JP2000308955A - ワイヤソーを用いたスライシング用スラリー - Google Patents

ワイヤソーを用いたスライシング用スラリー

Info

Publication number
JP2000308955A
JP2000308955A JP11869899A JP11869899A JP2000308955A JP 2000308955 A JP2000308955 A JP 2000308955A JP 11869899 A JP11869899 A JP 11869899A JP 11869899 A JP11869899 A JP 11869899A JP 2000308955 A JP2000308955 A JP 2000308955A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slurry
slicing
pressure
wire
viscosity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11869899A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Oishi
弘 大石
Keiichiro Asakawa
慶一郎 浅川
Junichi Matsuzaki
順一 松崎
Akio Ashida
昭雄 芦田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Ohtomo Chemical Ins Corp
Original Assignee
Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Ohtomo Chemical Ins Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Super Silicon Crystal Research Institute Corp, Ohtomo Chemical Ins Corp filed Critical Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Priority to JP11869899A priority Critical patent/JP2000308955A/ja
Publication of JP2000308955A publication Critical patent/JP2000308955A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/025Use, recovery or regeneration of abrasive mediums

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤソーによるスライシング時にワイヤ溝
の奥部まで送給され、形状精度の良好なウェーハ等の切
出しに好適なスラリーを提供する。 【構成】 このスライシング用スラリーは、シリンダに
充填したスラリー試料を加圧してダイの細管を流れる流
量を測定する細管式レオメータで求められたスラリー粘
度が、圧力5kgf/cm2 で10〜100mPa・
秒、圧力80kgf/cm2 で200〜800mPa・
秒を満たしている。 【効果】 スライシング中の流動状態を正確に反映した
スラリーが使用できるため、インゴット等が効率よくス
ライシングされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤソーを用いてシ
リコンインゴット,化合物半導体,石英ブロック等をス
ライシングする際に使用するスラリーに関する。
【0002】
【従来の技術】引上げ法等で製造したシリコンインゴッ
トは、トップ及びテールを切断分離した後、外径研削,
オリエンテーションフラット加工等の工程を経て所定厚
みのウェーハにスライスされる。スライシングには、内
周刃を備えたスライサーが知られているが、最近ではウ
ェーハの大径化に伴ってピアノ線等のワイヤソーによる
切断が採用されるようになってきた。ワイヤソー切断装
置は、一般的には図1に示すように3本のグルーブロー
ラ1〜3を備えており、そのうちの1本が駆動モータ4
に連結されている。グルーブローラ1〜3に複数回周回
させることにより構成したマルチワイヤ5は、一方のワ
イヤリール6から巻き出され、他方のワイヤリール7に
巻き取られる。マルチワイヤ5には、引っ張られた状態
でローラ1〜3を周回するようにテンショナー8で張力
が付与される。
【0003】スライスされるインゴット9は、接着治具
を介してホルダー10に装着されてグルーブローラ1と
2の間に配置され、マルチワイヤ5により複数のウェー
ハにスライスされる。このとき、スライシング作業を円
滑に行わせるため、マルチワイヤ5にスラリー11が供
給される。スラリー11は、スラリータンク12から供
給管13を経てノズル14からマルチワイヤ5に供給さ
れた後、パン15で回収され、スラリータンク12に返
送される。また、スラリー11を冷却するため、熱交換
器16とスラリータンク12との間でスラリー11を循
環させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】使用されるスラリー1
1は、マルチワイヤ5でインゴット9から多数のウェー
ハを切り出す上で、砥粒がクーラントに分散した状態で
インゴット9の内部まで送り込まれることが要求され
る。スライシング中に切断条件が変動しないように、分
散状態が安定していることも重要である。更には、イン
ゴット9から切り出されたウェーハの表面に残留してい
るスラリー11が容易に除去されることも、スラリー1
1に要求される特性の一つである。現状では、粘度,比
重及びpHによりスラリーの特性を評価しているに過ぎ
ない。粘度に関しては、回転円筒式粘度計で測定してい
る。比重に関しては浮きばかり式比重計、pHに関して
は電極式pH計で測定している。このようにして測定さ
れた特性値は、実際にインゴット9をスライシングして
いる状態でのスラリー11の物性を正確に表わしたもの
とはいえず、ワイヤ5の破断,ウェーハ破損,インゴッ
ト9から切り出されたウェーハの相互密着,スラリー1
1の装置内堆積等の欠陥発生原因となることもあり、切
断性能の予測には有効でない。そこで、実際には、イン
ゴット9のスライシング試験からスラリー11の適性を
評価している。しかし、インゴット9をスライシングし
て切断状況をテストするためには多大の時間と費用がか
かり、スライシングされるインゴット9が大口径化する
傾向に伴って大きな負担になっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、スライシング中
のワイヤ溝におけるスラリーの挙動が定量的に把握でき
る細管式レオメータを用いた粘度測定試験を採用するこ
とにより、スライシングテストの必要なく実際のスライ
シングに適したスラリーを提供することを目的とする。
本発明のスライシング用スラリーは、その目的を達成す
るため、シリンダに充填したスラリー試料を加圧してダ
イの細管を流れる流量を測定する細管式レオメータで求
められたスラリー粘度と流量測定時の圧力との間に圧力
の増加に従って粘度が増加する関係があり、特に圧力5
kgf/cm2 で10〜100mPa・秒、圧力80k
gf/cm2 で200〜800mPa・秒であることを
特徴とする。より好ましくは、圧力5kgf/cm2
20〜60mPa・秒、圧力80kgf/cm2 で30
0〜700mPa・秒に調製される。
【0006】
【実施の形態】ワイヤソー・スライスに使用されるスラ
リーは、油性スラリーと水性スラリーに大別される。油
性スラリーは、粒径約20μmの炭化ケイ素等の砥粒を
鉱油を主成分とする分散媒、いわゆる油性クーラントに
懸濁したものであり、広く使用されている。油性スラリ
ーは、砥粒を安定して分散・保持でき、コストが比較的
低い長所があるが、引火性があるため長時間の無人運転
には不向きで、切り出されたウェーハの洗浄や装置の清
掃が容易でなく、使用後のスラリーを最終的に焼却する
ため環境への影響も懸念される。他方、水性クーラント
に砥粒を懸濁させた水性スラリーは、引火性がなく、切
り出されたウェーハや装置を水だけで容易に洗浄でき、
使用後のスラリーを生分解できるが、砥粒の分散状態が
不安定である。何れのスラリーにおいても、ワイヤ破断
やウエーハ破損がなくインゴットをスライシングできる
こと、スライシング後にワイヤ抜きが可能なこと、スラ
イシングされたウェーハが容易に剥離されること、装置
内部に砥粒が堆積しないこと、中心厚,TTV等のウェ
ーハ精度が良好であること、スライシング中にスラリー
の粘度変化が小さいこと等が要求される。
【0007】ところが、従来のスラリー特性評価試験で
は、スライシング中におけるスラリーの挙動を的確に把
握しておらず、予め求めた粘度,比重等の物性値から予
測されるスラリーの挙動が実際の役に立たない。たとえ
ば、図1に示すようにインゴット9を線径0.18mm
のワイヤ5でスライシングするとき、溝幅0.24mm
程度のワイヤ溝がインゴット9に形成される。ワイヤ5
に随伴してワイヤ溝にスラリー11が供給されるが、ス
ラリー11の違いに応じ実際のスライシング性能(たと
えば、スライシング能率,ウェーハの反り,ウネリ,表
面粗さ等)に大きな差が生じる。スライシング性能の差
は、ワイヤ溝の奥部まで送り込まれる量的割合がスラリ
ー11の種類に応じて異なることが一つの原因である。
効率の良いスライシングには、ワイヤ溝の奥部まで十分
な量のスラリーを供給できることが必要とされる。そこ
で、本発明においては、スラリーの供給能力を表わす指
標として細管式レオメータで測定した粘度を採用した。
細管式レオメータでは、図2に示すようにスラリー試料
Sをシリンダ21内に充填し、上部からピストン22で
一定圧力を加える。加圧されたスラリー試料Sは、シリ
ンダ21の下部に設けられているダイ23の細管を経て
押し出される。
【0008】ピストン22で加える圧力を変えながら、
ダイ23の細管を流れるスラリー試料Sの流量を測定す
る。圧力と流量との関係を調査することにより、実際の
スライシング時における流動状態を的確に表わす物性値
が得られる。また、必要に応じてシリンダ21の周囲に
配置したヒータ24によりスラリー試料Sを加温しなが
ら流量測定するとき、実際のスライシング中における昇
温も考慮に入れた測定結果が得られる。細管式レオメー
タで得られた測定値は、実際のスライシング中にかなり
の高圧力が発生している狭いワイヤ溝の奥部まで供給さ
れるスラリーの流動状態を表わす有効な指標となる。な
お、粘度は、次式(1)から算出される。 η=τ/γ=πD4 P/128LQ(mPa・秒)・・・・(1) ただし、 η:見かけの粘度 D:ダイ孔直径(mm) τ:見かけの剪断力 P:試験圧力(Pa) γ:剪断速度 L:ダイ長さ(mm) Q:流量(フローレート)(cm3 /秒)
【0009】スラリーは滴下装置14(図1)からワイ
ヤ5に供給される。スラリーに圧力のかからない供給・
排出のとき、粘度は比較的低くて良い。一方、ワイヤ溝
内で高速走行するワイヤ5とインゴット9の間に入り込
もうとするスラリーには高い圧力が与えられる。高い圧
力が与えられたときに粘度が高くなるスラリーである
と、スラリーはワイヤ溝内でワイヤによって圧力がかけ
られたとき滞留しやすくなる。スラリーが滞留している
部分をワイヤが通過するため、スラリーはワイヤに付随
してワイヤ溝の奥まで到達しやすくなる。一般の液体は
圧力により粘度は一定であるが、スラリーは使用するク
ーラントによって粘度は一般に圧力に依存する。細管式
レオメータのピストン22で圧力を増加していくと、一
般の液体では粘度は一定なので圧力に比例してダイ23
を通過する流速は増加するが、本発明のスラリーは圧力
増加に応じて粘度が上がるため、ダイ23を通過する流
速の増加は比較的少なくなる。
【0010】本発明のスラリーは、レオメータを用いて
低圧状態と高圧状態で粘度を規定しているため、ワイヤ
ソーを用いたスライシングに適したものとなる。この圧
力状態で粘度が変わるスラリーについて、圧力と粘度と
の関係を調査した多数の実験結果から、図3に示すよう
に、圧力が5kgf/cm2 で10〜100mPa・
秒、圧力が80kgf/cm2 で200〜800mPa
・秒となるように、より好ましくは圧力が5kgf/c
2 で20〜60mPa・秒、圧力が80kgf/cm
2 で300〜700mPa・秒となるようにスラリーを
調製するとき、スライシングに好適なスラリーが得られ
ることが判った。粘度の測定値がこの範囲にあるスラリ
ーを用いてスライシングしたとき、スラリーがワイヤ溝
の奥まで供給され、インゴットから切り出されたウェー
ハ表面の粗さが増加したり、ワイヤ溝への砥粒の堆積に
よる切断後のウェーハの相互密着が起きることが殆どな
くなった。
【0011】
【実施例】表1に示す成分のスラリーA,Bを調製し
た。各スラリーA,Bを内径11mmのシリンダ21に
充填し、ピストン22で加える圧力を5〜80kgfの
範囲で変化させ、ダイ23の細管(長さ1mm,内径1
mm)を流れるスラリー流量を測定した。測定結果から
各スラリーA,Bの粘度を算出したところ、図3に示す
ように、スラリーAの粘度は圧力に応じて変化してい
た。一方、スラリーBでは圧力に対して粘度変化は比較
的少なかった。次いで、各スラリーA,Bを供給しなが
ら直径400mmのシリコンインゴット9をワイヤソー
により平均厚み1.0mmのウェーハにスライシングし
た。ワイヤ5として直径0.18mmの鋼線を用い、一
方向に最大速度750m/分で18秒間走行させた後、
逆方向に最大速度750m/分で12秒間走行させる双
方向切断条件を採用した。
【0012】
【0013】表1に結果を示すように本発明例のスラリ
ーでは、スライシング結果も良好であった。一方、比較
例においては操業に異常を来し、ウェーハの寸法精度,
表面粗さ共に劣っていた。以上の実施例では、シリコン
インゴットのスライシングに使用されるスラリーを説明
した。しかし、本発明はこれに拘束されるものではな
く、同様にワイヤソーで化合物半導体ブロック,石英ブ
ロック等をスライシングするときに使用されるスラリー
に対しても同様に適用できる。
【0014】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のスライ
シング用スラリーは、ワイヤソーを用いてインゴット等
をスライシングする際のワイヤ溝内におけるスラリーの
挙動を正確に反映した細管式レオメータで求められたス
ラリー粘度を圧力との関係で規制している。そのため、
このスラリーは、スライシング時にワイヤ溝の奥部まで
効率よく送給され、ワイヤによるインゴット等の切断に
使用される。そのため、インゴット等から切り出された
ウェーハ,ディスク等の形状精度が向上する。しかも、
前もってスライシングテストでインゴット等を切断する
必要がないため、新規スラリーの開発にかかる費用及び
時間が大幅に軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 インゴットをスライシングするワイヤソーの
概略図
【図2】 細管式レオメータの説明図
【図3】 スライシング用スラリーの粘度と圧力との関
係を示すグラフ
【符号の説明】
21:シリンダ 22:ピストン 23:ダイ
24:ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅川 慶一郎 群馬県安中市中野谷555番地の1 株式会 社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者 松崎 順一 群馬県安中市中野谷555番地の1 株式会 社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者 芦田 昭雄 東京都墨田区八広二丁目17番10号 大智化 学産業株式会社内 Fターム(参考) 3C047 FF06 FF09 FF11 GG07 GG15 GG20 3C058 AA05 AA07 BA09 CA01 CA05 CB10 DA02 DA03 3C069 AA01 BA06 BB03 BB04 CA04 DA06 EA01 EA02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダに充填したスラリー試料を加圧
    してダイの細管を流れる流量を測定する細管式レオメー
    タで求められたスラリー粘度の測定値が、圧力5kgf
    /cm2 で10〜100mPa・秒、圧力80kgf/
    cm2 で200〜800mPa・秒の範囲にあることを
    特徴とするワイヤソーを用いたスライシング用スラリ
    ー。
JP11869899A 1999-04-26 1999-04-26 ワイヤソーを用いたスライシング用スラリー Withdrawn JP2000308955A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11869899A JP2000308955A (ja) 1999-04-26 1999-04-26 ワイヤソーを用いたスライシング用スラリー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11869899A JP2000308955A (ja) 1999-04-26 1999-04-26 ワイヤソーを用いたスライシング用スラリー

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000308955A true JP2000308955A (ja) 2000-11-07

Family

ID=14742947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11869899A Withdrawn JP2000308955A (ja) 1999-04-26 1999-04-26 ワイヤソーを用いたスライシング用スラリー

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000308955A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107813434A (zh) * 2016-09-13 2018-03-20 友达晶材股份有限公司 超音波辅助线切割的切割方法及其装置,及芯片的制作方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107813434A (zh) * 2016-09-13 2018-03-20 友达晶材股份有限公司 超音波辅助线切割的切割方法及其装置,及芯片的制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6773333B2 (en) Method for cutting slices from a workpiece
US9573296B2 (en) Method for simultaneously cutting a multiplicity of slices of particularly uniform thickness from a workpiece
JP2885270B2 (ja) ワイヤーソー装置及びワークの切断方法
US5937844A (en) Method for slicing cylindrical workpieces by varying slurry conditions and wire feed rate during slicing
US6443143B1 (en) Method and apparatus for cutting rare earth alloy
EP2075106B1 (en) Slurry for silicon ingot cutting and method of cutting silicon ingot therewith
JP3389141B2 (ja) スライシング用スラリーの評価方法及びスラリー
TWI443004B (zh) 用於在線割鋸過程中冷卻由半導體材料製成的工件的方法
JP5888827B2 (ja) ダイシング装置及びダイシング方法
WO2008035513A1 (en) Cutting method
TW201032924A (en) Wiresaw cutting method
JP2008302618A (ja) 切断方法およびワイヤソー装置
JP2002528927A (ja) ダイシングソーの監視システム
US20110088678A1 (en) Method for resuming operation of wire saw and wire saw
Wang et al. Investigation of diamond wheel topography in Elliptical Ultrasonic Assisted Grinding (EUAG) of monocrystal sapphire using fractal analysis method
JP2006196609A (ja) GaN基板の研磨方法
KR20010104701A (ko) 다이싱 날에 대한 모니터링 장치
WO2022253578A1 (en) Method for simultaneously cutting a plurality of disks from a workpiece
JP2000308955A (ja) ワイヤソーを用いたスライシング用スラリー
EP2815834A1 (en) Wire monitoring system for a wire saw and method for monitoring a wire saw
JP2000288902A (ja) 固定砥粒付ワイヤ及び固定砥粒ワイヤソー
JP2000141362A (ja) ワイヤソーの加工液交換制御装置
KR101403078B1 (ko) 수지 피복 쏘 와이어의 설계 방법
JP3194860B2 (ja) スラリー粘度調整装置
JP5876388B2 (ja) 被加工物切断方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060704