Multi-slicing of Semiconductors by Wire Electrical Discharge Machining Technology

半導体材料は産業において非常に重要な材料であり,そ れらを高精度に加工する手法の一つとして放電加工に着目 して,単結晶シリコンの放電加工特性を検討してきた.そ の結果,半導体材料は,金属材料と比較してアーク柱から の熱流束以外に工作物内部でのジュール発熱が寄与するこ とで放電加工性が良いことが明らかとなった.次に,半 導体材料のワイヤ放電加工に取り組み,一般的なワイヤ放 電加工と比較してワイヤ走行速度を大きくすることで加工 液が加工部へ引き込まれ,加工粉を加工溝外部へ排出でき ることから,加工液の高圧噴流を用いることなく 6インチ の単結晶シリコンに対しても放電スライシングが可能であ ることを実証できた. 一方,産業界で用いられている単結晶シリコンのスライ シング法は,内周刃による ID ブレード法から,マルチワ イヤソー法へと移行が進んだ.さらに,遊離砥粒から固定 砥粒ワイヤ,ワイヤ走行速度の高速化などと技術開発が進 み,そのプロセス効率も大きく向上してきた.プロセス効 率を向上させるためには,放電スライシングにおいてもマ ルチ化が必須であることから,マルチワイヤ放電スライシ ング装置の開発に取り組み,複数の加工ワイヤ電極を用い てもスライシング効率を維持できるマルチ化を実証し た.本手法は,清浄な脱イオン水中におけるワイヤ電 極と工作物の間に生ずる放電現象を使ってスライシングす ることから,放電エネルギーを適切に制御することでカー フロスやダメージ層の低減,そして加工溝幅の低減が期待 できるとともに作業環境の改善にも大きく寄与できる加工 法であると考えられる.しかし,本マルチワイヤ放電スラ イシング法は,まったくの新しい取り組みであったことか ら,その特性やシステムの構築に関して数多くの検討が必 要であり,現在もさらなる改善に取り組んでいる.特に, 本手法の実用展開を考えた場合,複数本の加工ワイヤ電極 へ狭ピッチで給電することが課題であった.ここでは,そ の給電方式の簡素化を目指した取り組みや,本マルチワイ ヤ放電スライシング法の炭化ケイ素への展開なども含めて 述べる.