JP5791642B2 - ワイヤソーの運転再開方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、ワイヤソー1は、ワークWを切断するためのワイヤ2が供給側のワイヤリール6から繰り出され、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300〜500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。更に、ワイヤ2は溝付きローラ3から巻出され、回収側のワイヤリール6’に巻き取られる。
ワークWを切断する時には、ワイヤ2を予め定められた走行距離でワイヤ軸方向に往復走行させ、供給側から回収側にワイヤ新線が徐々に供給されていく。
そこで、溝付きローラの複数の溝間のピッチを供給側より回収側の方が狭くなるようにしたものが用いられている(特許文献1)。
本発明者がこの原因についての詳細を調査したところ以下のことが判明した。上記のように、修復処理においてワイヤの断線部同士を連結し、連結部分をワークの切断位置から引出すと、ワークの切断位置におけるワイヤが新線と置き換わることになる。ワークの切断位置における断線直後のワイヤの直径は摩耗により新線の直径より細くなっているので、断線直前のワイヤ直径と新線のワイヤ直径の差異が生じる。一般的にワークの切り代はワイヤ直径にスラリの平均径の3倍を加えた値となることが知られており(非特許文献1)、切断再開後のワークの切り代が増加することにより切断部に溝が発生する。
しかも、ウェーハの直径が大きくなるにつれ不良品の発生による影響が深刻になってきている。
このようにすれば、ワイヤの直径を容易に測定できる。
上記したように、ワイヤソーによるワークの切断中にワイヤが断線した場合、そのワークの切断を再開すると、断線直前のワイヤ直径と修復後のワイヤの直径の差異により再開した切断部に溝が発生するという問題がある。
本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、ワイヤを修復した後、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させることにより、上記溝の発生を抑制できることを見出して本発明を完成させた。
図1に示すように、ワイヤソー1は、ワークWを切断するためのワイヤ2、ワイヤ2を巻掛けした溝付きローラ3、切断するワークWを相対的に下方へと送り出すワーク送り機構4、切断時にワイヤ2にスラリを供給するためのスラリ供給手段5を有している。
ワイヤ2は、供給側のワイヤリール6から繰り出され、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300〜500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。更に、ワイヤ2は溝付きローラ3から巻出され、回収側のワイヤリール6’に巻き取られる。
ワークWを切断する時には、ワイヤ2を予め定められた走行距離でワイヤ軸方向に往復走行させる。この際、往復走行するワイヤのそれぞれの方向への走行距離は同じではなく、片方向の走行距離の方が長くなっている。これにより、ワイヤは往復走行を続けながら長く走行する方向、すなわち図1に示すように供給側から回収側にワイヤ新線が徐々に供給されていく。
まず、ワイヤの断線が発生したらワークの切断を中断し、ワークをワイヤ列から一旦退避させ(図2の(A))、断線したワイヤを取り除く作業を行う(図2の(B))。その後、ワイヤの修復を行う。また、断線発生時点のワイヤの直径を測定する(図2の(C))。ここで、ワイヤ直径を測定する位置は、図1に示すワイヤが溝付きローラから回収側に巻出される位置P(以降、回収側終点と呼ぶ)とすることができる。
ワイヤの断線が回収側の位置で発生し、上記修復工程でワイヤを回収側に引き出すことなくワイヤの断線部同士を連結した場合には、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径は断線直前のワイヤの直径と一致している。また、ワイヤを回収側に引き出した場合には、ワイヤを引き出す前の位置、すなわち断線直前の位置に戻して位置決めすればワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させることができる。
このとき、ワークの切断位置におけるワイヤの直径が断線直前のワイヤの直径と一致するか否かの判断は、回収側終点Pの位置におけるワイヤの直径に基づいて行うことができる。すなわち、回収側終点Pの位置におけるワイヤの直径が断線直前と同じになるようにワイヤでダミーのワークを切断すれば、ワークの切断位置におけるワイヤの直径が断線直前のワイヤの直径と一致すると判断できる。
上記修復工程において、断線発生時点におけるワイヤの断線箇所の位置から回収側終点Pの位置までのワイヤ長Cを検出しておく。ここで、複数の溝付きローラに巻掛けられたワイヤ1周分の長さをWN、ワイヤ列に垂直な方向の回収側終点Pから断線発生位置までの距離をX(図5参照)、ワイヤ列の間隔Dとすると、上記ワイヤ長CはWN×X/Dで求めることができる。ここで、ワイヤ列の間隔が供給側より回収側の方が狭くなる場合には平均値を用いる。
次に、回収側終点Pの位置における修復後のワイヤの直径をマイクロメーター、又はレーザー変位計で測定し、この測定値と断線発生時点の同位置のワイヤ直径との差ΔQを算出する。
ダミーのワークを切断した後、回収側終点Pの位置におけるワイヤの直径を確認し、ダミーのワーク及び保持手段を取り除く(図2の(I))。
ここで、ダミーのワークとして、ガラス、カーボン、フィラー充填アクリル樹脂、フィラー充填エポキシ樹脂、フィラー充填ウレタン樹脂製のワークを用いることができる。
以上のようにして切断準備工程を実施した後、ワークの切断を再開する(図2の(J))。
図1に示すようなワイヤソーを用い、直径200mm、長さ360mmのシリコンインゴットを切断したところ、上記切り込み位置が65mm、上記距離Xが25mmの位置でワイヤが断線した。そこで、本発明のワイヤソーの運転再開方法に従って以下のようにワークの切断を再開した。
その後、図3に示した保持手段に厚さ10mm、幅150mm、長さ360mmのアクリル系樹脂からなるダミーのワークを切断し、回収側終点Pの位置におけるワイヤの直径が新線の90%になるまでワイヤを摩耗させ、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させた。
このようにして切断したウェーハの平坦度を評価した。評価したウェーハは、インゴットの両端面、及び中央の位置に相当するウェーハとした。平坦度はウェーハを水平面上に静置し、切断面の片側の面を直径方向(切断方向)に変位を測定することによって評価した。
図1に示すようなワイヤソーを用い、直径200mm、長さ365mmのシリコンインゴットを切断したところ、上記切り込み位置が85mm、上記距離Xが40mmの位置でワイヤが断線した。ワイヤの修復後、ダミーのワークの切断を行うことなく、すなわち、修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させることなく、インゴットの切断を再開し、切断を完了させた。
その結果を図7に示す。実施例と同様、(A)は供給側端面のウェーハ、(B)は中央部のウェーハ、(C)は回収側端面のウェーハの結果である。図7に示すように、(B)中央部のウェーハ及び(C)回収側端面のウェーハにおいて、断線の発生した85mmのところで急峻なマイナス方向への溝が発生した。この溝はラッピング等の後工程で修正不可能ほどの大きさであり、ウェーハは不良品となってしまった。
4…ワーク送り機構、 5…スラリ供給手段、 6、6’…ワイヤリール、
7…保持手段、 W…ワーク、 DW…ダミーのワーク。
Claims (5)
- 複数の溝付きローラにワイヤを巻掛け、該ワイヤの新線を供給側から回収側に供給しながら前記ワイヤをワイヤ軸方向に往復走行させ、前記ワイヤに切断用のスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーの運転において、前記ワイヤが断線して前記ワークの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法であって、
前記ワークの切断を中断した後、前記ワークの切断を再開する前に、前記断線したワイヤを修復する修復工程と、
前記ワークの切断位置における前記修復したワイヤの直径を前記断線直前のワイヤの直径と一致させる切断準備工程を有することを特徴とするワイヤソーの運転再開方法。 - 前記切断準備工程において、前記ワイヤの断線が前記溝付きローラに巻掛けられた位置、又は前記供給側の位置で発生した場合に、前記修復したワイヤを摩耗させることによってその直径を前記断線直前のワイヤの直径と一致させることを特徴とする請求項1に記載のワイヤソーの運転再開方法。
- 前記切断準備工程において、ダミーのワークと該ダミーのワークを保持する保持手段を前記ワイヤソーに設け、前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置における前記ワイヤの直径が前記断線前と同じになるように、前記修復したワイヤで前記ダミーのワークを切断することによって前記ワイヤを摩耗させた後、前記ダミーのワーク及び保持手段を取り除くことを特徴とする請求項2に記載のワイヤソーの運転再開方法。
- 前記修復工程において、前記断線発生時点における前記ワイヤの断線箇所の位置から前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置までのワイヤ長を検出し、
前記切断準備工程において、前記ワイヤの断線箇所の位置が、前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置となるように前記ワイヤを位置決めし、その後、前記検出したワイヤ長以上の長さの前記ワイヤの新線が供給されて使用されるように前記ダミーのワークを切断することを特徴とする請求項3に記載のワイヤソーの運転再開方法。 - 前記ワイヤの直径をマイクロメーター、又はレーザー変位計で測定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のワイヤソーの運転再開方法。
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