JP5527987B2 - Wire saw device and substrate manufacturing method - Google Patents

Wire saw device and substrate manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP5527987B2
JP5527987B2 JP2009042839A JP2009042839A JP5527987B2 JP 5527987 B2 JP5527987 B2 JP 5527987B2 JP 2009042839 A JP2009042839 A JP 2009042839A JP 2009042839 A JP2009042839 A JP 2009042839A JP 5527987 B2 JP5527987 B2 JP 5527987B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
reel
wound
take
supply reel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009042839A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010194677A (en
Inventor
聡 川村
孝昭 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2009042839A priority Critical patent/JP5527987B2/en
Publication of JP2010194677A publication Critical patent/JP2010194677A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5527987B2 publication Critical patent/JP5527987B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

本発明はワイヤーソー装置と該ワイヤーソー装置を用いた基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a wire saw device and a method of manufacturing a substrate using the wire saw device.

従来、太陽電池素子などをはじめとする半導体基板を作製する場合、インゴットを所定の寸法に切断してブロック状にし、ブロックを接着剤にてスライスベースに接着した後、ワイヤーソー装置などを用いて複数枚に切断して基板を製造していた。   Conventionally, when manufacturing a semiconductor substrate including a solar cell element, etc., an ingot is cut into a predetermined size into a block shape, and after the block is bonded to a slice base with an adhesive, a wire saw device or the like is used. The substrate was manufactured by cutting into a plurality of sheets.

ワイヤーソー装置のワイヤーは、供給リールからガイドローラによってメインローラまで案内されてメインローラに巻きつけられワイヤー列とされている。また、メインローラから伸びるワイヤーは、ガイドローラによって巻取リールまで案内され、巻取リールに巻き取られる。   The wire of the wire saw device is guided from a supply reel to a main roller by a guide roller and wound around the main roller to form a wire row. Further, the wire extending from the main roller is guided to the take-up reel by the guide roller, and is taken up by the take-up reel.

ワイヤーソーにおけるスライス方法に、初めから砥粒をワイヤーに固着させた砥粒固着ワイヤーで切断する方法(固着砥粒タイプ)がある。例えば、特許文献1には、砥粒固着ワイヤーの平均直径Dと、砥粒固着ワイヤーがリールに巻きつけられる間隔Pとの関係が、D<P<2Dを満たすことが開示されている。   As a slicing method in a wire saw, there is a method (fixed abrasive grain type) of cutting with an abrasive fixed wire in which abrasive particles are fixed to the wire from the beginning. For example, Patent Document 1 discloses that the relationship between the average diameter D of the abrasive grain fixing wire and the interval P around which the abrasive grain fixing wire is wound around the reel satisfies D <P <2D.

特開2005−186202号公報JP 2005-186202 A

しかしながら、上述した従来のワイヤーソー装置では、供給リールおよび巻取リールから砥粒固着ワイヤーを供給または巻き取る際に、砥粒固着ワイヤー同士が擦れ合うことにより砥粒固着ワイヤーが損傷する問題がある。特許文献1に記載された構造においても、スライス中に起きるワイヤーの断線を十分に低減することができなかった。このようなワイヤーソー装置を用いて基板を製造した場合、精度よく基板を製造しにくいという問題があった。   However, in the conventional wire saw device described above, there is a problem that when the abrasive fixed wires are supplied or taken up from the supply reel and the take-up reel, the abrasive fixed wires are damaged by rubbing the abrasive fixed wires. Even in the structure described in Patent Document 1, wire breakage that occurs during slicing cannot be sufficiently reduced. When a substrate is manufactured using such a wire saw device, there is a problem that it is difficult to manufacture the substrate with high accuracy.

本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであり、砥粒固着ワイヤーの損傷が低減されたワイヤーソー装置、およびワイヤーソー装置を用いた基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and has an object to provide a wire saw device in which damage to an abrasive fixed wire is reduced, and a substrate manufacturing method using the wire saw device. To do.

本発明の一実施形態に係るワイヤーソー装置は、表面に固着された砥粒を含み、平均直径Dのワイヤーと、一端と他端とを有する外周面を含み、前記ワイヤーが前記一端と前記他端との間で往復しながら前記外周面に多層に巻き付けられた供給リールと、前記供給リールからのびた前記ワイヤーを走行させる複数のメインローラと、前記複数のメインローラからのびた前記ワイヤーを巻き取る巻取リールと、を備え、前記ワイヤーは、各層毎に、2.3Dより大きく4D未満の間隔で前記供給リールの一端から他端に向けて巻かれるとともに、前記供給リールの前記他端から前記一端に向けて、既に巻きつけられた前記ワイヤーの間に巻かれている部分を有し、前記既に巻きつけられた2つの前記ワイヤー間に跨って、前記ワイヤーが積層されて巻かれている部分をさらに有することを特徴とする。
A wire saw device according to an embodiment of the present invention includes abrasive grains fixed to a surface, includes a wire having an average diameter D, an outer peripheral surface having one end and the other end, and the wire is the one end and the other. A supply reel wound in multiple layers on the outer peripheral surface while reciprocating between ends, a plurality of main rollers for running the wire extending from the supply reel, and a winding for winding the wire extending from the plurality of main rollers The wire is wound from one end of the supply reel to the other end at intervals of greater than 2.3D and less than 4D for each layer, and from the other end of the supply reel to the one end. The wire is laminated between the two already wound wires and has a portion wound between the already wound wires. It is characterized by further having a portion wound up.

本発明の一実施形態に係る基板の製造方法は、表面に固着された砥粒を含み、平均直径Dのワイヤーと、前記ワイヤーを送り出す供給リールと、一端と他端とを有する外周面を含む巻取リールと、インゴットと、を準備する工程と、前記供給リールから前記ワイヤーを送り出す工程と、前記ワイヤーを前記供給リールと前記巻取リールの間で往復させながら、前記ワイヤーを前記巻取リールの前記一端と前記他端との間で往復させて前記外周面に多層に巻き付ける工程と前記供給リールと前記ワイヤー巻取リールの間の前記ワイヤーにより前記インゴットを切断する工程と、を備え、前記ワイヤーを前記巻取リールに巻き付ける工程において、各層毎に、前記巻取リールの一端から他端に向けて2.3Dより大きく4D未満の間隔で前記ワイヤーを巻き、前記巻取リールの前記他端から前記一端に向けて、前記ワイヤーを既に巻きつけられた前記ワイヤー間に巻くとともに、前記既に巻きつけられた2つの前記ワイヤー間に跨って、前記ワイヤーを積層するように巻くことを特徴とする。 The manufacturing method of the board | substrate which concerns on one Embodiment of this invention contains the outer peripheral surface which contains the abrasive grain fixed to the surface, and has the wire of the average diameter D, the supply reel which sends out the said wire, and one end and the other end. A step of preparing a take-up reel and an ingot; a step of feeding out the wire from the supply reel; and the wire being reciprocated between the supply reel and the take-up reel while the wire is moved to the take-up reel. comprising the the steps of the one end and the back and forth between the other end wrapped multilayer on said outer peripheral surface, and a step of cutting the ingot by the wire between the wire take-up reel and the supply reel, in the step of winding said wire on said take-up reel, for each layer, the follower at one end interval of less than greater than 2. 3D 4D toward the other end from the take-up reel Winding yer, said from the other end of the take-up reel toward said one end, wound rather with between the wires of the wire has already been wound, across between the previously wound two of said wires, The wire is wound so as to be laminated.

本発明の一実施形態に係るワイヤーソー装置は、上述した構成により、砥粒固着ワイヤーの断線等の損傷を低減することができる。   The wire saw apparatus which concerns on one Embodiment of this invention can reduce damage, such as a disconnection of an abrasive grain fixed wire, by the structure mentioned above.

本発明の一実施形態に係る基板の製造方法は、上述した工程により、精度の高い基板を製造することができる。   The substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention can manufacture a highly accurate substrate by the above-described steps.

本発明のワイヤーソー装置の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the wire saw apparatus of this invention. 本発明のワイヤーソー装置における、リールに巻きつけられた砥粒固着ワイヤーの一形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one form of the abrasive grain fixed wire wound around the reel in the wire saw apparatus of this invention. 本発明のワイヤーソー装置における、リールに巻きつけられた砥粒固着ワイヤーの他の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other form of the abrasive grain fixed wire wound by the reel in the wire saw apparatus of this invention.

本実施形態のワイヤーソー装置は、表面に固着された砥粒を含み、平均直径Dのワイヤー3と、一端と他端とを有する外周面を含み、ワイヤー3が一端と他端との間で往復しながら外周面に多層に巻き付けられた供給リール7と、供給リール7からのびたワイヤー3を走行させる複数のメインローラ5と、複数のメインローラ5からのびたワイヤー3を巻き取る巻取リール8と、を備える。表面に固着された砥粒を含むワイヤー3の平均直径をD、供給リール7の一端から他端に向けて巻きつけられるワイヤー3の間隔P1としたとき、P1とDは、2.3D<P1<4Dの関係を満たし、他端から一端に向けて巻きつけられるワイヤー3は、既に巻きつけられたワイヤー3を乗り越える部分と、ワイヤー3間に巻きつけられた部分を有する。ここで、ワイヤー3の平均直径Dとは、ワイヤー3の任意の10箇所において3方向から砥粒を含めた直径を測定し、その平均値とする。本実施形態のワイヤーソー装置は、複数のメインローラ5間を走行するワイヤー3に切断対象(ブロック1)を押し当て切断することによって、基板を製造する。   The wire saw device of the present embodiment includes abrasive grains fixed to the surface, includes a wire 3 having an average diameter D, an outer peripheral surface having one end and the other end, and the wire 3 is between one end and the other end. A supply reel 7 wound in multiple layers on the outer peripheral surface while reciprocating, a plurality of main rollers 5 for running the wires 3 extending from the supply reel 7, and a take-up reel 8 for winding the wires 3 extending from the plurality of main rollers 5. . When the average diameter of the wire 3 including the abrasive grains fixed on the surface is D and the interval P1 of the wire 3 wound from one end of the supply reel 7 toward the other end, P1 and D are 2.3D <P1. The wire 3 that satisfies the <4D relationship and is wound from the other end toward the one end has a portion that gets over the already wound wire 3 and a portion that is wound between the wires 3. Here, the average diameter D of the wire 3 is the average value obtained by measuring the diameter including the abrasive grains from three directions at any 10 locations of the wire 3. The wire saw apparatus of this embodiment manufactures a board | substrate by pressing and cut | disconnecting a cutting | disconnection object (block 1) to the wire 3 which travels between the some main rollers 5. FIG.

ブロック1は、インゴットの端部を切断することで形成される。このようなインゴットは、例えば、単結晶シリコンや、多結晶シリコンからなる。より具体的には、単結晶シリコンのインゴットが用いられた場合、単結晶シリコンインゴットは円柱形状である。また、多結晶シリコンインゴットは一般的に略直方体で、複数本のシリコンブロックを取り出すことができる大きさを有しており、シリコンブロックは断面形状が矩形(正方形を含む)で、例えば156×156×300mmの直方体に形成される。   The block 1 is formed by cutting the end portion of the ingot. Such an ingot is made of, for example, single crystal silicon or polycrystalline silicon. More specifically, when a single crystal silicon ingot is used, the single crystal silicon ingot has a cylindrical shape. The polycrystalline silicon ingot is generally a substantially rectangular parallelepiped and has a size that allows a plurality of silicon blocks to be taken out. The silicon block has a rectangular cross section (including a square), for example, 156 × 156. A 300 mm rectangular parallelepiped is formed.

ブロック1は、カーボン材もしくはガラス、樹脂等の材質からなるスライスベース2上に接着剤などによって接着される。接着剤としては熱硬化型二液性のエポキシ系や、アクリル系・リアクレート系またはワックスなどの接着剤からなり、スライス後、基板1aをスライスベース2から剥離しやすくするために、温度を上げることで接着力が低下する接着剤が用いられる。そして、スライスベース2に接着されたブロック1はワークホルダー10により装置内に1本又は複数本配置される。   The block 1 is bonded to a slice base 2 made of a material such as a carbon material, glass, resin or the like by an adhesive or the like. The adhesive is made of an adhesive such as a thermosetting two-component epoxy type, an acrylic type, a reacrate type, or a wax, and the temperature is raised so that the substrate 1a can be easily separated from the slice base 2 after slicing. Thus, an adhesive whose adhesive strength is reduced is used. One or more blocks 1 bonded to the slice base 2 are arranged in the apparatus by the work holder 10.

ワイヤー3は、供給リール7から供給され、巻取リール8に巻き取られる。ワイヤー3は、供給リール7と巻取リール8との間において、複数のメインローラ5に巻かれ、メインローラ5間に複数本に張られている。ワイヤー3は、例えば鉄または鉄合金を主成分とするピアノ線からなり、線径は80μm〜180μm、より好ましくは120μm以下である。本実施形態において、ワイヤー3は、ワイヤーの周囲にダイヤモンドもしくは炭化珪素からなる砥粒がニッケルや銅・クロムによるメッキにて固着された砥粒固着ワイヤーである。砥粒の平均粒径は、5μm以上30μm以下とした方がよく、Dは90μm以上240μm以下となる。また、ワイヤー3の集中度は、2100〜3100とする。ここでいう「集中度」とは、ワイヤー1m当たりに付着している砥粒の数である。本実施形態における集中度は、ワイヤーの3.3cm毎、計30箇所において、1.2mmの長さのワイヤーに固着した砥粒の個数を測定した平均値を1mあたりに換算した値である。   The wire 3 is supplied from the supply reel 7 and taken up on the take-up reel 8. The wire 3 is wound around a plurality of main rollers 5 between the supply reel 7 and the take-up reel 8 and is stretched between the main rollers 5. The wire 3 is made of, for example, a piano wire whose main component is iron or an iron alloy, and has a wire diameter of 80 μm to 180 μm, more preferably 120 μm or less. In the present embodiment, the wire 3 is an abrasive fixed wire in which abrasive grains made of diamond or silicon carbide are fixed around the wire by plating with nickel, copper, or chromium. The average grain size of the abrasive grains is preferably 5 μm or more and 30 μm or less, and D is 90 μm or more and 240 μm or less. Further, the concentration degree of the wire 3 is set to 2100 to 3100. The “concentration” here is the number of abrasive grains adhering per 1 m of wire. The degree of concentration in the present embodiment is a value obtained by converting an average value obtained by measuring the number of abrasive grains fixed to a wire having a length of 1.2 mm at every 3.3 cm of the wire at a total of 30 locations per 1 m.

ワイヤー3には、供給ノズル4の複数の開口部からクーラント液が供給される。クーラント液は、例えばグリコール等の水溶性溶剤からなる。供給ノズル4に供給するクーラント液の供給流量はブロックの大きさや本数によって適宜設定される。また、クーラント液を循環して使用してもよく、その際にクーラント液中に含まれる砥粒や切屑等を除去して使用される。   The coolant liquid is supplied to the wire 3 from the plurality of openings of the supply nozzle 4. The coolant liquid is made of a water-soluble solvent such as glycol. The supply flow rate of the coolant liquid supplied to the supply nozzle 4 is appropriately set according to the size and number of blocks. Further, the coolant liquid may be circulated and used, and the abrasive grains and chips contained in the coolant liquid are removed at that time.

メインローラ5は、ブロック1の下方に配置される第1メインローラ5aと第2メインローラ5bとを含み、例えば、エステル系やエーテル系・尿素系のウレタンゴムやニューライト等の樹脂からなり、直径150〜500mm、長さ200〜1000mm程度である。メインローラ5の表面には、供給リール7から供給されたワイヤー3を所定間隔に配列させるための多数の溝が設けられている。この溝の間隔とワイヤー3の直径との関係によって、基板の厚みが定まる。   The main roller 5 includes a first main roller 5a and a second main roller 5b disposed below the block 1, and is made of, for example, a resin such as ester-based, ether-based, urea-based urethane rubber, or neurite, The diameter is about 150 to 500 mm and the length is about 200 to 1000 mm. A large number of grooves for arranging the wires 3 supplied from the supply reel 7 at predetermined intervals are provided on the surface of the main roller 5. The thickness of the substrate is determined by the relationship between the groove interval and the diameter of the wire 3.

ワイヤー3の下方には、切断時に発生するブロックの切屑やクーラント液の回収を目的としてディップ槽6が設けられる。   A dip tank 6 is provided below the wire 3 for the purpose of collecting block chips and coolant generated during cutting.

供給リール7および巻取リール8は、スチール等からなるボビン形状の表面に砥粒固着ワイヤー3が巻きつけられている。また、ワイヤーソー装置は、供給リール7および巻取リール8を所定の速度で回転させるためのモーターと、ワイヤー3を所定の位置に巻きつけるために案内するトラバーサを有する。   The supply reel 7 and the take-up reel 8 have an abrasive grain fixing wire 3 wound around a bobbin-shaped surface made of steel or the like. The wire saw device also includes a motor for rotating the supply reel 7 and the take-up reel 8 at a predetermined speed, and a traverser for guiding the wire 3 to wind it at a predetermined position.

複数のガイドローラ9は、ワイヤ−3を供給リール7からメインローラ5、またメインローラ5から巻取リール8へと案内する役割を有する。それぞれのガイドローラ9は、ワイヤー3が走行する溝を有する。このようなガイドローラ9は、例えば、エステル系やエーテル系・尿素系のウレタンゴムからなり、特にエーテル系のウレタンゴムを使用することにより、同様の硬度を用いたエステル系よりもガイドローラ9の磨耗を低減することができる。   The plurality of guide rollers 9 have a role of guiding the wire-3 from the supply reel 7 to the main roller 5 and from the main roller 5 to the take-up reel 8. Each guide roller 9 has a groove in which the wire 3 travels. Such a guide roller 9 is made of, for example, an ester-based or ether-based / urea-based urethane rubber, and in particular, by using an ether-based urethane rubber, the guide roller 9 has a guide roller 9 having a similar hardness than the ester-based one. Wear can be reduced.

また、ワイヤーソー装置は、供給リール7および巻取リール8に巻きつけるワイヤー3の張力を調整する手段とワイヤー3に加えられている張力を検出するセンサとを備えている。   Further, the wire saw device includes means for adjusting the tension of the wire 3 wound around the supply reel 7 and the take-up reel 8 and a sensor for detecting the tension applied to the wire 3.

ワイヤー3は、2.3D<P1<4Dの関係を満たすように、供給リール7の一端から他端に向けて巻きついている。また、図2に示すように、一端から他端に向けて巻きつけられたワイヤー3aと、他端から一端に向けて巻きつけられたワイヤー3bとは、交互に供給リール7の外表面に配置されており、多層とされている。このような構成により、ブロック1を切断する際のワイヤー3の損傷を低減することができる。なお、ワイヤー3は供給リールの中心軸に対して略垂直(90度±5度)となるように配置して、リールに巻きつけられる。   The wire 3 is wound from one end of the supply reel 7 toward the other end so as to satisfy the relationship 2.3D <P1 <4D. In addition, as shown in FIG. 2, the wire 3 a wound from one end to the other end and the wire 3 b wound from the other end to the one end are alternately arranged on the outer surface of the supply reel 7. It is made into a multilayer. With such a configuration, damage to the wire 3 when the block 1 is cut can be reduced. The wire 3 is arranged so as to be substantially perpendicular (90 ° ± 5 °) to the central axis of the supply reel, and is wound around the reel.

以下に、ワイヤーソー装置を用いたスライス方法について説明する。ワイヤー3は供給リール7から供給され、ガイドローラ9によりメインローラ5に案内され、ワイヤー3をメインローラ5に巻きつけて所定間隔に配列している。メインローラ5を所定の回転速度で回転させることによって、ワイヤー3の長手方向にワイヤー3を走行させることができる。そして、高速に走行しているワイヤー3はブロック1を切断し、巻取リール8に巻きつけられる。また、メインローラ15の回転方向を変化させることによりワイヤー3を往復運動させる。このとき、供給リール7からワイヤー3を供給する長さの方が巻取リール8からワイヤー3を供給する長さよりも長くし、新線をメインローラ5に供給するようにする。   Below, the slicing method using a wire saw apparatus is demonstrated. The wire 3 is supplied from the supply reel 7 and is guided to the main roller 5 by the guide roller 9. The wire 3 is wound around the main roller 5 and arranged at a predetermined interval. By rotating the main roller 5 at a predetermined rotational speed, the wire 3 can travel in the longitudinal direction of the wire 3. The wire 3 traveling at high speed cuts the block 1 and is wound around the take-up reel 8. Further, the wire 3 is reciprocated by changing the rotation direction of the main roller 15. At this time, the length for supplying the wire 3 from the supply reel 7 is longer than the length for supplying the wire 3 from the take-up reel 8, and the new line is supplied to the main roller 5.

ブロック1の切断は、高速に走行しているワイヤー3に向かってクーラント液を供給しながら、ブロック1を下降させて、ワイヤー3にブロック1を相対的に押圧することによりなされる。ブロック1は、例えば厚さ200μm以下の複数枚の基板1aに分割される。このとき、ワイヤー3の張力、ワイヤー3が走行する速度(走行速度)、ブロックを下降させる速度(フィード速度)は適宜制御されている。例えば、ワイヤー13の最大走行速度は、500m/min以上、1000m/min以下に設定され、最大フィード速度は350μm/min以上、1100μm/min以下に設定する。   The block 1 is cut by lowering the block 1 and relatively pressing the block 1 against the wire 3 while supplying the coolant liquid toward the wire 3 running at high speed. The block 1 is divided into a plurality of substrates 1a having a thickness of 200 μm or less, for example. At this time, the tension of the wire 3, the speed at which the wire 3 travels (travel speed), and the speed at which the block is lowered (feed speed) are appropriately controlled. For example, the maximum traveling speed of the wire 13 is set to 500 m / min or more and 1000 m / min or less, and the maximum feed speed is set to 350 μm / min or more and 1100 μm / min or less.

そして、ブロック1をスライスすると同時に、スライスベース2も2〜5mm程度切断され、基板1aはスライスベース2に接着された状態で次工程の洗浄工程に投入される。   At the same time as slicing the block 1, the slice base 2 is also cut by about 2 to 5 mm, and the substrate 1 a is put into the next cleaning step while being bonded to the slice base 2.

洗浄工程では、洗浄液としてアルカリ液または中性液を用い、基板1aに付着した水溶性クーラントや汚れが洗浄され、その後洗剤を水で洗い流す。そして熱風やエアーなどにより、基板1a表面を完全に乾燥させて、スライスベース2から剥離することで基板1aが完成する。   In the cleaning step, an alkaline liquid or a neutral liquid is used as a cleaning liquid, and water-soluble coolant and dirt adhering to the substrate 1a are cleaned, and then the detergent is washed away with water. Then, the surface of the substrate 1a is completely dried by hot air or air and peeled off from the slice base 2 to complete the substrate 1a.

巻取リール8の一端から他端に向けて巻きつけられるワイヤー3の間隔P2としたときワイヤー3は、巻取リール8に巻き付けられる工程において、2.3D<P2<4Dの関係を満たすように、巻取リール8の一端から他端に向けて巻かれる。ここで、ワイヤー3が巻取リール8の端から端まで巻きつけられた段階で1回と数えるものとすると、1回目に巻きつけられるワイヤー3aが他端まで巻きつけられた後、2回目に巻きつけられるワイヤー3bは、既に巻きつけられたワイヤー3a間に巻取リール8の他端から一端に向けて巻きつけられる。さらに、3回目に巻きつけられるワイヤー3cを巻取リール8の一端から他端に向けて、4回目に巻きつけられるワイヤーを巻取リール8の他端から一端に向けて巻きつけ、供給リールの一端と他端の間を往復しながら間隔P2で多層に巻きつけられる。また、全ての層において同じ間隔P2で巻きつけてもよく、2.3D<P<4Dの関係を満たす範囲において、各層毎に間隔を変更しても構わない。なお、ワイヤー3は巻取リール8の中心軸に対して略垂直(90度±5度)となるように配置して、巻取リール8に巻きつけられる。また、ワイヤー3を巻取リール8に巻きつけた後、メインローラ5の回転を逆回転し、ワイヤー3を供給リール7の一端から他端に向けて2.3Dより大きく4D未満の間隔で供給リールに巻きつける工程と、ワイヤー3を、供給リール7の他端から一端に向けて既に供給リール7に巻きつけられたワイヤー3間に巻きつける工程と、によりワイヤー3を往復運動させることで、ワイヤー3は供給リール7においても上記と同様の条件で巻き付ける。   When the interval P2 between the wires 3 wound from one end of the take-up reel 8 toward the other end is set, the wire 3 satisfies the relationship 2.3D <P2 <4D in the step of winding the take-up reel 8. The winding reel 8 is wound from one end to the other end. Here, assuming that the wire 3 is counted once when the winding reel 8 is wound from one end to the other end of the take-up reel 8, the wire 3a wound first is wound to the other end, and then the second time. The wire 3b to be wound is wound from the other end of the take-up reel 8 toward one end between the already wound wires 3a. Further, the wire 3c wound around the third time is wound from one end of the take-up reel 8 toward the other end, and the wire wound around the fourth time is wound around from the other end of the take-up reel 8 toward one end. It is wound in multiple layers at intervals P2 while reciprocating between one end and the other end. Further, all the layers may be wound at the same interval P2, and the interval may be changed for each layer within a range satisfying the relationship of 2.3D <P <4D. The wire 3 is arranged so as to be substantially perpendicular (90 ° ± 5 °) to the central axis of the take-up reel 8 and is wound around the take-up reel 8. Further, after winding the wire 3 around the take-up reel 8, the rotation of the main roller 5 is reversed, and the wire 3 is supplied from one end of the supply reel 7 to the other end at an interval larger than 2.3D and less than 4D. By reciprocating the wire 3 by the step of winding around the reel and the step of winding the wire 3 between the wires 3 already wound around the supply reel 7 from the other end of the supply reel 7 toward one end, The wire 3 is also wound around the supply reel 7 under the same conditions as described above.

本実施形態のワイヤーソー装置は、2.3D<P2の関係を満たす間隔Pでワイヤー3が一端から他端に向けて巻取リール8に巻きつけられ、さらに既に巻きつけられたワイヤー3の間に他端から一端に向けてワイヤー3が巻きつけられることにより、砥粒の粒径のばらつき、ワイヤー3に付着する砥粒の量のばらつき等を有する直径のばらつきの大きいワイヤー3であっても、ワイヤー3を巻取リール8に巻きつける際にワイヤー同士が擦れ合うことを低減することができる。   In the wire saw device of this embodiment, the wire 3 is wound around the take-up reel 8 from one end to the other end at an interval P that satisfies the relationship 2.3D <P2, and between the wires 3 that have already been wound. Even when the wire 3 is wound from the other end to the other end, even if the wire 3 has a large variation in diameter, such as a variation in grain size of abrasive grains, a variation in the amount of abrasive grains adhering to the wire 3, etc. When the wire 3 is wound around the take-up reel 8, it is possible to reduce the friction between the wires.

また、n回目に巻かれたワイヤー3の間にn+1回目に巻かれたワイヤー3が存在することにより、ワイヤー3が巻かれた位置に固定され易く、ワイヤー3の巻き崩れを低減することができる。よって、先に巻かれたワイヤー3が新たに巻いたワイヤー3の上に位置する可能性が低減され、ワイヤー3が断線しにくい。   In addition, the presence of the wire 3 wound in the (n + 1) th time between the wires 3 wound in the nth time makes it easy to be fixed at the position where the wire 3 is wound, and the collapse of the wire 3 can be reduced. . Therefore, the possibility that the previously wound wire 3 is positioned on the newly wound wire 3 is reduced, and the wire 3 is hard to break.

また、P2<4Dの関係を満たす間隔P2でワイヤー3を巻取リール8に巻きつけることにより、ワイヤー3が巻き付けられた巻取リール8の巻き段差は小さく、ワイヤー3が巻かれた巻取リール8の表面は一定の規則正しい凹凸形状を有し、ワイヤー3の巻き崩れを低減することができる。これにより、ワイヤー3の断線の発生を低減することができる。   Further, by winding the wire 3 around the take-up reel 8 at the interval P2 that satisfies the relationship P2 <4D, the winding step of the take-up reel 8 around which the wire 3 is wound is small, and the take-up reel around which the wire 3 is wound. The surface of 8 has a certain regular irregular shape, and the collapse of the wire 3 can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the disconnection of the wire 3 can be reduced.

また、2.3D<P1<4Dの関係を満たす間隔P1でワイヤー3が一端から他端に向けて供給リール8に巻きつけられ、さらに既に巻きつけられたワイヤー3の間に他端から一端に向けてワイヤー3が巻きつけられることにより、ワイヤー3の断線の発生を低減することができる。   In addition, the wire 3 is wound around the supply reel 8 from one end to the other end at an interval P1 that satisfies the relationship 2.3D <P1 <4D, and further between the other ends of the wire 3 that has already been wound. By causing the wire 3 to be wound around, occurrence of disconnection of the wire 3 can be reduced.

また、供給リール7および巻取リール8に巻きつけるワイヤー3の張力は15N以上20N以下とすることにより、ワイヤー3を巻きつける際の弛みや巻きつけ後の緩みを低減し、ワイヤーの締め付けによるリール本体の損傷を押さえ、スライス不良を低減することができる。また、ワイヤー3の巻き崩れをさらに低減することができる。   Further, the tension of the wire 3 wound around the supply reel 7 and the take-up reel 8 is set to 15N or more and 20N or less, so that loosening when winding the wire 3 and loosening after winding are reduced, and the reel by tightening the wire It is possible to suppress damage to the main body and reduce slice defects. In addition, the collapse of the wire 3 can be further reduced.

また、ワイヤー3を供給リール7または巻取リール8に巻きつける際に、リールを横向きに置き、ワイヤーを水平方向に往復運動させながら巻きつける構造であってもよいし、リールを縦向きに置き、ワイヤーを鉛直方向に往復運動させながら巻きつける構造であってもよい。特に、リールを縦向きにおいた場合には重力の影響を受け、ワイヤー3の巻き崩れが起き易くなるが、上述の巻きつけ方法により巻き崩れ等の不具合を低減することができる。   Further, when the wire 3 is wound around the supply reel 7 or the take-up reel 8, the reel may be placed sideways and the wire may be wound while reciprocating in the horizontal direction, or the reel may be placed vertically. The wire may be wound while being reciprocated in the vertical direction. In particular, when the reel is placed in the vertical direction, the wire 3 is easily collapsed due to the influence of gravity, but problems such as the collapse can be reduced by the above-described winding method.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることが出来る。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Many corrections and changes can be added within the scope of the present invention.

例えば、インゴット1を切断することなく、そのままスライス工程を行っても構わない。   For example, the slicing process may be performed as it is without cutting the ingot 1.

また、3D<P2<4Dの関係を満たすように、ワイヤー3を巻取リール8の一端から他端に向けて巻きつけ(1回目)、他端から一端に向けて巻きつけた(2回目)後、図3に示されるように、3回目に巻きつけられるワイヤー3cは、既に巻きつけられた1回目のワイヤー3aと2回目のワイヤー3bとの間に巻取リール8の一端から他端に向けて巻きつけられても構わない。   Further, the wire 3 was wound from one end of the take-up reel 8 toward the other end (first time) and from the other end toward the one end (second time) so as to satisfy the relationship of 3D <P2 <4D. Thereafter, as shown in FIG. 3, the wire 3 c wound around the third time is between the first wire 3 a and the second wire 3 b already wound from one end to the other end of the take-up reel 8. It does not matter if it is wound around.

(実施例1)
以下、実施例について説明する。まず、ガラス板からなるスライスベースにエポキシ系接着剤を塗布し、156mm×156mm×300mmの直方体の多結晶シリコンブロックをスライスベースに設置し接着剤を硬化させた。2本のスライスベースに接着したシリコンブロックをワイヤーソー装置に設置し、ダイヤモンドの砥粒をNiメッキで固着したワイヤー(線径=130μm、砥粒粒径=15μm、平均直径D=160μm)を双方向に走行させながら、スライスベースに接着したブロックをスライスして、平均厚み200μmのシリコン基板を作製した。このとき、供給リール7、巻取リール8に巻きつけるワイヤー3の張力が17.5Nであり、巻取リール8におけるワイヤーの間隔P2が、0.2μm、0.36μm、0.37μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.64μm、0.65μm、0.8μm、0.9μmの10種類において、ワイヤーの断線率を評価した。その結果を表1に表す。
Example 1
Examples will be described below. First, an epoxy adhesive was applied to a slice base made of a glass plate, and a rectangular parallelepiped polycrystalline silicon block of 156 mm × 156 mm × 300 mm was placed on the slice base to cure the adhesive. A silicon block bonded to two slice bases is installed in a wire saw device, and both wires with diamond abrasive grains fixed by Ni plating (wire diameter = 130 μm, abrasive grain diameter = 15 μm, average diameter D = 160 μm) are both used. The block adhered to the slice base was sliced while running in the direction to produce a silicon substrate having an average thickness of 200 μm. At this time, the tension of the wire 3 wound around the supply reel 7 and the take-up reel 8 is 17.5 N, and the wire interval P2 in the take-up reel 8 is 0.2 μm, 0.36 μm, 0.37 μm,. The wire breakage rate was evaluated for 10 types of 4 μm, 0.5 μm, 0.6 μm, 0.64 μm, 0.65 μm, 0.8 μm, and 0.9 μm. The results are shown in Table 1.

Figure 0005527987
Figure 0005527987

表1に示されるように、No.1〜10の結果から、砥粒が固着したワイヤー3を供給リールおよび巻取リールに巻きつける間隔Pが、2.3<P/D<4の関係を満たす(No.3〜6)ことにより、ワイヤーの断線率が1%未満に低減することが確認された。   As shown in Table 1, no. From the result of 1-10, when the space | interval P which winds the wire 3 with which the abrasive grain fixed was wound to a supply reel and a take-up reel satisfy | fills the relationship of 2.3 <P / D <4 (No. 3-6) It was confirmed that the wire breakage rate was reduced to less than 1%.

(実施例2)
次に、巻取リール8のワイヤーの間隔P2が0.4μmであり、巻取リール8に巻きつけるワイヤーの張力が10N、15N、17.5N、20N、25Nの5種類において、スライスした際におけるスライスの不良率を評価した。不良項目としては、スライス痕の有無、凹凸の有無、うねりの有無であり、このうち1つでも該当するものがあれば不良と判断し、全枚数のうち不良の発生している基板の枚数から不良率を算出する。
(Example 2)
Next, the wire interval P2 of the take-up reel 8 is 0.4 μm, and the tension of the wire wound around the take-up reel 8 is 10N, 15N, 17.5N, 20N, and 25N. The defective rate of the slice was evaluated. Defect items include the presence or absence of slicing marks, the presence or absence of undulations, and the presence or absence of waviness. The defect rate is calculated.

Figure 0005527987
Figure 0005527987

No.11〜15の結果から、巻取リール8に巻きつけるワイヤーの張力が15N以上、20N以下を満たす(No.12〜14)ことにより、スライス不良率を1%未満に低減することが確認された。   No. From the result of 11-15, it was confirmed that the tension | tensile_strength of the wire wound around the winding reel 8 satisfy | fills 15N or more and 20N or less (No. 12-14), and reduces a slice defect rate to less than 1%. .

1 :ブロック
1a :基板
3 :ワイヤー
5 :メインローラ
7 :供給リール
8 :巻取リール
1: Block 1a: Substrate 3: Wire 5: Main roller 7: Supply reel 8: Take-up reel

Claims (4)

表面に固着された砥粒を含み、平均直径Dのワイヤーと、
一端と他端とを有する外周面を含み、前記ワイヤーが前記一端と前記他端との間で往復しながら前記外周面に多層に巻き付けられた供給リールと、
前記供給リールからのびた前記ワイヤーを走行させる複数のメインローラと、
前記複数のメインローラからのびた前記ワイヤーを巻き取る巻取リールと、を備え、
前記ワイヤーは、各層毎に、2.3Dより大きく4D未満の間隔で前記供給リールの一端から他端に向けて巻かれるとともに、前記供給リールの前記他端から前記一端に向けて、既に巻きつけられた前記ワイヤーの間に巻かれている部分を有し、
前記既に巻きつけられた2つの前記ワイヤー間に跨って、前記ワイヤーが積層されて巻かれている部分をさらに有すること
を特徴とするワイヤーソー装置。
A wire having an average diameter D, including abrasive grains affixed to the surface;
A supply reel including an outer peripheral surface having one end and the other end, wherein the wire is wound around the outer peripheral surface in multiple layers while reciprocating between the one end and the other end;
A plurality of main rollers for running the wire extending from the supply reel;
A take-up reel that winds up the wire extending from the plurality of main rollers,
The wire is wound from one end of the supply reel to the other end at intervals of greater than 2.3D and less than 4D for each layer, and already wound from the other end of the supply reel to the one end. Having a portion wound between said wire
The wire saw device further comprising a portion in which the wires are stacked and wound between the two already wound wires.
表面に固着された砥粒を含み、平均直径Dのワイヤーと、前記ワイヤーを送り出す供給リールと、一端と他端とを有する外周面を含む巻取リールと、インゴットと、を準備する工程と、
前記供給リールから前記ワイヤーを送り出す工程と、
前記ワイヤーを前記供給リールと前記巻取リールの間で往復させながら、前記ワイヤーを前記巻取リールの前記一端と前記他端との間で往復させて前記外周面に多層に巻き付ける工程と
前記供給リールと前記ワイヤー巻取リールの間の前記ワイヤーにより前記インゴットを切断する工程と、
を備え、
前記ワイヤーを前記巻取リールに巻き付ける工程において、各層毎に、前記巻取リールの一端から他端に向けて2.3Dより大きく4D未満の間隔で前記ワイヤーを巻き、前記巻取リールの前記他端から前記一端に向けて、前記ワイヤーを既に巻きつけられた前記ワイヤー間に巻くとともに
前記既に巻きつけられた2つの前記ワイヤー間に跨って、前記ワイヤーを積層するように巻くこと
を特徴とする基板の製造方法。
Preparing a wire having an average diameter D, a supply reel for feeding the wire, a take-up reel including an outer peripheral surface having one end and the other end, and an ingot, including abrasive grains fixed to the surface;
Feeding the wire from the supply reel;
Reciprocating the wire between the one end and the other end of the take-up reel while reciprocating the wire between the supply reel and the take-up reel, and winding the multi-layer around the outer peripheral surface ;
Cutting the ingot with the wire between the supply reel and the wire take-up reel;
With
In the step of winding the wire around the take-up reel, for each layer, the wire is wound at an interval of more than 2.3D and less than 4D from one end to the other end of the take-up reel. towards the end on the one end, we wound rather with between the wires the wire was already been wound,
A method of manufacturing a substrate, wherein the wires are wound so as to be stacked between the two already wound wires.
前記巻取リールに巻きつける前記ワイヤーの張力は15N以上20N以下であることを特徴とする請求項に記載の基板の製造方法。 The substrate manufacturing method according to claim 2 , wherein a tension of the wire wound around the take-up reel is 15 N or more and 20 N or less. 前記巻取リールを縦向きに置き、前記ワイヤーを鉛直方向に往復運動させて前記巻取リールに巻きつけることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の基板の製造方法。 Said take-up reel placed vertically, method for manufacturing a substrate according to claim 2 or claim 3 wherein the back and forth motion in the vertical direction wire and wherein the winding on the take-up reel.
JP2009042839A 2009-02-25 2009-02-25 Wire saw device and substrate manufacturing method Expired - Fee Related JP5527987B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009042839A JP5527987B2 (en) 2009-02-25 2009-02-25 Wire saw device and substrate manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009042839A JP5527987B2 (en) 2009-02-25 2009-02-25 Wire saw device and substrate manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010194677A JP2010194677A (en) 2010-09-09
JP5527987B2 true JP5527987B2 (en) 2014-06-25

Family

ID=42819951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009042839A Expired - Fee Related JP5527987B2 (en) 2009-02-25 2009-02-25 Wire saw device and substrate manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5527987B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018058147A (en) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社タカトリ Wire saw and wire winding method of wire saw
JP6908386B2 (en) * 2017-01-27 2021-07-28 コマツNtc株式会社 Method of cutting workpieces with wire saws and wires

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04363036A (en) * 1991-01-31 1992-12-15 Mitsubishi Materials Corp Bonding wire for semiconductor device use and its manufacture
JP3107143B2 (en) * 1995-07-14 2000-11-06 株式会社東京精密 Wire traverse device for wire saw
JP2002036091A (en) * 2000-05-15 2002-02-05 Allied Material Corp Super-abrasive grain wire saw and manufacturing method
JP4656804B2 (en) * 2001-10-17 2011-03-23 日立金属株式会社 Cutting method using wire saw and method for producing rare earth magnet
JP2003260052A (en) * 2002-03-08 2003-09-16 Hitachi Medical Corp Imaging diagnosis support system
JP2005186169A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Neomax Co Ltd Cutting method for rare earth alloy
JP4411062B2 (en) * 2003-12-25 2010-02-10 株式会社アライドマテリアル Super abrasive wire saw winding structure, super abrasive wire saw cutting device, and super abrasive wire saw winding method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010194677A (en) 2010-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4525353B2 (en) Method for manufacturing group III nitride substrate
JP5370006B2 (en) Wire saw equipment
TWI549175B (en) Method for slicing wafers from a workpiece using a sawing wire
TW200524707A (en) Superabrasive wire saw-wound structure, cutting device with superabrasive wire saw and method of winding superabrasive wire saw
EP2679364A1 (en) Diamond wire saw device
JP2019519385A (en) Method and apparatus for resuming the wire cutting process of a workpiece after an unexpected interruption
US20120192848A1 (en) Method of slicing silicon ingot using wire saw and wire saw
JP5430294B2 (en) Substrate manufacturing method
JP2014213429A (en) Cutting process management method using multi-wire saw device
JP5127209B2 (en) Manufacturing method of semiconductor substrate
KR20140106583A (en) Method for cutting work piece
TWI544536B (en) A method for resuming an interrupted process for sawing a workpiece into a multiplicity of wafers with a wire saw
JP5527987B2 (en) Wire saw device and substrate manufacturing method
JP5806082B2 (en) Workpiece cutting method
JP5003696B2 (en) Group III nitride substrate and manufacturing method thereof
JP5876388B2 (en) Workpiece cutting method
JP5355249B2 (en) Wire saw equipment
JP5769681B2 (en) Substrate manufacturing method
JP5311964B2 (en) Wire saw equipment
JP2016101611A (en) Manufacturing method of substrate
JP2013086233A (en) Wire saw device and work plate used for the device
JP4828935B2 (en) Cutting method using wire saw device
JP5430144B2 (en) Substrate manufacturing method and solar cell element
JP4377674B2 (en) Semiconductor substrate forming apparatus
JP5991267B2 (en) Work cutting method and cutting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130603

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131024

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140318

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140415

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5527987

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees