JP4998241B2 - ワイヤソーによるワークの切断方法およびワイヤソー - Google Patents
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Description
ワイヤソーは、ワイヤ(高張力鋼線)を高速走行させて、ここにスラリを掛けながら、ワークを押し当てて切断し、多数のウエーハを同時に切り出す装置である(特許文献1参照)。
図3に示すように、ワイヤソー101は、主に、ワークを切断するためのワイヤ102、ワイヤ102を巻回した溝付きローラ103、ワイヤ102に張力を付与するための機構104、切断されるワークを下方へと送り出す機構105、切断時にスラリを供給する機構106で構成されている。
また、溝付きローラ103、巻掛けられたワイヤ102の近傍にはノズル115が設けられており、切断時にスラリタンク116からワイヤ102にスラリを供給できるようになっている。また、スラリタンク116にはスラリチラー117が接続されており、供給するスラリの温度を調整できるようになっている。
Warpは半導体ウェーハの切断における重要品質の一つであり、製品の品質要求が高まるにつれ、一層の低減が望まれている。
従って、これを防ぐためには、ワーク引き抜きの際にワイヤの走行を停止させれば良いが、ワイヤの走行を停止した状態で、ワークの引き抜きを行うと、ワーク表面に残存したスラリ中で、特に砥粒が凝集してワーク表面に固着した部分でワイヤ列が局所的に引っかかり、切断用ワイヤの断線が発生する結果となる。
このように、ワーク引き抜き時のワイヤの走行を、前進方向及び後退方向への走行距離がそれぞれ1m以下となるように往復走行させることで、ワーク表面に固着したスラリを排除し易くなり、ワーク引き抜きにより発生するソーマークを効果的に防ぐことができる。
このように、ワーク引き抜き時に供給するスラリの温度を切断終了時の温度よりも高温とすることで、ワーク表面に固着したスラリを排除し易くなり、ワーク引き抜きにより発生するソーマークをより効果的に防ぐことができる。
ワーク表面に固着したスラリを排除するには、ワイヤを一方向へ走行させるよりも、前進方向及び後退方向へのワイヤ走行距離がそれぞれ1m以下となるような短い間隔でワイヤの走行方向を切り換えて往復走行させた方が効果的である。
このように、本発明のワイヤソーは、ワーク表面に固着したスラリを排除し易いものとなっており、ワーク引き抜きにより発生するソーマークを効果的に防ぐことができるものとなっている。
このように、本発明のワイヤソーは、ワーク引き抜き時に供給するスラリの温度を切断終了時の温度よりも高温とするよう制御するものであるので、ワーク表面に固着したスラリを排除し易いものとなっており、ワーク引き抜きにより発生するソーマークを効果的に防ぐことができるものとなっている。
従来のワイヤソーを使用しワークの切断を行うと、ワーク切断後、ワイヤ列から該ワークの引き抜き時に、ワーク表面に残存したスラリをワイヤの走行に伴ってワイヤ走行方向へ移動させることによってソーマークが発生し、Warpが悪化してしまうという問題があった。また、これを防ぐために、ワイヤの走行を停止した状態で、ワークの引き抜きを行うと、ワーク表面に残存したスラリ中で、特に砥粒が凝集してワーク表面に固着した部分でワイヤ列が局所的に引っかかり、切断用ワイヤの断線が発生する結果となる。
図1に示すように、本発明のワイヤソー1は、主に、ワークを切断するためのワイヤ2、ワイヤ2を巻回した溝付きローラ3、ワイヤ2に張力を付与するための機構4、切断されるワークを下方へと送り出す機構5、切断時にスラリを供給する機構6で構成されている。
ワイヤ2は、一方のワイヤリール7から繰り出され、トラバーサ8を介してパウダクラッチ(定トルクモータ9)やダンサローラ(デッドウェイト)(不図示)等からなる張力付与機構4を経て、溝付きローラ3に入っている。ワイヤ2がこの溝付きローラ3に300〜400回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。ワイヤ2はもう一方の張力付与機構4’を経てワイヤリール7’に巻き取られている。これらの構成は、従来と同じである。
そして、このようにワーク送り機構5のワーク保持部11によって保持されたワークは、切断を行う際、ワーク送り機構5により、下方に位置するワイヤ2へと送られる。また、このワーク送り機構5は、ワイヤが当て板14に到達するまでワークを下方へと送ることによってワークの切断を完了させ、その後、ワークの送り出し方向を逆転させることにより、ワイヤ列から切断済みワークを引き抜くようにする。
一方、溝付きローラ3に巻掛けされ、切断時に、軸方向に往復走行するワイヤ2の上方にはノズル15が配置されており、ワークの切断を行うときには、ワイヤ2にスラリを供給することができるようになっている。
さらに、前述のスラリチラー17、駆動用モータ10、ワーク送り機構5は、制御装置25に接続されている。
前記ワイヤ2の軸方向への駆動と、スラリ供給機構6によるワイヤ2へのスラリ供給とが行われた状態で、制御装置25はLMガイド12に沿ってワーク保持部11を駆動させ、ワークを下降させて該ワークを、例えば400〜800m/minで走行するワイヤ列に対して切り込み送りさせる。前記ワイヤ列に対して切り込み送りさせる時の切り込み送り速度は、例えば0.2〜0.4mm/minとすることができる。これらの条件は、もちろんこれに限定されるわけではない。
このようにしてワークの切断が進められ、ワイヤ列がワーク上面の当て板まで到った時点で、すなわちワークの切断が完了した時点で、切り込み送りを停止させる。
前記ワイヤ列からワークを引き抜く時の送り速度は、例えば5〜100mm/minとすることができ、10〜50mm/minとするのがより好ましい。
ワイヤ列からのワークの引き抜き時のワイヤの走行速度が2m/minを超えるとソーマークおよびWarpが発生してしまう。これを防ぐためには、ワイヤの走行速度は2m/min以下とするのが良く、より好ましくは1m/min以下が良い。前記ワイヤの走行速度の下限としては特に限定されないが、0.1m/min以上とすることができる。
前記の通り駆動用モータ10と制御装置25は接続されており、該制御装置によってワイヤ2が予め設定した走行距離を走行したら走行方向を反転させるように制御することができるようになっている。
前記ワークのワイヤ列からの引き抜き時のワイヤの往復走行をさせる走行距離は1m以下であることが好ましいが、これ以上であっても良い。前記ワイヤの往復走行をさせる走行距離の下限としては特に限定されないが、0.1m以上とすることができる。
前記の通り制御装置25により制御されたスラリチラー17によりスラリの供給温度が制御され、前記ワークの切り込み送り停止後、ワイヤ列からのワーク引き抜き時において、ワークの切断終了時の温度よりも高温であるスラリが供給される。
前記ワイヤ列からのワーク引き抜き時のスラリ供給温度は、例えば、ワーク切断時のスラリ供給温度が15℃〜30℃であれば、35℃〜50℃とすることができる。
(実施例1)
図1に示すようなワイヤソーを用い、ワーク切断時における、ワイヤの走行速度、ワイヤの前進方向及び後退方向への走行距離およびワイヤへ供給するスラリの供給温度をそれぞれ制御して直径8インチ(200mm)のシリコンインゴットを本発明の切断方法によりウェーハ状に切断した。
ワークの切断時におけるワイヤの走行速度を600m/minとし、ワイヤの前進方向及び後退方向への走行距離が500m以下となるようにワイヤを往復走行させてワークを切断した。また、ワークの切断終了時のスラリ供給温度が25℃となるようにした。
上記条件でワークを切断し、ワーク切断後のワーク表面の状態を調べたところ、ソーマークおよびWarp量は従来のワイヤソーを使用した場合と比べ低減されていた。
上記実施例1において、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を1m/minとした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
この結果、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を2m/min以下である1m/minにすることによって、ワーク表面のソーマークおよびWarp量が従来のワイヤソーを使用した場合と比べ低減されており、その低減量は実施例1より大きくなっていることが分かった。
上記実施例1において、ワークの引き抜き時のスラリ供給温度を35℃とした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
この結果、ワークの引き抜き時のスラリ供給温度をワークの切断終了時のスラリ供給温度より高温である35℃にすることによって、ワーク表面のソーマークおよびWarp量が従来のワイヤソーを使用した場合と比べ低減されており、その低減量は実施例1より大きくなっていることが分かった。
上記実施例1において、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を1m/minとし、ワークの引き抜き時のスラリ供給温度を35℃とした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
この結果、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を2m/min以下である1m/minにし、かつ、ワークの引き抜き時のスラリ供給温度をワークの切断終了時のスラリ供給温度より高温である35℃とすることによって、ワーク表面のソーマークおよびWarp量が従来のワイヤソーを使用した場合と比べ大幅に低減されており、その低減量は実施例1〜3より大きくなっていることが分かった。
上記実施例1において、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を0.5m/minとし、ワークの引き抜き時のワイヤの前進方向への走行距離を0.3m、ワイヤの後退方向への走行距離を0.2mとした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
上記実施例1において、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を0.5m/minとし、ワークの引き抜き時のワイヤの前進方向への走行距離を0.3m、ワイヤの後退方向への走行距離を0.2mとし、ワークの引き抜き時のスラリ供給温度を35℃とした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
上記実施例1に対し、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を10m/minとし、ワークの引き抜き時のワイヤの前進方向への走行距離を20m、ワイヤの後退方向への走行距離を10mとした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
を超える20m、ワイヤの後退方向への走行距離を1mを超える10mとすることによって、ワーク表面のソーマークおよびWarp量が実施例1より悪化していることが分かった。
上記実施例1に対し、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を100m/minとし、ワークの引き抜き時のワイヤの前進方向への走行距離を200m、ワイヤの後退方向への走行距離を100mとした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
を超える200m、ワイヤの後退方向への走行距離を1mを超える100mとすることによって、ワーク表面のソーマークおよびWarp量が実施例1より大幅に悪化していることが分かった。
上記実施例1に対し、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を3m/minとした以外は、実施例1と同じ条件でワークを切断し、実施例1と同様の評価を行った。
この結果、ワイヤ引き抜き時のワイヤの走行速度を2m/minを超える速度である3m/minにすることによって、ワーク表面のソーマークおよびWarp量が比較例1よりは良いものの、実施例1より悪化していることが分かった。
4、4’…ワイヤ張力付与機構、 5…ワーク送り機構、
6…スラリ供給機構、7、7’…ワイヤリール、
8…トラバーサ、9…定トルクモータ、
10…駆動用モータ、 11…ワーク保持部、
12…LMガイド、 13…ワークプレート、 14…当て板、
15…ノズル、16…スラリタンク、17…スタリチラー、
25…制御装置。
Claims (2)
- 切断用ワイヤが複数のローラの周囲に巻回されることによりワイヤ列が形成され、前記切断用ワイヤが軸方向に往復駆動され、該切断用ワイヤにスラリが供給されながら前記ワイヤ列に対してワークが切り込み送りされることにより、該ワークが軸方向に並ぶ複数の箇所で同時に切断されるワイヤソーによるワークの切断方法において、前記ワークの切断後、前記ワイヤ列から該ワークの引き抜き時にワイヤを2m/min以下で前進方向及び後退方向への走行距離がそれぞれ1m以下となるように往復走行させながらワークを引き抜き、前記ワーク引き抜き時に供給するスラリの温度を切断終了時の温度よりも高温とすることを特徴とするワイヤソーによるワークの切断方法。
- 切断用ワイヤが複数のローラの周囲に巻回されることによりワイヤ列が形成され、前記切断用ワイヤが軸方向に往復駆動され、該切断用ワイヤにスラリが供給されながら前記ワイヤ列に対してワークが切り込み送りされることにより、該ワークを軸方向に並ぶ複数の箇所で同時に切断するワイヤソーであって、前記ワークの切断後、前記ワイヤ列から該ワーク引き抜き時にワイヤを2m/min以下で前進方向及び後退方向への走行距離がそれぞれ1m以下となるように往復走行させながらワークを引き抜き、前記ワーク引き抜き時に供給するスラリの温度を切断終了時の温度よりも高温とするよう制御するものであることを特徴とするワイヤソー。
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