JP2001334452A - 円柱状ワークの切断方法 - Google Patents

円柱状ワークの切断方法

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JP2001334452A
JP2001334452A JP2000160291A JP2000160291A JP2001334452A JP 2001334452 A JP2001334452 A JP 2001334452A JP 2000160291 A JP2000160291 A JP 2000160291A JP 2000160291 A JP2000160291 A JP 2000160291A JP 2001334452 A JP2001334452 A JP 2001334452A
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columnar work
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Taku Katano
卓 片野
Akihiro Inaba
章浩 稲葉
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MEMC Japan Ltd
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MEMC Japan Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/003Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D57/0046Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of devices for feeding, conveying or clamping work

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高番手(#1500以上)砥粒の使用時や大
口径(直径:200mm以上)の円柱状ワーク切断時に
おけるワイヤー切れの発生やメインローラー上でのワイ
ヤーの溝飛びを抑制するとともに、経済的に優れた円柱
状ワークの切断方法を提供する。 【解決手段】 作業台6に保持具7で保持された円柱状
ワーク1を、高速で走行するワイヤー4に押しつけると
ともに、研磨砥粒を含有するスラリーをワイヤーに供給
しつつ、円柱状ワーク1をウエハに切断する円柱状ワー
クの切断方法である。円柱状ワーク1の切り始め時に、
ワイヤー切れ等の不具合が生じない切削速度を一定に保
持しつつ、円柱状ワーク1の切断面の最大40%を切削
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、主にシリコン単
結晶の円柱状ワークを複数枚のウエハに切断する円柱状
ワークの切断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 一般に、半導体シリコンの単結晶イン
ゴット(円柱状ワーク)をワイヤーソーでウエハに切断
する場合、図4に示すように、ワイヤー4にシリコンカ
ーバイドの砥粒を含有するスラリー3をスラリー供給管
2から吹き付け、高速で走行するワイヤー4に円柱状ワ
ーク1を押しつけることにより、円柱状ワーク1をウエ
ハに切断することが行われる。尚、円柱状ワーク1は、
作業台6に保持具(ビーム)7で所定の位置に保持さ
れ、複数枚のウエハに切断される。
【0003】 このとき、円柱状ワークの切断方法は、
図2に示すように、切削中の切削抵抗を全ての切削位置
において均一にするため、切断位置の円柱状ワーク径に
切削速度を反比例させたスケジュールで行われてきた。
また、円柱状ワークの切断方法は、振動によるウエハ割
れを防止するため、図3に示すように、円柱状ワーク1
の切断終了付近cにおける切削速度を抑制することが行
われてきた。
【0004】 しかしながら、近年、高番手(#150
0以上)砥粒の使用時や大口径(直径:200mm以
上)の円柱状ワーク切断時に、図2〜3に示すスケジュ
ールで行った場合、円柱状ワーク1の切り始め時の切削
速度が速すぎると、ワイヤー切れの発生及びメインロー
ラー上でのワイヤーの溝飛びが多発するという問題があ
った。上記の点を解消するため、円柱状ワークの切り始
め時の切削速度を、ワイヤー切れ等の不具合が起きない
ように設定した場合、円柱状ワークの切断時間が非常に
長くなるため、スループットが下がってしまうという問
題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は上記した従
来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、高番手(#1500以上)砥粒の使用時や大
口径(直径:200mm以上)の円柱状ワーク切断時に
おけるワイヤー切れの発生やメインローラー上でのワイ
ヤーの溝飛びを抑制するとともに、経済的に優れた円柱
状ワークの切断方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、作業台に保持具で保持された円柱状ワークを、高
速で走行するワイヤーに押しつけるとともに、研磨砥粒
を含有するスラリーを該ワイヤーに供給しつつ、該円柱
状ワークをウエハに切断する円柱状ワークの切断方法で
あって、該円柱状ワークの切り始め時に、ワイヤー切れ
等の不具合が生じない切削速度を一定に保持しつつ、該
円柱状ワークの切断面の最大40%を切削することを特
徴とする円柱状ワークの切断方法が提供される。
【0007】 また、本発明では、研磨砥粒の平均粒径
が8μm以下であることが好ましく、円柱状ワークの直
径が200mm以上であることが好ましい。
【0008】 更に、本発明では、円柱状ワークの切り
始め時の切削速度が250μm/min未満であること
が好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】 本発明の円柱状ワークの切断方
法は、円柱状ワークの切り始め時に、ワイヤー切れ等の
不具合が生じない切削速度を一定に保持しつつ、円柱状
ワークの切断面の最大40%を切削するものである。こ
れにより、高番手(#1500以上)砥粒の使用時や大
口径(直径:200mm以上)の円柱状ワーク切断時に
おけるワイヤー切れの発生及びメインローラー上でのワ
イヤーの溝飛びを抑制するだけでなく、経済的にも優れ
ている。
【0010】 以下、本発明の円柱状ワークの切断方法
について、図面に基づいて更に詳細に説明する。図1
は、本発明の円柱状ワークの切断方法の一例を示すもの
であり、(a)は円柱状ワークの切削中におけるワイヤ
ーの位置を示す説明図、(b)は円柱状ワークの切削速
度と切削時間との関係を示すグラフ、(c)は円柱状ワ
ークの切削速度の二次微分と切削時間との関係を示すグ
ラフである。
【0011】 本発明の円柱状ワークの切断方法の主な
特徴は、従来のように切断位置の円柱状ワーク径に切削
速度を反比例させるのではなく、図1(b)に示すよう
に、円柱状ワークの切り始めから所定の切削量まで一定
の速度で切断することにある。即ち、本発明では、図1
(c)に示すように、円柱状ワークの切り始め時におけ
る切削速度yと切削時間tとの関数をy=f(t)で表
した場合、この二次微分式F'(t)が負になる領域を
有することが重要である。
【0012】 これにより、高番手(#1500以上)
砥粒(平均粒径が8μm以下の微細砥粒)を使用する場
合や切り始め部位の大きい大口径(直径:200mm以
上)の円柱状ワークの切削時における円柱状ワークに接
触する瞬間に生じるワイヤーの負荷を軽減することがで
きるため、切断時におけるワイヤー切れの発生やメイン
ローラー上でのワイヤーの溝飛びを抑制することができ
る。
【0013】 また、本発明の円柱状ワークの切断方法
は、図1(b)に示すように、円柱状ワークの切り始め
時に、ワイヤー切れ等の不具合が生じない切削速度を一
定に保持しつつ、円柱状ワークの切断面の最大40%を
切削することが好ましい。これは、上記円柱状ワークの
切断面が40%を超過する場合、円柱状ワークの切断時
間を更に短縮することができるが、円柱状ワークからそ
れぞれ切断されたウエハの機械的品質(平坦度、平行
度、反り等)を十分に得ることが困難となるからであ
る。また、本発明の円柱状ワークの切断方法は、最も切
削速度が遅くなる部分(図1(b)のb参照)の速度を
ある程度高めることができるため、切断時間が必要以上
に伸びることがなく、経済的である。
【0014】 尚、本発明では、平均粒径が8μm以下
の微細砥粒を用いる場合、円柱状ワークの切り始め時の
切削速度が250μm/min未満であればよいが、2
30μm/min以下であることがより好ましい。
【0015】
【実施例】 本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。 (実施例1〜2、比較例1〜2)直径が300mmのシ
リコンインゴット(円柱状ワーク)を、図4に示すワイ
ヤーソーを用いて、図1(b)に示すスケジュールで、
且つ表1に示す条件でそれぞれ切断を行った(実施例1
〜2、比較例1〜2)。尚、このとき用いたスラリーの
平均粒径は、6.7μmであり、スラリーの混合比、流
量及び温度等のパラメータについては、公知・公用のも
のを用いた。
【0016】
【表1】
【0017】(考察:実施例1〜2、比較例1〜2)実
施例1〜2では、ワイヤー切れの発生やメインローラー
上でのワイヤーの溝飛びを起こすことなく、円柱状ウエ
ハから適正なウエハを切断することができた。一方、比
較例1では、ワイヤーが円柱状ワークに接触した瞬間に
メインローラー上で破断してしまい、円柱状ワークをこ
れ以上切削することができなかった。また、比較例2で
は、円柱状ワークの切断中にワイヤーの破断は見られな
かったが、メインローラー上でワイヤーの溝飛び(例え
ば、ある溝が空になり、他の一つの溝にワイヤーが2本
入ってしまう等)が発生するため、円柱状ワークから適
正なウエハを切断することができなかった。
【0018】
【発明の効果】 以上説明した通り、本発明の円柱状ワ
ークの切断方法は、高番手(#1500以上)砥粒の使
用時や大口径(直径:200mm以上)の円柱状ワーク
切断時におけるワイヤー切れの発生やメインローラー上
でのワイヤーの溝飛びを抑制するだけでなく、経済的に
も優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の円柱状ワークの切断方法の一例を示
すものであり、(a)は円柱状ワークの切削中における
ワイヤーの位置を示す説明図、(b)は円柱状ワークの
切削速度と切削時間との関係を示すグラフ、(c)は円
柱状ワークの切削速度の二次微分と切削時間との関係を
示すグラフである。
【図2】 従来の円柱状ワークの切断方法の一例を示す
ものであり、(a)は円柱状ワークの切削中におけるワ
イヤーの位置を示す説明図であり、(b)は円柱状ワー
クの切削速度と切削時間との関係を示すグラフである。
【図3】 従来の円柱状ワークの切断方法の他の例を示
すものであり、(a)は円柱状ワークの切削中における
ワイヤーの位置を示す説明図であり、(b)は円柱状ワ
ークの切削速度と切削時間との関係を示すグラフであ
る。
【図4】 円柱状ワークの切断方法の一例を示す概略断
面図である。
【符号の説明】
1…円柱状ワーク、2…スラリー供給管、3…スラリ
ー、4…ワイヤー、5…ワイヤー用ローラー、6…作業
台、7…保持具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C058 AA09 BA05 BB06 BC02 CA05 DA03 3C069 AA01 BA06 BB03 BB04 CA04 CB01 DA06 EA02 EA03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業台に保持具で保持された円柱状ワー
    クを、高速で走行するワイヤーに押しつけるとともに、
    研磨砥粒を含有するスラリーを該ワイヤーに供給しつ
    つ、該円柱状ワークをウエハに切断する円柱状ワークの
    切断方法であって、 該円柱状ワークの切り始め時に、ワイヤー切れ等の不具
    合が生じない切削速度を一定に保持しつつ、該円柱状ワ
    ークの切断面の最大40%を切削することを特徴とする
    円柱状ワークの切断方法。
  2. 【請求項2】 研磨砥粒の平均粒径が、8μm以下であ
    る請求項1に記載の円柱状ワークの切断方法。
  3. 【請求項3】 円柱状ワークの直径が、200mm以上
    である請求項1又は2に記載の円柱状ワークの切断方
    法。
  4. 【請求項4】 円柱状ワークの切り始め時の切削速度
    が、250μm/min未満である請求項1〜3のいず
    れか1項に記載の円柱状ワークの切断方法。
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