JPH0520227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 この発明は半導体材料、磁性材料、セラミツク
ス等の脆性材料を、ワイヤにより砥粒を含む加工
液または酸を含む切削液（以下「加工液」と称す
る）を供給しつつ切断（切込みを含む）する装置
に関する。 従来技術とその問題点 半導体材料等の脆性材料（以下ワークと称す
る）を切断する一つの方法としては、ワイヤをワ
ークに摺接させつつ砥粒を含む加工液を供給して
切断する方式のワイヤソーがある。 その切断方法を説明すると、第３図にその一例
を示すごとく、複数の溝ローラ１相互間にわたつ
て所定間隔で平行にワイヤ２を張設し、このワイ
ヤ部分にワーク３を押し当てながらワイヤを走行
させるとともに、ワーク３の上方に設けた加工液
供給多孔ノズル４より砥粒を含む加工液をワーク
に供給して切断している。５はワーク押上台であ
る。 上記加工液供給多孔ノズル４は、ワーク３に沿
つて一定間隔に多数の孔が穿設されたものであ
り、各孔より加工液がいわば線状に落下してワー
クの上に供給されるようになつている。 走行するワイヤとワークの摺接部に砥粒を混合
した加工液を供給し、研削作用によつて除々に切
込んでいく上記ワイヤソーにおいては、上記摺接
部への加工液の供給が瞬間的にでも途絶えると、
ワイヤ２のワーク３の接触によりソーマークと称
する疵が発生するという問題がある。 シリコンウエハに代表されるエレクトロニクス
分野の基板ウエハは、薄厚に切断されたあと研磨
加工が施されるが、この時にソーマークが原因と
なつて割れるおそれがある。また、ソーマーク部
の除去のために研磨しろを大きく見込むために研
磨工数の増加と材料のロスが問題となる。このた
め、基板ウエハの製造コスト低減のために切断厚
さはますます薄くなる傾向にあり、ソーマークが
発生しない加工液の供給方法が要請されている。 しかし、前記のような加工液供給多孔ノズルを
用いて切断加工する方法では、切断用ワイヤ２と
被切断部材３の摺接部に均一かつ十分な加工液の
供給が行われず、ソーマークが発生するという問
題がある。 一方、実開昭57−193349号公報には、図４に示
すごとくワーク上部に２本の研磨材（加工液と同
一）供給管１８，１９を設け、各供給管からワー
クの切断面の両端近傍に向かつて加工液を注ぐ方
式のマルチワイヤソーが提案されている。しか
し、この加工液供給方式のマルチワイヤソーに
は、以下に記載する問題点がある。 第１の問題点は、丸形断面ワークのワイヤ入口
の位置が水平方向にみて変化するワークの場合に
は、研磨材供給管１８，１９の位置を変化させる
等の方法で研磨材が当たる位置を調整する必要が
あることと、丸形断面ワークの下半分の切断に際
しては、ワークのワイヤ入口近傍に研磨材を注ぐ
ことが不可能であることである。第２の問題点
は、少なくともワーク上面より高い位置から研磨
材を流下させるので、切断位置が下がるにつれて
研磨材がワークあるいはワイヤに当たる際の衝撃
が強くなり、研磨材の多くがワークに引込まれず
に落下してしまう可能性があること、また、ワイ
ヤが衝撃によつて振動し、切断精度が悪化するお
それがあることである。 また、実開昭58−27057号公報には、図５に示
すごとく、研削液（加工液と同一）をホツパ２１
に注ぎ、このホツパからオーバーフローした加工
液をメツシユ状のドロツパー２２に沿つて流下さ
せ、これをガイド２５で一定方向の流れを整え、
このガイドから流下した加工液を受け部材２６に
当て、これから流下する加工液をワークにかける
方法が提案されている。 しかし、この方法にも問題点が２つある。すな
わち、第１の問題点は、供給パイプ１４の小孔１
５から供給される単位時間当りの研削液量が変動
すると、ホツパ２１からオーバーフローする研削
液量が変化し、結果としてワークに流下する研削
液の量が変動することである。特に、供給パイプ
１４からの供給が極短時間でも止まると、ホツパ
２１からのオーバーフローが停止してしまい、ワ
ークへの加工液の供給が途絶えることによりソー
マークが発生する。第２の問題点は、メツシユ状
のドロツパー２２からガイド２５への研削液の供
給は、ドロツパー２２のメツシユを通過せしめて
行うことである。すなわち、この方法では、研削
液中の砥粒がメツシユに除々に付着していくの
で、ガイド２５への研削液量が減少するおそれが
ある。かかる対策として、研削液中の砥粒の量を
減らして粒度を低下させれば目詰りは回避できる
が、これを実施すればソーマーク発生のおそれが
高まり、また切断能率の低下をきたすので、粒度
低下には限界があり実用し難い。 このように従来の技術では、切断用ワイヤと加
工液の摺接部に均一かつ十分な加工液の供給が行
われず、ワークの加工精度（表面粗さ、疵）およ
び切断能率の低下を招く上、ワイヤの磨耗が著し
く、断線事故等のトラブルが発生することもあつ
た。 発明の目的 この発明は従来の前記問題を解決するためにな
されたものであり、加工液が常に均一かつ十分に
供給されて、切断能率および加工精度の向上がは
かられ、かつワイヤの摩耗を著しく軽減し得る脆
性材料の切断装置を提案しようとするものであ
る。 発明の構成 マルチワイヤソーにおいて、ソーマークを防止
するためには、切断開始から終了まで、全ワイヤ
列の切断部位に間断なく可及的に大量の加工液を
供給し続ける必要がある。マルチワイヤソーにお
いては、材料ロスを減らすために細径のワイヤが
使用されるので、研削で形成される溝巾は極めて
狭く（0.2〜0.3mm程度）、切込みが進行するにつ
れて、この溝への加工液の重力による侵入は難し
くなる。したがつて、ワークに入る手前のワイヤ
に加工液を付着させ、ワイヤの走行によつて切断
部に加工液を持込まざるを得ない。ただし、この
場合もワークのワイヤ入口から出口までの間に加
工液が行きわたるように大量の加工液を持込む必
要があり、単にワイヤ表面を加工液で濡らしてお
くだけでは不十分である。すなわち、ワイヤ入側
のワーク側面に加工液が大量に存在する条件下で
ワイヤによつて加工液を引込むような状況を作り
出す必要がある。 この発明者らは、この状況を作り出すための
種々の実験を繰返し、次の２つの方法が有効であ
ることを見出したのである。 第１は、ワーク上面に長手方向均一な水幕状の
加工液を注ぎ、ワーク側面に沿つて流れ落ちる厚
い加工液の幕を形成する方法、第２はワークに入
る手前の段階で全ワイヤ列をカバーする巾の水幕
状の加工液をワイヤ列状に流下させる方法であ
る。 この発明は上記２つの方法を具体化したもので
あり、その要旨は、加工液供給ノズルの真下に、
広巾の加工液貯蔵部と、テーパ状絞り部と、下端
にスリツト状の流出孔を有する狭巾の整流部が連
続した漏斗状断面のホツパー形スリツトノズルを
配し、前記加工液供給ノズルより流下する加工液
を前記ホツパー形スリツトノズルを介して水幕状
に流下させることを特徴とし、また、前記水幕状
の加工液を被切断部材上に流下せしめることを特
徴とし、また、前記水幕状の加工液を、少なくと
もワイヤが被切断部材に入る直前のワイヤ列上に
流下せしめることを特徴とするものである。 以下、この発明の一実施例装置を第１図、第２
図に基づいて説明する。 第１図は、被切断部材３に沿つて一定間隔に多
数の孔が穿設された従来の加工液供給多孔ノズル
４の真下に、広巾の加工液貯蔵部１６−１と、テ
ーパ状絞り部１６−２と、下端にスリツト状の流
出孔を有する狭巾の整流部１６−３が連続した漏
斗状断面のホツパー形スリツトノズル１６ａを設
け、加工液供給ノズル４より流下する加工液をこ
の漏斗状断面のホツパー形スリツトノズル１６ａ
で受けて、加工液を水幕状に流下させるととも
に、この水幕状の加工液を被切断部材３上に流下
させて切断する装置である。 第２図は水幕状の加工液を被切断部材３の入側
と出側のワイヤ列上に流下させて切断する装置を
例示したものである。すなわち、この装置はスリ
ツト状の流出孔を有するスリツトノズル１４と該
スリツトノズルの両側に枝管１７を介して接続し
たサイドノズル４とからなる加工液供給ノズルを
用い、前記と同じ広巾の加工液貯蔵部１６−１
と、テーパ状絞り部１６−２と、下端にスリツト
状の流出孔を有する狭巾の整流部１６−３が連続
した漏斗状断面のホツパー形スリツトノズル１６
ｂを前記サイドノズル４の真下に配し、中央のス
リツトノズル１４から水幕状の加工液を流下させ
て被切断部材上に供給するとともに、サイドノズ
ル４からホツパー形スリツトノズル１６ｂを介し
て被切断部材３の入側と出側のワイヤ列に水幕状
の加工液を流下させて切断する方法である。な
お、中央のスリツトノズル１４は省略することが
可能である。 上記第２図における加工液供給多孔ノズル４
は、多孔式に限らずスリツトノズルでもよいこと
はいうまでもない。 作用効果 第１図に示す切断装置は、多孔ノズル４より流
出した加工液が漏斗状断面のホツパー形スリツト
ノズル１６ａに受けられて、加工液の圧力不均一
がなくなるため容易に加工液の水幕ができ、その
水幕が被切断部材３とワイヤ２との摺接部に流下
するので、摺接部に対する加工液の供給が均一か
つ十分に行われる。 第２図に示す切断装置は、中央のスリツトノズ
ル１４から加工液が被切断部材３とワイヤ２との
摺接部に水幕状に供給されるとともに、両サイド
ノズル４から流出する加工液が漏斗状断面のホツ
パー形スリツトノズル１６ｂによりワイヤ部分に
近接して自然落下を利用して水幕状となり、その
水幕状の加工液が被切断部材３の入側および出側
のワイヤ列に供給されるので、ワイヤ２への砥粒
付着が増加し良好な切断が行われる。 以上のごとく、この発明装置によれば、水幕状
の加工液を得て、被切断部材上、およびワイヤ列
上に均一かつ十分に水幕状加工液を供給すること
ができる結果、ワイヤソーの切断精度および切断
能率を大幅に向上させることができ、しかもワイ
ヤの摩耗軽減効果も大きく、ワイヤの断線事故も
ほとんどなくなるという優れた効果を奏する。 実施例 この発明をワイヤソーに適用し、φ5″Si単結晶
を下記の条件で切断した。その結果を、同一のワ
イヤソーで第３図に示す従来の加工液供給方法で
切断した場合と比較して第１表に示す。 切断条件 ワイヤ速度：平均100ｍ／min、往復走行方式 加工液：GC＃800とラツプオイルの混合物 切断枚数：ウエハ150枚

【表】 第１表より明らかなごとく、この発明装置によ
れば、ワイヤと被切断部材の摺接部に十分な量の
加工液がまんべんなく供給されるため切断精度、
切断能率、ワイヤ摩耗量共に大幅に向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２図はこの発明の一実施例装置を示
す概略図、第３図〜第５図は従来の切断方法を示
す概略図である。 １……溝ローラ、２……ワイヤ、３……被切断
部材、４……加工液供給多孔ノズル、１４……ス
リツトノズル、１６ａ，１６ｂ……ホツパー形ス
リツトノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤに被切断部材を摺接せしめつつ、加工
   液を供給して切断する装置において、加工液供給
   ノズルの真下に、広巾の加工液貯蔵部と、テーパ
   状絞り部と、下端にスリツト状の流出孔を有する
   狭巾の整流部が連続した漏斗状断面のホツパー形
   スリツトノズルを配し、前記加工液供給ノズルよ
   り流下する加工液を前記ホツパー形スリツトノズ
   ルを介して水幕状に流下させる構成となしたこと
   を特徴とする脆性材料の切断装置。 ２ 水幕状の加工液を被切断部材上に流下せしめ
   る構成となしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の脆性材料の切断装置。 ３ 水幕状の加工液を、少なくともワイヤが被切
   断部材に入る直前のワイヤ列上に流下せしめる構
   成となしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の脆性材料の切断装置。