JP3967969B2 - Wire saw - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤーソーに関し、特にシリコンインゴット等をスライスするワイヤーソーに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体シリコンインゴットから一定厚みのウェハーを切り出す装置にワイヤーソーがある。このワイヤーソーは、直径約100〜300μmのピアノ線などの一本のワイヤーを通常2〜4本の間隔保持用ローラー上に設けられた多数の溝に巻きつけて一定ピッチで互いに平行に配置してワイヤーを一定方向または双方向に走行させる。このワイヤーにスラリーと呼ばれるオイルまたは水にSiCなどの砥粒が混合された切削液を供給しながらシリコンインゴットをワイヤーに押圧してスライスしていく。このワイヤーソーによるスライスでは、多数のシリコンウェハーを同時にスライスすることができ、また外周刃や内周刃などを使用する他のスライス方法と比べてスライス精度が高くかつ使用しているワイヤーが細いためにカーフロスを少なくできるという利点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したような従来のワイヤーソーでは、ワイヤーの表面が非常になめらかで、表面にスラリーを供給してもそれを保持する能力が弱く、かつワイヤーは高速で走行しているために、スラリーがすぐ下に落ちてしまう。このため、ワイヤーと切断されるシリコンインゴットが接する部分にスラリーが供給されにくくなり、スライス速度を上げられないという問題があった。
【0004】
このような問題に対応するため、ワイヤーを捩られた状態にすること、ワイヤーの表面に溝や穴を形成すること(例えば特開平11−10514号公報)、ワイヤーの断面形状を多角形や楕円にすること、ワイヤーに用いる素線を複数にして撚られた状態にすること、その材質を炭素繊維にすること(例えば特開平9−254006号公報)等が提案されている。
【0005】
しかし、これらの方法ではいずれもワイヤーの加工に工数がかかったり、高価な材料を使用するため、ワイヤーが高コストになるという問題があった。
【0006】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、スラリーを保持する能力が高いワイヤーを供給できるワイヤーソーを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明本発明に係るワイヤーソーでは、供給リールから供給されるワイヤーを複数の間隔保持用ローラー間に配置して巻き取りリールで巻き取るとともに、前記複数の間隔保持用ローラー間にスラリーを供給しながらシリコンインゴットをスライスするワイヤーソーにおいて、前記供給リール側に炭化シリコン、ダイヤモンド、およびアルミナのうちのいずれか一種以上の硬質粒子が充填された容器を配置し、前記ワイヤーを前記硬質粒子が充填された前記容器の中を通過させることによって前記ワイヤーの表面を粗面にして前記間隔保持用ローラーに供給することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図に基づき説明する。
図1は、本発明に係るワイヤーソーの構成を示す図である。図1において、1はノズル、2はスラリー受け、3はシリコンインゴット、4はスライス台、5は間隔保持用ローラ、6はワイヤー、7はディップ槽、8はワイヤー供給リール、9は硬質粒子の入った容器、11は硬質粒子である。
【0010】
本発明のワイヤーソーは、複数の間隔保持用ローラー5を離間して配置し、この複数の間隔保持用ローラー5間にワイヤー6が所定間隔に維持されるように折り返して張り、このワイヤー6上にスライスされるシリコンインゴット3を配置して構成されている。
【0011】
間隔保持用ローラー5にはワイヤー供給リール8からワイヤー6が供給され、このワイヤー供給リール8と間隔保持用ローラー5の間には硬質粒子の入った容器9が設けられている。
【0012】
また、このシリコンインゴット3に、ノズル1の付いたスラリー受け2を設けている。このスラリー受け2はスラリーが供給される部分の偏りをなくすなどのために設けられる。すなわち、シリコンインゴット3のスライス幅の全長にわたってスラリーを均等に供給するために設ける。
【0013】
シリコンインゴット3は、例えば鋳造法によって製造された約150×150×300mmの直方体ものであり、これを例えば2本同時にスライスする。
【0014】
スライス台4は、シリコンインゴット3を保持するためのものであり、これに接着剤を用いてシリコンインゴット3を接着する。
【0015】
シリコンインゴット3を接着したスライス台4をシリコンインゴット3が下になるように、スラリー受け2とワイヤー6との間にあるホルダー(図示せず)にセットする。このホルダーは上下動の制御が可能であり、これを下に押し下げることによりシリコンインゴット3をその下にあるワイヤー6に押圧することができる。
【0016】
シリコンインゴット3の外側下部に配置される間隔保持用ローラー5は、直径150〜250mm、長さ400〜500mmで、一般的にはウレタンゴムなどから成り、その表面に400〜600μm程度のピッチでワイヤー6のはまる多数の溝(不図示)が形成されている。2本の間隔保持用ローラー5を約500mmの間隔で同一高さに配置する。
【0017】
ワイヤー6は直径140〜180μmでワイヤー供給リール8から供給され、らせん状に2本の間隔保持用ローラー5の間に上記のようなピッチで配置される。なお、ワイヤー6は、一般にJIS G 3502 SWRS82Aなどのピアノ線に銅と亜鉛を主成分とするブラスメッキなどを施したものを使用する。
【0018】
ディップ槽7は、スラリーの回収やスライスするときに発生する切粉の回収のために、最下部に配置される。
【0019】
図2は図1の容器9部分を拡大して示す断面図である。容器9には、例えばSiCやダイヤモンドやアルミナなどの硬質粒子が充填されている。この容器9は、ワイヤー供給リール8と間隔保持用ローラー5の間に配置し、その両端に穴をあけ、ワイヤー6が容器9の中を貫通しながら走行するようにする。
【0020】
以上の状態で、装置上部に設けた数本のスラリーノズル1からその下のスラリー受け2を介してワイヤー6にスラリーを適量供給しながら、間隔保持用ローラー5を高速回転させることにより、ワイヤー6を400〜700m/minで走行させ、シリコンインゴット3を保持したスライス台4を下降させることにより、シリコンインゴット3をワイヤー6に押しつけ、シリコンインゴット3をスライスしていく。
【0021】
本発明では、ワイヤー6をSiCなどの硬質粒子が入った容器9内で通過させることにより、その表面(ブラスメッキ層のみ、またはブラスメッキ層とワイヤー本体の両者)を粗面にする。これにより、粗面にする前のものに比べてスラリーを保持する能力が高まり、ワイヤー6とシリコンインゴット3とが接する部分にスラリーが供給されやすくなり、スライス速度を上げることができ、スライス時間を短縮することができる。ワイヤー6を通過させる硬質粒子のが入った容器9をマルチワイヤーソーのワイヤー供給リール8の後に置き、このなかでワイヤー6を通過させることにより、コストをほとんどかけることなくスラリーを保持する能力が高いワイヤー6にすることができる。
【0022】
図3は容器9を通過させる前のワイヤー6の表面状態を拡大して示す写真である。表面の凹凸がほとんどなく、なめらかな状態である。このワイヤー6をスラリーの液の中に浸け、引き上げるとワイヤー6に付着したスラリーの液滴はすぐワイヤー6を伝って流れ落ちてしまう。
【0023】
図4は硬質粒子が入った容器9の中を通過させたワイヤー6の表面状態を拡大して示す写真である。ワイヤー6の表面にはワイヤー6の走行方向に細かいキズが無数にあり、粗面になっている。このワイヤー6をスラリーの液の中に浸け、引き上げるとワイヤー6に付着したスラリーの液滴は全く流れ落ちなかった。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、本発明のワイヤーソーによれば、前記供給リール側に炭化シリコン、ダイヤモンド、およびアルミナのうちのいずれか一種以上の硬質粒子が充填された容器を配置し、前記ワイヤーを前記硬質粒子が充填された前記容器の中を通過させることにより、ワイヤー表面に傷がつき、これによりワイヤーのスラリー保持能力が向上する。ワイヤーのスラリー保持能力の向上に伴い、シリコンインゴットをスライスするときにおけるワイヤーとシリコンインゴットの接する部分へのスラリー供給量を増加させることができ、スライス速度を上げることができるとともに、スライス時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るワイヤーソーの構成を示す図である。
【図2】本発明に係るワイヤーソーにおいて硬質粒子の入った容器を拡大して示す断面図である。
【図3】本発明に係るワイヤーソーにおける容器挿入前のワイヤーの表面状態を拡大して示す写真である。
【図4】本発明に係るワイヤーソーにおける容器挿入後のワイヤーの表面状態を拡大して示す写真である。
【符号の説明】
1 スラリーノズル
2 スラリー受け
3 シリコンインゴット
4 スライス台
5 メインローラー
6 ワイヤー
7 ディップ槽
8 ワイヤー供給リール
9 硬質粒子の入った容器
11 硬質粒子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wire saw, and more particularly to a wire saw for slicing a silicon ingot or the like.
[0002]
[Prior art]
There is a wire saw as an apparatus for cutting a wafer having a certain thickness from a semiconductor silicon ingot. In this wire saw, a single wire such as a piano wire having a diameter of about 100 to 300 μm is wound around a number of grooves usually provided on 2 to 4 spacing rollers and arranged parallel to each other at a constant pitch. Run the wire in a certain direction or in both directions. The silicon ingot is pressed against the wire and sliced while supplying a cutting fluid in which abrasive grains such as SiC are mixed in oil or water called slurry. With this wire saw, many silicon wafers can be sliced at the same time, and since the slicing accuracy is high compared to other slicing methods that use outer peripheral blades and inner peripheral blades, etc., the wires used are thin. Has the advantage of reducing kerf loss.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional wire saw as described above, since the surface of the wire is very smooth, the ability to hold the slurry even if it is supplied to the surface is weak, and the wire is traveling at high speed. Falls right below. For this reason, there is a problem that the slurry is difficult to be supplied to a portion where the wire and the silicon ingot to be cut are in contact, and the slicing speed cannot be increased.
[0004]
In order to cope with such a problem, the wire is twisted, a groove or a hole is formed on the surface of the wire (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-10514), and the cross-sectional shape of the wire is a polygon or an ellipse. It has been proposed that a plurality of strands used for the wire are twisted and that the material thereof is carbon fiber (for example, JP-A-9-254006).
[0005]
However, all of these methods have the problem that the processing of the wire takes a lot of man-hours and expensive materials are used, so that the wire becomes expensive.
[0006]
This invention is made | formed in view of the problem of such a prior art, and it aims at providing the wire saw which can supply the wire with the high capability to hold | maintain a slurry.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the wire saw according to the present invention, the wire supplied from the supply reel is arranged between a plurality of interval holding rollers and wound around the take-up reel, and the plurality of intervals are held. In a wire saw that slices a silicon ingot while supplying slurry between rollers for use, a container filled with one or more hard particles of silicon carbide, diamond, and alumina is disposed on the supply reel side, in the roughened surface of the wire by passing through the inside of the vessel a wire said hard particles are filled and supplying to said interval holding roller.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wire saw according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a nozzle, 2 is a slurry receiver, 3 is a silicon ingot, 4 is a slicing base, 5 is a spacing roller, 6 is a wire, 7 is a dip tank, 8 is a wire supply reel, and 9 is a hard particle. The container 11 is a hard particle.
[0010]
In the wire saw of the present invention, a plurality of spacing rollers 5 are arranged apart from each other, and the
[0011]
A
[0012]
In addition, a slurry receiver 2 with a nozzle 1 is provided on the
[0013]
The
[0014]
The slicing base 4 is for holding the
[0015]
The slicing base 4 to which the
[0016]
The distance maintaining roller 5 disposed at the lower outer portion of the
[0017]
The
[0018]
The dip tank 7 is disposed at the lowermost part for collecting slurry and collecting chips generated when slicing.
[0019]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
[0020]
In the above state, the
[0021]
In this invention, the surface (only a brass plating layer or both a brass plating layer and a wire main body) is made rough by making the
[0022]
FIG. 3 is an enlarged photograph showing the surface state of the
[0023]
FIG. 4 is an enlarged photograph showing the surface state of the
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the wire saw of the present invention, a container filled with one or more hard particles of silicon carbide, diamond, and alumina is disposed on the supply reel side , and the wire is hardened By passing through the container filled with particles , the surface of the wire is scratched, thereby improving the slurry holding ability of the wire. As the slurry holding capacity of the wire improves, the amount of slurry supplied to the part where the wire and silicon ingot are in contact when slicing the silicon ingot can be increased, the slicing speed can be increased and the slicing time can be shortened. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wire saw according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a container containing hard particles in the wire saw according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged photograph showing a surface state of a wire before inserting a container in a wire saw according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged photograph showing a surface state of a wire after inserting a container in a wire saw according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slurry nozzle 2
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