JPH01215510A - 脆性材料のスライス方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばシリコン鋳塊からウェハを切り出す
のに使用される脆性材料のスライス方法に関する。

（従来の技術〕 シリコン、水晶、フェライト結晶あるいはガラス等の脆
性材料の精密スライス加工には、締力（ワイヤ）あるい
は帯刀（ブレード）などの刃材と砥液により切削を行う
マルチワイヤソー、マルチブレードソー等の装置が用い
られる。これらの装置を用いたスライス加工の過程を簡
単に説明する。

第３図ｆ、１１はマルチワイヤソーの切削ヘッドの概略
を示した斜視回である。図にみるように、シリコン等の
被加工物１はセラミック板、ガラス板あるいは黒鉛板等
からなる緩衝用支持台２に接着される。支持台２は第４
図に示すように固定台７に接着固定され、固定台７は押
上手段を有する加工テーブル８に設置される。一方、第
３図ｆａｔにみるように、硬１ｉｉＩ線、ピアノ線等の
締力３は、綿材送出手段（図示せず）から線材巻取手段
（図示せず）に向かう間で、三角形の各頂点に設定され
た３本のワイヤ溝付ローラ４，４．４間を掛渡すように
幾重に巻回されて切削ヘッド３０を形成する。

スライス加工の際は、砥粒と切削液を混合した砥液が被
加工物上方より滴下された状態において、被加工物ｌが
加工テーブル８により矢印入方向に押上げられ、締力３
の往復動、および締力３と砥粒によるラッピング作用に
より切削される。

マルチブレードソーは、第３図（ｂｌに示すように、ク
ランク機構などの方法により矢印×方向に往復移動する
フレーム６内に、往復移動方向に沿い固定された鋼帯刃
（ブレード）５が前述の締力３と同様にして被加工物ｌ
の切削を行う。

マルチワイヤソーおよびマルチプレードソーによるスラ
イス加工完了後の被加工物取り外しは、従来は以下のよ
うに行われていた。即ち、第４図に示す支持台２上の被
加工物ｌを切削した後、さらに支持台２を途中まで切り
込む、この状態で上方より洗油を流すことにより被加工
物ｌのＬ面に出来た切り口に停留した砥粒を洗い流す、
その後、加工テーブル８を矢印Ｂ方向に徐々に降下させ
、締力３またはブレード５を被加工物１から抜き出す６
次に一体となった被加工物ｌ、支持台２、固定台７を加
工テーブル８から取り外し、さらに各々の間の接着に対
して適当な化学処理による分離を行うようにしてスライ
ス製品を得ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような方法では、スライス終了後か
らスライス製品の取り外しまでに非常に長時間を費やす
６発明者らのデータによれば、洗油洗浄から締力または
ブレード抜出しまでに約２時間を要するなど、次の切断
加工の準備段取りに手間と時間がかかり過ぎ、著しく生
産性が低い。

さらに重大な問題としては、スライス製品の切断面にソ
ーマークと称する微妙な凹凸が多数発生し、著しい場合
には切断面に段状個所や局部破…が見られることがあっ
た６発明者らの研究によれば、この問題は、スライス後
の被加工物を降下させる時点で発生する。即ち、被加工
物の降下は締力またはブレードを切断面に沿い低速で送
りながら行われるが、その際に刃材や切り口に残留して
いた砥粒が切断面を再度切削するためにソーマークが生
じるのである。そして、多量に砥粒が残留している場合
には被加工物降下時の大きな抵抗となって降下の起動を
狂わせ、切削効果と相まって大きな段が発生するし、甚
しい場合には被加工物の破断につながる。これらソーマ
ークや段は同時にスライスされた製品全部にわたって発
生することが多く、歩留りを著しく悪化させる。また、
製品不良が生じると、軽度な不良でもその修正に長い時
間と高いコストを要し、この面からも経済性を悪化させ
る。

本発明は、被加工物からの刃材の抜出し工程を省略する
ことにより、スライス加工性を著しく高め、合せて刃材
抜出し時に発生する製品不良をなくするようにしたスラ
イス方法を堤供するものである。

Ｃ問題を解決するための手段） 本発明は、第１図に示すように、加工テーブル８上に設
置された固定台７に緩衝用支持台２を介して被加工物ｌ
をＳ！直置定したのち、被加工物ｌを複数の並列する刃
材３の摺動切込みにより複数片に同時にスライスするに
当たり、前記加工テーブル８と前記固定台７の少なくと
も一方に加熱手段１２を設けるとともに、被加工物ｌと
前記支持台２間、および支持台２と固定台７間のうち少
なくとも前者を熱軟化性接着剤で接着することとし、被
加工物ｌのスライス後の刃材３をスライス個所に残した
まま前記加熱手段１２の加熱により前記熱軟化性接着剤
を軟化させて被加工物ｌのスライス製品を取り外すこと
を特徴とするスライス方法を要旨とする。

〔作　　用〕

本発明のスライス方法は、被加工物ｌスライス後の刃材
３をスライス個所に残したまま加熱手段１２の加熱によ
り被加工物１と支持台２との間の熱軟化性接着剤を軟化
させて被加工物１のスライス製品を取り出すものである
。

したがって、被加工物ｌからの刃材３の抜出し工程が省
略され、次のスライス加工のための準備段取りにかかる
手間と時間も省略され、加工能率を著しく高めることが
できるとともに、刃材抜き出しに起因する製品不良が完
全になくなり、経済性が大１１に向上する。

〔実施例〕

以下に、本発明のスライス方法を実施例に基づき詳しく
説明する。

第１図はマルチワイヤソー装置に本発明を適用した場合
のモデル図である。被加工物であるシリコン鋳塊ｌが黒
鉛製の支持台２に熱軟化性接着剤で接着され、さらに支
持台２がステンレス鋼製の固定台７に接着され、固定台
７は加工テーブル８にねじ１１を用いて締結されている
。接着剤は、シリコン材料１と支持台２の間の接着層９
にエポキシ樹脂系接着剤を使用し、支持台２と固定台７
の間の接着層ｌＯには接着層９より軟化温度の高いフェ
ノール樹脂系接着剤を使用した。固定台７は、内部に穿
された空洞に１．５ｋｗニクロム発熱体１２が内蔵され
ている。ニクロム発熱体１２は電ｆｉ１４と導ｖＡ１３
で繋がれ固定台７の加熱を行う、なお、図示はしないが
発熱体には温度制御回路およびスイッチ等が備わってい
る。このような状態において、例えば以下の条件により
被加工物ｌのスライス加工を行う、。

線　刃：直径０，１４鶴ピアノ線 砥粒：ＳｉＣ（”　８００） 切削液：水＋粘度調整剤 シリコン鋳塊寸法：　１００’　ｘ　１００１２スライ
ス加工後は刃材としての締力３が支持台２の途中まで切
り込まれているが、支持台２からも被加工物ｌからも抜
は出さない状態にある。この状態で、ニクロム発熱体１
２の発熱を固定台７が接着層９に伝達しこれを軟化（ま
たは劣化）させることにより、被加工物１が支持台２か
ら分離され装置から取り出される。

第２図はマルチワイヤソー装置を用いた本発明の別の実
施例を説明するモデル図である。３．ＯｋＷニクロム発
熱体１２０を加工テーブル８０に内蔵していること以外
は第１図に示す実施例１と同じである。実施例２のほう
が導線１３を加工テーブル８０の中に通すことなどによ
り、固定台７０の着脱時における導線の仕末の煩雑さを
回避できる。ただし、実施例２の場合、加工テーブル８
０の発熱により固定台７０および支持台２を通して接着
層９を軟化させる必要があるため、固定台７０および支
持台２の厚さはできるだけ薄いほうが望ましく、発熱体
１２０の発熱量も大きいほうが望ましい。

発熱体は固定台、加工テーブルの双方に設けてもよい。

被加工物ｌが支持台２から分離された後は、加工テーブ
ル８　（８０）を降下させる。これにより支持台２が締
力３から外れ固定台’？（’７０）とともに降下する。

支持台２が降下すると、加熱温度を更に高め、支持台２
と固定台Ｔ（ＴＯ）との間の接着層１０を軟化させ、支
持台２を新しいものと交換する。

支持台２と固定台？（ＴＯ）との間の固定は接着剤を使
用しなくてもよいが、接着剤を使用したほうが支持台２
の交換が容易となることは言うまでもない。

第１表は、前記スライス条件でこれら２つの例を実施し
たときの、工程所要時間および製品品質を、従来のワイ
ヤを被加工物から抜き出す方法（比較例）と比較して示
したものである。

第１表中、取り出し時間とは接着剤を軟化させて製品を
取り出すのに要する時間である。

第１表に示すように、スライス加工開始からウェハを取
り出すまでに要する時間は比較例が９時間であるのに対
し、実施例１では７．３時間、実施例２では７．５時間
であり、約１５〜２０％の時間短縮が実現される。また
、製品取り出しに必要な時間のみを比較すると、比較例
１．７時間に対し実施例１で０．３時間、実施例２で０
．５時間であり、１／３〜１１５に短縮される。さらに
、得られた製品の切断面についても、ワイヤ抜きに起因
するソーマークは全く発生していない。

以上のように、本発明によると作業時間の短縮効果、品
質向上効果に著しい向上が認められる。

ここで接着剤について詳しく説明する。

本発明に使用される熱軟化性接着剤は、常温付近ではで
きるだけ接着力が強く、加熱時には容易に軟化するもの
が望ましい。被加工物と支持台間、支持台と固定台間の
双方を接着する場合は、被加工物と支持台間の接着層９
は酢酸ビニル系、ポリアミド、シアノアクリレート等の
熱可塑性の接着剤が望ましく、支持台と同定台間の接着
層１０はこれらより多少軟化温度の高いエポキシ樹脂系
、フェノール系等の熱軟化性で耐熱性の高いものが望ま
しい。これは被加工物取り外しの際に支持台が固定台か
ら分離するのを防ぐためである。しかし作業時における
煩雑さを避けるため、接着Ｍ９およびｌＯに同一接着剤
を用いても構わない、この場合、発熱体に近い接着層ｌ
Ｏのほうが早く軟化するが、上部の支持台はこれにくい
込んだ締力によって押圧されているため、実際は殆どは
ずれることがない、被加工物と支持台間のみを接着する
場合はいずれの接着剤を使用してもよい。以上の説明中
、接着剤の軟化という言葉は接着剤の熱による劣化も含
み、熱による接着力の低下を意味している。いずれの接
着剤を用いても、有機物質である接着剤は１００〜４０
０℃程度で接着力が低下する。

前記実施例では、マルチワイヤソー装置にのみ本発明の
適用を行ったが、被加工物の固定方法が同じであるマル
チブレード装置についても同様に適用し得ることは言う
′までもない。

被加工物についても、シリコンに限られるものではなく
、マルチワイヤソー、マルチブレードソー等の装置で切
断できる全ての脆性材料について適用可能である。

加熱手段も、実施例ではニクロム発熱体であったが、エ
レマ発熱体などの他の電気的加熱手段や、加熱油などを
用いてもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明のスライス方法によれば、被加工物から刃材を抜
き出す工程が省略され、刃材を抜き出すことなくスライ
ス製品を得ることができるので、シリコンウェハ等のス
ライス製品の生産性が向上するとともに、刃材抜出しに
起因する製品不良がなくなり、生産性、製品品質の両面
から経済性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるスライス方法のモデ
ル図、第２図は同じく本発明の別の実施例にかかるスラ
イス方法のモデル図、第３図（δ）、（ｂｌはそれぞれ
従来のワイヤソーマシンとプレードソーマシンを部分的
に示す斜視図、第４図は従来のソーマシンによるスライ
ス加工を示す正面図である。 図中、ｌ：被加工物、２：支持台、３；刃材、５ニブレ
ード、’ｒ、’ｒｏ：固定台、Ｅｌ、８０：加工テーブ
ル、９．ｔｏ：接着層、１２．１２０：加熱手段。 出　願　人　　大阪チタニウム製造株式会社第　　１　
　図 第　　２　図 第　　３　図 第　　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工テーブル上に設置された固定台に緩衝用支持
   台を介して脆性材料からなる被加工物を載置固定したの
   ち、被加工物を複数の並列する刃材の摺動切込みにより
   複数片に同時スライスするに当たり、前記加工テーブル
   と前記固定台の少なくとも一方に加熱手段を設けるとと
   もに、被加工物と前記支持台間、および支持台と固定台
   間のうち少なくとも前者を熱軟化性接着剤で接着するこ
   ととし、被加工物スライス後の刃材をスライス個所に残
   したまま前記加熱手段の加熱により前記熱軟化性接着剤
   を軟化させて被加工物のスライス製品を取り外すことを
   特徴とする脆性材料のスライス方法。