CN104786376B - 高硬度材料的利用多线锯的切断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其能够以更高的加工精度制造高硬度材料晶片。该高硬度材料的利用多线锯的切断方法利用多线锯在多处同时切断高硬度材料的锭，切出多个晶片，从上述锭的切断前进方向将上述锭投影于切割线时，如果将在被切断的多处所投影的锭长度之和作为最大接触总长度a，将切割线连续行进距离作为b，并设为c1＝b/a，则以c1≥20反复进行使切割线往复运动的单位行程，如果将单位行程中的上述切割线的新线放出量作为d，并设为c2＝d/a，则为0.35≤c2≤1.55。

Description

高硬度材料的利用多线锯的切断方法

技术领域

本发明涉及高硬度材料的利用多线锯的切断方法。

背景技术

近年来，作为新的半导体材料，碳化硅半导体受到关注。碳化硅半导体比硅半导体的绝缘击穿电场、电子饱和漂移速率和热导率更大。因此，使用碳化硅半导体，实现比现有硅器件能够以更高温度、更高速度进行大电流工作的功率器件的研究、开发在活跃的进行中。其中，在电动双轮车、电动汽车和混合动力汽车中所使用的电动机因为被交流驱动或变换器(inverter)控制，所以，在这样的用途中所使用的高效率的开关元件的开发受到关注。为了实现这样的功率器件，必须有用于使高品质的碳化硅半导体层进行外延生长的单晶碳化硅晶片。

另外，氮化镓也作为用于实现功率器件、高亮度发光元件的半导体材料而被积极地研究。因此，也要求有用于形成氮化镓等硬度高的半导体材料的晶片、氮化镓半导体层的由高硬度的蓝宝石构成的晶片。

一般而言，对于半导体材料用晶片要求有高的加工精度。但是，相比于现在大量生产、广泛普及的硅晶片，以高的加工精度切断高硬度材料、精加工为平坦性高的晶片并不容易。因此，也研究着利用多线锯以高的精度加工高硬度材料的技术。

例如，专利文献1、2公开了使用多线锯，抑制晶片的弯曲和翘曲，切断蓝宝石的单晶锭的技术。具体而言，专利文献1公开了通过使切割线(wire)以短的循环往复将锭切断从而减小晶片的弯曲且提高对称性的技术。专利文献2公开了在切出以r面为主面的单晶蓝宝石晶片时通过使切割线在与a面平行的方向上行进从而抑制切断面弯曲的技术。现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－184023号公报

专利文献2：日本特开2009－262305号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，本申请发明人详细研究了在专利文献1、2等中所公开的技术，得知存在晶片的翘曲不能充分地减小的情况。本发明鉴于这样的课题，目的在于提供能够以更高的加工精度制造高硬度材料的晶片的高硬度材料的利用多线锯的切断方法。

用于解决课题的方法

本发明的高硬度材料的利用多线锯的切断方法是利用多线锯同时在多处切断高硬度材料的锭、切出多个晶片的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，从上述锭的切断前进方向将上述锭投影于切割线时，如果将在上述被切断的多处所投影的锭的长度之和作为最大接触总长度a，将切割线连续行进距离作为b，并设为c1＝b/a，则以c1≥20反复进行使上述切割线往复运动的单位行程，如果将上述单位行程中的上述切割线的新线放出量作为d，并设为c2＝d/a，则为0.35≤c2≤1.55。

可以以20≤c1≤80反复进行使上述切割线往复运动的单位行程。

可以以65≤c1≤115和0.6≤c2≤1，反复进行使上述切割线往复运动的单位行程。

上述c1和上述c2可以满足以下的关系：

30≤c1×c2≤115。

上述c1和上述c2可以满足以下的关系：

50≤c1×c2≤90。

上述切割线可以通过电沉积而被固定有超磨粒。

上述高硬度材料可以具有1500以上的维氏硬度。

上述高硬度材料可以是选自碳化硅、蓝宝石、氮化镓、氮化铝、金刚石、氮化硼、氧化锌、氧化镓和二氧化钛中的1种。

上述锭的晶格具有至少1个劈开面，从上述锭切断得到的晶片具有主面，可以使上述切割线在相对于上述主面和上述劈开面的交线的非平行方向上行进。

上述高硬度材料可以具有六方晶系的晶体结构，上述锭的主面为r面，上述1个劈开面为c面。

上述高硬度材料可以为蓝宝石，上述主面为c面，上述至少1个劈开面为m面。

发明的效果

根据本发明，通过以锭和切割线的最大接触总长度的20倍以上的切割线连续行进距离，反复进行使切割线往复运动的单位行程，能够比以往减小与锭接触的切割线的工作量且使其平均化，能够减小从锭切出的多片晶片的弯曲和翘曲。另外，通过将单位行程中的切割线的新线放出量设为最大接触总长度的0.35倍以上、1.55倍以下，能够长时间维持切割线的良好的锋利度。另外，在锭切断中，能够抑制切割线断线的发生。

附图说明

图1(a)是表示本实施方式中使用的多线锯的一个例子的示意性立体图，(b)是表示架在(a)中所示的多线锯的2个辊上的切割线的图，(c)是表示切割线的截面的图。

图2是表示能够在本实施方式中使用的多线锯的其它例子的示意性立体图。

图3是表示锭的截面的示意图。

图4(a)是表示本实施方式的方法中的切割线行进速度的时间变化的图，(b)是表示现有的切割线行进速度的时间变化的图。

图5(a)是表示六方晶系中的c面、m面和r面的配置关系的图，(b)表示从垂直于r面的方向观看的c面和m面的配置关系，(c)表示从垂直于c面的方向观看的r面和m面的配置关系，(d)表示从平行于r面和c面的交线的方向观看的c面、m面和r面的配置关系。

图6表示从以r面为主面的锭中切出以r面为主面的晶片时、优选的切割线行进方向和锭的晶面的关系，(a)表示从r面观看的关系，(b)表示从相对于r面的垂直方向观看的关系。

图7是以实施例和比较例的c1×c2值为横轴、以晶片的翘曲为纵轴的曲线图。

具体实施方式

使用碳化硅、碳化镓等半导体材料的半导体器件，处于商业实用化阶段，要求以尽可能低的成本制造用于制造这些半导体器件的晶片。因此，优选从高硬度材料的锭中尽可能薄地切出晶片，降低每片晶片的原材料费用，或以尽可能高的加工精度切出晶片，缩短晶片精加工所需要的时间并降低整体的制造成本。

因此，本申请发明人想到了新型的高硬度材料的利用多线锯的切断方法。以下，详细说明本发明的高硬度材料的利用多线锯的切断方法的实施方式。

本实施方式的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，通过使用切割线的多线锯，同时在多处切断高硬度材料的锭，切出多个晶片。在本申请说明书中，“多线锯”是指切断锭的装置，所谓“切割线”是指锯线。

能够在本实施方式的切断方法中使用的高硬度材料，例如可以是具有1500以上维氏硬度的碳化硅、蓝宝石、氮化镓、氮化铝、金刚石、氮化硼、氧化锌、氧化镓和二氧化钛等。高硬度材料既可以是单晶，也可以是多晶。另外，本实施方式的切断方法能够合适地用于除了成为晶片主面的晶体取向的面以外具有至少1个劈开面的高硬度材料的锭。

高硬度材料的锭的直径和长度没有特别限制，根据本实施方式的切断方法，能够制造大直径、翘曲小的晶片。例如，在制造4英寸以上大小的晶片中能够良好地使用本实施方式的切断方法。另外，切出的晶片厚度也没有特别限制，根据本实施方式的切断方法，能够制造厚度小、翘曲被抑制的晶片。特别是本实施方式的方法，能够合适地用于制造300μm以上、1000μm以下厚度的晶片。

首先，说明本实施方式的方法中使用的多线锯。在本实施方式中，可以使用各种结构的多线锯。图1(a)示意性地表示具有3个辊的多线锯56。多线锯56具有辊51a、51b、51c和一根连续的切割线50。高硬度材料的锭10被固定用基座14支撑。

辊51a、51b、51c，各自的旋转轴相互平行，且以3个旋转轴在垂直于旋转轴的面位于三角形的顶点的方式隔开规定的间隔配置。在辊51a、51b、51c各自的侧面设置有多条槽。

切割线50被顺次卷取架设于辊51a、51b、51c的多个槽。图1(b)示意性地表示在辊51b和51c之间被多次架设的切割线50。通过在辊51b和51c之间架设1次，形成1个切削部分50p，以与多个槽的间隔一致的一定间隔p配置多个切削部分50p。多个切削部分50p作为整体形成切削网51n(cutting web)。

切割线50的两端，例如被卷绕于回收绕线管54a、54b。为了容易理解，在图1(a)中，在辊51a的附近配置着回收绕线管54a、54b，但回收绕线管54a、54b也可以远离辊51a、51b、51c而配置。另外，为了使切割线50的行进稳定或者使切割线50配置在所希望的位置，多线锯56还可以还具备其它导辊、滑轮。

在切削时，回收绕线管54a、54b和辊51a、51b、51c旋转，将切割线50卷取在回收绕线管54a或回收绕线管54b中的一个上。回收绕线管54a、54b和辊51a、51b、51c的旋转方向依赖于它们的配置和切割线50的架设方式。在图1(a)所示的多线锯56中，辊51a、51b、51c在同一方向旋转，回收绕线管54a和回收绕线管54b相互在相反方向旋转。

规定长度的部分的切割线50被卷取到一个回收绕线管后，使回收绕线管54a、54b以及辊51a、51b、51c在相反方向旋转。由此，切割线50在相反方向移动，被卷取到回收绕线管54a或回收绕线管54b的另一个上。通过反复该操作，切割线50往复运动(移动)。

通过一边向由辊51b和辊51c之间的切割线50形成的切削网51n排出切削液，一边使锭10和切削网51n的至少一个移动，使切削网51n与锭10接触，从而切削网51n的各切削部分50p将锭10切断。由此，锭10同时在多处被切断，得到多个晶片。如图1(a)所示，在该类型的多线锯56中，一般用载台53将被固定用基座14支撑的锭10如黑色箭头所示地推上去，将锭10切断。

图2示意性地表示具有2个辊的多线锯57。多线锯57具有辊51a、51b和在51a、51b之间被多次卷绕的切割线50。切割线50在辊51a和51b之间，具有以相等间隔配置切削部分50p的切削网51n。在辊51a和辊51b之间，通过由切割线50形成的切削网51n，锭10被同时切片，得到多个晶片。如图2所示，在该类型的多线锯57中，例如，如黑色箭头所示地压下被固定用基座14支撑的锭10，使切削网51n和锭10接触，由此，将锭10切断。

在切割线50中，例如，使用固定磨粒切割线。具体而言，使用适用于切断高硬度材料的、高硬度的磨粒由电沉积被固定于芯线的切割线。高硬度的磨粒也被称为超磨粒。图1(c)示意性地表示切割线50的截面。切割线50包含芯线60、位于芯线60侧面的磨粒61、和镀层62。镀层62，例如由Ni等构成。磨粒61位于芯线60的表面，由镀层62包覆磨粒61周围的芯线60的表面和磨粒61，由此，磨粒61固定于芯线60。

接着，说明高硬度材料的利用多线锯的切断方法的具体条件。在切割线50的往复运动的1单位行程(循环)中，以去路的行进距离为b_f，以回路的行进距离为b_b。在去路的行进距离b_f和回路的行进距离b_b相等(b_f＝b_b)时，经常以切割线50的相同部分进行锭10的切断，即使往复运动反复地进行，切割线50的新(virgin)部分也不被用于切断。其结果，随着切断进行，切割线50的锋利度变差。

为了抑制这样的切割线50的锋利度下降，即使反复进行往复运动也使加工精度保持为一定，使b_f和b_b不同，使得在每1单位行程或每规定数量的单位行程中，切割线50的新的部分被用于切削。具体而言，以b_f＞b_b或b_f＜b_b的方式设定切割线50的往复运动。由此，因为在每1单位行程中，作为仅为b_f-b_b(或b_b-b_f)部分的切割线50的新(virgin)部分被用于切断，所以，即使反复进行往复运动，也能够保持一定的加工精度。

在本申请说明书中，在切割线50的往复运动的1单位行程中，将行进距离长的一方决定为去路(即b_f＞b_b)，将(b_f+b_b)/2定义为切割线连续行进距离b。另外，此时将在1单位行程中切割线50的新放出的长度称为新线放出量。如果将新线放出量定义为d，则为d＝b_f-b_b。

在这里，从锭10的切断前进方向将锭10投影于切割线50时，将在被切断的多处所投影的锭10长度之和定义为最大接触总长度a。例如，如图3所示，从锭10的切断前进方向(白色箭头)，将锭10在切割线上投影锭时的1个切断处的长度设为D’。当利用切割线50的切削网51n在n处(n为1以上的整数)切断锭10时，锭10和切割线50的最大接触总长度a以n×D’表示。锭10具有圆柱形状时，D’为作为锭的截面的圆的直径D。锭10的截面形状不限定于为圆，也可以是椭圆形或多边形。

如上所述，专利文献1教导了为了减小晶片的弯曲，使切割线以短的循环往复，即缩短单位行程的时间。所谓往复的单位行程的时间短，是指相比于锭10和切割线50的最大接触总长度a，切割线连续行进距离b不太长。通常，切割线连续行进距离b是最大接触总长度a的数倍到10倍以下。

但是，根据本申请发明人的研究，可知单位行程的时间长可以提高加工精度。具体而言，当设c1＝b/a时，设定为c1≥20。另外，当设c2＝d/a时，设定为0.35≤c2≤1.55。

关于其理由，在以下说明。首先，以锭和切割线的最大接触总长度的20倍以上的切割线连续行进距离(c1≥20)，反复进行使切割线往复运动的单位行程，由此，能够比以往减小与锭接触的切削网整体中的切割线的工作量，且将其平均化，能够减小从锭中切出的多片晶片的弯曲和翘曲。另外，通过将单位行程中的切割线的新线放出量设为最大接触总长度的0.35倍以上、1.55倍以下(0.35≤c2≤1.55)，能够长时间维持切割线良好的锋利度。由此，切割线在锭切断中受到的应力也变小，在锭切断中，能够抑制切割线发生断线。另外，因为能够抑制晶片的弯曲和翘曲，所以就能够切出薄的晶片，能够增多从锭中切出的晶片数。另外，因为切出的晶片的翘曲小，所以在精加工到制品之前所需要的晶片研磨和镜面精加工需要的时间也变短。因此，根据本实施方式，就能够比以往以更低的成本制造由高硬度材料构成的晶片，另外，结果也能够缩短制造所需要的时间。另外，通过将新线放出量设定在上述范围，因为能够既维持高的加工精度，又比以往减少新线放出量，所以就能够减少每个晶片的切割线的消耗量，还能够减少切割线的使用成本。

图4(a)示意性地表示本实施方式的方法中的切割线50的行进速度的时间变化。在图4(a)中，横轴表示从切割线50开始行进的时刻起的时间，纵轴表示行进速度V。纵轴为正的区域中，切割线50在去的方向行进，在负的区域中，在回的方向行进。在切割线50的去的方向和回的方向的行进中，切割线50分别以相同的绝对值加速，达到一定速度后，以相同的绝对值减速。在图4(a)中，区域A_F的面积表示在去的方向中切割线50的行进距离b_f，区域A_B的面积表示在回的方向中切割线50的行进距离b_b。通过使在回的方向行进中维持一定速度的时间t_B比在去的方向行进中维持一定速度的时间t_B短，区域A_B变得比区域A_F更小，回的方向的行进距离变短。在图4(a)中，包含去的方向行进和回的方向行进的单位行程的期间以Sa表示。另外，区域A_B和区域A_F之差(A_F-A_B)为新线放出量d。

图4(b)表示在利用现有的多线锯进行的锭的切断方法中所使用的切割线50的行进速度的时间变化。因为在去的方向中和回的方向中维持一定速度的时间t_F’和t_B’分别比本实施方式短，所以区域A_F’的面积和区域A_B’的面积分别比本实施方式小。因此，去路的行进距离b_f’和回路的行进距离b_b’分别比本实施方式短，包含去的方向行进和回的方向行进的单位行程的期间也比本实施方式短。

c1表示锭和切割线的最大接触总长度的每单位长度的切割线50的长度。c1越大，切割线50的1次单位行程中使用的切割线越长，切割线50的每单位长度的负荷(工作量)越低。

另外，c2表示锭和切割线的最大接触总长度的每单位长度的新线放出量。例如，如图1(c)所示，在新的切割线50中，磨粒61的表面被镀层62包覆。因此，固定磨粒切割线的锋利度，一般在(1)因磨粒61的表面被镀层62包覆而锋利度差的初期状态，(2)磨粒61露出而维持良好锋利度的中期状态，(3)因磨粒的磨粒钝化(目つぶれ)、磨粒脱落(目こぼれ)而锋利度差的终期状态中变迁。为了以高加工精度切断锭10，重要的是维持在维持良好的锋利度的中期状态。以上情况不受切割线的种类限定，例如，即使在游离磨粒时，切割线自身也消耗、容易断线，因此也优选在上述范围内。根据本申请发明人的详细研究，可知在c2处于上述范围时，能够长时间维持切割线50的良好的锋利度。

优选c1大的情况，但如果c1过大，则切割线50的1次单位行程中所使用的切割线50变得过长，切割线50使用量增大，结果成本增大。另外，在将锭10切断中切割线50断线的情况下，虽然需要重新连结切割线但为了防止锭被结头破坏，必须更换相当于切割线连续行进距离b部分的切割线50，因此在切割线50产生断线时，要废弃的切割线50的部分会增大。因此，从经济观点出发，更优选c1为20≤c1≤80，即，切割线连续行进距离b更优选为最大接触总长度a的20倍以上、80倍以下。

可以认为通过将c1设定为20≤c1≤80，能够比以往减小与锭10接触的切削网51n整体中的切割线的工作量，且将其平均化，能够减小从锭10中切出的多片晶片的弯曲和翘曲。此外，经济性上也理想。

进一步详细研究、研讨的结果可知，可以认为切出的晶片的翘曲大小，与上述系数c1和c1之积成比例。在c1大、切割线50的每单位长度的负荷小的情况下，将c2设定得小，即使新线放出量少，也能够维持高的加工精度。另一方面，在c1小、切割线50的每单位长度的负荷大的情况下，将c2设定得大，增大新线放出量，能够维持高的加工精度。

例如，从锭10中切出直径为6英寸、主面为r面、厚度为0.85μm的晶片时，在希望使晶片的翘曲为60μm以下时，c1和c2优选满足以下的不等式(1)。

30≤c1×c2≤115 (1)

更优选满足以下的不等式(2)。

50≤c1×c2≤90 (2)

其中，c1≥20以及0.35≤c2≤1.55。另外，在这里，晶片的翘曲Warp(μm)由如下的合计值来定义：将在以晶片直径的3％内侧的位置、即晶片半径的97％的半径所规定的圆周上，以120°间隔设定的3点的高度为基准平面时的晶片面内的最低高度绝对值和最高高度绝对值的合计值来定义。

本实施方式的高硬度材料的利用多线锯的切断方法能够适用于从具有各种面取向的高硬度材料的锭中切断出以各种面取向为主面的晶片。在锭具有主面和主面以外的至少1个劈开面时，优选使切割线50在相对于主面和劈开面的交线非平行的方向行进。由此，伴随由切割线进行的切断，劈开的产生被抑制，能够提高切断的加工精度。更优选使切割线50在相对于与主面和劈开面的交线垂直相交的方向±10°以内的方向行进。以下详细叙述高硬度材料具备六方晶系的晶体结构的情况。在这里，所谓“六方晶系的晶体结构”，表示具有相当于c面、m面、r面的晶格的晶体结构，也包含六方晶和可能与其近似的晶体结构。

图5(a)表示在六方晶系中的c面、m面和r面的配置关系。六方晶系的晶体结构的单位晶格具有六棱柱形状，六棱柱的底面和上表面为c面，侧面为m面。另外，r面(以阴影表示)为通过在2个c面之间、位于正六边形相对位置的2个边的平面。

图5(b)表示从垂直于r面的方向观看的c面和m面的配置关系，(c)表示从垂直于c面的方向观看的r面和m面的配置关系，(d)表示从平行于r面和c面的交线的方向观看的c面、m面和r面的配置关系。因为r面与c面和m面不平行，所以，r面和c面的交线存在于r面上(虚线)。交线与＜11-20＞方向平行。如图5(c)所示，在c面中，也存在m面和c面的交线(粗实线)。

图6表示在从以r面为主面的锭中切出以r面为主面的晶片时，优选的切割线50的行进方向和锭的晶面的关系，(a)表示从r面观看的关系，(b)表示从相对于r面垂直的方向观看的关系。

在六方晶系的晶体结构中，c面和m面是容易劈开的面。因此，在从六方晶系的高硬度材料的锭中切出以r面为主面的晶片时，为了抑制劈开的影响，优选使切割线在相对于主面和c面的交线或主面和m面的交线的非平行的方向上行进。此时，锭的切断前进方向相对于主面和c面的交线或主面和m面的交线是非垂直的。更优选使切割线在相对于与r面和c面(或m面)的交线垂直相交的方向±10°以内的方向行进。另外，锭的切断前进方向优选为相对于r面和c面(或m面)的交线±5°以内的方向。通过使切割线50在该方向行进，能够抑制切割线的弯曲行进，能够使切割线的断线发生和切出的晶片的翘曲减少。

由本实施方式的切断方法切出的晶片的主面，也可以是r面以外的面。例如，从以c面为主面的锭中，切出以c面为主面的晶片，或者切出具有以偏离c面的法线±10°以内的角度(也被称为斜角(off-angle))倾斜的主面的晶片时也能够良好地使用本实施方式的切断方法。此时，可以使切割线在相对于与c面或以距离c面的法线±10°以内的角度(也被称为斜角)倾斜的主面和m面的交线垂直相交的方向的±10°以内的方向行进。另外，锭的切断前进方向，也可以设定为相对于c面或以距离c面的法线±10°以内的角度倾斜的主面和m面的交线的±5°以内的方向。

实施例

以下，说明通过本实施方式的切断方法切断高硬度材料的锭、研究晶片的翘曲等的实验例。

作为高硬度材料的锭，以切出以r面作为主面的晶片的方式，准备直径150mm(6英寸)的圆柱状的单晶蓝宝石的锭。使用下述所示的多线锯、固定磨粒切割线和切削液切断锭。

多线锯：Takatori生产的多线锯MWS-34

切割线：Allied-material生产的金刚石电沉积切割线

(切割线的直径：180μm，磨粒的平均直径：35μm)

切削液：Allied-material生产的DKW-2

将切出的晶片的厚度、锭和切割线的最大接触总长度a、连续行进距离b、新线放出量d设定为在以下的表中表示的值，作为实施例1-8和比较例1-6，切断锭。其它条件如下。

切断切入速度：0.06mm/min

切割线行进速度(最大)：400m/min

切割线行进加速度：±3.3m/sec²

切割线行进方向：切断的晶片主面为r面，是与r面和c面的交线非平行的垂直方向(在图6(a)中的白色箭头的方法)

切断的晶片的加工精度由晶片的翘曲Warp(μm)评价。使用Corning Tropel制造的FM200XRA装置，由在以晶片直径的3％内侧的位置、即晶片半径的97％的半径所规定的圆周上，以120°间隔设定的3点的高度作为基准平面时的晶片面内的最低高度绝对值和最高高度绝对值的合计值定义Warp(μm)，求出切断得到的全部晶片的平均值。

在表1中表示结果。另外，在表1中也算出c1(＝b/a)、c2(d/a)和c1×c2的值及每1片晶片的切割线消耗量。

另外，以c1×c2的值为横轴，以晶片的翘曲Warp为纵轴，作成与切出的晶片厚度相关的图表。在图7中表示结果。

[表1]

从表1可知，将c1设定为20以上、将c2设定为0.35以上1.55以下的实施例1～8的晶片的翘曲为60μm以下。这些实施例的c1×c2在不等式(1)的范围内。特别在满足不等式(2)的实施例1、2、4、6、7中，晶片的翘曲Warp为40μm以下。

相对于此，c1小于20、c2小于0.35或大于1.55的比较例1～6的晶片的翘曲变得大于60μm。特别从比较例1～4的结果可知，c1的值小时(以往的切断条件)，晶片的翘曲变大。另外，从比较例6的结果可知，即使c1为20以上，当c2大于1.55时，晶片的翘曲也大于60μm。可以认为这是因为在新线的表面形成有镀层，在初期状态新线的锋利度差，所以新线放出量大时，受到新线初期状态的影响大的缘故。

如图7所示，晶片的翘曲在c1×c2的值为70左右时变得最小，可以认为不论大于70还是小于70，晶片的翘曲都变大。具体而言，c1×c2的值不论小于30还是大于115，晶片的翘曲都变得比60μm大。可以认为这是因为c1×c2的值小于30时，切割线50接触的锭的每单位长度的切割线50的长度短，以切割线50的每单位长度的负荷过大的状态切断锭的缘故，或者新线放出量小，以切割线50的锋利度差的终期状态切断锭的缘故。另外，c1×c2的值大于115时，如上所述，可以认为是由于新线放出量大，以切割线50的锋利度差的初期状态切断锭的缘故。

如表1所示，在实施例1、2、5和比较例1、3、6中的每1片晶片的切割线消耗量都相等为185左右。这表示即使切割线消耗量相同，通过改变切断条件，也能够切出翘曲小的晶片。

另外，在实施例6～8中，切割线消耗量小至90左右。因此，可知在降低使用的切割线成本的观点上，优选c1为65以上、115以下，c2为0.6以上、1以下。

接着，将切出的晶片厚度设定为850μm，对具有六方晶系晶体结构的蓝宝石的锭，使切割线在垂直于r面和c面交线的方向行进，进行将r面作为主面的晶片的切断，评价得到的晶片翘曲Warp。一起表示在切断中发生的切割线的断线次数。未在表2中表示的条件与实施例1～8相同。

[表2]

如表2所示，切出以r面为主面的晶片时，在垂直于r面和c面的交线方向上使切割线行进的实施例21中，通过c1为20以上，c2为0.35以上、1.55以下，晶片的翘曲Warp成为60μm以下。此时，锭的切断前进方向平行于r面和c面的交线。

工业上的可利用性

本申请所公开的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，能够合适地用于切断由各种晶体生长方法所制造的具有各种尺寸的高硬度材料的锭。

符号说明

10…锭

14…固定用基座

50…切割线

51a、51b、51c…辊

53…载台

56、57…多线锯

60…芯线

61…磨粒

62…镀层

Claims (11)

1.一种高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

利用多线锯在多处同时切断高硬度材料的锭，切出多个晶片，

从所述锭的切断前进方向将所述锭投影于切割线时，如果将在所述被切断的多处所投影的锭长度之和作为最大接触总长度a，将切割线连续行进距离作为b，并设为c1＝b/a，则以c1≥20反复进行使所述切割线往复运动的单位行程，

使所述往复运动的去路的行进距离和回路的行进距离不同，使得在每单位行程中，切割线的新的部分被用于切削，

如果将所述单位行程中的所述切割线的新线放出量作为d，并设为c2＝d/a，则为0.35≤c2≤1.55。

2.如权利要求1所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

以20≤c1≤80反复进行使所述切割线往复运动的单位行程。

3.如权利要求1所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

以65≤c1≤115和0.6≤c2≤1反复进行使所述切割线往复运动的单位行程。

4.如权利要求1～3中任一项所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述c1和所述c2满足以下关系：

30≤c1×c2≤115。

5.如权利要求4所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述c1和所述c2满足以下关系：

50≤c1×c2≤90。

6.如权利要求1～3中任一项所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述切割线通过电沉积而被固定有超磨粒。

7.如权利要求1～3中任一项所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述高硬度材料具有1500以上的维氏硬度。

8.如权利要求1～3中任一项所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述高硬度材料为选自碳化硅、蓝宝石、氮化镓、氮化铝、金刚石、氮化硼、氧化锌、氧化镓和二氧化钛中的1种。

9.如权利要求1～3中任一项所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述锭的晶格具有至少1个劈开面，从所述锭切断得到的晶片具有主面，

使所述切割线在相对于所述主面和所述劈开面的交线的非平行方向上行进。

10.如权利要求9所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述高硬度材料具有六方晶系的晶体结构，所述锭的主面为r面，所述1个劈开面为c面。

11.如权利要求9所述的高硬度材料的利用多线锯的切断方法，其特征在于：

所述高硬度材料为蓝宝石，所述主面为c面，所述至少1个劈开面为m面。