インゴットの切断方法
【課題】切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法を提供する。
【解決手段】本ワイヤソーを用いたインゴットの切断方法は、ワイヤソーの走行するワイヤに接着剤及び砥粒を順次供給し、乾燥空気を用いて前記接着剤を乾燥させて、砥粒をワイヤ上に固着させ、しかる後、このワイヤに切削液を供給しながら、ワイヤによりインゴットを切断する。
【解決手段】本ワイヤソーを用いたインゴットの切断方法は、ワイヤソーの走行するワイヤに接着剤及び砥粒を順次供給し、乾燥空気を用いて前記接着剤を乾燥させて、砥粒をワイヤ上に固着させ、しかる後、このワイヤに切削液を供給しながら、ワイヤによりインゴットを切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインゴットの切断方法に係り、特に、切断時ワイヤに砥粒を固定する擬似固定砥粒ワイヤを用い、シリコン単結晶や多結晶、その他化合物半導体やセラミックス等のインゴットの切断に適するインゴットの切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン単結晶等のインゴット切断は、水溶性もしくは非水溶性の液中にＳｉＣ等の砥粒を分散させた切削液（スラリ）を走行するワイヤ及びインゴットの切断部に供給しながら切断を行なうもので、このように遊離砥粒方式での切断が一般的である（特許文献１）。しかし、この遊離砥粒方式によるインゴットの切断は、切断される基板間に切削液が十分に供給されないため、切断部に温度上昇が生じ、基板の平坦度が低下する問題点があり、さらに、この問題を解決するために、大量のスラリを用いるため、切断の際に多くの廃棄物が生じる問題点がある。
【０００３】
そこで、遊離砥粒方式での問題を解決するため、砥粒が予めワイヤに固定された固定砥粒ワイヤを用いた切断方法が提案されている（特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、この固定砥粒ワイヤ方式は、遊離砥粒方式に比べ、固定砥粒ワイヤの製造コストが割高であるという問題点がある。
【特許文献１】特開平８−３２３７４１号公報
【特許文献２】特開平１１−１０５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明に係るインゴットの切断方法は、ワイヤソーを用いインゴットを複数枚の基板に切断するインゴットの切断方法において、前記ワイヤソーの走行するワイヤに接着剤及び砥粒を順次供給し、乾燥空気を用いて前記接着剤を乾燥させて、前記砥粒を前記ワイヤ上に固着させ、しかる後、このワイヤに切削液を供給しながら、ワイヤによりインゴットを切断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るインゴットの切断方法によれば、切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係るインゴットの切断方法の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明に係るインゴットの切断方法に用いられるワイヤソーの概念図である。
【００１０】
図１に示すように、本ワイヤソー１は、回転自在に設けられた３個の溝付ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｂ）とこれらの溝付ローラ２間に張設されたワイヤ３ａからなるワイヤ列３Ａを有するローラ機構部４と、ワイヤ３ａに押圧されて切断される例えばシリコン単結晶インゴットのようなインゴットＷを保持するワーク保持機構部５と、ワークプレート６が取り付けられるワーク送り機構部（図示せず）を具備し、ワーク保持機構部５は上記ワーク送り機構部に移動可能に取り付けられており、ローラ機構部４及びワーク送り機構部は装置架台（図示せず）に取り付けられている。
【００１１】
３個の溝付ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｂ）のうち、溝付ローラ２ａはローラ駆動モータ（図示せず）により駆動されるドライブローラであり、他の溝付ローラ２ｂ、２ｂはドリブンローラであり、ワイヤ列３Ａのワイヤ３ａをドライブローラである溝付ローラ２ａの駆動により往復運動させるようになっている。
【００１２】
また、インゴットＷの両側には、一対の砥粒形成ユニット７、７が設けられている。この砥粒形成ユニット７、７はドリブンローラ２ｂ、２ｂ側から順に、接着剤噴射ノズル７ａ、砥粒噴射ノズル７ｂ及び乾燥空気噴射ノズル７ｃを備えている。
【００１３】
図２に示すように、この砥粒形成ユニット７、７は、走行し砥粒が固定されていない素材のワイヤ３ａに接着剤噴射ノズル７ａから接着剤を噴射し、さらに、接着剤が付着されたワイヤ３ａに砥粒噴射ノズル７ｂから砥粒を噴射してワイヤ３ａに砥粒を付着させ、乾燥空気噴射ノズル７ｃから高温乾燥空気を噴射して、切断直前にその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で擬似固定砥粒ワイヤ３を形成するためのものである。
【００１４】
さらに、インゴットＷと砥粒形成ユニット７、７の間には、一対の切削液供給ノズル８、８が設けられており、切削前の砥粒が固着されたワイヤ３に切削液を供給するようになっている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本発明に係るインゴットの切断方法は次のようにして行われる。
【００１６】
インゴット例えばシリコン単結晶Ｗの切削工程時、走行するワイヤ３ａと反走行側の砥粒形成ユニット７を作動させ、接着剤噴射ノズル７ａから接着剤を素材のワイヤ３ａに噴射し、さらに、接着剤上に砥粒噴射ノズル７ｂから砥粒を噴射して付着させ、さらに、乾燥空気噴射ノズル７ｃから高温乾燥空気を噴射して、擬似固定砥粒ワイヤ３を形成する。
【００１７】
さらに、擬似固定砥粒ワイヤ３に反走行側の切削液供給ノズル８から切削液を供給し、擬似固定砥粒ワイヤ３とインゴットＷを相対運動させ、研削作用によって、インゴットＷを複数枚のウェーハに切断する。
【００１８】
この切断過程において、擬似固定砥粒ワイヤ３は、ワイヤ３ａに砥粒が固着された状態になっているため、切断される基板間に十分切削液が供給され、切断部に温度上昇が生じることがなく、基板の高平坦度化が実現し、また、切削液の供給量を減少させることができて、廃棄物の発生を減じることができる。さらに、擬似固定砥粒ワイヤ３は、予めワイヤに固定砥粒ワイヤを固着する固定砥粒ワイヤと異なり、その場でワイヤに砥粒が固着されるので安価であり、切削直前に再生して使用することが可能である。
【００１９】
上記実施形態のインゴットの切断方法によれば、擬似固定砥粒ワイヤと切削液を併用することにより、安価なワイヤを用いることにより切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法が実現される。
【実施例】
【００２０】
本発明に係るインゴットの切断方法を用いて、ワイヤ張力２５Ｎ、擬似固定用砥粒♯１５００、ワイヤ速度７５０ｍ／分にて、切削液として♯１５００を用い、加工時間１０時間で、直径２００ｍｍ、長さ約５００ｍｍのシリコンインゴットを切断し、切断したシリコンウェーハの平坦度を測定した（実施例）。次に、比較例として、擬似固定砥粒ワイヤを用いず、研削液として♯１５００のみを用い、その他は、実施例と条件は同じでシリコンインゴットを切断し、シリコンウェーハの平坦度を測定した（従来例）。また、上記シリコンインゴット１本の加工に用いられる切削液の使用量を実施例と従来例とで比較した。
【００２１】
結果を表１に示す。
【表１】
【００２２】
表１からもわかるように、擬似固定取付ワイヤと研削液を併用すると、研削液のみによる場合より平坦度が向上することが確認された。
【００２３】
また、擬似固定液砥粒ワイヤと研削液を併用することにより、シリコンインゴット１本の加工において、約１００ｋｇの研削液の廃棄を削減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るインゴットの切断方法に用いられるワイヤソーの概念図。
【図２】本発明に係るインゴットの切断方法における砥粒固着方法の概念図。
【符号の説明】
【００２５】
１ ワイヤソー
２（２ａ、２ｂ、２ｂ） 溝付ローラ
３ 擬似固定砥粒ワイヤ
３ａ ワイヤ
３Ａ ワイヤ列
４ ローラ機構部
５ ワーク保持機構部
６ ワークプレート
７ 砥粒形成ユニット
７ａ 接着剤噴射ノズル
７ｂ 砥粒噴射ノズル
７ｃ 乾燥空気噴射ノズル
８ 切削液供給ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明はインゴットの切断方法に係り、特に、切断時ワイヤに砥粒を固定する擬似固定砥粒ワイヤを用い、シリコン単結晶や多結晶、その他化合物半導体やセラミックス等のインゴットの切断に適するインゴットの切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン単結晶等のインゴット切断は、水溶性もしくは非水溶性の液中にＳｉＣ等の砥粒を分散させた切削液（スラリ）を走行するワイヤ及びインゴットの切断部に供給しながら切断を行なうもので、このように遊離砥粒方式での切断が一般的である（特許文献１）。しかし、この遊離砥粒方式によるインゴットの切断は、切断される基板間に切削液が十分に供給されないため、切断部に温度上昇が生じ、基板の平坦度が低下する問題点があり、さらに、この問題を解決するために、大量のスラリを用いるため、切断の際に多くの廃棄物が生じる問題点がある。
【０００３】
そこで、遊離砥粒方式での問題を解決するため、砥粒が予めワイヤに固定された固定砥粒ワイヤを用いた切断方法が提案されている（特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、この固定砥粒ワイヤ方式は、遊離砥粒方式に比べ、固定砥粒ワイヤの製造コストが割高であるという問題点がある。
【特許文献１】特開平８−３２３７４１号公報
【特許文献２】特開平１１−１０５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明に係るインゴットの切断方法は、ワイヤソーを用いインゴットを複数枚の基板に切断するインゴットの切断方法において、前記ワイヤソーの走行するワイヤに接着剤及び砥粒を順次供給し、乾燥空気を用いて前記接着剤を乾燥させて、前記砥粒を前記ワイヤ上に固着させ、しかる後、このワイヤに切削液を供給しながら、ワイヤによりインゴットを切断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るインゴットの切断方法によれば、切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係るインゴットの切断方法の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明に係るインゴットの切断方法に用いられるワイヤソーの概念図である。
【００１０】
図１に示すように、本ワイヤソー１は、回転自在に設けられた３個の溝付ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｂ）とこれらの溝付ローラ２間に張設されたワイヤ３ａからなるワイヤ列３Ａを有するローラ機構部４と、ワイヤ３ａに押圧されて切断される例えばシリコン単結晶インゴットのようなインゴットＷを保持するワーク保持機構部５と、ワークプレート６が取り付けられるワーク送り機構部（図示せず）を具備し、ワーク保持機構部５は上記ワーク送り機構部に移動可能に取り付けられており、ローラ機構部４及びワーク送り機構部は装置架台（図示せず）に取り付けられている。
【００１１】
３個の溝付ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｂ）のうち、溝付ローラ２ａはローラ駆動モータ（図示せず）により駆動されるドライブローラであり、他の溝付ローラ２ｂ、２ｂはドリブンローラであり、ワイヤ列３Ａのワイヤ３ａをドライブローラである溝付ローラ２ａの駆動により往復運動させるようになっている。
【００１２】
また、インゴットＷの両側には、一対の砥粒形成ユニット７、７が設けられている。この砥粒形成ユニット７、７はドリブンローラ２ｂ、２ｂ側から順に、接着剤噴射ノズル７ａ、砥粒噴射ノズル７ｂ及び乾燥空気噴射ノズル７ｃを備えている。
【００１３】
図２に示すように、この砥粒形成ユニット７、７は、走行し砥粒が固定されていない素材のワイヤ３ａに接着剤噴射ノズル７ａから接着剤を噴射し、さらに、接着剤が付着されたワイヤ３ａに砥粒噴射ノズル７ｂから砥粒を噴射してワイヤ３ａに砥粒を付着させ、乾燥空気噴射ノズル７ｃから高温乾燥空気を噴射して、切断直前にその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で擬似固定砥粒ワイヤ３を形成するためのものである。
【００１４】
さらに、インゴットＷと砥粒形成ユニット７、７の間には、一対の切削液供給ノズル８、８が設けられており、切削前の砥粒が固着されたワイヤ３に切削液を供給するようになっている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本発明に係るインゴットの切断方法は次のようにして行われる。
【００１６】
インゴット例えばシリコン単結晶Ｗの切削工程時、走行するワイヤ３ａと反走行側の砥粒形成ユニット７を作動させ、接着剤噴射ノズル７ａから接着剤を素材のワイヤ３ａに噴射し、さらに、接着剤上に砥粒噴射ノズル７ｂから砥粒を噴射して付着させ、さらに、乾燥空気噴射ノズル７ｃから高温乾燥空気を噴射して、擬似固定砥粒ワイヤ３を形成する。
【００１７】
さらに、擬似固定砥粒ワイヤ３に反走行側の切削液供給ノズル８から切削液を供給し、擬似固定砥粒ワイヤ３とインゴットＷを相対運動させ、研削作用によって、インゴットＷを複数枚のウェーハに切断する。
【００１８】
この切断過程において、擬似固定砥粒ワイヤ３は、ワイヤ３ａに砥粒が固着された状態になっているため、切断される基板間に十分切削液が供給され、切断部に温度上昇が生じることがなく、基板の高平坦度化が実現し、また、切削液の供給量を減少させることができて、廃棄物の発生を減じることができる。さらに、擬似固定砥粒ワイヤ３は、予めワイヤに固定砥粒ワイヤを固着する固定砥粒ワイヤと異なり、その場でワイヤに砥粒が固着されるので安価であり、切削直前に再生して使用することが可能である。
【００１９】
上記実施形態のインゴットの切断方法によれば、擬似固定砥粒ワイヤと切削液を併用することにより、安価なワイヤを用いることにより切断コストが安価、かつ、高平坦度の切断が可能で、切断時廃棄物が少ないインゴットの切断方法が実現される。
【実施例】
【００２０】
本発明に係るインゴットの切断方法を用いて、ワイヤ張力２５Ｎ、擬似固定用砥粒♯１５００、ワイヤ速度７５０ｍ／分にて、切削液として♯１５００を用い、加工時間１０時間で、直径２００ｍｍ、長さ約５００ｍｍのシリコンインゴットを切断し、切断したシリコンウェーハの平坦度を測定した（実施例）。次に、比較例として、擬似固定砥粒ワイヤを用いず、研削液として♯１５００のみを用い、その他は、実施例と条件は同じでシリコンインゴットを切断し、シリコンウェーハの平坦度を測定した（従来例）。また、上記シリコンインゴット１本の加工に用いられる切削液の使用量を実施例と従来例とで比較した。
【００２１】
結果を表１に示す。
【表１】
【００２２】
表１からもわかるように、擬似固定取付ワイヤと研削液を併用すると、研削液のみによる場合より平坦度が向上することが確認された。
【００２３】
また、擬似固定液砥粒ワイヤと研削液を併用することにより、シリコンインゴット１本の加工において、約１００ｋｇの研削液の廃棄を削減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るインゴットの切断方法に用いられるワイヤソーの概念図。
【図２】本発明に係るインゴットの切断方法における砥粒固着方法の概念図。
【符号の説明】
【００２５】
１ ワイヤソー
２（２ａ、２ｂ、２ｂ） 溝付ローラ
３ 擬似固定砥粒ワイヤ
３ａ ワイヤ
３Ａ ワイヤ列
４ ローラ機構部
５ ワーク保持機構部
６ ワークプレート
７ 砥粒形成ユニット
７ａ 接着剤噴射ノズル
７ｂ 砥粒噴射ノズル
７ｃ 乾燥空気噴射ノズル
８ 切削液供給ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤソーを用いインゴットを複数枚の基板に切断するインゴットの切断方法において、前記ワイヤソーの走行するワイヤに接着剤及び砥粒を順次供給し、乾燥空気を用いて前記接着剤を乾燥させて、前記砥粒を前記ワイヤ上に固着させ、しかる後、このワイヤに切削液を供給しながら、ワイヤによりインゴットを切断することを特徴とするインゴットの切断方法。
【請求項１】
ワイヤソーを用いインゴットを複数枚の基板に切断するインゴットの切断方法において、前記ワイヤソーの走行するワイヤに接着剤及び砥粒を順次供給し、乾燥空気を用いて前記接着剤を乾燥させて、前記砥粒を前記ワイヤ上に固着させ、しかる後、このワイヤに切削液を供給しながら、ワイヤによりインゴットを切断することを特徴とするインゴットの切断方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２７２４９９（Ｐ２００６−２７２４９９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９３９３６（Ｐ２００５−９３９３６）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００２２１１２２）東芝セラミックス株式会社 (294)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００２２１１２２）東芝セラミックス株式会社 (294)
【Ｆターム（参考）】
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