JP2006272499A - Cutting method for ingot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインゴットの切断方法に係り、特に、切断時ワイヤに砥粒を固定する擬似固定砥粒ワイヤを用い、シリコン単結晶や多結晶、その他化合物半導体やセラミックス等のインゴットの切断に適するインゴットの切断方法に関する。 The present invention relates to a method for cutting an ingot, and in particular, a pseudo-fixed abrasive wire that fixes abrasive grains to a wire at the time of cutting, and an ingot suitable for cutting an ingot such as silicon single crystal, polycrystal, other compound semiconductors, and ceramics. It relates to a cutting method.
従来、シリコン単結晶等のインゴット切断は、水溶性もしくは非水溶性の液中にSiC等の砥粒を分散させた切削液(スラリ)を走行するワイヤ及びインゴットの切断部に供給しながら切断を行なうもので、このように遊離砥粒方式での切断が一般的である(特許文献1)。しかし、この遊離砥粒方式によるインゴットの切断は、切断される基板間に切削液が十分に供給されないため、切断部に温度上昇が生じ、基板の平坦度が低下する問題点があり、さらに、この問題を解決するために、大量のスラリを用いるため、切断の際に多くの廃棄物が生じる問題点がある。 Conventionally, ingot cutting of silicon single crystal or the like is performed while supplying cutting fluid (slurry) in which abrasive grains such as SiC are dispersed in water-soluble or water-insoluble liquid to the cutting part of the wire and ingot that travels. In this way, cutting with a free abrasive grain method is common (Patent Document 1). However, the cutting of the ingot by this free abrasive grain method has a problem that since the cutting fluid is not sufficiently supplied between the substrates to be cut, the temperature rises at the cutting part, and the flatness of the substrate decreases. In order to solve this problem, since a large amount of slurry is used, there is a problem that a lot of waste is generated during cutting.
そこで、遊離砥粒方式での問題を解決するため、砥粒が予めワイヤに固定された固定砥粒ワイヤを用いた切断方法が提案されている(特許文献2)。 Then, in order to solve the problem with the loose abrasive method, a cutting method using a fixed abrasive wire in which the abrasive is fixed to the wire in advance has been proposed (Patent Document 2).
しかしながら、この固定砥粒ワイヤ方式は、遊離砥粒方式に比べ、固定砥粒ワイヤの製造コストが割高であるという問題点がある。
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for cutting an ingot that can be cut at low cost, can be cut with high flatness, and has little waste during cutting.
上述した目的を達成するため、本発明に係るインゴットの切断方法は、ワイヤソーを用いインゴットを複数枚の基板に切断するインゴットの切断方法において、前記ワイヤソーの走行するワイヤに接着剤及び砥粒を順次供給し、乾燥空気を用いて前記接着剤を乾燥させて、前記砥粒を前記ワイヤ上に固着させ、しかる後、このワイヤに切削液を供給しながら、ワイヤによりインゴットを切断することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, an ingot cutting method according to the present invention is an ingot cutting method in which an ingot is cut into a plurality of substrates using a wire saw. Supplying and drying the adhesive using dry air to fix the abrasive grains onto the wire, and then cutting the ingot with the wire while supplying cutting fluid to the wire. To do.
本発明に係るインゴットの切断方法によれば、切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法を提供することができる。 According to the ingot cutting method of the present invention, it is possible to provide an ingot cutting method that is low in cutting cost, capable of cutting with high flatness, and has little waste during cutting.
以下、本発明に係るインゴットの切断方法の一実施形態について添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an ingot cutting method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係るインゴットの切断方法に用いられるワイヤソーの概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram of a wire saw used in the ingot cutting method according to the present invention.
図1に示すように、本ワイヤソー1は、回転自在に設けられた3個の溝付ローラ2(2a、2b、2b)とこれらの溝付ローラ2間に張設されたワイヤ3aからなるワイヤ列3Aを有するローラ機構部4と、ワイヤ3aに押圧されて切断される例えばシリコン単結晶インゴットのようなインゴットWを保持するワーク保持機構部5と、ワークプレート6が取り付けられるワーク送り機構部(図示せず)を具備し、ワーク保持機構部5は上記ワーク送り機構部に移動可能に取り付けられており、ローラ機構部4及びワーク送り機構部は装置架台(図示せず)に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the wire saw 1 is composed of three grooved rollers 2 (2 a, 2 b, 2 b) that are rotatably provided and a
3個の溝付ローラ2(2a、2b、2b)のうち、溝付ローラ2aはローラ駆動モータ(図示せず)により駆動されるドライブローラであり、他の溝付ローラ2b、2bはドリブンローラであり、ワイヤ列3Aのワイヤ3aをドライブローラである溝付ローラ2aの駆動により往復運動させるようになっている。
Of the three grooved rollers 2 (2a, 2b, 2b), the grooved
また、インゴットWの両側には、一対の砥粒形成ユニット7、7が設けられている。この砥粒形成ユニット7、7はドリブンローラ2b、2b側から順に、接着剤噴射ノズル7a、砥粒噴射ノズル7b及び乾燥空気噴射ノズル7cを備えている。
A pair of abrasive grain forming units 7 and 7 are provided on both sides of the ingot W. The abrasive grain forming units 7, 7 are provided with an
図2に示すように、この砥粒形成ユニット7、7は、走行し砥粒が固定されていない素材のワイヤ3aに接着剤噴射ノズル7aから接着剤を噴射し、さらに、接着剤が付着されたワイヤ3aに砥粒噴射ノズル7bから砥粒を噴射してワイヤ3aに砥粒を付着させ、乾燥空気噴射ノズル7cから高温乾燥空気を噴射して、切断直前にその場(in−situ)で擬似固定砥粒ワイヤ3を形成するためのものである。
As shown in FIG. 2, the abrasive grain forming units 7, 7 spray an adhesive from an
さらに、インゴットWと砥粒形成ユニット7、7の間には、一対の切削液供給ノズル8、8が設けられており、切削前の砥粒が固着されたワイヤ3に切削液を供給するようになっている。
Further, a pair of cutting fluid supply nozzles 8 and 8 are provided between the ingot W and the abrasive grain forming units 7 and 7 so as to supply the cutting fluid to the
図1及び図2に示すように、本発明に係るインゴットの切断方法は次のようにして行われる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ingot cutting method according to the present invention is performed as follows.
インゴット例えばシリコン単結晶Wの切削工程時、走行するワイヤ3aと反走行側の砥粒形成ユニット7を作動させ、接着剤噴射ノズル7aから接着剤を素材のワイヤ3aに噴射し、さらに、接着剤上に砥粒噴射ノズル7bから砥粒を噴射して付着させ、さらに、乾燥空気噴射ノズル7cから高温乾燥空気を噴射して、擬似固定砥粒ワイヤ3を形成する。
During the cutting process of an ingot, for example, a silicon single crystal W, the
さらに、擬似固定砥粒ワイヤ3に反走行側の切削液供給ノズル8から切削液を供給し、擬似固定砥粒ワイヤ3とインゴットWを相対運動させ、研削作用によって、インゴットWを複数枚のウェーハに切断する。
Further, the cutting fluid is supplied to the pseudo fixed
この切断過程において、擬似固定砥粒ワイヤ3は、ワイヤ3aに砥粒が固着された状態になっているため、切断される基板間に十分切削液が供給され、切断部に温度上昇が生じることがなく、基板の高平坦度化が実現し、また、切削液の供給量を減少させることができて、廃棄物の発生を減じることができる。さらに、擬似固定砥粒ワイヤ3は、予めワイヤに固定砥粒ワイヤを固着する固定砥粒ワイヤと異なり、その場でワイヤに砥粒が固着されるので安価であり、切削直前に再生して使用することが可能である。
In this cutting process, since the pseudo fixed
上記実施形態のインゴットの切断方法によれば、擬似固定砥粒ワイヤと切削液を併用することにより、安価なワイヤを用いることにより切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法が実現される。 According to the ingot cutting method of the above embodiment, by using a pseudo fixed abrasive wire and a cutting fluid in combination, the cutting cost is low by using an inexpensive wire, and cutting with high flatness is possible. A method for cutting an ingot with little waste is realized.
本発明に係るインゴットの切断方法を用いて、ワイヤ張力25N、擬似固定用砥粒♯1500、ワイヤ速度750m/分にて、切削液として♯1500を用い、加工時間10時間で、直径200mm、長さ約500mmのシリコンインゴットを切断し、切断したシリコンウェーハの平坦度を測定した(実施例)。次に、比較例として、擬似固定砥粒ワイヤを用いず、研削液として♯1500のみを用い、その他は、実施例と条件は同じでシリコンインゴットを切断し、シリコンウェーハの平坦度を測定した(従来例)。また、上記シリコンインゴット1本の加工に用いられる切削液の使用量を実施例と従来例とで比較した。 Using the ingot cutting method according to the present invention, wire tension of 25 mm, pseudo-fixing abrasive grains # 1500, wire speed of 750 m / min, cutting fluid of # 1500, machining time of 10 hours, diameter of 200 mm, long A silicon ingot having a thickness of about 500 mm was cut, and the flatness of the cut silicon wafer was measured (Example). Next, as a comparative example, the pseudo fixed abrasive wire was not used, and only # 1500 was used as the grinding fluid. The other conditions were the same as in the example, and the silicon ingot was cut to measure the flatness of the silicon wafer ( Conventional example). Moreover, the usage-amount of the cutting fluid used for the process of said 1 silicon ingot was compared with the Example and the prior art example.
結果を表1に示す。
表1からもわかるように、擬似固定取付ワイヤと研削液を併用すると、研削液のみによる場合より平坦度が向上することが確認された。 As can be seen from Table 1, it was confirmed that when the pseudo-fixed mounting wire and the grinding fluid were used in combination, the flatness was improved as compared with the case using only the grinding fluid.
また、擬似固定液砥粒ワイヤと研削液を併用することにより、シリコンインゴット1本の加工において、約100kgの研削液の廃棄を削減することができた。 In addition, by using the pseudo fixed liquid abrasive wire and the grinding liquid in combination, it was possible to reduce the disposal of about 100 kg of the grinding liquid in the processing of one silicon ingot.
1 ワイヤソー
2(2a、2b、2b) 溝付ローラ
3 擬似固定砥粒ワイヤ
3a ワイヤ
3A ワイヤ列
4 ローラ機構部
5 ワーク保持機構部
6 ワークプレート
7 砥粒形成ユニット
7a 接着剤噴射ノズル
7b 砥粒噴射ノズル
7c 乾燥空気噴射ノズル
8 切削液供給ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire saw 2 (2a, 2b, 2b) Grooved
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