JP2003159642A - Work cutting method and multi-wire saw system - Google Patents
Work cutting method and multi-wire saw systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチワイヤソー
を用いて被切断ワークを切断する方法およびマルチワイ
ヤソーシステムに関し、特には、それらに用いられるワ
ーク当て板材（ビームまたはキャリアとも呼ばれる）に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cutting a work to be cut by using a multi-wire saw and a multi-wire saw system, and more particularly to a work patch plate (also referred to as a beam or a carrier) used therein.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体用シリコンインゴットやＧａＰ、
ＩｎＰなどの化合物半導体インゴット、あるいは石英、
酸化物単結晶材料等から一定の厚さの平板状素材を切り
出す場合、先端にダイヤモンドチップを付けた円盤を回
転させて切断するダイヤソー、ダイヤモンドチップを付
けたエンドレス帯鋼板を用いたバンドソー、多数の薄板
状の鋼板をスペーサーを介して平行に組み上げた切断刃
を往復運動させ、溶媒中に砥粒を分散させた切断液（ス
ラリー液）を切断位置に連続的に供給しつつ切断するマ
ルチブレードソー、電着ダイヤモンドブレードの内周刃
を使用して高速・高精度切断する内周刃切断機等が用い
られている。2. Description of the Related Art Silicon ingots for semiconductors and GaP,
Compound semiconductor ingot such as InP, or quartz,
When cutting a flat material with a certain thickness from an oxide single crystal material, etc., a diamond saw that cuts by rotating a disk with a diamond tip at the tip, a band saw using an endless strip steel plate with a diamond tip, A multi-blade saw that cuts while reciprocating a cutting blade that assembled thin steel plates in parallel via a spacer and continuously supplying a cutting liquid (slurry liquid) in which abrasive grains are dispersed in a solvent to the cutting position. An inner peripheral blade cutting machine or the like that uses an inner peripheral blade of an electrodeposited diamond blade to perform high-speed and high-precision cutting is used.
【０００３】近時、材料の切断ロス（切断代）が少な
く、また、切断精度の高いことから、マルチワイヤソー
が多く用いられている。マルチワイヤソーは、複数のワ
イヤガイドローラに繰り返し架け渡され、１方向に運動
する、あるいは往復運動するソーワイヤに、被切断ワー
クを押し付けるように移動させて切断するものである。
この場合、被切断ワークはワーク当て板材に接着剤で接
着されている。切断の最終段階では、被切断ワークが切
断され続けると共にワーク当て板材も同時に一部が切断
されるようになる。Recently, multi-wire saws have been widely used because of less material cutting loss (cutting allowance) and high cutting accuracy. The multi-wire saw is repeatedly stretched over a plurality of wire guide rollers to move and cut a workpiece to be pressed against a saw wire that moves in one direction or reciprocates.
In this case, the work to be cut is adhered to the work applying plate material with an adhesive. At the final stage of cutting, the work to be cut continues to be cut, and at the same time, a part of the work contact plate material is cut.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】被切断ワークとワーク
当て板材とは、一般に、その硬度が異なり、切断される
速度が異なるために、被切断ワークに加えてワーク当て
板材の切断が開始された最終段階以降では、切断条件を
変更する必要が生じる。硬度が異なり、切断性能の異な
る二種類の材料を同時に切断する場合の切断条件は、制
御が複雑となり、往々にしてその部分の切断厚さが他の
部分と異なる傾向を生じ、希には台座から切断された薄
板が切り離され、脱落してしまうなどのトラブルが生じ
る場合もある。本発明は、上記の問題点に鑑み、マルチ
ワイヤソーにおける被切断ワークの切断において、最終
段階においても切断が均一に進行し、切断速度が異なる
場合に生起しやすいトラブルを回避することができるよ
うにすることを課題とする。Generally, the hardness of the work to be cut and the work resting plate material are different, and the cutting speed is different, so that the work resting plate material is cut in addition to the work to be cut. After the final stage, it becomes necessary to change the cutting conditions. When cutting two kinds of materials with different hardness and different cutting performance at the same time, the control of the cutting conditions becomes complicated, and the cutting thickness of that part tends to be different from other parts. There is also a case where a thin plate cut from is cut off and falls off and other troubles occur. In view of the above problems, the present invention, in the cutting of the work to be cut in the multi-wire saw, the cutting progresses even in the final stage, so that it is possible to avoid troubles that easily occur when the cutting speed is different. The task is to do.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明のワーク切断方法
は、上記の課題を解決するために、複数のワイヤガイド
ローラと、前記複数のワイヤガイドローラ間に複数回架
け渡されたソーワイヤと、被切断ワークを支持して前記
被切断ワークを前記複数回架け渡されたソーワイヤにフ
ィードするワーク当て板材を含んで構成されるマルチワ
イヤソーを用いてワークを切断する方法において、前記
ワーク当て板材に前記被切断ワークの硬度と近似する硬
度を有する材料よりなるものを用いることを特徴とす
る。被切断ワークがシリコンインゴットであるときに前
記ワーク当て板材をシリコン製とすること、また、被切
断ワークが多結晶シリコンインゴットであるときに前記
ワーク当て板を多結晶シリコン製とすることが好まし
く、さらに被切断ワークが単結晶シリコンインゴットで
あるときに前記ワーク当て板を多結晶または単結晶シリ
コン製とすることが好ましい。In order to solve the above-mentioned problems, a work cutting method of the present invention comprises a plurality of wire guide rollers and a saw wire laid between the plurality of wire guide rollers a plurality of times. In a method of cutting a work by using a multi-wire saw configured to include a work contact plate material that supports the work to be cut and feeds the work to be cut to the saw wire that has been bridged a plurality of times, It is characterized by using a material having a hardness close to that of the work to be cut. When the work to be cut is a silicon ingot when the work piece plate material is made of silicon, and, when the work piece is a polycrystalline silicon ingot, preferably the work piece plate is made of polycrystalline silicon, Further, when the work to be cut is a single crystal silicon ingot, it is preferable that the work contact plate is made of polycrystalline or single crystal silicon.
【０００６】本発明のマルチワイヤソーシステムは、複
数のワイヤガイドローラと、前記複数のワイヤガイドロ
ーラ間に複数回架け渡されたソーワイヤと、被切断ワー
クを支持して前記被切断ワークを前記複数回架け渡され
たソーワイヤにフィードするワーク当て板材を含んで構
成されるマルチワイヤソーシステムにおいて、前記被切
断ワークがシリコンインゴットであるときに前記ワーク
当て板材がシリコン製であることを特徴とする。前記被
切断ワークが多結晶シリコンインゴットであるときに前
記ワーク当て板材を多結晶シリコン製とすることが好ま
しく、前記被切断ワークが単結晶シリコンインゴットで
あるときに前記ワーク当て板材を多結晶または単結晶シ
リコン製とすることが好ましい。The multi-wire saw system of the present invention supports a plurality of wire guide rollers, a saw wire bridged a plurality of times between the plurality of wire guide rollers, and a work to be cut, and carries out the work to be cut a plurality of times. In a multi-wire saw system configured to include a work patch plate material that feeds a suspended saw wire, when the work to be cut is a silicon ingot, the work patch plate material is made of silicon. When the work to be cut is a polycrystalline silicon ingot, it is preferable that the work piece plate material is made of polycrystalline silicon, and when the work to be cut is a single crystal silicon ingot, the work piece plate material is polycrystalline or monocrystalline. It is preferably made of crystalline silicon.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明は、マルチワイヤソーによ
る平板状素材の切り出しにおいて、被切断ワークの硬度
に近似する硬度を有するワーク当て板材を用いることに
よって、被切断ワークとワーク当て板材との切断される
速度を近似させることができ、被切断ワークとワーク当
て板材とが同時に切断されることとなる切断の最終段階
においても、切断が均一に進行し、両者の硬度が異なる
ことに起因する切断速度の異なる場合に生起しやすいト
ラブルを回避することを基本とする。最も好ましいの
は、被切断ワークとワーク当て板材とが同質のものであ
るときである。以下、図面を参照して、本発明を詳細に
説明する。主として被切断ワークをシリコンインゴット
とする場合を例として説明するが、本発明は、これに限
られるものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention cuts a work piece and a work piece plate by using a work piece plate material having a hardness close to that of the work piece when cutting a flat material with a multi-wire saw. The speed that can be approximated can be approximated, and even in the final stage of cutting, where the work to be cut and the work abutting plate material are cut at the same time, the cutting progresses uniformly and the cutting is caused by the difference in hardness between the two. Basically, avoid troubles that are likely to occur when speeds are different. Most preferably, the work to be cut and the work abutting plate are of the same quality. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The case where the work to be cut is a silicon ingot will be mainly described as an example, but the present invention is not limited to this.
【０００８】図１は、マルチワイヤソーによる被切断ワ
ークを切断する状態を説明する説明図である。図２は、
被切断ワークを切断中のソーワイヤが湾曲する状態を説
明する説明図である。図３は、被切断ワークとワーク当
て板材とを同時に切断することとなる切断の最終段階に
おけるソーワイヤの状態を説明する部分説明図である。
図４は、切断の最終段階近傍における被切断ワークおよ
びワーク当て板材の切断状態を説明する説明図である。
マルチワイヤソーシステムを、図１に模式的に示す。た
だし、図１では、ソーワイヤ１が、押し下げられる被切
断ワーク３に接触しはじめて、切断が開始される状態を
示している。FIG. 1 is an explanatory view for explaining a state in which a work to be cut is cut by a multi-wire saw. Figure 2
It is explanatory drawing explaining the state in which the saw wire which is cutting the workpiece | work to be cut bends. FIG. 3 is a partial explanatory diagram for explaining the state of the saw wire at the final stage of cutting, in which the workpiece to be cut and the workpiece patch plate material are simultaneously cut.
FIG. 4 is an explanatory view for explaining a cutting state of the work to be cut and the work resting plate material in the vicinity of the final stage of cutting.
A multi-wire saw system is shown schematically in FIG. However, FIG. 1 shows a state in which the saw wire 1 begins to come into contact with the work 3 to be cut that is pushed down and the cutting is started.
【０００９】マルチワイヤソーシステムは、細い１本の
ワイヤ（ピアノ線）をソーワイヤ１として、複数のワイ
ヤガイドローラ２、２……に設けた多数の溝に巻き架
け、ソーワイヤ１を一方向に運動させ、あるいは往復運
動をさせ、台座４上のワーク当て板材５に接着剤６で接
着した被切断ワーク３を押し付けるように移動させ、砥
粒を分散させた切断液（スラリー液）７をソーワイヤ１
と被切断ワーク３の接触部分に連続的に供給して切断す
るものである。ワーク当て板材５は、被切断ワーク３の
表面形状に適用するように、表面が成形される。被切断
ワーク３が図示のように円柱状であれば、ワーク当て板
材５の接着面は円弧状に凹形状が形成される。被切断ワ
ーク３は、円柱状に限られず、四角柱状、八角柱状等、
適宜の形状であり得る。In the multi-wire saw system, one thin wire (piano wire) is used as a saw wire 1 and wound around a large number of grooves provided in a plurality of wire guide rollers 2, 2, ..., And the saw wire 1 is moved in one direction. Alternatively, the reciprocating motion is performed to move the work piece 3 to be cut, which is adhered to the work piece plate member 5 on the pedestal 4, by pressing the work piece plate material 5, and the cutting liquid (slurry liquid) 7 in which abrasive grains are dispersed is moved to the saw wire 1
And the work 3 to be cut are continuously supplied to the contact portion of the work 3 to be cut. The surface of the work abutting plate member 5 is shaped so as to be applied to the surface shape of the work 3 to be cut. If the work 3 to be cut has a columnar shape as shown in the drawing, a concave shape is formed on the bonding surface of the work contact plate member 5 in an arc shape. The work 3 to be cut is not limited to a columnar shape, but may be a square pillar shape, an octagonal pillar shape, or the like.
It may have any suitable shape.
【００１０】ワーク当て板材５の接着面には、梨地、凹
条等を形成する等して、接着剤との接着力を強化してお
くことが、被切断ワーク３から分離するときに接着剤が
被切断ワーク３側に残留する可能性を少なくすることが
できる、という意味合いで好ましい。被切断ワーク３
は、多数張られているソーワイヤ１に対して、図１に示
すように押し下げられて押し付けられるタイプの他、１
８０°反転させた状態で、被切断ワーク３が押し上げら
れて押し付けられるタイプ、また、９０°回転した状態
で横方向に押し付けられるタイプのものでもよい。It is necessary to strengthen the adhesive force with the adhesive by forming a satin finish, a groove or the like on the adhering surface of the work-applying plate member 5 when the adhesive is separated from the work 3 to be cut. Is preferable in the sense that it is possible to reduce the possibility that the residue remains on the work 3 side to be cut. Work to be cut 3
Is a type in which a saw wire 1 stretched in large numbers is pushed down and pressed as shown in FIG.
A type in which the work 3 to be cut is pushed up and pressed in a state of being inverted by 80 °, or a type in which the workpiece 3 is pressed in the lateral direction after being rotated by 90 ° may be used.
【００１１】また、図１では、ワイヤガイドローラ２が
３個用いられる例を示すが、ワイヤガイドローラが２個
の場合、あるいは、４個以上の場合であってもよい。さ
らに、切断液７の供給は、ソーワイヤ１が往復運動する
場合には特に、被切断ワーク３の両側から行ってもよい
し、被切断ワーク３に向かってソーワイヤ１の側から
（図１で下から上に向けて）供給しても差し支えない。
ソーワイヤ１は、被切断ワーク３に対して押し付けら
れ、押圧力が作用し、砥粒を介する研削作用によって被
切断ワーク３を切断していく。押圧力とソーワイヤ１の
速度とによって、被切断ワーク３の切断される速度が決
まる。押圧力が大きいと、ソーワイヤ１の張力が増し、
大きすぎるとソーワイヤ１が断線する危険性がある。Although FIG. 1 shows an example in which three wire guide rollers 2 are used, the number of wire guide rollers may be two, or four or more. Further, the supply of the cutting liquid 7 may be performed from both sides of the work 3 to be cut, particularly when the saw wire 1 reciprocates, or from the side of the saw wire 1 toward the work 3 to be cut (lower in FIG. 1). From top to bottom) can be supplied.
The saw wire 1 is pressed against the work 3 to be cut, and a pressing force acts on the work 3 to cut the work 3 to be cut by a grinding action via abrasive grains. The pressing force and the speed of the saw wire 1 determine the cutting speed of the work 3 to be cut. When the pressing force is large, the tension of the saw wire 1 increases,
If it is too large, the saw wire 1 may be broken.
【００１２】切断途中の被切断ワーク３に作用するソー
ワイヤ１は、図２に示すように、被切断ワーク３の内部
では曲線状をなす切断線８を描き、被切断ワーク３とワ
イヤガイドローラ（図２では図示せず）との間では直線
状となっている。ワーク当て板材５は、被切断ワーク３
を完全に切断するために、その接着面側の一部が被切断
ワークと共に切断されるもので、被切断ワーク３は、ス
ライスされた後も、接着剤６でワーク当て板材５に保持
され続ける。従来、ワーク当て板材５は、消耗品とさ
れ、例えば被切断ワーク３がシリコンインゴットの場
合、カーボン製や熱硬化性樹脂製のもの、また、ガラス
製のものが用いられてきた。As shown in FIG. 2, the saw wire 1 acting on the work 3 to be cut during the cutting draws a cutting line 8 having a curved shape inside the work 3 to be cut, and the work 3 and the wire guide roller ( (Not shown in FIG. 2) has a linear shape. The workpiece patch plate 5 is the workpiece 3 to be cut.
In order to completely cut the workpiece, a part of the bonding surface side is cut together with the workpiece to be cut, and the workpiece 3 to be cut continues to be held by the workpiece patch plate 5 with the adhesive 6 even after being sliced. . Conventionally, the work abutting plate member 5 has been used as a consumable item, and for example, when the work 3 to be cut is a silicon ingot, one made of carbon, thermosetting resin, or glass has been used.
【００１３】しかし、従来用いられるカーボン製や熱硬
化性樹脂製、また、ガラス製のワーク当て板材５は、被
切断ワーク３である単結晶ないし多結晶のシリコンイン
ゴットとは硬度が異なり、ワーク当て板材５部分の切断
される速度が被切断ワーク３のそれと異なる。図２に示
すようなソーワイヤ１の形態で切断が進行していき、被
切断ワーク３とワーク当て板材５とが同時に切断される
切断の最終段階では、被切断ワーク３とワーク当て板材
５とに硬度差がなければ、ソーワイヤ１とそれによる切
断線８とは、図３の１1および８1に示すように、図２に
示される場合と同様の形態を維持する。しかし、被切断
ワーク３とワーク当て板材５とに硬度差がある場合に
は、例えばワーク当て板材５の硬度が低い場合には、ソ
ーワイヤ１と切断線８は、図３の１2および８2に示すよ
うに、ワーク当て板材５の存在によって大きくずれてく
る。However, the work piece plate 5 made of carbon, thermosetting resin, or glass, which has been conventionally used, has a hardness different from that of the single crystal or polycrystal silicon ingot which is the work 3 to be cut. The speed at which the plate material 5 is cut differs from that of the work 3 to be cut. In the final stage of cutting in which the cutting progresses in the form of the saw wire 1 as shown in FIG. 2 and the workpiece 3 to be cut and the workpiece patch plate 5 are simultaneously cut, the workpiece 3 to be cut and the workpiece patch plate 5 are cut. without hardness difference, the cutting line 8 and saw wire 1 caused thereby, as shown in 1 1 and 8 1 of FIG. 3, to maintain the same form as the case shown in FIG. However, when there is a hardness difference between the work 3 to be cut and the work-contacting plate member 5, for example, when the hardness of the work-contacting plate member 5 is low, the saw wire 1 and the cutting line 8 are separated by 1 2 and 8 2 in FIG. As shown in FIG. 3, the work contact plate member 5 largely shifts.
【００１４】切断される速度が被切断ワーク３とワーク
当て板材５と異なる場合、切断条件を変更する必要が生
じる。従来、このようなことの起こる切断の最終段階に
おいては、切断線８2が過度に先行偏倚しないように、
切断速度を遅くするように制御されるのが通例である。
すなわち、被切断ワーク３の押し込み力を小さくする、
換言すれば単位時間当たりの押し込み量を小さくする、
あるいは、ソーワイヤ１の速度を遅くする、等の切断条
件の変更を行っている。そうすると、ソーワイヤ１が被
切断ワーク３の同一部分に接触する時間が相対的に長く
なる。When the cutting speed is different between the work 3 to be cut and the work abutting plate member 5, it is necessary to change the cutting conditions. Conventionally, in the final stage of cutting where this happens, the cutting line 8 2 is prevented from being excessively biased,
It is customary to control the cutting speed to be slow.
That is, the pushing force of the work 3 to be cut is reduced,
In other words, reduce the amount of pushing in per unit time,
Alternatively, cutting conditions such as slowing down the speed of the saw wire 1 are changed. Then, the time during which the saw wire 1 contacts the same portion of the work 3 to be cut becomes relatively long.
【００１５】ここで、被切断ワークの切断状況を図４に
よって説明する。図４は、切断の最終段階近傍における
被切断ワークおよびワーク当て板材の切断状態を説明す
る説明図であり、ワーク当て板材の凹形状部分の中央線
を通る垂直断面を想定する図である。図４において、Ａ
ステージは、被切断ワーク３のみが切断されている段階
を示す。Ａステージにおいては、単一材料が切断されて
いる段階であるから、被切断ワーク３中をソーワイヤ
１、１……はほぼ同一幅と同一深さの切断溝９を残して
いる。尤も、実際には、ソーワイヤ間で進行スピードに
微妙な差異は生じている。特に中央辺りのソーワイヤが
側部のものより進行が速い傾向がある。Now, the cutting condition of the work to be cut will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view for explaining a cutting state of the work to be cut and the work contact plate material in the vicinity of the final stage of cutting, and is a view assuming a vertical cross section passing through the center line of the concave portion of the work contact plate material. In FIG. 4, A
The stage indicates a stage in which only the work 3 to be cut is cut. In the A stage, since the single material is being cut, the saw wires 1, 1 ... Leave a cutting groove 9 having substantially the same width and the same depth in the work 3 to be cut. However, in reality, there are subtle differences in the speed of progress between saw wires. In particular, the saw wire around the center tends to move faster than the side saw wire.
【００１６】Ｂステージは、被切断ワーク３の硬度とワ
ーク当て板材５の硬度とが近似する場合の、被切断ワー
ク３の切断が既に完了し、ワーク当て板材５部分に切断
が進行して、切断工程が終了する段階を示す。Ｂステー
ジにおいては、被切断ワーク３の硬度とワーク当て板材
５の硬度とが近似するので、あたかも均一な単一材料を
切断するかのように、ほぼ同一幅の切断溝９を残して切
断工程が終了している。Ｃ〜Ｅステージは、被切断ワー
ク３の硬度とワーク当て板材５の硬度とが異なる場合
の、切断工程が終了する段階を示す。In the B stage, when the hardness of the work piece 3 to be cut and the hardness of the work piece plate material 5 are similar to each other, the cutting of the work piece 3 to be cut has already been completed, and the cutting progresses to the work piece plate material 5 portion. The stage at which the cutting process ends is shown. In the B stage, since the hardness of the work 3 to be cut and the hardness of the work abutting plate material 5 are similar to each other, the cutting step leaving the cutting groove 9 of substantially the same width as if cutting a uniform single material. Has ended. Stages C to E indicate the stages where the cutting process is finished when the hardness of the work 3 to be cut and the hardness of the work-retaining plate member 5 are different.
【００１７】Ｃ〜Ｅステージにおいては、ソーワイヤ１
がワーク当て板材５の端部に接触し始めるａレベルを超
える時点から、切断性能の異なる２種類の材料を同時に
切断し始めるので、切断状態が不安定になり、特に押し
込み量を小さくする等の切断条件を調整して切断速度を
遅くする従来の調整の場合には、ソーワイヤ１が被切断
ワーク３の同一部分に接触する時間が相対的に長くなる
ことにより、ソーワイヤ１の横振れの影響も加わって、
切断溝９が次第に大きくなることがある。Ｃステージで
は、得られる薄板１０の端部の肉厚が薄くなる程度で切
断工程が終了する段階に至るが、Ｄステージに示す如く
に、ワーク当て板材５部分で切り離される場合、Ｅステ
ージに示す如くに、被切断ワーク３部分で切り離される
場合も希に生じることがある。In the C to E stages, saw wire 1
Starts to contact the edge of the work piece plate material 5 at a point exceeding the level a, it starts to cut two kinds of materials having different cutting performances at the same time, so that the cutting state becomes unstable, especially when the pushing amount is reduced. In the case of the conventional adjustment in which the cutting conditions are adjusted to reduce the cutting speed, the saw wire 1 is in contact with the same portion of the workpiece 3 for a relatively long time, and thus the lateral shake of the saw wire 1 also affects the cutting. Join us,
The cutting groove 9 may become gradually larger. In the C stage, the cutting process ends when the thickness of the edge of the obtained thin plate 10 becomes thin. However, as shown in the D stage, when cutting is performed at the workpiece patch plate 5 portion, the cutting stage is shown in the E stage. As described above, there are rare cases where the work 3 is cut off.
【００１８】硬度の比較的低いワーク当て板材５部分に
おいて、切断代が大きくなる傾向がより強い。また、隣
接するソーワイヤ１相互間で切り込み深さが相対的に異
なる場合にも、先行するソーワイヤ１部分の切断代が大
きくなる傾向も見られる。得られた薄板の肉厚の変動が
大きい場合には、平面化のためのポリッシング量が増大
し、あるいは不適格肉厚として不良品となる部分が増加
する、等のトラブルとなり、また、薄板１０が切り離さ
れる場合には、マルチワイヤソー装置に巻き込まれ、あ
るいは隣接する切断されつつある薄板１０と衝突等を起
こすことになり、切断作業を継続することができなくな
る等のトラブルとなる場合も生じる。ワーク当て板材５
部分が薄肉となるだけでも、取り扱い時に脱落する可能
性が増えるというトラブルが起きやすくなる。In the portion 5 of the workpiece patch plate material having a relatively low hardness, the cutting margin tends to increase. Further, even when the cutting depths of the adjacent saw wires 1 are relatively different from each other, the cutting margin of the preceding saw wire 1 tends to increase. When the variation in the thickness of the obtained thin plate is large, the amount of polishing for flattening increases, or the number of defective parts as unqualified thickness increases, which causes troubles. When it is cut off, it may be caught in the multi-wire saw device or may collide with the adjacent thin plate 10 being cut, which may cause a trouble such as the inability to continue the cutting work. Work patch plate 5
Even if the part is thin, there is a greater chance that it will fall off during handling.
【００１９】Ｂステージについての前述の説明から、被
切断ワーク３の硬度とワーク当て板材５の硬度とが近似
する場合には、切断の最終段階におけるトラブルを大幅
に回避することができるといえる。最も好ましいのは、
被切断ワークとワーク当て板材とが同質のものであると
きである。ＩＣメモリーやＬＳＩ等の半導体素子用とし
ての単結晶シリコンインゴットおよび太陽光発電素子用
に用いられる多結晶シリコンインゴットの硬度は、モー
ス硬度で約７である。従来使用されていたカーボン製の
ワーク当て板材の硬度は、モース硬度で約５であり、ガ
ラス製のワーク当て板材の硬度は、モース硬度で約６．
５である。From the above description of the B stage, it can be said that troubles at the final stage of cutting can be largely avoided when the hardness of the workpiece 3 to be cut and the hardness of the workpiece patch plate 5 are similar. Most preferred is
This is when the work to be cut and the work backing plate are of the same quality. The hardness of the single crystal silicon ingot for semiconductor elements such as IC memory and LSI and the polycrystalline silicon ingot used for solar power generation element is about 7 in Mohs hardness. The hardness of the work piece plate material made of carbon, which has been conventionally used, is about 5 in Mohs hardness, and the hardness of the work piece plate material made of glass is about 6.
It is 5.
【００２０】本発明で使用し得るワーク当て板材として
は、被切断ワークと同質のものが最も望ましいが、被切
断ワークの硬度と近似する硬度を有するもの、例えば、
被切断ワークが単結晶シリコンインゴットあるいは多結
晶シリコンインゴットである場合には、それらよりも純
度の低いシリコン材の鋳造物（例えば、硬度モース硬度
で６．５より硬く、あるいは、７．５より軟らかいも
の）等が用いられ得る。The work abutting plate material that can be used in the present invention is most preferably of the same quality as the work to be cut, but has a hardness close to that of the work to be cut, for example,
When the work to be cut is a single crystal silicon ingot or a polycrystalline silicon ingot, a cast product of a silicon material having a lower purity than that (for example, hardness Mohs hardness of more than 6.5 or softer than 7.5). Thing) etc. can be used.
【００２１】ワーク当て板材としてシリコン材を用いた
場合には、使用後のワーク当て板材を再溶融して固化
し、表面に被切断ワークの外形に対応する凹部を成形す
ることによってリサイクルすることができるという利点
が付加的に生まれる。被切断ワークがシリコンインゴッ
ト以外のもの、すなわち、ＧａＰ、ＩｎＰなどの化合物
半導体インゴット、あるいは石英、酸化物単結晶材料等
の場合も、被切断ワークの硬度とワーク当て板材の硬度
との関係は、シリコンインゴットの場合と同様である。When a silicon material is used as the work-retaining plate material, the work-retaining plate material after use can be recycled by re-melting and solidifying and forming a concave portion corresponding to the outer shape of the work to be cut on the surface. The additional advantage of being able to do so is created. Even when the work to be cut is something other than a silicon ingot, that is, a compound semiconductor ingot such as GaP or InP, or quartz, an oxide single crystal material, or the like, the relationship between the hardness of the work to be cut and the hardness of the work patch plate is This is similar to the case of a silicon ingot.
【００２２】ここで、本発明のマルチワイヤソーシステ
ムを構成する他の主なものについて説明を付け加える。
本発明におけるソーワイヤ１としては、従来用いられて
いるもののいずれも使用可能であって、例えば、０．０
８〜０．１８ｍｍφのピアノ線を用いる。砥粒として
は、公知のもので差し支えなく、例えば、平均粒径５〜
３０μｍのＳｉＣ、ダイヤモンド粉、Ｂ4Ｃ等が用いら
れる。切断液（スラリー液）は、例えば、溶媒を鉱物
油、ポリエチレングリコール等とし、溶媒１リットルに
対して砥粒を０．３〜２ｋｇの濃度として用いることが
できる。被切断ワークとワーク当て板材とを接着する接
着剤としては、エポキシ系接着剤等が挙げられる。エポ
キシ系接着剤の中には、温水に浸漬することによって被
切断ワークとワーク当て板材とを剥離することができる
ものも知られている。Here, description will be added to other main components of the multi-wire saw system of the present invention.
As the saw wire 1 in the present invention, any of the conventionally used saw wires can be used, for example, 0.0
A piano wire of 8 to 0.18 mmφ is used. The abrasive grains may be known ones, for example, an average grain size of 5 to 5.
30 μm SiC, diamond powder, B 4 C or the like is used. For the cutting liquid (slurry liquid), for example, the solvent may be mineral oil, polyethylene glycol, or the like, and the abrasive grains may be used at a concentration of 0.3 to 2 kg per liter of the solvent. An epoxy adhesive or the like may be used as an adhesive for adhering the work to be cut and the work-retaining plate. Among the epoxy adhesives, there are known epoxy adhesives capable of separating the work to be cut and the work-retaining plate material by immersing the work in hot water.
【００２３】[0023]
【実施例】８インチ級の半導体素子用単結晶シリコンイ
ンゴット（径２０３ｍｍ、長さ３００ｍｍ）の被切断ワ
ークに、ワーク当て板材として純度９８％の多結晶シリ
コン製（硬度、モース硬度で７）（実施例）、カーボン
製（硬度、モース硬度で５）（比較例１）、ガラス製
（硬度、モース硬度で６．５）（比較例２）を用いて、
ソーワイヤ（ピアノ線、０．１６ｍｍφ）のピッチ１．
０２０ｍｍで切断液（溶媒（クーラント）：ポリエチレ
ングリコール、砥粒：ＧＰ＃１０００（信濃電気製錬
（株）製商品名）、砥粒濃度：１ｋｇ／リットル）の条
件で薄板切断を実施した。得られた薄板について、切断
の状態を評価した。結果を表１に示す。EXAMPLE An 8-inch class single crystal silicon ingot for semiconductor devices (diameter: 203 mm, length: 300 mm) to be cut is made of polycrystalline silicon with a purity of 98% (hardness and Mohs hardness: 7) as a work-applying plate material ( Example), carbon (hardness, Mohs hardness: 5) (Comparative example 1), glass (hardness, Mohs hardness: 6.5) (Comparative example 2),
Saw wire (piano wire, 0.16 mmφ) pitch 1.
The thin plate was cut at 020 mm under the conditions of a cutting liquid (solvent (coolant): polyethylene glycol, abrasive grains: GP # 1000 (trade name of Shinano Denki Smelting Co., Ltd.), abrasive grain concentration: 1 kg / liter). The cut state of the obtained thin plate was evaluated. The results are shown in Table 1.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】[0025]
【発明の効果】１）本発明によると、最初にワーク当て
板材に達したソーワイヤは、被切断ワークの硬度に近似
するワーク当て板材により切断の急速化が抑えられ、そ
の結果、被切断ワークの切断がその最終段階においても
均一に進行し、従って先行ソーワイヤによる被切断ワー
クの切断途中での分断脱落を防止し、もってスライス製
品（薄板）の歩留まりを向上することができる。
２）終始ソーワイヤの走行速度と被切断ワークのフィー
ド速度を一定にして運転できるので、スライス製品の平
行度および平坦度が向上する。1) According to the present invention, the saw wire that first reaches the work-retaining plate material is prevented from being cut rapidly by the work-retaining plate material having a hardness close to that of the work to be cut. The cutting progresses even in the final stage thereof, so that the cutting and dropping of the work to be cut by the preceding saw wire can be prevented and the sliced product (thin plate) can be improved in yield. 2) Since the running speed of the saw wire and the feed speed of the work to be cut can be kept constant from beginning to end, the parallelism and flatness of the sliced product are improved.
【図１】 マルチワイヤソーによる被切断ワークを切断
する状態を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a state in which a work to be cut is cut by a multi-wire saw.
【図２】 被切断ワークを切断中のソーワイヤが湾曲す
る状態を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a state in which a saw wire is curving while cutting a work to be cut.
【図３】 切断の最終段階におけるソーワイヤの状態を
説明する部分説明図である。FIG. 3 is a partial explanatory diagram illustrating a state of a saw wire at a final stage of cutting.
【図４】 切断の最終段階近傍における被切断ワークお
よびワーク当て板材の切断状態を説明する説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a cutting state of a work to be cut and a work abutting plate material in the vicinity of a final stage of cutting.
１：ソーワイヤ ２：ワイヤガイドローラ ３：被切断ワーク ４：台座 ５：ワーク当て板材 ６：接着剤 ７：切断液（スラリー液） ８：切断線 ９：切断溝 １０：（切断された）薄板 1: Saw wire 2: Wire guide roller 3: Workpiece to be cut 4: Pedestal 5: Work patch plate 6: Adhesive 7: Cutting liquid (slurry liquid) 8: Cutting line 9: Cutting groove 10: (cut) sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB09 CA05 CB01 DA03 DA17 3C069 AA01 BA06 CA04 CB01 EA02 EA04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 3C058 AA07 AB09 CA05 CB01 DA03 DA17 3C069 AA01 BA06 CA04 CB01 EA02 EA04
Claims (7)
のワイヤガイドローラ間に複数回架け渡されたソーワイ
ヤと、被切断ワークを支持して前記被切断ワークを前記
複数回架け渡されたソーワイヤにフィードするワーク当
て板材を含んで構成されるマルチワイヤソーを用いてワ
ークを切断する方法において、前記ワーク当て板材に前
記被切断ワークの硬度と近似する硬度を有する材料より
なるものを用いることを特徴とするワーク切断方法。1. A plurality of wire guide rollers, a saw wire that is bridged a plurality of times between the plurality of wire guide rollers, and a saw wire that supports a workpiece to be cut and the saw wire that is bridged a plurality of times. In a method of cutting a work by using a multi-wire saw configured to include a work-working plate material to be fed, the work-working plate material is made of a material having a hardness close to that of the work to be cut. How to cut the work.
であるときに前記ワーク当て板材をシリコン製とする請
求項１に記載のワーク切断方法。2. The work cutting method according to claim 1, wherein when the work to be cut is a silicon ingot, the work abutting plate is made of silicon.
ゴットであるときに前記ワーク当て板を多結晶シリコン
製とする請求項１に記載のワーク切断方法。3. The work cutting method according to claim 1, wherein the work contact plate is made of polycrystalline silicon when the work to be cut is a polycrystalline silicon ingot.
ゴットであるときに前記ワーク当て板を多結晶または単
結晶シリコン製とする請求項１に記載のワーク切断方
法。4. The work cutting method according to claim 1, wherein when the work to be cut is a single crystal silicon ingot, the work contact plate is made of polycrystalline or single crystal silicon.
のワイヤガイドローラ間に複数回架け渡されたソーワイ
ヤと、被切断ワークを支持して前記被切断ワークを前記
複数回架け渡されたソーワイヤにフィードするワーク当
て板材を含んで構成されるマルチワイヤソーシステムに
おいて、前記被切断ワークがシリコンインゴットである
ときに前記ワーク当て板材がシリコン製であることを特
徴とするマルチワイヤソーシステム。5. A plurality of wire guide rollers, a saw wire spanned a plurality of times between the plurality of wire guide rollers, and a saw wire supported a workpiece to be cut, the saw wire being spanned a plurality of times. A multi-wire saw system configured to include a work piece plate material to be fed, wherein the work piece plate material is made of silicon when the work to be cut is a silicon ingot.
ゴットであるときに前記ワーク当て板材が多結晶シリコ
ン製である請求項５に記載のマルチワイヤソーシステ
ム。6. The multi-wire saw system according to claim 5, wherein when the work to be cut is a polycrystalline silicon ingot, the work abutting plate material is made of polycrystalline silicon.
ゴットであるときに前記ワーク当て板材が多結晶または
単結晶シリコン製である請求項５に記載のマルチワイヤ
ソーシステム。7. The multi-wire saw system according to claim 5, wherein when the work to be cut is a single crystal silicon ingot, the work backing plate material is made of polycrystalline or single crystal silicon.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001358413A JP2003159642A (en) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | Work cutting method and multi-wire saw system |
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