JPH10337725A - Method for cutting hard brittle material and semiconductor silicon wafer - Google Patents

Method for cutting hard brittle material and semiconductor silicon wafer

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JPH10337725A
JPH10337725A JP16341797A JP16341797A JPH10337725A JP H10337725 A JPH10337725 A JP H10337725A JP 16341797 A JP16341797 A JP 16341797A JP 16341797 A JP16341797 A JP 16341797A JP H10337725 A JPH10337725 A JP H10337725A
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JP
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cutting
cut
hard
wire
ingot
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Application number
JP16341797A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Hirabayashi
Kazuo Shigenobu
Shuzo Takahashi
俊彦 平林
和男 重信
修三 高橋
Original Assignee
Kiyokuei Kenma Kako Kk
Nitomatsuku Ii R Kk
Toransapooto:Kk
ニトマック・イーアール株式会社
旭栄研磨加工株式会社
有限会社トランサポート
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high strength and smoothness simultaneously with cutting by again bringing a cutting means into contact with a cut surface once cut of a hard brittle material, and smoothening a cutter blade pattern of projections and recesses on the cut surface.
SOLUTION: An ingot 1 to be cut is fixed to a fixed stand 2 by wax, and then a horizontal support plate 6 is moved down to a predetermined position immediately before the ingot 1 is brought into contact with a wire 12. Here, a radius of the ingot 1 to be cut 13 inputted, a wire driving motor 11 is driven so that its moving speed is set to constant, tension is set constantly, and a designating angle of an oscillation is designated to an oscillating rotary encoder 5 to control the oscillation. And, the plate 6 is moved down by using a vertically moving rotary encoder 9, and cutting is started. The wire 12 is again disposed at a cut surface having a cutting blade pattern as already cut by oscillating, protrusions of the blade pattern of projections and recesses on the cut surface are polished to remarkably reduce the projections and recesses of the wafer surface.
COPYRIGHT: (C)1998,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体用シリコンや石英、ガラス、セラミックス等の硬脆材料、特にはこれら硬脆材料のインゴット等を切断する切断方法および前記切断方法により得られる硬脆材料ディスクに関する。 The present invention relates to the brittle obtained by cutting method and the cutting method for cutting a semiconductor silicon, quartz, glass, hard and brittle materials such as ceramics, particularly the ingots of hard and brittle materials materials on the disk.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、半導体用シリコンや石英、ガラス、セラミックス等の硬脆材料、特にはこれら硬脆材料のインゴット等を切断する切断方法としては、主に円盤状の内周に研磨刃を設けた内周刃を高速回転させて硬脆材料を切断する内周刃スライサーを用いる方法や複数列に張ったワイヤ表面に切削油剤と遊離砥粒を混合したスラリーを供給し、硬脆材料を前記ワイヤに押しつけながら切り込むマルチワイヤーソーを用いる方法等が用いられている。 Conventionally, semiconductor silicon, quartz, glass, hard and brittle materials such as ceramics, the cutting method particularly for cutting an ingot such as of hard and brittle materials, mainly a polishing blade inner circumferential discoid inner peripheral edge provided with a supply speed rotation is allowed and mixing method and the cutting fluid to the wire surface strung in a plurality of rows of loose abrasive grains used an inner diameter blade slicer to cut the hard brittle material slurry, a hard and brittle materials the method of using a multi-wire saw to cut while pressing the wire is used.

【0003】これら上記した両切断方式において、マルチワイヤーソー方式においては、移動する多数の列に張られたワイヤに硬脆材料のインゴットを押しつけて切断するため、切断面状に図9(a)に示されるように、並列する直線的な切断刃紋が形成されるため、これら刃紋が直線的であることから切断される硬脆材料の劈開面と前記の刃紋の向きが一致し易く、よって該刃紋に沿って硬脆材料が破砕しやすい。 [0003] In both of these cutting methods described above, in the multi-wire saw method, to cut against the ingot many Katamoro material tensioned wire on the column to move, the cut surface shape in FIG. 9 (a) as shown in, for straight cutting blade crest in parallel are formed, easy cleavage plane and the orientation of the blade crest of hard and brittle materials to be cut are matched since these blade crest is linear and thus hard and brittle material is liable to fracture along the cutting edge crest.

【0004】また、前記内周刃スライサー方式では、硬脆材料のインゴット下端を該インゴット径より大きな径を有する内周刃により切断するため、切断面状に図9 [0004] In the inner peripheral blade slicer method, for cutting the inner peripheral edge having a larger diameter than the ingot diameter ingot lower end of the hard and brittle materials, figure cut surface shape 9
(b)に示されるように、切断波紋が内周刃の曲率に一致した曲率を有することから、切断される硬脆材料の劈開面と前記の波紋の向きが一致することが少なく、前記マルチワイヤーソー方式による硬脆材料ディスクに比較して高い強度を有している。 As shown in (b), since it has a curvature cutting ripples matches the curvature of the inner diameter saw, cleavage plane and the orientation of the ripples of the hard and brittle material to be cut is small to be consistent, the multi It has a higher strength than the hard and brittle materials disk by a wire saw method.

【0005】しかしながら、近年、半導体の高集積化、 [0005] However, in recent years, semiconductor of high integration,
液晶等の各デバイス大型化および低コスト化の要求に伴い、これら半導体や電子部品等に使用される半導体用シリコンや石英、ガラス、セラミックス等の硬脆材料から成る円盤状ディスク(ウェハ)等の大型化が急速に進んでおり、これら大型化によって前記硬脆材料から切断されたウェハ等が、切断時並びにその取りだし等の取扱時や搬送時および後工程のポリッシング加工等において、 Along with the request of each device size and cost of the liquid crystal or the like, a semiconductor silicon or quartz are used in these semiconductor and electronic parts, etc., glass, disc-shaped disc (wafer) made of hard and brittle materials such as ceramics, such as size are rapidly, wafer or the like cut from the hard and brittle material by these upsizing, in polishing process or the like during cutting and handling or during transport and during post-processes such as extraction thereof,
前記切断面の凹凸ラインである刃紋に沿って破砕しやすいという強度不足の問題点が顕著化してきている。 The problem of insufficient strength of easy fracture along the blade crest an uneven line of the cut surface are becoming conspicuous.

【0006】また、前記した切断面上の刃紋は表面の凹凸ラインであり、これらの凹凸は、特に半導体シリコン等において、後工程であるポリッシングにより取り除かれてラッピングにより鏡面加工されることにより、ウェハの強度が向上することが知られている。 Further, blade crest on the cut surface described above is uneven lines on the surface, these irregularities, especially in the semiconductor such as silicon, by being mirror-finished by lapping is removed by polishing a subsequent step, the strength of the wafer is known to be improved.

【0007】しかし、近年の低コスト化の要求に伴い前記ポリッシング工程を省いて直接ラッピング加工する試みがなされているが、前記の刃紋による凹凸を有する硬脆材料ディスクを直接ラッピング加工すると、ラッピング加工における高い圧力により硬脆材料ディスクがその強度不足により破砕したり、反りを生じてしまうなどの問題も発生することがある。 However, if it is a recent attempt to directly lapped by omitting the polishing step with a demand for cost reduction has been made, directly lapping a hard and brittle material disc having irregularities by the blade crest, wrapping hard and brittle materials disk by higher pressure in the processing or disrupted by the lack of strength, a problem such as accidentally warped may occur.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明は切り出し時においても十分な強度を有する程度に平滑性を有する硬脆材料ディスク(特に半導体シリコンウェハ)を提供するとともに、そのような硬脆材料ディスクの切断方法を提供することを目的とする。 Thus [0007], with the present invention provides a hard and brittle material disc having a smoothness (in particular a semiconductor silicon wafer) to the extent that has sufficient strength even when cut, such hard and brittle materials and to provide a method of cutting disks.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決するために、本発明の硬脆材料の切断方法は、硬脆材料の一度切断された切断面に、再度切断手段を当接させ、切断面上の凹凸である刃紋を平滑化させることを特徴としている。 In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The hard and brittle material cutting method of the present invention, once cut the cut surface of the brittle material, it is brought into contact again cutting means, the cutting is characterized in that to smooth the blade crest is uneven on the surface. この特徴によれば、切断により形成される刃紋の凸部に再度切断手段が当接することで前記刃紋の凹凸が平均化され、よって高い強度と平滑性を兼ね備えた硬脆材料ディスクを切断と同時に得ることができる。 According to this feature, the unevenness of the blade crest by again cutting means on the convex portion of the blade crest formed by cutting contact is averaged, thus cutting high strength and Katamoro material disc combines smoothness At the same time it is possible to obtain.

【0010】本発明の硬脆材料の切断方法は、前記切断手段がワイヤーソーであり、前記硬脆材料と前記ワイヤとの間に相対的揺動を与えながら切断することが好ましい。 [0010] The method for cutting hard and brittle materials of the present invention, the cutting means is a wire saw, it is preferable to cut while providing relative swinging between the wire and the hard and brittle material. このようにすれば、刃紋が形成された切断面に、ワイヤと切断される硬脆材料とを相対揺動させることにより、刃紋が形成された切断面に繰り返しワイヤが凸部を横切り(遊離砥粒を利用したものでは、砥粒がワイヤと刃紋凸部の間に介在して)、該凸部が研磨され、この研磨作用が切断面の凹凸を平均化して、平滑性の高い切断面となる。 Thus, the cut surface blade crest is formed by relatively swinging the hard and brittle material to be cut with the wire, repeatedly cut surface blade crest is formed wire across the protrusions ( the utilizes the free abrasive grains, the abrasive grains are interposed between the wire and the blade crest convex), the convex portion is polished, the polishing action by averaging the unevenness of the cut surface, highly smooth the cut surface.

【0011】本発明の硬脆材料の切断方法は、前記揺動が振り子揺動であり、揺動中心となす揺動角度が、前記硬脆材料が常時ワイヤに接触するほぼ最大値をとるように制御されていることが好ましい。 [0011] The method for cutting hard and brittle materials of the present invention, the swing is pendulum swing, swing angle between the swing center, to take substantially maximum value the hard and brittle material contacts always wire it is preferably controlled to. このようにすることで、被切断物である硬脆材料インゴットがワイヤより離れて加工されない時間を効果的に少なくでき、効率良く切断加工を実施することができる。 By doing so, it is possible to hard and brittle materials ingot is object to be cut can be effectively less time not processed away from the wires, to implement efficient cutting.

【0012】本発明の硬脆材料の切断方法は、前記揺動角度が切り込み距離に基づいて随時可変に制御されていることが好ましい。 [0012] The method for cutting hard and brittle materials of the present invention preferably are needed variably controlled based on the distance cuts the swing angle. このようにすることで、切り込み距離のみを検出するだけで、前記硬脆材料が常時ワイヤに接触するほぼ最大値となる揺動角度を容易に計算により求めることができ、揺動角度の制御を簡便にかつ精度良く実施することができる。 In this way, the cut only only detect the distance, the swing angle of the hard and brittle material becomes substantially maximum value that is in contact at all times the wire can be obtained by easily calculated, the control of the swing angle it can be carried out easily and accurately.

【0013】本発明の硬脆材料の切断方法は、前記切断手段が、円盤内周に研磨刃を有し、この研磨刃に硬脆材料を当接させて切断する内周刃スライサーであり、切断平面上において、切断の進行方向に対して所定の相対角度方向に前記硬脆材料と前記内周刃スライサーとの間に相対移動を与えながら切断することが好ましい。 [0013] Brittle materials cutting method of the present invention, the cutting means includes a grinding blade inner periphery disc, a inner blade slicer for cutting is brought into contact with Katamoro material to the grinding blade, in the cutting plane, it is preferable to cut while providing relative movement between the predetermined relative angular orientation to the inner peripheral diameter slicer and the hard and brittle materials with respect to the traveling direction of the cut. このようにすることで、切断によって形成された刃紋の凸部に、研磨刃が前記刃紋とは異なる角度にて繰り返し当接することになり、前記刃紋の凸部が研磨されて平均化されることから、高い平滑性を有する切断面とすることができる。 In this way, the protruding portion of the blade crest formed by the cutting, grinding blade is to abut repeated at a different angle than the blade crest, averaging protrusion of the blade crest is polished from being may be a cut surface having high smoothness.

【0014】本発明の半導体シリコンウェハは、インゴットから切断手段によって切り出される半導体シリコンウェハであり、その切断表面が、多数の互いに交差する切断刃紋を有してなることを特徴としている。 [0014] Semiconductor silicon wafers of the present invention is a semiconductor silicon wafer cut out by the cutting means from an ingot, the cutting surface, is characterized by comprising a cutting blade crest intersecting multiple mutually. この特徴を有する半導体シリコンウェハは、切断時の刃紋の凹凸が平均化されて高い平滑性と高い強度を有するため、次工程への移行時の破損が少ないばかりか、ポリッシング工程を短縮でき、必要によりポリッシング加工を省略することもできる。 Semiconductor silicon wafer having this feature, since it has a high smoothness and a high strength unevenness of the blade crest is averaged during cutting, not only is less breakage at the time of transition to the next step, can reduce the polishing process, it is also possible to omit the polishing process necessary.

【0015】 [0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained based on the embodiment of the present invention with reference to the drawings.

【0016】(実施形態1)本発明の硬脆材料の切断方法を実施する装置としては、図1に示されるように、従来のワイヤソー装置とほぼ同様の機構を有しているが、 [0016] As an apparatus for implementing the method for cutting a hard brittle material (Embodiment 1) The present invention, as shown in FIG. 1, a conventional wire saw apparatus has substantially the same mechanism,
揺動をさせるための機構として、切断される硬脆材料であるインゴット1が固定スタンド2にワックス等を用いて固定されており、この固定スタンド2を有する揺動台3を揺動軸4を中心に揺動させる前記揺動軸に連結された揺動用ロータリーエンコーダー5を有している。 As a mechanism for causing the swing, the ingot 1 is fixed with wax on the fixed stand 2 is hard and brittle material to be cut, the pivot shaft 4 to swing table 3 with this fixing stand 2 and a swing rotary encoder 5 that is connected to the pivot shaft for pivoting the center.

【0017】前記揺動を行う揺動用ロータリーエンコーダー5は、垂直移動するスライドテーブル7に連結されている水平支持板6に固定されており、前記水平支持板6を垂直移動用ロータリーエンコーダー9により上下させることにより、揺動台3の固定スタンド2に固定されたインゴット1を下方に移動させ、切断用のワイヤ12 The swinging rotary encoder 5 for the swing is fixed to the horizontal support plate 6 which is connected to the slide table 7 for vertical movement up and down by the horizontal support plate 6 vertically moving the rotary encoder 9 by moves the ingot 1, which is fixed to the fixed stand 2 of the oscillating table 3 downward, the wire 12 for cutting
に当接させて切断を実施できるようにされている。 It is to be carried cut is brought into contact with.

【0018】また、前記ワイヤ12はワイヤ駆動モーター11と駆動ベルト13により回転駆動されるガイドロール10により駆動され、前記ワイヤはワイヤが巻かれている2つのリール間を一定速度にて往復移動するようにされている。 Further, the wire 12 is driven by the guide rolls 10 that is rotationally driven by a wire drive motor 11 and drive belt 13, the wire is reciprocated between two reels wire is wound at a constant speed It is way.

【0019】また、前記したワイヤ12は張力等をコントロールするダンサ機構(図示せず)により張力が一定になるようにされており、切断時には研磨砥粒を含んだスラリーがスラリーノズル(図示せず)より吐出するようにされている。 Further, the wire 12 described above is such tension is kept constant by the dancer mechanism to control the tension or the like (not shown), without slurry containing abrasive grains causes the slurry nozzle (shown during the cutting ) it is adapted to eject from.

【0020】また、本実施形態1においては前記揺動用ロータリーエンコーダー5と垂直移動用ロータリーエンコーダー9が制御用コンピューター(図示せず)により制御されている。 Further, a rotary encoder 9 for vertical movement with a rotary encoder 5 for the swing in the first embodiment is controlled by the control computer (not shown).

【0021】以下、本実施形態1における硬脆材料の切断方法の切断動作について説明すると、操作者は切断するインゴット1を前記固定スタンド2にワックス等を用いて固定した後、前記水平支持板6を制御コンピューターから指示して前記インゴット1をワイヤに当接させる直前の所定の位置まで降下させる。 [0021] Hereinafter, explaining the cutting operation of the cutting process of hard and brittle materials in this embodiment 1, after the operator fixed with wax ingot 1 is cut into the fixed stand 2, the horizontal support plate 6 the instructs the control computer lowers to a predetermined position immediately before is brought into contact with the ingot 1 to the wire.

【0022】この段階において操作者は切断されるインゴット1の半径Rを入力するとともに、前記制御コンピューターの切断スタートボタンを押下すると、前記制御コンピューターはその時点での前記揺動用ロータリーエンコーダー5の角度情報および垂直移動用ロータリーエンコーダー9の位置情報をリセットし、前記ワイヤ駆動モーター11を駆動させて移動速度を一定にするるとともに、前記ダンサ機構を調整して張力を一定とした後、 The inputs the radius R of the ingot 1 are the operator cut at this stage, and presses the cutting start button of the control computer, the control computer the angle information of the swinging rotary encoder 5 at that time and resetting the position information of the vertical movement the rotary encoder 9, together with Ruru to the moving speed the wire drive motor 11 is driven at a constant, after the tension constant by adjusting the dancer mechanism,
前記揺動用ロータリーエンコーダー5に揺動の指示角度を指示して揺動を制御し、前記水平支持板6を垂直移動用ロータリーエンコーダー9を用いて降下させて切断を開始する。 Wherein indicates the instruction angle of swing swinging rotary encoder 5 to control swing and starts cutting is lowered with the horizontal supporting plate 6 vertically moving the rotary encoder 9.

【0023】本実施形態1において用いた揺動の角度の制御方法を図3(a)を用いて説明すると、本実施形態1においては、図3(b)に示すように切断距離Mの変化に基づいてその揺動角度θを随時計算により求めて連続的に変化させている。 [0023] illustrating a method for controlling the angle of the swing used in the present embodiment 1 with reference to FIG. 3 (a), in the present embodiment 1, the change in cutting distance M as shown in FIG. 3 (b) is continuously changed by obtained by optionally calculating the swing angle θ based on.

【0024】その揺動角度θの計算方法は、切断距離をM、切断されるインゴット1の半径をR、揺動中心からインゴット1の中心までの距離をLとし、揺動することによってインゴット1がワイヤから離れることなくかつ最大となる揺動角度θは以下の式 [0024] Calculation of the swing angle θ is the cutting distance M, the radius of the ingot 1 is cut R, the distance from the swing center to the center of the ingot 1 is L, the ingot 1 by swinging rocking angle θ to the following formula but to be and the maximum without departing from the wire

【数1】 [Number 1] によって求めることができる。 It can be obtained by.

【0025】その場合の揺動角度θは図3(b)に示すように切断開始時および切断修了時には少なく、揺動中心からインゴット1の外周に接する2直線が成す角度が最大値となる。 [0025] As the swing angle θ of the case less the cutting start and cutting at completion as shown in FIG. 3 (b), the outer periphery 2 linear forms an angle in contact with the ingot 1 from the swing center is maximized.

【0026】上記した本実施形態1にて切断されたインゴット1の切断面は、従来のワイヤソーや内周刃スライサーが面による切断なのに対し、本発明の場合は切断部がインゴット1とワイヤ12が当接する揺動中心の下死点近傍のみであるため、断面に生じる刃紋が図4(a) The cut surface of the ingot 1 is cut by the first embodiment described above, while the cutting conventional wire saw or an inner diameter slicer is caused by the surface, the ingot 1 and the wire 12 is cut portion in the case of the present invention since only near the bottom dead center of the abutting pivot center, is blade crest occurring sectional FIGS. 4 (a)
に示すように並列することのない連続した不均一な曲率を有するものとなり、刃紋が所定の曲率を有するようになることから、従来のワイヤソー方式に比較して得られる硬脆材料ディスクの強度が向上する。 Parallel not become to have a continuous non-uniform curvature of that, since the blade crest comes to have a predetermined curvature, the intensity of the hard and brittle material disks obtained as compared with the conventional wire saw system as shown in There is improved.

【0027】また、本実施形態1における切断時のワイヤ12とインゴット1の位置関係を模式的に図示すると図5のようになり、揺動することによってワイヤ12が既に切断されて刃紋を有する切断面1'に再度配置されることになり、その際に遊離砥粒がワイヤ12と切断面1'との間に介在するために切断面上の凹凸である刃紋の凸部が研磨されることになり、切断によって得られるウェハの表面の凹凸を著しく小さくすることができ、結果的に著しく強度の高いウェハを得ることができる。 Further, the positional relationship between the wire 12 and the ingot 1 during cutting of the embodiment 1 is shown in Figure 5 the illustrated schematically, with a wire 12 is already cut blade crest by swinging 'would be arranged again, free abrasive grains to the wire 12 cut surface 1 when the' cut surface 1 the convex portion of the blade crest is irregularities on the cut surface in order interposed between the is polished becomes Rukoto, unevenness of the surface of the wafer obtained by cutting can significantly reduce, it is possible to obtain a high wafer of resulting in significantly strength.

【0028】つまりは、揺動することにより切断と後工程であるポリッシングの双方の処理を同時に行うようなものであり、得られたウェハを直接ラッピングに供することもできる場合がある。 The clogging is such as to perform processing of both the polishing is cut and the post-process at the same time by swinging, it may also be subjected to lapping the resulting wafer directly.

【0029】また、本実施形態1によれば、複数の切断加工を同時に実施できることから切断能力が高く、内周刃における研磨刃等に比較して使用するワイヤが細いことから切断ロスが少ないという従来のワイヤーソーの特徴をそのままに、高い強度と平滑性を兼ね備えた硬脆材料デイスクを得ることができる。 Further, according to the first embodiment, high cutting capacity because it can be performed a plurality of cutting simultaneously, as the cutting loss since wire used as compared to the polishing blade or the like on the inner peripheral blade thin small intact the characteristics of a conventional wire saw, it is possible to obtain a Katamoro material disc which has both high strength and smoothness.

【0030】また、図5に示すように揺動することにより、切断部であるインゴット1とワイヤ12が当接する揺動中心の下死点近傍以外の部分では、ワイヤ12と切断面との間に間隙が生じることから、この間隙にスラリーを良好に供給することができるようになる。 Further, by swinging, as shown in FIG. 5, the ingot 1 and the partial wire 12 other than the vicinity of the bottom dead center of the pivot center abutting a cutting portion, between the wire 12 and the cut surface consists gap occurs, so it is possible to satisfactorily supply the slurry to the gap.

【0031】また、本実施形態1のように、揺動を行う事により、ワイヤ12とインゴット1が接する部分の長さが、切断中においてほぼ均一とすることができ、ワイヤ12の切断における負荷変動を少なくすることができ、よってワイヤ12の破断やぶれ等を少なくすることができる。 Further, as in the present embodiment 1, by performing swinging, the length of the portion where the wire 12 and the ingot 1 is in contact can be a substantially uniform during cutting, loading in the cutting of the wire 12 it is possible to reduce the variation, thus it is possible to reduce such torn breakage of the wire 12.

【0032】本実施形態1においては、インゴット1を得られるウェハの枚数が最大になるようにワイヤ12の移動方向に対して垂直に配置しているが、使用する硬脆材料において結晶に方向性がある場合等には、垂直ではなく所定の角度をもたせて配置しても良い。 In the present embodiment 1, although the number of wafers obtained ingot 1 is arranged perpendicular to the moving direction of the wire 12 so as to maximize, the direction of crystal in the hard and brittle material used the like if there is, may be arranged imparted a predetermined angle not vertical.

【0033】また、前記揺動中心の位置をインゴット1 Further, the ingot 1 the position of the pivot center
に近付けると、図4(b)に示すように、切断刃紋の平均曲率を大きくすることができるようになるが、揺動角度を大きくする必要があることから、これら揺動中心の位置は、切断されるインゴット1の径Rとの関係から適宜選択し、例えば前記固定スタンド2の厚みなどを用いて調整しても良い。 If close, as shown in FIG. 4 (b), although it is possible to increase the mean curvature of the cutting blade crest, it is necessary to increase the swing angle, the position of the swing centers , appropriately selected from the relationship between the diameter R of the ingot 1 is cut, for example, may be adjusted by using a thickness of the fixing stand 2.

【0034】また、本実施形態1においてはインゴットの形状を一般的な円柱状として例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、角柱状のものであっても問題なく本発明の効果を得ることができる。 Further, although in the present embodiment 1 is exemplified the shape of the ingot as a general cylindrical shape, of the present invention is not limited thereto, the present invention no be of prismatic problems effect can be obtained.

【0035】なお、本実施形態1では、ワイヤと遊離砥粒を用いているが、ダイヤモンドワイヤソー等のワイヤを用いて切断する種々の周知の切断方法が適用できることは言うまでもない。 [0035] In the first embodiment, it is used a wire and loose abrasive grains, can of course be applied a variety of well-known cutting method of cutting using a wire such as a diamond wire saw.

【0036】さらに、本実施形態1においては硬脆材料であるインゴットを揺動させているが、ワイヤを揺動させたり、両者を揺動させることも可能であり、要は相対揺動があれば特別の方法に限定されるものではない。 Furthermore, although to oscillate the ingot is hard and brittle materials in the present embodiment 1, or to oscillate the wire, it is also possible to swing the two, short relative rocking any if the present invention is not limited to a particular method.

【0037】(実施形態2)本発明の硬脆材料の切断方法を実施する装置としては、図6に示されるように、従来の内周刃スライサー装置とほぼ同様の機構を有しているが、切断されるインゴット1を切断面上の切断方向(X軸方向)と垂直な方向(Y軸方向)に移動させるための機構として、X軸方向移動用ロータリーエンコーダー18およびY軸方向移動用ロータリーエンコーダー1 [0037] As Embodiment 2 apparatus for performing the hard and brittle material cutting method of the present invention, as shown in FIG. 6, it has substantially the same mechanism as the conventional inner diameter saw slicer device , as a mechanism for moving the ingot 1 is cut in the cutting direction on the cutting plane (X-axis direction) perpendicular to the direction (Y axis direction), X-axis direction moving the rotary encoder 18 and the Y-axis direction moving rotary encoder 1
7によりXおよびY方向に任意に移動することのできるX軸方向移動テーブル16とY軸方向移動テーブル15 X-axis moving table 16 can be moved to any X and Y directions by 7 and the Y-axis direction moving table 15
が設けられており、前記Y軸方向移動テーブル15に切断される硬脆材料であるインゴット1が固定されており、前記X軸方向移動テーブル16とY軸方向移動テーブル15を搭載したX−Yテーブルベース台19が、垂直移動するスライドテーブル7に連結されている水平支持板6に固定されており、前記水平支持板6を垂直移動用ロータリーエンコーダー9により上下させることにより、前記Y軸方向移動テーブル15に固定されたインゴット1の下端を下方に移動させて、内周刃の切断面より切断する厚み分だけ前記インゴット1の下端を突出させて、前記X軸方向およびY軸方向にインゴット1を任意に移動させながら切断を実施できるようにされている。 Is provided, the Y-axis direction moving the ingot 1 is fixed a hard and brittle material to be cut on the table 15, X-Y equipped with the X-axis direction moving table 16 and the Y-axis direction moving table 15 table base table 19 is fixed to the horizontal support plate 6 which is connected to the slide table 7 for vertical movement, by vertically by the horizontal support plate 6 vertically moving the rotary encoder 9, the Y-axis direction moving the lower end of the ingot 1, which is fixed to the table 15 is moved downward, and the inner circumference by the thickness of the cut from the cutting plane of the blade is projected to the lower end of the ingot 1, the ingot 1 in the X-axis direction and the Y-axis direction the are to be carried out cutting while arbitrarily moving.

【0038】また、前記内周刃は内周刃動用モーター(図示せず)により回転駆動を与えられて、高速回転するようにされているとともに、切断時には切削油剤が吐出ノズル(図示せず)より吐出するようにされている。 Further, the inner peripheral edge is given a rotationally driven by a motor for inner diameter saw motion (not shown), together are adapted to high speed rotation, cutting fluid (not shown) discharge nozzle at the time of cutting It is adapted to further discharge.

【0039】また、本実施形態2においては前記X軸方向移動用ロータリーエンコーダー18とY軸方向移動用ロータリーエンコーダー17および垂直移動用ロータリーエンコーダー9が制御用コンピューター(図示せず) Further, the X-axis direction moving rotary encoder 18 and the Y-axis direction moving the rotary encoder 17 and the vertical movement the rotary encoder 9 are control computer in the second embodiment (not shown)
により制御されている。 It is controlled by.

【0040】以下、本実施形態2における硬脆材料の切断方法の切断動作を図7に基づいて説明すると、操作者は切断するインゴット1をY軸方向移動テーブル15に固定した後、前記水平支持板6を制御コンピューターから指示して前記インゴット1の下端が内周刃の切断面上に位置する所まで降下させる。 [0040] Explaining the operation of cutting method for cutting hard and brittle materials of the second embodiment with reference to FIG. 7, after the operator with a fixed ingot 1 is cut into the Y-axis direction moving table 15, the horizontal support It instructs the plate 6 from the control computer lowers until it is positioned on the cut surface of the inner peripheral blade lower end of the ingot 1.

【0041】この段階において操作者は切断されるインゴット1の半径Rを入力するとともに、前記制御コンピューターの切断スタートボタンを押下すると、前記制御コンピューターは、切断するインゴット1の厚みに相当する分だけ垂直移動用ロータリーエンコーダー9に指示して水平支持板6を降下させるとともに、内周刃の中心にインゴット1の中心が来るようにX軸方向移動テーブル16およびY軸方向移動テーブル15の位置を調整し、前記内周刃駆動モーターを駆動させて内周刃の回転速度を一定にするるとともに、Y軸方向移動用ロータリーエンコーダー17にY軸方向の移動距離を指示し、さらにX軸方向移動用ロータリーエンコーダー18にX軸方向の移動距離および移動速度の指示を行い、切断を開始する。 The inputs the radius R of the ingot 1 are the operator cut at this stage, and presses the cutting start button of the control computer, the control computer, by the amount corresponding to the thickness of the ingot 1 for cutting vertically with lowering the horizontal support plate 6 instructs the moving rotary encoder 9, the center of the inner diameter saw to adjust the position of the X-axis direction moving table 16 and the Y-axis direction moving table 15 in such a manner that the center of the ingot 1 , with Ruru to the rotational speed of the inner diameter saw constant by driving the inner cutter drive motor, and instructs the moving distance in the Y-axis direction in the Y-axis direction moving the rotary encoder 17, further X-axis direction moving rotary the encoder 18 performs an instruction of moving distance and the moving speed of the X-axis direction, to start the cutting.

【0042】本実施形態2において用いたY軸方向の移動距離およびX軸方向の移動距離および移動速度の制御方法を図7を用いて説明すると、本実施形態2においてはインゴット中心からのY軸方向の移動距離を内周刃の半径をL、インゴットの半径をRとすると(LーR)の距離に固定し、この距離を正および負方向に前記インゴット1を反復移動させながら、X軸方向に所定の速度にて移動させて切断を実施している。 [0042] When the Y-axis direction control method for the moving distance and the moving speed of the moving distance and the X-axis direction used in the present embodiment 2 will be described with reference to FIG. 7, the Y-axis from the center of the ingot in the present embodiment 2 the radius of the inner diameter saw the movement distance of the direction L, and the radius of the ingot is fixed to the distance when the R (L over R), while the ingot 1 is reciprocated in the distance the positive and negative directions, X-axis has implemented cut is moved at a predetermined speed in a direction.

【0043】前記X軸方向の移動速度は、本実施形態2 The moving speed of the X-axis direction, the present embodiment 2
では可変としており、切断開始時のインゴット1が内周刃中心付近に位置する場合や、切断終了時付近においては、内周刃とインゴット1が接する部分が少ないことから、X軸方向の移動速度を大きくし、移動距離が内周刃の半径L付近においては、内周刃とインゴット1が接する部分が大きいことから、X軸方向の移動速度を小さくするように制御されており、これらX軸方向の移動速度は使用する内周刃の研磨能力等に依存することから、使用する内周刃の研磨能力に合わせて適宜選択すれば良い。 In has been variable, and if the ingot 1 at the start of cutting is positioned in the vicinity of the inner peripheral cutting edge center, in the vicinity of the time slicing end, since there is little inner peripheral edge and the portions ingot 1 are in contact with the moving speed of the X-axis direction was increased in the vicinity of the radius L of the inner peripheral blade moving distance, since the inner peripheral edge and the portions ingot 1 is in contact large, are controlled so as to reduce the moving speed of the X-axis direction, these X-axis from relying on the inner peripheral edge of the polishing ability, etc., used in the direction of the movement speed may be selected as appropriate depending on the polishing capability of the inner peripheral blade for use.

【0044】上記した本実施形態2にて切断されたインゴット1の切断面を模式的に示したものが図8であり、 [0044] that the cut surface of the ingot 1 is cut by the second embodiment described above is schematically shown a diagram 8,
個々の切断刃紋は図9(b)に示される従来の内周刃スライサーによる刃紋と類似のものとなるが、Y軸方向に反復移動させながら切断を実施することで、一度切断されて刃紋が形成された切断面に、再度内周刃が当接することが可能となり、前記図8の模式図に示すように、複数の刃紋が切断面全面に亘って存在することから、切断面上の凹凸である刃紋の凸部が内周刃先端の研磨刃により、切断面全面にわたって研磨されることになり、切断によって得られるウェハの表面の凹凸を著しく小さくすることができ、結果的に著しく強度の高いウェハを得ることができる。 While individual cutting blade crest becomes similar to blade crest of the conventional inner diameter saw slicer shown in FIG. 9 (b), by carrying out cutting while reciprocated in the Y-axis direction, is once cut the cut surface blade crest is formed, since the inner diameter saw again it is possible to abut, as shown in the schematic diagram of FIG. 8, a plurality of blade crest is present over the cutting surface entire cutting the polishing blade inner diameter saw leading protrusion of blade crest is irregularities on the plane, would be polished over the cut surface entirely, it is possible to significantly reduce the unevenness of the surface of the wafer obtained by cutting, results it is possible to obtain a high wafer having to significantly strength.

【0045】つまりは、Y軸方向に移動することにより切断と後工程であるポリッシングの双方の処理を同時に行うようなものであり、得られたウェハを直接ラッピングに供することもできる場合がある。 The clogging is such as to perform processing of both the polishing is cut and the post-process at the same time by moving the Y-axis direction, it may also be subjected to lapping the resulting wafer directly.

【0046】本実施形態2においては、切断方向であるX軸に対する移動方向を直角の方向としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、直角以外の角度としたり、Y軸方向の正負において異なる角度を用いても良い。 [0046] In the second embodiment, although the moving direction with respect to the X-axis is a cutting direction and perpendicular direction, the present invention is not limited thereto, or an angle other than a right angle, the Y-axis direction it may use different angles in the positive and negative.

【0047】また、本実施形態2においては、インゴット1を移動させているが、内周刃14を移動させたり、 Further, in the present embodiment 2, although moving the ingot 1, or by moving the inner peripheral blade 14,
両者を相対的に移動させることも可能である。 It is also possible to relatively move both.

【0048】さらに、この相対移動は直線はもとより偏心運動等のその他種々の相対移動が可能である。 [0048] Further, the relative movement is linear is capable of other different relative movement of the well eccentric motion, and the like.

【0049】また、本実施形態1においては、インゴット1を得られるウェハの枚数が最大になるように内周刃の切断平面対して垂直に配置しているが、使用する硬脆材料において結晶に方向性がある場合等には、垂直ではなく所定の角度をもたせて配置しても良い。 [0049] Further, in the present embodiment 1, although the number of wafers obtained ingot 1 is arranged vertically for cutting plane of the inner diameter saw to maximize, to the crystal in the hard and brittle material used the cases of directional, may be arranged imparted a predetermined angle not vertical.

【0050】 [0050]

【発明の効果】本発明は以下の効果を奏する。 According to the present invention has the following effects.

【0051】(a)請求項1項の発明によれば、切断により形成される刃紋の凸部に再度切断手段が当接することで前記刃紋の凹凸が平均化され、よって高い強度と平滑性を兼ね備えた硬脆材料ディスクを切断と同時に得ることができる。 [0051] (a) According to the present invention wherein, the unevenness of the blade crest is averaged by again cutting means on the convex portion of the blade crest formed by cutting abuts, thus high strength and smoothness the Katamoro material disc having both sex can be obtained cut simultaneously.

【0052】(b)請求項2項の発明によれば、刃紋が形成された切断面に、ワイヤと切断される硬脆材料とを相対揺動させることにより、刃紋が形成された切断面に繰り返しワイヤが凸部を横切り(遊離砥粒を利用したものでは、砥粒がワイヤと刃紋凸部の間に介在して)、該凸部が研磨され、この研磨作用が切断面の凹凸を平均化して、平滑性の高い切断面となる。 [0052] (b) According to the invention of claim 2, wherein, in the cut surface blade crest is formed by relatively swinging the hard and brittle material to be cut with the wire, cutting blade crest is formed (than those utilizing free abrasive grains, the abrasive grains are interposed between the wire and the blade crest protrusion) repeating the surface wires across the convex portion, convex portion is polished, the polishing action of the cut surface irregularities are averaged, a highly smooth cut surfaces.

【0053】(c)請求項3項の発明によれば、被切断物である硬脆材料インゴットがワイヤより離れて加工されない時間を効果的に少なくでき、効率良く切断加工を実施することができる。 [0053] (c) According to the invention of claim 3, wherein, it is possible to hard and brittle materials ingot is object to be cut is the time which is not processed away from the wire can be effectively reduced, to implement efficiently cutting .

【0054】(d)請求項4項の発明によれば、切り込み距離のみを検出するだけで、前記硬脆材料が常時ワイヤに接触するほぼ最大値となる揺動角度を容易に計算により求めることができ、揺動角度の制御を簡便にかつ精度良く実施することができる。 The (d) The According to the invention of claim 4 wherein, cut distance alone only detected, said hard and brittle material is obtained by easily calculating the swing angle of the substantially maximum value that is in contact at all times the wire can be it can be carried out easily and accurately control the oscillation angle.

【0055】(e)請求項5項の発明によれば、切断によって形成された刃紋の凸部に、研磨刃が前記刃紋とは異なる角度にて繰り返し当接することになり、前記刃紋の凸部が研磨されて平均化されることから、高い平滑性を有する切断面とすることができる。 [0055] (e) According to the invention of claim 5, wherein, the protruding portion of the blade crest formed by the cutting, grinding blade is to abut repeated at a different angle than the blade crest, said blade crest the convex portion of the polishing from being averaged, it is possible to cut surface having high smoothness.

【0056】(f)請求項6項の発明によれば、この特徴を有する半導体シリコンウェハは、切断時の刃紋の凹凸が平均化されて高い平滑性と高い強度を有するため、 [0056] (f) According to the invention of claim 6 wherein, a semiconductor silicon wafer having this feature, since it has a high smoothness and a high strength unevenness of the blade crest during cutting are averaged,
次工程への移行時の破損が少ないばかりか、ポリッシング工程を短縮でき、必要によりポリッシング加工を省略することもできる。 Not only is less corruption during the transition to the next step, can reduce the polishing step, it is also possible to omit the polishing process as required.

【0057】 [0057]

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法の外観斜視図である。 1 is an external perspective view of a cutting method of hard and brittle materials according to the first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法の側面拡大図である。 2 is an enlarged side view of a cutting method of hard and brittle materials according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法の状況を表現する各種パラメーターを示す側面図である。 3 (a) is a side view showing various parameters representing the status of the cutting process of hard and brittle materials according to the first embodiment of the present invention. (b)本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法の切り込み距離と揺動角の関係を示すグラフ図である。 (B) is a graph showing the relationship between the cut distance and the swing angle of the cutting method of hard and brittle materials according to the first embodiment of the present invention.

【図4】(a)本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法による切断刃紋の1例を示す模式図である。 It is a schematic view showing an example of the cutting blade crest by the cutting method of the hard and brittle materials in the first embodiment of FIG. 4 (a) the present invention. (b)本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法による切断刃紋の1例を示す模式図である。 (B) it is a schematic view showing an example of the cutting blade crest by the cutting method of the hard and brittle materials according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法の切断時におけるワイヤと硬脆材料との位置関係を示す模式図である。 5 is a schematic diagram showing the positional relationship between the wire and the Katamoro material at the time of cutting of the cutting process of hard and brittle materials according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態2における硬脆材料の切断方法の外観斜視図である。 6 is an external perspective view of a cutting method of hard and brittle materials according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態2における硬脆材料の切断方法の切断状況を示す上面模式図である。 7 is a schematic top view showing a cutting condition of the cutting process of hard and brittle materials according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態1における硬脆材料の切断方法による切断刃紋の1例を示す模式図である。 8 is a schematic view showing an example of the cutting blade crest by the cutting method of the hard and brittle materials according to the first embodiment of the present invention.

【図9】(a)従来技術であるワイヤソーを用いた硬脆材料の切断方法による切断刃紋を示す模式図である。 Is a 9 (a) schematically shows a cutting blade crest by the cutting method Katamoro material using wire saw is prior art. (b)従来技術である内周刃スライサーを用いた硬脆材料の切断方法による切断刃紋を示す模式図である。 (B) is a schematic view showing a cutting blade crest by the cutting method Katamoro material using an inner diameter saw slicer is prior art.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 硬脆材料(インゴット) 2 固定スタンド 3 揺動台 4 揺動軸 5 揺動用ロータリーエンコーダー 6 水平支持板 7 スライドテーブル 8 スライドレール 9 垂直移動用ロータリーエンコーダー 10 ガイドロール 11 ワイヤ駆動モーター 12 ワイヤ 13 駆動ベルト 14 内周刃 15 Y軸方向移動テーブル 16 X軸方向移動テーブル 17 Y軸方向移動用ロータリーエンコーダー 18 X軸方向移動用ロータリーエンコーダー 19 X−Yテーブルベース台 1 hard and brittle materials (ingots) 2 fixed stand 3 oscillating table 4 pivot shaft 5 swing rotary encoder 6 horizontal support plate 7 slide table 8 slide rail 9 vertically moving the rotary encoder 10 guide roll 11 wire drive motor 12 wire 13 driven belt 14 the inner peripheral blade 15 Y-axis direction moving table 16 X-axis direction moving table 17 Y axis direction moving rotary encoder 18 X-axis direction moving the rotary encoder 19 X-Y table base table

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 修三 東京都小平市回田町242番地の5 ニトマ ック・イーアール株式会社内 (72)発明者 平林 俊彦 東京都東久留米市八幡町3丁目6番22号 旭栄研磨加工株式会社内 (72)発明者 重信 和男 東京都千代田区麹町4−6−8ダイニチビ ル3F 有限会社トランサポート内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor 5 Nitoma click-Iaru within the Corporation of Shuzo Takahashi, Tokyo Kodaira Megurita-cho, address 242 (72) inventor Toshihiko Hirabayashi Tokyo Higashi Kurume City Yahata-cho 3-chome No. 6 No. AsahiSakae polishing the Corporation 22 (72) inventor Kazuo Shigenobu Kojimachi, Chiyoda-ku, tokyo 4-6-8 Dainichibi Le 3F limited company in Trang support

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 硬脆材料の一度切断された切断面に、再度切断手段を当接させ、切断面上の凹凸である刃紋を平滑化させることを特徴とする硬脆材料の切断方法。 Once cut cut surface according to claim 1] hard and brittle materials, it is brought into contact again cutting means, hard and brittle materials cutting method, characterized in that for smoothing the blade crest is irregularities on the cut surface.
  2. 【請求項2】 前記切断手段がワイヤーソーであり、前記硬脆材料と前記ワイヤとの間に相対的揺動を与えながら切断するようにした請求項1に記載の硬脆材料の切断方法。 Wherein a said cutting means wire saw cutting method of hard and brittle material according to claim 1 which is adapted to cut while providing relative swinging between the wire and the hard and brittle material.
  3. 【請求項3】 前記揺動が振り子揺動であり、揺動中心となす揺動角度が、前記硬脆材料が常時ワイヤに接触するほぼ最大値をとるように制御されている請求項2に記載の硬脆材料の切断方法。 Wherein the swing is pendulum swing, swing angle between the swing center, to claim 2, wherein said hard and brittle material is controlled to assume a substantially maximum value that is in contact at all times the wire hard and brittle materials cutting method according.
  4. 【請求項4】 前記揺動角度が切り込み距離に基づいて随時可変に制御されている請求項2および3項に記載の硬脆材料の切断方法。 4. A method for cutting a hard brittle material according to claim 2 and 3 terms are needed variably controlled based on the swing angle cut distance.
  5. 【請求項5】 前記切断手段が、円盤内周に研磨刃を有し、この研磨刃に硬脆材料を当接させて切断する内周刃スライサーであり、切断平面上において、切断の進行方向に対して所定の相対角度方向に前記硬脆材料と前記内周刃スライサーとの間に相対移動を与えながら切断するようにした請求項1に記載の硬脆材料の切断方法。 Wherein said cutting means includes a grinding blade inner periphery disc, a inner diameter blade slicer for cutting is brought into contact with Katamoro material to the grinding blades on the cutting plane, the traveling direction of the cut hard and brittle materials cutting method according to claim 1 which is adapted to cut while providing relative movement between the inner diameter saw slicer and the hard and brittle material into a predetermined relative angular orientation relative.
  6. 【請求項6】 インゴットから切断手段によって切り出される半導体シリコンウェハであり、その切断表面が、 6. a semiconductor silicon wafer cut out by the cutting means from an ingot, its cutting surface,
    多数の互いに交差する切断刃紋を有してなることを特徴とする半導体シリコンウェハ。 Number of semiconductor silicon wafer, characterized by comprising a cutting blade crest intersecting each other.
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