JPH11277395A - ワイヤーソー装置及びワークの切断方法 - Google Patents

ワイヤーソー装置及びワークの切断方法

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JPH11277395A
JPH11277395A JP8526798A JP8526798A JPH11277395A JP H11277395 A JPH11277395 A JP H11277395A JP 8526798 A JP8526798 A JP 8526798A JP 8526798 A JP8526798 A JP 8526798A JP H11277395 A JPH11277395 A JP H11277395A
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重徳 斎須
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ワーク切断部へのスラリーの供給を安定して行
うことを可能とし、ワーク切断時間の短縮化、スラリー
供給量の低減ならびにワーク切断中のウェーハの割れを
大幅に削減することができるワークの切断方法を提供。 【解決手段】メインローラ間に所定のピッチ幅で巻回さ
れたワイヤーによって形成されたワイヤー列と、円筒状
ワークの上面に固着された当て板３６及び当て板に固着
されたワークプレート３４を介してワークＷを支持する
ワーク支持手段とを有し、メインローラを回転させるこ
とによってワイヤー列を走行させて切断領域にある一対
のメインローラ間に巻回されたワイヤーにワークを押し
当ててこのワークとワイヤーの圧接部にスラリー２６を
供給することによってワークをウェーハ状に切断するワ
イヤーソー装置において、スラリーをスラリー供給手段
によってワーク外周面に供給し、ワーク外周面を介して
ワークとワイヤーの圧接部にスラリーを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク、例えば、
半導体シリコン単結晶インゴット（以下、単にインゴッ
トということがある）をスラリーを供給しつつワイヤー
によって切断又はスライスしてウェーハを切り出すにあ
たり、当該スラリーの供給を安定して行うことができか
つ切断中のウェーハの割れを防止することができるよう
にしたワイヤーソー装置及びワークの切断方法に関す
る。
【０００２】
【関連技術】従来、ワーク、例えば、半導体シリコン単
結晶インゴットを切断又はスライスしてウェーハ状に切
り出すためのワークの切断装置としては、図５〜図７に
示すようなワイヤーソー装置が用いられている。図５は
ワイヤーソー装置の概略全体説明図、図６は図５の要部
の概略側面図及び図７は図６の断面的説明図である。
【０００３】図５において、ワイヤーソー装置１２は３
つのメインローラ１４，１６，１８を三角形の各頂点位
置に互いに平行、且つ回転自在に配置して構成され、こ
れらのメインローラ１４，１６，１８間には線径０．０
８〜０．２５ｍｍ程度の特殊ピアノ線からなる１本のワ
イヤー２０が所定のピッチで螺旋状に巻回されワイヤー
列を形成している。該メインローラは複数本配設されれ
ばよく、その本数に特別の限定はないが、図示した３本
又は４本が通常使用される。
【０００４】そして、上方の２つのメインローラ１４，
１６の間、即ち切断領域であって、且つこれらメインロ
ーラ１４，１６の上方には、ワークホルダー２２に保持
された円筒状半導体シリコンインゴット等のワークＷが
セットされている。該ワークＷは、不図示の駆動手段に
よってワークホルダー２２が上下動せしめられることに
よって、該ワークホルダー２２と共に上下動する。
【０００５】下方のメインローラ１８は駆動メインロー
ラであって、これは駆動モータ２４によって正逆転せし
められる。
【０００６】該メインローラ１４，１６の上方には、微
細な砥粒を油性又は水溶性のクーラントで懸濁すること
によって作られた砥粒スラリー２６を噴出するノズル２
８が設置されている。３０は該メインローラ１４，１６
間に設けられたスラリー溜りで、ノズル２８から噴出し
たスラリー２６を受ける作用を行う。スラリー２６は不
図示のスラリータンクに貯留されている。
【０００７】上記した複数のメインローラ１４，１６，
１８間に螺旋状に巻きつけられたワイヤー２０を、ワイ
ヤー送り出し側からワイヤー受け取り側に向けて、往復
運動させながら移動させる。
【０００８】このように移動するワイヤー２０にワーク
Ｗを所定の送り速度で圧接するとともに、この圧接部即
ちワーク切断部にスラリー２６を供給することによっ
て、複数のウェーハを同時に切り出すことができる。そ
して、このワイヤーソー装置１２は、同時に多数のウェ
ーハを切り出すことができるため、従来の内周刃スライ
サー等に代わって多用されるようになっている。
【０００９】ところで、このワイヤーソー装置１２でワ
ークＷを切断すためには、ワークＷを支持装置３２を介
してワークホルダー２２に支持させておく必要がある。
【００１０】この支持装置３２は、ワークプレート３４
を備えている（図６及び図７）。このワークプレート３
４の下面には当て板３６が接着剤によって接着され、こ
の当て板３６にワークＷが接着される。このワークプレ
ート３４の両端部には側方に突出した凸条段部３４ａ，
３４ｂが設けられている。
【００１１】３８はワークプレートホルダーで、該ワー
クプレート３４の凸条段部３４ａ，３４ｂを受け入れ可
能な形状の溝４０ａ，４０ｂを有している。
【００１２】このようなワイヤーソー用ワーク支持装置
３２を介してワークホルダー２２によって支持されたワ
ークＷは、ワイヤーソー装置１２における切断ワイヤー
２０に押し付けられて切断される。
【００１３】このワイヤーソー装置１２においては、図
５に示すごとく、スラリー２６をワイヤー２０に直接供
給し、ワーク、例えばインゴットＷの切断を行ってい
る。該スラリー２６の供給位置は、ワーク、例えばイン
ゴットＷ切断の進行とともにワイヤー２０によるワーク
Ｗの切断位置が変化してしまうことに起因してノズル２
８とワーク切断部の距離が変化してしまい、安定したス
ラリー供給を行うのが難しい。
【００１４】このスラリー２６の供給が不安定になる
と、ワイヤー２０によるワーク（インゴット）Ｗの切れ
味が変動するため、スライスされたウェーハにはうねり
や反りなどという好ましくないウェーハ性状が発現して
しまうという問題がある。
【００１５】また、ワイヤー２０にスラリー２６を直接
供給するために、ワークＷの切断部に到達する前にスラ
リー２６がワイヤー２０の間から下方に落下してしまい
スラリー２６がワークＷの切断に有効に利用されないと
いう無駄が生じていた。
【００１６】さらに、スラリー２６をワイヤー２０に直
接供給すると、スラリー２６の流れが切断中のワークＷ
に衝突することになるが、その時、ワークＷの切断が進
行してワークＷがウェーハ状となっている場合には切断
中のウェーハにスラリー２６が当たることによって切断
中のウェーハ（特にワークの両端部に位置するウェー
ハ）が振動して隣接するウェーハ同士が互いに接触する
ことによるウェーハ割れが生起してしまう不都合もあ
る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点に鑑みなされたもので、ワーク切断部へ
のスラリーの供給を安定して行うことを可能とし、スラ
リーの有効利用を図り、ワイヤーによる切断効率を向上
させ、ワーク切断時間の短縮化、スラリー供給量の低減
ならびにスラリー供給用ポンプ能力の削減を図ることが
できるとともにワーク切断中のウェーハの割れを大幅に
削減することができるようにしたワイヤーソー装置及び
ワークの切断方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のワイヤーソー装置は、両端部が軸受部によ
って回転自在に支承されるとともに互いに所定間隔をお
いて配置された複数本のメインローラと、該メインロー
ラ間に所定のピッチ幅で巻回されたワイヤーによって形
成されたワイヤー列と、円筒状ワークの上面に固着され
た当て板及び該当て板に固着されたワークプレートを介
してワークを支持するワーク支持手段とを有し、該メイ
ンローラを回転させることによって該ワイヤー列を走行
させて切断領域にある一対のメインローラ間に巻回され
たワイヤーにワークを押し当ててこのワークとワイヤー
の圧接部にスラリーを供給することによって該ワークを
ウェーハ状に切断するワイヤーソー装置において、上記
スラリーをスラリー供給手段によってワーク外周面に供
給し、該ワーク外周面を介して上記ワークとワイヤーの
圧接部にスラリーを供給するように構成したことを特徴
とする。
【００１９】前記スラリー供給手段としては、種々の態
様が考えられ、例えば別体として設けられたスラリー供
給手段からワーク外周面に直接スラリーを供給する構成
も可能であるが、ワークの上方に位置するワークプレー
トを利用しワークプレートにスラリー供給機構を具備さ
せることによってスラリーの供給を行うこともできる。
【００２０】前記スラリー供給機構を具備したワークプ
レートが、その内部に形成された中空状のスラリー受け
部と、該ワークプレートの外面部に開穿され該スラリー
受け部にスラリーを導入するためのスラリー導入口と、
該ワークプレートの外側両面に設けられ該中空部からス
ラリーをワーク外周面に供給するためのスラリー供給口
とを有し、該スラリー導入口を介してスラリーを該中空
部に導入し、該導入されたスラリーを該スラリー供給口
からワーク外周面に供給するように構成すれば、ワーク
の上方に位置するワークプレートを利用してスラリーの
供給を行うことができるので、別体としてスラリー供給
機構を設ける必要がないという有利さがある。
【００２１】本発明のワークの切断方法は、メインロー
ラ間に巻回されかつ走行するワイヤーにワークを押し当
てこのワークとワイヤーの圧接部にスラリーを供給する
ことによって該ワークをウェーハ状に切断するワークの
切断方法において、上記スラリーをワーク外周面に供給
し、該ワーク外周面を介して上記ワークとワイヤーの圧
接部にスラリーを供給するようにしたものである。
【００２２】本発明のワークプレートは、内部に形成さ
れた中空状のスラリー受け部と、該ワークプレートの外
面部に開穿され該スラリー受け部にスラリーを導入する
ためのスラリー導入口と、該ワークプレートの外側両面
に設けられ該スラリー受け部からスラリーをワーク外周
面に供給するためのスラリー供給口とを有するものであ
り、上記したワイヤーソー装置及びワークの切断方法に
好適に用いられるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面中、図１〜図４に基いて説明する。図１は本発明の
ワークプレートをインゴットに当て板を介して固着した
状態を示す斜視説明図、図２は図１の上面図、図３は図
１の側面図及び図４は図１の正面図である。図１〜図４
において図５〜図７と同一又は類似部材は同一符号で示
す。
【００２４】本発明のワイヤーソー装置の基本的構成
は、図５〜図７に示した従来のワイヤーソー装置と変わ
るところはないので、その構成についての再度の説明は
避け、本発明の特徴点についてのみ説明する。
【００２５】図１〜図４に示すごとく、本発明の特徴は
ワークプレート３４がスラリー２６を供給できる構造を
有している点にある。すなわち、該ワークプレート３４
は、その内部に中空状のスラリー受け部４０を有してい
る。４２はスラリー導入口で、該スラリー受け部４０と
連通して該ワークプレート３４の外面部に開穿されてい
る。該スラリー導入口４２は該スラリー受け部４０にス
ラリー２６をスラリー供給源（図示せず）から導入する
作用を行う。
【００２６】４４，４４はスラリー供給口で、該スラリ
ー受け部４０と連通しかつ下方に開口して該ワークプレ
ート３４の外側両面に設けられている。該スラリー供給
口４４，４４はスラリー受け部４０からスラリー２６を
ワーク（インゴット）Ｗの外周面に供給する作用を果
す。
【００２７】上記したワークプレート３４を用い、ワイ
ヤーソー装置１２によってインゴットＷを切断又はスラ
イスする場合について説明する。まず、従来と同様に、
当て板３６をインゴットＷの上面に接着し、該当て板３
６の上面に本発明のワークプレート３４を接着する（図
１〜図４に示した状態）。
【００２８】図１〜図４の状態において、スラリー供給
源（図示せず）からスラリー導入口４２を介してスラリ
ー受け部４０にスラリー２６を導入する。該スラリー受
け部４０に一旦導入されたスラリー２６は該スラリー受
け部４０の両側に形成されたスラリー供給口４４，４４
から下方に流下しインゴットＷの外周面にスラリー２６
を直接かけ、該スラリー２６が該外周面をつたわってワ
イヤー２０とインゴットＷとが互いに圧接しているイン
ゴット切断部Ａに流動供給される。
【００２９】該インゴット切断部Ａに達したスラリー２
６は安定した供給量を維持してワイヤー２０とインゴッ
トＷの圧接部に供給されるので、ワイヤー２０の切れ味
は安定し、切れ味の不安定に起因する反りやうねりなど
のウェーハの好ましくない性状の発現を抑制することが
できる。
【００３０】上述したごとく、インゴットＷの外周面に
スラリー２６を直接かけることにより、このスラリー２
６は続いてインゴットＷの外周面を伝わって下方に流
れ、インゴット切断部Ａに供給されるが、このようにス
ラリー２６を流下させると、最初にインゴットＷの外周
面にかけられたスラリー２６のほとんど１００％がその
ままインゴットＷの外周面を伝わってインゴット切断部
Ａに供給されるので、ワイヤー２０の上面にスラリー２
６を供給する従来方法（図５）に比較してスラリー２６
は効率よく無駄なく切断作業に利用できることとなる。
【００３１】また、ワイヤー２０が通過切断した後のイ
ンゴットＷ部分は既に多数の部分ウェーハとなっている
が、その既切断部の部分ウェーハ部間の間隙部分にスラ
リー２６が入り込むことにウェーハ部分の振動を防ぐこ
とができそれによってウェーハ割れを防止できる利点が
ある。
【００３２】このようにスラリー２６の有効利用を実現
することにより、ワイヤー２０によるインゴットＷの切
断効率を向上させることができ、インゴットＷの切断時
間の短縮化、スラリー供給量の低減並びにスラリー供給
用ポンプ能力の削減を図ることができる。
【００３３】図示した実施の形態では、ワークプレート
３４を改造し、該ワークプレート３４の両側からスラリ
ー２６をインゴットＷの外周面に流下供給する構成につ
いて説明したが、インゴットＷの外周面にスラリー２６
を供給する方法としては種々の態様が適用できることは
勿論で、例えば、図５に示したノズル２８を上方に移動
してインゴットＷの外周面にスラリー２６を供給できる
位置に設置し、該ノズル２８からインゴットＷの外周面
にスラリー２６を直接かける構成を採用し、上記した実
施の形態と同様の作用効果を達成することもできる。
【００３４】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて説明する。
【００３５】（実施例１）切断条件 シリコンウェーハの直径：８″ シリコンウェーハの厚さ：８６０μｍ スライス枚数：２８０枚 ワイヤー速度：５００ｍ／ｍｉｎ ワイヤーテンション：２．５ｋｇ・ｆ ワイヤー線径：０．１８ｍｍφ 砥粒：ＧＣ# ６００（ＳｉＣ）
【００３６】上記した切断条件によって、円筒状半導体
シリコン単結晶インゴット（直径８インチ）を、図５に
示したタイプのワイヤーソー装置のワークプレートを図
１〜図４に示した形状のものに変更したワイヤーソー装
置を用いて切断して５ロット（１ロットは１４０枚）の
ウェーハを切り出した。このとき切断時間は６時間でス
ラリー供給量は５０リットル／ｍｉｎであった。切り出
した各ロットのウェーハ１４０枚から１４枚を抜き取
り、厚さ（切断方向及びワイヤー方向）、粗さ及び反り
を測定し、測定結果を表１に示した。切断中のウェーハ
の割れは０枚であった。
【００３７】
【表１】
【００３８】表中の厚さは、ウェーハ面内の切断方向及
びワイヤー方向で各１１点ずつウェーハ厚さを測定し、
各方向毎に最大値と最小値の差（ＴＶ１１）を求め、そ
のＴＶ１１値を１ロット内（１４枚）の全数について測
定し、算出した平均値と標準偏差によって示した。
【００３９】表中の粗さは、Ｒｍａｘ(Peak to Valle
y)であり、東京精密（株）製の接触式表面粗さ計（商品
名：サーフコム）を用いて測定した。表中の反りは、黒
田精工（株）製の反り測定装置（ナノメトロ３３０Ｆ）
で測定した。
【００４０】比較例 ワークプレートを従来の形状とした従来のワイヤーソー
装置を用い、スラリーも従来と同様にワイヤーに供給し
た以外は実施例１の切断条件と同様にして５ロット（１
ロットは１４０枚）のウェーハを切り出した。このとき
切断時間は７時間でスラリー供給量は１００〜６０リッ
トル／ｍｉｎであった。切り出した各ロットのウェーハ
１４０枚から１４枚を抜き取り、実施例１と同様に厚さ
（切断方向及びワイヤー方向）、粗さ及び反りを測定
し、その測定結果を表２に示した。切断中のウェーハの
割れは６枚であった。
【００４１】
【表２】
【００４２】表１及び表２の結果から明らかなごとく、
切断されたウェーハの厚さの均一性、表面の粗さ及び反
りの点において、実施例１（本発明方法）のウェーハが
比較例（従来方法）のウェーハよりも格段に優れている
ことがわかる。また、本発明方法によれば切断時間が従
来方法に比較して短縮され、その上スラリー供給量も大
幅に低減でき、したがってスラリー供給ポンプ能力の削
減ができることがわかった。さらに上述したようにウェ
ーハ割れも本発明方法によれば大幅に減少することを確
認した。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ワ
ーク切断部へのスラリーの供給を安定して行うことがで
きかつスラリーの有効利用を図ることができることによ
り、ワイヤーによる切断効率を向上させ、ワーク切断時
間の短縮化、スラリー供給量の低減並びにスラリー供給
ポンプ能力の削減を図ることができ、その上ワーク切断
中のウェーハの割れを大幅に減少することができるとい
う大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のワークプレートをインゴットに当て
板を介して固着した状態を示す斜視説明図である。
【図２】 図１の上面図である。
【図３】 図１の側面図である。
【図４】 図１の正面図である。
【図５】 ワイヤーソー装置の概略全体説明図である。
【図６】 図５の要部の概略側面図である。
【図７】 図６の断面的説明図である。
【符号の説明】
１２：ワイヤーソー装置、１４，１６，１８：メインロ
ーラ、２０：ワイヤー、２２：ワークホルダー、２４：
駆動モータ、２６：スラリー、２８：ノズル、３０：ス
ラリー溜り、３２：支持装置、３４：ワークプレート、
３４ａ，３４ｂ：凸条段部、３６：当て板、３８：ワー
クプレートホルダー、４０：スラリー受け部、４０ａ，
４０ｂ：溝、４２：スラリー導入口、４４，４４：スラ
リー供給口、Ａ：インゴット切断部、Ｗ：ワーク（イン
ゴット）。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 両端部が軸受部によって回転自在に支承
    されるとともに互いに所定間隔をおいて配置された複数
    本のメインローラと、該メインローラ間に所定のピッチ
    幅で巻回されたワイヤーによって形成されたワイヤー列
    と、円筒状ワークの上面に固着された当て板及び該当て
    板に固着されたワークプレートを介してワークを支持す
    るワーク支持手段とを有し、該メインローラを回転させ
    ることによって該ワイヤー列を走行させて切断領域にあ
    る一対のメインローラ間に巻回されたワイヤーにワーク
    を押し当ててこのワークとワイヤーの圧接部にスラリー
    を供給することによって該ワークをウェーハ状に切断す
    るワイヤーソー装置において、上記スラリーをスラリー
    供給手段によってワーク外周面に供給し、該ワーク外周
    面を介して上記ワークとワイヤーの圧接部にスラリーを
    供給するように構成したことを特徴とするワイヤーソー
    装置。
  2. 【請求項２】 前記スラリー供給手段が、スラリー供給
    機構を具備したワークプレートであることを特徴とする
    請求項１記載のワイヤーソー装置。
  3. 【請求項３】 前記スラリー供給機構を具備したワーク
    プレートが、その内部に形成された中空状のスラリー受
    け部と、該ワークプレートの外面部に開穿され該スラリ
    ー受け部にスラリーを導入するためのスラリー導入口
    と、該ワークプレートの外側両面に設けられ該スラリー
    受け部からスラリーをワーク外周面に供給するためのス
    ラリー供給口とを有し、該スラリー導入口を介してスラ
    リーを該中空部に導入し、該導入されたスラリーを該ス
    ラリー供給口からワーク外周面に供給するようにしたこ
    とを特徴とする請求項２記載のワイヤーソー装置。
  4. 【請求項４】 メインローラ間に巻回されかつ走行する
    ワイヤーにワークを押し当てこのワークとワイヤーの圧
    接部にスラリーを供給することによって該ワークをウェ
    ーハ状に切断するワークの切断方法において、上記スラ
    リーをワーク外周面に供給し、該ワーク外周面を介して
    上記ワークとワイヤーの圧接部にスラリーを供給するよ
    うにしたことを特徴とするワークの切断方法。
  5. 【請求項５】 内部に形成された中空状のスラリー受け
    部と、該ワークプレートの外面部に開穿され該スラリー
    受け部にスラリーを導入するためのスラリー導入口と、
    該ワークプレートの外側両面に設けられ該スラリー受け
    部からスラリーをワーク外周面に供給するためのスラリ
    ー供給口とを有することを特徴とするワークプレート。
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