計画外のプロセス中断の場合に、プロセスの再開時に半導体材料からなる切断されたウェハの表面トポグラフィに対する悪影響を回避する方法を与えることだった。

【課題を解決するための手段】

【0032】

この目的は、ワイヤソーで加工物５を複数のウェハに切断するための、中断されたプロセスを再開するための方法によって達成され、この方法は、平行に配置された多くのワイヤセクションからなるワイヤウェブ４にわたるソーイングワイヤ３を含み、ソーイングワイヤ３は、前進運動で供給スプール１ａから解かれ、少なくとも１つの回転可能な偏向プーリ２を越えてワイヤウェブ４に案内され、再び少なくとも１つのさらなる回転可能な偏向プーリ２を介してワイヤウェブ４を出て、巻取スプール１ｂに巻きつけられ、中断前、ソーイングワイヤ３は、規定された時間間隔で、前方に長さＬ１で、および後方に長さＬ２で、交互に移動され、中断されたプロセスを再開するために、ワイヤウェブ４は、ソーイングワイヤ３の液体状の切断用媒体が加えられる状態で、ワイヤウェブ４または加工物５がワイヤによる切断プロセスの中断の位置に達するまで、前進運動で、ソーイングワイヤ３の第１の速度ｖ１で、加工物５の存在する切断挽き目に侵入し、ソーイングワイヤ３は停止し、切断プロセスを再開するとき、ワイヤ３は、規定された時間間隔で、速度ｖで長さＬ３だけ前方に、および速度ｖ’で長さＬ４だけ後方に、交互に移動され、Ｌ４はＬ３未満であり、前進運動および後退運動はサイクルＺに対応し、各前進運動中、１つおきの前進運動中、または任意の数の前進運動の後、前進運動中に解かれるワイヤ長さＬ３は、中断前の前進運動のワイヤ長さＬ１に対応するまで増大される。

【0033】

加工物は、少なくとも２つの平行な平面（端面）および１つの側面からなる表面を有する幾何学体であり、それは平行な直線によって形成される。円柱体の場合、端面は円形の領域であり、側面は凸状である。直方柱の加工物の場合においては、側面は平面である。

【0034】

この発明は主として半導体材料からなる加工物に関するが、それは、それにもかかわらず、任意の所望の材料からなる加工物の、ワイヤソーでの切断に対しても、使用可能である。

【0035】

半導体材料からなる加工物は半導体材料からなる単結晶または結晶であり、半導体材料は通常はシリコンである。

【0036】

半導体材料からなる加工物から切断された半導体材料ウェハは、前側および後側ならびに周方向縁部を有し、さらなる処理ステップにおいて精巧にされる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1a】先行技術に従う、円柱形の加工物を切断するためのワイヤソーの構造を示す図である。

【図1b】ワイヤウェブから供給されるワイヤが少なくとも１つのさらなる偏向プーリを介して巻取スプールに巻取られるのを示す図である。

【図2a】往復運動法に従うワイヤによる切断プロセス中において時間ｔの関数としてソーイングワイヤの振動（前進および後退運動）ためのワイヤ速度ｖ（ｍ／ｓ）を示す図である。

【図2b】ワイヤによる切断プロセスを計画外の遮断後に再開するための、この発明に従う往復運動法におけるワイヤ振動を示す図である。

【図3a】加工物から切断された半導体材料ウェハの表面のプロファイルを概略的に示す図である。

【図3b】この発明に従う方法での、ワイヤによる切断プロセスの計画外の遮断後における再開から結果として生じるプロファイルを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、先行技術に従う、円柱形の加工物５を切断するためのワイヤソーの構造を、非常に単純化された態様で示す。ソーイングワイヤ３は、供給スプール１ａから少なくとも１つの偏向プーリ２を介してワイヤウェブ４に案内される。ワイヤウェブ４は複数のワイヤセクションからなり、それらは平行に配置され、切断プロセス中において加工物５に切込む（図１ａ）。ワイヤウェブ４から外へ送られたワイヤは、少なくとも１つのさらなる偏向プーリ２を介して巻取スプール１ｂに巻取られる（図１ｂ）（ワイヤ前進、ＷＦ）。ソーイングワイヤ３が巻き戻されるときは（ワイヤ後退、ＷＢ）、ワイヤ前進ステップにおける巻取スプール１ｂは供給スプール１ａになり、供給スプール１ａは巻取スプール１ｂになる。

【0039】

図２ａは、往復運動法に従うワイヤによる切断プロセス中において時間ｔの関数としてソーイングワイヤ３の振動（前進および後退運動）ためのワイヤ速度ｖ（ｍ／ｓ）を示す図である。この場合におけるワイヤ振動のサイクルＺは、時間ｔ_０１における前進運動（ワイヤ前進）の開始でのソーイングワイヤの加速の、時間ｔ_０３における、ワイヤの前進運動から直接続く後退運動の終わりまでの期間を含む。したがって、サイクルＺは、前進運動位相（ワイヤ前進、ＷＦ）および後退運動位相（ワイヤ後退、ＷＢ）からなる。

【0040】

図２ｂは、ワイヤによる切断プロセスを計画外の遮断後に再開するための、この発明に従う往復運動法におけるワイヤ振動を示す図である。前進方向（ＷＦ）において供給スプール１ａから解かれるワイヤ長さＬ３は、各サイクルにおいて、Ｌ３がＬ１に等しくなるまで、より長くなる。ここに例として示される実施例においては、後退方向（ＷＢ）において巻取スプール１ｂから巻き戻されるワイヤ長さＬ４は、Ｌ４がＬ２に等しくなるまで、各サイクルにおいて、より長くなり、ここで、Ｌ４はＬ３（図示せず）より短い。

【0041】

図３は、加工物５から切断された半導体材料ウェハの表面のプロファイルを概略的に示す図である。図３ａにおける深い溝は、先行技術に従う、ワイヤによる切断プロセスの計画外の遮断後における再開の結果である。図３ｂは、この発明に従う方法での、ワイヤによる切断プロセスの計画外の遮断後における再開から結果として生じるプロファイルを示す図である。

【0042】

この発明に従う方法においては、従来のワイヤソーが用いられる。切断される加工物５は、概ね切断細長片上に固定され、それはワイヤソーにおいて取付板でクランプされる。加工物の切断はワイヤウェブ３で実行される。

【0043】

ワイヤソーのワイヤウェブ３は、少なくとも２つ（任意で３つ、４つまたはそれ以上）のワイヤガイドローラ６間で張力をかけられる複数の平行なワイヤセクションによって形成され、ワイヤガイドローラ６は回転可能に取付けられ、ワイヤガイドローラ６の少なくとも１つが駆動される。ワイヤセクションは、概して単一の有限のワイヤ３に属し、それはローラのシステムのまわりを螺旋状に案内され、供給スプール（ワイヤストックスプール）１ａから巻取スプール（レシーバスプール）１ｂ（図１ａ）上に解かれる。

【0044】

ワイヤウェブ４による加工物５の切断（またはそれへの切込み）は、送り装置で実行され、それは、加工物５をワイヤウェブ４に対して、またはワイヤウェブ４を加工物５に対して、または加工物５およびワイヤウェブ４を互いに対して、移動させる（切断運動）。同時に、ソーイングワイヤ３は、供給スプール１ａからワイヤウェブ４を介して巻取スプール１ｂに巻きつけられる（図１ｂ）。

【0045】

液体状の切断用媒体は、好ましくはノズル（図示せず）によってワイヤウェブ４のワイヤセクションに適用される。

【0046】

ワイヤウェブにおけるソーイングワイヤが固定的に接合された研摩材（例えばダイヤモンド研摩材、シリコンカーバイド）を含むワイヤソー、およびソーイングワイヤが研摩材コーティングを有しておらず、切断力が、切断プロセス中またはその前にソーイングワイヤ上に適用される、研摩材を含む切断用懸濁液によって与えられるワイヤソーの両方が、この発明に従う方法に対して好適である。

【0047】

先行技術に従うすべての液体媒体が、切断用媒体として好適である。好ましくは、グリコール、油または水がキャリア材料として用いられ、シリコンカーバイドが研摩材として用いられる。

【0048】

切断される加工物５は、端面５ａがワイヤウェブ４のワイヤセクションと平行に整列される態様で、保持装置（図示せず）上に切断細長片によって固定される。切断プロセス中、送り装置は、ワイヤセクションおよび加工物５の相互に向けられた相対的運動を誘導する。この送り運動の結果として、切断用媒体が適用されるワイヤ３は、加工物５を通して材料浸食によって作用して、平行な切断挽き目を形成し、ウェハから結果として得られる櫛が形成される。

【0049】

半導体材料加工物のワイヤによる切断は、好ましくはいわゆる往復運動法（ワイヤ振動法、ピルグリムステップ運動法）に従って実行され、つまり、ソーイングワイヤは、サイクルＺ（図２ａ）に対応する、ソーイングワイヤ３の一定の速度ｖでの規定された期間である加速位相とソーイングワイヤが停止するまでの減速位相とを含む前進運動位相ＷＦ１と、反対方向におけるソーイングワイヤ３の一定の速度ｖ’での規定された期間である、反対方向における加速位相と、ソーイングワイヤが停止するまでの減速位相とを含む後退運動位相ＷＢ２とで、交互に、ワイヤウェブにおいて、好適な駆動部によって、前進および後退させられる。

【0050】

時間ｔ_０１から時間ｔ_１まで、ソーイングワイヤ３は、速度ｖに到達するまで、前進方向（ＷＦ）において加速される。ソーイングワイヤ３は、時間間隔ｔ_１〜ｔ_２においては、規定された一定の速度ｖで、前進移動される。期間ｔ_２〜ｔ_０２においては、前進速度は０ｍ／ｓに低減される（図２ａ）。

【0051】

時間ｔ_０２から、後退方向（ＷＢ）におけるソーイングワイヤ３の速度は、時間ｔ_３まで速度ｖ’に加速され、ソーイングワイヤ３の後退運動は、時間ｔ_４まで一定の速度ｖ’で起こる。期間ｔ_４〜ｔ_０３においては、後退速度は０ｍ／ｓに低減される（図２ａ）。

【0052】

ソーイングワイヤの、それぞれ、速度ｖまたはｖ’は、好ましくは毎秒５〜２０メートル（以下ｍ／ｓ）、特に好ましくは１０〜１５ｍ／ｓである。

【0053】

ワイヤ３が時間間隔ｔ_０１〜ｔ_０２（＝ＷＦ１）において前進方向に移動される間、ワイヤ長さＬ１は供給スプール１ａから解かれ、対応するワイヤ長さＬ１が巻取スプール１ｂに巻きつけられる。

【0054】

期間ｔ_０２〜ｔ_０３（＝ＷＢ２）においては、ワイヤ３は後退方向に移動され、ワイヤ長さＬ２が巻取スプール１ｂから再び解かれ、対応するワイヤ長さＬ２が供給スプール１ａ上に巻き戻され、ここで、Ｌ２＜Ｌ１である。

【0055】

長さＬ１は好ましくは２００ｍから５００ｍまで、特に好ましくは３００ｍから４００ｍまでである。

【0056】

長さＬ２は、好ましくは長さＬ１の３０％から９０％に対応する。
Ｌ２がＬ１より短いため、各切断サイクルＺで、規定された長さＬ(new）（Ｌ(new）＝Ｌ１−Ｌ２）の新しいワイヤが、ワイヤ摩耗を最小限にするためにワイヤウェブ４に供給される。

【0057】

サイクルＺ（＝ＷＦ１＋ＷＢ２）のための期間は、ワイヤによる切断プロセスの全体にわたって一定である。

【0058】

ワイヤ破損または別の計画外の事象、例えば電気的または機械的な故障が、ここで、ワイヤによる切断プロセスの中断に至る場合、ワイヤ駆動および切断運動からなるワイヤによる切断プロセスは自動的に終了され、ワイヤソーはワイヤ破損または他方の計画外の事象の後数秒内に、制御された態様で停止される。

【0059】

切断プロセスの終了に対する信号は、システム内部の少なくとも１つの監視装置によって自動的に引起こされる。監視装置は、例えば電気的なワイヤ破損監視または接地短絡信号からなってもよい。

【0060】

接地短絡信号は、破損したソーイングワイヤと金属表面との接触が引き金となって引起こされる。

【0061】

ワイヤ破損の場合においては、必要な場合には、破損したワイヤは、加工物から手で除去される。

【0062】

ワイヤによる切断プロセスの計画外の中断の後、加工物５はワイヤウェブ４から除去される。

【0063】

ワイヤによる切断プロセスの再開は、ソーイングワイヤ３の修理後、もしくは任意でその置換後、または別の故障の解決後に起こる。

【0064】

中断されたワイヤによる切断プロセスの再開は、加工物５において既に存在する切断挽き目へのワイヤウェブ４の導入で始まる。ソーイングワイヤは、この場合、好ましくは低速速度ｖ１、好ましくは０．１〜０．５ｍ／ｓで、「ワイヤ前進」方向において供給スプールからワイヤウェブを介して巻取スプール上に巻かれ、平行に配置されたワイヤセクションによって形成されるワイヤウェブ４は、切断用媒体の存在下で、中断時の位置に到達するまで、加工物５に再導入される。

【0065】

ワイヤウェブ４、または切断される加工物５、が中断時の位置に再び達すると、つまり、ワイヤウェブ４のワイヤセクションがそれぞれの切断挽き目の上側端部に達すると、ワイヤ導入プロセスは終了され、ソーイングワイヤの前進巻きは停止される（ワイヤ速度０ｍ／ｓ）。

【0066】

別の実施例では、ワイヤウェブ４または切断される加工物５が中断時の位置に再び達すると、ワイヤによる切断プロセスの再開が、ソーイングワイヤの前進巻きを停止せずに開始される。

【0067】

ワイヤによる切断プロセスの計画外の中断後の再開は、好ましくは「ワイヤ前進」方向において実行され、なぜならば、そのようにすると、ほとんど使用されていないソーイングワイヤ３が、ストックスプールからワイヤウェブ４を介して加工物５に既に存在する切断挽き目に入るからである。

【0068】

ワイヤによる切断プロセスが計画外の中断の後直ちに同じワイヤ振動、つまり計画外の中断前と同じ、Ｌ２（ワイヤ後退）に対するワイヤ長さＬ１（ワイヤ前進）の比で始められる場合、加工物５から切断されたウェハの表面上のソーによる切開（溝）の形成が、計画外の中断前後におけるソーイングワイヤ３の異なる摩耗度合いのために生じる。このとき、ウェハ表面におけるソーによる切開の深さは局所的に数倍深いかもしれず（図３ａ）、切断されたウェハの最小切断厚みを達成しないかもしれない。

【0069】

中断されたワイヤによる切断プロセスを再開するためのこの発明に従う方法では、加工物から切断されたウェハの表面における、計画外の中断前後におけるソーイングワイヤ３の異なる摩耗度合いによる、ソーによる切開の深さが最小限にされ（図３ｂ）、それは、加工物から切断されたウェハの最小切断厚みに対して肯定的な効果がある。

【0070】

この発明に従う方法は、特別のワイヤ振動、つまり一方の方向（ワイヤ前進、ＷＦ３）においては最初は長さＬ１に等しくない長さＬ３、および他方の方向（ワイヤ後退、ＷＢ４）においては長さＬ２に等しいかまたは最初は長さＬ２に等しくない長さＬ４で加工物を通るソーイングワイヤの運動が特徴である。

【0071】

この発明に従う方法におけるサイクルＺのワイヤ前進位相ＷＦ３では、ワイヤによる切断プロセスの再開の開始、つまり第１のサイクルにおけるワイヤ長さＬ３は、通常のワイヤによる切断プロセスの前進運動位相ＷＦ１のワイヤ長さＬ１の９５％未満である。

【0072】

好ましくは、ワイヤによる切断プロセスの再開の開始におけるＬ３は、Ｌ１に対して５％と９０％との間によって低減され、特に好ましくは、Ｌ３はＬ１に対して１０％と７０％との間によって低減される。

【0073】

このように、ワイヤによる切断プロセスの再開中の新しいワイヤの長さは、中断前におけるワイヤによる切断プロセスと比較して低減され、再開中において形成される、深い切断切開の危険性が大きく低減される（図３）。

【0074】

この発明に従う方法の第１の実施例においては、長さＬ３は、中断前における前進運動位相ＷＦ１の長さＬ１に再び達するまで、各サイクルＺで一定値ずつ線形に増大される（長くされる）。好ましくは、長さＬ３は、長さＬ１に等しくなるまで、各サイクルで、長さＬ１の１％〜４０％ずつ、特に好ましくは２％〜２０％ずつ、長くされる。

【0075】

この発明に従う方法の第２の実施例においては、長さＬ３は、中断前における長さＬ１に再び達するまで、各サイクルで非線形に増大される（長くされる）。好ましくは、長さＬ３は、長さＬ１に等しくなるまで、再開後第１のサイクルにおける長さＬ３に対して、１％〜４０％、特に２％〜２０％、長くされる。

【0076】

この発明に従う方法の第３の実施例においては、長さＬ３は、中断前における長さＬ１に再び達するまで、１つおきのサイクル毎に、または他の任意のサイクル数で、線形または非線形に増大される。好ましくは、長さＬ３は、長さＬ１に等しくなるまで、再開後第１のサイクルにおける長さＬ３に対して、１％〜４０％、特に２％〜２０％、長くされる。

【0077】

中断されたワイヤによる切断プロセスを再開するためのこの発明に従う方法のサイクル数は、Ｌ３＝Ｌ１（通常動作）となるサイクルまで、それぞれの実施例、および長さＬ３のそれぞれの延長に依存する。

【0078】

好ましくは、通常動作に到達する前のサイクル数は、少なくとも１２サイクル、特に好ましくは少なくとも８サイクルである。

【0079】

前述の実施例とは独立して、この発明に従う方法においてサイクルＺの後退運動位相ＷＢ４中に巻き戻されるワイヤ長さＬ４は、長さＬ２と等しくてもよく、または最初は異なってもよい。

【0080】

長さＬ４はＬ３より短いため、実施例に依って、規定された長さＬ（new）（Ｌ（new）＝Ｌ３−Ｌ４）の新しいワイヤが、ワイヤ摩耗を最小限にするために、各切断サイクル、１つおきの切断サイクル、または別の任意のサイクル数Ｚで、ワイヤウェブ４に導入される。

【0081】

ワイヤ後退位相ＷＢ４におけるワイヤ長さＬ４が最初は長さＬ２とは異なる場合、長さＬ４は、好ましくはＬ３の固定された分数に対応する。この場合、長さＬ４は、ワイヤによる切断プロセスの中断前の長さＬ２に対応するまで、各切断サイクル、１つおきの切断サイクル、または任意の切断サイクル数で、多少、より大きくなる。

【0082】

例えば、Ｌ３の長さが、第１のサイクルＷＦ３−１において１５０ｍであり、第２のサイクルＷＦ３−２においてＬ３＝２００ｍである場合、ソーイングワイヤの後退巻取長さＬ４は、第１のサイクルＷＢ４−１において７５ｍ、および第２のサイクルＷＢ４−２において１００ｍであってもよい。

【0083】

特に好ましくは、長さＬ４は長さＬ２に等しく、つまり巻き戻されるワイヤの長さは、中断された切断プロセスの再開時、および通常の切断プロセスの際の両方において、同じである。この実施例においては、巻き戻されるワイヤ長さＬ４は一定のままであり、一方、前進方向に巻かれるワイヤ長さＬ３は、Ｌ３＝Ｌ１になるまで、次もしくは１つおいて次の切断サイクルにおいて、または任意の数の切断サイクル後に、より大きくなるかまたは長くされる。

【0084】

ソーイングワイヤの、それぞれ、速度ｖまたはｖ’、つまりこの発明に従う方法中に時間間隔ｔ_１〜ｔ_２またはｔ_３〜ｔ_４においてソーイングワイヤが前後に巻き付けられる速度は、好ましくは５〜２０ｍ／ｓ、特に好ましくは１０〜１５ｍ／ｓである。

【0085】

好ましくは、時間間隔ｔ_１〜ｔ_２においてソーイングワイヤが前進移動される速度ｖは、ソーイングワイヤが時間間隔ｔ_３〜ｔ_４において後退移動される速度ｖ’に等しい（図２ａ）。

【0086】

同様に好ましくは、時間間隔ｔ_１〜ｔ_２においてソーイングワイヤが前進移動される速度ｖは、ソーイングワイヤが時間間隔ｔ_３〜ｔ_４において後退移動される速度ｖ’に等しくない。

【0087】

中断された切断プロセスの再開が完了するとき、つまり、Ｌ３＝Ｌ１のとき、および任意でＬ４＝Ｌ２のとき、加工物の切断は、中断の前に設定されたワイヤ切断サイクルおよびソーイングワイヤの速度で直接継続される。

【符号の説明】

【0088】

１ａ 供給スプール、１ｂ 巻取スプール、２ 偏向プーリ、３ ソーイングワイヤ、４ ワイヤウェブ、５ 加工物、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 長さ、ｖ，ｖ’ 速度、ｖ１ 第１の速度、Ｚ サイクル。

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】