JPH05212720A - 脆性材料の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ワイヤソーの切断精度および切断能率を向上す
る。 【構成】ワイヤソーの加工液供給ノズル４の真下に、縦
形の加工液貯蔵部７−１と、水平方向に加工液を流出さ
せるスリット状の流出孔を有する水平な整流部７−２を
有する逆Ｔ字形のスリットノズル７を、整流部７−２を
ワイヤ列２が貫通するごとく設ける。加工液はＴ字形ス
リットノズル７の整流部７−２を貫通するワイヤ列２に
供給され、この整流部内でワイヤ列が水幕状の加工液中
に浸漬された状態で切断が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体材料、磁性材
料、セラミッ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。

【０００２】

【従来の技術】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。

【０００３】その切断方法を説明すると、図２にその一
例を示すごとく、複数の溝ローラ１相互間にわたって所
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。

【０００４】上記加工液供給多孔ノズル４は、ワーク３
に沿っ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
給されるようになっている。

【０００５】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、研削作用によって徐々に切込
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とワー
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。

【０００６】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って割
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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００８】一方、実開昭５７−１９３３４９号公報に
は、図３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１４を設け、各供給管からワーク３の
切断面の両端近傍に向かっ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。

【０００９】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１４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、ワイヤが衝撃によって振
動し、切断精度が悪化するおそれがあることである。

【００１０】また、実開昭５８−２７０５７号公報に
は、図４に示すごとく、研削液（加工液と同一）をホッ
パ１６に注ぎ、このホッパからオーバーフローした加工
液をメッシュ状のドロッパー１５に沿って流下させ、こ
れをガイド１７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１８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。

【００１１】第１の問題点は、供給パイプ１４から供給
される単位時間当りの研削液量が変動すると、ホッパ１
６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、ホッパ１６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、メッシュ状のドロ
ッパー１６からガイド１７への研削液の供給は、ドロッ
パー１６のメッシュ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ッシュに徐
々に付着していくので、ガイド１７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。

【００１２】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った。

【００１３】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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】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
って、ワークに入る手前のワイヤに加工液を付着させ、
ワイヤの走行によっ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っ
て加工液を引込むような状況を作り出す必要がある。

【００１５】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、次の方法が有効であることを見
出したのである。すなわち、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
状に供給する方法である。

【００１６】この発明は上記の方法を具体化したもので
あり、その要旨は、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、縦形の加工液貯蔵部と、水平方向に
加工液を流出させるスリット状の流出孔を有する水平な
整流部が連続した逆Ｔ字形のスリットノズルを、少なく
ともワイヤが被切断部材に入る直前に配置し、該スリッ
トノズルの整流部を貫通するワイヤ列に加工液を供給す
ることを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】この発明では、逆Ｔ字形のスリットノズルを、
少なくともワイヤが被切断部材に入る直前に配置するこ
とにより、この逆Ｔ字形スリットノズル内で水幕状の加
工液中に浸漬された状態でワイヤ列に加工液が供給され
るので、ワイヤ入側のワーク側面に加工液がワイヤによ
って引込まれ、ワイヤへの砥粒付着がより増加し切断が
良好に行われる。

【００１８】

【実施例】図１は、この発明の一実施例装置を示す概略
斜視図で、６はスリット状の流出孔を有するスリットノ
ズル、７は逆Ｔ字形スリットノズル、８は枝管である。

【００１９】すなわち、この発明装置は、スリット状の
流出孔を有するスリットノズル６と該スリットノズルの
両側に枝管８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、縦形の加工液貯蔵部７−１
と、水平方向に加工液を流出させるスリット状の流出孔
を有する水平な整流部７−２が連続した逆Ｔ字形のスリ
ットノズル７を、少なくともワイヤ２が被切断部材３に
入る直前に、ここでは被切断部材３の入側および出側に
配置し、該スリットノズル７の整流部７−２を貫通する
ワイヤ列に加工液を供給するごとく構成され、この場合
は被切断部材３の入側および出側におけるワイヤ列が水
幕状の加工液中に浸漬された状態で切断が行われる。

【００２０】なお、上記逆Ｔ字形スリットノズル７は、
構造的には図示のごとく２分割構造となっており、両端
部に突設した鍔部７−３をボルトナット９で締付けて一
体化している。また、中央のスリットノズル６は省略す
ることが可能である。さらに、サイドノズル４は、多孔
式に限らずスリットノズルでもよいことはいうまでもな
い。

【００２１】上記装置において、中央のスリットノズル
６から加工液が水幕状に摺接部に供給されるとともに、
両サイドの逆Ｔ字形スリットノズル７内で水幕状の加工
液中に浸漬された状態でワイヤに加工液が供給されるの
で、ワイヤ入側のワーク側面に加工液がワイヤによって
引込まれ、ワイヤ２への砥粒付着が増加し切断が良好に
行われる。

【００２２】なお、被切断部材３はワイヤと直角方向に
置かれるのではなく、材料によっては傾斜させて切断す
る場合があり、その場合は被切断部材の向きに加工液供
給ノズルの向きを合わせることはいうまでもない。

【００２３】実施例１ この発明をワイヤソーに適用し、^φ５^〃Ｓｉ単結晶を表
１に示す条件で切断した。その結果を、同一のワイヤソ
ーで図２に示す従来の加工液供給方法で切断した場合と
比較して表２に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表２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。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】以上説明したごとく、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例装置を示す概略斜視図であ
る。

【図２】従来の切断方法を示す概略図である。

【図３】従来のマルチワイヤソーの一例を示す概略図で
ある。

【図４】従来の加工液供給方法の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 溝ローラ ２ ワイヤ ３ ワーク ４ 加工液供給多孔ノズル ５ 押上げ台 ６ スリットノズル ７ 逆Ｔ字形スリットノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、縦形の加工液貯蔵部と、水平方向に加工
   液を流出させるスリット状の流出孔を有する水平な整流
   部が連続した逆Ｔ字形のスリットノズルを、少なくとも
   ワイヤが被切断部材に入る直前に配置し、該スリットノ
   ズルの整流部を貫通するワイヤ列に加工液を供給するこ
   とを特徴とする脆性材料の切断装置。