JPH05220731A - ウエーハ切り離し方法及びワイヤーソー装置 - Google Patents

ウエーハ切り離し方法及びワイヤーソー装置

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JPH05220731A
JPH05220731A JP4058790A JP5879092A JPH05220731A JP H05220731 A JPH05220731 A JP H05220731A JP 4058790 A JP4058790 A JP 4058790A JP 5879092 A JP5879092 A JP 5879092A JP H05220731 A JPH05220731 A JP H05220731A
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    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B28D5/045Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数枚のウエーハを、これにチップや欠けを
発生させることなく、同時に効率良く切り離すことがで
きるウエーハ切り離し方法及びワイヤーソー装置を提供
すること。 【構成】 ワイヤー5によるワークWの切断が終了した
後、当て板6を更に下降させてワイヤー5を該当て板6
に所定深さだけ喰い込ませ、この状態から当て板6をワ
イヤー5の移動方向に対して直角方向に移動させてウエ
ーハを当て板6の一部と共に切り離し、切り離されて自
然落下するウエーハを液中に投入する。本発明によれ
ば、従来のワイヤー抜き作業が不要となり、全ウエーハ
を、これにチップや欠けを発生させることなく、同時に
効率良く切り離すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤーソーによって
切り出されたウエーハを切り離す方法及び該方法が適用
されるワイヤーソー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体製造分野においては、単
結晶引上装置によって引き上げられたシリコン単結晶イ
ンゴットを内周刃スライサーによって軸直角方向に薄く
切断することによって複数のシリコン半導体ウエーハを
得ている。
【0003】ところで、近年の半導体ウエーハの大口径
化の傾向は、従来からの内周刃スライサーによるインゴ
ットの切断を困難にしている。又、内周刃スライサーに
よる切断方法は、ウエーハを1枚ずつ切り出すために非
効率で生産性が悪いという問題がある。
【0004】そこで、ワイヤーソー(特に、マルチワイ
ヤーソー)による切断方法が近年注目されつつあるが、
この切断方法は、複数のローラ間に螺旋状に巻回された
ワイヤーにワークを押圧し、該ワークとワイヤーとの接
触部にスラリーを供給しながらワイヤーを移動させるこ
とによってワークから複数枚のウエーハを切り出す方法
であって、これによれば、一度に多数枚(例えば、数1
00枚)のウエーハを同時に切り出すことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記方法に
よってワイヤーによるワークの切断が終了した後は、ワ
イヤーをワークの切断経路に沿って相対的に戻す所謂ワ
イヤー抜き作業が必要である。
【0006】上記ワイヤー抜き作業においては、ワイヤ
ーは今まで受けていた切断抵抗を受けることなくフリー
な状態にあるが、実際にはワイヤーは張力や振動の影響
を受けるため、該ワイヤーをウエーハ面に接触すること
なくワークの切断経路に沿ってスムーズに抜くことは至
難であって、ワイヤーがウエーハ面を叩いてウエーハの
チップや欠けを引き起すという問題が発生し易い。
【0007】そこで、ワークの切断終了後、ウエーハ列
を別設の取り出しアームにて把持した状態で、再びワイ
ヤーにて当て板を切断し、ウエーハ列を当て板から切り
離す方法(特開昭61−182761号公報参照)や、
ワークの切断終了後、ワイヤーにて更に当て板を切り込
んで該当て板中にワイヤーを喰い込ませた状態で、ウエ
ーハを1枚ずつ吸着してこれを当て板から切り離す方法
(特開昭61−125767号公報参照)が提案されて
いる。
【0008】しかしながら、前者の方法では、切り離さ
れて取り出しアームに把持されたウエーハが倒れて互い
に接触し、チップや欠けを生じる危険性があり、後者の
方法では、切り離しに手間と時間を要するという問題が
ある。
【0009】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、複数枚のウエーハを、これに
チップや欠けを発生させることなく、同時に効率良く切
り離すことができるウエーハ切り離し方法及びワイヤー
ソー装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、当て板の下面に保持されたワークを、複数のロ
ーラ間に螺旋状に巻回されたワイヤーに対して下降させ
る鉛直下降方式を採用し、ワークをワイヤーに押圧して
該ワークとワイヤーとの接触部にスラリーを供給しなが
らワイヤーを移動させてワークから複数枚のウエーハを
切り出すワイヤーソー装置に適用されるウエーハ切り離
し方法において、前記ワイヤーによるワークの切断が終
了した後、当て板を更に下降させてワイヤーを該当て板
に所定深さだけ喰い込ませ、この状態から当て板をワイ
ヤーの移動方向に対して直角方向に移動させてウエーハ
を当て板の一部と共に当て板から切り離し、切り離され
て自然落下するウエーハを液中に投入することを特徴と
する。
【0011】又、本発明は、上記ワイヤーソー装置にお
いて、前記当て板を前記ワイヤーの移動方向に対して直
角方向に移動せしめる当て板駆動手段と、内部に液体を
貯留する液溜り槽を設けたことを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明によれば、ウエーハが当て板の一部と共
にワイヤーによって切り離され、切り離された全ウエー
ハは自重によって自然落下して液溜り槽の液中に投入さ
れるため、従来のワイヤー抜き作業が不要となり、全ウ
エーハを、これにチップや欠けを発生させることなく、
同時に効率良く切り離すことができる。尚、液溜り槽の
内面にウレタンフォーム等の緩衝材を貼設すれば、液中
に投入されるウエーハが受ける衝撃を小さく抑えて該ウ
エーハにチップや欠けが発生するのを更に確実に防ぐこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0014】図1乃至図4は本発明に係るウエーハ切り
離し方法をその工程順に示す断面図、図5は本発明に係
るワイヤーソー装置のワイヤーソー本体の斜視図、図6
はローラ端部の破断側面図、図7はワイヤーソー装置に
よるワークの切断作業を示す断面図である。
【0015】先ず、ワイヤーソー本体1の構成を図5に
基づいて説明すると、該ワイヤーソー本体1は3つのロ
ーラ2,3,4を三角形の各頂点位置に互いに平行、且
つ回転自在に配して構成され、これらのローラ2,3,
4間には線径0.08〜0.25mm程度の特殊ピアノ
線から成る1本のワイヤー5が所定のピッチで螺旋状に
巻回されている。
【0016】そして、上方の2つのローラ2,3の間で
あって、且つこれらローラ2,3の上方には、単結晶イ
ンゴット等のワークWが当て板6を介してワーク切断治
具7に保持されてセットされており、該ワークWは、不
図示の駆動手段によってワーク切断治具7が上下動せし
められることによって、該ワーク切断治具7と共に上下
動する。上記当て板はガラス、セラミック、グラファイ
ト等の材料で構成され、これの下面には、前記ワークW
がそのオリエンテーション・フラットWaが真下を向く
ような姿勢で接着保持されている。そして、この当て板
6には、これを図示矢印a方向(ローラ2,3間に張設
されたワイヤー5の移動方向(図示矢印b方向)に対し
て直角方向)に移動せしめるための当て板駆動手段8が
接続されている。
【0017】又、下方のローラ4は駆動ローラであっ
て、これは駆動モータ9によって正逆転せしめられる。
【0018】ところで、上記ローラ2の端部の構成が図
6に示されるが、該ローラ2は、鋳鉄製の芯金10に中
空の樹脂製円筒11を圧入して構成され、芯金10はベ
アリング12を介して本体フレーム13に回転自在に支
承されている。そして、樹脂製円筒11の外周には所定
のピッチ(所望のウエーハ厚さ+切り代)で溝14が螺
旋状に形成されており、この溝14に前記ワイヤー5が
嵌まり込んでいる。尚、以上は特にローラ2の構成につ
いて説明したが、他のローラ3,4の構成もローラ2の
それと同様である。
【0019】又、図5に示すように、前記ローラ2,3
の上方にはスラリー(砥液)15(図7参照)を噴出す
べきノズル16が設置されており、両ローラ2,3間に
は、ノズル16から噴出したスラリー15を受けるスラ
リー溜り槽17が設けられており、このスラリー溜り槽
17の内面には所定厚さ(本実施例では、10mm)の
ウレタンフォーム等の緩衝材18(図4参照)が貼設さ
れている。尚、スラリー15は、ラップ砥粒と研削液の
混合液であって、これは不図示のスラリータンクに貯留
されている。
【0020】次に、本ワイヤーソー装置の作用を説明す
る。
【0021】本実施例に係るワイヤーソー装置はワーク
Wを鉛直下方に移動せしめる鉛直下降方式を採用する装
置であって、これのワイヤーソー本体1において、当て
板6を介してワーク切断治具7に保持されたワークWが
下動してこれがローラ2,3間に張設されたワイヤー5
に押圧される。そして、この状態で駆動モータ9が駆動
されて駆動ローラ4が交互に正逆転せしめられると同時
に、ノズル16からスラリー15がワークWとワイヤー
5との接触部に供給されると、図7に示すように、ワー
クWは、往復移動するワイヤー5とスラリー15による
ラッピング作用によって所定の厚さに切断されていく
(図1参照)。
【0022】そして、図2に示すように、ワイヤー5に
よるワークWの切断が終了し、該ワークWから複数枚の
ウエーハWiが切り出された後においても、当て板6を
更に下降させてワイヤー5を該当て板6に所定深さだけ
喰い込ませ、この状態から図3に示すように前記当て板
駆動手段8を駆動して当て板6をワイヤー5の移動方向
(図3の紙面垂直方向)に対して直角方向(図3の矢印
a方向)に所定量(ワイヤー5の配列ピッチ(本実施例
では、1.5mm)を最大とする量)だけ所定の速度
(本実施例では、0.2〜0.5mm/min)で移動
させれば、図4に示すように、全ウエーハWiが当て板
6の一部6aと共に当て板6から切り離され、切り離さ
れて自重によって自然落下する全ウエーハWiは同時に
スラリー溜り槽17内のスラリー15中に投入される。
このスラリー15中に投入されるウエーハWiは、スラ
リー15の緩衝作用に加えて、スラリー溜り槽17の内
面に貼設された前記緩衝材18の緩衝作用によってその
衝撃が吸収緩和される。
【0023】以上のように、本実施例によれば、ウエー
ハWiが当て板6の一部6aと共にワイヤー5によって
切り離され、切り離された全ウエーハWiは自重によっ
て自然落下してスラリー溜り17のスラリー15中に投
入されるため、従来のワイヤー抜き作業が不要となり、
全ウエーハWiを、これにチップや欠けを発生させるこ
となく、同時に効率良く切り離すことができる。尚、前
述のように、スラリー15中に投入されるウエーハWi
はスラリー15と緩衝材18による緩衝作用を受けるた
め、これに加えられる衝撃が小さく抑えられ、該ウエー
ハWiにチップや欠けが発生するのが更に確実に防がれ
る。因に、従来法(ワイヤー抜き作業を含む方法)によ
るウエーハ切り離しではウエーハのチップや欠けの発生
率が8%となるのに対し、本発明方法(スラリー溜りに
緩衝材を貼設しない場合)では3%と低く抑えられ、特
にスラリー溜りに緩衝材を貼設した場合には0%とする
ことができた。
【0024】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、当て板の下面に保持されたワークを、複数のロー
ラ間に螺旋状に巻回されたワイヤーに対して下降させる
鉛直下降方式を採用し、ワークをワイヤーに押圧して該
ワークとワイヤーとの接触部にスラリーを供給しながら
ワイヤーを移動させてワークから複数枚のウエーハを切
り出すワイヤーソー装置に適用されるウエーハ切り離し
方法において、前記ワイヤーによるワークの切断が終了
した後、当て板を更に下降させてワイヤーを該当て板に
所定深さだけ喰い込ませ、この状態から当て板をワイヤ
ーの移動方向に対して直角方向に移動させてウエーハを
当て板の一部と共に当て板から切り離し、切り離されて
自然落下するウエーハを液中に投入するようにしたた
め、複数枚のウエーハを、これにチップヤ欠けを発生さ
せることなく、同時に効率良く切り離すことができると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るウエーハ切り離し方法をその工程
順に示す断面図である。
【図2】本発明に係るウエーハ切り離し方法をその工程
順に示す断面図である。
【図3】本発明に係るウエーハ切り離し方法をその工程
順に示す断面図である。
【図4】本発明に係るウエーハ切り離し方法をその工程
順に示す断面図である。
【図5】本発明に係るワイヤーソー装置のワイヤーソー
本体の斜視図である。
【図6】ローラ端部の破断側面図である。
【図7】ワイヤーソー装置によるワークの切断作業を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 ワイヤーソー本体 2,3,4 ローラ 5 ワイヤー 6 当て板 6a 当て板の一部 8 当て板駆動手段 17 スラリー溜り槽(液溜り槽) 18 緩衝材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 当て板の下面に保持されたワークを、複
    数のローラ間に螺旋状に巻回されたワイヤーに対して下
    降させる鉛直下降方式を採用し、ワークをワイヤーに押
    圧して該ワークとワイヤーとの接触部にスラリーを供給
    しながらワイヤーを移動させてワークから複数枚のウエ
    ーハを切り出すワイヤーソー装置に適用される方法であ
    って、前記ワイヤーによるワークの切断が終了した後、
    当て板を更に下降させてワイヤーを該当て板に所定深さ
    だけ喰い込ませ、この状態から当て板をワイヤーの移動
    方向に対して直角方向に移動させてウエーハを当て板の
    一部と共に当て板から切り離し、切り離されて自然落下
    するウエーハを液中に投入することを特徴とするウエー
    ハ切り離し方法。
  2. 【請求項2】 当て板の下面に保持されたワークを、複
    数のローラ間に螺旋状に巻回されたワイヤーに対して下
    降させる鉛直下降方式を採用し、ワークをワイヤーに押
    圧して該ワークとワイヤーとの接触部にスラリーを供給
    しながらワイヤーを移動させてワークから複数枚のウエ
    ーハを切り出すワイヤーソー装置において、前記当て板
    を前記ワイヤーの移動方向に対して直角方向に移動せし
    める当て板駆動手段と、内部に液体を貯留する液溜り槽
    を設けたことを特徴とするワイヤーソー装置。
  3. 【請求項3】 前記液溜り槽は、スラリー溜り槽であっ
    て、これの内面には所定厚さのウレタンフォーム等の緩
    衝材が貼設されていることを特徴とする請求項2記載の
    ワイヤーソー装置。
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