JP2001328054A

JP2001328054A - ワイヤソーおよびワイヤソー切断方法

Info

Publication number: JP2001328054A
Application number: JP2000153716A
Authority: JP
Inventors: Takuya Adachi; 拓也足立; Takafumi Kawamura; 孝文川村; Tetsuya Katono; 哲也上遠野; Yuichi Kanai; 裕一金井; Tetsuya Endo; 哲哉遠藤; Yasuyuki Iwata; 康幸岩田; Kazuya Okubo; 一也大久保; Akira Otsu; 大津　　朗
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2001-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】インゴットの切断工程に応じて、切断部に十分
にスラリを供給でき、切断精度がよい被切断物を製造で
きるワイヤソーおよびワイヤソー切断方法を提供する。【解決手段】ローラ３ｄ_１、３ｄ_２間に張設されて走
行するワイヤ２と、このワイヤ２のワイヤ送り込み側に
おいて、ワイヤ２の上側にスラリＳを供給する上ノズル
９ｕ_１と、下側にスラリＳを供給する下ノズル９ｕ_２と
を有することを特徴とするワイヤソー。また、これを用
いたワイヤソー切断方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーおよびワ
イヤソー切断方法に係わり、特に切断される薄板の切断
面の精度を向上させることができるようにスラリを供給
するワイヤソーおよびワイヤソー切断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェーハは多結晶シリコンか
ら、例えばチョクラルスキー法により単結晶のシリコン
インゴットを作り、このシリコンインゴットをワイヤソ
ーで所定の厚さに切断して製造する。

【０００３】図５に示すように、従来のワイヤソー４１
は１本のワイヤ４２を巻き付ける３個の多溝ローラ４
３、４３ｄ、４３ｄを有する。この３個のうち１個の多
溝ローラ４３はドライブローラであり、他の２個の多溝
ローラ４３ｄ、４３ｄはドリブンローラとして形成さ
れ、各多溝ローラ４３、４３ｄ、４３ｄ間に１００〜３
００μｍの直径を有するワイヤ４２を０．５〜１０ｍｍ
間隔で巻き付けワイヤ列４４を構成し、このワイヤ列４
４のワイヤ４２をドライブ側多溝ローラ４３の駆動によ
り往復走行させるようになっている。

【０００４】また、ワイヤ列４４に対向する上方にはフ
ィードユニット４５が設けられ、カーボンベース４６に
接着されたシリコンインゴット４７をワイヤ列４４に押
し付けて切断するようになっている。

【０００５】さらに、インゴット４７の切断時にスラリ
（ＳｉＣ砥粒を分散させた加工液）Ｓをスラリ供給ノズ
ル４９からワイヤ列４４に供給するようにスラリ供給装
置４８が設けられている。

【０００６】このようなワイヤソー４１によりシリコン
インゴット４７を研磨切断する場合、スラリ供給装置４
８を構成し、ワイヤ列４４の上方に固定的に設けられた
スラリ供給ノズル４９からスラリＳをワイヤ列４４上に
供給してスラリＳをワイヤ列４４に塗布しながら、シリ
コンインゴット４７を走行するワイヤ列４４に押し付け
て切断するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のスラリ供給装置
４８は、スラリ供給ノズル４９の下方に設けられた供給
孔より、スラリＳを常にワイヤ列４４の上面の一定位置
に、切断工程中一定量を供給するものである。

【０００８】従って、図６（ａ）に示すように、切断面
積が小さく、また、シリコンインゴット７の切断長さ
（ワイヤ４２とシリコンインゴット４７の接触距離）が
短く、スラリを多く必要としない場合にも一定量のスラ
リをワイヤに供給するので製造コストが上昇し、さら
に、図６（ｂ）に示すような切断面積が中程度の工程を
経て、図６（ｃ）に示すように、切断面積が大きく、シ
リコンインゴット７の切断長さが長くなり、スラリを多
く必要とする場合にも、スラリの供給は、一定量、かつ
ワイヤ列４４の上方からのみであるので、スラリがシリ
コンインゴット４７の切断部に深く侵入できず、スラリ
供給量は不十分であり、切断部が発熱し、この発熱によ
りワイヤ４２、インゴット４７が高温になり、この結
果、シリコンウェーハの切断精度、例えば１枚のウェー
ハ内での厚さ変動（平行度）、ウェーハの平坦度（反
り）を低下させていた。

【０００９】そこで被切断物の切断工程に応じて、切断
部に十分にスラリを供給でき、切断精度がよい薄板を製
造できるワイヤソーおよびワイヤソー切断方法が要望さ
れていた。

【００１０】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、被切断物の切断工程に応じて、切断部に十分に
スラリを供給でき、切断精度がよい薄板を製造できるワ
イヤソーおよびワイヤソー切断方法を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、ローラ間に張設され
て走行するワイヤと、このワイヤのワイヤ送り込み側に
おいて、ワイヤの上側にスラリを供給する上ノズルと、
下側にスラリを供給する下ノズルとを有することを特徴
とするワイヤソーであることを要旨としている。

【００１２】本願請求項２の発明では、上記上ノズルと
下ノズルの両方、または、いずれか一方のノズルが、ス
ラリを振らしながら供給できるように、揺動または回動
自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載
のワイヤソーであることを要旨としている。

【００１３】本願請求項３の発明では、上記上ノズルと
下ノズルの両方、または、いずれか一方のノズルが、切
断工程に応じてスラリ供給量を制御可能に設けられてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤソ
ーであることを要旨としている。

【００１４】本願請求項４の発明は、ワイヤに被切断物
を押圧し、ワイヤを線方向に走行させながら、ワイヤの
ワイヤ送り込み側からワイヤと被切断物間にスラリを供
給して、被切断物を切断するワイヤソー切断方法におい
て、スラリをワイヤの上下両側から供給することを特徴
とするワイヤソー切断方法であることを要旨としてい
る。

【００１５】本願請求項５の発明では、上記スラリの供
給は、供給されるスラリの一部または、全部をワイヤ走
行方向にスラリを振らしながら行うことを特徴とする請
求項４に記載のワイヤソー切断方法であることを要旨と
している。

【００１６】本願請求項６の発明では、上記スラリの供
給は、スラリ供給量を切断工程に応じて制御することを
特徴とする請求項４または５に記載のワイヤソー切断方
法であることを要旨としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるマルチワイ
ヤソーの実施の形態について添付図面に基づき説明す
る。

【００１８】図１に示すように、ワイヤソー１は、１本
のワイヤ２を巻き付ける３個の多溝ローラ３、３ｄ_１、
３ｄ_２を有し、多溝ローラ３はドライブローラであり、
他の２個の多溝ローラ３ｄ_１、３ｄ_２はドリブンローラ
である。

【００１９】多溝ローラ３、３ｄ_１、３ｄ_２間に、例え
ば２００μｍの直径を有するワイヤ２を巻き付けワイヤ
列４を構成し、このワイヤ列４のワイヤ２をドライブ側
多溝ローラ３の駆動により往復運動させるようになって
いる。

【００２０】この多溝ローラ３、３ｄ_１、３ｄ_２には等
間隔、例えば約１ｍｍ間隔で多数の環状溝（図示せず）
が設けられ、この環状溝にワイヤ２を張りピッチが約１
ｍｍのワイヤ列４が形成される。

【００２１】また、ワイヤ列４に対向する上方にはフィ
ードユニット５が設けられ、カーボンベース６に接着さ
れた被切断物、例えばシリコンインゴット７をワイヤ列
４に押し付けて、切断し、薄板、例えばシリコンウェー
ハを製造するようになっている。

【００２２】さらに、シリコンインゴット７にスラリＳ
を供給するようにスラリ供給装置８が設けられており、
このスラリ供給装置８はシリコンインゴット７の上下左
右からシリコンインゴット７を囲うようにスラリ供給用
の上ノズル９ｕ_１、９ｕ_２、下ノズル９ｂ_１、９ｂ_２が
設けられており、この上ノズル９ｕ_１、９ｕ_２、下ノズ
ル９ｂ_１、９ｂ_２からシリコンインゴット７の切断時に
スラリＳを適宜ワイヤ列４に供給するようになってい
る。

【００２３】図２に示すように、上ノズル９ｕ_１、９ｕ
_２、下ノズル９ｂ_１、９ｂ_２は、各々揺動部材１０
ｕ_１、１０ｕ_２、１０ｂ_１、１０ｂ_２を介して揺動用モ
ータ１１ｕ_１、１１ｕ_２、１１ｂ_１、１１ｂ_２に取り付
けられており、揺動部材１０ｕ_１、１０ｕ_２、１０
ｂ_１、１０ｂ_２は揺動用モータ１１ｕ_１、１１ｕ_２、１
１ｂ_１、１１ｂ_２により円弧に回動するようになってい
るので、上ノズル９ｕ_１、９ｕ _２、下ノズル９ｂ_１、９
ｂ_２も揺動可能になっている。

【００２４】さらに、ワイヤソー１には、図３に示すよ
うに、コンピュータ１２が設けられており、このコンピ
ュータ１２は、多溝ローラ３を駆動するローラ駆動モー
タ３ｍ、被切断物を送るフィードユニット５用の送りモ
ータ５ｍ、スラリ供給装置８に設けられたスラリポンプ
８ｍ、上ノズル９ｕ_１、９ｕ_２および下ノズル９ｂ_１、
９ｂ_２に供給するスラリＳの供給量を制御する電磁開閉
弁１３ｕ_１、１３ｕ_２、１３ｂ_１、１３ｂ_２、下ノズル
９ｂ_１、９ｂ_２へのスラリＳの供給量を制御する絞り用
電磁開閉弁１３ｂ_１ｓ、１３ｂ_２ｓ、上ノズル９ｕ_１、
９ｕ_２および下ノズル９ｂ_１、９ｂ_２を揺動させる揺動
用モータ１１ｕ_１、１１ｕ_２、１１ｂ_１、１１ｂ_２、ボ
ビン１４ａ、１４ｂを回転させるボビン用モータ１４ｍ
_ａ、１４ｍ_ｂに接続され、メモリに記憶されたプログラ
ムに従って、一連の切断工程を自動的に行うようになっ
ている。

【００２５】なお、上述した実施形態では、下ノズル９
ｂ_１、９ｂ_２へのスラリＳの供給の制御を絞り用電磁開
閉弁１３ｂ_１ｓ、１３ｂ_２ｓを用いて行っているが、電
磁開閉弁１３ｕ_１、１３ｕ_２、１３ｂ_１、１３ｂ_２に替
えて、自動絞り弁を用い、各ノズル毎にスラリの流量制
御を行ってもよく、さらに、上ノズルおよび下ノズル自
身を回動可能にして揺動自在に設け、スラリを膜状に振
らしてもよい。

【００２６】次に、本発明に係わるワイヤソーを用いた
シリコンインゴットの切断方法について説明する。

【００２７】図１に示すように、最初にシリコンインゴ
ット７を、カーボンベース６を介してフィードユニット
５に取り付ける。

【００２８】しかる後、図３に示すコンピュータ１２に
よりローラ駆動モータ３ｍ、ボビン用モータ１４ｍ_ａ、
１４ｍ_ｂを回転させて、多溝ローラ３ｄ_１、３ｄ_２間の
ワイヤ列４を走行させ、さらにスラリポンプ８ｍを回転
させてスラリ供給装置８からスラリＳを噴出させてワイ
ヤ列４に供給する。

【００２９】以下、図４に示すように、切断工程に応じ
たスラリ供給状態について説明する。

【００３０】なお、ワイヤ列４は周期的に図４中左右両
方向に走行するが、図４中矢印に示すように、ワイヤ列
４が右方向に走行する場合について説明する。

【００３１】図４（ａ）に示すように、切断工程初期の
段階、すなわち、切断面積が小さく、また、切断長さ
（ワイヤ２とシリコンインゴット７の接触距離）が短い
場合には、スラリＳを多く供給する必要がないので、上
ノズル９ｕ_１、９ｕ_２、下ノズル９ｂ_１、９ｂ_２を初期
の待機位置の状態にしたまま、図３に示すように、コン
ピュータ１２により電磁開閉弁１３ｕ_１を開放して、上
ノズル９ｕ_１のみからスラリＳをワイヤ列４に供給す
る。

【００３２】従って、スラリＳはワイヤ列４の上方、ワ
イヤ送り込み側のシリコンインゴット７と多溝ローラ３
ｄ_１の中間点に吹き付けられる。切断面積が小さいので
スラリＳを切断部に十分供給でき、切断部が高温になる
ことがない。

【００３３】次に、図４（ｂ）に示すように、切断面積
が中程度で、シリコンインゴット７の切断長さも中程度
の切断工程段階では、上ノズル９ｕ_１、下ノズル９ｂ_１
を初期の待機位置の状態にしたまま、コンピュータ１２
により電磁開閉弁１３ｕ_１を開放した状態のまま、さら
に、電磁開閉弁１３ｕ_２を開放、絞り用電磁開閉弁１３
ｂ_１ｓを閉止した状態にし、上ノズル９ｕ_１から大量
（全量）、下ノズル９ｂ _１から少量（全量の約５０％）
のスラリＳをワイヤ列４に供給する。

【００３４】従って、スラリＳはワイヤ列４の上方、お
よび下方からワイヤ送り込み側のシリコンインゴット７
と多溝ローラ３ｄ_１の中間点に吹き付けられる。切断面
積が中程度であり、シリコンインゴット７の切断長さが
比較的長くても、スラリＳをワイヤ列４の上方、および
下方から供給するので、スラリＳは切断部に十分供給さ
れ、切断部が高温になることがない。また、下ノズル９
ｂ_１から少量のスラリＳをワイヤ列４に供給するので、
不必要にスラリＳが供給されることがなく、スラリＳの
消費量を削減でき、生産コストを低減できる。

【００３５】さらに、図４（ｃ）に示すように、切断面
積が大きく、シリコンインゴット７の切断長さが最長に
なる切断工程段階では、コンピュータ１２により、揺動
用モータ１１ｕ_１、１１ｂ_１、を駆動させて、上ノズル
９ｕ_１、下ノズル９ｂ_１を揺動させながら、電磁開閉弁
１３ｕ_１、１３ｂ_１、および絞り用電磁開閉弁１３ｂ
_１ｓを開放してスラリＳを最大供給状態にし、さらに、
上ノズル９ｕ_１、下ノズル９ｂ_１からスラリＳをワイヤ
列４に膜状に振らしながら供給する。

【００３６】従って、スラリＳはワイヤ列４の上方およ
び下方の両側から、ワイヤ送り込み側のシリコンインゴ
ット７と多溝ローラ３ｄ_１の中間点に、膜状に吹き付け
られ、さらに、ワイヤ列４の走行方向にスラリＳを振ら
しながら供給するので、ワイヤ２の走行とスラリＳの切
断部方向への動きとの相乗作用により、効果的にスラリ
Ｓを切断部へ送り込みことができる。

【００３７】このため、切断面積が大であり、切断長さ
が長くても、切断部へのスラリ供給不足が発生せず、十
分な供給が行われ、切断部が高温になることがない。

【００３８】さらに、図４（ｄ）に示すように、切断面
積がさらに大きくなり、ワイヤとインゴットとの切断長
さが減少する切断工程段階では、コンピュータ１２によ
り、揺動用モータ１１ｕ_１、１１ｂ_１を停止させて上ノ
ズル９ｕ_１、下ノズル９ｂ_１を初期の待機位置に戻し、
電磁開閉弁１３ｕ_１、１３ｂ_１、および絞り用電磁開閉
弁１３ｂ_１ｓを開放してスラリＳを上ノズル９ｕ_１、下
ノズル９ｂ_１からワイヤ列４に供給する。

【００３９】従って、切断面積がさらに大であり、切断
長さが中程度であっても、切断部へのスラリ供給不足が
発生せず、十分な供給が行われ、切断部が高温になるこ
とがない。

【００４０】さらに、図４（ｅ）に示すように、切断面
積がさらに大きくなり、ワイヤとインゴットとの切断長
さが著しく減少する切断工程段階では、電磁開閉弁１３
ｂ_１を閉止して、スラリＳを上ノズル９ｕ_１からのみワ
イヤ列４に供給する。

【００４１】切断面積がさらに大であっても、切断長さ
が著しく短いので、切断部へのスラリ供給不足が発生せ
ず、十分な供給が行われ、切断部が高温になることがな
い。上ノズル９ｕ_１からのみスラリＳをワイヤ列４に供
給するので、不必要にスラリＳが供給されることがな
い。

【００４２】図４中矢印に示すように、ワイヤ列４が右
方向に走行する上記切断工程においては、ワイヤ巻取り
側に位置する上ノズル９ｕ_２、下ノズル９ｂ_２からスラ
リの供給を行なわない例で説明したが、ワイヤ２の冷却
を効果的に行う等のために、ワイヤ送り込み側およびワ
イヤ巻き取り側に位置する全ての上ノズル９ｕ_１、９ｕ
_２、下ノズル９ｂ_１、９ｂ_２からスラリを供給するよう
にしてもよい。

【００４３】また、ワイヤ列４は上述のように周期的に
図４中左右両方向に走行するが、図４中矢印と反対方向
（左方向）に走行する場合には、右方向に走行する場合
にワイヤ巻取り側であった上ノズル９ｕ_２、下ノズル９
ｂ_２がワイヤ送り側に変わり、上ノズル９ｕ_２、下ノズ
ル９ｂ_２、揺動部材１０ｕ_２、１０ｂ_２、揺動用モータ
１１ｕ_２、１１ｂ_２、電磁開閉弁１３ｕ_２、１３ｂ_２、
絞り用電磁開閉弁１３ｂ_２ｓを各々コンピュータ１２が
制御し、右方向に走行する場合と同様、ワイヤ列４によ
りシリコンインゴット７の切断を行う。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係わるワイヤソーおよびワイヤ
ソー切断方法によれば、被切断物の切断工程に応じて、
切断部に十分にスラリを供給でき、切断精度がよい薄板
を製造できるワイヤソーおよびワイヤソー切断方法を提
供することができる。

【００４５】すなわち、ワイヤのワイヤ送り込み側にお
いて、ワイヤの上側にスラリを供給する上ノズルと、下
側にスラリを供給する下ノズルとを有するので、切断面
積が大であり、切断長さが長くても、切断部へのスラリ
供給不足が発生せず、十分なスラリの供給が行われ、切
断部が高温になることがなく、切断精度がよい薄板を製
造できる。

【００４６】また、上ノズルと下ノズルの両方、また
は、いずれか一方のノズルが、スラリを振らしながら供
給できるように、揺動または回動自在に設けられている
ので、スラリをワイヤの走行方向に振らすことができ、
ワイヤの走行とスラリの切断部方向への動きの相乗作用
により、効果的にスラリを切断部に供給することができ
る。

【００４７】また、上ノズルと下ノズルの両方、また
は、いずれか一方のノズルが、切断工程に応じてスラリ
供給量を制御可能に設けられているので、切断工程に応
じて適量スラリを切断部に供給できると共に、不必要に
スラリを供給することがなく、生産コストを低減でき
る。

【００４８】また、スラリをワイヤの上下両側から供給
するワイヤソー切断方法であるので、切断面積が大であ
り、切断長さが長くても、切断部へのスラリ供給不足が
発生せず、十分な供給が行われ、切断部が高温になるこ
とがなく、切断精度がよい薄板を製造できる。

【００４９】また、スラリの供給は、供給されるスラリ
の一部または、全部をワイヤ走行方向にスラリを振らし
ながら行うワイヤソー切断方法であるので、ワイヤの走
行とスラリの切断部方向への動きの相乗作用により、効
果的にスラリを切断部に供給することができる。

【００５０】また、スラリの供給は、スラリ供給量を切
断工程に応じて制御するワイヤソー切断方法であるの
で、切断工程に応じて適量スラリを切断部に供給できる
と共に、不必要にスラリを供給することがなく、生産コ
ストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるワイヤソーの概略図。

【図２】本発明に係わるワイヤソーに用いられるスラリ
供給用ノズルの動作状態を示す説明図。

【図３】本発明に係わるワイヤソーの回路説明図。

【図４】図４（ａ）〜図４（ｅ）は各々本発明に係わる
ワイヤソー切断方法の切断工程を順次に示す説明図。

【図５】従来のワイヤソーの概略図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来のワイヤソー切断方法の
切断工程を示す説明図。

【符号の説明】

１ワイヤソー２ワイヤ３多溝ローラ３ｄ_１多溝ローラ３ｄ_２多溝ローラ３ｍローラ駆動モータ４ワイヤ列５フィードユニット５ｍ送りモータ６カーボンベース７シリコンインゴット８スラリ供給装置８ｍスラリポンプ９ｕ_１上ノズル９ｕ_２上ノズル９ｂ_１下ノズル９ｂ_２下ノズル１０ｕ_１揺動部材１０ｕ_２揺動部材１０ｂ_１揺動部材１０ｂ_２揺動部材１１ｕ_１揺動用モータ１１ｕ_２揺動用モータ１１ｂ_１揺動用モータ１１ｂ_２揺動用モータ１２コンピュータ１３ｕ_１電磁開閉弁１３ｕ_２電磁開閉弁１３ｂ_１電磁開閉弁１３ｂ_２電磁開閉弁１３ｂ_１ｓ絞り用電磁開閉弁１３ｂ_２ｓ絞り用電磁開閉弁１４ａボビン１４ｂボビン１４ｍ_ａボビン用モータ１４ｍ_ｂボビン用モータＳスラリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上遠野哲也神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者金井裕一愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者遠藤哲哉愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者岩田康幸愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者大久保一也神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者大津朗山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地東芝セラミックス株式会社小国製造所内Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA09 AC04 BA01 BA09 DA03 3C069 AA01 BA06 CA04 DA06 EA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローラ間に張設されて走行するワイヤ
と、このワイヤのワイヤ送り込み側において、ワイヤの
上側にスラリを供給する上ノズルと、下側にスラリを供
給する下ノズルとを有することを特徴とするワイヤソ
ー。
【請求項２】上記上ノズルと下ノズルの両方、また
は、いずれか一方のノズルが、スラリを振らしながら供
給できるように、揺動または回動自在に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項３】上記上ノズルと下ノズルの両方、また
は、いずれか一方のノズルが、切断工程に応じてスラリ
供給量を制御可能に設けられていることを特徴とする請
求項１または２に記載のワイヤソー。
【請求項４】ワイヤに被切断物を押圧し、ワイヤを線
方向に走行させながら、ワイヤのワイヤ送り込み側から
ワイヤと被切断物間にスラリを供給して、被切断物を切
断するワイヤソー切断方法において、スラリをワイヤの
上下両側から供給することを特徴とするワイヤソー切断
方法。
【請求項５】上記スラリの供給は、供給されるスラリ
の一部または、全部をワイヤ走行方向にスラリを振らし
ながら行うことを特徴とする請求項４に記載のワイヤソ
ー切断方法。
【請求項６】上記スラリの供給は、スラリ供給量を切
断工程に応じて制御することを特徴とする請求項４また
は５に記載のワイヤソー切断方法。