JPH06128092A - Method for working single crystal - Google Patents
Method for working single crystalInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶のスライス加工
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for slicing a single crystal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パイロ用Ｚ軸 LiTaO3 単結晶や光用Ｚ軸
LiNbO3 単結晶のスライス加工には、従来から、遊離砥
粒を用いたワイヤーソーが用いられている。この遊離砥
粒によるスライス加工は、図６に示すように、単結晶ボ
ール１をベース２上に接着固定し、ローラ３によって保
持されているワイヤー細線４上に遊離砥粒をスラリー供
給口５から供給しつつ、ワイヤー細線４を才差運動させ
ることによって、単結晶ボール１をスライスする加工方
法である。ワイヤー細線４としては、通常、ウエハ枚数
を多くとるため、0.14〜0.18mm径のものが使用されてい
る。また、従来、被加工物である単結晶ボール１は、そ
のオリフラ６をベース２上に接着することによって固定
し、この状態でスライス加工することが一般的であっ
た。従って、スライス方向はオリフラ面に対して垂直方
向であった。2. Description of the Related Art Z-axis LiTaO 3 single crystal for pyro and Z-axis for light
A wire saw using loose abrasive grains has been conventionally used for slicing a LiNbO 3 single crystal. As shown in FIG. 6, the slicing process using the loose abrasive grains is performed by adhering and fixing the single crystal ball 1 on the base 2, and then letting the loose abrasive grains on the wire fine wire 4 held by the roller 3 from the slurry supply port 5. This is a processing method of slicing the single crystal ball 1 by precessing the wire fine wire 4 while supplying. As the thin wire 4, a wire having a diameter of 0.14 to 0.18 mm is usually used in order to increase the number of wafers. Further, conventionally, it has been general that the single crystal ball 1 which is the object to be processed is fixed by adhering its orientation flat 6 on the base 2 and sliced in this state. Therefore, the slice direction was perpendicular to the orientation flat surface.
【０００３】ところで、Ｚ軸 LiTaO3 単結晶やＺ軸 LiN
bO3 単結晶においては、通常、Ｙオリフラが用いられて
いる。このようなＹオリフラを有する単結晶ボールにお
いても、従来はオリフラ面をベースに接着固定し、オリ
フラ面に対して垂直方向にスライスしていた。しかしな
がら、上記したようなＺ軸 LiTaO3 単結晶やＺ軸LiNbO
3 単結晶のＹオリフラカットボ−ルでは、スライス加工
時のワイヤー伸直度が低下しやすいことから、スライス
歩留りが低いという問題が生じている。By the way, Z-axis LiTaO 3 single crystal and Z-axis LiN
In a bO 3 single crystal, Y orientation flat is usually used. Even in a single crystal ball having such an Y orientation flat, conventionally, the orientation flat surface is adhesively fixed to the base and sliced in the direction perpendicular to the orientation flat surface. However, Z-axis LiTaO 3 single crystal or Z-axis LiNbO as described above is used.
The Y single crystal cut ball of 3 single crystals has a problem of low slice yield because the wire straightness during slicing is likely to decrease.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、単結
晶ボールのワイヤーソーによるスライス加工は、加工歪
みが少なく、へき開性の強い単結晶にも有効であり、か
つ一度に大量のスライスができる等の利点を有する反
面、細いワイヤーの移動によってワイヤーの伸直度が低
下しやすいという欠点を有していた。特に、Ｚ軸 LiTaO
3 単結晶やＺ軸LiNbO3 単結晶のＹオリフラカットボー
ルにおいてはワイヤーの伸直度が低下しやすく、またパ
イロ用ウェーハの製品厚みは、20〜 100μm と極めて薄
いために、ウェーハの厚みも薄くしなければならず、必
然的にワイヤー伸直度が低下するため、スライス加工の
歩留りが極端に低下すると共に、その後工程の研磨工程
等の歩留まりも低下してしまうという問題が生じてい
た。As described above, the slicing process of a single crystal ball with a wire saw is effective for a single crystal having a small processing strain and a strong cleavage property, and a large amount of slices can be formed at one time. While having the advantages such as the above, there is a drawback that the straightness of the wire is likely to decrease due to the movement of the thin wire. Especially Z-axis LiTaO
In the Y orientation flat cut ball of 3 single crystal or Z-axis LiNbO 3 single crystal, the wire straightness is liable to decrease, and the product thickness of the wafer for pyro is extremely thin, 20-100 μm, so the wafer thickness is also thin. However, since the wire straightness is inevitably reduced, the yield of the slicing process is extremely reduced, and the yield of the subsequent polishing process is also reduced.
【０００５】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、Ｚ軸 LiTaO3 単結晶やＺ軸 LiNbO3
単結晶のＹオリフラカットボールを、高精度にかつ高歩
留でスライス加工することを可能にした単結晶の加工方
法を提供することを目的としている。The present invention has been made in order to address such a problem, and it is a Z-axis LiTaO 3 single crystal or a Z-axis LiNbO 3 crystal.
It is an object of the present invention to provide a method for processing a single crystal, which makes it possible to slice a single crystal Y orientation flat cut ball with high accuracy and high yield.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、Ｚ軸 LiTaO3 単結晶やＺ軸 LiNbO3
単結晶のＹオリフラカットボールを、スライス方向を種
々に変えてスライス加工したところ、ワイヤーの伸直度
がへき開面に大きく依存し、スライス方向が単結晶のＸ
軸方向からずれるにしたがって、図２に示すように悪化
することを見出した。In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a Z-axis LiTaO 3 single crystal and a Z-axis LiNbO 3 single crystal.
When a single crystal Y orientation flat cut ball was sliced by changing the slicing direction in various ways, the straightness of the wire largely depended on the cleavage plane, and the slicing direction was X of the single crystal.
It has been found that as it deviates from the axial direction, it deteriorates as shown in FIG.
【０００７】本発明は、上記したような知見に基いて成
されたものであり、本発明の単結晶の加工方法は、Ｚ軸
LiTaO3 単結晶ボ−ルまたはＺ軸 LiNbO3 単結晶ボ−ル
を、ワイヤーソーによりスライス加工するに際し、前記
スライス加工の加工方向を、前記単結晶ボールのＸ軸方
向に対して±45°の範囲内とすることを特徴としてい
る。The present invention was made on the basis of the above-mentioned findings, and the method for processing a single crystal of the present invention is based on the Z-axis.
When slicing a LiTaO 3 single crystal ball or a Z-axis LiNbO 3 single crystal ball with a wire saw, the slicing direction is ± 45 ° with respect to the X-axis direction of the single crystal ball. It is characterized by being within the range.
【０００８】[0008]
【作用】Ｚ軸 LiTaO3 単結晶ボールやＺ軸 LiNbO3 単結
晶ボールのワイヤーソー加工において、図１に示すよう
に、オリフラ１２が単結晶ボール１１のＹ面である場合
に、スライス方向をオリフラ１２に対して垂直方向（図
中、矢印Ｂで示す）とすると、強いへき開面である (01
1(バー）2)面１３がＸ面と垂直方向に、かつスライス方
向に対して57°程傾斜して存在しているため、加工用ワ
イヤーとへき開面１３とが線接触することになる。この
ため、Ｙオリフラ１２を有するＺ軸 LiTaO3 やＺ軸 LiN
bO3 の単結晶ボール１１を矢印Ｂ方向にスライス加工す
ると、へき開面方向にワイヤーがずれやすくなり、スラ
イス初期から伸直度が悪化し、 2インチ径の単結晶ボー
ル１１であっても、図３に示すように 100μm 以上も反
る結果となる。これが従来法による歩留り低下原因であ
る。In the wire saw processing of Z-axis LiTaO 3 single crystal balls and Z-axis LiNbO 3 single crystal balls, when the orientation flat 12 is the Y plane of the single crystal ball 11, the slice direction is changed to the orientation flat as shown in FIG. When the direction is perpendicular to 12 (indicated by arrow B in the figure), the cleavage plane is strong (01
Since the 1 (bar) 2) surface 13 is present in the direction perpendicular to the X surface and at an angle of about 57 ° with respect to the slice direction, the processing wire and the cleavage surface 13 make line contact. Therefore, Z-axis LiTaO 3 or Y-axis LiN having Y orientation flat 12
When slicing the bO 3 single crystal ball 11 in the direction of the arrow B, the wire is easily displaced in the cleavage plane direction, the straightness deteriorates from the initial stage of slicing, and even with the 2 inch diameter single crystal ball 11, As shown in Fig. 3, the result is a warp of 100 μm or more. This is the reason why the yield is lowered by the conventional method.
【０００９】そこで、本発明においては、オリフラの位
置に関係なく、Ｚ軸 LiTaO3 単結晶ボールやＺ軸 LiNbO
3 単結晶ボールを、単結晶ボールのＸ軸方向（図中、矢
印Ａ）に対して±45°の範囲内の方向からスライス加工
している。これによって、へき開面１３が加工用ワイヤ
ーに及ぼす悪影響を排除することができ、図４に示すよ
うに伸直度が大幅に向上する。ここで、スライス加工方
向がＸ軸に対して±45°の範囲から外れると、へき開面
１３の影響が大きくなることから、ワイヤーの伸直度が
低下し、歩留りの低下等を招いてしまう。Therefore, in the present invention, the Z-axis LiTaO 3 single crystal ball or the Z-axis LiNbO is irrespective of the orientation flat position.
3 Single crystal balls are sliced from a direction within a range of ± 45 ° with respect to the X-axis direction (arrow A in the figure) of the single crystal balls. As a result, the adverse effect of the cleaved surface 13 on the working wire can be eliminated, and the straightness is significantly improved as shown in FIG. Here, if the slicing direction deviates from the range of ± 45 ° with respect to the X axis, the influence of the cleavage plane 13 becomes large, so that the straightness of the wire is reduced and the yield is reduced.
【００１０】このように、本発明によれば、ワイヤーソ
ー加工装置の最大の欠点である伸直度が改善でき、スラ
イス歩留りの向上が図れると共に、数 10%程度の加工速
度の向上も期待できる。よって、ワイヤーソー加工装置
で10μm 以下のスライス加工精度が得られ、またウエハ
加工工程でのソリの発生が防止でき、さらに最近のステ
ッパー化にもあった高平坦ウエハを再現性よく得ること
が可能となる。As described above, according to the present invention, it is possible to improve the straightness, which is the greatest drawback of the wire saw processing apparatus, improve the slice yield, and expect to improve the processing speed by several tens of percent. . Therefore, it is possible to obtain a slicing accuracy of 10 μm or less with a wire saw processing device, to prevent warpage in the wafer processing process, and to obtain a highly flat wafer with reproducibility that was recently adopted as a stepper. Becomes
【００１１】なお、本発明は遊離砥粒を用いたワイヤー
ソーによる加工に限らず、ダイアモンド砥粒を有するワ
イヤー加工等にも適用することが可能である。The present invention can be applied not only to processing with a wire saw using free abrasive grains, but also to wire processing with diamond abrasive grains.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【００１３】実施例１ まず、直径62mm×80mmのＺ軸 LiTaO3 単結晶ボールに、
Ｙ面のオリフラを18mm幅に加工形成した。次いで、図５
に示すように、上記Ｚ軸 LiTaO3 Ｙオリフラカットボ−
ル１１を31Ｒの曲率を有するカーボンベース２１に、Ｘ
軸が垂直方向となるようにエポキシ系有機接着剤で接着
した。この後、Ｚ軸 LiTaO3 Ｙオリフラカットボール１
１をカーボンベース２１ごと、ワイヤーソー加工装置２
２の試料台２３にセットした。すなわち、スライス加工
方向が単結晶ボール１１のＸ軸方向となるようにセット
した。なお、Ｙオリフラ１２はスライス方向と平行に位
置している。Example 1 First, a Z-axis LiTaO 3 single crystal ball having a diameter of 62 mm × 80 mm was prepared.
The orientation flat on the Y surface was machined to a width of 18 mm. Then, FIG.
As shown in the above, the Z-axis LiTaO 3 Y orientation flat cut
X 11 on the carbon base 21 having a curvature of 31R,
Bonding was performed with an epoxy-based organic adhesive so that the axis was in the vertical direction. After this, Z axis LiTaO 3 Y orientation flat cut ball 1
1 with carbon base 21 and wire saw processing device 2
It was set on the second sample table 23. That is, the slice processing direction was set to be the X-axis direction of the single crystal ball 11. The Y orientation flat 12 is located parallel to the slice direction.
【００１４】次に、単結晶ボール１１の固定を確認した
後、ワイヤー２４と端面の方向を合せ、100g/pの荷重を
かけながらワイヤー２４をゆっくりと稼働させた。ワイ
ヤー２４の送り速度を5m／分とし、異常がないことを確
認した後、ＧＣ砥粒とオイルとの混合物からなるスラリ
ーを流してスライス加工を開始した。スライスは15時間
で終了した。Next, after confirming that the single crystal ball 11 was fixed, the wire 24 was aligned with the direction of the end face, and the wire 24 was slowly operated while applying a load of 100 g / p. After confirming that there was no abnormality by setting the feed rate of the wire 24 to 5 m / min, a slurry consisting of a mixture of GC abrasive grains and oil was flowed to start slicing. Slicing was finished in 15 hours.
【００１５】得られたスライスウエハはソーマークもな
く、また伸直度は10μm と良好な値を示した。また、こ
のスライスウエハをウエハ加工工程に送り、ラップ加
工、ホーニング加工およびポリッシング加工を施したと
ころ、ラップ歩留りは100%、ホーニング歩留りは 99%、
またポリッシング歩留りも 95%と良好であった。加工後
のウエハ伸直度は 3μm と良好であった。The sliced wafer obtained had no saw mark, and the straightness was 10 μm, which was a good value. In addition, when this sliced wafer was sent to the wafer processing process and subjected to lapping, honing and polishing, the lap yield was 100%, the honing yield was 99%,
The polishing yield was also good at 95%. The wafer straightness after processing was as good as 3 μm.
【００１６】実施例２ 直径62mm×80mmのＺ軸 LiTaO3 単結晶ボールに、Ｙ面の
オリフラを18mm幅に加工形成した。次いで、このＺ軸 L
iTaO3 Ｙオリフラカットボールを31Ｒの曲率を有するカ
ーボンベースに、Ｘ軸方向から15度ずらしてエポキシ系
有機接着剤で接着した。この後、このＺ軸 LiTaO3 Ｙオ
リフラカットボールをカーボンベースごとワイヤーソー
加工装置の試料台に、実施例１と同様にセットした。Example 2 On a Z-axis LiTaO 3 single crystal ball having a diameter of 62 mm × 80 mm, a Y-plane orientation flat was formed to have a width of 18 mm. Then this Z axis L
The iTaO 3 Y orientation flat cut ball was bonded to a carbon base having a curvature of 31R with an epoxy-based organic adhesive, offset by 15 ° from the X-axis direction. After that, this Z-axis LiTaO 3 Y orientation flat cut ball was set together with the carbon base on the sample stand of the wire saw processing apparatus in the same manner as in Example 1.
【００１７】次に、単結晶ボールの固定を確認した後、
ワイヤーと端面の方向を合せ、100g/pの荷重をかけなが
らワイヤーをゆっくりと稼働させた。ワイヤーの送り速
度を5m／分とし、異常がないことを確認した後、ＧＣ砥
粒とオイルとの混合物からなるスラリーを流してスライ
ス加工を開始した。スライスは15時間で終了した。Next, after confirming that the single crystal ball is fixed,
The wire and the end face were aligned, and the wire was operated slowly while applying a load of 100 g / p. After confirming that there was no abnormality by setting the wire feed speed to 5 m / min, a slicing process was started by flowing a slurry containing a mixture of GC abrasive grains and oil. Slicing was finished in 15 hours.
【００１８】得られたスライスウエハはソーマークもな
く、また伸直度は30μm であった。また、このスライス
ウエハに対して実施例１と同様なウエハ加工を施したと
ころ、ラップ歩留りは 97%、ホーニング歩留りは 98%、
またポリッシング歩留りも93% と良好であった。加工後
のウエハ伸直度は12μm であった。The sliced wafer obtained had no saw mark and had a straightness of 30 μm. When the same wafer processing as in Example 1 was applied to this sliced wafer, the lap yield was 97%, the honing yield was 98%,
The polishing yield was also good at 93%. The wafer straightness after processing was 12 μm.
【００１９】比較例１ 直径62mm×80mmのＺ軸 LiTaO3 単結晶ボールに、Ｙ面の
オリフラを18mm幅に加工形成した。次いで、このＺ軸 L
iTaO3 Ｙオリフラカットボールを31Ｒの曲率を有するカ
ーボンベースに、Ｘ軸方向から90度ずらして、すなわち
Ｙオリフラを下にしてエポキシ系有機接着剤で接着し
た。この後、このＺ軸 LiTaO3 Ｙオリフラカットボール
をカーボンベースごとワイヤーソー加工装置の試料台
に、実施例１と同様にセットした。Comparative Example 1 A Z-axis LiTaO 3 single crystal ball having a diameter of 62 mm × 80 mm was processed and formed with an orientation flat of Y surface having a width of 18 mm. Then this Z axis L
The iTaO 3 Y orientation flat cut ball was bonded to a carbon base having a curvature of 31R with a 90 degree offset from the X-axis direction, that is, with the Y orientation flat facing down with an epoxy organic adhesive. After that, this Z-axis LiTaO 3 Y orientation flat cut ball was set together with the carbon base on the sample stand of the wire saw processing apparatus in the same manner as in Example 1.
【００２０】次に、単結晶ボールの固定を確認した後、
ワイヤーと端面の方向を合せ、100g/pの荷重をかけなが
らワイヤーをゆっくりと稼働させた。ワイヤーの送り速
度を5m／分とし、異常がないことを確認した後、ＧＣ砥
粒とオイルとの混合物からなるスラリーを流してスライ
ス加工を開始した。スライスは15時間で終了した。Next, after confirming the fixation of the single crystal ball,
The wire and the end face were aligned, and the wire was operated slowly while applying a load of 100 g / p. After confirming that there was no abnormality by setting the wire feed speed to 5 m / min, a slicing process was started by flowing a slurry containing a mixture of GC abrasive grains and oil. Slicing was finished in 15 hours.
【００２１】得られたスライスウエハはソーマークを有
しており、また伸直度は 120μm であった。また、その
後のウエハ加工においては、ラップ歩留り 80%、ホーニ
ング歩留り 80%、ポリッシング歩留り 85%と、後工程の
歩留りも低いものであった。得られたウエハの伸直度は
50μm であった。The sliced wafer obtained had saw marks and had a straightness of 120 μm. Further, in the subsequent wafer processing, the yield of the post-process was low, with a lap yield of 80%, a honing yield of 80%, and a polishing yield of 85%. The straightness of the obtained wafer is
It was 50 μm.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の単結晶の
加工方法によれば、特殊な結晶方位を有するＺ軸 LiTaO
3 単結晶やＺ軸 LiNbO3 単結晶を、高精度にかつ再現性
よくスライス加工することが可能となる。これによっ
て、単結晶ボールのスライス歩留りが向上すると共に、
ウエハの研磨歩留り等の向上をも図ることが可能とな
る。As described above, according to the method for processing a single crystal of the present invention, Z-axis LiTaO having a special crystal orientation.
It becomes possible to slice 3 single crystal and Z-axis LiNbO 3 single crystal with high accuracy and reproducibility. This improves the slice yield of single crystal balls,
It is possible to improve the polishing yield of the wafer.
【図１】本発明による単結晶ボールのスライス加工方法
を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a method of slicing a single crystal ball according to the present invention.
【図２】スライス加工方向のＸ軸からの角度と伸直度と
の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an angle from an X axis in a slice processing direction and straightness.
【図３】Ｚ軸 LiTaO3 −Ｙオリフラカットボールの従来
法によるスライス後のウエハの伸直度を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the straightness of a wafer after slicing a Z-axis LiTaO 3 —Y orientation flat cut ball by a conventional method.
【図４】Ｚ軸 LiTaO3 −Ｙオリフラカットボールの本発
明方法によるスライス後のウエハの伸直度を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing the straightness of a wafer after slicing a Z-axis LiTaO 3 —Y orientation flat cut ball by the method of the present invention.
【図５】本発明の一実施例による単結晶ボールのスライ
ス加工状態を示す図であって、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。FIG. 5 is a diagram showing a sliced state of a single crystal ball according to an embodiment of the present invention, (a) is a plan view thereof,
(B) is the front view, (c) is the side view.
【図６】従来法による単結晶ボールのスライス加工状態
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a sliced state of a single crystal ball according to a conventional method.
１１……Ｚ軸 LiTaO3 （またはＺ軸 LiNbO3 単結晶）ボ
ール １２……Ｙ面カットオリフラ １３……へき開面 ２１……カーボンベース ２２……ワイヤーソー加工装置 ２４……ワイヤー11 …… Z-axis LiTaO 3 (or Z-axis LiNbO 3 single crystal) ball 12 …… Y-plane cut orientation flat 13 …… Cleavage plane 21 …… Carbon base 22 …… Wire saw processing device 24 …… Wire
Claims (1)
iNbO3 単結晶ボ−ルを、ワイヤーソーによりスライス加
工するに際し、 前記スライス加工の加工方向を、前記単結晶ボールのＸ
軸方向に対して±45°の範囲内とすることを特徴とする
単結晶の加工方法。1. A Z-axis LiTaO 3 single crystal ball or a Z-axis L
When slicing an iNbO 3 single crystal ball with a wire saw, the processing direction of the slicing is set to X of the single crystal ball.
A method for processing a single crystal, characterized in that the angle is within ± 45 ° with respect to the axial direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27699592A JPH06128092A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Method for working single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27699592A JPH06128092A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Method for working single crystal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128092A true JPH06128092A (en) | 1994-05-10 |
Family
ID=17577302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27699592A Pending JPH06128092A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Method for working single crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128092A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0798092A2 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-01 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Method of slicing semiconductor single crystal ingot |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP27699592A patent/JPH06128092A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0798092A2 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-01 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Method of slicing semiconductor single crystal ingot |
| EP0798092A3 (en) * | 1996-03-29 | 1998-04-01 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Method of slicing semiconductor single crystal ingot |
| US5875769A (en) * | 1996-03-29 | 1999-03-02 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method of slicing semiconductor single crystal ingot |
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