JP2000108010A - ワイヤソ―の切断方法 - Google Patents

ワイヤソ―の切断方法

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JP2000108010A
JP2000108010A JP2208199A JP2208199A JP2000108010A JP 2000108010 A JP2000108010 A JP 2000108010A JP 2208199 A JP2208199 A JP 2208199A JP 2208199 A JP2208199 A JP 2208199A JP 2000108010 A JP2000108010 A JP 2000108010A
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JP
Japan
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wire
cutting
tension
cut
row
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Pending
Application number
JP2208199A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Yamamoto
清二 山本
Susumu Sawafuji
進 沢藤
Kazuhiro Tago
一弘 田子
Shuichi Tsukada
修一 塚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切断される被加工物の反りや切断面のうねり
および被加工物切断面の表面粗さを減少させることがで
きる。 【解決手段】 走行するワイヤ14を複数個の溝を有す
るグルーブローラに巻き掛けてワイヤ列を形成し、該ワ
イヤ列に加工液を供給しながら被加工物であるインゴッ
ト32を押し当てることにより、多数の薄板状のウェー
ハに切断する往復走行ワイヤソーにおいて、切断に寄与
する部分のワイヤ張力を、40(N)以上、応力で18
00(N/mm2 )以上に設定して切断するようにし
た、または、該ワイヤ14の破断荷重の50%以上に設
定して切断するようにしたので、ワイヤ列を形成してい
るワイヤ14の振れが減少する。これによりワイヤ列間
隔Cwが安定し、切断面であるウェーハの反りや表面の
うねりや粗さを良好な状態に仕上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーの切断方
法に係り、特に被加工物の切断に寄与する部分のワイヤ
張力の条件を適切に設定するワイヤソーの切断方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤソーは、走行するワイヤに被加工
物を押し付け、そのワイヤと被加工物との接触部に砥粒
を含む加工液を供給することにより、ワイヤのラッピン
グ作用で被加工物を切断する装置である。そのワイヤは
常に一定の場所を走行するように、走行するワイヤを複
数個の溝を有するグルーブローラに巻き掛けてワイヤ列
を形成し、その切断に用いるワイヤには約25(N)の
張力を印加して切断していた。この張力はワイヤ自身の
破断荷重の約30%であった。
【0003】この切断に寄与する部分のワイヤ張力が低
いと走行するワイヤ列間隔に乱れが生じ、切断されるウ
ェーハの加工表面精度に大きな影響を与える。ワイヤソ
ーのワイヤ走行方式としては、ワイヤを一方のワイヤリ
ールから繰り出してそのまま他方のワイヤリールに巻き
取る方式(一方向送り方式)と、一方のワイヤリールか
ら繰り出したワイヤを往復走行させながら他方のワイヤ
リールに巻き取る方式(双方向送り方式)の2つの方式
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切断加
工中のワイヤ列には加工液の噴霧や、切断加工に伴うさ
まざまな外力が加わるため、切断に寄与する部分のワイ
ヤ張力が充分に高くないと高速走行するワイヤが振動す
るなどワイヤ列間隔が安定しないという問題が発生して
いる。このようにワイヤ列間隔が安定しないと、切断さ
れたウェーハの厚さが場所によって変化してしまった
り、ウェーハの反りや切断面のうねり量増大といったウ
ェーハの切断精度の低下の原因となっていた。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ワイヤの張力についての切断条件を適切に設
定して良質なウェーハを得ることができるワイヤソーの
切断方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、走行するワイヤを複数個の溝を有するグル
ーブローラに巻き掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ列
に加工液を供給しながら被加工物であるインゴットを押
し当てることにより、多数の薄板状のウェーハに切断す
るワイヤソーにおいて該ワイヤの張力を、40(N)以
上、応力で1800(N/mm2 )以上に設定して切断
するようにしたこと、または、該ワイヤの破断荷重の5
0%以上に設定して切断するようにしたことを特徴とし
ている。
【0007】本発明によればワイヤの張力を、40
(N)以上、応力で1800(N/mm 2 )以上に設定
して切断するようにした、または、該ワイヤの破断荷重
の50%以上に設定して切断するようにしたので、ワイ
ヤ列を形成しているワイヤの振れが減少する。従って、
ワイヤ列間隔が安定し、切断したウェーハの反りや表面
のうねり量が減少するので、良質なウェーハを得ること
ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーの切断方法の好ましい形態について説明す
る。まず、往復走行ワイヤソーの全体構成について説明
する。図1に示すように、一方のワイヤリール12Aか
ら繰り出されたワイヤ14は、ガイドローラ16、1
6、…で形成されるワイヤ走行路を通って3本のグルー
ブローラ18、18、18に巻き掛けられる。この3本
のグルーブローラ18、18、18の外周部には、それ
ぞれ多数の溝が一定ピッチで形成されており、前記ワイ
ヤ14は、このグルーブローラ18の溝に順次巻き掛け
られて平行なワイヤ列20を形成する。そして、ワイヤ
列20を形成したワイヤ14は、前記3本のグルーブロ
ーラ18、18、18を挟んで左右対称に形成された他
方側のワイヤ走行路を通って他方側のワイヤリール12
Bに巻き取られる。
【0009】ここで、前記一対のワイヤリール12A、
12Bには、それぞれモータ22A、22Bが連結され
ており、このモータ22A、22Bをモータ23に同期
させてダンサローラ26A、26Bの位置変動を抑制す
る様に駆動することにより、前記ワイヤ14は前記一対
のワイヤリール12A、12B間を高速で、安定的に往
復走行する。
【0010】前記ワイヤ列20の両側に形成されたワイ
ヤ走行路には、それぞれワイヤ案内装置24A、24
B、ダンサローラ26A、26Bが配設されている。ワ
イヤ案内装置24A、24Bは、ワイヤリール12A、
12Bからワイヤ14を一定ピッチでガイドし、それぞ
れモータ22A、22Bに同期して駆動されるダンサロ
ーラ26A、26Bは、所定重量のウェート27A、2
7Bが吊設されて走行するワイヤ14に所定の張力を付
与する。ワイヤの張力を変化させる場合には、このウェ
ート27A、27Bの質量を変更することにより達成さ
れる。
【0011】前記ワイヤ列20の上方には、ワイヤ列2
0に対して垂直に昇降移動するワークフィードテーブル
30が設置されている。被加工物であるインゴット32
は、このワークフィードテーブル30の下部に保持され
る。以上のように構成されたワイヤソー10において、
インゴット32の切断は、高速走行するワイヤ列20に
インゴット32を押し当てることにより行う。この際、
前記ワイヤ列20には、図示しないスラリタンクからス
ラリ噴射ノズル34、34を介してスラリが供給され、
インゴット32は、このスラリ中に含有される砥粒のラ
ッピング作用でウェーハに切断される。
【0012】切断は、ワークフィードテーブル30を駆
動して、インゴット32を下降させ、走行するワイヤ列
20にインゴット32を押し当てる。図2にウェーハの
切断面精度に影響を及ぼすワイヤ間隔の説明図を示す。
図2に示されるとおり、本発明の課題であるウェーハの
切断精度は、走行するワイヤ列のワイヤ列間隔Cwに依
存しており、該ワイヤ列間隔Cwが変化した量だけ、ウ
ェーハの反りや切断面のうねり量が増大し、ウェーハ切
断精度も悪化する。
【0013】走行するワイヤ列間隔Cwが変化する要因
としてワイヤ自体の磨耗による線径の減少と、ワイヤ自
体の偏磨耗による線径のばらつきと、走行しているワイ
ヤ自体の振れなどが存在する。ワイヤの磨耗量および偏
磨耗量を減らすには、硬度の高いワイヤ、硬度分布、特
にワイヤ断面の硬度分布の均一なワイヤまたは引っ張り
強さの高いワイヤを用いるとよい。
【0014】一般にワイヤの硬度は、図3の(A)に示
す分布になっている。ワイヤの硬度はワイヤ製作上の理
由から、ワイヤ中心からの距離dwが増すほど高くな
る。逆に中心部に近い程硬度が下がり柔らかくなる。従
って切断時に砥粒によってワイヤの外周が磨耗すると、
磨耗した部分のワイヤ表面硬度が下がり、より磨耗が促
進する。このワイヤ中心に近づく程ワイヤの硬度が低下
する特性のために切断加工中のワイヤに偏磨耗が発生し
易くなっている。図3ではワイヤ(A)の、ワイヤ外周
部と、ワイヤ中心部の硬度差はdHaで表されている。
ところが、図3に示されている例えばワイヤ(B)のよ
うに、(A)と比較してワイヤ外周硬度が高い物性を示
す種類のワイヤで、且つワイヤ外周部の硬度とワイヤ中
心部の硬度の差が少ないワイヤほど磨耗量が少なく偏磨
耗量も少ないのでワイヤソーにおいて切断する場合、反
りや切断面の表面うねり量が良好なウェーハを得ること
ができる。
【0015】次に本発明によるウェーハの反りや表面う
ねり量抑制方法の例を示す。図4は、切断に寄与するワ
イヤ張力とウェーハの反りとの関係を示した図である。
図4に示すとおり、ウェーハの反りは、該ワイヤの張力
によって異なった値を示す。特に、ワイヤの張力が40
Nより増加するとウェーハの反りに及ぼす影響はほぼ一
定となる。従って、ワイヤの張力を40(N)以上、応
力で1800(N/mm2 )以上に設定することによ
り、ワイヤ走行時の横振れが抑制され、ワイヤの走行が
安定するので反りや切断面のうねり量が少ない良好なウ
ェーハを得ることができる。なお、ワイヤの張力を強く
しすぎるとワイヤが破断する可能性があるので、ワイヤ
の張力は40〜55(N)程度、応力で1800(N/
mm 2 )程度が好ましい。
【0016】ワイヤの張力を変更するには、図1に示す
ダンサローラ26A、26Bに取り付くウェート27
A、27Bの質量を変更することで達成され、グルーブ
ローラに巻き掛けられ送り込まれたワイヤ張力の測定に
よって適正に設定できる。また、回転している個々のグ
ルーブローラの回転トルクを独立して制御することによ
って、切断部分のワイヤ張力のみを適切に制御する方法
を用いても、本発明の目的は達成される。
【0017】図5は、切断に寄与する部分におけるワイ
ヤ張力−破断荷重比とウェーハの反りを示すTTV値と
の関係を示した図である。図5に示すとおり、ウェーハ
の反りを示すTTV値(ウェーハの平坦度適用領域での
厚さの最大値と最小値との差)は、該ワイヤ張力−破断
荷重比によって異なった値を示す。特に、ワイヤ張力−
破断荷重比が50%より増加するとウェーハの反りを示
すTTV値に及ぼす影響はほぼ一定となるとともに、ウ
ェーハに要求されるTTV値許容値を下回る。従って、
ワイヤの張力をワイヤ張力−破断荷重比の50%以上に
設定することにより、ワイヤ走行時の横振れが抑制さ
れ、ワイヤの走行が安定するので反りや切断面のうねり
量が少ない良好なウェーハを得ることができる。なお、
ワイヤの張力を強くしすぎるとワイヤが破断する可能性
があるので、ワイヤの張力はワイヤ張力−破断荷重比の
50〜95%程度が好ましい。
【0018】従来多く用いられている遊離砥粒ワイヤソ
ーでは、遊離砥粒を含む加工液をワイヤ列に噴射して該
遊離砥粒のラッピング効果によってインゴットを切断し
ている。遊離砥粒ワイヤソーに於いて上記に説明したよ
うにワイヤの張力を増加させてゆくと、インゴット切断
部分に於けるインゴットとワイヤとの接触面圧が高くな
って、加工液や遊離砥粒が該切断部分に入り込みにくく
なり、切断性能が悪化するという不具合が発生する。
【0019】ところが、ワイヤ自身に砥粒が固定されて
いる固定砥粒ワイヤソーでは、ワイヤの張力を増加して
も切断に寄与する砥粒はワイヤに固定されているため、
インゴットの切断性能は悪化することはないので好都合
である。なお、ワイヤの張力を増加させると、ワイヤが
接しているグルーブローラやガイドローラの案内溝にか
かる面圧も増加するので、該グルーブローラやガイドロ
ーラの溝の摩耗量も増大してしまう。従って、ワイヤの
張力を増大させる場合には、グルーブローラやガイドロ
ーラの直径を大きく設定してワイヤとの接触部の面圧を
下げる工夫や、グルーブローラやガイドローラとワイヤ
との接触部の材質を耐摩耗性の高いガラス繊維入りの合
成樹脂材料を用いるといった耐摩耗性向上の工夫が必要
となる。
【0020】また、ワイヤの張力を該ワイヤの破断荷重
の50%以上に設定する場合には、ワイヤの経路内に於
いてワイヤ張力のばらつきが少なくなるように、ワイヤ
の経路を構成する必要がある。走行するワイヤには、ガ
イドローラに巻き掛けられるときの曲げ応力や、ワイヤ
往復走行時の加減速による応力や、加工部に於けるワイ
ヤの振動による応力等、様々な応力が加わっているた
め、もし、ワイヤの経路内に於いてワイヤ張力のばらつ
きが大きいと、ワイヤに加わる応力が、ワイヤの破断応
力を越えてしまい、切断加工中にワイヤが断線してしま
うといった不具合が生じるためである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るワイヤ
ソーの切断方法によれば、切断に用いるワイヤの張力
を、40(N)以上、応力で1800(N/mm2 )以
上に設定するようにした、または、該ワイヤの破断荷重
の50%以上に設定して切断するようにしたので、ウェ
ーハの反りや表面のうねり量を少なくすることができ、
良質なウェーハを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るワイヤソーのワイヤ走行路を示す
構成図
【図2】ワイヤ間隔の説明図
【図3】ワイヤ中心からの距離とワイヤ硬度との関係を
示す図
【図4】ワイヤ張力とウェーハ表面うねり量の関係を示
す図
【図5】ワイヤ張力−破断荷重比とウェーハの反りを示
すTTV値との関係を示す図
【符号の説明】
10…ワイヤソー 14…ワイヤ 18…グルーブローラ 20…ワイヤ列 27A、27B…ウェート 32…インゴット 36…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田子 一弘 東京都三鷹市下連雀9丁目7番1号 株式 会社東京精密内 (72)発明者 塚田 修一 東京都三鷹市下連雀9丁目7番1号 株式 会社東京精密内 Fターム(参考) 3C058 AA05 AA12 AA14 AA18 AB08 BA06 CB01 CB10 DA03 3C069 AA01 BA06 BB03 BB04 CA04 EA02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行するワイヤを複数個の溝を有するグ
    ルーブローラに巻き掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ
    列に被加工物であるインゴットを押し当てることによ
    り、多数の薄板状のウェーハに切断するワイヤソーにお
    いて、 グルーブローラに巻き掛けられた切断に寄与する部分の
    該ワイヤの張力を40(N)以上または、応力で180
    0(N/mm2 )以上に設定して切断するようにしたこ
    とを特徴とするワイヤソーの切断方法。
  2. 【請求項2】 走行するワイヤを複数個の溝を有するグ
    ルーブローラに巻き掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ
    列に被加工物であるインゴットを押し当てることによ
    り、多数の薄板状のウェーハに切断するワイヤソーにお
    いて、 グルーブローラに巻き掛けられた切断に寄与する部分の
    該ワイヤの張力を、該ワイヤの破断荷重の50%以上に
    設定して切断するようにしたことを特徴とするワイヤソ
    ーの切断方法。
JP2208199A 1998-08-07 1999-01-29 ワイヤソ―の切断方法 Pending JP2000108010A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007245340A (ja) * 2007-04-09 2007-09-27 Dowa Holdings Co Ltd 焼結希土類磁石合金の切断法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007245340A (ja) * 2007-04-09 2007-09-27 Dowa Holdings Co Ltd 焼結希土類磁石合金の切断法

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