JP2015131383A - cutting plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば水晶インゴットからマルチワイヤソーによって水晶ウェハを切り出す際に用いられる切断用プレートに関する。 The present invention relates to a cutting plate used when, for example, a crystal wafer is cut out from a crystal ingot by a multi-wire saw.
水晶振動子の周波数温度特性と水晶の切断角度精度とには相関があるため、水晶の切断加工には高い精度が要求される。水晶の切断加工には、従来、マルチバンドソーが使用されてきたが、近年、その加工精度の高さによりマルチワイヤソーが使用されるようになってきた。更に、近年は水晶においてもシリコンウェハと同様に大口径ウェハ化が進んでおり、大口径ウェハに対する切断精度の高さからダウンカット方式が採用されつつある(特許文献1参照)。ダウンカット方式とは、被加工物の下方からワイヤで切断する方式であり、被加工物の破片をワイヤが巻き込まないので切断精度が高い。 Since there is a correlation between the frequency temperature characteristics of the crystal resonator and the crystal cutting angle accuracy, high accuracy is required for crystal cutting. Conventionally, a multi-band saw has been used for crystal cutting, but in recent years, a multi-wire saw has been used due to its high processing accuracy. Further, in recent years, a large-diameter wafer has been developed in the same manner as a silicon wafer in quartz, and a down-cut method is being adopted because of high cutting accuracy with respect to a large-diameter wafer (see Patent Document 1). The down-cut method is a method of cutting with a wire from below the workpiece, and the cutting accuracy is high because the wire does not entrain a piece of the workpiece.
ダウンカット方式のマルチワイヤソーを用いて水晶インゴットから水晶ウェハを切り出す工程では、「切断用プレート」と呼ばれる冶具が使用される。その切断用プレートを図5に示す。仮想線で示す切断用プレート50の下面には水晶インゴット60が設置され、切断用プレート50の上面のノズル固定部51にはスラリ供給ノズル70が設置される。水晶インゴット60は、互いに平行な複数の切断用ワイヤ81によって、下方から切断される。スラリ供給ノズル70は、筐体71及び放出口72を有し、放出口72から切断用スラリ(図示せず)を放出する。放出口72は、筐体71の長手方向に沿った直線状である。また、水晶インゴット60は、切断用ワイヤ81の上方から見て切断用ワイヤ81に対して水晶インゴット60の主面61が一定の切断角度θになるように、切断用プレート50の下面に固定される。更に、ノズル固定部51は、切断用プレート50の上面に凹状に形成されるとともに、スラリ供給ノズル70の放出口72が水晶インゴット60の主面61に平行になるように筐体71を固定する。
In a process of cutting a quartz wafer from a quartz ingot using a down-cut type multi-wire saw, a jig called a “cutting plate” is used. The cutting plate is shown in FIG. A
切断用プレート50はマルチワイヤソー本体(図示せず)に固定され、切断用ワイヤ81は矢印811の方向に走行する。つまり、切断用ワイヤ81は、矢印811の方向に走行しつつ、スラリ供給ノズル70の放出口72から切断用スラリの供給を受け、水晶インゴット60の下面をこすりながら水晶インゴット60を少しずつ切って行く。
The
図中のX,Y,Zは水晶インゴット60の結晶軸である。切断角度θは、主面61の法線であるZ軸と切断用ワイヤ81とのなす角度であり、Z軸から反時計回りを正とし時計回りを負としている。例えばATカットは切断角度θが35°であり、BTカットは切断角度θが−49°である。
X, Y, and Z in the figure are crystal axes of the
スラリ供給ノズル70の放出口72から水晶インゴット60の主面61までの距離dは、できるだけ短いことが望ましい。距離dが長いと、放出口72から供給された切断用スラリが水晶インゴット60の主面61にまで十分に届かないからである。また、距離dは、主面61内の全ての位置で同じであることが望ましい。主面61内の位置によって距離dが異なると、スラリ供給ノズル70から放出され切断用ワイヤ81に付着した切断点での切断用スラリは水晶インゴット60に到着する時間について切断用ワイヤ81毎に異なり、その結果切断用スラリの供給量がばらつくことにより、加工精度にばらつきが生じるからである。そのため、切断用プレート50は、設置される水晶インゴット60の切断角度θがn種類あれば、それらに対応してノズル固定部51を形成したn枚分を用意する必要がある。
The distance d from the
しかしながら、切断用プレート50は、切断角度θごとに一枚ずつ必要になることにより、多くの枚数を必要とするので、管理や保管がたいへんであった。
However, since one
そこで、本発明の目的は、その枚数を減らすことを可能にすることにより、管理や保管を容易にした切断用プレートを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cutting plate that can be easily managed and stored by making it possible to reduce the number of sheets.
本発明に係る切断用プレートは、
複数の切断用ワイヤによって下方から切断される被加工物が設置される下面と、
筐体と当該筐体の長手方向に沿った放出口とを有し当該放出口から切断用スラリを放出するスラリ供給ノズルが設置される上面と、
前記被加工物の主面が一定の切断角度になるように、当該被加工物を前記下面に固定する被加工物固定部と、
前記上面に形成されるとともに、前記放出口が前記被加工物の前記主面に平行になるように前記筐体を固定するノズル固定部と、
前記ノズル固定部から前記下面を貫いて形成されるとともに、前記放出口から放出された前記切断用スラリを前記切断用ワイヤへ供給するスラリ供給溝と、
備えた切断用プレートにおいて、
前記ノズル固定部及び前記スラリ供給溝は、前記被加工物固定部に対して異なる前記切断角度で固定される複数の前記被加工物に対応して複数形成された、
ことを特徴とする。
The cutting plate according to the present invention comprises:
A lower surface on which a workpiece to be cut from below by a plurality of cutting wires is installed;
An upper surface on which a slurry supply nozzle that has a housing and a discharge port along a longitudinal direction of the housing and discharges a cutting slurry from the discharge port is installed;
A workpiece fixing portion for fixing the workpiece to the lower surface such that the main surface of the workpiece has a constant cutting angle;
A nozzle fixing portion that is formed on the upper surface and fixes the casing so that the discharge port is parallel to the main surface of the workpiece;
A slurry supply groove that is formed through the lower surface of the nozzle fixing portion and supplies the cutting slurry discharged from the discharge port to the cutting wire;
In the cutting plate provided,
The nozzle fixing portion and the slurry supply groove are formed in a plurality corresponding to the plurality of workpieces to be fixed at different cutting angles with respect to the workpiece fixing portion.
It is characterized by that.
本発明に係る切断用プレートによれば、異なる切断角度で固定される複数の被加工物に対応して、複数のノズル固定部及びスラリ供給溝を形成したことにより、切断角度ごとに一枚ずつ用意する場合に比べて枚数を低減できるので、管理や保管を容易化できる。 According to the cutting plate according to the present invention, a plurality of nozzle fixing portions and slurry supply grooves are formed corresponding to a plurality of workpieces fixed at different cutting angles, so that one sheet is provided for each cutting angle. Since the number of sheets can be reduced as compared with the case of preparation, management and storage can be facilitated.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, the same reference numerals are used for substantially the same components. The shapes depicted in the drawings are drawn so as to be easily understood by those skilled in the art, and thus do not necessarily match the actual dimensions and ratios.
図1は、実施形態1の切断用プレート及びその第一の使用方法(ATカット)を示す平面図である。図2は、実施形態1の切断用プレート及びその第二の使用方法(BTカット)を示す平面図である。図3及び図4は、図1及び図2におけるIII−III線に相当する断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。なお、本実施形態1における「水晶インゴット」は、特許請求の範囲における「被加工物」の一例である。
FIG. 1 is a plan view showing a cutting plate of
本実施形態1の切断用プレート10は、下面11及び上面12、水晶インゴット固定部13a,13b、ノズル固定部14a,14b、スラリ供給溝15a,15b等を備えている。
The
下面11には水晶インゴット60が設置され、上面12にはスラリ供給ノズル70が設置される。水晶インゴット60は、直線状かつ互いに平行な複数の切断用ワイヤ81によって、下方から切断される。スラリ供給ノズル70は、棒状の筐体71と筐体71の長手方向に沿った直線状の放出口72とを有し、放出口72から切断用スラリ73(図4)を放出する。水晶インゴット固定部13a(図1)は、切断用ワイヤ81の上方から見て切断用ワイヤ81に対して水晶インゴット60の主面61が一定の切断角度θaになるように、水晶インゴット60を下面11に固定する。水晶インゴット固定部13b(図2)は、切断用ワイヤ81の上方から見て切断用ワイヤ81に対して水晶インゴット60の主面61が一定の切断角度θbになるように、水晶インゴット60を下面11に固定する。ノズル固定部14a,14bはそれぞれ、上面12に凹状に形成されるとともに、前述の切断用スラリ供給量均一の観点から、放出口72が水晶インゴット60の主面61に平面視して平行になるように筐体71を固定する。スラリ供給溝15a,15bはそれぞれ、ノズル固定部14a,14bの底面16から下面11を貫いて形成されるとともに、放出口72から放出された切断用スラリ73(図4)を切断用ワイヤ81へ供給する。
A
ここで、水晶インゴット固定部13a(図1)、ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15aはATカット用であり、水晶インゴット固定部13b(図2)、ノズル固定部14b、スラリ供給溝15bはBTカット用である。すなわち、切断用プレート10の特徴は、「ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15a」と「ノズル固定部14b及びスラリ供給溝15b」とが、水晶インゴット固定部13a,13bに異なる切断角度θa,θbで固定される複数の水晶インゴット60に対応して形成されることにある。
Here, the crystal
また、「ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15a」と「ノズル固定部14b及びスラリ供給溝15b」とは、それぞれ互いに交差するように切断用プレート10に形成されている。これらに、他の切断角度に対応した「ノズル固定部及びスラリ供給溝」を更に交差させ形成してもよい。互いに交差するように形成された「ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15a」と「ノズル固定部14b及びスラリ供給溝15b」とは、全部で三組設けられている。これらは、一組でも、二組でも、四組以上でもよい。切断角度θaはATカットを得る角度であり、切断角度θbはBTカットを得る角度である。
The “
次に、各構成要素について、更に詳しく説明する。 Next, each component will be described in more detail.
切断用プレート10は、例えばアルミニウムなどの平板状の金属材料からなり、例えばエンドミル加工などによってノズル固定部14a,14b及びスラリ供給溝15a,15bが形成されている。また、切断用プレート10は、所定の厚さに切断される水晶インゴット60を切断用ワイヤ81の押圧力でも動かないように固定するものであり、例えば図示しない油圧機構によって上昇又は下降する。
The cutting
ノズル固定部14a,14bは、スラリ供給ノズル70の筐体71と嵌り合う形状及び大きさになっている。スラリ供給溝15a,15bは、ノズル固定部14a,14bの底面16に形成された直線状の貫通孔であり、スラリ供給ノズル70の放出口72から流れ出る切断用スラリ73(図4)を妨げないように、放出口72よりも大きく形成されている。水晶インゴット固定部13a,13bは、下面11の一部からなり、水晶インゴット60が固定される領域である。水晶インゴット60は、例えば貼り付け用のガラス13c(図3)を介して、水晶インゴット固定部13a,13bに貼り付けられる。
The
スラリ供給ノズル70は、筐体71及び放出口72の他に、スラリ供給用の配管74や、配管74を筐体に71に固定する固定具75なども有する。また、筐体71は、図示するような直方体状でもよいが、例えば円柱状などとしてもよい。放出口72は、図示するような直線状の一本の貫通孔でもよいが、例えば多数の小孔が直線状に並んだものとしてもよい。切断用スラリ73(図4)は、研磨剤を含む一般的な懸濁液である。
In addition to the
水晶インゴット60は、例えばランバート人工水晶である。ランバート人工水晶とは、アズグロウン状態から規定の寸法及び方位に合致するように、切断、粗研磨及び研磨などによって、そのX面及びZ又はZ’面を平面化及び平行化加工を行った人工水晶をいう。
The
次に、主に図4に基づき、切断用プレート10が使用されるマルチワイヤソー80について説明する。
Next, a multi-wire saw 80 in which the cutting
マルチワイヤソー80は、切断用ワイヤ81、切断用ワイヤ81を送り出す又は巻き取る第一ボビン82、切断用ワイヤ81を巻き取る又は送り出す第二ボビン83、切断用ワイヤ81が複数回巻き付けられる複数のローラ84,85,86、切断用ワイヤ81により切断される水晶インゴット60を固定する切断用プレート10などを備えている。切断用ワイヤ81は、第一ボビン82から複数のローラ84,85,86に複数回巻き付けられ、第二ボビン83へと繋がっている。
The multi-wire saw 80 includes a
切断用ワイヤ81は、第一ボビン82から送り出され、矢印811の方向へ走行し、第二ボビン83で巻き取られ、第二ボビン83で完全に巻き取られると、今度は逆に、第二ボビン83から送り出され、矢印812の方向へ走行し、第一ボビン82で巻き取られる。
When the
このとき、ローラ85とローラ86との間に張られた複数本の切断用ワイヤ81に、切断用プレート10に固定された水晶インゴット60を、切断用スラリ73を供給しながら押し付けることにより、所定の厚さの水晶ウェハに複数枚切断することができる。また、複数のローラ84,85,86は、それらの外周面に所定の間隔に設けられた溝を有している。この溝の間隔によって、水晶ウェハの切断厚みが決定される。
At this time, the
なお、切断用ワイヤ81が矢印811の方向へ走行しているときは、図4において右端のスラリ供給ノズル70からは切断用スラリ73を供給しなくてもよい。同様に、切断用ワイヤ81が矢印812の方向へ走行しているときは、図4において左端のスラリ供給ノズル70からは切断用スラリ73を供給しなくてもよい。スラリ供給ノズル70から放出される切断用スラリ73は切断用ワイヤ81に付着し、付着した切断用スラリ73によって水晶インゴット60を切断するからである。
Note that when the
次に、切断用プレート10の作用及び効果について説明する。
Next, the operation and effect of the cutting
(1)切断用プレート10によれば、切断用ワイヤ81に対して異なる切断角θa,…で固定される複数の水晶インゴット60に対応して、複数のノズル固定部14a,…及びスラリ供給溝15a,…を形成したことにより、切断角度θa,…ごとに一枚ずつ用意する場合に比べて枚数を低減できるので、切断角度に合わせた切断用プレートをたくさん持ち合わせる必要がないため管理や保管を容易化できる。
(1) According to the cutting
(2)「ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15a」と「ノズル固定部14b及びスラリ供給溝15b」とをそれぞれ互いに交差するように形成した場合は、「ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15a」と「ノズル固定部14b及びスラリ供給溝15b」とをそれぞれ互いに交差しないように形成した場合に比べて専有面積を低減できるので、切断用プレート10を小型化できる。
(2) When the “
(3)互いに交差するように形成された「ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15a」と「ノズル固定部14b及びスラリ供給溝15b」とを複数組設けた場合は、一方で「ノズル固定部14a及びスラリ供給溝15a」を用い、他方で「ノズル固定部14b及びスラリ供給溝15b」を用いるなどのように一枚の切断用プレート10で同時に複数の切断角度の水晶ウェハを製造できるので、少量多品種生産に好適に用いることができる。
(3) When a plurality of “
次に、本実施形態1の切断用プレート10について総括する。
Next, the cutting
図5に示すように、水晶インゴット60を切断用プレート50に貼り付ける際、切断角度θの精度向上のために、切断用スラリを切断点へ対して適切に供給する必要がある。そのため、切断角度θに対応して異なる角度にノズル固定部51を設置する必要がある。したがって、切断角度θごとにそれぞれ切断用プレート50が必要となる。例えば、少なくともATカット用とBTカット用で二枚の切断用プレート50が必要になる。
As shown in FIG. 5, when the
これに対し、本実施形態1の切断用プレート10では、切断点に均等かつ的確に切断用スラリ73を供給するため、複数の切断角度θa,…に合わせて複数のノズル固定部14a,…及びスラリ供給溝15a,…を設ける。つまり、求めるカット角に対応するノズル固定部14a,…及びスラリ供給溝15a,…を切断用プレート10に設け、求めるカット角に応じて水晶インゴット固定部13a,…に水晶インゴット60を貼り付ける。具体的には、ノズル固定部14aにスラリ供給ノズル70を嵌め込み、水晶インゴット固定部13aに水晶インゴット60を貼り付ける。又は、ノズル固定部14bにスラリ供給ノズル70を嵌め込み、水晶インゴット固定部13bに水晶インゴット60を貼り付ける。本実施形態1の切断用プレート10によれば、切断角度θa,…ごとに一枚ずつ作製する必要がなくなるので、少ないスペースに保管でき、管理しなければならない枚数が減る。更に、ノズル固定部14a,14bはそれぞれ上面12に凹状に形成されるとともに放出口72が水晶インゴット60の主面61に平面視して平行になるようにスラリ供給溝15a,15bが形成されているので、水晶インゴット60への切断用スラリ73の供給量のばらつきが少ないため、加工精度のばらつきの少ない水晶ウェハを提供することができる。
On the other hand, in the cutting
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は、上記実施形態の構成や動作にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得ることが可能な各種変形及び修正を含むことはもちろんである。 As described above, the present invention has been described with reference to the above embodiment, but the present invention is not limited only to the configuration and operation of the above embodiment, and can be made by those skilled in the art within the scope of the present invention. Of course, it includes various possible variations and modifications.
例えば、本発明では、被加工物として、水晶の他に、サファイヤ、単結晶、圧電ウェハ、半導体ウェハ、マスク材等を用いることができる。また、本発明では、水晶の切断角度として、ATカット及びBTカットの他に、CTカットやDTカットなど、どのようなカットにも対応可能である。 For example, in the present invention, a sapphire, a single crystal, a piezoelectric wafer, a semiconductor wafer, a mask material, or the like can be used as a workpiece in addition to quartz. Further, in the present invention, any cut such as CT cut or DT cut in addition to AT cut and BT cut can be supported as the crystal cutting angle.
10 切断用プレート
11 下面
12 上面
13a,13b 水晶インゴット固定部(被加工物固定部)
13c ガラス
14a,14b ノズル固定部
16 底面
15a,15b スラリ供給溝
50 切断用プレート
51 ノズル固定部
60 水晶インゴット(被加工物)
61 主面
70 スラリ供給ノズル
71 筐体
72 放出口
73 切断用スラリ
74 配管
75 固定具
80 マルチワイヤソー
81 切断用ワイヤ
811,812 矢印(走行方向)
82 第一ボビン
83 第二ボビン
84,85,86 複数のローラ
10
61
82
Claims (4)
筐体と当該筐体の長手方向に沿った放出口とを有し当該放出口から切断用スラリを放出するスラリ供給ノズルが設置される上面と、
前記被加工物の主面が一定の切断角度になるように、当該被加工物を前記下面に固定する被加工物固定部と、
前記上面に形成されるとともに、前記放出口が前記被加工物の前記主面に平行になるように前記筐体を固定するノズル固定部と、
前記ノズル固定部から前記下面を貫いて形成されるとともに、前記放出口から放出された前記切断用スラリを前記切断用ワイヤへ供給するスラリ供給溝と、
備えた切断用プレートにおいて、
前記ノズル固定部及び前記スラリ供給溝は、前記被加工物固定部に対して異なる前記切断角度で固定される複数の前記被加工物に対応して複数形成された、
ことを特徴とする切断用プレート。 A lower surface on which a workpiece to be cut from below by a plurality of cutting wires is installed;
An upper surface on which a slurry supply nozzle that has a housing and a discharge port along a longitudinal direction of the housing and discharges a cutting slurry from the discharge port is installed;
A workpiece fixing portion for fixing the workpiece to the lower surface such that the main surface of the workpiece has a constant cutting angle;
A nozzle fixing portion that is formed on the upper surface and fixes the casing so that the discharge port is parallel to the main surface of the workpiece;
A slurry supply groove that is formed through the lower surface of the nozzle fixing portion and supplies the cutting slurry discharged from the discharge port to the cutting wire;
In the cutting plate provided,
The nozzle fixing portion and the slurry supply groove are formed in a plurality corresponding to the plurality of workpieces to be fixed at different cutting angles with respect to the workpiece fixing portion.
A cutting plate characterized by that.
請求項1記載の切断用プレート。 The plurality of nozzle fixing portions and the slurry supply grooves are formed so as to intersect each other.
The cutting plate according to claim 1.
請求項2記載の切断用プレート。 A plurality of sets of the nozzle fixing portions and the slurry supply grooves formed so as to intersect with each other are further provided.
The cutting plate according to claim 2.
請求項1、2又は3記載の切断用プレート。 The workpiece is quartz, and the different cutting angles are an angle for obtaining an AT cut and an angle for obtaining a BT cut.
The cutting plate according to claim 1, 2 or 3.
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