JP5945967B2

JP5945967B2 - Work cutting method and wire saw

Info

Publication number: JP5945967B2
Application number: JP2013135316A
Authority: JP
Inventors: 和弥冨井
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: JP2015009303A

Description

本発明は、ワイヤソーによってワークをウェーハ状に切断する切断方法及びワイヤソーに関する。 The present invention relates to a cutting method for cutting a workpiece into a wafer shape with a wire saw and a wire saw.

半導体インゴットなどの硬脆材を薄板状のウェーハに切断する切断装置の一つにワイヤソーがある。
ワイヤソーを用いた切断方法は、まず、所定のピッチで巻回されたワイヤでワイヤ列を形成し、ワイヤを高速走行させる。そして、ワークとワイヤの各接触部に加工液を供給しながら、ワイヤ列にワークを押し当てることにより、ワークを多数枚のウェーハ状に切断する。 One of the cutting devices for cutting a hard and brittle material such as a semiconductor ingot into a thin wafer is a wire saw.
In the cutting method using a wire saw, first, a wire row is formed by wires wound at a predetermined pitch, and the wires are run at a high speed. The workpiece is cut into a number of wafers by pressing the workpiece against the wire row while supplying the machining fluid to each contact portion between the workpiece and the wire.

また、特許文献１には、ワークの切断に使用されるワイヤは、ベースワイヤの外周面を砥粒キャリア樹脂皮膜で被覆した樹脂被覆ワイヤが記載されている。特許文献１には、この樹脂被覆ワイヤを使用すれば、加工液中の砥粒（遊離砥粒）が砥粒キャリア樹脂皮膜に食い込むため、安定して砥粒をワイヤとワークが接触している部分に引き込むことができると記載されている。 Patent Document 1 describes a resin-coated wire in which the outer peripheral surface of a base wire is coated with an abrasive carrier resin film as a wire used for cutting a workpiece. In Patent Document 1, if this resin-coated wire is used, since the abrasive grains (free abrasive grains) in the working fluid bite into the abrasive carrier resin film, the wire and the workpiece are in stable contact with the abrasive grains. It is stated that it can be pulled into the part.

上述のように、樹脂被覆ワイヤを用いたワークの切断のメカニズムは、樹脂被覆ワイヤ表面の樹脂層に加工液中の砥粒を食い込ませ、樹脂層表面に固定化された砥粒をワークと樹脂被覆ワイヤの接触部に運ぶ加工方法である。要するに、予め表面に砥粒を固定したワイヤを用いてワークの切断を行う固定砥粒ワイヤ方式に似た切断方法を、遊離砥粒を用いて行っている切断方法である。 As described above, the mechanism of cutting the workpiece using the resin-coated wire is to cause the abrasive grains in the processing liquid to bite into the resin layer on the surface of the resin-coated wire, and the abrasive grains fixed on the surface of the resin layer are transferred to the workpiece and the resin. It is the processing method conveyed to the contact part of a covered wire. In short, it is a cutting method in which a cutting method similar to a fixed abrasive wire method in which a workpiece is cut using a wire in which abrasive grains are previously fixed to the surface is performed using loose abrasive grains.

また、遊離砥粒切断と呼ばれる切断方法もある。遊離砥粒切断とは、ワイヤによって運ばれた加工液中の砥粒が、加工点においてワークとワイヤを同時に摩耗させる切断方法である。 There is also a cutting method called free abrasive cutting. Free abrasive grain cutting is a cutting method in which abrasive grains in the machining fluid carried by a wire wear the workpiece and the wire at the machining point simultaneously.

特開２００６−１７９６７７号公報JP 2006-179677 A 特開平１１−３０２６８１号公報JP 11-302681 A

樹脂被覆ワイヤを用いた切断方法には、ワーク切断中に樹脂被覆ワイヤ表面の樹脂層が摩耗してしまうという問題がある。本発明者は、ワーク切断の際に、ワークと樹脂被覆ワイヤの各接触部に供給する加工液の流量に着目し、該加工液の流量について検討した。 The cutting method using the resin-coated wire has a problem that the resin layer on the surface of the resin-coated wire is worn during the work cutting. The inventor focused on the flow rate of the working fluid supplied to each contact portion between the workpiece and the resin-coated wire when cutting the workpiece, and studied the flow rate of the working fluid.

樹脂被覆ワイヤを用いてワークを切断する場合の加工液の流量は、特許文献１には示されていないが、特許文献２には、加工液（切削液）の供給量が記載されている。特許文献２に記載されているように、砥粒（遊離砥粒）を用いる切断において供給する加工液の流量は１００Ｌ／ｍｉｎ前後が一般的である。 The flow rate of the machining fluid when cutting the workpiece using the resin-coated wire is not shown in Patent Document 1, but Patent Document 2 describes the supply amount of the machining fluid (cutting fluid). As described in Patent Document 2, the flow rate of the working fluid supplied in cutting using abrasive grains (free abrasive grains) is generally around 100 L / min.

特許文献２に記載された、加工液の流量が１００Ｌ／ｍｉｎとは供給する加工液の総量を示しており、これをワイヤ列のワイヤ１本あたりの流量に置き換える場合、加工液が吹き付けられる範囲のワイヤ列のワイヤ本数で割る必要がある。一般的な半導体基板製造用ワイヤソーでは加工液が４００本程度のワイヤに吹き付けられるため、ワイヤ列のワイヤ１本あたり加工液流量は約２５０ｍＬ／ｍｉｎとなる。 The flow rate of machining fluid described in Patent Document 2 is 100 L / min, which indicates the total amount of machining fluid to be supplied, and when this is replaced with the flow rate per wire in the wire row, the range in which the machining fluid is sprayed It is necessary to divide by the number of wires in the wire row. In a general semiconductor substrate manufacturing wire saw, the machining fluid is sprayed on about 400 wires, so that the machining fluid flow rate per wire in the wire row is about 250 mL / min.

しかし、加工液の流量を１００Ｌ／ｍｉｎ前後、すなわちワイヤ列のワイヤ１本当たりの加工液の流量を約２５０ｍＬ／ｍｉｎとしてワークの切断を行うと、加工液の流量が多過ぎ、樹脂被覆ワイヤ表面の樹脂層に固定しきれない砥粒が増えるので、樹脂層に固定しきれなかった砥粒が樹脂層を摩耗させてしまうことを本発明者は発見した。 However, if the workpiece is cut with the flow rate of the machining fluid around 100 L / min, that is, the flow rate of the machining fluid per wire in the wire row is about 250 mL / min, the flow rate of the machining fluid is too high, and the surface of the resin-coated wire Since the number of abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer increases, the present inventor has found that abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer wear the resin layer.

本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、ベースワイヤの表面に樹脂を被覆した樹脂被覆ワイヤを用いてワークを切断するときに、樹脂被覆ワイヤの表面の樹脂層が摩耗することを抑制できる切断方法及びワイヤソーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. When a workpiece is cut using a resin-coated wire in which the surface of the base wire is coated with a resin, the resin layer on the surface of the resin-coated wire is worn. An object of the present invention is to provide a cutting method and a wire saw capable of suppressing the above.

上記目的を達成するために、本発明によれば、複数のワイヤガイド間に螺旋状に巻回された軸方向に走行するワイヤでワイヤ列を形成し、前記ワイヤはベースワイヤの表面に樹脂を被覆した樹脂被覆ワイヤを用い、円柱状ワークと前記ワイヤとの接触部に加工液を供給しながら、前記ワイヤ列に前記ワークを押し当てて切込み送りすることで、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、前記加工液を、前記ワイヤ列の前記ワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給しながらワークを切断することを特徴としたワークの切断方法を提供する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a wire row is formed of wires that run in an axial direction that are wound spirally between a plurality of wire guides, and the wires are made of resin on the surface of a base wire. Using a coated resin-coated wire, the workpiece is cut into a wafer by pressing and feeding the workpiece against the wire row while supplying a machining fluid to the contact portion between the cylindrical workpiece and the wire. A workpiece cutting method, characterized in that the workpiece is cut while supplying the machining fluid at a flow rate in the range of 1 to 20 mL / min per wire of the wire row. provide.

このような切断方法であれば、樹脂被覆ワイヤの樹脂層表面に固定しきれない砥粒が減少するので、樹脂層の摩耗が抑制される。その結果、樹脂層に砥粒が食い込み固定化した樹脂被覆ワイヤを長時間使用でき、ワーク切断中のワイヤの断線を防止することができるので、安定したワークの切断を行うことができる。 With such a cutting method, abrasive grains that cannot be fixed to the surface of the resin layer of the resin-coated wire are reduced, so that wear of the resin layer is suppressed. As a result, the resin-coated wire in which the abrasive grains have bitten and fixed in the resin layer can be used for a long time and the wire can be prevented from being disconnected during the workpiece cutting, so that the workpiece can be stably cut.

また、本発明によれば、複数のワイヤガイド間に螺旋状に巻回された軸方向に走行するワイヤによって形成されるワイヤ列と、円柱状ワークと前記ワイヤとの接触部に加工液を供給する加工液供給機構と、前記ワークを保持しつつ押圧することで前記ワークを前記ワイヤ列に押し当てるワーク送り手段を具備し、前記ワイヤはベースワイヤの表面に樹脂を被覆した樹脂被覆ワイヤであり、前記加工液供給機構から前記ワークと前記ワイヤとの接触部に前記加工液を供給しつつ、前記ワーク送り手段により保持された前記ワークを、前記ワイヤ列に押し当てて切込み送りすることで、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、前記加工液供給機構は、前記加工液を、前記ワイヤ列の前記ワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給するものであることを特徴とするワイヤソーが提供される。 Further, according to the present invention, the machining fluid is supplied to the wire row formed by the wire traveling in the axial direction spirally wound between the plurality of wire guides, and the contact portion between the cylindrical workpiece and the wire. And a work feeding means for pressing the work against the wire row by holding the work and holding the work, and the wire is a resin-coated wire in which the surface of the base wire is coated with a resin In addition, while supplying the machining fluid from the machining fluid supply mechanism to the contact portion between the workpiece and the wire, the workpiece held by the workpiece feeding means is pressed against the wire row and cut and fed. A wire saw for cutting the workpiece into a wafer, wherein the machining fluid supply mechanism is configured to remove the machining fluid at a rate of 1 to 20 mL / min per wire in the wire row. Wire saw is provided which is characterized in that to supply at a rate to be enclosed.

このようなワイヤソーであれば、樹脂被覆ワイヤの樹脂層表面に固定しきれない砥粒が減少するので、樹脂層の摩耗が抑制される。その結果、樹脂層に砥粒が食い込み固定化した樹脂被覆ワイヤを長時間使用でき、ワーク切断中のワイヤの断線を防止することができるので、安定したワークの切断を行うことができるものとなる。 With such a wire saw, the number of abrasive grains that cannot be fixed to the surface of the resin layer of the resin-coated wire is reduced, so that wear of the resin layer is suppressed. As a result, it is possible to use a resin-coated wire in which abrasive grains have bitten and fixed in the resin layer for a long period of time and to prevent disconnection of the wire during cutting of the workpiece, so that stable workpiece cutting can be performed. .

本発明のワークの切断方法及びワイヤソーでは、ワークとワイヤの接触部に供給する加工液をワイヤ列のワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給するので、加工液の供給量が多くなり過ぎない。従って、樹脂層に固定しきれない砥粒の増加を抑制することができ、樹脂層に固定しきれない砥粒による樹脂層の摩耗を抑制することができる。その結果、樹脂層に砥粒が食い込み固定化した樹脂被覆ワイヤを長時間使用でき、ワーク切断中の樹脂被覆ワイヤの断線を防止することができるので、安定したワークの切断ができる。 In the workpiece cutting method and the wire saw of the present invention, the machining fluid supplied to the contact portion between the workpiece and the wire is supplied at a flow rate in the range of 1 to 20 mL / min per wire in the wire row. Is not too much. Therefore, an increase in abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer can be suppressed, and wear of the resin layer due to abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer can be suppressed. As a result, the resin-coated wire in which the abrasive grains have bitten and fixed in the resin layer can be used for a long time, and disconnection of the resin-coated wire during workpiece cutting can be prevented, so that stable workpiece cutting can be performed.

本発明のワークの切断方法に用いるワイヤソーの一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the wire saw used for the cutting method of the workpiece | work of this invention. 本発明のワイヤソーが有する樹脂被覆ワイヤの一例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed an example of the resin coating wire which the wire saw of this invention has.

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
樹脂被覆ワイヤを用いたワークの切断においては、樹脂被覆ワイヤの樹脂層が摩耗してしまうという問題があった。そこで、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結果、ワークとワイヤの接触部に供給する加工液が多くなり過ぎ、樹脂被覆ワイヤの樹脂層に固定されない砥粒が増加してしまい、その砥粒が樹脂被覆ワイヤの樹脂層を摩耗させてしまうことを発見した。 Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to this.
In cutting a workpiece using a resin-coated wire, there is a problem that the resin layer of the resin-coated wire is worn. Therefore, as a result of intensive studies to solve such problems, the present inventors have increased the amount of processing liquid supplied to the contact portion between the workpiece and the wire, and the number of abrasive grains not fixed to the resin layer of the resin-coated wire has increased. Thus, it has been found that the abrasive grains wear the resin layer of the resin-coated wire.

そこで本発明者は、ワークとワイヤの接触部に供給する加工液をワイヤ列のワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給することで、樹脂被覆ワイヤの樹脂層に固定しきれない砥粒を減らすことができ、その結果樹脂層の摩耗を抑制できることに想到し、本発明を完成させた。 Therefore, the present inventor fixes the working fluid supplied to the contact portion between the workpiece and the wire to the resin layer of the resin-coated wire by supplying the working fluid at a flow rate ranging from 1 to 20 mL / min per wire in the wire row. The inventors have conceived that abrasive grains that cannot be broken can be reduced and, as a result, wear of the resin layer can be suppressed, and the present invention has been completed.

以下、本発明のワークの切断方法及びワイヤソーについて図を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the workpiece cutting method and the wire saw according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these.

まず、本発明のワイヤソーについて説明する。
図１に示すように、本発明のワイヤソー１は、複数のワイヤガイド２間に螺旋状に巻回された軸方向に走行する樹脂被覆ワイヤ３によって形成されるワイヤ列４、切断時にワークＷと樹脂被覆ワイヤ３との接触部に加工液を供給する加工液供給機構５、ワークＷを保持しつつ押圧することでワークＷをワイヤ列に押し当てるワーク送り手段６、樹脂被覆ワイヤ３に張力を付与するための張力付与機構７、７’等で構成されている。 First, the wire saw of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a wire saw 1 of the present invention includes a wire row 4 formed by a resin-coated wire 3 spirally wound between a plurality of wire guides 2 and traveling in an axial direction, and a workpiece W at the time of cutting. A machining fluid supply mechanism 5 that supplies a machining fluid to a contact portion with the resin-coated wire 3, a workpiece feeding unit 6 that presses the workpiece W while holding the workpiece W, and tension is applied to the resin-coated wire 3. It is comprised by the tension | tensile_strength provision mechanisms 7 and 7 'for providing.

図２に示すように、樹脂被覆ワイヤ３はベースワイヤ１３表面に樹脂を被覆したものである。樹脂被覆ワイヤを構成するベースワイヤ１３として、例えば、直径４０〜２００μｍのピアノ線が使用され、ピアノ線の外周面に樹脂層１４が全面にわたって被覆形成される。ベースワイヤ１３の表面に樹脂層１４を形成する樹脂として、例えば、フェノール系、ポリアミド系、エポキシ系、ウレタン系などの樹脂を用いることができる。また、樹脂層１４の厚みは０．５〜１５μｍの範囲が好ましい。この樹脂層１４は樹脂被覆ワイヤ３に吹き付けられた加工液中の砥粒を、樹脂層１４表面に食い込ませることにより、砥粒をワークＷと樹脂被覆ワイヤ３との間に引き込むことができる。 As shown in FIG. 2, the resin-coated wire 3 is obtained by coating the surface of the base wire 13 with resin. As the base wire 13 constituting the resin-coated wire, for example, a piano wire having a diameter of 40 to 200 μm is used, and the resin layer 14 is entirely formed on the outer peripheral surface of the piano wire. As a resin for forming the resin layer 14 on the surface of the base wire 13, for example, a phenol resin, a polyamide resin, an epoxy resin, a urethane resin, or the like can be used. The thickness of the resin layer 14 is preferably in the range of 0.5 to 15 μm. The resin layer 14 can draw the abrasive grains between the workpiece W and the resin-coated wire 3 by causing the abrasive grains in the working fluid sprayed onto the resin-coated wire 3 to bite into the surface of the resin layer 14.

樹脂被覆ワイヤ３は、一方のワイヤリールボビン８から繰り出され、トラバーサを介して定トルクモーターやダンサローラ（デッドウェイト）等からなる張力付与機構７を経て、ワイヤガイド２に入っている。樹脂被覆ワイヤ３はもう一方の張力付与機構７’を経てワイヤリールボビン８’に巻き取られている。また、張力付与機構７、７’によって樹脂被覆ワイヤ３に付与される張力は、ベースワイヤ１３の引張強度以下に限定され、好ましくはベースワイヤ１３の引張強度の４０〜７０％の範囲である。 The resin-coated wire 3 is fed from one wire reel bobbin 8 and enters the wire guide 2 via a traverser and a tension applying mechanism 7 including a constant torque motor, a dancer roller (dead weight), and the like. The resin-coated wire 3 is wound around a wire reel bobbin 8 'through another tension applying mechanism 7'. Further, the tension applied to the resin-coated wire 3 by the tension applying mechanisms 7 and 7 ′ is limited to the tensile strength of the base wire 13 or less, and is preferably in the range of 40 to 70% of the tensile strength of the base wire 13.

また、ワイヤガイド２は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に所定のピッチで溝を切ったローラーであり、駆動モータ１２によって、巻回された樹脂被覆ワイヤ３が軸方向に往復走行できるようになっている。ここで、樹脂被覆ワイヤ３を往復走行させる際、樹脂被覆ワイヤ３の両方向への走行距離を同じにするのではなく、ワイヤ新線が供給されるように、片方向への走行距離の方が長くなるようにする。このようにして、樹脂被覆ワイヤ３の往復走行を行いながら長い走行距離の方向に新線が供給される。 The wire guide 2 is a roller in which a polyurethane resin is press-fitted around a steel cylinder and grooves are cut at a predetermined pitch on the surface thereof, and the resin-coated wire 3 wound by the drive motor 12 is axially moved. It is possible to travel back and forth. Here, when the resin-coated wire 3 is reciprocated, the travel distance in one direction is not the same as the travel distance in both directions of the resin-coated wire 3, but a new wire is supplied. Try to be long. In this way, a new line is supplied in the direction of a long travel distance while reciprocating the resin-coated wire 3.

加工液供給機構５はスラリチラー９、スラリタンク１０、ノズル１１等から構成される。ノズル１１はワイヤガイド２に巻回された樹脂被覆ワイヤ３の上方に配置されている。この、ノズル１１はスラリタンク１０に接続されており、加工液はスラリタンク１０で攪拌されスラリチラー９により温度調節された後、ノズル１１から樹脂被覆ワイヤ３に供給できるようになっている。このとき、加工液は、ワイヤ列４の各ワイヤに均一に供給される。そして、加工液はワイヤ列４に乗りワークＷとワイヤ列４との接触部に送られる。また、供給された加工液はスラリタンク１０に戻り循環利用される。 The machining fluid supply mechanism 5 includes a slurry chiller 9, a slurry tank 10, a nozzle 11, and the like. The nozzle 11 is disposed above the resin-coated wire 3 wound around the wire guide 2. The nozzle 11 is connected to a slurry tank 10, and the processing liquid is stirred in the slurry tank 10 and the temperature is adjusted by the slurry chiller 9, and then can be supplied from the nozzle 11 to the resin-coated wire 3. At this time, the processing liquid is uniformly supplied to each wire of the wire row 4. Then, the machining fluid rides on the wire row 4 and is sent to the contact portion between the workpiece W and the wire row 4. Further, the supplied machining fluid is returned to the slurry tank 10 for circulation.

加工液は、砥粒とクーラントから構成されているが、砥粒として、例えば、炭化珪素砥粒やダイヤモンド砥粒を用いることができる。特に、ワークＷの切断面を平滑にするには、ダイヤモンド砥粒を用いることが望ましい。また、平均粒径が２〜１５μｍの砥粒を用いることができる。クーラントとして、水溶性または油性のクーラントを用いることができ、特に水溶性のクーラントで代表的なグリコール系クーラントを用いることが好ましい。そして、砥粒濃度が０．５〜３０質量％、温度が５〜３０℃の加工液を用いることができる。 The working fluid is composed of abrasive grains and coolant, and for example, silicon carbide abrasive grains or diamond abrasive grains can be used as the abrasive grains. In particular, in order to smooth the cut surface of the workpiece W, it is desirable to use diamond abrasive grains. In addition, abrasive grains having an average particle diameter of 2 to 15 μm can be used. As the coolant, a water-soluble or oil-based coolant can be used, and it is particularly preferable to use a glycol-based coolant, which is a typical water-soluble coolant. And the processing liquid whose abrasive grain concentration is 0.5-30 mass% and whose temperature is 5-30 degreeC can be used.

ここで、本発明のワイヤソーの加工液供給機構５は、加工液を、ワイヤ列４のワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給するものである。 Here, the wire saw machining fluid supply mechanism 5 of the present invention supplies the machining fluid at a flow rate in the range of 1 to 20 mL / min per wire in the wire row 4.

このようなワイヤソーであれば、ワークＷと樹脂被覆ワイヤ３の接触部に供給される加工液の流量が多くなり過ぎないので、樹脂被覆ワイヤ３の樹脂層１４に固定化しきれない砥粒の量を大幅に減らすことができる。従って、樹脂層１４に固定化しきれない砥粒による樹脂層１４の摩耗を抑制することができる。その結果、砥粒を樹脂層１４に固定した樹脂被覆ワイヤ３を長時間使用でき、ワークＷの切断中に起こる樹脂被覆ワイヤ３の断線を防止することができるので、安定したワークＷの切断ができるものとなる。また、樹脂被覆ワイヤ３の寿命が延びた結果、コストを削減できるものとなる。 With such a wire saw, since the flow rate of the processing liquid supplied to the contact portion between the workpiece W and the resin-coated wire 3 does not increase excessively, the amount of abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer 14 of the resin-coated wire 3 Can be greatly reduced. Therefore, wear of the resin layer 14 due to abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer 14 can be suppressed. As a result, the resin-coated wire 3 in which the abrasive grains are fixed to the resin layer 14 can be used for a long time, and the disconnection of the resin-coated wire 3 that occurs during the cutting of the workpiece W can be prevented. It will be possible. Moreover, as a result of extending the life of the resin-coated wire 3, the cost can be reduced.

次に本発明のワークの切断方法について説明する。ここでは、図１に示すような本発明のワイヤソー１を用いた場合について述べる。
まず、ワーク送り手段６によりワークＷを保持する。そして、樹脂被覆ワイヤ３を張力付与機構７、７’によって張力を付与しながら軸方向へ往復走行させる。このとき、樹脂被覆ワイヤ３の走行速度は３００ｍ／ｍｉｎ以上とすることができる。次に、本発明の切断方法では、加工液をワイヤ列４のワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給する。次に、ワーク送り手段６によりワークＷを、相対的に押し下げて、ワークＷをワイヤ列４に対して切り込み送りさせてワークＷをウェーハ状に切断していく。このとき、ワーク切断速度を０．１〜０．３５ｍｍ／ｍｉｎとすることができる。 Next, the workpiece cutting method of the present invention will be described. Here, the case where the wire saw 1 of the present invention as shown in FIG. 1 is used will be described.
First, the workpiece W is held by the workpiece feeding means 6. The resin-coated wire 3 is reciprocated in the axial direction while applying tension by the tension applying mechanisms 7 and 7 '. At this time, the traveling speed of the resin-coated wire 3 can be set to 300 m / min or more. Next, in the cutting method of the present invention, the machining fluid is supplied at a flow rate in the range of 1 to 20 mL / min per wire in the wire row 4. Next, the workpiece W is relatively pushed down by the workpiece feeding means 6, and the workpiece W is cut and fed into the wire row 4 to cut the workpiece W into a wafer shape. At this time, the workpiece cutting speed can be 0.1 to 0.35 mm / min.

このような切断方法であれば、ワークＷと樹脂被覆ワイヤ３の接触部に供給する加工液の流量が多くなり過ぎないので、樹脂被覆ワイヤ３の樹脂層１４に固定化しきれない砥粒の量を大幅に減らすことができる。従って、樹脂層１４に固定化しきれない砥粒による樹脂層１４の摩耗を抑制することができる。その結果、砥粒を樹脂層１４に固定した樹脂被覆ワイヤ３を長時間使用でき、ワークＷの切断中に起こる樹脂被覆ワイヤ３の断線を防止することができるので、安定したワークＷの切断ができる。また、樹脂被覆ワイヤ３の寿命が延びた結果、コストを削減することができる。 With such a cutting method, since the flow rate of the processing liquid supplied to the contact portion between the workpiece W and the resin-coated wire 3 does not increase excessively, the amount of abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer 14 of the resin-coated wire 3 Can be greatly reduced. Therefore, wear of the resin layer 14 due to abrasive grains that cannot be fixed to the resin layer 14 can be suppressed. As a result, the resin-coated wire 3 in which the abrasive grains are fixed to the resin layer 14 can be used for a long time, and the disconnection of the resin-coated wire 3 that occurs during the cutting of the workpiece W can be prevented. it can. Further, as a result of extending the life of the resin-coated wire 3, the cost can be reduced.

本実施形態では、加工液供給機構５から加工液をワークＷと樹脂被覆ワイヤ３の接触部に供給するが、加工液を接触部の樹脂被覆ワイヤ３寄りに吹き付けても良いし、接触部ワークＷ寄りに吹き付けても良い。使用する加工液総量を、加工液が吹き付けられる範囲にある樹脂被覆ワイヤ３の本数で割ればワイヤ１本あたりに供給する加工液の流量が算出できる。 In this embodiment, the machining fluid is supplied from the machining fluid supply mechanism 5 to the contact portion between the workpiece W and the resin-coated wire 3, but the machining fluid may be sprayed toward the contact portion of the resin-coated wire 3 or the contact portion workpiece. It may be sprayed toward the W side. Dividing the total amount of working fluid to be used by the number of resin-coated wires 3 in the range in which the working fluid is sprayed can calculate the flow rate of the working fluid supplied per wire.

以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these.

（実施例）
図１に示すような本発明のワイヤソーを用い、本発明のワークの切断方法に従ってワークの切断を行った。切断対象のワークとして、表１に示すように、ワイヤ走行方向Ｗ：８０ｍｍ、ワイヤ列方向Ｄ：１００ｍｍ、ワーク送り方向Ｈ：２５ｍｍの寸法の棒状の単結晶シリコンを使用した。樹脂被覆ワイヤとして、直径０．１３ｍｍのベースワイヤの外周の全面に樹脂層を６μｍの厚さで被覆して使用した。 (Example)
Using the wire saw of the present invention as shown in FIG. 1, the workpiece was cut according to the workpiece cutting method of the present invention. As a workpiece to be cut, as shown in Table 1, rod-shaped single crystal silicon having dimensions of a wire travel direction W: 80 mm, a wire row direction D: 100 mm, and a workpiece feed direction H: 25 mm was used. As the resin-coated wire, a resin layer was coated with a thickness of 6 μm on the entire outer periphery of a base wire having a diameter of 0.13 mm.

また、ワイヤソーの樹脂被覆ワイヤの張力は３０Ｎ、新線供給量は３ｍ／ｍｉｎ、往復走行における走行方向の正反転サイクルは６０ｓｅｃ、平均線速は７５０ｍ／ｍｉｎとした。そして、ワーク送り速度は、０．１０ｍｍ／ｍｉｎとした。また、加工液を、ジエチレングリコール系水溶性クーラントに、砥粒径５．５μｍのダイヤモンド砥粒を砥粒濃度５質量％となるように作製して使用した。 The tension of the resin-coated wire of the wire saw was 30 N, the new wire supply amount was 3 m / min, the forward reversal cycle in the traveling direction in the reciprocating traveling was 60 sec, and the average linear velocity was 750 m / min. The workpiece feed speed was 0.10 mm / min. In addition, the processing liquid was prepared by using a diethylene glycol-based water-soluble coolant with diamond abrasive grains having an abrasive grain size of 5.5 μm so as to have an abrasive grain concentration of 5 mass%.

本実施例では、単結晶シリコンの切断速度を測定するとともに、樹脂層摩耗速度という指標を用いて樹脂被覆ワイヤ表面の摩耗を評価した。樹脂層摩耗速度は、以下のような１〜５の流れで算出する。 In this example, the cutting speed of single crystal silicon was measured, and the wear of the resin-coated wire surface was evaluated using an index called the resin layer wear speed. The resin layer wear rate is calculated by the flow of 1 to 5 as follows.

１．加工液をワイヤ列のワイヤ１本あたり１ｍＬ／ｍｉｎとなる流量で供給し、表１に示した切断条件にて単結晶シリコンの切断を開始した。単結晶シリコンを押し下げる際に、樹脂被覆ワイヤが２ｍｍたわむまでは高速で単結晶シリコンを送った。その後は、ワーク送り速度は、０．１０ｍｍ／ｍｉｎとしてワークの切断を行った。以下に述べる切断開始とは樹脂被覆ワイヤを２ｍｍたわませた時が基点となる。
２．切断開始から６０分後に切断を止め、切断に使用した樹脂被覆ワイヤの直径を、マイクロメータを用いて測定する。
例えば、切断開始から６０分後に樹脂被覆ワイヤの直径が４μｍ減少していれば、樹脂層は半分の２μｍの摩耗が生じたことになる。その結果、樹脂層摩耗速度は２μｍ／ｈｒと算出される。
３．切断開始から６０分以内に樹脂層がほぼ全て無くなった場合は、実際に樹脂層が無くなった時間（分）から樹脂層摩耗速度を算出する。
例えば、切断開始から１５分後に樹脂層がほぼ全て無くなった場合は、樹脂層の厚さが表１に示す通り６μｍであるため、樹脂層の摩耗量は１５分で６μｍとなる。よって、樹脂層摩耗速度は２４μｍ／ｈｒとなる。
４．切断開始から６０分後の樹脂被覆ワイヤの直径に変化が見られない（樹脂層に摩耗がない）場合は、さらに６０分切断を行った後に、樹脂被覆ワイヤの直径を測定した。
５．切断開始から１２０分後においても樹脂被覆ワイヤの直径が変化していない場合は、樹脂層摩耗速度０μｍ／ｈｒとした。 1. The machining liquid was supplied at a flow rate of 1 mL / min per wire in the wire row, and cutting of single crystal silicon was started under the cutting conditions shown in Table 1. When the single crystal silicon was pushed down, the single crystal silicon was sent at a high speed until the resin-coated wire was bent by 2 mm. Thereafter, the workpiece was cut at a workpiece feed rate of 0.10 mm / min. The start of cutting described below is the base point when the resin-coated wire is bent 2 mm.
2. The cutting is stopped 60 minutes after the start of cutting, and the diameter of the resin-coated wire used for cutting is measured using a micrometer.
For example, if the diameter of the resin-coated wire is reduced by 4 μm after 60 minutes from the start of cutting, the resin layer is half worn by 2 μm. As a result, the resin layer wear rate is calculated to be 2 μm / hr.
3. When almost all of the resin layer is lost within 60 minutes from the start of cutting, the resin layer wear rate is calculated from the time (minutes) when the resin layer is actually lost.
For example, when almost all of the resin layer disappears 15 minutes after the start of cutting, the thickness of the resin layer is 6 μm as shown in Table 1, so the wear amount of the resin layer is 6 μm in 15 minutes. Therefore, the resin layer wear rate is 24 μm / hr.
4). When no change was observed in the diameter of the resin-coated wire 60 minutes after the start of cutting (there was no wear on the resin layer), the diameter of the resin-coated wire was measured after further cutting for 60 minutes.
5). When the diameter of the resin-coated wire did not change even 120 minutes after the start of cutting, the resin layer wear rate was set to 0 μm / hr.

その結果、表２に示すように、樹脂層摩耗速度は０μｍ／ｈｒとなり樹脂層の摩耗が見られなかった。
また、ワイヤに供給する加工液の流量をワイヤ列のワイヤ１本あたり３ｍＬ／ｍｉｎ、１６ｍＬ／ｍｉｎ、２０ｍＬ／ｍｉｎに変えて同様の手順で単結晶シリコンの切断を繰り返した。そして、単結晶シリコンの切断速度を測定するとともに、樹脂層摩耗速度を算出した。 As a result, as shown in Table 2, the resin layer wear rate was 0 μm / hr, and no wear of the resin layer was observed.
Further, the single crystal silicon was repeatedly cut in the same procedure by changing the flow rate of the processing liquid supplied to the wires to 3 mL / min, 16 mL / min, and 20 mL / min per wire in the wire row. Then, the cutting speed of the single crystal silicon was measured, and the resin layer wear speed was calculated.

その結果、表２に示すように、樹脂層摩耗速度は全ての場合で０μｍ／ｈｒとなり樹脂層の摩耗が見られなかった。また、単結晶シリコンの切断速度を測定したところ、単結晶シリコンの切断も正常に進行していることが確認された。 As a result, as shown in Table 2, the resin layer wear rate was 0 μm / hr in all cases, and no wear of the resin layer was observed. Moreover, when the cutting speed of the single crystal silicon was measured, it was confirmed that the cutting of the single crystal silicon was proceeding normally.

（比較例）
加工液をワイヤ列のワイヤ１本あたり２５ｍＬ／ｍｉｎとなる流量で供給したこと以外、実施例と同様な条件で単結晶シリコンの切断を行った。
その結果、表１に示すように樹脂層摩耗速度は４μｍ／ｈｒとなり樹脂層の摩耗が見られた。 (Comparative example)
The single crystal silicon was cut under the same conditions as in the example except that the working fluid was supplied at a flow rate of 25 mL / min per wire in the wire row.
As a result, as shown in Table 1, the resin layer wear rate was 4 μm / hr, and wear of the resin layer was observed.

また、ワイヤに供給する加工液の流量をワイヤ列のワイヤ１本あたり３０ｍＬ／ｍｉｎ、４０ｍＬ／ｍｉｎ、５０ｍＬ／ｍｉｎに変えて同様の手順で単結晶シリコンの切断を繰り返した。そして、単結晶シリコンの切断速度を測定するとともに、樹脂層摩耗速度を算出した。 Further, the single-crystal silicon was repeatedly cut in the same procedure by changing the flow rate of the processing liquid supplied to the wires to 30 mL / min, 40 mL / min, and 50 mL / min per wire in the wire row. Then, the cutting speed of the single crystal silicon was measured, and the resin layer wear speed was calculated.

その結果、表２に示すように、樹脂層摩耗速度は、それぞれ１２μｍ／ｈｒ、１８μｍ／ｈｒ、２４μｍ／ｈｒとなった。また、単結晶シリコンの切断速度を測定したところ、比較例の全ての場合で、実施例よりも切断速度が遅いことが確認された。 As a result, as shown in Table 2, the resin layer wear rates were 12 μm / hr, 18 μm / hr, and 24 μm / hr, respectively. Moreover, when the cutting speed of the single crystal silicon was measured, it was confirmed that the cutting speed was slower than that of the examples in all the comparative examples.

また、加工液を、ワイヤ列のワイヤ１本あたり０ｍＬ／ｍｉｎとなる流量で供給する場合、すなわち加工液を供給しない場合ワーク切断は、切断が進行せずワイヤ断線トラブルにつながることが容易に推測できるため、表２に示すように実験は実施していない。 In addition, when the machining fluid is supplied at a flow rate of 0 mL / min per wire in the wire row, that is, when the machining fluid is not supplied, it is easily estimated that the workpiece cutting will not proceed and lead to a wire disconnection trouble. Therefore, the experiment was not performed as shown in Table 2.

表２に、実施例、比較例における実施結果をまとめたもの示す。 Table 2 summarizes the results of the examples and comparative examples.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

１…ワイヤソー、２…ワイヤガイド、３…樹脂被覆ワイヤ、
４…ワイヤ列、５…加工液供給機構、６…ワーク送り手段、
７、７’…張力付与機構、８、８’…ワイヤリールボビン、
９…スラリチラー、１０…スラリタンク、１１…ノズル、
１２…駆動モータ、１３…ベースワイヤ、１４…樹脂層、
Ｗ…ワーク。 1 ... Wire saw, 2 ... Wire guide, 3 ... Resin-coated wire,
4 ... wire row, 5 ... working fluid supply mechanism, 6 ... work feeding means,
7, 7 '... tension applying mechanism, 8, 8' ... wire reel bobbin,
9 ... Slurry chiller, 10 ... Slurry tank, 11 ... Nozzle,
12 ... Drive motor, 13 ... Base wire, 14 ... Resin layer,
W ... Work.

Claims

複数のワイヤガイド間に螺旋状に巻回された軸方向に走行するワイヤでワイヤ列を形成し、前記ワイヤはベースワイヤの表面に樹脂を被覆した樹脂被覆ワイヤを用い、円柱状ワークと前記ワイヤとの接触部に遊離砥粒を含む加工液を供給しながら、前記ワイヤ列に前記ワークを押し当てて切込み送りすることで、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、
前記遊離砥粒の濃度が０．５〜３０質量％の前記加工液を、前記ワイヤ列の前記ワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給しながらワークを切断することを特徴としたワークの切断方法。 A wire row is formed of wires that run in the axial direction wound spirally between a plurality of wire guides, and the wire uses a resin-coated wire in which the surface of a base wire is coated with a resin, and a cylindrical workpiece and the wire A workpiece cutting method for cutting the workpiece into a wafer by pressing and feeding the workpiece to the wire row while supplying a machining fluid containing free abrasive grains to the contact portion with
The workpiece is cut while supplying the machining fluid having a concentration of the loose abrasive of 0.5 to 30% by mass at a flow rate in a range of 1 to 20 mL / min per wire in the wire row. How to cut the workpiece.

前記樹脂被覆ワイヤに被覆した前記樹脂に前記遊離砥粒を食い込ませて、前記遊離砥粒を前記ワークと前記樹脂被覆ワイヤとの間に引き込むことで前記ワークを切断することを特徴とした請求項１に記載のワークの切断方法。The free abrasive grains are bitten into the resin coated on the resin-coated wire, and the workpiece is cut by drawing the free abrasive grains between the workpiece and the resin-coated wire. The work cutting method according to 1.

複数のワイヤガイド間に螺旋状に巻回された軸方向に走行するワイヤによって形成されるワイヤ列と、円柱状ワークと前記ワイヤとの接触部に遊離砥粒を含む加工液を供給する加工液供給機構と、前記ワークを保持しつつ押圧することで前記ワークを前記ワイヤ列に押し当てるワーク送り手段を具備し、前記ワイヤはベースワイヤの表面に樹脂を被覆した樹脂被覆ワイヤであり、前記加工液供給機構から前記ワークと前記ワイヤとの接触部に前記加工液を供給しつつ、前記ワーク送り手段により保持された前記ワークを、前記ワイヤ列に押し当てて切込み送りすることで、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、
前記加工液供給機構は、前記遊離砥粒の濃度が０．５〜３０質量％の前記加工液を、前記ワイヤ列の前記ワイヤ１本あたり１〜２０ｍＬ／ｍｉｎの範囲となる流量で供給するものであることを特徴とするワイヤソー。 A machining fluid for supplying a machining fluid containing free abrasive grains to a contact portion between a wire row formed by a spirally wound wire between a plurality of wire guides and traveling in an axial direction, and a cylindrical workpiece and the wire A workpiece feeding means for pressing the workpiece against the wire row by pressing the workpiece while holding the workpiece; and the wire is a resin-coated wire in which a surface of a base wire is coated with a resin; While supplying the machining fluid from the liquid supply mechanism to the contact portion between the workpiece and the wire, the workpiece held by the workpiece feeding means is pressed against the wire row and cut and fed, thereby feeding the workpiece. A wire saw that cuts into a wafer,
The machining fluid supply mechanism supplies the machining fluid having a concentration of the loose abrasive grains of 0.5 to 30% by mass at a flow rate in the range of 1 to 20 mL / min per wire in the wire row. The wire saw characterized by being.

前記ワイヤソーは、前記樹脂被覆ワイヤに被覆された前記樹脂に前記遊離砥粒を食い込ませて、前記遊離砥粒を前記ワークと前記樹脂被覆ワイヤとの間に引き込むことで前記ワークを切断するものであることを特徴とする請求項３に記載のワイヤソー。The wire saw cuts the workpiece by causing the loose abrasive grains to bite into the resin coated on the resin-coated wire and drawing the loose abrasive grains between the workpiece and the resin-coated wire. The wire saw according to claim 3, wherein the wire saw is provided.