JP2023173451A - Workpiece cutting method, slice device, and slice base - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体インゴットなどのワークの切断方法、スライス装置及びスライスベースに関する。 The present invention relates to a method for cutting a work such as a semiconductor ingot, a slicing device, and a slicing base.
従来、シリコンなどの半導体インゴットを形成し、この半導体インゴットをエポキシ系等の接着剤によってガラスやカーボン材もしくは樹脂製のスライスベースに接着した後、所定の厚さとなるように複数枚に切断して半導体基板を形成している。 Conventionally, a semiconductor ingot such as silicon is formed, and this semiconductor ingot is adhered to a slice base made of glass, carbon material, or resin using an adhesive such as epoxy, and then cut into multiple pieces to a predetermined thickness. It forms a semiconductor substrate.
このように切断する方法としては、ワイヤソーを用いた切断方法が一般的である。通常用いられているワイヤソー装置では、スライスベースと接着した半導体インゴットを設置して、一定間隔でワイヤを多数の溝に巻きつけて互いに平行に配置させる。そして、2本のメインローラー間に複数本張られたワイヤを高速で移動走行させながら、半導体インゴットをワイヤに向けて徐々に下降させて半導体インゴットに押しつけることによって半導体インゴットを切断し、半導体基板を作製する。 A common method for cutting in this manner is a cutting method using a wire saw. In a commonly used wire saw device, a semiconductor ingot bonded to a slicing base is installed, and wires are wound around a number of grooves at regular intervals and arranged parallel to each other. Then, while moving a plurality of wires stretched between two main rollers at high speed, the semiconductor ingot is gradually lowered toward the wire and pressed against the semiconductor ingot, thereby cutting the semiconductor ingot and cutting the semiconductor substrate. Create.
ワイヤソーによる切断方法は、ワイヤを高速に走行させながら半導体インゴットに押し当てるが、半導体インゴットを切断すると切断部分で摩擦熱が生じ、摩擦熱により半導体インゴットの切断部分が高温になると切断精度が悪化したり、形成された半導体基板にマイクロクラック等が生じたりする問題がある。 In the cutting method using a wire saw, the wire is pressed against the semiconductor ingot while running at high speed, but when the semiconductor ingot is cut, frictional heat is generated at the cut part, and if the cut part of the semiconductor ingot becomes hot due to frictional heat, cutting accuracy deteriorates. In addition, there are problems in that microcracks and the like occur in the formed semiconductor substrate.
そこで、特許文献1では、半導体インゴットを切断する際に生じる摩擦熱を吸収し、切断精度、面粗度の悪化、マイクロクラックの発生を抑制することのできる半導体基板の製造方法として、半導体インゴットの頂部側と、この半導体インゴットにワイヤが切り込む入口部側及び出口部側とに冷却用のクーラント液を供給しながら切断する技術が記載されている。
Therefore,
また、特許文献2では、切断されたウェーハの反り、うねり及び厚さバラツキを抑制し、均一な厚さのウェーハを切断できるワイヤソーとして、被加工物をスライスベースを介して保持するワークプレートについて工夫がされている。つまりワークプレートの上表面に加工液を供給する加工液供給部と、上表面に設けられた加工液供給口と、この加工液供給口に連通しかつワークプレートを貫通し加工液を被加工物に供給する貫通流路と、この貫通流路から供給される加工液を被加工物にむらなく供給するための整流板を有する技術が開示されている。
Furthermore, in
これらの特許文献に記載の発明では、被加工物(ワーク)を、樹脂やセラミックなどで形成されたスライスベース(接合部材、ビーム、当て板、樹脂部などとも呼ばれることもある)に接着し、このスライスベースを介して被加工物(ワーク)がワーク保持部に保持されている。 In the inventions described in these patent documents, a workpiece is bonded to a slice base (also called a joining member, beam, caul plate, resin part, etc.) made of resin, ceramic, etc. A workpiece is held by the workpiece holding section via this slice base.
従来技術では、加工物の頂部側や側面部でクーラントや加工液が供給されるため、切断位置付近の発熱は効率的に冷却できるものの、スライスベース部分では冷却効果が不十分であった。従来のクーラントや加工液の供給方法や冷却方法では、スライスベース部分で熱の蓄積などの影響を受けてしまうことがわかった。特にスライスベースが貼られている部分と貼られていない部分での温度差など熱挙動がばらつきやすく、切終わり付近の形状が悪化したり、割れが発生しやすくなったりする問題があった。 In the conventional technology, coolant or machining fluid is supplied to the top side or side surface of the workpiece, so although the heat generated near the cutting position can be efficiently cooled, the cooling effect was insufficient at the slice base. It has been found that conventional methods of supplying and cooling coolants and processing fluids are affected by heat accumulation at the slice base. In particular, the thermal behavior tends to vary, such as the temperature difference between the area where the slice base is attached and the area where it is not attached, which causes problems such as deterioration of the shape near the end of the cut and a tendency for cracks to occur.
特に、固定砥粒によるスライスでは、切断時のワーク(インゴット)の熱膨張に起因した切断されたワーク(ウェーハ)のWarpの悪化やワーク(インゴット)と接着しているスライスベースにおいて、ワーク(インゴット)と樹脂の熱膨張の差による切断されたワーク(ウェーハ)の割れが発生しやすい。 In particular, when slicing with fixed abrasive grains, the warp of the cut workpiece (wafer) deteriorates due to thermal expansion of the workpiece (ingot) during cutting, and the slice base that is attached to the workpiece (ingot) may ) and the resin, cracks are likely to occur in the cut workpiece (wafer).
本発明では、上記問題を解決するためになされたものであり、インゴットの熱膨張を抑制するため、インゴットの冷却能力を強化することを目的とし、効率的にインゴットの冷却を可能とするワークの切断方法、スライス装置及びスライスベースを提供し、安定したウェーハ形状や割れなどを防止することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and aims to strengthen the cooling capacity of the ingot in order to suppress the thermal expansion of the ingot. The purpose is to provide a cutting method, a slicing device, and a slicing base to maintain a stable wafer shape and prevent cracks.
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、ワイヤを複数の溝付ローラに巻き掛けることによってワイヤ列を形成し、前記ワイヤを軸方向に往復走行させながら、ワークの上部が接着されたスライスベースを介してワーク保持手段に保持された前記ワークを相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、前記ワークと前記スライスベースとの間に空間を設け、該空間にクーラントを供給しながらワークの切断を行うワークの切断方法を提供する。 The present invention has been made to achieve the above object, and a wire row is formed by winding a wire around a plurality of grooved rollers, and while the wire is reciprocated in the axial direction, the upper part of the workpiece is A method for cutting a workpiece, the workpiece being held by a workpiece holding means via a bonded slicing base, and cutting the workpiece into a wafer shape by relatively pressing the workpiece against the wire row and feeding the workpiece into a wafer shape, the method comprising: A workpiece cutting method is provided in which a space is provided between the workpiece and the slicing base, and the workpiece is cut while supplying coolant to the space.
このようなワークの切断方法によれば、インゴット加工側面への通常の加工液(スラリ)やクーラント供給とは別にワークの上部にクーラントを供給して、特にスライスベース部分を冷却することで、効率的にワークの冷却を行いながらワークの切断を行うことができる。これにより、ワークの形状が安定し、且つ、割れ等の問題も防止できる。 According to this workpiece cutting method, in addition to the normal supply of processing fluid (slurry) and coolant to the side surface of the ingot, coolant is supplied to the top of the workpiece to cool the slice base in particular, thereby improving efficiency. The workpiece can be cut while cooling the workpiece. This stabilizes the shape of the workpiece and prevents problems such as cracking.
このとき、前記ワイヤとして、ワイヤの表面に砥粒を固着した固定砥粒ワイヤを用いるワークの切断方法とすることができる。 At this time, the workpiece cutting method may use, as the wire, a fixed abrasive wire with abrasive grains fixed to the surface of the wire.
本発明は、特にこのような固定砥粒ワイヤを用いるワークの切断方法においてより効果的である。 The present invention is particularly effective in a workpiece cutting method using such a fixed abrasive wire.
本発明は、また、ワイヤが複数の溝付ローラに巻きかけられることによって形成されたワイヤ列と、ワークの上部が接着されるスライスベースと、該スライスベースを介して前記ワークを保持するワーク保持手段とを具備し、前記ワイヤを軸方向に往復走行させながら、前記ワーク保持手段により保持された前記ワークを相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りすることにより、前記ワークを軸方向に並ぶ複数の箇所で同時に切断するスライス装置であって、前記スライスベースは、前記ワークとの接着面に、前記ワークを接着したときに前記ワークとの間に空間を形成する凹部を備え、前記空間にクーラントを供給するクーラント供給部を備えるものであるスライス装置を提供する。 The present invention also provides a wire row formed by winding a wire around a plurality of grooved rollers, a slicing base to which an upper part of a work is adhered, and a work holder that holds the work through the slicing base. means for moving the workpiece axially by relatively pressing the workpiece held by the workpiece holding means against the wire row and feeding the workpiece while reciprocating the wire in the axial direction. A slicing device that simultaneously cuts at a plurality of locations lined up in a direction, wherein the slicing base is provided with a recessed portion on a surface to be bonded to the workpiece that forms a space between the workpiece and the workpiece when the workpiece is bonded; A slicing device is provided that includes a coolant supply section that supplies coolant to the space.
このようなスライス装置によれば、インゴット加工側面への通常の加工液(スラリ)やクーラント供給とは別にワークの上部にクーラントを供給して、特にスライスベース部分を冷却することで、効率的にワークの冷却を行いながらワークの切断を行うことができるものとなる。そして、ワークの形状が安定し、且つ、割れ等の問題も防止できるものとなる。 According to such a slicing device, coolant is supplied to the top of the workpiece in addition to the normal supply of processing liquid (slurry) and coolant to the side surface of the ingot to cool the slicing base in particular. This allows the workpiece to be cut while cooling the workpiece. Then, the shape of the workpiece becomes stable, and problems such as cracking can be prevented.
このとき、前記ワイヤが、ワイヤの表面に砥粒を固着した固定砥粒ワイヤであるスライス装置とすることができる。 At this time, the slicing device may be such that the wire is a fixed abrasive wire with abrasive grains fixed to the surface of the wire.
本発明は、特にこのような固定砥粒ワイヤを用いる装置においてより効果的である。 The present invention is particularly effective in devices using such fixed abrasive wires.
本発明は、また、ワイヤを複数の溝付ローラに巻き掛けることによってワイヤ列を形成し、前記ワイヤを軸方向に往復走行させながら、ワークの上部が接着されたスライスベースを介してワーク保持手段に保持された前記ワークを相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークを切断するスライス装置に用いるスライスベースであって、前記スライスベースは、前記ワークとの接着面に、前記ワークを接着したときに前記ワークとの間にクーラントを流すための空間を形成する凹部を備えるものであるスライスベースを提供する。 The present invention also provides a workpiece holding means in which a wire row is formed by winding a wire around a plurality of grooved rollers, and while the wire is reciprocated in the axial direction, a workpiece holding means is passed through a slice base to which an upper part of the workpiece is bonded. A slicing base used in a slicing device that cuts the workpiece held in a wafer shape by relatively pressing the workpiece against the wire row to cut and feed the workpiece into a wafer shape, the slicing base comprising: A slice base is provided, which has a concave portion on a surface to be bonded to the workpiece, which forms a space for flowing coolant between the workpiece and the workpiece when the workpiece is bonded.
このようなスライスベースによれば、インゴット加工側面への通常の加工液(スラリ)やクーラント供給とは別にワークの上部にクーラントを供給して、効率的にワークの冷却を行うことができるものとなる。そして、ワークの形状が安定し、且つ、割れ等の問題も防止できるものとなる。 According to such a slice base, coolant can be supplied to the top of the workpiece in addition to the normal supply of processing fluid (slurry) and coolant to the side surface of the ingot to efficiently cool the workpiece. Become. Then, the shape of the workpiece becomes stable, and problems such as cracking can be prevented.
以上のように、本発明のワークの切断方法によれば、ワークの上部にクーラントを供給して、特にスライスベース部分を冷却することで、効率的にワークの冷却を行いながらワークの切断を行うことが可能となる。また、本発明のスライス装置によれば、効率的にワークの冷却を行いながらワークの切断を行うことができるものとなる。本発明のスライスベースによれば、効率的にワークの冷却を行うことができるものとなる。これにより、切断されたワーク(ウェーハ)の形状が安定し、且つ、割れ等の問題の発生を抑制できる。 As described above, according to the workpiece cutting method of the present invention, by supplying coolant to the upper part of the workpiece and cooling the slice base in particular, the workpiece can be cut while efficiently cooling the workpiece. becomes possible. Further, according to the slicing device of the present invention, the work can be cut while efficiently cooling the work. According to the slice base of the present invention, a workpiece can be efficiently cooled. As a result, the shape of the cut workpiece (wafer) is stabilized, and problems such as cracks can be suppressed.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail, but the present invention is not limited thereto.
上述のように、効率的にインゴットの冷却を可能としたワークの切断方法、スライス装置及びスライスベースが求められていた。 As described above, there is a need for a workpiece cutting method, a slicing device, and a slicing base that enable efficient cooling of an ingot.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、ワイヤを複数の溝付ローラに巻き掛けることによってワイヤ列を形成し、前記ワイヤを軸方向に往復走行させながら、ワークの上部が接着されたスライスベースを介してワーク保持手段に保持された前記ワークを相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークの切断方法であって、前記ワークと前記スライスベースとの間に空間を設け、該空間にクーラントを供給しながらワークの切断を行うワークの切断方法により、インゴット加工側面への通常の加工液(スラリ)やクーラント供給とは別にワークの上部にクーラントを供給して、特にスライスベース部分を冷却することで、効率的にワークの冷却を行いながらワークの切断を行うことができることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive study on the above-mentioned problem, the present inventors formed a wire row by winding the wire around a plurality of grooved rollers, and while the wire was reciprocated in the axial direction, the upper part of the workpiece was bonded. A method for cutting a workpiece, the workpiece being cut into wafers by relatively pressing the workpiece held by a workpiece holding means against the wire row through a slicing base and cutting the workpiece into a wafer shape. A space is provided between the workpiece and the slicing base, and the workpiece cutting method involves supplying coolant to the space while cutting the workpiece. This method separates the supply of machining liquid (slurry) and coolant to the side surface of the ingot. The inventors have discovered that by supplying coolant to the upper part of the workpiece to cool the slicing base in particular, the workpiece can be cut while efficiently cooling the workpiece, and the present invention has been completed.
本発明者らは、また、ワイヤが複数の溝付ローラに巻きかけられることによって形成されたワイヤ列と、ワークの上部が接着されるスライスベースと、該スライスベースを介して前記ワークを保持するワーク保持手段とを具備し、前記ワイヤを軸方向に往復走行させながら、前記ワーク保持手段により保持された前記ワークを相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りすることにより、前記ワークを軸方向に並ぶ複数の箇所で同時に切断するスライス装置であって、前記スライスベースは、前記ワークとの接着面に、前記ワークを接着したときに前記ワークとの間に空間を形成する凹部を備え、前記空間にクーラントを供給するクーラント供給部を備えるものであるスライス装置により、インゴット加工側面への通常の加工液(スラリ)やクーラント供給とは別にワークの上部にクーラントを供給して、特にスライスベース部分を冷却することで、効率的にワークの冷却を行いながらワークの切断を行うことができるものとなることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors also proposed a wire row formed by winding a wire around a plurality of grooved rollers, a slicing base to which an upper part of a workpiece is adhered, and a method for holding the workpiece via the slicing base. a workpiece holding means, and the workpiece held by the workpiece holding means is relatively pressed against the wire row to cut and feed the wire while reciprocating in the axial direction. A slicing device that simultaneously cuts a material at a plurality of locations lined up in the axial direction, wherein the slicing base has a recessed portion on a surface to be bonded to the workpiece that forms a space between the workpiece and the workpiece when the workpiece is bonded to the workpiece. The slicing device is equipped with a coolant supply unit that supplies coolant to the space, and supplies coolant to the top of the workpiece in addition to the normal supply of processing fluid (slurry) and coolant to the side surface of the ingot. The inventors have discovered that by cooling the slicing base portion, the workpiece can be cut while efficiently cooling the workpiece, and the present invention has been completed.
本発明者らは、また、ワイヤを複数の溝付ローラに巻き掛けることによってワイヤ列を形成し、前記ワイヤを軸方向に往復走行させながら、ワークの上部が接着されたスライスベースを介してワーク保持手段に保持された前記ワークを相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワークを切断するスライス装置に用いるスライスベースであって、前記スライスベースは、前記ワークとの接着面に、前記ワークを接着したときに前記ワークとの間にクーラントを流すための空間を形成する凹部を備えるものであるスライスベースにより、インゴット加工側面への通常の加工液(スラリ)やクーラント供給とは別にワークの上部にクーラントを供給して、効率的にワークの冷却を行うことができるものとなることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors also formed a wire row by winding the wire around a plurality of grooved rollers, and while the wire was reciprocated in the axial direction, the wire was passed through a slice base to which the upper part of the work was glued. A slicing base used in a slicing device for cutting a workpiece held by a holding means by relatively pressing the workpiece against the wire row to cut and feed the workpiece to cut the workpiece into a wafer shape, the slicing base The slicing base is equipped with a concave part on the adhesive surface to the workpiece to form a space for coolant to flow between the workpiece and the workpiece when the workpiece is bonded to the workpiece. The present invention was completed based on the discovery that the work can be efficiently cooled by supplying coolant to the upper part of the work in addition to supplying liquid (slurry) and coolant.
以下、図面を参照して説明する。 This will be explained below with reference to the drawings.
[スライス装置]
まず、スライス装置について説明する。図9に一般的なスライス装置(ワイヤソー)の一例を示す。図9に示すように、このスライス装置(ワイヤソー)201は、インゴット状のワークWを切断するためのワイヤ202(高張力鋼線)、ワイヤ202を巻き掛けた溝付きローラ103、ワイヤ202の張力を調整する機構104、104’、切断されるワークWを下方へ送り出す機構105、切断時にスラリを供給する機構206で構成されている。
[Slicing device]
First, the slicing device will be explained. FIG. 9 shows an example of a general slicing device (wire saw). As shown in FIG. 9, this slicing device (wire saw) 201 includes a wire 202 (high-tensile steel wire) for cutting an ingot-shaped workpiece W, a grooved roller 103 around which the
ワイヤ202は、一方のワイヤリール107から繰り出され、トラバーサ108、張力調整機構104、プーリー109を経て、溝付きローラ103に300~500回程度巻き掛けられてワイヤ列を形成した後、もう一方のプーリー109’、張力調整機構104’、トラバーサ108’を経てワイヤリール107’に巻き取られている。
The
また、溝付きローラ103は例えば鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に略一定のピッチで溝を切ったローラであり、巻き掛けられたワイヤ202が溝付きローラ駆動モータ110によって、一方向あるいは、予め定められた周期で軸方向に往復駆動できるようになっている。 The grooved roller 103 is, for example, a roller made by press-fitting a polyurethane resin around a steel cylinder and cutting grooves at a substantially constant pitch on its surface. , can be reciprocated in one direction or in the axial direction at a predetermined period.
ワイヤリール107、107’はワイヤリール駆動モータ111、111’によって回転駆動され、溝付きローラ駆動モータ110とワイヤリール駆動モータ111、111’の速度をそれぞれ制御することにより、ワイヤ202にかかる張力を調整することができる。
The
また、図9に記載のワークWを下方へ送り出す機構105は、図10のように、ワーク保持部112、ワークプレート113から構成されるワーク保持手段114を有しており、ワークプレート113には、ワークWに貼り付けられたスライスベース120を介してワークWが保持される。スライスベース120は、例えば樹脂、カーボン、ガラス、セラミックス等により形成された部材である。従来のスライスベース120、ワークプレート113、ワークWを拡大した、従来例に係るスライスベースの適用例(断面図)を図11に示す。
Further, the
ワークWの切断時には、ワーク保持手段114に保持されたワークWを相対的にワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、インゴット状のワークをウェーハ状のワークに切断する。例えば、ワークWを下方へ送り出す機構105によってワークWは保持されつつ押し下げられ、溝付ローラ103に巻き掛けられたワイヤ202からなるワイヤ列に対して送り出される。
When cutting the workpiece W, the workpiece W held by the workpiece holding means 114 is pressed against the wire rows relatively and fed to cut, thereby cutting the ingot-like workpiece into wafer-like workpieces. For example, the workpiece W is held and pushed down by the
このようなワイヤソー201を用い、ワイヤ202に張力付与機構104、104’を用いて適当な張力をかけて、ワイヤリール駆動モータ111、111’によりワイヤ202を該ワイヤ202の軸方向に往復走行させながら、スラリを供給する機構206から供給されたスラリを供給し、ワークWを下方へ送り出す機構105でワークを切り込み送りすることでインゴット状のワークWを該ワークWの軸方向に並ぶ複数の箇所で同時に切断する。
Using such a wire saw 201, an appropriate tension is applied to the
図9に示すような砥粒を含むスラリを使用せず、ワイヤ202としてダイヤモンド砥粒等をワイヤの表面に固着した固定砥粒ワイヤを使用してワークを切断する方法、装置も知られている。この固定砥粒ワイヤによる切断では、図9に示した一般的なワイヤソー201におけるワイヤ202の代わりに、固定砥粒ワイヤを装着する。また、図9に示した一般的なワイヤソー201において供給するスラリを、砥粒が含まれない冷却水などのクーラントに変えた、クーラントを供給する機構を含むワイヤソーを用いる。このように、この固定砥粒ワイヤによる切断では、一般的なワイヤソーをそのまま使用することができる。
A method and apparatus for cutting a workpiece are also known, as shown in FIG. 9, using a fixed abrasive wire with diamond abrasive grains or the like fixed to the surface of the wire as the
(スライスベース)
本発明者は、このスライスベースの形状に着目し、このスライスベースとワーク(インゴット)の間にクーラントを供給するクーラント供給機構を新たに設けることに想到した。
(slice base)
The present inventor paid attention to the shape of this slice base and came up with the idea of newly providing a coolant supply mechanism that supplies coolant between this slice base and the workpiece (ingot).
そのために、本発明のスライスベースでは従来の形状を変更し、インゴット上部とスライスベースの間に空間を設ける構造とした。本発明のスライスベースは、ワークとの接着面に、ワークを接着したときにワークとの間にクーラントを流すための空間を形成する凹部(溝)を備えるものである。この空間にクーラントを供給することで、効率的にインゴットを冷却することが可能となることを見出した。 To this end, the slice base of the present invention has a structure in which a space is provided between the upper part of the ingot and the slice base by changing the conventional shape. The slicing base of the present invention is provided with a recess (groove) on the surface to be bonded to the workpiece, which forms a space for flowing coolant between the base and the workpiece when the workpiece is bonded. We have discovered that by supplying coolant to this space, it is possible to efficiently cool the ingot.
スライスベースの形状例としては、図1,2に示すようにワーク(インゴット)との接着面(接触面)に凹部(溝)300を設け、ワーク(インゴット)Wとスライスベース120の間に空間ができるような形状としている。図1,2の例では凹部(溝)300の形状は、凹部が延在する方向に垂直な断面(ワークの切断面に平行な断面。以下、単に「断面」というときには、この断面を指す。)で、略四角状としている。
As an example of the shape of the slice base, as shown in FIGS. 1 and 2, a recess (groove) 300 is provided on the adhesive surface (contact surface) with the workpiece (ingot) to create a space between the workpiece (ingot) W and the
空間幅Bは30mm以上が好ましく、50mm以上がより好ましい。上限は、空間が大きければそれだけ冷却効果が大きいが、ワークの直径やスライスベースの種類などを考慮し適宜設定する。例えばスライスベース幅Lに対する空間幅Bの割合を20%以上70%以下の幅で設定すれば良い。スライスベース幅Lは特に限定されず、スライスベースの強度及びワークとスライスベースの接着強度等を勘案して適宜設定することができる。例えば、300mmインゴットの切断では、スライスベース幅Lは80mm~160mm程度に設定することができる。 The space width B is preferably 30 mm or more, more preferably 50 mm or more. The upper limit should be set appropriately, taking into consideration the diameter of the workpiece, the type of slice base, etc., although the larger the space, the greater the cooling effect. For example, the ratio of the space width B to the slice base width L may be set to a width of 20% or more and 70% or less. The slice base width L is not particularly limited, and can be appropriately set in consideration of the strength of the slice base, the adhesive strength between the workpiece and the slice base, and the like. For example, when cutting a 300 mm ingot, the slice base width L can be set to about 80 mm to 160 mm.
図1,2の例では断面形状が略四角状の空間を形成する凹部(溝)300としたが、特にこれに限定されない。図3(A)に示すように凹部の断面形状が半楕円状のものであってもよく、図3(B)に示すように図3(A)の凹部を複数(2つ)形成したものであっても同様な効果が得られる。凹部300の形成のしやすさや、スライスベースの強度やスライスベースとワークを接着した時に十分な接着強度が得られるような接触面積になるように設計する。なお、スライスベース120におけるワーク(インゴット)との接着面は、ワーク(インゴット)の外形に応じた形状であり、例えばワーク(インゴット)が円柱状の場合は、ワーク断面の直径に応じた円弧状の断面形状となっている。
In the examples shown in FIGS. 1 and 2, the recess (groove) 300 forms a space having a substantially square cross-sectional shape, but the present invention is not particularly limited to this. As shown in FIG. 3(A), the cross-sectional shape of the recess may be a semi-ellipse, or as shown in FIG. 3(B), a plurality of (two) recesses as shown in FIG. 3(A) are formed. The same effect can be obtained even if The design is such that the
例えば、図4のように、断面形状が略四角状の空間が複数あってもよい。なお、スライスベースの強度やワークとスライスベースの接着強度にもよるが、ワークとスライスベースの各接着幅(A1、A2、A3、A4・・・)は10mm以上が望ましい。接着幅の上限は、特に限定はないが、スライスベース付近の冷却を効率的に行うには20mm以下の幅で設定することが好ましい。なお、各接着幅の合計はインゴットの直径やスライスベースの種類や幅によるが、スライスベース幅Lに対し、接着幅(接着面積)の合計の割合が30%以上、80%以下に設定することが好ましい。また、空間幅(B1、B2、B3・・・)の合計は30mm以上が望ましい。空間が大きければそれだけ冷却効果が大きいが、ワークの直径やスライスベースの種類、幅などを考慮し適宜設定する。例えばスライスベース幅Lに対する空間幅の割合を20%以上、70%以下の幅で設定すれば良い。 For example, as shown in FIG. 4, there may be a plurality of spaces each having a substantially rectangular cross-sectional shape. Although it depends on the strength of the slice base and the adhesive strength between the work and the slice base, each adhesive width (A1, A2, A3, A4, etc.) between the work and the slice base is preferably 10 mm or more. The upper limit of the bonding width is not particularly limited, but it is preferably set to a width of 20 mm or less in order to efficiently cool the vicinity of the slice base. The total of each bonding width depends on the diameter of the ingot and the type and width of the slice base, but the ratio of the total bonding width (bonding area) to the slice base width L should be set to 30% or more and 80% or less. is preferred. Further, the total width of the spaces (B1, B2, B3...) is preferably 30 mm or more. The larger the space, the greater the cooling effect, but it should be set appropriately, taking into account the diameter of the workpiece, the type and width of the slice base, etc. For example, the ratio of the space width to the slice base width L may be set to 20% or more and 70% or less.
特にインゴットの重量、接着剤の接着強度などを考慮し、最適な接触面積になるようにスライスベースの形状を設計することができる。 In particular, the shape of the slice base can be designed to provide the optimum contact area, taking into account the weight of the ingot, the adhesive strength of the adhesive, etc.
(クーラント供給部)
次にスライス装置における、特にスライスベースとワークの間の空間にクーラントを供給する機構について説明する。スライス装置自体は従来より用いられるスライス装置を用いればよく、例えば図5に示すように、従来の装置を用い、新たにスライスベースとワークとの間に形成された空間の部分にクーラントを供給するクーラント供給部301を設ける。スライスベースの凹部(空間)の一方側の空間の開口部にクーラント供給部301を設置し、このクーラント供給部301からクーラントを供給し、他方側の空間の開口からクーラントを排出するようにできる。なお、図5(A)は、図5(B)を右方向から見た図である。なお、クーラントは、冷却効果を有するものであれば特に限定されないが、例えば、砥粒を含むスラリを用いたスライスでは、この切断に使用しているスラリを、また固定砥粒ワイヤを用いたスライスでは、砥粒を含まない冷却水などを、この部分に供給する(つまり、従来から使用しているスラリやクーラントを用い、別な配管を経由しスライスベースとワークの間に供給できるようにすれば良い)。
(Coolant supply section)
Next, a mechanism for supplying coolant to the space between the slicing base and the workpiece in the slicing apparatus will be described. The slicing device itself may be a conventional slicing device. For example, as shown in FIG. 5, a conventional device is used to supply coolant to the space newly formed between the slicing base and the workpiece. A
以下、実験例、実施例を挙げて本発明について具体的に説明するが、これは本発明を限定するものではない。 The present invention will be specifically explained below with reference to experimental examples and examples, but these are not intended to limit the present invention.
図1に示すような断面略四角状の溝を形成したスライスベースを準備した。スライスベースは合成樹脂で作られたものである。 A slice base in which a groove having a substantially square cross section as shown in FIG. 1 was formed was prepared. The slice base is made of synthetic resin.
まず、直径300mmのインゴットをスライスベースに接着剤を用い接着した。そののち、ワークプレートにスライスベースを介しインゴットを保持させた。そして、このインゴットを保持させたワークプレートを、本発明のスライス装置にセットした。セット後にスライスベースにクーラントを供給するためのクーラント供給部をセットし、この部分にクーラントを流しながら、従来と同様に切断を行った。 First, an ingot with a diameter of 300 mm was adhered to a slice base using an adhesive. Thereafter, the ingot was held on the work plate via the slice base. Then, the work plate holding this ingot was set in the slicing device of the present invention. After setting, a coolant supply section for supplying coolant to the slicing base was set, and cutting was performed in the same manner as before while flowing coolant into this section.
まず、本発明の効果や、好ましい流量や溝幅について調査した。 First, we investigated the effects of the present invention and preferred flow rates and groove widths.
[実験例1]
スライスベース幅Lを90mm、スライスベースの空間幅Bを50mm、接着幅40mm(両端20mmずつ)(スライスベース幅Lに対する空間幅Bの割合約56%、接着面積の割合約44%)で固定し、実施例として、凹部(空間)300に流すクーラントを流量20L/minから120L/minで供給し、切断後のウェーハ状のワークのWarp形状を確認した。参考例としてクーラントを流さない条件(0L/min)でも切断した。比較例として従来の溝の無いスライスベース(図11参照)で切断を行った。
[Experiment example 1]
The slice base width L is fixed at 90 mm, the space width B of the slice base is 50 mm, and the adhesive width is 40 mm (20 mm on both ends) (the ratio of the space width B to the slice base width L is about 56%, and the ratio of the adhesive area is about 44%). As an example, the coolant flowing into the recess (space) 300 was supplied at a flow rate of 20 L/min to 120 L/min, and the warp shape of the wafer-shaped workpiece after cutting was confirmed. As a reference example, cutting was also carried out under the condition that no coolant was allowed to flow (0 L/min). As a comparative example, cutting was performed using a conventional slicing base without grooves (see FIG. 11).
なお、切断終了後のウェーハ状のワーク形状は、従来の溝の無いスライスベースで加工した時のWarp値を1.0として、その相対評価で実施した。結果を図6に示す。 The shape of the wafer-like workpiece after cutting was evaluated relative to the Warp value of 1.0 when processed using a conventional slice base without grooves. The results are shown in FIG.
図6に示すように、スラースベースの凹部(空間)300にクーラントを流すことでWarp値の改善傾向がみられるようになり、今回の確認では、特に40L/min以上でクーラントを供給することでWarp値がより安定して低減した。 As shown in Fig. 6, there is a tendency for the Warp value to improve by flowing coolant into the recess (space) 300 of the slurry base, and in this confirmation, especially when coolant is supplied at a rate of 40 L/min or more The Warp value was reduced more stably.
[実験例2]
スライスベースの凹部(空間)300へ供給するクーラントの流量は40L/minで固定し、空間幅Bを0~100mmに水準を振り切断した。なお、空間幅B=0mmとは、従来の溝の無いスライスベース(比較例)を指す。また、スライスベース幅Lは140mmとした。つまり、スライスベース幅Lに対する空間幅Bの割合を0~71%、接着幅:140mm~40mm(スライスベース幅Lに対する接触面積の割合を100~29%)と振り切断した。
[Experiment example 2]
The flow rate of coolant supplied to the recess (space) 300 of the slice base was fixed at 40 L/min, and the space width B was leveled and cut from 0 to 100 mm. Note that the space width B=0 mm refers to a conventional slice base without grooves (comparative example). Further, the slice base width L was 140 mm. That is, the cutting was performed with the ratio of the space width B to the slice base width L being 0 to 71%, and the adhesive width being 140 mm to 40 mm (the ratio of the contact area to the slice base width L being 100 to 29%).
切断終了後のウェーハ状のワーク形状は、従来の溝の無いスライスベースで加工した時のWarp値を1.0として、その相対評価で実施した。結果を図7に示す。 The shape of the wafer-like workpiece after cutting was evaluated relative to the Warp value of 1.0 when processed using a conventional slice base without grooves. The results are shown in FIG.
図7に示すように、空間部を設けることで改善傾向はみられ、本実験例の確認では、特に空間幅Bを30mm以上(スライスベース幅Lに対する空間幅Bの割合:20%程度以上)、好ましくは50mm以上(スライスベース幅Lに対する空間幅Bの割合:36%以上)の空間にする(冷却領域を形成する)ことでWarpがより安定して低減した。このように一定面積以上でクーラントの供給することが冷却効果をより安定化させることができる。 As shown in Figure 7, there is a tendency for improvement by providing a space, and in the confirmation of this experimental example, especially when the space width B is 30 mm or more (ratio of space width B to slice base width L: about 20% or more). Warp was reduced more stably by forming a space (forming a cooling region), preferably 50 mm or more (ratio of space width B to slice base width L: 36% or more). Supplying coolant over a certain area in this way can further stabilize the cooling effect.
[実験例3]
スライスベース幅Lを110mm、スライスベースの空間幅Bの合計を70mm(スライスベース幅Lに対する空間幅Bの割合:64%程度)で、かつ、スライスベースの凹部(空間)300へ供給する流量は60L/minに固定し、図8に示すように、凹部(空間)300の個数を1個から3個に水準を振り、つまり、
1個の時は各接着幅(2か所)を各接着幅20mm、空間幅70mm、
2個の時は各接着幅(3か所)を各接着幅13mm、それぞれの空間幅35mm、
3個の時は各接着幅(4か所)を各接着幅10mm、それぞれの空間幅23mm、
に設定し切断した。切断後のウェーハ状のワークのWarp形状を確認した。
[Experiment example 3]
The slice base width L is 110 mm, the total space width B of the slice base is 70 mm (the ratio of the space width B to the slice base width L: about 64%), and the flow rate supplied to the recess (space) 300 of the slice base is 60 L/min, and as shown in FIG. 8, the number of recesses (spaces) 300 was varied from 1 to 3, that is,
When using one piece, each adhesive width (2 locations) is 20 mm, space width is 70 mm,
When using 2 pieces, each adhesive width (3 places) is 13mm, each space width is 35mm,
When there are 3 pieces, each bonding width (4 places) is 10mm, each space width is 23mm,
It was set and disconnected. The warp shape of the wafer-shaped workpiece after cutting was confirmed.
この結果、凹部(空間)300の個数に依らず、スライスベースの凹部(空間)300にクーラントを供給できるようにすることで、ほぼ同程度の改善効果があった。すなわち、この部分の冷却が重要な要素であることがわかる。 As a result, by being able to supply coolant to the recesses (spaces) 300 of the slice base regardless of the number of recesses (spaces) 300, almost the same improvement effect was achieved. In other words, it can be seen that cooling this part is an important factor.
今回の結果では、直径300mmインゴットの加工の場合、空間幅Bを30mm以上、凹部(空間)300に流すクーラントの流量として40L/min以上とするとより効率よく冷却できることが確認できた。また、凹部(空間)300を複数に分割しても同様の効果が得られることがわかった。切断後にウェーハ状のワークのかけなども見られなかった。 In the present results, in the case of processing an ingot with a diameter of 300 mm, it was confirmed that cooling can be achieved more efficiently when the space width B is 30 mm or more and the flow rate of the coolant flowing into the recess (space) 300 is 40 L/min or more. Furthermore, it has been found that similar effects can be obtained even if the recess (space) 300 is divided into a plurality of parts. No wafer-shaped work pieces were observed after cutting.
以上のとおり、本発明の実施例によれば、本発明のスライスベースに凹部(空間)を設置し、その部分にクーラントを供給し冷却効果を高めることで、スライスベースが貼られている部分と貼られていない部分での温度差など熱挙動ばらつきが改善され、切終わり付近の形状の安定性が改善し、ウェーハ状のワークの割れの発生を防止することができた。 As described above, according to the embodiment of the present invention, a recess (space) is installed in the slice base of the present invention, and coolant is supplied to the recessed part to enhance the cooling effect. Variations in thermal behavior such as temperature differences in areas where the material is not pasted have been improved, the stability of the shape near the end of the cut has been improved, and it has been possible to prevent the occurrence of cracks in wafer-shaped workpieces.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. The above-mentioned embodiments are illustrative, and any embodiment that has substantially the same configuration as the technical idea stated in the claims of the present invention and has similar effects is the present invention. covered within the technical scope of.
103…溝付きローラ、 104、104’…ワイヤの張力を調整する機構、
105…ワークを下方へ送り出す機構、 107、107’…ワイヤリール、
108、108’…トラバーサ、 109、109’…プーリー、
110…溝付きローラ駆動モータ、 111、111’…ワイヤリール駆動モータ、
112…ワーク保持部、 113…ワークプレート、 114…ワーク保持手段、
120…スライスベース(接合部材、ビーム、当て板、樹脂部)、
201…スライス装置(ワイヤソー)、 202…ワイヤ(高張力鋼線)、
206…スラリを供給する機構、 300…凹部(空間、溝)、
301…クーラント供給部。
A1、A2、A3、A4…接着幅、 B、B1、B2、B3…空間幅、
L…スライスベース幅、 W…ワーク。
103...Grooved roller, 104, 104'...Mechanism for adjusting the tension of the wire,
105...Mechanism for sending the work downward, 107, 107'...Wire reel,
108, 108'...traverser, 109, 109'...pulley,
110... Grooved roller drive motor, 111, 111'... Wire reel drive motor,
112... Work holding part, 113... Work plate, 114... Work holding means,
120...Slice base (joining member, beam, caul plate, resin part),
201...Slicing device (wire saw), 202...Wire (high tensile steel wire),
206... Mechanism for supplying slurry, 300... Recess (space, groove),
301...Coolant supply section.
A1, A2, A3, A4...adhesive width, B, B1, B2, B3...space width,
L...Slice base width, W...Work.
Claims (5)
前記ワークと前記スライスベースとの間に空間を設け、該空間にクーラントを供給しながらワークの切断を行うことを特徴とするワークの切断方法。 A wire row is formed by winding a wire around a plurality of grooved rollers, and while the wire is reciprocated in the axial direction, the workpiece is held by a workpiece holding means via a slice base to which an upper part of the workpiece is bonded. A workpiece cutting method in which the workpiece is cut into a wafer shape by relatively pressing the wire against the wire row and feeding the workpiece into a wafer shape,
A method for cutting a workpiece, characterized in that a space is provided between the workpiece and the slicing base, and the workpiece is cut while supplying coolant to the space.
ワークの上部が接着されるスライスベースと、
該スライスベースを介して前記ワークを保持するワーク保持手段とを具備し、
前記ワイヤを軸方向に往復走行させながら、前記ワーク保持手段により保持された前記ワークを相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りすることにより、前記ワークを軸方向に並ぶ複数の箇所で同時に切断するスライス装置であって、
前記スライスベースは、前記ワークとの接着面に、前記ワークを接着したときに前記ワークとの間に空間を形成する凹部を備え、
前記空間にクーラントを供給するクーラント供給部を備えるものであることを特徴とするスライス装置。 A wire row formed by winding the wire around a plurality of grooved rollers;
a slice base to which the upper part of the workpiece is glued;
a workpiece holding means for holding the workpiece via the slice base,
While reciprocating the wire in the axial direction, the workpiece held by the workpiece holding means is relatively pressed against the wire row and fed so as to cut and feed the workpiece at a plurality of locations lined up in the axial direction. A slicing device that simultaneously cuts the
The slicing base includes a concave portion on a surface to be bonded to the workpiece, which forms a space between the slice base and the workpiece when the workpiece is bonded;
A slicing device comprising a coolant supply section that supplies coolant to the space.
前記スライスベースは、前記ワークとの接着面に、前記ワークを接着したときに前記ワークとの間にクーラントを流すための空間を形成する凹部を備えるものであることを特徴とするスライスベース。 A wire row is formed by winding a wire around a plurality of grooved rollers, and while the wire is reciprocated in the axial direction, the workpiece is held by a workpiece holding means via a slice base to which an upper part of the workpiece is bonded. A slicing base used in a slicing device that cuts a workpiece into a wafer shape by relatively pressing the wire against the wire row to cut and feed the workpiece, the workpiece being cut into a wafer shape.
The slicing base is characterized in that the slicing base is provided with a concave portion on a surface to be bonded to the workpiece, which forms a space for flowing coolant between the slicing base and the workpiece when the workpiece is bonded.
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