JPH0758705B2 - Reaction product removal device of precision cutting device by radical reaction - Google Patents

Reaction product removal device of precision cutting device by radical reaction

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JPH0758705B2
JPH0758705B2 JP33530791A JP33530791A JPH0758705B2 JP H0758705 B2 JPH0758705 B2 JP H0758705B2 JP 33530791 A JP33530791 A JP 33530791A JP 33530791 A JP33530791 A JP 33530791A JP H0758705 B2 JPH0758705 B2 JP H0758705B2
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cut
wire electrode
cutting
reaction
radical
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仁 長岡
正彦 佐藤
修司 浜田
吉郎 菊地
正和 高橋
和裕 津野
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Niigata Engineering Co Ltd
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Niigata Engineering Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ラジカル(遊離基)反
応を利用して、例えば、半導体デバイス製造用シリコン
単結晶やゲルマニウム単結晶、ガリウム−ひ素化合物、
或いは通常の機械的方法では切断が困難なセラミック
ス、ガラスなどの比較的厚肉の材料を精度よく切断する
のに適した精密切断装置における反応生成物の除去装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention utilizes a radical (free radical) reaction to, for example, a silicon single crystal for manufacturing a semiconductor device, a germanium single crystal, a gallium-arsenic compound,
Alternatively, the present invention relates to a reaction product removing device in a precision cutting device that is suitable for accurately cutting relatively thick materials such as ceramics and glass that are difficult to cut by a normal mechanical method.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン単結晶等の切断には、従来、ダ
イヤモンドホイールによるダイシング加工方法が採用さ
れているが、この方法による切断では、表面に塑性加工
層の残留、微細クラックが発生し、製造されたウェハー
の歩留りが低下する原因となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a dicing processing method using a diamond wheel has been employed for cutting a silicon single crystal or the like. However, when cutting by this method, a plastic working layer remains on the surface and fine cracks are generated, which causes the manufacturing process. This causes a decrease in the yield of the processed wafer.

【0003】このような問題点を解消するために、ラジ
カル反応を利用した精密加工方法が提案されている(特
開平1−125829号公報)。このラジカル反応によ
る精密加工方法は、反応ガスの雰囲気中に配した被加工
物近傍で、放電又はレーザ光励起により反応ガスを活性
化させてラジカルを生成し、該ラジカルと被加工物の構
成原子又は分子とをラジカル反応させて被加工物を加工
するものである。
In order to solve such a problem, a precision processing method utilizing a radical reaction has been proposed (JP-A-1-125829). The precision processing method by this radical reaction is to generate a radical by activating the reaction gas by discharge or laser light excitation in the vicinity of the work piece arranged in the atmosphere of the reaction gas, and generating the radical and the constituent atom of the work piece or The object is processed by radical reaction with molecules.

【0004】そして、上記の公開公報には、加工方法の
一例として、ワイヤ供給用ボビンに巻かれたワイヤ電極
をワイヤ引取りボビンに巻き取りながら該ワイヤ電極に
電圧を印加し、ワイヤ電極と被切断物間に放電を発生さ
せて反応ガスを活性化させ、該反応ガスによりラジカル
を生成して該ラジカルと被切断物の構成原子又は分子と
をラジカル反応させ、被切断物をワイヤ電極に対して該
ワイヤ電極を横切る方向に相対的に移動させて被切断物
を切断するラジカル反応による精密切断方法が開示され
ている。
In the above-mentioned publication, as an example of a processing method, a voltage is applied to a wire electrode wound on a wire supply bobbin while the wire electrode is wound on a wire take-up bobbin to apply a voltage to the wire electrode. A discharge is generated between the cut objects to activate the reaction gas, the reaction gas generates radicals to cause a radical reaction between the radicals and the constituent atoms or molecules of the cut object, and the cut object to the wire electrode. There is disclosed a precision cutting method by a radical reaction in which an object to be cut is cut by relatively moving the wire electrode in a direction traversing the wire electrode.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の開示
技術では、薄い被切断物であれば、チャンバ内にある反
応ガスによりラジカル反応を継続してこれを切断するこ
とができるが、厚さの厚い被切断物を狭い切断幅で切断
する場合、切断溝の溝底への反応ガスの供給が不十分に
なりやすい上、反応生成物が溝底から除去されず、プラ
ズマによるラジカル反応が進行しないおそれがある。こ
のため厚肉の被切断物を円滑に切断することができな
い。
However, in the above disclosed technique, if the object to be cut is thin, the radical reaction can be continued and cut by the reaction gas in the chamber. When cutting a thick object with a narrow cutting width, the reaction gas is likely to be insufficiently supplied to the groove bottom of the cutting groove, the reaction product is not removed from the groove bottom, and the radical reaction by plasma does not proceed. There is a risk. Therefore, it is impossible to smoothly cut a thick object to be cut.

【0006】本発明は、被切断物の切断溝から反応生成
物を効率的に除去することができる、ラジカル反応によ
る精密切断装置の反応生成物除去装置を提供することを
目的とする。
An object of the present invention is to provide a reaction product removing device of a precision cutting device by a radical reaction, which can efficiently remove a reaction product from a cutting groove of an object to be cut.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ワイヤ供給用ボビンに巻かれたワイヤ
電極を引取りローラに引き取りながら該ワイヤ電極に電
圧を印加し、ワイヤ電極と被切断物間に放電を発生させ
て反応ガスを活性化させ、該反応ガスによりラジカルを
生成して該ラジカルと被切断物の構成原子又は分子とを
ラジカル反応させ、被切断物をワイヤ電極に対して該ワ
イヤ電極を横切る方向に移動させて被切断物を切断する
ラジカル反応による精密切断装置において、上記被切断
物の横に、吸引ノズルを、その吸引口を被切断物に形成
される切断溝の溝底部分に配し、かつワイヤ電極の走行
方向に移動自在に設け、上記吸引ノズルに、切断溝内の
反応ガスを吸引ノズルを通じて吸引する吸引装置と、被
切断物の切断移動に伴う切断溝の溝底部分における開口
端の変位に追従して吸引ノズルを移動させる移動装置を
付設した構成とした。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention applies a voltage to a wire electrode wound on a wire supplying bobbin while applying the voltage to the wire electrode while the wire electrode is being drawn by a take-up roller. A discharge is generated between the object and the object to be cut to activate the reaction gas, a radical is generated by the reaction gas to cause a radical reaction between the radical and a constituent atom or molecule of the object to be cut, and the object to be cut is a wire electrode. In the precision cutting device by radical reaction that moves the wire electrode in a direction crossing the wire electrode to cut the object to be cut, a suction nozzle is formed next to the object to be cut, and a suction port is formed in the object to be cut. A suction device disposed at the bottom of the cutting groove and movably in the traveling direction of the wire electrode, and a suction device for sucking the reaction gas in the cutting groove through the suction nozzle to the suction nozzle, and cutting movement of the cut object. It has a structure obtained by attaching a moving device for moving the suction nozzle following the displacement of the opening end of the groove bottom portion of the cutting groove with.

【0008】[0008]

【作用】被切断物の横断面形状が、例えば円形である
と、その被切断物をワイヤ電極の走行方向と直交する方
向に移動させてこれを切断する場合、被切断物の切断移
動に伴って切断溝の溝底部分の開口端がワイヤ電極の走
行方向に変位する。移動装置は上記溝底部分の開口端の
変位に追従して吸引ノズルを移動させる。したがって、
吸引ノズルの吸引口は、常に切断溝の溝底部分の開口端
近くにあることになり、溝底の反応生成物が的確に吸引
除去される。反応生成物の除去によって溝底への反応ガ
スの供給も良好になる。
When the cross-sectional shape of the object to be cut is circular, for example, when the object to be cut is moved by moving it in the direction orthogonal to the traveling direction of the wire electrode, the cutting movement of the object to be cut is accompanied. The opening end of the groove bottom portion of the cutting groove is displaced in the traveling direction of the wire electrode. The moving device moves the suction nozzle following the displacement of the opening end of the groove bottom portion. Therefore,
The suction port of the suction nozzle is always located near the open end of the groove bottom portion of the cutting groove, and the reaction product at the groove bottom is accurately sucked and removed. By removing the reaction product, the supply of the reaction gas to the bottom of the groove is improved.

【0009】[0009]

【実施例】添付図面は本発明に係るラジカル反応による
精密切断装置の反応生成物除去装置の一実施例を示す。
これらの図において符号1はフレームであり、三つのチ
ャンバCa,Cb,Ccを有する。第1のチャンバCa
にはワイヤ電極Wの供給機構2が、また中央の第2のチ
ャンバCbには切断機構3が、更に第3のチャンバCc
にはワイヤ電極Wの引取り機構4がそれぞれ設けられて
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The attached drawings show an embodiment of a reaction product removing device of a precision cutting device by radical reaction according to the present invention.
In these drawings, reference numeral 1 is a frame, which has three chambers Ca, Cb, and Cc. First chamber Ca
Is provided with a wire electrode W supply mechanism 2, a central second chamber Cb is provided with a cutting mechanism 3, and a third chamber Cc is provided.
The wire electrode W take-up mechanism 4 is provided therein.

【0010】ワイヤ電極Wの供給機構2は、ワイヤ電極
Wが巻かれているワイヤ供給用ボビン5、ダンサーロー
ラ6、ブレーキドラム7、及び位置決めローラ8を主体
とする。ワイヤ供給用ボビン5のワイヤ電極Wは、ダン
サーローラ6、ブレーキドラム7、外部ローラ10、ブ
レーキドラム7の順に巻き付けられ、位置決めローラ8
に引き出される。ワイヤ供給用ボビン5は逆相ブレーキ
用モータ11の回転軸12に着脱自在に取り付けられて
おり、ワイヤ電極Wの引出し供給時における回転に逆相
ブレーキ用モータ11で抵抗が掛けられる。
The wire electrode W supply mechanism 2 mainly includes a wire supply bobbin 5 around which the wire electrode W is wound, a dancer roller 6, a brake drum 7, and a positioning roller 8. The wire electrode W of the wire supply bobbin 5 is wound around the dancer roller 6, the brake drum 7, the external roller 10 and the brake drum 7 in this order, and the positioning roller 8
Be drawn to. The wire supply bobbin 5 is detachably attached to the rotary shaft 12 of the anti-phase brake motor 11, and resistance is applied by the anti-phase brake motor 11 to the rotation when the wire electrode W is drawn and supplied.

【0011】ダンサーローラ6はエンコーダ13の回動
アーム14に取り付けられている。エンコーダ13は、
回動アーム14の回動角からワイヤ供給用ボビン5とブ
レーキドラム7間のワイヤ電極Wの張力を検出し、その
検出信号を逆相ブレーキ用モータ11に出力する。逆相
ブレーキ用モータ11はエンコーダ13の検出信号に従
ってブレーキ力を変え、ワイヤ供給用ボビン5とブレー
キドラム7間のワイヤ電極Wの張力を一定に保つ。ブレ
ーキドラム7には電磁ブレーキ15(図2)が付設され
ており、ブレーキドラム7の回転に抵抗を掛ける。
The dancer roller 6 is attached to the rotary arm 14 of the encoder 13. The encoder 13
The tension of the wire electrode W between the wire supply bobbin 5 and the brake drum 7 is detected from the rotation angle of the rotation arm 14, and the detection signal is output to the antiphase brake motor 11. The antiphase brake motor 11 changes the braking force according to the detection signal of the encoder 13 to keep the tension of the wire electrode W between the wire supply bobbin 5 and the brake drum 7 constant. An electromagnetic brake 15 (FIG. 2) is attached to the brake drum 7 and applies a resistance to the rotation of the brake drum 7.

【0012】切断機構3は、前後(図1では左右)各一
対の案内ローラ16,17、18,19と、各案内ロー
ラ16,17、18,19の間に配設された給電ブラシ
21,22と、反応ガスの供給ノズル23と、被切断物
24を保持する保持板25とを主体とする。チャンバC
b内には、基台26が底板1aに下から挿通された固定
ピン27に固定されて設けられている。そしてこの基台
26の垂直板28には、上下部材29(図3)が調節ね
じ30によって上下に調節自在に取り付けられ、また、
この上下部材29には、横移動部材31が調節ねじ32
によって、案内ローラ16,17,18,19の並び方
向と直交する水平方向(図1で紙面に垂直な方向)に調
節自在に取り付けられている。各案内ローラ16,1
7,18,19は外周面に案内溝を有する。
The cutting mechanism 3 includes a pair of front and rear (left and right in FIG. 1) guide rollers 16, 17, 18, 19 and a power feeding brush 21, which is disposed between the guide rollers 16, 17, 18, 19. 22, a reaction gas supply nozzle 23, and a holding plate 25 that holds an object 24 to be cut. Chamber C
In b, a base 26 is provided by being fixed to a fixing pin 27 which is inserted into the bottom plate 1a from below. An upper and lower member 29 (FIG. 3) is attached to the vertical plate 28 of the base 26 so as to be vertically adjustable by an adjusting screw 30, and
A lateral movement member 31 is attached to the upper and lower members 29 by an adjusting screw 32.
The guide rollers 16, 17, 18 and 19 are mounted so as to be adjustable in the horizontal direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) orthogonal to the direction in which the guide rollers 16, 17, 18 and 19 are arranged. Each guide roller 16,1
7, 18 and 19 have guide grooves on the outer peripheral surface.

【0013】切断機構3の案内ローラ16,17、1
8,19は、横移動部材31に取り付けられており、供
給機構2の位置決めローラ8から隔壁1bに設けられた
シール機構34を通してチャンバCb内に送り込まれた
ワイヤ電極Wを水平に案内し、他の隔壁1cに設けられ
たシール機構35を通してチャンバCcに送り出す。ま
た各給電ブラシ21,22は、垂直板28に揺動自在に
取り付けられた揺動部材37に固定され、案内ローラ1
6,17、及び案内ローラ18,19の中間においてワ
イヤ電極Wに接触している。揺動部材37はブラシ揺動
用モータ38によって給電ブラシ21,22と一緒にワ
イヤ電極Wと交差する水平方向に動かされる。取付部材
36はワイヤ電極Wの長さ方向に調節自在とされてい
る。なお、案内ローラ16,17と給電ブラシ21等の
設備構造は図3における案内ローラ18,19及び給電
ブラシ22と同じ(但し左右勝手が逆)である。
Guide rollers 16, 17, 1 of the cutting mechanism 3
Reference numerals 8 and 19 are attached to the lateral movement member 31, horizontally guide the wire electrode W sent from the positioning roller 8 of the supply mechanism 2 into the chamber Cb through the sealing mechanism 34 provided in the partition wall 1b, and others. It is sent out to the chamber Cc through the seal mechanism 35 provided in the partition wall 1c. The power supply brushes 21 and 22 are fixed to a swing member 37 that is swingably attached to the vertical plate 28, and the guide roller 1
The wire electrodes W are in contact with each other in the middle of the rollers 6, 19 and the guide rollers 18, 19. The oscillating member 37 is moved by the brush oscillating motor 38 together with the power feeding brushes 21 and 22 in the horizontal direction intersecting the wire electrode W. The attachment member 36 is adjustable in the length direction of the wire electrode W. The equipment structure of the guide rollers 16 and 17 and the power supply brush 21 is the same as that of the guide rollers 18 and 19 and the power supply brush 22 in FIG.

【0014】反応ガスの供給ノズル23は案内ローラ1
7,18の間において取付部材36に水平に取り付けら
れている。供給ノズル23は、ラジカル反応で被切断物
24に形成される切断溝24aの溝幅よりも薄く形成さ
れ、その側縁(下縁)にスリット状の噴出口を有する。
供給ノズル23の噴出口は案内ローラ17,18間のワ
イヤ電極Wと平行とされている。また、供給ノズル23
は、塩素やフッ素系の反応ガスのボンベ(図示せず)に
パイプを介して連結されており、反応ガスを噴出口から
切断溝24aの溝底24bに噴出する。なお、供給ノズ
ル23は、通常、噴出口からその全長にわたって反応ガ
スが均等に噴出される構造とされるが、その具体的な構
造は任意である。
The reaction gas supply nozzle 23 is a guide roller 1.
It is horizontally attached to the attachment member 36 between the positions 7 and 18. The supply nozzle 23 is formed thinner than the groove width of the cutting groove 24a formed in the cut object 24 by the radical reaction, and has a slit-shaped ejection port at its side edge (lower edge).
The outlet of the supply nozzle 23 is parallel to the wire electrode W between the guide rollers 17 and 18. In addition, the supply nozzle 23
Is connected via a pipe to a cylinder (not shown) of chlorine or fluorine-based reaction gas, and the reaction gas is ejected from the ejection port to the groove bottom 24b of the cutting groove 24a. The supply nozzle 23 is normally configured to eject the reaction gas uniformly from the ejection port over its entire length, but its specific structure is arbitrary.

【0015】また、被切断物24の保持板25は上下用
サーボモータ40によって上下に動かされるロッド41
に支えられている。上下用サーボモータ40は、切断の
進行に合わせて被切断物24をロッド41と保持板25
を介して鉛直に上昇させる。ロッド41が貫通された底
板1aの部分にはベローズ42が設けられ、その部分を
気密にしている。
Further, the holding plate 25 of the object to be cut 24 is moved up and down by a vertical servomotor 40 and a rod 41.
Supported by. The up / down servo motor 40 moves the object to be cut 24 to the rod 41 and the holding plate 25 as the cutting progresses.
Rise vertically through. A bellows 42 is provided at a portion of the bottom plate 1a through which the rod 41 penetrates, and the portion is made airtight.

【0016】ワイヤ電極Wの引取り機構4は、ガイドロ
ーラ43,44,45,46と、引取りローラ47と、
引取り用モータ48と、ピンチローラ49とを主体とす
る。引取り用モータ48は引取りローラ47を回転させ
る。ピンチローラ49は上下に回動自在とされたレバー
51の先端に取り付けられ、ばね52によって引取りロ
ーラ47に圧接されている。
The wire electrode W take-up mechanism 4 includes guide rollers 43, 44, 45 and 46, a take-up roller 47,
A take-up motor 48 and a pinch roller 49 are main components. The take-up motor 48 rotates the take-up roller 47. The pinch roller 49 is attached to the tip of a lever 51 that is rotatable up and down, and is pressed against the take-up roller 47 by a spring 52.

【0017】中央のワイヤ電極Wはガイドローラ43,
45に、また両側のワイヤ電極Wはガイドローラ43,
44,46にそれぞれ案内されて引取りローラ47とピ
ンチローラ49の間にそれぞれ挟み込まれており、引取
り用モータ48による引取りローラ47の回転でワイヤ
供給用ボビン5から引取りローラ47に引き取られる。
引取りローラ47の下にはロールカッタ53が設けられ
ている。ロールカッタ53は引取りローラ47に引き取
られた用済みのワイヤ電極Wを所定の長さに切断する。
The central wire electrode W is a guide roller 43,
45, and the wire electrodes W on both sides are connected to the guide rollers 43,
They are guided by 44 and 46, respectively, and are respectively sandwiched between the take-up roller 47 and the pinch roller 49, and the take-up motor 47 rotates to take up from the wire supply bobbin 5 to the take-up roller 47. To be
A roll cutter 53 is provided below the take-up roller 47. The roll cutter 53 cuts the used wire electrode W drawn by the take-up roller 47 into a predetermined length.

【0018】符号55は吸引ノズルである。吸引ノズル
55はその吸引口55aを案内ローラ17,18間のワ
イヤ電極Wの下、正確には被切断物24に形成される切
断溝24aの溝底24bの部分に配した状態で各隔壁1
b,1cを貫通し、支承部材57に取り付けられてい
る。支承部材57は、水平移動用ステッピングモータ5
6で回転させられるボールスクリュ60により吸引ノズ
ル55と一緒に水平に動かされる。吸引ノズル55はベ
ローズ等の伸縮管61を介して吸引装置62の配管63
に接続されている。伸縮管61は吸引ノズル55の水平
移動を自由にする。吸引装置62には、真空ポンプ、メ
カニカルブースター、ドライポンプ、ブロア或いはこれ
らの組合せ等が用いられる。吸引ノズル55と配管63
には保温ヒータ54が設けられている。保温ヒータ54
は、吸引ノズル55と配管63とを保温し、例えば硫黄
等の反応生成物をミスト状あるいは気化状に保持してこ
れの付着によるノズル55等の閉塞を防ぐ。
Reference numeral 55 is a suction nozzle. The suction nozzle 55 is provided with its suction port 55a under the wire electrode W between the guide rollers 17 and 18, to be precise, at the groove bottom 24b of the cutting groove 24a formed in the workpiece 24.
It penetrates b and 1c and is attached to the support member 57. The support member 57 is the stepping motor 5 for horizontal movement.
It is moved horizontally with the suction nozzle 55 by a ball screw 60 which is rotated at 6. The suction nozzle 55 is connected to a pipe 63 of a suction device 62 via an expansion pipe 61 such as a bellows.
It is connected to the. The expansion tube 61 allows the suction nozzle 55 to move horizontally. As the suction device 62, a vacuum pump, a mechanical booster, a dry pump, a blower, or a combination thereof is used. Suction nozzle 55 and piping 63
A heat retention heater 54 is provided in the. Heat insulation heater 54
Keeps the suction nozzle 55 and the pipe 63 warm, and holds the reaction product such as sulfur in the form of mist or vapor to prevent clogging of the nozzle 55 and the like due to the attachment of the reaction product.

【0019】吸引装置62は、ラジカル反応で生じた反
応生成物(SiF4 ,S,C等)と余剰反応ガスを切断
溝24aの溝底24bから吸引ノズル55を介して吸い
取る。吸引装置62による吸引は、中央のチャンバCb
内の気圧が左右のチャンバCa,Ccの気圧より僅かに
低くて反応ガスがチャンバCbから外に洩れない程度と
される。各隔壁1b,1cと吸引ノズル55との間には
ベローズ58が設けられ、その部分を気密にしている。
各チャンバCa,Cb,Ccの外壁には適宜点検窓59
が設けられる。
The suction device 62 sucks the reaction products (SiF 4 , S, C, etc.) generated by the radical reaction and the surplus reaction gas from the groove bottom 24b of the cutting groove 24a through the suction nozzle 55. The suction by the suction device 62 is performed by the central chamber Cb.
The atmospheric pressure inside is slightly lower than the atmospheric pressures of the left and right chambers Ca and Cc so that the reaction gas does not leak out of the chamber Cb. A bellows 58 is provided between each partition wall 1b, 1c and the suction nozzle 55, and the portion is made airtight.
An inspection window 59 is appropriately provided on the outer wall of each chamber Ca, Cb, Cc.
Is provided.

【0020】水平移動用ステッピングモータ56には制
御装置64が接続されている。制御装置64は、位置取
込み部65と、演算・制御部66、及びモータ駆動部6
7とを備える。位置取込み部65は上下用サーボモータ
40側の制御装置又は切断位置検出装置68に接続され
ており、該装置68から出力される被切断物24の切断
位置を取り込んで演算・制御部66に送る。演算・制御
部66は、位置取込み部65の出力信号から、ワイヤ電
極Wの走行方向における、溝底24b部分の開口端の位
置を割り出し、溝底24b部分の開口端近くに常に吸引
ノズル55の吸引口55aがあるように水平移動用ステ
ッピングモータ56を制御する。水平移動用ステッピン
グモータ56と、ボールスクリュ60、支承部材57、
及び制御装置64は吸引ノズル55の移動装置69を構
成している。図5には左の吸引ノズル55の移動装置6
9しか示されていないが、右の吸引ノズル55の移動装
置69もこれと同じである。
A controller 64 is connected to the stepping motor 56 for horizontal movement. The control device 64 includes a position take-in unit 65, a calculation / control unit 66, and a motor drive unit 6.
7 and 7. The position take-in unit 65 is connected to a control device on the side of the vertical servomotor 40 or a cutting position detecting device 68, and takes in the cutting position of the object 24 to be cut output from the device 68 and sends it to the arithmetic / control unit 66. . The calculation / control unit 66 determines the position of the opening end of the groove bottom 24b portion in the traveling direction of the wire electrode W from the output signal of the position capturing unit 65, and always detects the position of the suction nozzle 55 near the opening end of the groove bottom 24b portion. The stepping motor 56 for horizontal movement is controlled so that the suction port 55a is provided. A horizontal movement stepping motor 56, a ball screw 60, a support member 57,
The control device 64 constitutes a moving device 69 for the suction nozzle 55. In FIG. 5, the moving device 6 for the suction nozzle 55 on the left side is shown.
Although only 9 is shown, the moving device 69 of the suction nozzle 55 on the right is also the same.

【0021】なお、図の実施例では、供給機構2、切断
機構3、引取り機構4等が各3組宛設けられ、被切断物
24の3個所を同時に切断する構成とされているが、そ
れらの組数を増減させることができる。また、ワイヤ供
給用ボビン5やダンサーローラ6、ブレーキドラム7、
シール機構34,35等のワイヤ電極Wの移送系はすべ
て絶縁されていることは言うまでもない。ワイヤ電極W
の移送系の絶縁はその静電容量をなるべく小さくする。
また、チャンバ内で発生した電磁波により、モータ類の
誤動作、焼損などの危険性があるため、モータ類及び配
線には電磁波防止のシールド対策が施される。
In the illustrated embodiment, the supply mechanism 2, the cutting mechanism 3, the take-up mechanism 4 and the like are provided for each of the three sets, and the object 24 to be cut is cut at three points at the same time. The number of sets can be increased or decreased. In addition, the wire feeding bobbin 5, the dancer roller 6, the brake drum 7,
It goes without saying that all the transfer systems of the wire electrodes W such as the seal mechanisms 34 and 35 are insulated. Wire electrode W
Insulation of the transfer system reduces the capacitance as much as possible.
Further, since electromagnetic waves generated in the chamber may cause malfunctions and burnouts of the motors, the motors and the wiring are shielded to prevent electromagnetic waves.

【0022】次に上記のように構成された本発明に係る
ラジカル反応による精密切断装置の反応生成物除去装置
の作用を説明する。引取り用モータ48で引取りローラ
47を回転駆動し、ワイヤ供給用ボビン5に巻かれたワ
イヤ電極Wを引取りローラ47に引き取りながら、供給
ノズル23から反応ガスを供給するとともに、給電ブラ
シ21,22を通じてワイヤ電極Wに電圧を印加し、ワ
イヤ電極Wと被切断物24との間に放電を発生させる。
放電によって反応ガスが活性化してラジカルを生成し、
該ラジカルは被切断物の構成原子又は分子とラジカル反
応する。この結果、被切断物24に溝24aが穿設さ
れ、被切断物24が切断されるようになる。給電に際
し、ブラシ揺動用モータ38は給電ブラシ21,22を
ワイヤ電極Wと交差する水平方向に揺動させ、給電ブラ
シ21,22の局部摩耗を防止する。
Next, the operation of the reaction product removing device of the precision cutting device according to the present invention having the above-described structure will be described. The take-up motor 48 is driven to rotate to take the wire electrode W wound around the wire supply bobbin 5 to the take-up roller 47, while supplying the reaction gas from the supply nozzle 23 and feeding brush 21. , 22 is applied to the wire electrode W to generate a discharge between the wire electrode W and the object to be cut 24.
The discharge activates the reaction gas to generate radicals,
The radicals react radically with the constituent atoms or molecules of the material to be cleaved. As a result, the groove 24a is formed in the object to be cut 24, and the object to be cut 24 is cut. At the time of power feeding, the brush swinging motor 38 swings the power feeding brushes 21 and 22 in the horizontal direction intersecting the wire electrode W to prevent local abrasion of the power feeding brushes 21 and 22.

【0023】被切断物24の切断の進行に従って上下用
サーボモータ40を作動させ、被切断物24を上昇させ
る。また、吸引装置62は吸引ノズル55で溝底24b
の反応生成物を吸引し、中央のチャンバCbの気圧をチ
ャンバCa,Ccよりも僅かに低くする。このため、反
応生成物によって放電が止ることがなく、ラジカル反
応、つまり切断が円滑に行われるとともに、反応ガスの
外部への漏洩が防止される。この際、被切断物24の上
昇に伴って切断溝24aの溝底24b部分における開口
端がワイヤ電極Wの走行方向に変位するが、移動装置6
9はこの変位に追従して各吸引ノズル55,55を水平
移動させ、各吸引ノズル55,55の吸引口55aを常
に溝底24b部分の開口端近くに位置させる。このた
め、溝底24bの反応生成物が的確に吸引除去されると
ともに、溝底24bへの反応ガスの供給が良好に行われ
る。
As the cutting of the object to be cut 24 progresses, the up-and-down servo motor 40 is operated to raise the object to be cut 24. In addition, the suction device 62 includes the suction nozzle 55 and the groove bottom 24b.
Is sucked in, and the atmospheric pressure of the central chamber Cb is made slightly lower than that of the chambers Ca and Cc. Therefore, the discharge is not stopped by the reaction product, the radical reaction, that is, the cutting is smoothly performed, and the leakage of the reaction gas to the outside is prevented. At this time, the opening end of the groove bottom 24b of the cutting groove 24a is displaced in the traveling direction of the wire electrode W as the object to be cut 24 rises.
In accordance with this displacement, 9 moves the suction nozzles 55, 55 horizontally so that the suction ports 55a of the suction nozzles 55, 55 are always located near the opening end of the groove bottom 24b. Therefore, the reaction product on the groove bottom 24b is accurately sucked and removed, and the reaction gas is satisfactorily supplied to the groove bottom 24b.

【0024】供給ノズル23はラジカル反応によって形
成される切断溝24aよりも薄く形成されており、被切
断物24の上昇に伴ってワイヤ電極Wと一緒に切断溝2
4a内に入る。したがって、被切断物24の肉厚が大
で、切断溝24aがどのように深くなっても溝底24b
に反応ガスを十分に供給して均一な切断加工を継続する
ことができる。
The supply nozzle 23 is formed thinner than the cutting groove 24a formed by the radical reaction, and the cutting groove 2 is formed together with the wire electrode W as the object 24 to be cut rises.
Enter in 4a. Therefore, the thickness of the object to be cut 24 is large, and no matter how deep the cutting groove 24a is, the groove bottom 24b
It is possible to sufficiently supply the reaction gas to and to continue the uniform cutting process.

【0025】ところで、現在、ダイヤモンドホイールに
よるダイシング加工で切断されている半導体デバイス製
造用シリコンブロックの直径は6〜8インチが主流であ
り、この大きさまでが従来方法適用の限界である。しか
し本発明においては、ワイヤ電極Wによるため、直径1
0インチ以上のシリコンブロックの切断も可能である。
また、電極が板状のブレードタイプで固定されている場
合、プラズマ反応熱による電極の加熱、溶融の危険性が
あるとともに、ラジカルとの反応により電極が損傷し、
耐久性に問題があり、電極の設備構造が複雑でこれの交
換が容易ではないが、本発明においてはワイヤ電極Wを
使用し、これを引き取ることによって常時新しくするの
で、上記のような問題を生じることがない。
At present, the diameter of a silicon block for manufacturing a semiconductor device, which is cut by a dicing process with a diamond wheel, is generally 6 to 8 inches, and up to this size is the limit of application of the conventional method. However, in the present invention, since the wire electrode W is used, the diameter of 1
It is also possible to cut silicon blocks of 0 inch or more.
Further, when the electrode is fixed by a plate-shaped blade type, there is a risk of heating the electrode by plasma reaction heat and the risk of melting, and the electrode is damaged by the reaction with radicals,
Although there is a problem in durability and the equipment structure of the electrode is complicated and it is not easy to replace it, in the present invention, since the wire electrode W is used and it is constantly renewed by taking it, the above-mentioned problem is solved. It never happens.

【0026】ワイヤ電極Wがワイヤ供給用ボビン5から
引き出されて切断機構3に供給される場合、逆相ブレー
キモータ11と電極ブレーキ15が働いてワイヤ電極W
の張力を一定に保つが、エンコーダ13によって逆相ブ
レーキ用モータ11を制御する構成となっているため、
ワイヤ電極Wの供給によってワイヤ供給用ボビン5のワ
イヤ電極Wの巻き径が徐々に小さくなっても張力が変わ
ることはない。
When the wire electrode W is pulled out from the wire supply bobbin 5 and supplied to the cutting mechanism 3, the reverse-phase brake motor 11 and the electrode brake 15 work to operate the wire electrode W.
However, since the encoder 13 controls the anti-phase brake motor 11 by the encoder 13,
Even if the winding diameter of the wire electrode W of the wire supplying bobbin 5 is gradually reduced by the supply of the wire electrode W, the tension does not change.

【0027】なお、ワイヤ電極Wには、通常、0.05
〜0.3mm径の各種材質のワイヤが使用される。ワイヤ
電極Wの供給移送速度は、ワイヤ電極Wの強度等を勘案
して決定する。各種のワイヤ電極Wに対応するため、引
取り用モータ48の回転速度、逆相ブレーキモータ11
と電極ブレーキ15のブレーキ力は調節自在とされてい
る。反応ガスの供給ノズル23の厚さは、通常、0.1
5〜0.3mm程度である。
The wire electrode W usually has a thickness of 0.05.
Wires of various materials with diameters of up to 0.3 mm are used. The supply transfer speed of the wire electrode W is determined in consideration of the strength of the wire electrode W and the like. In order to correspond to various wire electrodes W, the rotation speed of the take-up motor 48, the reverse phase brake motor 11
The braking force of the electrode brake 15 is adjustable. The thickness of the reaction gas supply nozzle 23 is usually 0.1.
It is about 5 to 0.3 mm.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るラジ
カル反応による精密切断装置の反応生成物除去装置は、
ワイヤ供給用ボビンに巻かれたワイヤ電極を引取りロー
ラに引き取りながら該ワイヤ電極に電圧を印加し、ワイ
ヤ電極と被切断物間に放電を発生させて反応ガスを活性
化させ、該反応ガスによりラジカルを生成して該ラジカ
ルと被切断物の構成原子又は分子とをラジカル反応さ
せ、被切断物をワイヤ電極に対して該ワイヤ電極を横切
る方向に移動させて被切断物を切断するラジカル反応に
よる精密切断装置において、上記被切断物の横に、吸引
ノズルが、その吸引口を被切断物に形成される切断溝の
溝底部分に配し、かつワイヤ電極の走行方向に移動自在
に設けられ、上記吸引ノズルには、切断溝内の反応ガス
を吸引ノズルを通じて吸引する吸引装置と、被切断物の
切断移動に伴う切断溝の溝底部分における開口端の変位
に追従して吸引ノズルを移動させる移動装置が付設され
た構成とされているので、ラジカル反応の生成物を被切
断物の切断溝から効率的に除去することができる。
As described above, the reaction product removing device of the precision cutting device by the radical reaction according to the present invention is
While applying the wire electrode wound on the wire supply bobbin to the take-up roller, a voltage is applied to the wire electrode to generate an electric discharge between the wire electrode and the object to be cut to activate the reaction gas. By a radical reaction in which a radical is generated to cause a radical reaction between the radical and a constituent atom or molecule of the object to be cut, and the object to be cut is moved in a direction crossing the wire electrode with respect to the wire electrode to cut the object to be cut. In the precision cutting device, a suction nozzle is provided beside the object to be cut, the suction port of which is arranged at a groove bottom portion of a cutting groove formed in the object to be cut and which is movable in the traveling direction of the wire electrode. The suction nozzle includes a suction device for sucking the reaction gas in the cutting groove through the suction nozzle, and a suction nozzle that follows the displacement of the opening end at the groove bottom portion of the cutting groove due to the cutting movement of the object to be cut. The movement device for moving is an attached configurations, and can be effectively removed the product of a radical reaction from the cutting groove of the object to be cut.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のラジカル反応による精密切断装置の
反応生成物除去装置の一実施例を示す正断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a reaction product removing device of a precision cutting device by a radical reaction according to the present invention.

【図2】 平断面図である。FIG. 2 is a plan sectional view.

【図3】 側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view.

【図4】 案内ローラと給電ブラシ等の関係を示す外観
図である。
FIG. 4 is an external view showing a relationship between a guide roller and a power supply brush.

【図5】 本発明に係る反応生成物除去装置の主要部と
制御系のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a main part and a control system of a reaction product removing device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 ワイヤ供給用ボビン 24 被切断物 24a 切断溝 24b 溝底 47 引取りローラ 55 吸引ノズル 55a 吸引口 62 吸引装置 69 移動装置 5 wire supply bobbin 24 object to be cut 24a cutting groove 24b groove bottom 47 take-up roller 55 suction nozzle 55a suction port 62 suction device 69 moving device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正和 神奈川県横浜市磯子区新磯子町27番地 株 式会社 新潟鉄工所 材料構造研究部内 (72)発明者 津野 和裕 神奈川県横浜市磯子区新磯子町27番地 株 式会社 新潟鉄工所 材料構造研究部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masakazu Takahashi 27, Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Incorporated company Niigata Iron Works, Material Structures Research Department (72) Kazuhiro Tsuno Shinisoko, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 27, Machi Incorporated company Niigata Iron Works Material Structure Research Department

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワイヤ供給用ボビンに巻かれたワイヤ電
極を引取りローラに引き取りながら該ワイヤ電極に電圧
を印加し、ワイヤ電極と被切断物間に放電を発生させて
反応ガスを活性化させ、該反応ガスによりラジカルを生
成して該ラジカルと被切断物の構成原子又は分子とをラ
ジカル反応させ、被切断物をワイヤ電極に対して該ワイ
ヤ電極を横切る方向に移動させて被切断物を切断するラ
ジカル反応による精密切断装置において、上記被切断物
の横に、吸引ノズルが、その吸引口を被切断物に形成さ
れる切断溝の溝底部分に配し、かつワイヤ電極の走行方
向に移動自在に設けられ、上記吸引ノズルには、切断溝
内の反応ガスを吸引ノズルを通じて吸引する吸引装置
と、被切断物の切断移動に伴う切断溝の溝底部分におけ
る開口端の変位に追従して吸引ノズルを移動させる移動
装置が付設されたことを特徴とするラジカル反応による
精密切断装置の反応生成物除去装置。
1. A wire electrode wound on a wire supply bobbin is applied to a wire electrode while being drawn by a take-up roller to generate a discharge between the wire electrode and an object to be cut to activate a reactive gas. A radical is generated by the reaction gas to cause a radical reaction between the radical and a constituent atom or molecule of the object to be cut, and the object to be cut is moved in a direction traversing the wire electrode with respect to the wire electrode to remove the object to be cut. In a precision cutting device by radical reaction for cutting, a suction nozzle beside the object to be cut has its suction port arranged at the groove bottom portion of a cutting groove formed in the object to be cut, and in the traveling direction of the wire electrode. The suction nozzle, which is movably provided, follows the displacement of the opening end at the groove bottom portion of the cutting groove due to the cutting movement of the object to be cut through the suction device that sucks the reaction gas in the cutting groove through the suction nozzle. A reaction product removing device for a precision cutting device by radical reaction, characterized in that a moving device for moving the suction nozzle is attached.
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