JPH03239507A - Ｓｉインゴットのワイヤソーによる切断法 - Google Patents
Ｓｉインゴットのワイヤソーによる切断法Info
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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。
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
この発明は加工液あるいは砥粒と反応するＳｉインゴッ
トをワイヤを用いて切断する方法に関するものである。
トをワイヤを用いて切断する方法に関するものである。
従来の技術
従来のＳｉのインゴットの切断法は内周刃で切断してい
るが、直径が６インチまでは反りが１５ｐｍ以下で切断
可能であるが、８インチ以上では内周刃の剛性が保てず
、反りが１５４ｍを越え品質上好ましくない、ダイヤモ
ンドの固定砥粒で切断するため、加工変質層は３０７ｔ
ｍを越える。
るが、直径が６インチまでは反りが１５ｐｍ以下で切断
可能であるが、８インチ以上では内周刃の剛性が保てず
、反りが１５４ｍを越え品質上好ましくない、ダイヤモ
ンドの固定砥粒で切断するため、加工変質層は３０７ｔ
ｍを越える。
また従来の遊離砥粒によるワイヤソーのＳｉインゴット
の切断法（例えばＳ８３精密工学会秋季大会学術講演会
高能率・高精度マルチワイヤソーの開発）は、ワイヤ
送り速度を４００１／ｓｉｎから１２００■／ｗｉｎの
高速度にしなければ、０．７１■／ｗｉｎの高切断速度
が得られない、ワイヤ送り速度を高速度にすればワイヤ
の摩耗やリールの摩耗が激しい問題点がある。また砥粒
は直接Ｓ１インゴット表面のシリコン酸化膜に当たる為
、垂直荷重が高く、このため加工変質層が深い問題点が
ある。
の切断法（例えばＳ８３精密工学会秋季大会学術講演会
高能率・高精度マルチワイヤソーの開発）は、ワイヤ
送り速度を４００１／ｓｉｎから１２００■／ｗｉｎの
高速度にしなければ、０．７１■／ｗｉｎの高切断速度
が得られない、ワイヤ送り速度を高速度にすればワイヤ
の摩耗やリールの摩耗が激しい問題点がある。また砥粒
は直接Ｓ１インゴット表面のシリコン酸化膜に当たる為
、垂直荷重が高く、このため加工変質層が深い問題点が
ある。
発明が解決しようとする課題
上記問題に鑑み、本願発明はワイヤソーを用いて高切断
速度でＳｉインゴットを切断する方法を提供することを
目的とする。
速度でＳｉインゴットを切断する方法を提供することを
目的とする。
課題を解決するための手段
本発明はＳｉインゴットを切断する方法において、ワイ
ヤを用い、砥粒を加工液に加えた遊離砥粒を用いるとと
もに、前記加工液のＰＨを７．５以上９未満とし、高切
断速度でＳｉインゴットの切断を可能とするものである
。
ヤを用い、砥粒を加工液に加えた遊離砥粒を用いるとと
もに、前記加工液のＰＨを７．５以上９未満とし、高切
断速度でＳｉインゴットの切断を可能とするものである
。
作用
以下本発明について詳細に説明する０本発明による被切
断物はＳｉの加工液あるいは砥粒と反応するインゴット
で、直径が３から１０インチで長さが３００から２００
０■■のＳｉ単結晶の円柱である。
断物はＳｉの加工液あるいは砥粒と反応するインゴット
で、直径が３から１０インチで長さが３００から２００
０■■のＳｉ単結晶の円柱である。
ワイヤソーの機構を第１図に示す、テーブル９上に固定
されたＳｉインゴットｌを、テーブル９を方向８に押し
あげることによりワイヤ２に接触させる。ワイヤ２はピ
アノ線でもよく、アモルファス線でもよい、ワイヤの線
径は０．０８ｍｍから０．２５ｍｍを用いる。前記ワイ
ヤ２には右巻き取りリール３と左巻き取りリール４によ
り一定の張力Ｔをかけ、かつ右巻き取りリール３で巻き
取り、左巻き取りリール４に巻きつけられたワイヤがな
くなれば反転し、左巻き取りリール４で巻き取る。
されたＳｉインゴットｌを、テーブル９を方向８に押し
あげることによりワイヤ２に接触させる。ワイヤ２はピ
アノ線でもよく、アモルファス線でもよい、ワイヤの線
径は０．０８ｍｍから０．２５ｍｍを用いる。前記ワイ
ヤ２には右巻き取りリール３と左巻き取りリール４によ
り一定の張力Ｔをかけ、かつ右巻き取りリール３で巻き
取り、左巻き取りリール４に巻きつけられたワイヤがな
くなれば反転し、左巻き取りリール４で巻き取る。
加工液７はＰＨをＰＨ７．５以上９未満のアルカリ液を
用い、ＫＯＦＩかＮａＯＨが適している。加工液７はノ
ズル６によりＳｉインゴットｌ上に供給する。
用い、ＫＯＦＩかＮａＯＨが適している。加工液７はノ
ズル６によりＳｉインゴットｌ上に供給する。
第２図に第１図のワイヤ送り方向から見たＳｉインゴッ
トｌの切断の図を示す０本発明の最も特徴とするところ
は、加工液７にＳｉまたはＳｉの酸化物と化学反応を起
こすアルカリを懸濁した溶液を使用する点にある。砥粒
１０は例えばＳｉＣでもよく、アルミナでもよい、砥粒
サイズは・３００から＠２０００がよい。
トｌの切断の図を示す０本発明の最も特徴とするところ
は、加工液７にＳｉまたはＳｉの酸化物と化学反応を起
こすアルカリを懸濁した溶液を使用する点にある。砥粒
１０は例えばＳｉＣでもよく、アルミナでもよい、砥粒
サイズは・３００から＠２０００がよい。
第２図に示すように、加工液７は既に切断された溝１２
の中に供給され、溝１２の底にいたる、加工液７に含ま
れるアルカリにより溝１２の底のＳｉまたはＳｉの酸化
物は反応し、反応生成物１１を作る０反応生成物は加工
液７により生成するが、ＳｉまたはＳｉの酸化物と化学
反応を起こすＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３，等の砥粒を用い
て反応生成物１１を作ることも可能である。
の中に供給され、溝１２の底にいたる、加工液７に含ま
れるアルカリにより溝１２の底のＳｉまたはＳｉの酸化
物は反応し、反応生成物１１を作る０反応生成物は加工
液７により生成するが、ＳｉまたはＳｉの酸化物と化学
反応を起こすＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３，等の砥粒を用い
て反応生成物１１を作ることも可能である。
この反応生成物とワイヤの間に砥粒ｌＯが入り、Ｓｉイ
ンゴッ）１は押し上げ方向８に押し上げられる為、張力
Ｔにより張られたワイヤ２より反力を受け、砥粒１０は
反応生成物１１に押しつけられる。
ンゴッ）１は押し上げ方向８に押し上げられる為、張力
Ｔにより張られたワイヤ２より反力を受け、砥粒１０は
反応生成物１１に押しつけられる。
同時にワイヤ２は第２図の紙面直角方向に送られている
為、砥粒ｌＯはＳｉの母材よりはるかに脆くなった反応
生成物１１を容易に削る。
為、砥粒ｌＯはＳｉの母材よりはるかに脆くなった反応
生成物１１を容易に削る。
反応生成物１１は脆く、容易に削れるため、第３図に示
す様にワイヤ２がＳｉインゴット１に接している切断内
１４で押し上げ荷重１５を割った垂直荷重Ｗは４８７厘
１以下でも、Ｓｉインゴットｌの上昇速度（切断速度と
いう）は０．５ｍｍ／ｗｉｎから１．５ｍｍ／ｗｉｎの
高い偵が得られる。垂直荷重ＷはＱ、５ｇ／ａｍ〜４
ｇｅｍ鵬とするのが望ましい。
す様にワイヤ２がＳｉインゴット１に接している切断内
１４で押し上げ荷重１５を割った垂直荷重Ｗは４８７厘
１以下でも、Ｓｉインゴットｌの上昇速度（切断速度と
いう）は０．５ｍｍ／ｗｉｎから１．５ｍｍ／ｗｉｎの
高い偵が得られる。垂直荷重ＷはＱ、５ｇ／ａｍ〜４
ｇｅｍ鵬とするのが望ましい。
第２図の加工変質層１８は１０ＪＬｍ以下である。この
時のワイヤの送り速度は５００■／■ｉｎ以下であり、
低速でＳｉインゴットの切断ができる。
時のワイヤの送り速度は５００■／■ｉｎ以下であり、
低速でＳｉインゴットの切断ができる。
また前記垂直荷重Ｗが低いため、水平分力１３も低く、
張力Ｔによりワイヤに作用する応力は３０ｋｇ１１口２
の低い値でもワイヤの直線性が良く、もちろん高い応力
は破断応力の３００ｋｇ／ａｍ２まで使用でき、第４図
に示すように切断後のＳｉウェハ１６を平面上に置いて
最も低いところと最も高いところの差である反り１７は
１１０１Ｌ以下である。
張力Ｔによりワイヤに作用する応力は３０ｋｇ１１口２
の低い値でもワイヤの直線性が良く、もちろん高い応力
は破断応力の３００ｋｇ／ａｍ２まで使用でき、第４図
に示すように切断後のＳｉウェハ１６を平面上に置いて
最も低いところと最も高いところの差である反り１７は
１１０１Ｌ以下である。
第１図では一本のワイヤでＳｉインゴットを切断してい
る図を示したが、アイドラリール５をインゴットの長さ
に対応させて多段に配置することにより、同時に複数枚
の切断が可能である。
る図を示したが、アイドラリール５をインゴットの長さ
に対応させて多段に配置することにより、同時に複数枚
の切断が可能である。
加工液はアルカリの場合はＰＨをＰＨ７．５以上９未満
でＳｉまたはＳｉの酸化物との反応が進む、アルカリは
ＫＯＨかＮａＯＨの水溶液が好ましい。
でＳｉまたはＳｉの酸化物との反応が進む、アルカリは
ＫＯＨかＮａＯＨの水溶液が好ましい。
切断速度は２．０−１／ｓｉｎを越えると反りが１０ｐ
ｍを越える。垂直荷重Ｗは０．５ｇ／ａｍ以下では切断
速度が０．５■■／ｗｉｎ以下となり、４８／■以上で
は加工変質層が２０ｐｍを越える。ワイヤ張力Ｔによる
応力は３００ｋｇ／ｓ■２越えると断線するし、３０ｋ
ｇ／ｍｓ２未満であると反りが１１０１Ｌを越える。従
ってウェハの反りを優先すれば高い応力が適し、ワイヤ
ー寿命を優先すれば低い応力が適している。砥粒サイズ
は１３００以下では切断面が荒れ、１１２０００以上で
は垂直荷重Ｗが増加し、反りは１５ｇｍ以上になる。
ｍを越える。垂直荷重Ｗは０．５ｇ／ａｍ以下では切断
速度が０．５■■／ｗｉｎ以下となり、４８／■以上で
は加工変質層が２０ｐｍを越える。ワイヤ張力Ｔによる
応力は３００ｋｇ／ｓ■２越えると断線するし、３０ｋ
ｇ／ｍｓ２未満であると反りが１１０１Ｌを越える。従
ってウェハの反りを優先すれば高い応力が適し、ワイヤ
ー寿命を優先すれば低い応力が適している。砥粒サイズ
は１３００以下では切断面が荒れ、１１２０００以上で
は垂直荷重Ｗが増加し、反りは１５ｇｍ以上になる。
ワイヤ線径は０．０８ｍｍφ以下では、反りを１５ｐｍ
以下にするために張力Ｔを上げ応力を３００ｋｇ／ｍｍ
２とする必要があり、断線する。 ０．２５ｍ５＋φ以
上では切断による切り代が多く実用性にとぼしい。
以下にするために張力Ｔを上げ応力を３００ｋｇ／ｍｍ
２とする必要があり、断線する。 ０．２５ｍ５＋φ以
上では切断による切り代が多く実用性にとぼしい。
実施例
実施例１
５ｉｎのＳｉインゴットを以下の条件で切断した。
即ち加工液はＫＯ）ｌ水溶液でＰＨをＰＨ７．５、温度
６０℃。
６０℃。
垂直荷重Ｗは３ｇ／■１、砥粒はＧＯの・８００、ワイ
ヤは線径が０．１２５ｍφのピアノ線で張力は１．５ｋ
ｇ（応力１３３ｋｇ／ｍ■２）である、その結果、切断
速度１．０ｍｍ／ｗｉｎ、反り５．８ｇｍ、加工変質層
９ｇａｌ）Ｓ１ウエハを得られた。
ヤは線径が０．１２５ｍφのピアノ線で張力は１．５ｋ
ｇ（応力１３３ｋｇ／ｍ■２）である、その結果、切断
速度１．０ｍｍ／ｗｉｎ、反り５．８ｇｍ、加工変質層
９ｇａｌ）Ｓ１ウエハを得られた。
実施例２
８ｉｎのＳｉインゴットを以下の条件で切断した。
即ち加工液はＫＯ［（水溶液でＰＨ８，５、温度５５℃
、垂直荷重Ｗは３．５ｇ／ｍｓ＋、砥粒はＣＣの・６０
０．ワイヤは線径が０．１８■鵬φのピアノ線で張力は
２．０ｋｇ（応カフ９ｋｇ／ｓ＋＋ｓ２）である、その
結果、切断速度１．５ｍｓ／＋ｗｉｎ 、反り８．０ｐ
ｍ、加工変質層１０ｇｍのＳｉウェハを得られた。
、垂直荷重Ｗは３．５ｇ／ｍｓ＋、砥粒はＣＣの・６０
０．ワイヤは線径が０．１８■鵬φのピアノ線で張力は
２．０ｋｇ（応カフ９ｋｇ／ｓ＋＋ｓ２）である、その
結果、切断速度１．５ｍｓ／＋ｗｉｎ 、反り８．０ｐ
ｍ、加工変質層１０ｇｍのＳｉウェハを得られた。
実施例３
１０ ｉｎのＳｉインゴットを以下の条件で切断した。
即ち加工液はＫＯＨ水溶液でＰＨ８，９、温度６０℃、
垂直荷重Ｗは３８／■園、砥粒はＧＣの１１５００、ワ
イヤは線径が０．２０■■φピアノ線で張力は２．ｏｋ
ｇ（応力６３．７ｋｇ／ａｍ２）である、その結果、切
断速度２．０＋＊ｍ／ｗｉｎ、反り９．５ ｐ、 ｍ、
加工変質層８．ＯＩＬｍのＳｉウェハを得られた。
垂直荷重Ｗは３８／■園、砥粒はＧＣの１１５００、ワ
イヤは線径が０．２０■■φピアノ線で張力は２．ｏｋ
ｇ（応力６３．７ｋｇ／ａｍ２）である、その結果、切
断速度２．０＋＊ｍ／ｗｉｎ、反り９．５ ｐ、 ｍ、
加工変質層８．ＯＩＬｍのＳｉウェハを得られた。
発明の効果
従来直径８インチのＳｉインゴットは内周刃では反りを
１５１Ｌｍ以下で切断できなかったが、本発明により、
１０インチインゴットでも反りを１５１Ｌｍ以下にする
ことが可能になった。このためシリコンウェハからデバ
イスを作る時の焦点合わせが高精度で可能であり、記憶
容量は現在のＩＮよりはるかに高い８４Ｍ対応が可能に
なった。
１５１Ｌｍ以下で切断できなかったが、本発明により、
１０インチインゴットでも反りを１５１Ｌｍ以下にする
ことが可能になった。このためシリコンウェハからデバ
イスを作る時の焦点合わせが高精度で可能であり、記憶
容量は現在のＩＮよりはるかに高い８４Ｍ対応が可能に
なった。
第１図はワイヤソーの機構の説明図、第２図は砥粒を介
してワイヤでアルカリまたは酸で脆くなったＳｉインゴ
ツト面を切断している状態を説明する図、第３図は垂直
荷重を説明するための図、第４図はＳｉウェハの反りを
説明するための図である。 ｌ・・・Ｓｉインゴット、２・・・ワイヤ、３・・・右
捲取すリール、４・・・左捲取すリール。 ５・・・アイドラリール、６・・・ノズル、７・・・加
工液、８・・・押上方向、９・・・テーブル、ｌＯ・・
・砥粒、１１・・・反応生成物、１２・・・溝、１３・
・・水平分力、１４・・・切断線巾、１５・・・押上荷
重、１６・・・Ｓｉウェハ、１７・◆・反り、１８・・
・加工変質層。
してワイヤでアルカリまたは酸で脆くなったＳｉインゴ
ツト面を切断している状態を説明する図、第３図は垂直
荷重を説明するための図、第４図はＳｉウェハの反りを
説明するための図である。 ｌ・・・Ｓｉインゴット、２・・・ワイヤ、３・・・右
捲取すリール、４・・・左捲取すリール。 ５・・・アイドラリール、６・・・ノズル、７・・・加
工液、８・・・押上方向、９・・・テーブル、ｌＯ・・
・砥粒、１１・・・反応生成物、１２・・・溝、１３・
・・水平分力、１４・・・切断線巾、１５・・・押上荷
重、１６・・・Ｓｉウェハ、１７・◆・反り、１８・・
・加工変質層。
Claims (1)
- Ｓｉインゴットを砥粒を添加した加工液を使用してワイ
ヤソーで切断する方法において、前記加工液のＰＨをＰ
Ｈ７．５以上ＰＨ９未満とすることを特徴とするＳｉイ
ンゴットのワイヤソーによる切断法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3367290A JPH03239507A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | Ｓｉインゴットのワイヤソーによる切断法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3367290A JPH03239507A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | Ｓｉインゴットのワイヤソーによる切断法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239507A true JPH03239507A (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=12392946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3367290A Pending JPH03239507A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | Ｓｉインゴットのワイヤソーによる切断法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03239507A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0824055A1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-02-18 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus for cutting an ingot |
| US5918587A (en) * | 1995-02-28 | 1999-07-06 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method of producing slices |
| JP2003082334A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-19 | Yushiro Chem Ind Co Ltd | 固定砥粒ワイヤソー用水溶性加工液組成物 |
| CN101879757A (zh) * | 2010-04-01 | 2010-11-10 | 浙江硅宏电子科技有限公司 | 一种晶棒在多线切割机中的安装方法 |
| CN101954674A (zh) * | 2010-05-26 | 2011-01-26 | 山东舜亦新能源有限公司 | 一种改良的薄膜硅片切割方法 |
| CN102225592A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-10-26 | 无锡斯达新能源科技有限公司 | 提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法 |
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-
1990
- 1990-02-16 JP JP3367290A patent/JPH03239507A/ja active Pending
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