JPH10217036A - 半導体結晶棒の切断装置及び切断方法 - Google Patents
半導体結晶棒の切断装置及び切断方法Info
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- JPH10217036A JPH10217036A JP9028262A JP2826297A JPH10217036A JP H10217036 A JPH10217036 A JP H10217036A JP 9028262 A JP9028262 A JP 9028262A JP 2826297 A JP2826297 A JP 2826297A JP H10217036 A JPH10217036 A JP H10217036A
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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
- B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
- B28D5/045—Fine 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】
【課題】 各種の半導体結晶棒を、迅速、かつ、安価に
切断することができる半導体結晶棒の切断装置及び切断
方法を提供する。 【解決手段】 ワイヤ供給・巻き上げ器２、３とワイヤ
張力調整器４、５とを介して平行に張架した複数本のワ
イヤ６と、昇降装置７により上下動する昇降テーブル９
上に送りテーブル１０を介して固定した半導体結晶棒１
２とを高絶縁性オイル１５に浸漬し、ワイヤ６と半導体
結晶棒１２との間で放電させて切断する。半導体結晶棒
１２の抵抗率が１Ω・ｃｍを超える場合は、密閉容器１
内の空間に使用済み不活性ガスを充填した後、高絶縁性
オイル１５をヒータ１６により加熱し、その温度を１５
０℃以上に保持することにより、半導体結晶棒１２の抵
抗率を低下させて切断する。使用済み不活性ガスは、高
絶縁性オイル１５の発火による火災を防止する。
切断することができる半導体結晶棒の切断装置及び切断
方法を提供する。 【解決手段】 ワイヤ供給・巻き上げ器２、３とワイヤ
張力調整器４、５とを介して平行に張架した複数本のワ
イヤ６と、昇降装置７により上下動する昇降テーブル９
上に送りテーブル１０を介して固定した半導体結晶棒１
２とを高絶縁性オイル１５に浸漬し、ワイヤ６と半導体
結晶棒１２との間で放電させて切断する。半導体結晶棒
１２の抵抗率が１Ω・ｃｍを超える場合は、密閉容器１
内の空間に使用済み不活性ガスを充填した後、高絶縁性
オイル１５をヒータ１６により加熱し、その温度を１５
０℃以上に保持することにより、半導体結晶棒１２の抵
抗率を低下させて切断する。使用済み不活性ガスは、高
絶縁性オイル１５の発火による火災を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体結晶棒の切
断装置及び切断方法に関する。
断装置及び切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶シリコンや多結晶シリコンのイン
ゴットあるいは化合物半導体のインゴット（以下半導体
結晶棒という）を切断してウェーハあるいはブロックに
加工する方法として、一般的に、ドーナツ状薄板の内周
にダイヤモンド等の砥粒をボンディングした内周刃砥石
を使用する方法や、薄いリング状の帯鋼にダイヤモンド
等の砥粒をボンディングしたエンドレスバンドソーを用
いる方法、あるいは細いピアノ線を連続的に移動させな
がら遊離砥粒によって切断するワイヤソー切断法が利用
されている。
ゴットあるいは化合物半導体のインゴット（以下半導体
結晶棒という）を切断してウェーハあるいはブロックに
加工する方法として、一般的に、ドーナツ状薄板の内周
にダイヤモンド等の砥粒をボンディングした内周刃砥石
を使用する方法や、薄いリング状の帯鋼にダイヤモンド
等の砥粒をボンディングしたエンドレスバンドソーを用
いる方法、あるいは細いピアノ線を連続的に移動させな
がら遊離砥粒によって切断するワイヤソー切断法が利用
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】内周刃やエンドレスバ
ンドソーによる切断方法では、ダイヤモンド等の砥粒を
ボンディングした薄板を使うため、半導体結晶棒を０．
２ｍｍ以下の厚さにスライスすることが難しく、また、
ウェーハの外周が欠けやすいという欠点がある。ワイヤ
ソーを使う方法は、ピアノ線が細くなった場合に定期的
に交換する必要があり、かつ、油性の切削砥粒を使用す
るため、廃液処理やウェーハに付着した油性砥粒を洗浄
するために多大の時間と費用とを必要としている。
ンドソーによる切断方法では、ダイヤモンド等の砥粒を
ボンディングした薄板を使うため、半導体結晶棒を０．
２ｍｍ以下の厚さにスライスすることが難しく、また、
ウェーハの外周が欠けやすいという欠点がある。ワイヤ
ソーを使う方法は、ピアノ線が細くなった場合に定期的
に交換する必要があり、かつ、油性の切削砥粒を使用す
るため、廃液処理やウェーハに付着した油性砥粒を洗浄
するために多大の時間と費用とを必要としている。
【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、単結晶シリコンインゴットをはじめとする
各種の半導体結晶棒を、迅速、かつ、安価に切断するこ
とができる半導体結晶棒の切断装置及び切断方法を提供
することを目的としている。
れたもので、単結晶シリコンインゴットをはじめとする
各種の半導体結晶棒を、迅速、かつ、安価に切断するこ
とができる半導体結晶棒の切断装置及び切断方法を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体結晶棒切断装置は、平行に張架
した複数本のワイヤと、これらのワイヤの中心線方向に
沿って連続的にワイヤを移動させる手段と、前記ワイヤ
に電流を供給する手段と、前記ワイヤ及び切断対象の半
導体結晶棒を浸漬する高絶縁性オイルの加熱手段と、前
記半導体結晶棒を保持して垂直方向及び水平方向に移動
させる手段と、これらの手段を収納する密閉容器と、前
記密閉容器に注入した高絶縁性オイルの上方に形成され
る空間に充填する不活性ガスの供給ならびに排出手段
と、高絶縁性オイルの供給ならびに排出手段とを備えて
いることを特徴としている。本発明の半導体結晶棒切断
装置は、放電加工技術を利用した切断装置である。電流
供給手段により電流を供給された複数本のワイヤをワイ
ヤの中心線方向に沿って移動させ、半導体結晶棒を保持
して上下方向に移動させることによって切断するもので
あるから、従来の内周刃式切断機やエンドレスバンドソ
ー切断機のように砥粒や切削水の供給装置が不要であ
る。また、密閉容器に注入した高絶縁性オイルの上方空
間に不活性ガスを充填させ、加熱手段により高絶縁性オ
イルを昇温させることが可能である。
め、本発明に係る半導体結晶棒切断装置は、平行に張架
した複数本のワイヤと、これらのワイヤの中心線方向に
沿って連続的にワイヤを移動させる手段と、前記ワイヤ
に電流を供給する手段と、前記ワイヤ及び切断対象の半
導体結晶棒を浸漬する高絶縁性オイルの加熱手段と、前
記半導体結晶棒を保持して垂直方向及び水平方向に移動
させる手段と、これらの手段を収納する密閉容器と、前
記密閉容器に注入した高絶縁性オイルの上方に形成され
る空間に充填する不活性ガスの供給ならびに排出手段
と、高絶縁性オイルの供給ならびに排出手段とを備えて
いることを特徴としている。本発明の半導体結晶棒切断
装置は、放電加工技術を利用した切断装置である。電流
供給手段により電流を供給された複数本のワイヤをワイ
ヤの中心線方向に沿って移動させ、半導体結晶棒を保持
して上下方向に移動させることによって切断するもので
あるから、従来の内周刃式切断機やエンドレスバンドソ
ー切断機のように砥粒や切削水の供給装置が不要であ
る。また、密閉容器に注入した高絶縁性オイルの上方空
間に不活性ガスを充填させ、加熱手段により高絶縁性オ
イルを昇温させることが可能である。
【０００６】本発明に係る半導体結晶棒切断方法は、張
架されたワイヤに電流を供給し、通電することにより半
導体結晶棒を放電切断することを特徴としている。放電
加工技術を利用した切断は、導電性のある金属棒の場合
には従来より適用されていたものであるが、半導体の場
合には常温では絶縁性を帯びるため切断は困難であると
考えられていたが、本発明者らが実験を行ったところ、
室温であっても切断が可能であり、切断時の変色はある
ものの極めて表層部のみに汚染がとどまることからこの
技術が有用であることを見いだしたものである。また、
特に、室温であっても半導体結晶棒の抵抗率が低い場合
には良い状態で切断することができる。
架されたワイヤに電流を供給し、通電することにより半
導体結晶棒を放電切断することを特徴としている。放電
加工技術を利用した切断は、導電性のある金属棒の場合
には従来より適用されていたものであるが、半導体の場
合には常温では絶縁性を帯びるため切断は困難であると
考えられていたが、本発明者らが実験を行ったところ、
室温であっても切断が可能であり、切断時の変色はある
ものの極めて表層部のみに汚染がとどまることからこの
技術が有用であることを見いだしたものである。また、
特に、室温であっても半導体結晶棒の抵抗率が低い場合
には良い状態で切断することができる。
【０００７】また、本発明に係る半導体結晶棒切断方法
は、半導体結晶棒を室温以上に加温し切断することを特
徴としている。室温以上に加温すると、切断する半導体
結晶棒の抵抗率が下がり、半導体結晶棒とワイヤとの間
に切断に十分な電流を流すことができる。これにより、
半導体結晶棒を加熱して抵抗率を下げた状態で切断する
と良い状態で切断することができる。
は、半導体結晶棒を室温以上に加温し切断することを特
徴としている。室温以上に加温すると、切断する半導体
結晶棒の抵抗率が下がり、半導体結晶棒とワイヤとの間
に切断に十分な電流を流すことができる。これにより、
半導体結晶棒を加熱して抵抗率を下げた状態で切断する
と良い状態で切断することができる。
【０００８】また、不活性ガス雰囲気中で切断すること
を特徴としている。これにより、切断時の酸化膜の形成
が少なくなり、変色も極めて少なくなり、極く表層部の
みに汚染がとどめることができる。
を特徴としている。これにより、切断時の酸化膜の形成
が少なくなり、変色も極めて少なくなり、極く表層部の
みに汚染がとどめることができる。
【０００９】また、本発明に係る半導体結晶棒切断方法
は、密閉容器に注入した高絶縁性オイルの上方空間に、
不活性ガスを充填し、高絶縁性オイルに浸漬したワイヤ
と半導体結晶棒との間で放電させて半導体結晶棒を切断
する切断方法であって、前記高絶縁性オイルを加熱して
その温度を１５０℃以上に保持し、半導体結晶棒の抵抗
率を低下させた状態で切断することを特徴としている。
容器内に注入した高絶縁性オイル中でワイヤと半導体結
晶棒との間で放電を起こさせると、半導体結晶棒は容易
に切断される。しかし、半導体結晶棒の抵抗率が高い場
合、ワイヤと半導体結晶棒との間で放電が起こりにく
い。そこで、高絶縁性オイルを加熱して１５０℃以上に
保持すると、半導体結晶棒の抵抗率が低下して放電が起
こりやすくなるため、工業的に必要とされる適切な切断
速度を維持して切断することができる。また、抵抗率の
高い半導体結晶棒を切断する際には、密閉容器に注入し
た高絶縁性オイルの上方空間に、不活性ガスを充填して
切断することにより、抵抗率の高い半導体結晶棒を切断
する場合は、半導体結晶棒の抵抗率を下げるために高絶
縁性オイルを加熱して１５０℃以上の温度に保持する
が、密閉容器内に空気または酸素等が存在すると高絶縁
性オイルが発火するおそれがある。そこで、密閉容器内
の空間にアルゴン等の不活性ガスを充填しておくことに
より、高絶縁性オイルの発火を防止することができる。
は、密閉容器に注入した高絶縁性オイルの上方空間に、
不活性ガスを充填し、高絶縁性オイルに浸漬したワイヤ
と半導体結晶棒との間で放電させて半導体結晶棒を切断
する切断方法であって、前記高絶縁性オイルを加熱して
その温度を１５０℃以上に保持し、半導体結晶棒の抵抗
率を低下させた状態で切断することを特徴としている。
容器内に注入した高絶縁性オイル中でワイヤと半導体結
晶棒との間で放電を起こさせると、半導体結晶棒は容易
に切断される。しかし、半導体結晶棒の抵抗率が高い場
合、ワイヤと半導体結晶棒との間で放電が起こりにく
い。そこで、高絶縁性オイルを加熱して１５０℃以上に
保持すると、半導体結晶棒の抵抗率が低下して放電が起
こりやすくなるため、工業的に必要とされる適切な切断
速度を維持して切断することができる。また、抵抗率の
高い半導体結晶棒を切断する際には、密閉容器に注入し
た高絶縁性オイルの上方空間に、不活性ガスを充填して
切断することにより、抵抗率の高い半導体結晶棒を切断
する場合は、半導体結晶棒の抵抗率を下げるために高絶
縁性オイルを加熱して１５０℃以上の温度に保持する
が、密閉容器内に空気または酸素等が存在すると高絶縁
性オイルが発火するおそれがある。そこで、密閉容器内
の空間にアルゴン等の不活性ガスを充填しておくことに
より、高絶縁性オイルの発火を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態及び実施例】次に、本発明に係る半
導体結晶棒の切断装置及び切断方法の実施例について図
面を参照して説明する。図１は、半導体結晶棒切断装置
の概略構成を模式的に示す縦断面図で、半導体結晶棒を
切断中の状態を示している。同図において、密閉容器１
は容器本体１ａとカバー１ｂとからなり、容器本体１ａ
内の上部には１対のワイヤ供給・巻き上げ器２、３が設
置され、その下方に１対のワイヤ張力調整器４、５が設
置されている。Ｃｕからなる複数本のワイヤ６は、一端
をワイヤ供給・巻き上げ器２に固着された上、ワイヤ供
給・巻き上げ器２に巻きつけられ、他端はワイヤ張力調
整器４、５を介してワイヤ供給・巻き上げ器３に巻きつ
けられた上、ワイヤ供給・巻き上げ器３に固着されてい
る。前記ワイヤ６は、ワイヤ張力調整器４、５により所
定の引張力で、かつ、所定の厚さのウェーハが得られる
ような間隔を保って水平面内で互いに平行に張架されて
いる。
導体結晶棒の切断装置及び切断方法の実施例について図
面を参照して説明する。図１は、半導体結晶棒切断装置
の概略構成を模式的に示す縦断面図で、半導体結晶棒を
切断中の状態を示している。同図において、密閉容器１
は容器本体１ａとカバー１ｂとからなり、容器本体１ａ
内の上部には１対のワイヤ供給・巻き上げ器２、３が設
置され、その下方に１対のワイヤ張力調整器４、５が設
置されている。Ｃｕからなる複数本のワイヤ６は、一端
をワイヤ供給・巻き上げ器２に固着された上、ワイヤ供
給・巻き上げ器２に巻きつけられ、他端はワイヤ張力調
整器４、５を介してワイヤ供給・巻き上げ器３に巻きつ
けられた上、ワイヤ供給・巻き上げ器３に固着されてい
る。前記ワイヤ６は、ワイヤ張力調整器４、５により所
定の引張力で、かつ、所定の厚さのウェーハが得られる
ような間隔を保って水平面内で互いに平行に張架されて
いる。
【００１１】密閉容器１の下方には昇降装置７が設置さ
れ、昇降装置７によって上下動する昇降軸８は容器本体
１ａの底部を貫通して内部に至っている。この昇降軸８
の上端に昇降テーブル９が取着され、昇降テーブル９の
上にはワイヤ６と直交する方向に水平移動が可能な送り
テーブル１０が取着されている。前記送りテーブル１０
上にスライスベース１１を介して固定された半導体結晶
棒１２は、昇降テーブル９と送りテーブル１０とによっ
て垂直方向及び水平方向に移動可能である。また、前記
ワイヤ張力調整器４と昇降軸８の中心線との中間位置及
びワイヤ張力調整器５と昇降軸８の中心線との中間位置
には、各ワイヤ６にそれぞれ独立に電流を供給する電極
１３、１４が各ワイヤ６に当接して設けられている。こ
れらの電極１３、１４と送りテーブル１０とは図示しな
い電流制御回路を介して接続され、各電流制御回路は図
示しない中央制御回路に接続されている。電極１３また
は電極１４に供給される電流値は中央制御回路によって
制御される。
れ、昇降装置７によって上下動する昇降軸８は容器本体
１ａの底部を貫通して内部に至っている。この昇降軸８
の上端に昇降テーブル９が取着され、昇降テーブル９の
上にはワイヤ６と直交する方向に水平移動が可能な送り
テーブル１０が取着されている。前記送りテーブル１０
上にスライスベース１１を介して固定された半導体結晶
棒１２は、昇降テーブル９と送りテーブル１０とによっ
て垂直方向及び水平方向に移動可能である。また、前記
ワイヤ張力調整器４と昇降軸８の中心線との中間位置及
びワイヤ張力調整器５と昇降軸８の中心線との中間位置
には、各ワイヤ６にそれぞれ独立に電流を供給する電極
１３、１４が各ワイヤ６に当接して設けられている。こ
れらの電極１３、１４と送りテーブル１０とは図示しな
い電流制御回路を介して接続され、各電流制御回路は図
示しない中央制御回路に接続されている。電極１３また
は電極１４に供給される電流値は中央制御回路によって
制御される。
【００１２】容器本体１ａの底部には、容器本体１ａに
注入した高絶縁性オイル１５を加熱するヒータ１６が設
けられている。密閉容器１の外部には、高絶縁性オイル
を貯留する油タンク１７と不活性ガスを貯留するボンベ
１８とが設置されている。前記油タンク１７は管路１
９、２０を介して容器本体１ａに接続し、管路１９また
は管路２０の任意の位置に濾過装置（図示せず）が設け
られている。容器本体１ａは管路２１を介してボンベ１
８に接続され、管路２２を介して廃棄ガス用タンク（図
示せず）に接続されている。ボンベ１８内の不活性ガス
は、ＣＺ法もしくはＦＺ法による半導体単結晶製造装置
で使用済みのアルゴン等を再利用すればよく、高純度の
不活性ガスを必要としない。
注入した高絶縁性オイル１５を加熱するヒータ１６が設
けられている。密閉容器１の外部には、高絶縁性オイル
を貯留する油タンク１７と不活性ガスを貯留するボンベ
１８とが設置されている。前記油タンク１７は管路１
９、２０を介して容器本体１ａに接続し、管路１９また
は管路２０の任意の位置に濾過装置（図示せず）が設け
られている。容器本体１ａは管路２１を介してボンベ１
８に接続され、管路２２を介して廃棄ガス用タンク（図
示せず）に接続されている。ボンベ１８内の不活性ガス
は、ＣＺ法もしくはＦＺ法による半導体単結晶製造装置
で使用済みのアルゴン等を再利用すればよく、高純度の
不活性ガスを必要としない。
【００１３】上記半導体結晶棒切断装置を用いた半導体
結晶棒の切断方法について説明する。まず、切断対象の
半導体結晶棒１２にスライスベース１１を貼着する。ス
ライスベース１１は平板または上面に円弧状の凹面を備
えた板で、カーボンからなる。スライスベース１１は、
オリフラを有する半導体結晶棒の場合はオリフラに、オ
リフラを設けていない場合は結晶方位に基づいて半導体
結晶棒の外周面の所定位置に貼着する。
結晶棒の切断方法について説明する。まず、切断対象の
半導体結晶棒１２にスライスベース１１を貼着する。ス
ライスベース１１は平板または上面に円弧状の凹面を備
えた板で、カーボンからなる。スライスベース１１は、
オリフラを有する半導体結晶棒の場合はオリフラに、オ
リフラを設けていない場合は結晶方位に基づいて半導体
結晶棒の外周面の所定位置に貼着する。
【００１４】次に、昇降装置７を駆動して昇降テーブル
９を最低位置に下降させ、半導体結晶棒１２を貼着した
スライスベース１１を送りテーブル１０上に固定する。
このとき、半導体結晶棒１２の軸心がワイヤ６の中心線
に対して直交するように固定するが、結晶方位によって
は半導体結晶棒１２の軸心をワイヤ６の中心線に直交さ
せないこともある。半導体結晶棒１２をスライスベース
１１とともに送りテーブル１０上に固定した後、容器本
体１ａ内に油タンク１７から高絶縁性オイル１５を注入
する。高絶縁性オイル１５は、半導体結晶棒１２が最高
位置まで上昇したとき液面から露出しない位置まで注入
するものとする。その後、容器本体１ａにカバー１ｂを
取り付けて密閉する。
９を最低位置に下降させ、半導体結晶棒１２を貼着した
スライスベース１１を送りテーブル１０上に固定する。
このとき、半導体結晶棒１２の軸心がワイヤ６の中心線
に対して直交するように固定するが、結晶方位によって
は半導体結晶棒１２の軸心をワイヤ６の中心線に直交さ
せないこともある。半導体結晶棒１２をスライスベース
１１とともに送りテーブル１０上に固定した後、容器本
体１ａ内に油タンク１７から高絶縁性オイル１５を注入
する。高絶縁性オイル１５は、半導体結晶棒１２が最高
位置まで上昇したとき液面から露出しない位置まで注入
するものとする。その後、容器本体１ａにカバー１ｂを
取り付けて密閉する。
【００１５】切断する半導体結晶棒の抵抗率が１Ω・ｃ
ｍを超える場合、常温では半導体結晶棒とワイヤとの間
に切断に十分な電流を流すことができない。そこで、半
導体結晶棒を加熱して抵抗率を下げた状態で切断する。
半導体結晶棒１２の加熱に先立ち、密閉容器１に注入し
た高絶縁性オイル１５の上方に形成された空間に、ボン
ベ１８から管路２１を介して不活性ガスを注入する。前
記空間に存在する空気は管路２２から排出され、排出終
了後管路２２を閉鎖する。密閉容器１内の空間に不活性
ガスを充填した後、ヒータ１６により高絶縁性オイル１
５を加熱して１５０℃以上に保持する。
ｍを超える場合、常温では半導体結晶棒とワイヤとの間
に切断に十分な電流を流すことができない。そこで、半
導体結晶棒を加熱して抵抗率を下げた状態で切断する。
半導体結晶棒１２の加熱に先立ち、密閉容器１に注入し
た高絶縁性オイル１５の上方に形成された空間に、ボン
ベ１８から管路２１を介して不活性ガスを注入する。前
記空間に存在する空気は管路２２から排出され、排出終
了後管路２２を閉鎖する。密閉容器１内の空間に不活性
ガスを充填した後、ヒータ１６により高絶縁性オイル１
５を加熱して１５０℃以上に保持する。
【００１６】半導体結晶棒１１の切断に当たり、ワイヤ
供給・巻き上げ器３に連結されたモータ（図示せず）を
駆動し、ワイヤ供給・巻き上げ器２に巻き付けられた複
数本のワイヤ６をワイヤ張力調整器４、５を介してワイ
ヤ供給・巻き上げ器３に巻き取る。これと同時に電極１
３に所定の電流値で通電し、昇降装置７を駆動して昇降
テーブル９を徐々に上昇させる。これにより、半導体結
晶棒１２がワイヤ６に近接して半導体結晶棒１２とワイ
ヤ６との間で放電が起こり、半導体結晶棒１２が切断さ
れる。加熱により半導体結晶棒１２の抵抗率が低下して
いるため、工業的に必要な切断速度を得ることができ
る。
供給・巻き上げ器３に連結されたモータ（図示せず）を
駆動し、ワイヤ供給・巻き上げ器２に巻き付けられた複
数本のワイヤ６をワイヤ張力調整器４、５を介してワイ
ヤ供給・巻き上げ器３に巻き取る。これと同時に電極１
３に所定の電流値で通電し、昇降装置７を駆動して昇降
テーブル９を徐々に上昇させる。これにより、半導体結
晶棒１２がワイヤ６に近接して半導体結晶棒１２とワイ
ヤ６との間で放電が起こり、半導体結晶棒１２が切断さ
れる。加熱により半導体結晶棒１２の抵抗率が低下して
いるため、工業的に必要な切断速度を得ることができ
る。
【００１７】そして、スライスベース１１の厚さのなか
ばまで切断した後、昇降テーブル９とともに半導体結晶
棒１２を下降させ、送りテーブル１０を駆動して半導体
結晶棒１２を所定のスライス寸法だけ水平移動させた
後、次の切断作業に入る。スライスベース１１の厚さの
なかばまで切断することにより、半導体結晶棒１２の切
り終わり部分の欠損が防止される。なお、ワイヤ６の大
部分がワイヤ供給・巻き上げ器３に巻き取られた場合
は、ワイヤ供給・巻き上げ器２に連結されたモータ（図
示せず）を駆動し、ワイヤ供給・巻き上げ器３に巻き付
けられた複数本のワイヤ６をワイヤ張力調整器５、４を
介してワイヤ供給・巻き上げ器２に巻き取りつつ切断を
行う。この場合は電極１４に通電する。
ばまで切断した後、昇降テーブル９とともに半導体結晶
棒１２を下降させ、送りテーブル１０を駆動して半導体
結晶棒１２を所定のスライス寸法だけ水平移動させた
後、次の切断作業に入る。スライスベース１１の厚さの
なかばまで切断することにより、半導体結晶棒１２の切
り終わり部分の欠損が防止される。なお、ワイヤ６の大
部分がワイヤ供給・巻き上げ器３に巻き取られた場合
は、ワイヤ供給・巻き上げ器２に連結されたモータ（図
示せず）を駆動し、ワイヤ供給・巻き上げ器３に巻き付
けられた複数本のワイヤ６をワイヤ張力調整器５、４を
介してワイヤ供給・巻き上げ器２に巻き取りつつ切断を
行う。この場合は電極１４に通電する。
【００１８】所定の切断が終了したら、昇降テーブル９
とともに半導体結晶棒１２を下降させるとともに、ヒー
タ１６への通電を停止し、高絶縁性オイル１５を冷却す
る。次いで、管路２２を介して不活性ガスを図示しない
廃棄ガス用タンクに排出し、管路２０を介して高絶縁性
オイル１５を油タンク１７に戻す。その後、カバー１ｂ
を外し、半導体結晶棒１２とスライスベース１１とを取
り出す。最後に、スライスされた半導体ウェーハをスラ
イスベース１１から分離する。
とともに半導体結晶棒１２を下降させるとともに、ヒー
タ１６への通電を停止し、高絶縁性オイル１５を冷却す
る。次いで、管路２２を介して不活性ガスを図示しない
廃棄ガス用タンクに排出し、管路２０を介して高絶縁性
オイル１５を油タンク１７に戻す。その後、カバー１ｂ
を外し、半導体結晶棒１２とスライスベース１１とを取
り出す。最後に、スライスされた半導体ウェーハをスラ
イスベース１１から分離する。
【００１９】切断する半導体結晶棒の抵抗率が１Ω・ｃ
ｍ以下の場合は、半導体結晶棒を加熱しなくてもワイヤ
との間に切断に十分な電流を流すことができる。従っ
て、半導体結晶棒１２をスライスベース１１とともに送
りテーブル１０上に固定した後、容器本体１ａ内に高絶
縁性オイル１５を注入し、容器本体１ａにカバー１ｂを
取り付けて密閉したら直ちに切断を開始する。切断手順
は抵抗率が１Ω・ｃｍを超える半導体結晶棒の場合と同
一である。カバー１ｂを取り付けず、容器本体１ａの上
面を開放して切断してもよい。
ｍ以下の場合は、半導体結晶棒を加熱しなくてもワイヤ
との間に切断に十分な電流を流すことができる。従っ
て、半導体結晶棒１２をスライスベース１１とともに送
りテーブル１０上に固定した後、容器本体１ａ内に高絶
縁性オイル１５を注入し、容器本体１ａにカバー１ｂを
取り付けて密閉したら直ちに切断を開始する。切断手順
は抵抗率が１Ω・ｃｍを超える半導体結晶棒の場合と同
一である。カバー１ｂを取り付けず、容器本体１ａの上
面を開放して切断してもよい。
【００２０】本実施例では絶縁流体として高絶縁性オイ
ルを使用したが、これに限るものではなく、半導体結晶
棒の抵抗率が１Ω・ｃｍ以下の場合は密閉容器１内に乾
燥空気、アルゴン等の不活性ガスを充填してもよい。不
活性ガス中で切断した場合には、切断時の酸化膜の形成
が少なくなり、変色も極めて少なくなり、極く表層部の
みに汚染がとどめることができる。
ルを使用したが、これに限るものではなく、半導体結晶
棒の抵抗率が１Ω・ｃｍ以下の場合は密閉容器１内に乾
燥空気、アルゴン等の不活性ガスを充填してもよい。不
活性ガス中で切断した場合には、切断時の酸化膜の形成
が少なくなり、変色も極めて少なくなり、極く表層部の
みに汚染がとどめることができる。
【００２１】本発明の切断方法を用いて抵抗率が１Ω・
ｃｍ以下の半導体結晶棒を切断する場合、その切断速度
は約３０ｍｍ／分である。切断時に砥粒を使用しないた
め、カーフロスはワイヤソーの場合より少ない。また、
本発明の切断方法を用いて得られたウェーハの切断面に
対して２次イオン質量分析計で不純物分析を行った結
果、外周面から０．４μｍ以上の深さではＣｕが検出さ
れなかった。
ｃｍ以下の半導体結晶棒を切断する場合、その切断速度
は約３０ｍｍ／分である。切断時に砥粒を使用しないた
め、カーフロスはワイヤソーの場合より少ない。また、
本発明の切断方法を用いて得られたウェーハの切断面に
対して２次イオン質量分析計で不純物分析を行った結
果、外周面から０．４μｍ以上の深さではＣｕが検出さ
れなかった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
結晶シリコンインゴットをはじめとする各種半導体結晶
棒の切断に放電加工技術を利用したので、これらの半導
体結晶棒を迅速、かつ、安価に切断することができる。
特に、放電による切断が困難な抵抗率の高い半導体結晶
棒の切断に際しては、半導体結晶棒を浸漬する高絶縁性
オイルの上方に形成される空間に不活性ガスを充填した
上、高絶縁性オイルを加熱し、半導体結晶棒の抵抗率を
下げた状態で切断することにしたので、切断が容易にな
るとともに、高絶縁性オイルの着火、燃焼が防止され
る。更に、前記不活性ガスは使用済みのガスを再利用す
るため、切断コストの低減が可能である。
結晶シリコンインゴットをはじめとする各種半導体結晶
棒の切断に放電加工技術を利用したので、これらの半導
体結晶棒を迅速、かつ、安価に切断することができる。
特に、放電による切断が困難な抵抗率の高い半導体結晶
棒の切断に際しては、半導体結晶棒を浸漬する高絶縁性
オイルの上方に形成される空間に不活性ガスを充填した
上、高絶縁性オイルを加熱し、半導体結晶棒の抵抗率を
下げた状態で切断することにしたので、切断が容易にな
るとともに、高絶縁性オイルの着火、燃焼が防止され
る。更に、前記不活性ガスは使用済みのガスを再利用す
るため、切断コストの低減が可能である。
【図１】半導体結晶棒切断装置の概略構成を示す模式的
縦断面図である。
縦断面図である。
１…密閉容器、２，３…ワイヤ供給・巻き上げ器、４，
５…ワイヤ張力調整器、６…ワイヤ、７…昇降装置、９
…昇降テーブル、１０…送りテーブル、１２…半導体結
晶棒、１３，１４…電極、１５…高絶縁性オイル、１６
…ヒータ、１７…油タンク、１８…ボンベ。
５…ワイヤ張力調整器、６…ワイヤ、７…昇降装置、９
…昇降テーブル、１０…送りテーブル、１２…半導体結
晶棒、１３，１４…電極、１５…高絶縁性オイル、１６
…ヒータ、１７…油タンク、１８…ボンベ。
Claims (5)
- 【請求項１】 平行に張架した複数本のワイヤと、これ
らのワイヤの中心線方向に沿って連続的にワイヤを移動
させる手段と、前記ワイヤに電流を供給する手段と、前
記ワイヤ及び切断対象の半導体結晶棒を浸漬する高絶縁
性オイルの加熱手段と、前記半導体結晶棒を保持して垂
直方向及び水平方向に移動させる手段と、これらの手段
を収納する密閉容器と、前記密閉容器に注入した高絶縁
性オイルの上方に形成される空間に充填する不活性ガス
の供給ならびに排出手段と、高絶縁性オイルの供給なら
びに排出手段とを備えていることを特徴とする半導体結
晶棒切断装置。 - 【請求項２】 張架されたワイヤに電流を供給し、通電
することにより半導体結晶棒を放電切断することを特徴
とする半導体結晶棒切断方法。 - 【請求項３】 半導体結晶棒を室温以上に加温し切断す
ることを特徴とする請求項２記載の半導体結晶棒切断方
法。 - 【請求項４】 不活性ガス雰囲気中で切断することを特
徴とする請求項２あるいは請求項３記載の半導体結晶棒
切断方法。 - 【請求項５】 密閉容器に注入した高絶縁性オイルの上
方空間に、不活性ガスを充填し、高絶縁性オイルに浸漬
したワイヤと半導体結晶棒との間で放電させて半導体結
晶棒を切断する切断方法であって、前記高絶縁性オイル
を加熱してその温度を１５０℃以上に保持し、半導体結
晶棒の抵抗率を低下させた状態で切断することを特徴と
する請求項２から請求項４記載のいずれかの半導体結晶
棒切断方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9028262A JPH10217036A (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 半導体結晶棒の切断装置及び切断方法 |
| TW086115819A TW365688B (en) | 1997-01-29 | 1997-10-24 | Device and method of cutting semiconductor crystal bars |
| US09/015,245 US6006737A (en) | 1997-01-29 | 1998-01-29 | Device and method for cutting semiconductor-crystal bars |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9028262A JPH10217036A (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 半導体結晶棒の切断装置及び切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10217036A true JPH10217036A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=12243670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9028262A Pending JPH10217036A (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 半導体結晶棒の切断装置及び切断方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6006737A (ja) |
| JP (1) | JPH10217036A (ja) |
| TW (1) | TW365688B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1097782A1 (en) * | 1999-01-20 | 2001-05-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Wire saw and cutting method |
| WO2020202570A1 (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | 三菱電機株式会社 | ワイヤ放電加工機 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19841492A1 (de) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem sprödharten Werkstück |
| JP3256503B2 (ja) | 1998-11-05 | 2002-02-12 | 日本碍子株式会社 | セラミック生素地製品の切断装置 |
| US6387653B1 (en) * | 1999-04-09 | 2002-05-14 | Culterra, Llc | Apparatus and method for automatically producing tissue slides |
| JP4049973B2 (ja) | 1999-07-26 | 2008-02-20 | 日本碍子株式会社 | セラミックハニカム成形体の切断方法 |
| US6837778B2 (en) * | 2000-11-24 | 2005-01-04 | Neomax Co., Ltd | Method for cutting rare earth alloy, method for manufacturing rare earth magnet, and wire-saw machine |
| US6945242B2 (en) * | 2001-10-17 | 2005-09-20 | Neomax Co., Ltd. | Cutting method using wire saw, wire saw device, and method of manufacturing rare-earth magnet |
| EP2343155B1 (en) * | 2003-10-27 | 2014-08-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Multi-wire saw |
| JP4791306B2 (ja) * | 2006-09-22 | 2011-10-12 | 信越半導体株式会社 | 切断方法 |
| JP4965949B2 (ja) * | 2006-09-22 | 2012-07-04 | 信越半導体株式会社 | 切断方法 |
| US20100187203A1 (en) * | 2007-01-25 | 2010-07-29 | University Of Utah Research Foundation | Multi-wire electron discharge machine |
| JP4816511B2 (ja) * | 2007-03-06 | 2011-11-16 | 信越半導体株式会社 | 切断方法およびワイヤソー装置 |
| JP5003294B2 (ja) | 2007-06-08 | 2012-08-15 | 信越半導体株式会社 | 切断方法 |
| TWI377102B (en) * | 2009-11-18 | 2012-11-21 | Ind Tech Res Inst | Wire cut electrical discharge machine |
| KR101279681B1 (ko) * | 2010-09-29 | 2013-06-27 | 주식회사 엘지실트론 | 단결정 잉곳 절단장치 |
| KR20120037576A (ko) * | 2010-10-12 | 2012-04-20 | 주식회사 엘지실트론 | 단결정 잉곳 절단장치 및 단결정 잉곳 절단방법 |
| TW201226087A (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-01 | Micron Diamond Wire & Equipment Co Ltd | Cutting and cooling device of diamond wire |
| CN104493982A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 南京铭品机械制造有限公司 | 一种数控丝锯加工机 |
| CN106975806B (zh) * | 2017-05-05 | 2019-08-02 | 苏州三光科技股份有限公司 | 电火花成形机自动升降油槽装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2673544B2 (ja) * | 1988-06-14 | 1997-11-05 | 株式会社日平トヤマ | 脆性材料の切断方法 |
| JP2516717B2 (ja) * | 1991-11-29 | 1996-07-24 | 信越半導体株式会社 | ワイヤソ―及びその切断方法 |
| RU2034698C1 (ru) * | 1992-11-12 | 1995-05-10 | Исаак Маркович Френкель | Способ резания древесины и инструмент для его осуществления |
-
1997
- 1997-01-29 JP JP9028262A patent/JPH10217036A/ja active Pending
- 1997-10-24 TW TW086115819A patent/TW365688B/zh active
-
1998
- 1998-01-29 US US09/015,245 patent/US6006737A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP1097782A1 (en) * | 1999-01-20 | 2001-05-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Wire saw and cutting method |
| EP1097782A4 (en) * | 1999-01-20 | 2005-05-18 | Shinetsu Handotai Kk | HELICOIDAL WIRE AND CUTTING METHOD |
| WO2020202570A1 (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | 三菱電機株式会社 | ワイヤ放電加工機 |
| TWI720838B (zh) * | 2019-04-05 | 2021-03-01 | 日商三菱電機股份有限公司 | 線放電加工機 |
| US11534846B2 (en) | 2019-04-05 | 2022-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Wire electrical discharge machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6006737A (en) | 1999-12-28 |
| TW365688B (en) | 1999-08-01 |
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