JP2016509544A - 非対称形クリンプを有するソーワイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】非対称形クリンプを有するソーワイヤの提供。【解決手段】非対称形クリンプを有するソーワイヤに係り、該非対称形クリンプを有するソーワイヤは、連続したクリンプが形成されたソーワイヤにおいて、第１領域と、該第１領域から曲がって延長し、該第１領域の長さより長い第２領域と、を有する非対称形単位クリンプが連続して形成されてジグザグ状をなし、第１領域と第２領域との長さの比は、１：１．２ないし１：４であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、非対称形クリンプを有するソーワイヤに係り、切削材の供給能を向上させ、切削材の維持力を向上させ、切断速度を改善し、削粉（ｃｕｔｔｉｎｇ ｓｃｒａｐ）の排出を円滑にし、被切断体の切断面の質的低下を防止し、ウェーハのような最終生産物の生産性を向上させ、不良率を低下させる非対称形クリンプを有するソーワイヤに関する。

ソーマシンに利用されるソーワイヤは、一般的には、炭化ケイ素粉、ダイヤモンド粉などの研磨用粒子とオイルなどとが混合された切削材と共に、被切断体に適切な圧力で接触しながら走行し、前記被切断体を切断する。

ソーワイヤを利用して、硬質材料、例えば、シリコンブロックを切断する方法は、次の通りである。複数の溝を有する複数のローラにワイヤを巻き付け、前記ワイヤの列を走行させながら、被切断体であるシリコンブロックを一定した力で押し付ける。このとき、ワイヤの列と被切断体との間に切削材を流し、研磨用粒子の切削作用によって、シリコンブロックをウェーハに切断する。切断工程の効率と、切断されたウェーハの厚み品質は、切断される硬質材ブロックの特性、及びソーワイヤの速度のような多くの因子によって左右される。そこにおいて、ソーワイヤが、切削材をいかに多く伴うかということが重要な因子である。

シリコンブロックの切断に使用されるワイヤの各列は、ローラに、一般的に１，０００〜３，０００回ほど巻き付けられている。このようなワイヤは、硬質材料を切断するために設けられたローラの溝に沿って移動するが、硬質材料を切断する間、研磨材は、硬質材料だけではなく、ソーワイヤも共に摩耗させ、ワイヤの太さが細くなるという問題がある。また、切断初期には、表面に存在する軟質のメッキ層によって、研磨材を多く伴うことができたが、硬質材料の切断と共にメッキ層が除去され、素地層が露出されながら、研磨材を伴う能力が低下する。

従って、ソーワイヤの使用中、切削材の同伴能を向上させる必要がある。特許文献１には、切削材をして、ソーワイヤに良好に伴わせるソーワイヤが開示されている。それは、ソーワイヤの外面を変更することによって達成される。その１つの実施形態によれば、マイクロキャビティ（ｍｉｃｒｏ−ｃａｖｉｔｙ）がソーワイヤの表面に配置される。他の実施形態によれば、ソーワイヤは、円周方向に多数個の溝を有する。たとえそのような解決策が切削材の同伴性を向上させるとしても、ワイヤの外面を変更することは、一般的に、多くの時間とコストとがかかるという短所がある。

国際公開第９０／１２６７０号

本発明は、前述の問題点を解決するために創出されたものであり、特に、切削材の供給能を向上させ、切削材の維持力を向上させ、切断速度を改善し、削粉の排出を円滑にさせ、被切断体の切断面の質的低下を防止し、ウェーハのような最終生産物の生産性を向上させ、不良率を低下させる非対称形クリンプを有するソーワイヤを提供することを目的とする。

前述の目的を果たすための、本発明の非対称形クリンプを有するソーワイヤは、連続したクリンプが形成されたソーワイヤにおいて、第１領域と、前記第１領域から曲がって延長し、前記第１領域の長さより長い第２領域と、を有する非対称形単位クリンプが連続して形成されてジグザグ状をなし、前記第１領域と前記第２領域との長さの比は、１：１．２ないし１：４であることを特徴とする。

また、前記第１領域の傾きは、前記第２領域の傾きより大きいことが望ましい。

また、連続して配置される前記単位クリンプは、前記ワイヤの長手方向で進むとき、一方向に回転するように形成されていることが望ましい。

本発明による非対称形クリンプを有するソーワイヤは、切削材の供給能を向上させ、切削材の維持力を向上させ、切断速度を改善し、削粉の排出を円滑にさせ、被切断体の切断面の質的低下を防止し、ウェーハのような最終生産物の生産性を向上させ、不良率を低下させる。

本発明の一実施形態による非対称形クリンプを有するソーワイヤの側面図である。 図１の要部を抜粋した断面図である。 図１の使用時、切削材の同伴性を概略的に示す図面である。 本発明の他の実施形態による非対称形クリンプを有するソーワイヤの斜視図を概念的に図示した図面である。

本発明は、ワイヤソーマシンに使用されるソーワイヤに係り、半導体、セラミックス、超硬合金などの硬質材料の切断用及びスライス用に利用される。

以下、本発明による望ましい実施形態について、添付された図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による非対称形クリンプを有するソーワイヤの側面図であり、図２は、図１の要部を抜粋した断面図であり、図３は、図１の使用時、切削材の同伴性を概略的に示す図面である。

まず、図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態による非対称形クリンプを有するソーワイヤ１００は、単位クリンプ１０が連続して形成されるソーワイヤにおいて、前記単位クリンプ１０が非対称形になることを特徴とする。

具体的には、前記単位クリンプ１０は、第１領域１１と第２領域１２とを含む。

前記第１領域１１は、前記第２領域１２より短い長さを有する区間である。前記第２領域１２は、前記第１領域１１から曲がって延長し、前記第１領域１１の長さより長い。前記第１領域１１と前記第２領域１２との長さが互いに異なるように形成されるので、前記単位クリンプ１０は、非対称形になる。

前記単位クリンプ１０は、連続して形成され、ジグザグ状をなす。本実施形態において、ソーワイヤ１００に、連続した単位クリンプ１０が形成されるということは、前記ソーワイヤ１００自体がジグザグ状となるように加工されたということを意味する。

本実施形態において、前記第１領域１１の長さと、前記第２領域１２の長さとの比は、１：１．２ないし１：４に形成される。

第２領域１２の長さが第１領域１１の長さの１．２倍未満になるように形成される場合、第２領域１２と被切削体とが接触する面積と、前記第１領域１１と被切削体とが接触する面積との差が十分に確保されない。従って、接触面積差を誘導し、切削材２０の供給量を向上させる効果が微々たるものになる。

一方、前記第２領域１２の長さが第１領域１１の長さの４倍を超える場合には、相対的に、第１領域１１の長さが過度に短くなり、実質的にクリンプによる効果が半減してしまうという短所がある。すなわち、ソーワイヤ１００に、単位クリンプ１０を連続して形成することは、屈曲した単位クリンプ１０によって、被切断体の円滑な切削を誘導するものであるが、第２領域１２の長さが第１領域１１の長さの４倍を超えれば、クリンプとしての機能が効果的に発揮されなくなる。

本実施形態によれば、前記第１領域１１の傾きは、前記第２領域１２の傾きより大きく形成される。

具体的には、図２に図示されているように、前記第１領域１１と第２領域１２とが出合う頂点Ｐにおいて、ソーワイヤ１００の長手方向に平行して延長される仮想線Ｌ１を考慮するとき、前記第１領域１１及び第２領域１２の傾きは、前記仮想線Ｌ１から傾いた角度を意味する。従って、前記第１領域１１の傾きは、θ１であり、前記第２領域１２の傾きは、θ２として与えられる。図２に図示されているように、本実施形態によれば、θ１がθ２より大きい。

図３は、本発明の一実施形態によるソーワイヤ１００を使用して切削を行うときの切削材２０の同伴性を示す図面である。図３に図示されているように、本実施形態によるソーワイヤ１００が右側に移動しながら、被切断体、例えば、シリコンインゴットを切断する。前記ワイヤが走行しながら被切断体を加圧し、そのとき、ワイヤと被切断体との間に切削材２０を流し、シリコンブロックをウェーハに切断する。前記切削材２０は、一般的に、炭化ケイ素粉、ダイヤモンド粉などの研磨用粒子と、オイルなどとが混合して使用される。前記切削材２０は、ソーワイヤ１００の加圧力によって被切断体と接触し、前記被切断体を効果的に切断する。

さらに図３を参照すれば、本発明の実施形態によれば、第２領域１２の長さは、第１領域１１の長さより長く形成されており、ソーワイヤ１００が右側に進むとき、第２領域１２が被切断体を加圧する実質的な接触面が広く確保される。従って、前記第２領域１２によって加圧される切削材２０の量が多くなる。

また、第１領域１１の傾きは、第２領域１２の傾きより大きく形成されるので、ソーワイヤ１００が被切断体を切断するときに発生する削粉が迅速に排出される。具体的には、第１領域１１と被切断体とが接触して発生する接触面圧が、相対的に、第２領域１２と被切断体とが接触して発生する接触面圧より急激に低くなるので、低くなった接触面圧によって、削粉が効果的に排出されるのである。

結果的として、第２領域１２の長さが長く形成され、切削材２０が被切断体によって広く接触されるので、ソーワイヤ１００が被切断体を切断するために、ソーワイヤ１００による切削材２０の同伴性または維持力が向上し、被切断体の切断速度を向上させる。

併せて、第２領域１２の長さより短く形成される第１領域１１は、その傾きが第２領域１２の傾きより大きく形成され、ソーワイヤ１００と被切断体とが接触して発生する接触面圧を、第１領域１１の区間で相対的に低くし、削粉の迅速な排出を誘導する。

そのような作用及び効果によって、被切断体を切断した後、最終的に生産される最終生産物、例えば、ウェーハの生産性を向上させ、ソーマーク（ｓａｗ ｍａｒｋ）のようなウェーハの不良を低減させるという効果を提供する。

一方、図４は、本発明の他の実施形態による非対称形クリンプを有するソーワイヤ１００の斜視図を概念的に図示している。図４において、図１と同一の構成については、同一の参照番号を付す。

図４に図示されているように、本実施形態による非対称形クリンプを有するソーワイヤ１００は、連続して配置される前記単位クリンプ１０が、前記ソーワイヤ１００の長手方向に進むとき、一方向に回転するように形成される。

図４のＺ軸の端から原点に向け、前記ソーワイヤ１００を見るとき、前記単位クリンプ１０は、原点から前記Ｚ軸の端に向かう長手方向に進むとき、反時計回り方向に回転する。具体的には、最初原点に存在する単位クリンプ１０は、ＸＺ平面上に形成され、前記単位クリンプ１０に続いて２番目に連続して形成された単位クリンプ１０は、ＹＺ平面上に形成される。２番目に形成された単位クリンプ１０は、最初の単位クリンプ１０より９０°ほど反時計回り方向に回転した状態である。

次に、３番目の単位クリンプ１０は、さらにＸＺ平面上に形成される。３番目に形成された単位クリンプ１０は、２番目の単位クリンプ１０より９０°ほど反時計回り方向にさらに回転した状態である。そして、４番目の単位クリンプ１０は、ＹＺ平面上に形成される。４番目に形成された単位クリンプ１０は、３番目の単位クリンプ１０より９０°ほど反時計回り方向にさらに回転した状態である。

本実施形態において、前記単位クリンプ１０が回転する形態で形成されるために、図１のような状態のソーワイヤ１００を形成し、図１によるソーワイヤ１００を一方向に捻って回転させ、結果として、前記単位クリンプ１０が回転する形態に具現される。

図４は、単位クリンプ１０が一方向に回転するということを把握しやすくするために、図面を簡略にして図示したということは言うまでもない。すなわち、図４によれば、単位クリンプ１０は、ＸＺ平面と、ＹＺ平面とに相互に配置されるように図示されているが、単位クリンプ１０が形成される平面は、それに限定されるものではない。

図１のソーワイヤ１００を一方向に捻って回転させることにより、前記単位クリンプ１０が共に回転して具現される場合、実質的に、前記単位クリンプ１０は、ソーワイヤ１００の長手方向に進むとき、螺旋形に形成される。すなわち、第１領域１１と第２領域１２とが出合う頂点の軌跡が螺旋形をなす。

そのように、本実施形態によれば、図１の実施形態で提供する効果をそのまま提供すると共に、図１の実施形態に比べ、切削材２０の供給能と排出能とが向上し、ソーワイヤ１００自体の偏磨耗現象を低減させるという効果を提供する。

以上、本発明について、望ましい実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範疇を外れない範囲内で、さまざまな多くの変形が提供されるのである。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められるのである。

Claims (3)

1. 連続したクリンプが形成されたソーワイヤにおいて、
   第１領域１１と、前記第１領域１１から曲がって延長し、前記第１領域１１の長さより長い第２領域１２と、を有する非対称形単位クリンプ１０が連続して形成されてジグザグ状をなし、
   前記第１領域１１と前記第２領域１２との長さの比は、１：１．２ないし１：４であることを特徴とする非対称形クリンプを有するソーワイヤ。
2. 前記第１領域１１の傾きは、前記第２領域１２の傾きより大きいことを特徴とする請求項１に記載の非対称形クリンプを有するソーワイヤ。
3. 連続して配置される前記単位クリンプ１０は、前記ワイヤの長手方向に進むとき、一方向に回転するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非対称形クリンプを有するソーワイヤ。

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