JP2001341122A - Method for cutting work - Google Patents
Method for cutting workInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、水晶、サ
ファイア、炭化珪素等の脆性材料からなる工作物を、分
離切断する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for separating and cutting a workpiece made of a brittle material such as glass, quartz, sapphire and silicon carbide.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、工作物を分離切断する場合、一般
的に用いられている方法は、砥石を用いて機械的に切断
する方法である。この方法は、砥石の種類、大きさ、加
工条件を任意に変えることで幅広い適応性がある。しか
し、砥石幅分の切断代が必要であるため、切断代分の工
作物が無駄になるという欠点がある。また、硬度の高い
工作物は加工性が著しく悪く、砥石の寿命が短くなる等
の問題がある。2. Description of the Related Art Conventionally, when a workpiece is separated and cut, a generally used method is to mechanically cut a workpiece using a grindstone. This method has wide applicability by arbitrarily changing the type, size, and processing conditions of the grindstone. However, there is a disadvantage in that a work allowance for the cutting allowance is wasted because a cutting allowance for the width of the grindstone is required. Further, there is a problem that a work piece having a high hardness has remarkably poor workability and shortens the life of the grindstone.
【０００３】これらの問題を解決する切断法として、工
作物は脆性材に限られるが、側圧による切断方法が知ら
れている。この切断方法では、まず、例えば棒形状にし
た脆性材である工作物の被切断部位に、ダイヤモンド等
の工具を用いて工作物の表面を微少に砕く、或は引っ掻
く等して微細な切欠（切欠）を形成する。そして、工作
物のうちの切欠を形成した部位を含む部分に、樹脂等で
できた側圧伝達筒を被せる。その後、工作物がその軸方
向に変形自在な状態で、側圧伝達筒の外周から加圧圧縮
することにより切欠部位において切断する。この切断方
法の利点としては、切断代が全く無いこと、割断のため
加工時間が著しく短いこと等があげられる。As a cutting method for solving these problems, a work is limited to a brittle material, but a cutting method by a lateral pressure is known. In this cutting method, first, the surface of the workpiece is finely crushed or scratched using a tool such as diamond or the like in a bar-shaped brittle material. Notch). Then, a side pressure transmission cylinder made of resin or the like is placed over a portion of the workpiece including the portion where the notch is formed. Thereafter, while the workpiece is deformable in the axial direction, the workpiece is pressurized and compressed from the outer periphery of the side pressure transmission cylinder to cut the notch. The advantages of this cutting method include that there is no cutting allowance and that the processing time is extremely short due to the cutting.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た側圧による切断方法では、切欠を形成する際に工具等
の固体が工作物と接触するため、接触条件によっては接
触時に工作物に過大な応力が加わるという問題がある。
また、切断の起点となる切欠のみを形成した状態で側圧
を加えて切断するため、切断面における最も突出した部
分と最も窪んだ部分の差であるうねりが大きくなってし
まう。また、切断するにはかなり大きな側圧を加える必
要があるため、工作物を薄い部材に切断しようとすると
切断されたウェハ状の薄い部材が挫屈する恐れがある。However, in the cutting method by the above-mentioned lateral pressure, since a solid such as a tool comes into contact with a workpiece when forming a notch, an excessive stress is applied to the workpiece at the time of contact depending on contact conditions. There is a problem of joining.
Further, since cutting is performed by applying a side pressure in a state where only the notch serving as the starting point of cutting is formed, undulation, which is the difference between the most protruding portion and the most depressed portion on the cut surface, is increased. Further, since it is necessary to apply a considerably large lateral pressure to cut, when cutting the workpiece into thin members, the cut thin wafer-shaped member may be buckled.
【０００５】更に、工作物に切欠を形成するだけでは、
側圧の印加方向と切断面の法線とが直角の位置関係に無
い平面で工作物を切断（以下、斜めの切断という）した
り、切断面が３次元形状になるように切断したりするこ
とは非常に難しい。[0005] Furthermore, simply forming a notch in a work piece,
Cutting a work piece on a plane where the direction of application of lateral pressure and the normal line of the cut surface are not in a right-angled positional relationship (hereinafter referred to as diagonal cut), or cutting so that the cut surface has a three-dimensional shape Is very difficult.
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、側圧による
切断において工作物に切欠を形成する際に工作物に過大
な応力が加わることを抑制できる工作物の切断方法を提
供することを目的とする。また、工作物の切断面におけ
るうねりの発生と工作物の切断時における挫屈の発生と
を抑制することができる工作物の切断方法を提供するこ
とを目的とする。また、任意の切断面を形成することが
できる工作物の切断方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for cutting a workpiece, which can prevent an excessive stress from being applied to the workpiece when forming a notch in the workpiece in cutting by lateral pressure. I do. It is another object of the present invention to provide a method for cutting a workpiece which can suppress generation of undulation on a cut surface of the workpiece and occurrence of buckling when cutting the workpiece. It is another object of the present invention to provide a method for cutting a workpiece that can form an arbitrary cut surface.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、脆性材からなる工作物
（６）の外表面に高密度エネルギービーム（８ａ）を照
射することにより、工作物のうちの切断する部位を指定
する切欠（７）を形成する工程と、工作物のうちの少な
くとも切欠を含む部位を側圧伝達筒（４）で覆う工程
と、側圧伝達筒の外周に沿って側圧を加えて工作物に側
圧を伝達することにより、工作物を切断する工程とを含
むことを特徴としている。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a high-density energy beam (8a) is applied to an outer surface of a workpiece (6) made of a brittle material. Forming a notch (7) for designating a portion of the workpiece to be cut, covering the portion of the workpiece including at least the notch with the side pressure transmission tube (4), Cutting the workpiece by applying the lateral pressure to the workpiece and transmitting the lateral pressure to the workpiece.
【０００８】本発明では、工作物に工具などの固体を接
触させずに切欠を形成することができるため、工作物に
切欠を形成する際に、工作物に過大な応力が加わること
を抑制することができる。According to the present invention, since the notch can be formed without bringing a solid such as a tool into contact with the work, it is possible to suppress the application of excessive stress to the work when forming the notch in the work. be able to.
【０００９】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、切欠を工作物の切断面となる領域における外縁部の
うちの一部分に形成すると、工作物を回転させる必要が
無く、効率良く切断部位を指定することができる。In this case, when the notch is formed in a part of the outer edge portion in the region to be the cutting surface of the workpiece, the workpiece does not need to be rotated, and the cutting can be efficiently performed. The site can be specified.
【００１０】請求項３に記載の発明は、脆性材からなる
工作物（６）の内部に高密度エネルギービーム（８ａ）
を照射することにより、工作物のうちの切断する部位を
指定する破砕領域（９）を形成する工程と、破砕領域に
おいて工作物を切断する工程とを含むことを特徴として
いる。According to a third aspect of the present invention, a high-density energy beam (8a) is provided inside a workpiece (6) made of a brittle material.
And a step of forming a crushing area (9) for designating a site to be cut in the workpiece by irradiating the workpiece, and a step of cutting the workpiece in the crushing area.
【００１１】本発明によれば、破砕領域を形成して工作
物における切断する部位を指定しているため、工作物の
切断面におけるうねりの発生を抑制することができる。
また、予め破砕領域を形成しているため工作物を切断す
る際に大きな応力を必要としない。その結果、工作物の
挫屈の発生を抑制することができる。また、工作物の内
部において切断する部位を指定しているため、工作物を
斜めに切断するなど、任意の切断面を形成することがで
きる。According to the present invention, since the crushing area is formed and the site to be cut in the workpiece is specified, it is possible to suppress the occurrence of undulation on the cut surface of the workpiece.
Further, since the crushing region is formed in advance, a large stress is not required when cutting the workpiece. As a result, occurrence of buckling of the workpiece can be suppressed. In addition, since a site to be cut is designated inside the workpiece, an arbitrary cut surface can be formed, for example, by cutting the workpiece obliquely.
【００１２】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
の発明において、側圧伝達筒（４）を用いて工作物
（６）の切断を行うものであり、脆性材からなる工作物
の内部に高密度エネルギービーム（８ａ）を照射するこ
とにより、工作物のうちの切断する部位を指定する破砕
領域（９）を形成する工程と、工作物のうちの少なくと
も破砕領域を含む部位を側圧伝達筒で覆う工程と、側圧
伝達筒の外周に沿って側圧を加えて工作物に側圧を伝達
することにより、破砕領域において工作物を切断する工
程とを含むことを特徴としている。これにより、請求項
３の発明と同様の効果を発揮することができる。The invention described in claim 4 is the same as the invention described in claim 3.
In the invention, the workpiece (6) is cut using the lateral pressure transmission cylinder (4), and the workpiece is formed by irradiating a high-density energy beam (8a) inside the workpiece made of a brittle material. Forming a crushing area (9) for designating a part to be cut, covering the part of the workpiece including at least the crushing area with a side pressure transmission cylinder, and applying a side pressure along the outer periphery of the side pressure transmission cylinder. In addition, a step of transmitting the lateral pressure to the workpiece to cut the workpiece in the crushing area is provided. Thereby, the same effect as the third aspect of the invention can be exhibited.
【００１３】これら請求項３又は４の発明においては、
請求項５に記載の発明のように、高密度エネルギービー
ムを、工作物の外表面のうち該工作物の切断面となる領
域における外縁部が位置する面から照射することができ
る。また、請求項６に記載の発明のように、高密度エネ
ルギービームを、工作物の外表面のうち該工作物の切断
面となる領域における外縁部を含む面以外の面から照射
することもできる。In the invention of claim 3 or 4,
As in the fifth aspect of the present invention, the high-density energy beam can be emitted from the surface of the outer surface of the workpiece where the outer edge in the region to be the cut surface of the workpiece is located. Further, as in the invention according to claim 6, the high-density energy beam can be irradiated from a surface other than a surface including an outer edge portion in a region to be a cut surface of the workpiece on the outer surface of the workpiece. .
【００１４】この場合、高密度エネルギービームが工作
物の内部に最も効率良く進入するのは、高密度エネルギ
ービームの入射角が０度のときであるため、請求項７に
記載の発明のように、工作物の外表面のうち高密度エネ
ルギービームを照射する部位に平面（６ａ、６ｂ）を形
成し、該平面から高密度エネルギービームを照射すると
良い。In this case, the high-density energy beam most efficiently enters the inside of the workpiece when the incident angle of the high-density energy beam is 0 degree. Preferably, a plane (6a, 6b) is formed on a portion of the outer surface of the workpiece to be irradiated with the high-density energy beam, and the high-density energy beam is irradiated from the plane.
【００１５】また、高密度エネルギービームを用いて工
作物の内部に破砕領域を形成することにより、請求項８
に記載の発明のように、破砕領域を３次元形状にするこ
とができる。The crushing area is formed inside the workpiece by using a high-density energy beam.
As described above, the crushing region can be formed into a three-dimensional shape.
【００１６】また、破砕領域が平面であり高密度エネル
ギービームを工作物に照射する際は、請求項９に記載の
発明のように、破砕領域の法線に平行な方向を中心軸と
して工作物を回動させることにより破砕領域を形成する
ことができる。Further, when the work area is irradiated with a high-density energy beam due to the plane of the crushing area, the work piece may have a central axis in a direction parallel to the normal line of the crushing area. The crushing area can be formed by rotating the.
【００１７】この破砕領域は工作物の切断面となる領域
の全面に設けても良いが、請求項１０に記載の発明のよ
うに、工作物の切断面となる領域のうちの一部に対して
形成しても工作物を切断することができる。The crushing region may be provided on the entire surface of the region to be the cut surface of the workpiece. Even if formed, the workpiece can be cut.
【００１８】また、請求項１１に記載の発明のように、
破砕領域を複数形成する場合は、破砕領域は高密度エネ
ルギービームの透過が悪いため、高密度エネルギービー
ムを照射する側から距離が遠い部位から順に破砕領域を
形成すると良い。Further, as in the invention according to claim 11,
In the case where a plurality of crushing regions are formed, the crushing regions have poor transmission of the high-density energy beam, and thus it is preferable to form the crushing regions in order from a portion farther from the side irradiated with the high-density energy beam.
【００１９】また、請求項３〜１１の発明においては、
高密度エネルギービームが工作物の内部に入射するよう
に、請求項１２に記載の発明のように、工作物は透過性
の物質からなることが必要である。Further, in the inventions of claims 3 to 11,
In order for the high-density energy beam to be incident on the inside of the workpiece, the workpiece needs to be made of a transparent material.
【００２０】また、請求項１３に記載の発明のように、
工作物の外表面のうち、高密度エネルギービームを照射
する部位が鏡面であると、高密度エネルギービームが透
過し易く、より安定した切断面を得ることができる。Further, as in the invention according to claim 13,
If the portion irradiated with the high-density energy beam on the outer surface of the workpiece is a mirror surface, the high-density energy beam is easily transmitted, and a more stable cut surface can be obtained.
【００２１】また、上述のように、高密度エネルギービ
ームの入射角が０度の場合が最も安定した破砕領域を形
成することができるが、請求項１４に記載の発明のよう
に、工作物に対する高密度エネルギービームの入射角が
０度以上４５度以下であれば、好適に破砕領域を形成す
ることができる。Further, as described above, the most stable crushing region can be formed when the incident angle of the high-density energy beam is 0 degree. If the incident angle of the high-density energy beam is not less than 0 degree and not more than 45 degrees, a crushed region can be suitably formed.
【００２２】また、工作物によって光を透過する際の屈
折率が異なるため、請求項１５に記載の発明のように、
工作物の屈折率を考慮して高密度エネルギービームを照
射すると好適である。Further, since the refractive index at the time of transmitting the light varies depending on the workpiece, the invention has the following features.
It is preferable to irradiate a high-density energy beam in consideration of the refractive index of the workpiece.
【００２３】また、請求項１６に記載の発明のように、
請求項１又は２の発明では、高密度エネルギービームと
して、電子ビームを用いることができる。Also, as in the invention of claim 16,
In the invention of claim 1 or 2, an electron beam can be used as the high-density energy beam.
【００２４】また、請求項１７に記載の発明のように、
請求項１〜１５の発明では、高密度エネルギービームと
してはレーザを用いることができ、請求項１８に記載の
発明のように、このレーザの波長を１．０６４μｍ以下
にすると好適である。Further, as in the invention according to claim 17,
In the inventions of the first to fifteenth aspects, a laser can be used as the high-density energy beam, and as in the invention of the eighteenth aspect, it is preferable that the wavelength of the laser be 1.064 μm or less.
【００２５】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。The reference numerals in parentheses of the above means indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図に示す
実施形態について説明する。図１に本実施形態に係る側
圧切断装置を概略断面図にて示す。まず、本実施形態の
側圧切断方法で用いる側圧切断装置の構成を図１を参照
して説明する。圧力容器１は高圧に耐え得る材質で構成
された中空形状の部材からなり、圧力容器１の中空部に
よって円柱形状の圧力室１ａが形成されている。また、
圧力容器１には、圧力室１ａの内部と外部とを連通する
圧力媒体進入孔１ｂが形成されている。また、圧力媒体
進入孔１ｂには、配管２を介して圧力装置３が接続され
ている。この圧力装置３は、後述のように圧力容器１に
対して圧力媒体を導入するためのものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) The embodiment shown in the drawings will be described below. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a lateral pressure cutting device according to the present embodiment. First, the configuration of a lateral pressure cutting device used in the lateral pressure cutting method of the present embodiment will be described with reference to FIG. The pressure vessel 1 is made of a hollow member made of a material capable of withstanding high pressure, and a hollow portion of the pressure vessel 1 forms a cylindrical pressure chamber 1a. Also,
The pressure vessel 1 is formed with a pressure medium inlet 1b that connects the inside and the outside of the pressure chamber 1a. In addition, a pressure device 3 is connected to the pressure medium inlet 1b via a pipe 2. The pressure device 3 is for introducing a pressure medium into the pressure vessel 1 as described later.
【００２７】圧力室１ａには、側圧伝達筒４が配置され
ている。この側圧伝達筒４は、アクリル樹脂等からな
り、後述のように工作物を切断する際に、工作物の側面
に圧力を加えるためのものである。側圧伝達筒４の軸方
向の両端部と圧力容器１との間には、Ｏリング５が配置
されている。このＯリング５は、後述のように圧力媒体
を圧力容器１内に充填する際に、圧力媒体が漏れて工作
物の両端部にまでおよび、圧力媒体によって工作物に対
して軸方向に縮むような圧力が加えられることを防止す
るためのものである。A side pressure transmitting cylinder 4 is arranged in the pressure chamber 1a. The side pressure transmitting cylinder 4 is made of an acrylic resin or the like, and is used to apply pressure to the side surface of the workpiece when cutting the workpiece as described later. An O-ring 5 is arranged between both ends of the side pressure transmission cylinder 4 in the axial direction and the pressure vessel 1. When the pressure medium is filled into the pressure vessel 1 as described later, the O-ring 5 leaks to the both ends of the workpiece and extends in the axial direction with respect to the workpiece by the pressure medium. This is for preventing the application of an excessive pressure.
【００２８】そして、このような構成の側圧切断装置に
おける側圧伝達筒４内に、脆性材からなる工作物６を配
置してこの工作物６の切断を行う。この工作物６として
は、例えば棒状のものを適用することができ、本実施形
態では、直径が２５ｍｍ、長さが３０ｍｍの円柱形状の
ソーダガラスを切断する。Then, a work 6 made of a brittle material is arranged in the side pressure transmission cylinder 4 in the side pressure cutting device having such a configuration, and the work 6 is cut. As the workpiece 6, for example, a bar-shaped workpiece can be applied. In the present embodiment, a cylindrical soda glass having a diameter of 25 mm and a length of 30 mm is cut.
【００２９】この工作物６の側面（外表面）には、切断
する部分を指定する切欠（ノッチ）７が形成されてい
る。切欠７は、工作物６の切断面となる領域における外
縁部のうちの一部分に形成されており、本実施形態では
２ｍｍ間隔で１０本形成されている。以下に、工作物６
に切欠７を形成する方法について説明する。図２は、こ
の切欠７の形成に係る高密度エネルギービーム装置８及
び工作物６の模式的な斜視図である。On the side surface (outer surface) of the workpiece 6, there is formed a notch 7 for designating a portion to be cut. The cutouts 7 are formed in a part of the outer edge portion in a region to be the cut surface of the workpiece 6, and in the present embodiment, ten cutouts 7 are formed at intervals of 2 mm. Below, the work 6
A method for forming the notch 7 will be described. FIG. 2 is a schematic perspective view of the high-density energy beam device 8 and the workpiece 6 related to the formation of the notch 7.
【００３０】図２に示すように、高密度エネルギービー
ム装置８から高密度エネルギービーム（以下、単にビー
ムという）８ａを照射する。ビーム８ａとしては、高調
波ＹＡＧレーザを用いている。このレーザの波長は、
１．０６４μｍ以下であることが好ましい。これは、波
長が１．０６４μｍより大きいと工作物６が割れる可能
性があるためである。また、好ましくは、０．５３２μ
ｍ、０．２６６μｍなどの短波長レーザを用いると良
く、本実施形態では、０．５３２μｍの波長を採用して
いる。As shown in FIG. 2, a high-density energy beam device 8 irradiates a high-density energy beam (hereinafter, simply referred to as a beam) 8a. As the beam 8a, a harmonic YAG laser is used. The wavelength of this laser is
It is preferably 1.064 μm or less. This is because if the wavelength is larger than 1.064 μm, the workpiece 6 may be broken. Also, preferably, 0.532μ
It is preferable to use a short-wavelength laser such as m or 0.266 μm. In this embodiment, a wavelength of 0.532 μm is employed.
【００３１】そして、工作物６の側面にビーム８ａの焦
点が合うようにして、出力１Ｗ、送り速度を３００ｍｍ
／ｍｉｎの条件で、図２中の矢印の方向に工作物６を移
動させながらビーム８ａを照射する。このようにして、
工作物６の側面に工作物６の軸と直交するように、長さ
が約５ｍｍの切欠７を形成する。Then, the beam 8a is focused on the side surface of the workpiece 6, and the output is 1 W and the feed speed is 300 mm.
The beam 8a is irradiated while moving the workpiece 6 in the direction of the arrow in FIG. In this way,
A notch 7 having a length of about 5 mm is formed on a side surface of the workpiece 6 so as to be orthogonal to the axis of the workpiece 6.
【００３２】次に、工作物６の切断方法について説明す
る。図１に示すように、上述のようにして全ての切欠７
が形成された工作物６を切断装置の側圧伝達筒４内に配
置して、切欠７を含む部位を側圧伝達筒４で覆う。そし
て圧力容器１に対して、圧力装置３を用いて圧力媒体進
入孔１ｂから圧力媒体を導入して圧力容器１と側圧伝達
筒４との間に圧力媒体を充填する。この圧力媒体によっ
て側圧伝達筒４の外周部が加圧圧縮され、工作物６に応
力が加えられて切欠７を起点として工作物６が切断され
る。Next, a method of cutting the workpiece 6 will be described. As shown in FIG. 1, all notches 7
The workpiece 6 on which is formed is disposed in the side pressure transmission tube 4 of the cutting device, and a portion including the notch 7 is covered with the side pressure transmission tube 4. Then, a pressure medium is introduced into the pressure vessel 1 from the pressure medium entrance hole 1 b by using the pressure device 3, and the pressure medium is filled between the pressure vessel 1 and the side pressure transmission cylinder 4. The outer peripheral portion of the side pressure transmission cylinder 4 is pressurized and compressed by the pressure medium, stress is applied to the workpiece 6, and the workpiece 6 is cut starting from the notch 7.
【００３３】本実施形態では、圧力媒体による液圧を約
７００ｋｇ／ｃｍ2にした結果、ガラスを２ｍｍ間隔で
９枚に切断することができた。この切断面の法線は、工
作物６の軸と平行になっており、工作物６の側面におけ
る母線に対して直交する面で工作物６が切断された。切
断後に切断面を観察したところ、切欠７が形成されてい
た部位には欠け等は見受けられず、良好な切断が行われ
ていた。In this embodiment, as a result of setting the liquid pressure by the pressure medium to about 700 kg / cm 2 , it was possible to cut the glass into nine pieces at intervals of 2 mm. The normal line of the cut surface was parallel to the axis of the workpiece 6, and the workpiece 6 was cut along a plane orthogonal to the generatrix on the side surface of the workpiece 6. When the cut surface was observed after the cutting, no chipping or the like was found in the portion where the notch 7 was formed, and a good cut was performed.
【００３４】このように、切欠７の形成をビーム８ａを
用いて行っているため、ダイヤモンドカッター等の工具
によって砕いたり、引っ掻いたりして切欠を形成する場
合のように固体が工作物６と接触する必要が無く、工作
物６に過大な応力が加わることを防止することができ
る。その結果、切欠７を形成する際に、切欠７部位の周
囲が欠けることを防止できる。また、割れやひび等の無
い良好な切欠７を形成することができるため、特に、工
作物６を薄い部材に切断しようとして切欠７の間隔が狭
い場合にも、工作物６を切断する際に切欠７部位におい
て挫屈が発生することを防止できる。ただし、工作物６
の側面に切欠７を形成して大きな側圧を加えることによ
り切断しているため、切断面におけるうねりは０．１ｍ
ｍ以上であった。As described above, since the notch 7 is formed using the beam 8a, the solid contacts the workpiece 6 as in the case where the notch is formed by crushing or scratching with a tool such as a diamond cutter. Therefore, it is possible to prevent an excessive stress from being applied to the workpiece 6. As a result, when forming the notch 7, it is possible to prevent the periphery of the notch 7 from being chipped. Further, since a good notch 7 free from cracks, cracks, etc. can be formed, especially when the gap between the notches 7 is narrow to cut the work piece 6 into thin members, Buckling can be prevented from occurring at the seven notches. However, work 6
Is cut by applying a large lateral pressure by forming a notch 7 on the side surface of
m or more.
【００３５】また、仮に、工作物６の切断面となる領域
における外縁部の全て（全周囲）に切欠を形成した状態
で切断を行うと、切断が複数の起点から起こることがあ
る。その場合、切断面には段差が現れる。従って、本実
施形態のように工作物６の切断面となる領域における外
縁部のうちの一部分に切欠７を形成することが好まし
い。また、このように一部分に切欠７を形成すると切欠
７を形成する際に工作物６を回転させる必要が無く、効
率良く切断部位を指定することができる。If cutting is performed in a state where notches are formed in all (all around) the outer edges in the region to be the cutting surface of the workpiece 6, cutting may occur from a plurality of starting points. In that case, a step appears on the cut surface. Therefore, it is preferable to form the notch 7 in a part of the outer edge in the region to be the cut surface of the workpiece 6 as in the present embodiment. In addition, when the notch 7 is formed in a part as described above, it is not necessary to rotate the workpiece 6 at the time of forming the notch 7, and the cut portion can be efficiently specified.
【００３６】また、更に微細な切欠７を形成するために
は、ビーム８ａとして電子ビーム８ａを用いると好適で
ある。In order to form a finer notch 7, it is preferable to use an electron beam 8a as the beam 8a.
【００３７】（第２実施形態）第１実施形態の工作物６
の切断方法では、切欠７の周辺における工作物６の欠け
を防ぐことはできるが、切断面におけるうねりを低減す
ることはできない。また、側圧の印加方向と切断面の法
線とが直交し、切断面が平面である切断はできても、側
圧の印加方向と切断面の法線とが任意の角度をなす切断
を行うことは難しい。本実施形態は、このような不具合
を改善するものである。(Second Embodiment) Workpiece 6 of First Embodiment
In the cutting method described above, it is possible to prevent the workpiece 6 from being chipped around the notch 7, but it is not possible to reduce the undulation on the cut surface. In addition, even if cutting can be performed in which the direction of application of the lateral pressure is perpendicular to the normal line of the cut surface and the cut surface is a plane, a cut can be made at an arbitrary angle between the application direction of the lateral pressure and the normal line of the cut surface. Is difficult. The present embodiment improves such a problem.
【００３８】以下、図に示す実施形態について説明す
る。図３に本実施形態に係る側圧切断装置を概略断面図
にて示す。本実施形態における側圧切断装置は第１実施
形態と同様であり、側圧切断装置に配置される工作物６
のみ異なるため、側圧切断装置の構成については、図中
図１と同一符号を付して説明を省略する。Hereinafter, the embodiment shown in the drawings will be described. FIG. 3 is a schematic sectional view of the lateral pressure cutting device according to the present embodiment. The side pressure cutting device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and a workpiece 6 arranged in the side pressure cutting device is used.
Since only the configuration differs, the configuration of the lateral pressure cutting device is denoted by the same reference numeral as in FIG.
【００３９】工作物６としては、第１実施形態と同様の
サイズ、材質のものを切断する例について説明する。ま
た、本実施形態は、斜めの切断（工作物６における切断
面の法線と工作物６の軸とが平行になっていない切断）
を行う例である。また、切断面は平面である。図３に示
すように、工作物６には切断する部位を指定する破砕領
域９が形成されている。破砕領域９は工作物６内に平面
で形成され、破砕領域９の面における法線と工作物６の
軸とのなす角αが１０度になっている。An example will be described in which the workpiece 6 is cut in the same size and material as in the first embodiment. Further, in the present embodiment, the oblique cutting (cutting in which the normal of the cut surface of the workpiece 6 and the axis of the workpiece 6 are not parallel).
This is an example of performing. The cut surface is a plane. As shown in FIG. 3, the workpiece 6 has a crushing area 9 for designating a site to be cut. The crushing area 9 is formed as a flat surface in the workpiece 6, and the angle α between the normal to the surface of the crushing area 9 and the axis of the workpiece 6 is 10 degrees.
【００４０】次に、破砕領域９の形成方法について図４
を用いて説明する。図４は、破砕領域９の形成に係る高
密度エネルギービーム装置８及び工作物６の模式的な斜
視図である。図４に示すように、工作物６の外表面のう
ち工作物６の切断面となる領域における外縁部が位置す
る面である側面の一部には平面６ａが形成されている。Next, a method of forming the crushing area 9 is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of the high-density energy beam device 8 and the workpiece 6 related to the formation of the crushing region 9. As shown in FIG. 4, a flat surface 6a is formed on a part of the outer surface of the workpiece 6, which is a surface on which an outer edge portion is located in a region to be a cut surface of the workpiece 6.
【００４１】この平面６ａには鏡面仕上げが施されてい
ることが望ましい。これは、表面が荒れている面にビー
ム８ａを照射した場合、ビーム８ａが散乱して工作物６
の内部への透過を妨げるため、後述のようにビーム８ａ
をこの平面６ａに照射したときにビーム８ａの透過が好
適に行われるようにするためである。本実施形態では、
平面６ａの表面粗さはＲｚ０．０１μｍ以下に仕上げて
ある。また、ビーム８ａの散乱を防ぐため、側面におけ
る平面６ａの端部と側面における曲面との接続部分にお
いて、面取りを行わないか微少にすることが望ましい。
更に、工作物６の表面に汚れが付着していないように、
ビーム８ａを照射する前に工作物６の洗浄を行う。It is desirable that the flat surface 6a be mirror-finished. This is because when the beam 8a is irradiated on a rough surface, the beam 8a is scattered and the workpiece 6a is scattered.
Beam 8a, as described below, to prevent transmission of
Is irradiated on the flat surface 6a so that the beam 8a is appropriately transmitted. In this embodiment,
The surface roughness of the flat surface 6a is finished to Rz 0.01 μm or less. In addition, in order to prevent scattering of the beam 8a, it is desirable that chamfering is not performed or made small at the connection between the end of the flat surface 6a on the side surface and the curved surface on the side surface.
Furthermore, so that the surface of the workpiece 6 is not contaminated,
The workpiece 6 is cleaned before the irradiation with the beam 8a.
【００４２】そして、この工作物６を側面における平面
６ａが高密度エネルギービーム装置８側に向くような状
態でＸＹＺテーブル上に配置する。そして、ビーム８ａ
が工作物６の側面における平面６ａ側から照射され、ビ
ーム８ａの焦点が工作物６の内部に位置するように、工
作物６及び高密度エネルギービーム装置８を位置決めす
る。その後、高密度エネルギービーム装置８からビーム
８ａを照射することにより、ビーム８ａが焦点を結んだ
点で微細破壊が起こる。Then, the workpiece 6 is placed on the XYZ table in such a manner that the flat surface 6a on the side faces the high-density energy beam device 8 side. And the beam 8a
Is irradiated from the side of the plane 6a on the side surface of the workpiece 6, and the workpiece 6 and the high-density energy beam device 8 are positioned such that the focal point of the beam 8a is located inside the workpiece 6. After that, by irradiating the beam 8a from the high-density energy beam device 8, fine destruction occurs at the point where the beam 8a is focused.
【００４３】この際、工作物６における切断面となる領
域の全面に破砕領域９を形成するために、工作物６の母
線が常に平行な状態で工作物６とビーム８ａとを相対移
動する。具体的には、工作物６の軸と平行な方向を中心
軸として工作物６を回転したり揺動したり（回動）す
る。または、工作物６における切断面となる領域を含む
平面に対して平行となるようにして工作物６とビーム８
ａとを相対移動させても良い。具体的には、切断面とな
る領域の法線に平行な方向を中心軸として工作物６を回
転したり揺動したりする。なお、安定した微細破砕を形
成するためには、ビーム８ａの入射角度が０度であるこ
とが好ましいが、入射角度が０度以上４５度以下であれ
ば微細破砕を形成することができる。At this time, the workpiece 6 and the beam 8a are relatively moved while the generatrix 9 of the workpiece 6 is always parallel in order to form the crushing area 9 over the entire area of the workpiece 6 which will be the cut surface. Specifically, the workpiece 6 rotates or swings (rotates) about a direction parallel to the axis of the workpiece 6 as a central axis. Alternatively, the workpiece 6 and the beam 8 are set so as to be parallel to a plane including a region to be a cut surface in the workpiece 6.
a may be moved relative to each other. Specifically, the workpiece 6 is rotated or oscillated about a direction parallel to a normal line of a region to be a cut surface as a center axis. In addition, in order to form stable fine crushing, it is preferable that the incident angle of the beam 8a is 0 °, but fine crushing can be formed if the incident angle is 0 ° or more and 45 ° or less.
【００４４】そして、このような工作物６の回転と、Ｘ
ＹＺテーブルを利用した工作物６のＸＹＺ方向への移動
とを調節して微細破壊を連続的に形成する。この際、所
望の位置において微細破壊が起こるように工作物６の屈
折率を考慮すると良い。このようにして、工作物６の切
断面となる領域において破砕領域９を形成する。この破
砕領域９は、例えば、工作物６の内部で工作物６が割れ
ているような状態になっており、後述の工作物６の切断
の際に、この破砕領域９で切断される。The rotation of the workpiece 6 and X
The movement of the workpiece 6 in the XYZ directions using the YZ table is adjusted to continuously form the fine fracture. At this time, it is preferable to consider the refractive index of the workpiece 6 so as to cause micro-destruction at a desired position. In this way, the crushing area 9 is formed in the area to be the cut surface of the workpiece 6. The crushing area 9 is, for example, in a state where the workpiece 6 is broken inside the workpiece 6, and is cut in the crushing area 9 when the workpiece 6 is cut, which will be described later.
【００４５】なお、ビーム８ａの波長や出力の条件は第
１実施形態と同様であり、レーザの波長は１．０６４μ
ｍ以下であることが望ましい。これは、波長が１．０６
４μｍより大きいと、レーザを工作物に照射することに
より形成される破砕領域が大きくなって切断面における
表面粗さが大きくなったり、工作物が割れたりする不具
合が生じるためである。The wavelength and output conditions of the beam 8a are the same as in the first embodiment, and the wavelength of the laser is 1.064 μm.
m or less. This is because the wavelength is 1.06
If the diameter is larger than 4 μm, the crushed area formed by irradiating the workpiece with the laser becomes large, causing a problem that the surface roughness on the cut surface becomes large and the workpiece is broken.
【００４６】この破砕領域９の形成においては、破砕領
域９のうち、ビーム８ａを照射する側、つまり、工作物
６の側面における平面６ａ側から距離が遠い部位から順
に形成するようにする。これは、工作物６において工作
物６が破砕された点（以下、単に破砕点という）はビー
ム８ａの透過性が悪いため、ビーム８ａの照射軸上に破
砕点が存在し、この破砕点よりも遠い部位に他の破砕点
を形成することは困難であるためである。In the formation of the crushing area 9, the crushing area 9 is formed in order from the side irradiated with the beam 8 a, that is, the portion of the side surface of the workpiece 6 which is farther from the plane 6 a side. This is because the point at which the workpiece 6 is crushed in the workpiece 6 (hereinafter simply referred to as a crushing point) has a poor transmission of the beam 8a, so that the crushing point exists on the irradiation axis of the beam 8a. This is because it is difficult to form another crushing point in a part that is far away.
【００４７】このようにして切断面となる領域の全てに
おいて破砕領域９を形成した後、第１実施形態と同様に
して、工作物６を切断装置における側圧伝達筒４内に配
置して切断を行う。本実施形態では、圧力媒体による液
圧を約３００ｋｇ／ｃｍ2にした結果、工作物６を破砕
領域９において切断することができた。そして、切断面
を観察したところ、うねりが０．１ｍｍ以下であった。After forming the crushing area 9 in all the areas to be cut surfaces in this way, the work piece 6 is arranged in the side pressure transmission cylinder 4 of the cutting device and cut in the same manner as in the first embodiment. Do. In the present embodiment, as a result of setting the liquid pressure by the pressure medium to about 300 kg / cm 2 , the workpiece 6 could be cut in the crushing area 9. When the cut surface was observed, the undulation was 0.1 mm or less.
【００４８】ところで、本実施形態のように工作物６の
内部に破砕領域９を形成することにより斜めの切断を行
うことができる。また、破砕領域９を形成して切断面を
指定しているため、工作物６の外表面に切欠を設け、こ
の切欠を起点として切断する場合と比較してうねりの発
生を抑制することができる。ただし、切断面におけるう
ねりよりもミクロな凹凸である表面粗さを観察したとこ
ろ、破砕領域９を形成した分悪くなっている。しかし、
この凹凸は研削で除去することができる。By forming the crushing area 9 inside the workpiece 6 as in the present embodiment, oblique cutting can be performed. In addition, since the crushing area 9 is formed and the cut surface is designated, a cutout is provided on the outer surface of the workpiece 6 and the occurrence of undulation can be suppressed as compared with the case where the cutout is used as a starting point. . However, when the surface roughness, which is a microscopic unevenness, was observed rather than the undulation on the cut surface, it was worse by the formation of the crushed region 9. But,
This unevenness can be removed by grinding.
【００４９】また、一般に後工程において例えば研削加
工を施す等して切断面を平面にするが、切断面のうねり
が大きいと、この加工によるウェハ（切断された工作物
６）の除去量が多くなる。このため、ウェハの内部にク
ラックや破砕層が入りやすくなる。その結果、特に工作
物６として半導体を用いる場合は、そのクラック等が生
じた領域に素子等を形成すると、その素子に不具合が生
じる。しかし、本実施形態の切断方法では切断面におけ
るうねりを小さくすることができるため、研磨等による
負荷の小さな加工で後工程を行うことが可能となり、ウ
ェハ内部へのダメージを抑制することができ、信頼性の
高いウェハを提供することができる。Also, in general, the cut surface is made flat by, for example, grinding in a post-process. If the cut surface has a large undulation, the amount of removal of the wafer (cut work 6) by this process is large. Become. For this reason, cracks and crushed layers easily enter the inside of the wafer. As a result, particularly when a semiconductor is used as the workpiece 6, if an element or the like is formed in a region where the crack or the like has occurred, a defect occurs in the element. However, in the cutting method of the present embodiment, the undulation on the cut surface can be reduced, so that the post-process can be performed by processing with a small load such as polishing, and damage to the inside of the wafer can be suppressed. A highly reliable wafer can be provided.
【００５０】また、予め破砕領域９を形成しているた
め、小さい側圧力で工作物６を切断することができる。
その結果、工作物６の切断間隔が小さい場合も工作物６
の挫屈の発生を抑制することができる。また、工作物６
に対するビーム８ａの入射角が大きいと工作物６の内部
にビーム８ａの焦点を結ぶことが困難であるが、工作物
６に平面６ａを形成しているためビーム８ａを好適に工
作物６の内部に導くことができる。Further, since the crushing area 9 is formed in advance, the workpiece 6 can be cut with a small side pressure.
As a result, even when the cutting interval of the workpiece 6 is small,
Buckling can be suppressed. Workpiece 6
It is difficult to focus the beam 8a inside the work piece 6 when the incident angle of the beam 8a to the work piece 6 is large. However, since the flat face 6a is formed on the work piece 6, Can be led to.
【００５１】なお、工作物６の平面６ａからビーム８ａ
を照射することが望ましいが、曲面にビーム８ａを照射
しても工作物６の内部にビーム８ａを導くことはでき
る。その場合は、ビーム８ａの乱反射を防ぐために工作
物６の側面の頂点にビーム８ａを照射するようにすると
良い。また、切断面となる領域の全面に破砕領域９を設
けるためには、工作物６を回転させながらビーム８ａを
照射すれば良い。ただし、この場合は工作物６の回転軸
を決定するなどの段取りが必要になるため、一般には、
上述のように工作物６の側面に平面６ａを形成してビー
ム８ａを照射する方が容易である。Note that the beam 8a is projected from the plane 6a of the workpiece 6
It is preferable to irradiate the beam 8a to the inside of the workpiece 6 even if the curved surface is irradiated with the beam 8a. In that case, it is preferable to irradiate the beam 8a to the vertex of the side surface of the workpiece 6 in order to prevent irregular reflection of the beam 8a. Further, in order to provide the crushing area 9 over the entire area to be the cut surface, the beam 8a may be irradiated while rotating the workpiece 6. However, in this case, setup such as determining the rotation axis of the workpiece 6 is required.
As described above, it is easier to form the flat surface 6a on the side surface of the workpiece 6 and irradiate the beam 8a.
【００５２】また、工作物６として半導体インゴットを
用いるときは、インゴットにおけるオリエンテーション
フラット加工された部位を上記側面における平面６ａと
して利用すると好適である。When a semiconductor ingot is used as the workpiece 6, it is preferable to use the portion of the ingot that has been subjected to the orientation flat processing as the flat surface 6a on the side surface.
【００５３】（第３実施形態）第２実施形態では工作物
６の側面側から内部にビーム８ａを照射する例について
示したが、本実施形態では、工作物６の外表面のうち工
作物６の切断面となる領域における外縁部を含む面以外
の面である端面側からビーム８ａを照射する例について
示す。本実施形態における側圧切断装置は第２実施形態
と同様であるため説明を省略する。以下、主として工作
物６に対する破砕領域９の形成方法について、第２実施
形態と異なる点について述べる。(Third Embodiment) In the second embodiment, an example in which the beam 8a is irradiated from the side of the workpiece 6 to the inside is shown. However, in the present embodiment, the workpiece 6 of the outer surface of the workpiece 6 is exposed. An example in which the beam 8a is irradiated from the end face side which is a face other than the face including the outer edge in the region to be the cut surface of FIG. The side pressure cutting device according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted. Hereinafter, a method of forming the crushing area 9 on the workpiece 6 will be described, focusing on differences from the second embodiment.
【００５４】図５は、破砕領域９の形成に係る高密度エ
ネルギービーム装置８及び工作物６の模式的な斜視図で
ある。本実施形態は、工作物６に対して斜めの切断を行
う例であり、切断面は平面である。具体的には、第２実
施形態と同様に、工作物６の軸と切断面となる領域の法
線とのなす角αが１０度になった平面で切断する。FIG. 5 is a schematic perspective view of the high-density energy beam device 8 and the workpiece 6 relating to the formation of the crushing area 9. The present embodiment is an example in which the work 6 is cut obliquely, and the cut surface is a plane. Specifically, as in the second embodiment, the workpiece 6 is cut on a plane having an angle α of 10 degrees between the axis of the workpiece 6 and the normal line of the area to be the cut surface.
【００５５】図５に示すように、円柱形状の工作物６を
端面６ｂが高密度エネルギービーム装置８側に向くよう
な状態でＸＹＺテーブル上に配置する。そして、この端
面６ｂ側からビーム８ａを照射する。このビーム８ａが
照射される端面６ｂは、ビーム８ａの散乱を防止するた
めに鏡面であることが望ましく、本実施形態では表面粗
さがＲｚ０．０１μｍ以下になっている。As shown in FIG. 5, a cylindrical workpiece 6 is placed on an XYZ table with its end face 6b facing the high-density energy beam device 8 side. Then, the beam 8a is irradiated from the end face 6b side. The end face 6b irradiated with the beam 8a is desirably a mirror surface in order to prevent scattering of the beam 8a, and in the present embodiment, the surface roughness is Rz 0.01 μm or less.
【００５６】ビーム８ａを照射する際は、工作物６の内
部にビーム８ａの焦点が結ばれて微細破砕が形成される
ように位置決めして行う。そして、ＸＹＺテーブル上に
工作物６を載せて操作を行うことにより連続的に微細破
砕を形成し破砕領域９とする。この場合、第２実施形態
と同様に、破砕領域９のうちビーム８ａを照射する側か
ら遠い部位から順に破砕領域９を形成する。When irradiating the beam 8a, the beam 8a is positioned so that the beam 8a is focused on the inside of the workpiece 6 and fine crushing is formed. Then, the work 6 is placed on the XYZ table and the operation is performed to form fine crushes continuously to form the crush region 9. In this case, as in the second embodiment, the crushing regions 9 are formed in order from the portion of the crushing region 9 that is farther from the side irradiated with the beam 8a.
【００５７】図６は、この工作物６の切断の前後におけ
る工作物６の斜視図であって、（ａ）は切断する前の破
砕領域９を形成した状態であり、（ｂ）は切断後の状態
を示す。上述のようにして全ての破砕領域９を形成した
結果、図６（ａ）のように、複数（図示例では７部位）
の破砕領域９が形成された状態になる。FIGS. 6A and 6B are perspective views of the workpiece 6 before and after the cutting of the workpiece 6, wherein FIG. 6A shows a state in which a crushing area 9 before cutting is formed, and FIG. The state of is shown. As a result of forming all the crushing regions 9 as described above, as shown in FIG.
Is formed in a state where the crushing region 9 is formed.
【００５８】その後、第１及び第２実施形態と同様に、
工作物６を切断装置の側圧伝達筒４内に配置して切断を
行うことにより破砕領域９における工作物６の切断を行
う。その結果、本実施形態では、図６（ｂ）に示すよう
に、斜めの切断を良好に行うことができた。切断面は、
第２実施形態と同様に、うねりは０．１ｍｍ以下であっ
て良好であり、表面粗さは破砕されている分悪くなって
いる。Thereafter, as in the first and second embodiments,
The workpiece 6 is cut in the crushing area 9 by disposing the workpiece 6 in the side pressure transmission cylinder 4 of the cutting device and performing cutting. As a result, in the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the oblique cutting was successfully performed. The cut surface is
As in the second embodiment, the waviness is 0.1 mm or less, which is good, and the surface roughness is bad due to the crushing.
【００５９】ところで、本実施形態のように、工作物６
の端面６ｂ側からビーム８ａを照射する場合も、第２実
施形態と同様の効果を発揮することができる。また、切
断面となる領域の全面に破砕領域９を形成する際に、工
作物６を回転したり揺動したりする必要が無く、容易に
破砕領域９を形成することができる。また、特に、予め
端面が平面である工作物６を用いれば、側面に平面を形
成しなくてもビーム８ａの乱反射を防止して良好に破砕
領域９を形成することができる。By the way, as in this embodiment, the workpiece 6
When the beam 8a is irradiated from the end face 6b side, the same effect as in the second embodiment can be exerted. In addition, when forming the crushing area 9 over the entire area to be the cut surface, there is no need to rotate or swing the workpiece 6 and the crushing area 9 can be easily formed. Also, in particular, if the workpiece 6 having a flat end surface is used in advance, the crushed area 9 can be favorably formed by preventing irregular reflection of the beam 8a without forming a flat surface on the side surface.
【００６０】（第４実施形態）上記第２及び第３実施形
態では、切断面となる領域の全面に破砕領域９を設ける
例について示したが、切断面となる領域の一部に対して
破砕領域９を形成し（以下、このような破砕領域を部分
的破砕領域という）ても良い。以下、工作物６の側面側
からビーム８ａを照射する場合について図７を用いて説
明する。図７は、部分的破砕領域９を形成する際の工作
物６の模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）
における白抜き矢印方向から見た透視図である。Fourth Embodiment In the above-described second and third embodiments, an example has been described in which the crushing region 9 is provided on the entire surface of the region to be a cut surface. The region 9 may be formed (hereinafter, such a crushed region is referred to as a partially crushed region). Hereinafter, a case where the beam 8a is irradiated from the side surface of the workpiece 6 will be described with reference to FIG. FIGS. 7A and 7B are schematic views of the workpiece 6 when the partially crushed area 9 is formed. FIG. 7A is a perspective view, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view as viewed from the direction of a white arrow in FIG.
【００６１】図７に示すように、この工作物６にも側面
に平面６ａを形成している。そして、図７（ｂ）に示す
ように、工作物６の側面における平面６ａをこの平面６
ａの法線方向に延長した領域内に部分的破砕領域９を形
成している。そして、切断する際には、この部分的破砕
領域９を起点として切断が始まり、切断面となる領域に
切断が広がっていく。これにより、部分的破砕領域９を
形成する際に工作物６を回転したり揺動したりする必要
が無いため、効率良く部分的破砕領域９を形成すること
ができる。As shown in FIG. 7, the workpiece 6 also has a flat surface 6a on the side surface. Then, as shown in FIG. 7B, the plane 6a on the side surface of the workpiece 6 is
A partially crushed area 9 is formed in an area extending in the normal direction of a. Then, when cutting, the cutting starts with the partial crushing area 9 as a starting point, and the cutting spreads to a region to be a cut surface. This eliminates the need to rotate or swing the workpiece 6 when forming the partially crushed area 9, so that the partially crushed area 9 can be formed efficiently.
【００６２】この部分的破砕領域９を形成して工作物６
を切断する方法は、特に、結晶が規則的に層状に形成さ
れた工作物６、例えば、単結晶の炭化珪素を層状の面に
沿って切断する場合に適している。The work piece 6 is formed by forming the partial crush area 9.
Is particularly suitable for cutting a workpiece 6 in which crystals are regularly formed in a layered form, for example, a single crystal silicon carbide along a layered surface.
【００６３】なお、部分的破砕領域９を形成する際も、
その形成位置によっては第２実施形態の様に工作物６を
回転又は揺動させても良い。When forming the partially crushed area 9,
Depending on the formation position, the workpiece 6 may be rotated or rocked as in the second embodiment.
【００６４】（他の実施形態）上記各実施形態は、切断
面が平面である例について示したが、工作物を載せたＸ
ＹＺテーブルを適宜移動させて３次元の破砕領域を形成
することもできる。これにより、切断面が３次元形状の
切断を行うこともできる。特に、従来、ガラスレンズを
製作する場合ガラスの切断面は平面であったため、切断
した後に研削でレンズ形状にしていた。しかし、レンズ
形状の３次元の破砕領域を形成することにより、研削で
レンズ形状にする工程を省くことができる。このよう
に、ビームを用いて工作物の内部に破砕領域を形成する
ことにより、任意の切断面を形成することができる。(Other Embodiments) In each of the above embodiments, an example in which the cut surface is a flat surface has been described.
The three-dimensional crushing area can be formed by appropriately moving the YZ table. As a result, the cut surface can be cut into a three-dimensional shape. Particularly, conventionally, when a glass lens is manufactured, since the cut surface of the glass is a flat surface, the glass is cut into a lens shape after grinding. However, by forming the lens-shaped three-dimensional crushing region, the step of grinding into a lens shape can be omitted. Thus, an arbitrary cut surface can be formed by forming a crushing area inside a workpiece using a beam.
【００６５】また、上記各実施形態に示す工作物の切断
方法では、ガラス以外にも、ＳｉやＳｉＣ等の半導体イ
ンゴットや、セラミック、水晶、サファイア等の脆性材
料を切断することができる。ただし、第２〜第４実施形
態の様に、工作物６の内部に破砕領域９を形成する場合
は、ビーム８ａが内部に焦点を結ぶことができるよう
に、工作物６が透過性の物質からなることが必要であ
る。In the method for cutting a workpiece shown in each of the above embodiments, a semiconductor ingot such as Si or SiC, or a brittle material such as ceramic, quartz, or sapphire can be cut in addition to glass. However, when the crushing area 9 is formed inside the workpiece 6 as in the second to fourth embodiments, the workpiece 6 is made of a transparent material so that the beam 8a can be focused inside. It is necessary to consist of
【００６６】また、工作物の形状としては、一般的には
円柱が望ましいが、円筒形状や六角柱など、様々な形状
のものを用いることができる。また、必ずしも棒状の工
作物を用いる必要は無く、側圧伝達筒の軸方向、つまり
切断面となる領域における外縁部が位置する面である側
面の母線方向に短く、ウェハに近い形状の工作物を用い
ても良い。また、複数の工作物を同時に側圧伝達筒内に
嵌入しても良い。In general, the shape of the workpiece is preferably a cylinder, but various shapes such as a cylinder and a hexagon can be used. In addition, it is not necessary to use a rod-shaped workpiece, and a workpiece having a shape similar to a wafer that is short in the axial direction of the side pressure transmission cylinder, that is, in the generatrix direction of the side surface, which is the surface on which the outer edge portion is located in the area to be cut, is located. May be used. Further, a plurality of workpieces may be simultaneously fitted into the side pressure transmission cylinder.
【００６７】また、第２及び第３実施形態の様に、工作
物６の内部に破砕領域９を形成する場合は、側圧切断装
置を用いずに他の方法で工作物６に応力を加えても、工
作物６を切断することができる。具体的には、工作物６
の側面に金属物等を用いて衝撃を与えたり、超音波等の
振動を与えたり、加熱による熱膨張に起因する応力を利
用したりすることができる。この方法は、場合によって
は、第４実施形態のように部分的破砕領域９を形成する
場合も可能である。When the crushing area 9 is formed inside the workpiece 6 as in the second and third embodiments, stress is applied to the workpiece 6 by another method without using the side pressure cutting device. Also, the workpiece 6 can be cut. Specifically, the work 6
Can be applied to the side surface of the device with a metal object or the like, vibrations such as ultrasonic waves can be given, or a stress caused by thermal expansion due to heating can be used. In some cases, this method can form the partially crushed region 9 as in the fourth embodiment.
【００６８】また、上記第２及び第３実施形態は、斜め
の切断を行う例について示したが、工作物の軸と切断面
の法線とが平行になるように切断しても良い。また、第
２〜第４実施形態においては、破砕領域を形成する際に
ＸＹＺの方向に移動可能なＮＣコントローラを利用して
行うことにより、自動で破砕領域を形成することができ
る。このとき、予め工作物の屈折率を入力しておけば、
自動で屈折率を考慮した補正を行って所望の位置におい
てビームの焦点を好適に結ぶことができる。Although the second and third embodiments have been described with respect to the example in which the diagonal cutting is performed, the cutting may be performed such that the axis of the workpiece and the normal of the cut surface are parallel to each other. In the second to fourth embodiments, the crushing area can be automatically formed by using an NC controller movable in the XYZ directions when the crushing area is formed. At this time, if you input the refractive index of the workpiece in advance,
The beam can be appropriately focused at a desired position by automatically performing a correction in consideration of the refractive index.
【図１】第１実施形態に係る側圧切断装置の概略断面図
である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a lateral pressure cutting device according to a first embodiment.
【図２】第１実施形態における切欠の形成に係る高密度
エネルギービーム装置及び工作物の模式的な斜視図であ
る。FIG. 2 is a schematic perspective view of a high-density energy beam device and a workpiece related to the formation of a notch in the first embodiment.
【図３】第２実施形態に係る側圧切断装置の概略断面図
である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a lateral pressure cutting device according to a second embodiment.
【図４】第２実施形態における破砕領域の形成に係る高
密度エネルギービーム装置及び工作物の模式的な斜視図
である。FIG. 4 is a schematic perspective view of a high-density energy beam device and a workpiece related to formation of a crushing region in a second embodiment.
【図５】第３実施形態における破砕領域の形成に係る高
密度エネルギービーム装置及び工作物の模式的な斜視図
である。FIG. 5 is a schematic perspective view of a high-density energy beam device and a workpiece related to formation of a crushing region in a third embodiment.
【図６】第３実施形態に係る切断前後の工作物の斜視図
である。FIG. 6 is a perspective view of a workpiece before and after cutting according to a third embodiment.
【図７】部分的破砕領域を形成する際の工作物の模式図
である。FIG. 7 is a schematic view of a workpiece when forming a partially fractured area.
４…側圧伝達筒、６…工作物、６ａ…平面、６ｂ…端
面、７…切欠、８ａ…ビーム、９…破砕領域。4 ... side pressure transmission cylinder, 6 ... workpiece, 6a ... plane, 6b ... end face, 7 ... notch, 8a ... beam, 9 ... crushing area.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 輝和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 鈴木 孝昌 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 神谷 哲章 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 向田 慎二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3C069 AA01 BA08 BC01 CA02 CA11 CB01 EA01 EA02 EA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Teruoka Higashi 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside DENSO Corporation (72) Inventor Takamasa Suzuki 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Co., Ltd. Inside DENSO (72) Inventor Tetsuaki Kamiya 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside DENSO Corporation (72) Inventor Shinji Mukada 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term (reference) 3C069 AA01 BA08 BC01 CA02 CA11 CB01 EA01 EA02 EA05
Claims (18)
高密度エネルギービーム（８ａ）を照射することによ
り、前記工作物のうちの切断する部位を指定する切欠
（７）を形成する工程と、 前記工作物のうちの少なくとも前記切欠を含む部位を側
圧伝達筒（４）で覆う工程と、 前記側圧伝達筒の外周に沿って側圧を加えて前記工作物
に側圧を伝達することにより前記工作物を切断する工程
とを含むことを特徴とする工作物の切断方法。1. A notch (7) for designating a site to be cut in the workpiece by irradiating an outer surface of the workpiece (6) made of a brittle material with a high-density energy beam (8a). A step of covering at least a portion of the workpiece including the notch with a side pressure transmission cylinder (4); and transmitting a side pressure to the workpiece by applying a side pressure along an outer periphery of the side pressure transmission cylinder. Cutting the workpiece.
領域における外縁部のうちの一部分に形成することを特
徴とする請求項１に記載の工作物の切断方法。2. The method for cutting a workpiece according to claim 1, wherein the notch is formed in a part of an outer edge in a region to be a cutting surface of the workpiece.
密度エネルギービーム（８ａ）を照射することにより、
前記工作物のうちの切断する部位を指定する破砕領域
（９）を形成する工程と、 前記破砕領域において前記工作物を切断する工程とを含
むことを特徴とする工作物の切断方法。3. Irradiating a high-density energy beam (8a) inside a workpiece (6) made of a brittle material,
A method for cutting a workpiece, comprising: a step of forming a crushing area (9) for designating a site to be cut in the workpiece; and a step of cutting the workpiece in the crushing area.
密度エネルギービーム（８ａ）を照射することにより、
前記工作物のうちの切断する部位を指定する破砕領域
（９）を形成する工程と、 前記工作物のうちの少なくとも前記破砕領域を含む部位
を側圧伝達筒（４）で覆う工程と、 前記側圧伝達筒の外周に沿って側圧を加えて前記工作物
に側圧を伝達することにより、前記破砕領域において前
記工作物を切断する工程とを含むことを特徴とする工作
物の切断方法。4. A high-density energy beam (8a) is irradiated inside a workpiece (6) made of a brittle material,
Forming a crushing area (9) for designating a part to be cut in the workpiece; covering at least a part of the workpiece including the crushing area with a side pressure transmission cylinder (4); Cutting the workpiece in the crushing area by applying the lateral pressure to the workpiece by applying the lateral pressure along the outer circumference of the transmission cylinder.
作物の外表面のうち該工作物の切断面となる領域におけ
る外縁部が位置する面から照射することを特徴とする請
求項３又は４に記載の工作物の切断方法。5. The method according to claim 3, wherein the high-density energy beam is irradiated from a surface of the outer surface of the workpiece where an outer edge in a region to be a cut surface of the workpiece is located. A method for cutting a workpiece as described.
作物の外表面のうち該工作物の切断面となる領域におけ
る外縁部を含む面以外の面から照射することを特徴とす
る請求項３又は４に記載の工作物の切断方法。6. The method according to claim 3, wherein the high-density energy beam is irradiated from a surface of the outer surface of the workpiece other than a surface including an outer edge in a region to be a cut surface of the workpiece. 5. The method for cutting a workpiece according to 4.
ネルギービームを照射する部位に平面（６ａ、６ｂ）を
形成し、該平面から前記高密度エネルギービームを照射
することを特徴とする請求項５又は６に記載の工作物の
切断方法。7. A flat surface (6a, 6b) is formed on a portion of the outer surface of the workpiece to be irradiated with the high-density energy beam, and the high-density energy beam is irradiated from the flat surface. Item 7. The method for cutting a workpiece according to Item 5 or 6.
特徴とする請求項３乃至７のいずれか１つに記載の工作
物の切断方法。8. The method according to claim 3, wherein the crushing area has a three-dimensional shape.
エネルギービームを照射する際に、前記破砕領域の法線
に平行な方向を中心軸として前記工作物を回動させるこ
とを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１つに記載の
工作物の切断方法。9. The crushing area is a flat surface, and when irradiating the high-density energy beam, the workpiece is rotated about a center axis in a direction parallel to a normal line of the crushing area. A method for cutting a workpiece according to any one of claims 3 to 7.
の一部に対して、前記破砕領域を形成することを特徴と
する請求項３乃至９のいずれか１つに記載の工作物の切
断方法。10. The work piece according to claim 3, wherein the crushing area is formed in a part of a cut surface area of the work piece. Cutting method.
度エネルギービームを照射する側から距離が遠い部位か
ら順に、前記破砕領域を形成することを特徴とする請求
項３乃至１０のいずれか１つに記載の工作物の切断方
法。11. The crushing region according to claim 3, wherein a plurality of the crushing regions are formed, and the crushing regions are formed in order from a portion that is farther from a side irradiated with the high-density energy beam. The method for cutting a workpiece according to any one of the first to third aspects.
とを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか１つに記載
の工作物の切断方法。12. The method according to claim 3, wherein the workpiece is made of a transparent material.
エネルギービームを照射する部位が鏡面であることを特
徴とする請求項３乃至１２のいずれか１つに記載の工作
物の切断方法。13. The method according to claim 3, wherein a portion of the outer surface of the workpiece to which the high-density energy beam is irradiated is a mirror surface.
ギービームの入射角が０度以上４５度以下であることを
特徴とする請求項３乃至１３のいずれか１つに記載の工
作物の切断方法。14. The method for cutting a workpiece according to claim 3, wherein an incident angle of the high-density energy beam with respect to the workpiece is 0 degree or more and 45 degrees or less.
工作物の屈折率を考慮して照射することを特徴とする請
求項３乃至１４のいずれか１つに記載の工作物の切断方
法。15. The method for cutting a workpiece according to claim 3, wherein the high-density energy beam is irradiated in consideration of a refractive index of the workpiece.
電子ビームを用いることを特徴とする請求項１又は２に
記載の工作物の切断方法。16. The high-density energy beam,
3. The method for cutting a workpiece according to claim 1, wherein an electron beam is used.
レーザを用いることを特徴とする請求項１乃至１５のい
ずれか１つに記載の工作物の切断方法。17. The high-density energy beam,
The method for cutting a workpiece according to any one of claims 1 to 15, wherein a laser is used.
下であることを特徴とする請求項１７に記載の工作物の
切断方法。18. The method according to claim 17, wherein a wavelength of the laser is 1.064 μm or less.
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