JP2006305685A - Wire saw device, guide bar for wire saw device and slurry supplying device for wire saw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は単結晶シリコンインゴット、磁性材料、セラミック、ガラス等のワークをピアノ線、鋼線等のワイヤによって薄板状に切断するワイヤソー装置およびそのワイヤソー装置に用いられるガイドバー並びにそのワイヤソー装置に用いられるスラリ供給装置に関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for a wire saw device that cuts a workpiece such as a single crystal silicon ingot, a magnetic material, ceramic, glass, etc. into a thin plate shape with a wire such as a piano wire or a steel wire, a guide bar used in the wire saw device, and a wire saw device. The present invention relates to a slurry supply device.
(従来技術1)
本出願人は、後掲する特許文献1に示されるように、ワイヤソー装置に関する発明を既に特許出願し、その発明内容は公知になっている。
(Prior art 1)
As shown in
図1は上記ワイヤソー装置の構成を示している。図1は切断すべきワークである単結晶シリコンインゴット(以下インゴットという)1を切断面方向からみた図である。 FIG. 1 shows the configuration of the wire saw device. FIG. 1 is a view of a single crystal silicon ingot (hereinafter referred to as an ingot) 1 that is a workpiece to be cut, as viewed from the cut surface direction.
同図1に示すように、各ローラ7、8、9の長手軸方向がインゴット1の長手軸方向に一致するように3つのローラ7、8、9が所定距離離間されて配置されている。各ローラ7、8、9にはワイヤ6が巻着されている。なおワイヤ6は送り側ボビンによってローラ7、8、9に送られ、巻き取り側ボビンによって巻き取られる。各ローラ7、8、9にはローラ長手方向に沿って一定のピッチでワイヤ6が巻かれており、図示しない張力調整機構により一定の張力がワイヤ6に付与されている。
As shown in FIG. 1, the three
本明細書では、インゴット1が押し当てられるワイヤ6が架け渡された一対のローラ7、8のことを「加工用ローラ」と称するものとする。一対の加工用ローラ7、8間に架け渡されたワイヤ6によってインゴット1が切断される。加工用ローラ7、8以外のローラ9のことを「調整用ローラ」と称するものとする。
In the present specification, the pair of
各ローラ7、8、9のいずれかのローラには図示しないワイヤ駆動用モータの回転軸が連結されている。ワイヤ駆動用モータが回転駆動することによりたとえば加工用ローラ7が回転駆動しこれに伴い他のローラ8、9が従動回転しワイヤ6が走行する。図中でローラ7、8、9が左方向に回転することによってワイヤ6は図中で左回りに走行する。ワイヤ6が一方向に走行するに応じて巻き取り側ボビンでワイヤ6が巻き取られていく。巻き取り側ボビンに巻かれているワイヤ6が所定量送られると、ワイヤ駆動用モータは逆方向に回転駆動し、巻き取り側ボビンが送り側ボビンとして機能してワイヤ6は逆方向に走行する。
A rotating shaft of a wire driving motor (not shown) is connected to any one of the
インゴット1は黒鉛からなるワークプレート2に接着されている。ワークプレート2はセットプレート3に接着されている。インゴット1をワークプレート2に接着し、ワークプレート2をセットプレート3に接着するに際して、インゴット1の切断方向が結晶面に一致するようにインゴット1の姿勢が調整される。すなわちインゴット1の結晶方位がワイヤ6による切断方向と垂直になるようにインゴット1の中心軸の方向が調整される。セットプレート3は昇降ベース4に取り付けられている。昇降ベース4は図示しない昇降用モータによって図中の上下方向に昇降する。
The
一対の加工用ローラ7、8の間には、一対のガイドバー41、42がその長手方向の軸(紙面に垂直な軸)が一致するように位置されている。一対のガイドバー41、42は、インゴット1を挟む位置に設けられている。
Between the pair of
図4(a)に示すようにガイドバー41、42には、ワイヤ6のピッチに応じた間隔で溝43が形成されている。図4(b)に示すように、溝43の幅はワイヤ6の直径よりもやや大きい長さである。たとえばワイヤ6の直径が160μmであれば溝43の幅は200μm程度である。
As shown in FIG. 4A,
図4(b)に示すように、一対のガイドバー41、42の溝43内にワイヤ6が位置された状態で上記ワイヤ駆動用モータが回転駆動すると、ワイヤ6は溝43に案内移動されて図1、図4(a)で矢印Vで示す図中左右方向に走行する。このときワイヤ6はインゴット1の切断に応じて溝43の幅方向に振動するが、ワイヤ6の振れは溝43によって規制される。つまりガイドバー41、42は、ワイヤ振れを規制することができる機能を有している。
As shown in FIG. 4B, when the wire driving motor is rotationally driven in a state where the
加工用ローラ7とガイドバー41の間および加工用ローラ8とガイドバー42の間にあってワイヤ6の上方には、スラリ供給用パイプ5が配置されている。
A
スラリ供給用パイプ5には、供給口5aがパイプ長手方向に沿って、パイプの下方に開口している。スラリ供給用パイプ5の供給口5aからは、砥粒と分散剤との混合液体からなるスラリが吐出され、重力に従って滴下される。
In the
上記ワイヤ駆動用モータを回転駆動させてワイヤ6を走行させるとともに、昇降ベース4を矢印Hで示す方向に下降させると、インゴット1が、走行するワイヤ6に押し当てられる。
When the
すると図4(b)に示すようにスラリ供給用パイプ5の供給口5aから吐出されたスラリは、一対のガイドバー41、42の溝43のうちワイヤ6と溝43の隙間43a(これをスラリゲートという)を介してインゴット1の切断部位に供給される。このためラッピング作用によりインゴット1が徐々に切断される。加工用ローラ7、8の長手軸方向には所定ピッチでワイヤ6が巻回されているため所定ピッチでの切断が同時に行われる。こうしてインゴット1から複数のウェーハが生成される。
Then, as shown in FIG. 4B, the slurry discharged from the
(従来技術2)
後掲する特許文献2には、上記図1を流用すると、インゴット1と加工用ローラ7(若しくは8)との間のワイヤ6を、上下2枚のフェルトによって挟みこんで、ワイヤ6の振れを防止するという発明が記載されている。また、この特許文献2には、上下2枚のフェルトとインゴット1の間にあってワイヤ6の上方にスラリ供給用パイプ5を配置して、スラリ供給用パイプ5から上下2枚のフェルトとインゴット1との間のワイヤ6にスラリを供給するという発明が記載されている。
In FIG. 1 described later, when FIG. 1 is used, the
図2(a)、(b)は、ガイドバー41、42の有無によって、ウェーハ1aの切断面に入り込む砥粒30の数の違いを説明する図である。図2(a)は、ガイドバー41、42が無いとした場合にインゴット1が切断される様子を模式的に示す断面図であり、図2(b)がガイドバー41、42をある場合にインゴット1が切断される様子を模式的に示す断面図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the difference in the number of abrasive grains 30 that enter the cut surface of the
一般にスラリは、加工用ローラ7、8の冷却等を考慮して、ワイヤ6に流すべき流量が設定されている。このためガイドバー41、42が無い場合(図2(a))には、加工用ローラ7、8にスラリが適切な流量で供給される一方で、ワイヤ6とウェーハ1aの切断面との間には、スラリの砥粒30が過剰に入り込むことになる。
In general, the slurry is set to a flow rate that should flow through the
またガイドバー41、42が無いと、ワイヤ6の振れが規制されない。
If the
このように過剰な砥粒30(スラリ)がワイヤ6とウェーハ切断面との間に入り込むとともに、ワイヤ6の振れが規制されないことで、ウェーハ中心部の厚みとウェーハ外周部の厚みとの差が大きくなり、TTV(厚さのバラツキ)が大きくなる。また、カーフロス(切断代)が大きくなるとともに、面粗さも劣化する。
As described above, excessive abrasive grains 30 (slurry) enter between the
これに対してガイドバー41、42がある場合には(図2(b))、加工用ローラ7、8にスラリが適切な流量で供給される一方で、上述したようにガイドバー41、42の溝43の隙間43a(スラリゲート)を介してインゴット1の切断部位に供給されるため(図4(b))、ガイドバー41、42の隙間43aによってスラリ流量が規制されて、過剰な砥粒30がワイヤ6とウェーハ切断面との間に入り込まなくなる。
On the other hand, when the guide bars 41 and 42 are present (FIG. 2B), the slurry is supplied to the
しかも、ガイドバー41、42によってワイヤ6の振れが規制されている。このように過剰な砥粒30(スラリ)がワイヤ6とウェーハ切断面との間に入り込まなくなるとともに、ワイヤ6の振れが規制されていることで、ウェーハ中心部の厚みとウェーハ外周部の厚みとの差は小さく押さえられ、TTV(厚さのバラツキ)が小さくなる。また、カーフロス(切断代)が小さくなるとともに、面粗さも向上する。
In addition, the swing of the
しかし、ガイドバー41、42は、上述したようにスラリがウェーハ切断面に供給されることを規制する機能があるため、ワイヤ6とウェーハ切断面との間に砥粒30が入り込まなくなり、逆に切断抵抗が上昇し、ワープ(Warp;反り)が大きくなり、ウェーハ切断面の品質が低下するということが露呈するに至った。
However, since the guide bars 41 and 42 have a function of restricting the supply of slurry to the wafer cutting surface as described above, the abrasive grains 30 do not enter between the
ワープ(Warp;反り)は、ガイドローラ間距離Lに比例して大きくなり、切断抵抗Pに比例して大きくなる。ガイドバー41、42があることによりガイドローラ間距離は実質的に小さくはなるが、ウェーハ切断面に供給されるスラリ流量が規制されるため、切断抵抗Pが大きくなり、これがガイドローラ間距離縮小によるワープ低減効果を上回るため、ガイドバー41、42が無い場合(図2(a))よりも、ワープは結果的に大きくなる。 The warp (warp) increases in proportion to the distance L between the guide rollers, and increases in proportion to the cutting resistance P. The guide bars 41 and 42 substantially reduce the distance between the guide rollers, but the slurry flow rate supplied to the wafer cutting surface is restricted, so that the cutting resistance P increases, which reduces the distance between the guide rollers. As a result, the warp becomes larger than the case where the guide bars 41 and 42 are not provided (FIG. 2A).
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、ワイヤソー装置において、ガイドバーによってワイヤの振れを防止しつつ、ワープ品質を向上させるために必要な量の砥粒をウェーハ切断面に入り込ませるようにして、カーフロス、TTV、面粗さを従来と同レベルの品質に維持しつつ、ワープの低減を図り、ウェーハ切断面の品質を向上させることを解決課題とするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and in a wire saw apparatus, the guide bar allows the guide bar to prevent the wire from swinging, and allows a necessary amount of abrasive grains to enter the wafer cut surface while improving the warp quality. Thus, the problem to be solved is to reduce the warp and improve the quality of the wafer cut surface while maintaining the kerfloss, TTV, and surface roughness at the same level as conventional ones.
なお、上記従来技術2の2枚のフェルトによりワイヤ6を挟み込むという構成は、スラリを通過させるための溝がないという点で、本発明の「ガイドバー」とは、本質的に異なる。また、従来技術2では、2枚のフェルトとインゴット1との間にあって、ワイヤ6の上方に、スラリ供給用パイプ5を配置しているが、このようなレイアウトをとると、スラリ供給用バイプ5の場積分だけ、インゴット1と2枚のフェルトとの間の距離を大きくとる必要がある。このため実質的に「ガイドローラ間距離L」が長くなり、ワープの低減効果は、従来技術2からは期待することができない。
The configuration in which the
第1発明は、
所定ピッチでワイヤが巻着された一対の加工用ローラと、
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
ワーク押し当て方向に溝深さを有し、溝幅方向にワイヤの動きを規制し溝深さ方向にはワイヤの動きを規制しない溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーと、
ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給するスラリ供給手段と
が備えられているワイヤソー装置であることを特徴とする。
The first invention is
A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A groove having a groove depth in the workpiece pressing direction and restricting the movement of the wire in the groove width direction and not in the groove depth direction is formed at intervals corresponding to the wire pitch. A pair of guide bars positioned so that the wire between the processing roller and the workpiece is positioned therein;
It is a wire saw device provided with slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece.
第2発明は、
所定ピッチでワイヤが巻着された一対の加工用ローラと、
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーと、
ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤにスラリを供給する第1のスラリ供給手段と、
ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給する第2のスラリ供給手段と
が備えられているワイヤソー装置であることを特徴とする。
The second invention is
A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A pair of guide bars formed such that the grooves are formed at intervals corresponding to the pitch of the wires, and the wire between the processing roller and the workpiece is positioned in the grooves;
First slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the processing roller;
A wire saw device comprising a second slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece.
第3発明は、
所定ピッチでワイヤが巻着された一対の加工用ローラと、
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーとが備えられ、
ガイドバーには、当該ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給するスラリ供給路
が形成されているワイヤソー装置であることを特徴とする。
The third invention is
A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A groove is formed at intervals corresponding to the pitch of the wire, and a pair of guide bars are provided so that the wire between the processing roller and the workpiece is positioned in the groove,
The guide bar is a wire saw device in which a slurry supply path for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece is formed.
第4発明は、
所定ピッチでワイヤが巻着された一対の加工用ローラと、
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーとが備えられ、
ガイドバーには、当該ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給するスラリ供給路
が形成され、
更に、ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤにスラリを供給するとともに、ガイドバーのスラリ供給路にスラリを供給するスラリ供給手段が設けられているワイヤソー装置であることを特徴とする。
The fourth invention is
A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A groove is formed at intervals corresponding to the pitch of the wire, and a pair of guide bars are provided so that the wire between the processing roller and the workpiece is positioned in the groove,
The guide bar is provided with a slurry supply path for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece.
Further, the present invention is characterized in that the wire saw device is provided with slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the processing roller and supplying slurry to the slurry supply path of the guide bar.
第5発明は、第1発明または第2発明または第4発明において、
スラリ供給手段は、ガイドバーと加工用ローラとの間にあってワイヤの上方に配置されたスラリ供給用パイプを含んでいること
を特徴とする。
The fifth invention is the first invention, the second invention or the fourth invention,
The slurry supply means includes a slurry supply pipe disposed between the guide bar and the processing roller and disposed above the wire.
第6発明は、第3発明において、
ガイドバーのスラリ供給路には、
ガイドバーと加工用ローラとの間にあってワイヤの上方に配置されたスラリ供給用パイプから滴下されるスラリが供給されること
を特徴とする。
A sixth invention is the third invention,
In the slurry supply path of the guide bar,
Slurry dropped from a slurry supply pipe disposed between the guide bar and the processing roller and disposed above the wire is supplied.
第7発明は、第4発明において、
スラリ供給手段は、
ガイドバーと加工用ローラとの間にあってワイヤの上方に配置され、スラリが滴下されるスラリ供給用パイプと、
スラリ供給用パイプから滴下されたスラリを分流して、ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤと、ガイドバーのスラリ供給路とに導く分流手段と
からなること
を特徴とする。
A seventh invention is the fourth invention,
The slurry supply means
A slurry supply pipe disposed between the guide bar and the processing roller and above the wire, and into which slurry is dropped; and
It is characterized by comprising a diversion means for diverting the slurry dropped from the slurry supply pipe and guiding it to the wire between the guide bar and the processing roller and to the slurry supply path of the guide bar.
第8発明は、第4発明または第7発明において、
ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤに供給されるスラリ流量と、ガイドバーのスラリ供給路とに導かれるスラリ流量を調整する流量調整手段と
が更に設けられていること
を特徴とする。
The eighth invention is the fourth invention or the seventh invention,
A flow rate adjusting means for adjusting the slurry flow rate supplied to the wire between the guide bar and the processing roller and the slurry flow rate guided to the slurry supply path of the guide bar is further provided.
第9発明は、第1発明〜第8発明において、
ガイドバーとワークとの間のワイヤにスラリを供給するに際して、
少なくともワークの長手方向の端部に相当するワイヤに、スラリを供給すること
を特徴とする。
A ninth invention is the first invention to the eighth invention,
When supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece,
Slurry is supplied to at least the wire corresponding to the longitudinal end of the workpiece.
第10発明は、第1発明〜第9発明において、
溝の深さ方向に、一対のガイドバーを移動させるガイドバー移動手段が更に備えられていること
を特徴とする。
The tenth invention is the first invention to the ninth invention,
Guide bar moving means for moving the pair of guide bars in the depth direction of the groove is further provided.
第11発明は、第1発明〜第10発明において、
一対のガイドバー間の距離を移動させるガイドバー移動手段が更に備えられていること
を特徴とする。
The eleventh invention is the first invention to the tenth invention,
Guide bar moving means for moving the distance between the pair of guide bars is further provided.
第12発明は、
ワイヤソー装置に用いられるガイドバーであって、
ワイヤのピッチに応じた間隔の複数の溝と、
スラリをガイドバーとワークとの間のワイヤに供給するためのスラリ供給路と
が形成されていること
を特徴とする。
The twelfth invention
A guide bar used in a wire saw device,
A plurality of grooves spaced according to the wire pitch;
A slurry supply path for supplying the slurry to the wire between the guide bar and the workpiece is formed.
第13発明は、
スラリ供給用パイプを備えたワイヤソー装置に用いられるスラリ供給装置であって、
ワイヤのピッチに応じた間隔の複数の溝が形成されているとともに、スラリをガイドバーとワークとの間のワイヤに供給するためのスラリ供給路が形成されているガイドバーと、
スラリ供給用パイプから滴下されたスラリを分流して、ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤに導くとともに、ガイドバーのスラリ供給路に導くためのスラリ導入板と、
スラリ導入板を、その傾斜角度が調整可能に、スラリ供給用パイプに固定するための固定部材と
からなることを特徴とする。
The thirteenth invention
A slurry supply device used in a wire saw device provided with a slurry supply pipe,
A guide bar in which a plurality of grooves with intervals according to the pitch of the wire are formed and a slurry supply path for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece is formed,
A slurry introduction plate for diverting the slurry dropped from the slurry supply pipe and guiding it to the wire between the guide bar and the processing roller, and leading to the slurry supply path of the guide bar,
The slurry introduction plate includes a fixing member for fixing the slurry introduction plate to the slurry supply pipe so that the inclination angle thereof can be adjusted.
本発明によれば、図6に示すように、ガイドバー41、42の溝43の隙間43a(スラリゲート;流れD)とは別のスラリ供給手段によってガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリが供給される(流れB)。このため、ワープ品質を向上させるに十分な量の砥粒30をインゴット1の切断部位に入り込ませることができる。これにより、切断抵抗が低減されてワープの品質が向上する。
According to the present invention, as shown in FIG. 6, between the guide bars 41 and 42 and the
しかも、ガイドバー41、42によってワイヤ6の振れが規制されている。このため、TTV、カーフロス(切断代)、面粗さの品質についても、従来と同レベルの品質を維持することができる。
In addition, the swing of the
以上のように本発明によれば、ガイドバーによってワイヤの振れを防止しつつ、ワープ品質を向上させるために必要な量の砥粒をウェーハ切断面に入り込ませるようにしたので、カーフロス、TTV、面粗さを従来と同レベルの品質に維持しつつ、ワープの低減を図り、ウェーハ切断面の品質を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, an amount of abrasive grains necessary for improving the warp quality is allowed to enter the wafer cutting surface while preventing the wire swing by the guide bar. While maintaining the same level of surface roughness as before, the warp can be reduced and the quality of the wafer cut surface can be improved.
第1発明は、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリを供給するスラリ供給手段(流れB)を設けるというものであるが、第2発明、第4発明では、このスラリ供給手段以外に、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8間のワイヤ6にスラリを供給するスラリ供給手段(流れC)が設けられる(第2発明、第4発明)。このためウェーハ切断面の品質向上という効果に加えて、加工用ローラ7、8の冷却等の効果も同時に得られる。
The first invention is provided with a slurry supply means (flow B) for supplying slurry to the
スラリ供給手段は、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8との間にあってワイヤ6の上方に配置されたスラリ供給用パイプ5を含むものとして構成することができる(第5発明)。
The slurry supply means can be configured to include a
第3発明、第4発明、第12発明、第13発明は、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリを供給する(流れB)ためのスラリ供給路64を、ガイドバー41、42に形成するというものである。これによりスラリ供給用パイプ5は既存の配置(ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8との間)のままで、スラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリを、ガイドバー41、42のスラリ供給路64を介して、反対側のガイドバー41、42とインゴット1との間に供給することができる(流れB)。このため、ガイドバー41、42とインゴット1との間には、スラリを供給するために必要となる構成部品を新たに設ける必要がなくなり、ガイドバー41、42とインゴット1との間の距離(「ガイドローラ間距離L」)を短い距離に維持することができる。すなわち、仮に、ガイドバー41、42とインゴット1との間(ワイヤ6上方)に、スラリ供給用パイプ5を配置しようとすれば、スラリ供給用バイプ5の場積分だけ、インゴット1とガイドバー41、42との距離を大きくとる必要がある。このため実質的に「ガイドローラ間距離L」が長くなり、ワープの低減の効果を、十分に得ることはできない。本発明によれば、ガイドバー41、42にスラリ供給路64を形成したため、スラリ供給用パイプ5は、既存の配置(ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8との間にあってワイヤ6の上方)のままとすることができ、「ガイドローラ間距離L」を短い距離に維持できる。
In the third, fourth, twelfth and thirteenth inventions, a
第7発明では、スラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリ(流れA)が分流されて、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8間のワイヤ6にスラリが供給されるとともに(流れC)、ガイドバー41、42に形成されたスラリ供給路64を介してガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリが供給される(流れB)。
In the seventh invention, the slurry dropped from the slurry supply pipe 5 (flow A) is divided and supplied to the
第8発明では、たとえば図7(a)、(b)に示すごとく、スラリ導入板60の傾斜角度θを調整することで、流れBと流れCの流量比率が調整される。
In the eighth invention, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the flow rate ratio of the flow B and the flow C is adjusted by adjusting the inclination angle θ of the
第9発明では、図12に示すように、インゴット1の長手方向端部1Eに相当する長さの出口側開口64b′が形成されて、インゴット1の長手方向端部1Eに相当するワイヤ6のみにスラリが供給される。
In the ninth invention, as shown in FIG. 12, an
ワープの品質は、インゴット1の長手方向の中央部分に比べて端部1Eの方が低いという傾向がある。このため少なくともインゴット1の長手方向端部1Eに相当するワイヤ6にスラリを供給して、端部1Eから取得されるウェーハ1aのワープの品質を向上させれば、インゴット1全体としてのウェーハ切断面の品質の向上が期待される。
The quality of the warp tends to be lower at the
第10発明では、図13(a)、(b)に示すように、ガイドバー41、42の溝43の深さ方向の移動が制御されて、ウェーハ1aの切断面の品質を向上するに最適な深さ方向位置に調整される。
In the tenth invention, as shown in FIGS. 13A and 13B, the movement in the depth direction of the
第11発明では、図14(a)、(b)に示すように、ガイドバー41、42間の距離が制御されて、ウェーハ1aの切断面の品質を向上するに最適な距離に調整される。
In the eleventh invention, as shown in FIGS. 14A and 14B, the distance between the guide bars 41 and 42 is controlled to be adjusted to an optimum distance for improving the quality of the cut surface of the
第13発明のスラリ供給装置10は、図5、図6に示すように、既存のガイドバー41、42に、スラリ供給路64を形成し、既存のスラリ供給用パイプ5に、固定部材61を介してスラリ導入板60を固定するだけで、構築することができる。このため既存のワイヤソー装置(図1)のガイドバー41、42を加工したり、後付けの部品(固定部材61、スラリ導入板60)を追加するだけで済み、大幅な改変、改造の必要がない。このため本発明の実施にあたり、ワイヤソー装置のコストを低く抑えることができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the slurry supply apparatus 10 according to the thirteenth aspect of the present invention forms a
以下図面を参照して本発明に係るワイヤソー装置およびワイヤソー装置用のガイドバー並びにワイヤソー装置用のスラリ供給装置の実施の形態について説明する。 Embodiments of a wire saw device, a guide bar for the wire saw device, and a slurry supply device for the wire saw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施例)
図3は第1実施例のワイヤソー装置の構成を示している。図3は切断すべきワークである単結晶シリコンインゴット1を切断面方向からみた図である。また図4(a)は図3を矢視T1方向からみた後述するガイドバー41、42の下面を示す図である。また図4(b)は図3を矢視T2方向からみたガイドバー41の側面図である。
(First embodiment)
FIG. 3 shows the configuration of the wire saw device of the first embodiment. FIG. 3 is a view of the single
同図3に示すように、各加工用ローラ7、8、調整用ローラ9の長手軸方向がインゴット1の長手軸方向に一致するように3つの加工用ローラ7、8、調整用ローラ9が所定距離離間されて配置されている。各加工用ローラ7、8、調整用9にはワイヤ6が巻着されている。なおワイヤ6は送り側ボビンによってローラ7、8、9に送られ、巻き取り側ボビンによって巻き取られる。各加工用ローラ7、8、調整用ローラ9にはローラ長手方向に沿って一定のピッチでワイヤ6が巻かれており、図示しない張力調整機構により一定の張力がワイヤ6に付与されている。
As shown in FIG. 3, the three
一対の加工用ローラ7、8間に架け渡されたワイヤ6によってインゴット1が切断される。
The
各ローラ7、8、9のいずれかのローラには図示しないワイヤ駆動用モータの回転軸が連結されている。ワイヤ駆動用モータが回転駆動することによりたとえば加工用ローラ7が回転駆動しこれに伴い他のローラ8、9が従動回転しワイヤ6が走行する。図中でローラ7、8、9が左方向に回転することによってワイヤ6は図中で左回りに走行する。ワイヤ6が一方向に走行するに応じて巻き取り側ボビンでワイヤ6が巻き取られていく。巻き取り側ボビンに巻かれているワイヤ6が所定量送られると、ワイヤ駆動用モータは逆方向に回転駆動し、巻き取り側ボビンが送り側ボビンとして機能してワイヤ6は逆方向に走行する。
A rotating shaft of a wire driving motor (not shown) is connected to any one of the
インゴット1は黒鉛からなるワークプレート2に接着されている。ワークプレート2はセットプレート3に接着されている。インゴット1をワークプレート2に接着し、ワークプレート2をセットプレート3に接着するに際して、インゴット1の切断方向が結晶面に一致するようにインゴット1の姿勢が調整される。すなわちインゴット1の結晶方位がワイヤ6による切断方向と垂直になるようにインゴット1の中心軸の方向が調整される。セットプレート3は、昇降ベースとしてのインゴット送り軸46に取り付けられている。
The
インゴット送り軸46は、図中上下方向Pに昇降可能に、ボールネジ45に螺合している。インゴット送り軸46は、リニアガイド47によって同上下方向Pに案内移動される。
The ingot feed shaft 46 is screwed to the ball screw 45 so as to be movable up and down in the vertical direction P in the drawing. The ingot feed shaft 46 is guided and moved in the vertical direction P by a
ボールネジ45はインゴット駆動用サーボモータ44に回転軸に接続している。インゴット駆動用サーボモータ44が駆動されるとボールネジ45が回転しインゴット送り軸46はリニアガイド47に案内移動されて図中上下方向Pに昇降し、これに伴いインゴット1が同上下方向Pに昇降する。インゴット1が下降するとインゴット1は一対の加工用ローラ7、8間のワイヤ6に当接して下降位置に応じた切断深さでインゴット1が切断される。
The ball screw 45 is connected to the rotating shaft of the servo motor 44 for driving the ingot. When the servo motor 44 for driving the ingot is driven, the ball screw 45 is rotated and the ingot feed shaft 46 is guided and moved by the
一対の加工用ローラ7、8の間には、一対のガイドバー41、42がその長手方向の軸(紙面に垂直な軸)が一致するように位置されている。一対のガイドバー41、42は、インゴット1を挟む位置に設けられている。
Between the pair of
図4(a)に示すようにガイドバー41、42には、ワイヤ6のピッチに応じた間隔で溝43が形成されている。図4(b)に示すように、溝43の幅はワイヤ6の直径よりもやや大きい長さである。たとえばワイヤ6の直径が160μmであれば溝43の幅は200μm程度である。
As shown in FIG. 4A,
一対のガイドバー41、42は、インゴット1の押し当て方向に溝深さを有し、溝幅方向にワイヤ6の動きを規制し溝深さ方向にはワイヤ6の動きを規制しない溝43が、ワイヤ6のピッチに応じた間隔で形成されており、当該溝43内に加工用ローラ7、8とインゴット1間のワイヤ6が位置されるように位置決めされる。
The pair of guide bars 41, 42 has a groove depth in the pressing direction of the
加工用ローラ7とガイドバー41の間および加工用ローラ8とガイドバー42の間にあってワイヤ6の上方には、スラリ供給用パイプ5が配置されている。
A
スラリ供給用パイプ5には、供給口5aがパイプ長手方向に沿って、パイプの下方に開口している。スラリ供給用パイプ5の供給口5aからは、砥粒と分散剤との混合液体からなるスラリが吐出され、重力に従って滴下される。
In the
ガイドバー41には、当該ガイドバー41とインゴット1間のワイヤ6にスラリを供給するスラリ供給路64が形成されている。同様にガイドバー42には、当該ガイドバー42とインゴット1間のワイヤ6にスラリを供給するスラリ供給路64が形成されている。
The guide bar 41 is formed with a
ガイドバー41、42のスラリ供給路64は、スラリ供給用パイプ5が配置されている側の入口側開口64aと、インゴット1が位置している側の出口側開口64bとを連通するように形成されている。
The
ガイドバー41、42はそれぞれ、ガイドバー上下駆動軸57、58に接続している。ガイドバー上下駆動軸57、58はそれぞれ、図3の図中上下方向Qに昇降可能に、ボールネジ55、56に螺合している。ボールネジ55、56はそれぞれ、ガイドバー上下駆動用サーボモータ53、54の回転軸に接続している。ガイドバー上下駆動用サーボモータ53が駆動されると、ボールネジ55が回転しガイドバー上下駆動軸57は図中上下方向Qに昇降し、これに伴いガイドバー41が同上下方向Pに昇降する。ガイドバー41が下降すると、当該ガイドバー41の溝43内に加工用ローラ7とインゴット1間のワイヤ6が位置される。
The guide bars 41 and 42 are connected to guide bar vertical drive shafts 57 and 58, respectively. The guide bar vertical drive shafts 57 and 58 are screwed into ball screws 55 and 56 so as to be movable up and down in the vertical direction Q in FIG. The ball screws 55 and 56 are connected to the rotation shafts of the guide bar
同様にしてガイドバー上下駆動用サーボモータ54が駆動されると、ボールネジ56が回転しガイドバー上下駆動軸58は図中上下方向Qに昇降し、これに伴いガイドバー42が同上下方向Qに昇降する。ガイドバー42が下降すると、当該ガイドバー42の溝43内に加工用ローラ8とインゴット1間のワイヤ6が位置される。以上のように一対のガイドバー41、42が溝43の深さ方向(図中下方)に移動して溝43内にワイヤ6が位置される。
Similarly, when the guide bar up-and-down drive servomotor 54 is driven, the ball screw 56 rotates and the guide bar up-and-down drive shaft 58 moves up and down in the up-and-down direction Q in the figure. Go up and down. When the
図4(b)に示すように、一対のガイドバー41、42の溝43内にワイヤ6が位置された状態で上記ワイヤ駆動用モータが回転駆動すると、ワイヤ6は溝43に案内移動されて矢印Vで示す図中左右方向に走行する。このときワイヤ6はインゴット1の切断に応じて溝43の幅方向に振動するが、ワイヤ6の振れは溝43によって規制される。一方ワイヤ6の溝43深さ方向の動きは規制されない。つまりガイドバー41、42は、ウェーハ1aの切断面に垂直な方向のワイヤ振れを規制するが、ウェーハ1aの切断面に平行な方向のワイヤの動きを規制しない機能を有している。これによりワイヤ6に対しては上述した張力調整機構によって付与される一定の張力以外の張力が付与することがない。
As shown in FIG. 4B, when the wire driving motor is rotationally driven in a state where the
ガイドバー駆動用サーボモータ53、54にはそれぞれ、駆動電流を検出することでガイドバー41、42がワイヤ6に与える負荷を検出する図示しない負荷検出器が設けられている。また上記負荷検出器で検出されるワイヤ負荷が所定値を超えると、ガイドバー上下駆動用サーボモータ53、54を駆動制御して、ワイヤ負荷を所定値以下にするコントローラが設けられている。
Each of the guide
上記一対のガイドバー41、42は、ガイドバー水平駆動軸48を介して矢印S1、S2で示す図中外側方向(インゴット1から離れる方向)あるいは内側方向(インゴット1に向かう方向)に移動する。ガイドバー水平駆動軸48は上述したインゴット送り軸46と一体に設けられている。
The pair of guide bars 41, 42 move through the guide bar horizontal drive shaft 48 in the outer side direction (the direction away from the ingot 1) or the inner side direction (the direction toward the ingot 1) indicated by
図示しないガイドバー水平駆動用のサーボモータの駆動軸がピニオンギア49に接続している。ピニオンギア49は、ラック50、ラック51に歯合している。ラック50は、ガイドバー上下駆動用サーボモータ53を固定するベース部材52に接続している。またラック51は、ガイドバー駆動用サーボモータ54を固定するベース部材53に接続している。
A drive shaft of a servo motor for driving a guide bar (not shown) is connected to the pinion gear 49. The pinion gear 49 meshes with the
このためガイドバー水平駆動用サーボモータが駆動されると、ピニオンギア49が紙面で時計回り方向あるいは反時計回り方向に回転しラック50、ラック51がS1方向(図中の外側方向)あるいはS2方向(図中の内側方向)に移動する。ラック50、51がS1方向に移動すると、ベース部材52、53が同S1方向に移動し、これに伴い一対のガイドバー41、42がインゴット1から離れる外側方向S1に移動する。またラック50、51がS2方向に移動すると、ベース部材52、53が同S2方向に移動し、これに伴い一対のガイドバー41、42がインゴット1に向かう内側方向S2に移動する。
Therefore, when the guide bar horizontal drive servo motor is driven, the pinion gear 49 rotates clockwise or counterclockwise on the paper surface, and the
以上のようにして一対のガイドバー41、42間の距離を変化させることができ、ワイヤ6の遊び(ガイドバー41、42とワイヤ6との距離)を調整することができる。 As described above, the distance between the pair of guide bars 41 and 42 can be changed, and the play of the wire 6 (distance between the guide bars 41 and 42 and the wire 6) can be adjusted.
ガイドバー水平駆動軸48はインゴット送り軸46と一体に設けられているため、インゴット送り軸46が上下方向に移動すると、インゴット1と共に一対のガイドバー41、42を移動させることができる。ガイドバー上下駆動軸57、58を上下方向に移動させることで、ガイドバー41、42をインゴット1と独立させて移動させることができる。
Since the guide bar horizontal drive shaft 48 is provided integrally with the ingot feed shaft 46, the pair of guide bars 41, 42 can be moved together with the
一対のガイドバー41、42の材質は、加工性および熱膨張係数においてインゴット1と同一となる材質を用いることが望ましい。たとえばインゴット1がシリコンインゴットであればシリコンによってガイドバー41、42を構成することが望ましい。
The material of the pair of guide bars 41 and 42 is desirably a material that is the same as the
またガイドバー41、42の溝43は、インゴット1の切断前に同じワイヤソー装置のワイヤ6を用いて予め所定の深さに切断することで形成しておくことが望ましい。インゴット1の切断に用いられるのと同じワイヤソー装置によって溝43を形成しておくようにすると、ワイヤソー装置の号機差をキャンセルすることができ、加工の精度が向上する。
Further, the
ここでガイドバー41、42の材質がインゴット1と同じ材質(シリコン)であれば、ワイヤ6によって加工性よく溝43を形成することができる。
Here, if the material of the guide bars 41, 42 is the same material (silicon) as that of the
またガイドバー41、42の材質がインゴット1と同じ材質(シリコン)であれば、切断加工中、ワイヤ6によるインゴット1の切断部位がガイドバー41、42の溝と同じ熱膨脹係数で熱膨脹するので、切断品質の劣化が少なく加工の精度が向上する。
Further, if the material of the guide bars 41 and 42 is the same material (silicon) as the
ガイドバー41、42の断面形状は、ガイドバー41、42のワイヤ6に対する相対的な上下方向位置に応じて、溝43がワイヤ6を規制する長さが変化する形状であることが望ましい。
The cross-sectional shape of the guide bars 41 and 42 is desirably a shape in which the length of the
ガイドバー41、42の断面形状は円形、楕円であってもよく、図3に示すように、楔形状であってもよい。 The cross-sectional shape of the guide bars 41 and 42 may be a circle or an ellipse, or may be a wedge shape as shown in FIG.
図3は、ガイドバー断面の稜線のうちスラリ供給用パイプ5側の稜線が下方にいくほどインゴット1側に傾斜する形状に形成されたガイドバー41、42を示している。
FIG. 3 shows guide
つぎに、図5の組立図を併せ参照して、図3のワイヤソー装置に用いられるスラリ供給装置10の構成について説明する。なお、スラリ供給装置10は、図3の図中左右で同じ構成であるため、図中右側のガイドバー42を含むスラリ供給装置10を代表させて説明する。
Next, the configuration of the slurry supply device 10 used in the wire saw device of FIG. 3 will be described with reference to the assembly diagram of FIG. Since the slurry supply apparatus 10 has the same configuration on the left and right in FIG. 3, the slurry supply apparatus 10 including the
図5に示すように、スラリ供給装置10は、ワイヤ6のピッチに応じた間隔の複数の溝43が形成されているとともに、スラリをガイドバー42とインゴット1との間のワイヤ6に供給するためのスラリ供給路64が形成されているガイドバー42と、スラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリを分流して、ガイドバー42と加工用ローラ8間のワイヤ6に導くとともに、ガイドバー42のスラリ供給路64に導くためのスラリ導入板60と、スラリ導入板60を、その傾斜角度が調整可能に、スラリ供給用パイプ5に固定するための固定部材61とからなる。
As shown in FIG. 5, the slurry supply device 10 is provided with a plurality of
固定部材61は、2分割されたブロック状の各固定部材61a、61bからなる。固定部材61a、61bは、スラリ供給用パイプ5の外径に応じた半円弧状の内周面61dを有している。
The fixing
各固定部材61a、61bは、その内周面61dがスラリ供給用パイプ5の外周面に当接するように位置決めされた上で、ボルト62によって両固定部材61a、61b同士が締結される。ボルト62によって両固定部材61a、61b同士が締結されると、固定部材61がスラリ供給用パイプ5の外周に圧接されて、スラリ供給用パイプ5に固定される。
The fixing
固定部材61は、スラリ供給用パイプ5の両端に、スラリ導入板60の長さに応じた距離だけ離間させて、固定される。
The fixing
スラリ導入板60は、スラリ供給用パイプ5の供給口5aから滴下されたスラリを受けることができ、ガイドバー42のスラリ供給路64(入口側開口64a)に挿入することができる長さ、幅に形成されている。
The
スラリ導入板60には、固定部材61bにスラリ導入板60を締結して固定するためのネジ孔60aが形成されている。また、固定部材61bには、スラリ導入板60を固定部材61bに締結して固定するためのネジ穴61cが形成されている。
The
スラリ導入板60は、ガイドバー42のスラリ供給路64(入口側開口64a)に挿入され、スラリ導入板60のネジ孔60aと固定部材61bのネジ穴61cとが同軸状になるように位置決めされる。この位置決めの際に、スラリ導入板60は、その傾斜角度θが所望の角度となるように調整される。そして、スラリ導入板60を所望の傾斜角度に保持した状態で、ボルト63がネジ孔60aを介してネジ穴61cに螺合される。これによりスラリ導入板60は、固定部材61bに締結、固定される。
The
以上のようにしてスラリ供給装置10が構成されている。なお、図5では、一方のガイドバー42を含むスラリ供給装置10について説明したが、他方のガイドバー41を含むスラリ供給装置10についても、同様にして構成される。
The slurry supply apparatus 10 is configured as described above. Although the slurry supply device 10 including one
図6はスラリ供給装置10の動作を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the slurry supply apparatus 10.
つぎに、図3、図4に図6を併せ参照して、ワイヤソー装置の動作、スラリ供給装置10の動作について説明する。なお、以下の説明においても、スラリ供給装置10は、図3の図中左右で同じ構成であるため、図中右側のガイドバー42を含むスラリ供給装置10を代表させて説明する。
Next, the operation of the wire saw device and the operation of the slurry supply device 10 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 together with FIG. In the following description, the slurry supply apparatus 10 has the same configuration on the left and right in FIG. 3, and therefore, the slurry supply apparatus 10 including the
上記ワイヤ駆動用モータを回転駆動させてワイヤ6を走行させるとともに、インゴット送り軸46を下降させると、インゴット1が、走行するワイヤ6に押し当てられる。
When the wire driving motor is rotated to drive the
また、図示しないスラリ供給源からスラリ供給用パイプ5内にスラリが供給される。
Further, slurry is supplied into the
このためスラリ供給用パイプ5の供給口5aからは、矢印Aのごとくスラリがスラリ導入板60上に滴下される。スラリは、スラリ導入板60の傾斜角度θに応じた流量比に調整されて、ガイドバー42の入口側開口64aに向かう流れBと、加工用ローラ8側に向かう流れCとに分流される。
For this reason, the slurry is dripped onto the
スラリは、矢印Bに示すごとく、スラリ導入板60上をガイドバー42の入口側開口64aに向かって流れることによって、ガイドバー42の入口側開口64aに導入され、スラリ供給路64を通過して、ガイドバー42の出口側開口64bから排出され、ガイドバー42の壁面を伝って、ガイドバー42とインゴット1との間のワイヤ6に滴下される。
As shown by an arrow B, the slurry is introduced into the inlet side opening 64a of the
一方、スラリは、矢印Cに示すごとく、スラリ導入板60上を加工用ローラ8側に向かって流れることによって、ガイドバー42と加工用ローラ8との間のワイヤ6に滴下される。このためスラリによって加工用ローラ8の冷却が行われる。また、ガイドバー42と加工用ローラ8との間のワイヤ6に滴下されたスラリは、図4(b)に示すように、ガイドバー42の溝43の隙間43a(スラリゲート)を介して、インゴット1に向かう流れDを形成する。
On the other hand, the slurry is dropped onto the
なお、図6では、一方のガイドバー42を含むスラリ供給装置10について説明したが、他方のガイドバー41を含むスラリ供給装置10についても、同様にして動作する。
In FIG. 6, the slurry supply apparatus 10 including one
このように本実施例のワイヤソー装置、スラリ供給装置10によれば、溝43を通過するスラリの流れDに加えて、スラリ供給路64を通過するスラリの流れBが形成される。このため、インゴット1の切断部位には、溝43を通過するスラリの流れDだけの場合よりも多くの流量のスラリが供給される。これにより、ウェーハ1aの切断面とワイヤ6との間に、従来技術1(図2(b))の場合よりも多くの砥粒30を入り込ませることができる。
As described above, according to the wire saw device and the slurry supply device 10 of this embodiment, in addition to the slurry flow D passing through the
スラリはインゴット1の切断部位に供給されて、ラッピング作用によりインゴット1が徐々に切断される。加工用ローラ7、8の長手軸方向には所定ピッチでワイヤ6が巻回されているため所定ピッチでの切断が同時に行われる。こうしてインゴット1から複数のウェーハ1aが生成される。
The slurry is supplied to the cutting site of the
図7(a)、(b)は、スラリ導入板60の傾斜角度θを調整することによって、ガイドバー41、42の入口側開口64aに向かう流れBのスラリ流量と、加工用ローラ7、8側に向かう流れCのスラリ流量との比率が調整される様子を説明する図である。
7A and 7B show the slurry flow rate of the flow B toward the inlet side opening 64a of the guide bars 41 and 42 and the
図7(a)に示すように、スラリ導入板60をほぼ水平になるように調整すれば、ガイドバー41、42の入口側開口64aに向かう流れBのスラリ流量と、加工用ローラ7、8側に向かう流れCのスラリ流量との比率を、ほぼ50%対50%の比率に調整することができる。
As shown in FIG. 7A, if the
図7(b)に示すように、スラリ導入板60を加工用ローラ7、8側が下方に位置しガイドバー41、42の入口側開口64a側が上方に位置するように傾斜させれば、ガイドバー41、42の入口側開口64aに向かう流れBのスラリ流量の方が、加工用ローラ7、8側に向かう流れCのスラリ流量よりも少なくなる比率、たとえば10%対90%の比率に調整することができる。
As shown in FIG. 7B, if the
以上のように、本実施例によれば、ガイドバー41、42の溝43の隙間43a(スラリゲート;流れD)とは別のスラリ供給手段によってガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリが供給される(流れB)。このため、ワープ品質を向上させるに十分な量の砥粒30をインゴット1の切断部位に入り込ませることができる。これにより、切断抵抗が低減されてワープの品質が向上する。
As described above, according to the present embodiment, the gap between the guide bars 41 and 42 and the
しかも、ガイドバー41、42によってワイヤ6の振れが規制されている。このため、TTV、カーフロス(切断代)、面粗さの品質についても、従来と同レベルの品質を維持することができる。
In addition, the swing of the
また、本実施例では、スラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリを、ガイドバー41、42に形成されたスラリ供給路64を介して、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6に供給する(流れB)ようにしている。これによりスラリ供給用パイプ5は既存の配置(ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8との間)のままで、スラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリを、ガイドバー41、42のスラリ供給路64を介して、反対側のガイドバー41、42とインゴット1との間に供給することができる(流れB)。このため、ガイドバー41、42とインゴット1との間には、スラリを供給するために必要となる構成部品を新たに設ける必要がなくなり、ガイドバー41、42とインゴット1との間の距離(「ガイドローラ間距離L」)を短い距離に維持することができる。すなわち、仮に、ガイドバー41、42とインゴット1との間(ワイヤ6上方)に、スラリ供給用パイプ5を配置しようとすれば、スラリ供給用バイプ5の場積分だけ、インゴット1とガイドバー41、42との距離を大きくとる必要がある。このため実質的に「ガイドローラ間距離L」が長くなり、ワープの低減の効果を、十分に得ることはできない。本実施例によれば、ガイドバー41、42にスラリ供給路64を形成したため、スラリ供給用パイプ5は、既存の配置(ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8との間にあってワイヤ6の上方)のままとすることができ、「ガイドローラ間距離L」を短い距離に維持できる。
Further, in this embodiment, the
以上のように本実施例によれば、ガイドバーによってワイヤの振れを防止しつつ、ワープ品質を向上させるために必要な量の砥粒をウェーハ切断面に入り込ませるようにしたので、カーフロス、TTV、面粗さを従来と同レベルの品質に維持しつつ、ワープの低減を図り、ウェーハ切断面の品質を向上させることができる。 As described above, according to this embodiment, the guide bar prevents the wire from swinging and allows the amount of abrasive grains necessary to improve the warp quality to enter the wafer cutting surface. In addition, while maintaining the surface roughness at the same level as the conventional quality, the warp can be reduced and the quality of the wafer cut surface can be improved.
また、本実施例のスラリ供給装置10は、図5、図6に示すように、既存のガイドバー41、42に、スラリ供給路64を形成し、既存のスラリ供給用パイプ5に、固定部材61を介してスラリ導入板60を固定するだけで、構築することができる。このため既存のワイヤソー装置(図1)のガイドバー41、42を加工したり、後付けの部品(固定部材61、スラリ導入板60)を追加するだけで済み、大幅な改変、改造の必要がない。このため本発明の実施にあたり、ワイヤソー装置のコストを低く抑えることができる。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the slurry supply apparatus 10 of the present embodiment forms a
(第2実施例)
上述した第1実施例に対しては、種々の変形例が可能である。以下、各実施例について説明する。
(Second embodiment)
Various modifications can be made to the first embodiment described above. Each example will be described below.
第1実施例では、スラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリ(流れA)を分流して、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8間のワイヤ6にスラリを供給するとともに(流れC)、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリを供給している(流れB)が、図8(a)に示すように、スラリ導入板60上に堰60bを設けて加工用ローラ7、8側に向かうスラリ流れCを堰き止めるか、図8(b)に示すように、スラリ供給路64のみにスラリを導く導入通路60′を設けるなどして、分流させることなく、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6のみにスラリを供給する(流れBのみ)実施も可能である。なお、この場合、スラリ供給用パイプ5とは別途にスラリ供給用パイプ5′を設ければ、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8間のワイヤ6にスラリを独立して供給して、加工用ローラ7、8の冷却等を行うことができる。
In the first embodiment, the slurry dropped from the slurry supply pipe 5 (flow A) is divided to supply slurry to the
(第3実施例)
第1実施例では、ガイドバー41、42の内部にスラリ供給路64を形成しているが、スラリ供給路64としては、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリを供給することができるのあればよく、ガイドバー41、42の外部に設けてもよい。たとえば図9のように、スラリ供給用パイプ5を、ガイドバー41、42の 上方に配置して、スラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリを、ガイドバー41、42の壁面を介してガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6に供給してもよい。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the
(第4実施例)
第1実施例では、スラリ供給用パイプ5を、ガイドバー41、42の外部に配置しているが、図10(a)、(b)に示すように、スラリ供給用パイプ5を、ガイドバー41、42に、内蔵する実施も可能である。
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the
図10(a)の構成の場合には、内蔵されたスラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリがスラリ供給路64を通過して、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6に供給される。なお、この場合、内蔵されたスラリ供給用パイプ5とは別途にスラリ供給用パイプ5′を設ければ、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8間のワイヤ6にスラリを独立して供給して、加工用ローラ7、8の冷却等を行うことができる。
In the case of the configuration shown in FIG. 10A, the slurry dropped from the built-in
図10(b)の構成の場合には、内蔵されたスラリ供給用パイプ5から滴下されたスラリがスラリ供給路64とスラリ供給路65とに分流される。スラリはスラリ供給路64を通過して、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6に供給される。また、スラリはスラリ供給路65を通過して、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8との間のワイヤ6に供給される。
In the case of the configuration of FIG. 10B, the slurry dropped from the built-in
スラリ供給用パイプ5は、供給路67を介してスラリ供給源68に連通している。供給路67上には、流量調整用バルブ69が設けられている。流量調整用バルブ69を調整することにより、スラリ供給用パイプ5から滴下されるスラリの流量が調整され、ガイドバー41、42と加工用ローラ7、8間のワイヤ6およびガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6に供給されるスラリの流量が調整される。
The
(第5実施例)
第1実施例では、スラリ導入板60によって、流れAから流れB、流れCへの分流と、流れB、流れCの流量(比)調整を行うようにしているが、流量調整機能は、スラリ導入板60とは別の構成要素にもたせる実施も可能である。
(5th Example)
In the first embodiment, the
すなわち、図10と同様に、図11に示すごとく、スラリ供給用パイプ5は、供給路67を介してスラリ供給源68に連通しており、供給路67上には、流量調整用バルブ69が設けられている。流量調整用バルブ69を調整することにより、スラリ供給用パイプ5から滴下されるスラリの流量(元流量)が0〜100%の範囲で調整される。
That is, as in FIG. 10, as shown in FIG. 11, the
一方、図7(a)と同様に、スラリ導入板60の傾斜角度θを調整することで流れBと流れCの流量比率が調整される。たとえばスラリ導入板60をほぼ水平になるように調整すれば、元流量を100%としたとき、ガイドバー41、42の入口側開口64aに向かう流れBのスラリ流量と、加工用ローラ7、8側に向かう流れCのスラリ流量との比率を、元流量の50%対元流量の50%の比率に調整することができる。
On the other hand, the flow rate ratio of the flow B and the flow C is adjusted by adjusting the inclination angle θ of the
ここで、流量調整用バルブ69を調整して、スラリ供給用パイプ5から滴下されるスラリ元流量を100%から40%に変化させたとすると、ガイドバー41、42の入口側開口64aに向かう流れBのスラリ流量は、元流量の50%から元流量の20%に絞られる。
Here, if the flow
このようにスラリ導入板60の傾斜角度θとは、独立した流量調整機能を別途に設けることで、スラリ導入板60の傾斜角度θを調整することなく、流れBの流量を、きめ細かく調整することが可能になる。
As described above, the inclination angle θ of the
(第6実施例)
第1実施例では、図6に示すように、ガイドバー41、42とインゴット1との間のワイヤ6にスラリを供給するに際して、インゴット1の長手方向全域に相当する長さの出口側開口64bを形成して、インゴット1の長手方向全域のワイヤ6に対してスラリを供給するようにしているが、図12に示すように、インゴット1の長手方向端部1Eに相当する長さの出口側開口64b′を形成して、インゴット1の長手方向端部1Eに相当するワイヤ6のみにスラリを供給する実施も可能である。
(Sixth embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, when slurry is supplied to the
ワープの品質は、インゴット1の長手方向の中央部分に比べて端部1Eの方が低いという傾向がある。このため少なくともインゴット1の長手方向端部1Eに相当するワイヤ6にスラリを供給して、端部1Eから取得されるウェーハ1aのワープの品質を向上させれば、インゴット1全体としてのウェーハ切断面の品質の向上が期待される。
The quality of the warp tends to be lower at the
(第7実施例)
図13(a)、(b)に示すように、ガイドバー41、42の溝43の深さ方向の移動を制御して、ウェーハ1aの切断面の品質を向上するに最適な深さ方向位置に調整してもよい。
(Seventh embodiment)
As shown in FIGS. 13A and 13B, the position in the depth direction optimum for improving the quality of the cut surface of the
図13(a)、(b)に示すように、ガイドバー41、42の溝深さ方向の位置、つまり上下方向位置を調整すると、溝43がワイヤ6を規制する長さlが変化するとともに、ガイドバー41、42の出口側開口64bからワイヤ6までの距離mが変化する。
As shown in FIGS. 13A and 13B, when the position of the guide bars 41 and 42 in the groove depth direction, that is, the vertical position is adjusted, the length l that the
ここで、距離mは、ガイドバー41、42の出口側開口64bから排出されたスラリ量のうちインゴット1に到達できるスラリ量を規定する。距離mが大きければ、インゴット1に到達できるスラリ量が少なくなり、ワイヤ6の遊びが小さければ、インゴット1に到達できるスラリ量が多くなる。
Here, the distance m defines the amount of slurry that can reach the
そこで、ガイドバー41、42の溝43の深さ方向の位置を調整して、ワイヤ規制長さl、距離mが、ウェーハ切断面の品質を向上させるに適した大きさに、調整される。
Therefore, the position of the
(第8実施例)
図14(a)、(b)に示すように、ガイドバー41、42間の距離を制御して、ウェーハ1aの切断面の品質を向上するに最適な距離に調整してもよい。
(Eighth embodiment)
As shown in FIGS. 14A and 14B, the distance between the guide bars 41 and 42 may be controlled to be adjusted to an optimum distance for improving the quality of the cut surface of the
図14(a)、(b)は、インゴット1の切断深さに応じて一対のガイドバー41、42間の距離を変化させた場合を示している。図14(a)は切断初期におけるインゴット1と一対のガイドバー41、42との位置関係を示し、図14(b)は切断中期におけるインゴット1と一対のガイドバー41、42との位置関係を示している。
14A and 14B show a case where the distance between the pair of guide bars 41 and 42 is changed in accordance with the cutting depth of the
インゴット1の切断が進行しインゴット1が矢印Hで示す方向に下降するに伴い一対のガイドバー41、42間の距離が大きくなり、インゴット1の切断深さにかかわらずワイヤ6の遊びが一定に保持される。一対のガイドバー41、42間の距離の調整は、上述したガイドバー水平駆動用サーボモータを駆動制御することによって行われる。
As the cutting of the
ここで、ワイヤ6の遊びの大きさは、ガイドバー41、42の出口側開口64bからインゴット1までの距離に相当する。そして、この距離は、ガイドバー41、42の出口側開口64bから排出されたスラリ量のうちインゴット1に到達できるスラリ量を規定する。ワイヤ6の遊びが大きければ、インゴット1に到達できるスラリ量が少なくなり、ワイヤ6の遊びが小さければ、インゴット1に到達できるスラリ量が多くなる。
Here, the size of the play of the
そこで、一対のガイドバー41、42間の距離が制御されて、ワイヤ6の遊びが、ウェーハ切断面の品質を向上させるに適した大きさに、調整される。
Therefore, the distance between the pair of guide bars 41 and 42 is controlled, and the play of the
以上の説明では単結晶シリコンインゴット1を切断加工する場合を想定しているが、本発明としては磁性材料、セラミック等などの任意のワークをスライス状に切断加工する場合に適用することができる。
In the above description, it is assumed that the single
1 インゴット(ワーク) 5 スラリ供給用パイプ 6 ワイヤ 7、8 加工用ローラ 10 スラリ供給装置 41、42 ガイドバー 60 スラリ導入板 61 固定部材 64 スラリ供給路
DESCRIPTION OF
Claims (13)
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
ワーク押し当て方向に溝深さを有し、溝幅方向にワイヤの動きを規制し溝深さ方向にはワイヤの動きを規制しない溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーと、
ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給するスラリ供給手段と
が備えられていること
を特徴とするワイヤソー装置。 A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A groove having a groove depth in the workpiece pressing direction and restricting the movement of the wire in the groove width direction and not in the groove depth direction is formed at intervals corresponding to the wire pitch. A pair of guide bars positioned so that the wire between the processing roller and the workpiece is positioned therein;
A wire saw device comprising: a slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece.
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーと、
ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤにスラリを供給する第1のスラリ供給手段と、
ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給する第2のスラリ供給手段と
が備えられていること
を特徴とするワイヤソー装置。 A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A pair of guide bars formed such that the grooves are formed at intervals corresponding to the pitch of the wires, and the wire between the processing roller and the workpiece is positioned in the grooves;
First slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the processing roller;
And a second slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece.
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーとが備えられ、
ガイドバーには、当該ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給するスラリ供給路
が形成されていること
を特徴とするワイヤソー装置。 A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A groove is formed at intervals corresponding to the pitch of the wire, and a pair of guide bars are provided so that the wire between the processing roller and the workpiece is positioned in the groove,
A wire saw device characterized in that a slurry supply path for supplying slurry to a wire between the guide bar and the workpiece is formed in the guide bar.
ワイヤを走行させるワイヤ駆動手段と、
一対の加工用ローラ間のワイヤに対してワークを押し当てる方向にワークを相対移動させてワークを切断するワーク相対移動手段と、
溝が、ワイヤのピッチに応じた間隔で形成され、当該溝内に加工用ローラとワーク間のワイヤが位置されるように位置決めされる一対のガイドバーとが備えられ、
ガイドバーには、当該ガイドバーとワーク間のワイヤにスラリを供給するスラリ供給路
が形成され、
更に、ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤにスラリを供給するとともに、ガイドバーのスラリ供給路にスラリを供給するスラリ供給手段が設けられていること
を特徴とするワイヤソー装置。 A pair of processing rollers around which wires are wound at a predetermined pitch;
Wire driving means for running the wire;
A workpiece relative movement means for cutting the workpiece by relatively moving the workpiece in a direction in which the workpiece is pressed against the wire between the pair of processing rollers;
A groove is formed at intervals corresponding to the pitch of the wire, and a pair of guide bars are provided so that the wire between the processing roller and the workpiece is positioned in the groove,
The guide bar is provided with a slurry supply path for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece.
The wire saw device further comprises slurry supply means for supplying slurry to the wire between the guide bar and the processing roller and supplying the slurry to the slurry supply path of the guide bar.
を特徴とする請求項1、2、4記載のワイヤソー装置。 The wire saw device according to claim 1, 2, or 4, wherein the slurry supply means includes a slurry supply pipe disposed between the guide bar and the processing roller and disposed above the wire.
ガイドバーと加工用ローラとの間にあってワイヤの上方に配置されたスラリ供給用パイプから滴下されるスラリが供給されること
を特徴とする請求項3記載のワイヤソー装置。 In the slurry supply path of the guide bar,
The wire saw device according to claim 3, wherein a slurry dropped from a slurry supply pipe disposed between the guide bar and the processing roller and disposed above the wire is supplied.
ガイドバーと加工用ローラとの間にあってワイヤの上方に配置され、スラリが滴下されるスラリ供給用パイプと、
スラリ供給用パイプから滴下されたスラリを分流して、ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤと、ガイドバーのスラリ供給路とに導く分流手段と
からなること
を特徴とする請求項4記載のワイヤソー装置。 The slurry supply means
A slurry supply pipe disposed between the guide bar and the processing roller and above the wire, and into which slurry is dropped; and
5. A wire saw according to claim 4, further comprising: a diverter for diverting the slurry dropped from the slurry supply pipe to guide the wire between the guide bar and the processing roller and the slurry supply path of the guide bar. apparatus.
が更に設けられていること
を特徴とする請求項4または7記載のワイヤソー装置。 The flow rate adjusting means for adjusting the slurry flow rate supplied to the wire between the guide bar and the processing roller and the slurry flow rate guided to the slurry supply path of the guide bar is further provided. Or the wire saw apparatus of 7.
少なくともワークの長手方向の端部に相当するワイヤに、スラリを供給すること
を特徴とする請求項1〜8記載のワイヤソー装置。 When supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece,
The wire saw device according to claim 1, wherein slurry is supplied to at least a wire corresponding to an end portion in a longitudinal direction of the workpiece.
を特徴とする請求項1〜9記載のワイヤソー装置。 The wire saw device according to any one of claims 1 to 9, further comprising guide bar moving means for moving the pair of guide bars in the depth direction of the groove.
を特徴とする請求項1〜10記載のワイヤソー装置。 The wire saw device according to claim 1, further comprising guide bar moving means for moving a distance between the pair of guide bars.
ワイヤのピッチに応じた間隔の複数の溝と、
スラリをガイドバーとワークとの間のワイヤに供給するためのスラリ供給路と
が形成されていること
を特徴とするワイヤソー装置用のガイドバー。 A guide bar used in a wire saw device,
A plurality of grooves spaced according to the wire pitch;
A guide bar for a wire saw device, characterized in that a slurry supply path for supplying the slurry to the wire between the guide bar and the workpiece is formed.
ワイヤのピッチに応じた間隔の複数の溝が形成されているとともに、スラリをガイドバーとワークとの間のワイヤに供給するためのスラリ供給路が形成されているガイドバーと、
スラリ供給用パイプから滴下されたスラリを分流して、ガイドバーと加工用ローラ間のワイヤに導くとともに、ガイドバーのスラリ供給路に導くためのスラリ導入板と、
スラリ導入板を、その傾斜角度が調整可能に、スラリ供給用パイプに固定するための固定部材と
からなること
を特徴とするワイヤソー装置用のスラリ供給装置。 A slurry supply device used in a wire saw device provided with a slurry supply pipe,
A guide bar in which a plurality of grooves with intervals according to the pitch of the wire are formed and a slurry supply path for supplying slurry to the wire between the guide bar and the workpiece is formed,
A slurry introduction plate for diverting the slurry dropped from the slurry supply pipe, leading to the wire between the guide bar and the processing roller, and leading to the slurry supply path of the guide bar,
A slurry supply device for a wire saw device, comprising: a fixing member for fixing the slurry introduction plate to the slurry supply pipe so that the inclination angle thereof can be adjusted.
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