JP2000317806A

JP2000317806A - マルチワイヤソーを用いた加工方法

Info

Publication number: JP2000317806A
Application number: JP2000008948A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ikehara; 正博池原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2000-11-21
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: US6763823B1; JP3625408B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチワイヤソーのワイヤを切断せずに複数
回使用できて、かつ、切断物の切断面に損傷を与えるこ
とのないマルチワイヤソーを用いた加工方法を提供す
る。【解決手段】マルチワイヤソー２の複数の平行なワイ
ヤ２ａ，２ａ，…の下にインゴットを配置し、ワイヤ２
ａ，２ａ，…を走行させる。インゴットを上方に移動
し、ワイヤ２ａ，２ａ，… でインゴットを切断して、
ウェハ１ａ，１ａ，…を得る。上記ワイヤ２ａ，２ａ，
…をウェハ１ａの切断面７，７，…の側に向けて相対的
に変位させる。ウェハ１ａ，１ａ，…を下げて、上記複
数のワイヤ２ａ，２ａ，…をウェハ１ａ，１ａ，…の切
断面８，８，…に接触させることなく、ワイヤ２ａ，２
ａ，… をウェハ１ａ，１ａ，…から抜き取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の平行なワイ
ヤを有するマルチワイヤソーを用いた加工方法に関し、
特に、ウェハなどにおいて表裏面の内一方の面の加工精
度のみが要求される場合に、その一方の面の加工精度を
維持しながら効率良く連続加工を行うことができるマル
チワイヤソーを用いた加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マルチワイヤソーは、ＩＤソーに
比較して少ない切り代で切断加工できる利点や、同時に
複数の切断加工ができるため加工処理能力において優れ
ている利点がある。

【０００３】一方、マルチワイヤソーはＩＤソーに比べ
て加工精度が劣るという欠点があり、特に、マルチワイ
ヤソーは少ない切り代で切断加工するために切断物とワ
イヤとの間隔が狭くて、ワイヤを切断物から抜き取る際
に、ワイヤが切断物の切断面に接触して切断面に傷が付
くという欠点がある。

【０００４】特に、ワイヤ間隔が狭い場合は、図４
（ａ）と（ｂ）に示すように、取り付け台１３上のワー
クを切断して得られた切断物１１，１１同士が、変形に
よって切断開始端１１ａ，１１ａで接触することがあ
る。この場合は、切断開始端１１ａ，１１ａ，…の上方
から洗浄液１５を噴霧しても、切断物１１，１１，…の
間の砥粒１４，１４，…は洗い落されずに残留する。こ
のため、複数の切断物１１，１１，…からマルチワイヤ
ソーの複数のワイヤ１２，１２，…を抜く取る際に、ワ
イヤ１２，１２，…自体によって、あるいは切断物１
１，１１，…の間に残留する砥粒１４，１４，…によっ
て、切断物１１，１１，…の切断面に傷が付くという問
題がある。

【０００５】したがって、従来の技術では、マルチワイ
ヤを切断物から分離する際に、切断面に傷が付くのを防
止するために、ワークの切断が完了した状態でワイヤを
切断し、ワイヤが切断物に触れないようにして、ワイヤ
を引き抜く方法がとられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このマルチ
ワイヤソーのワイヤを切断してワイヤを切断物から引き
抜く方法では、ワークを切断した毎にワイヤを交換する
必要があるので、装置の稼動サイクルタイムが長くなる
という問題があった。

【０００７】また、切断物を切断した毎に新たなワイヤ
に交換しなければならず、ワイヤの費用が増大するとい
う問題があった。

【０００８】さらに、ワイヤの切断によってワイヤが急
にテンションを失うため、慎重に作業してもワイヤを抜
き去る際にワイヤの端が跳ねて切断物の切断面に接触し
て、切断面に傷が付くという問題があった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、マルチワイヤソ
ーのワイヤを切断せずに複数回使用できて、かつ、切断
物の切断面に損傷を与えることのないマルチワイヤソー
を用いた加工方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマルチワイヤソーを用いた加工方法は、固
定されたワークを、複数の平行なワイヤを有するマルチ
ワイヤソーを用いて切断して複数の切断物を得るマルチ
ワイヤソーを用いた加工方法において、上記マルチワイ
ヤソーの平行な複数のワイヤで砥粒を含んだ砥液を流し
ながらワークを切断して、複数の切断物を得た後、上記
複数のワイヤを上記複数の切断物の片側の切断面に向け
て変位させるか又はワークを変位させた後、上記マルチ
ワイヤソーを上記複数の切断物から分離することを特徴
としている。

【００１１】上記構成によれば、複数の平行なワイヤを
有するマルチワイヤソーで固定されたワークを切断して
複数の切断物を得た後、上記複数のワイヤを上記切断物
の片側の切断面に向けて変位させるか又はワークを変位
させ、次に、上記マルチワイヤソーを上記複数の切断物
から分離する。上記複数のワイヤを上記切断物の片側の
切断面に向けて変位させるか又はワークを変位させて抜
き取るから、上記片側の切断面と対向する切断面に上記
ワイヤが接触することなく、上記マルチワイヤソーが上
記複数の切断物から分離される。したがって、上記切断
物の片側の面に傷が付いても、他の側の面には傷が付く
ことがない。また、マルチワイヤソーのワイヤをワーク
の切断毎に、従来のようにワイヤを切断することがない
ので、稼動サイクルタイムを短くでき、かつ、コストを
安くできる。

【００１２】一実施例では、上記マルチワイヤソーの複
数のワイヤの切断物の切断面に向けて変位させる量Ｌ
が、ｗを切り代、ｄをワイヤ直径としてＬ≧（ｗ−ｄ）／２であることを特徴としている。

【００１３】上記構成によれば、複数のワイヤを複数の
切断物における片側の切断面に向けて変位させる量Ｌ
が、Ｌ≧（ｗ−ｄ）／２であるから、マルチワイヤソー
の複数のワイヤは、切断物の片側の切断面に接触して片
側の切断面と対向する切断面に傷を付けるといったこと
がなく、また切断物に塑性変形を与えることもなく、上
記複数の切断物から分離される。

【００１４】一実施例では、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６０
０１の＃２０００以上の粒度であって、ワークへの切断
加工ダメージを軽減することを特徴としている。

【００１５】上記構成によれば、＃２０００以上の粒度
の小さな砥粒が用いられているから、切断されたワーク
に残留するダメージを小さくすることができ、切り代も
小さくすることができる。

【００１６】一実施例では、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６０
０１の＃３０００から＃６０００の粒度であることを特
徴としている。

【００１７】上記構成によれば、上記砥粒は＃３０００
から＃６０００の粒度であるから、切断されたワークに
残留するダメージを小さくすることができ、切り代も小
さくすることができると共に、加工能率も低下させるこ
となくワークを切断できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。

【００１９】図１は、切断前のワークとしてのインゴッ
ト１とマルチワイヤソー２の斜視図である。上記インゴ
ット１は、例えば、ＬＥＣ（液体封止チョクラルスキ
ー）法によって＜１１１＞方向に成長した閃亜鉛鉱構造
を持つ円柱状の化合物半導体単結晶インゴットである。
上記マルチワイヤソー２は、同一平面上に平行に配置さ
れた複数のワイヤ２ａ，２ａ，…を有している。上記イ
ンゴット１は、例えばセラミックベース等のような取り
付け台３の上に貼り付けられいて、インゴット１がＪＩ
Ｓ−Ｒ６００１の＃２０００以上の粒度の砥粒、好まし
くは＃３０００〜＃６０００の粒度の砥粒を含んだ砥液
をかけながらマルチワイヤソー２によって完全に切断さ
れて切断物であるウェハ１ａ，１ａ，…になった後も、
ウェハ１ａ，１ａ，…は取り付け台３に固定されてい
る。この取り付け台３はステージ６上に取り付けられ、
ステージ６はｙ軸方向とｚ軸方向にスライドできる機構
（図示せず）を備えている。上記インゴット１は、図１
に示すように、ステージ６のｚ軸正方向のスライドによ
って、マルチワイヤソー２の下に設置されている。ま
た、上記インゴット１は、ステージ６のｙ軸正方向のス
ライドによって上方に移動し、走行するマルチワイヤソ
ー２で切断される。さらに、このステージ６は、インゴ
ット１の下記の両角度θとφを微調整できる機構（図示
せず）を備えていて、インゴット１から所望の結晶面、
例えば｛１１１｝面を切り出すことができる。ここで、
互いに直交するｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の内、ｙ軸がワイヤ２
ａ，２ａ，…を含む平面と直交する場合、上記角θはセ
ットした結晶の＜１１１＞方向をｚｘ面上に投影した直
線とｚ軸のなす角であり、上記角φは＜１１１＞方向を
ｙｚ面上に投影した直線とｚ軸のなす角である。

【００２０】上記インゴット１のマルチワイヤソー２に
よる切断と切断後のワイヤ２ａ，２ａ，…の抜き取り
は、以下のようにして行なわれる。

【００２１】まず、上記インゴット１を取り付け台３に
貼り付け固定した後、ステージ６をｚ軸正方向に移動さ
せ、図１に示すように、インゴット１をワイヤ２ａ，２
ａ，…の下へ配置する。次に、上記マルチワイヤソー２
を作動させて、ワイヤ２ａ，２ａ，…をｘ軸正方向また
は負方向に走行させる。そして、上記ステージ６をｙ軸
正方向に移動させて、ワイヤ２ａ，２ａ，…でインゴッ
ト１を切断し、図２に示すように、ウェハ１ａ，１ａ，
…を形成する。これらのウェハ１ａ，１ａ，…は、取り
付け台３へ固定された状態まま、並立している。ウェハ
１ａ，１ａ，…の間は間隔が狭いために、ウェハ１ａ，
１ａ，…間に砥粒４，４，…が残留する。この砥粒４，
４，…は、ウェハ１ａ，１ａ，…の上方または側方から
洗浄液を噴射して除去される。

【００２２】上記ワイヤ２ａ，２ａ，…は、インゴット
１を切断してウェハ１ａ，１ａ，…にしたときには、取
り付け台３まで入り込んでいる。次に、図３に示すよう
に、ワイヤ２ａ，２ａ，…が取り付け台３まで入り込ん
だ状態で、ステージ６をスライドすることによって取り
付け台３をｚ軸正方向にずらし、ウェハ１ａ，１ａ，…
の片側の切断面７，７，…に向けてワイヤ２ａ，２ａ，
…を相対的に変位させる。上記取り付け台３をｚ軸正方
向にずらす量Ｌは、下式に示す値にする。Ｌ≧（ｗ−ｄ）／２ｗ：切り代、ｄ：ワイヤ直径

【００２３】次に、上記取り付け台３をｚ軸方向にずら
したままで、ステージ６をｙ軸負方向に移動させ、ワイ
ヤ２ａ，２ａ，…をウェハ１ａ，１ａ，…から抜き取
る。

【００２４】このようにしてワイヤ２ａ，２ａ，…をウ
ェハ１ａ，１ａ，…から抜き取ると、ワイヤ２ａ，２
ａ，…は、図３に示すように、ウェハ１ａ，１ａ，…の
一方の切断面７，７，…を傷つけても、他方の切断面
８，８，…を傷つけることがない。ウェハ１ａ，１ａ，
…の｛１１１｝Ｂ面の切断面８，８，…を傷付けること
がないのである。

【００２５】上記ワイヤ２ａ，２ａ，…をウェハ１ａ，
１ａ，…から抜き取る際には、ワイヤ２ａ，２ａ，…は
ウェハ１ａ，１ａ，… の｛１１１｝Ａ面の切断面７，
７，…に接触するが、上記取り付け台３をずらす量Ｌを
上述のように設定しているので、ウェハ１ａ，１ａ，…
に塑性変形を与える程大きな力は切断面７，７，…に作
用しない。また、上記切断面７，７，…は、以下に説明
するように、切断面８，８，…と同じ表面加工精度を要
求されなることが少なく、したがって、このワイヤ２
ａ，２ａ，…の切断面７，７，…への接触が問題になる
ことはない。

【００２６】また、マルチワイヤソー２のワイヤ２ａ，
２ａ，…をインゴット１の切断毎に切断することがない
ので、ワイヤ２ａ，２ａ，…の跳ね飛びによる切断面の
損傷の恐れがなく、かつ、稼動サイクルタイムを短くで
き、かつ、ワイヤ２ａ，２ａ，…の交換が不要でコスト
を安くできる。

【００２７】閃亜鉛鉱構造をもつ化合物半導体の｛１１
１｝面は、｛１１１｝Ａ面と｛１１１｝Ｂ面からなり、
＜１１１＞方向と垂直な面で切り出した場合、必ず一方
が｛１１１｝Ａ面、他方が｛１１１｝Ｂ面となる。これ
らの面はその性質が異なるため、通常素子製造の際区別
して取り扱われる。例えば、ＬＥＣ法で＜１１１＞方向
に成長させたＧａＰ単結晶インゴットをマルチワイヤソ
ーでウェハ状に切断した場合、｛１１１｝Ｂ面にエピタ
キシャル成長させることが一般的である。また、｛１０
０｝面のように２つの切断面が等価な場合でも、通常素
子化する場合は両面に等しい加工精度を要求しない。例
えば、ＨＢ（水平ブリッジマン）法で成長させたＧａＡ
ｓ単結晶インゴットを｛１００｝面が出るようにウェハ
状に切断加工した場合、任意に定めた一面をエピタキシ
ャル成長用にポリッシュ加工し、他方はアズスライスの
まま出荷されることがある。これは、エピタキシャル成
長に用いない面は、エピタキシャル成長に使用する面ほ
ど平坦でかつ切削ダメージ層が除去されている必要がな
いからである。

【００２８】以上のように、マルチワイヤソーによって
切断加工されるウェハはその両側に同じ加工精度が要求
されない場合が多く、本発明はこのような場合に特に有
効である。

【００２９】なお、Ｌを（ｗ−ｄ）／２に比してどれだ
け大きく設定するかは、ワイヤテンション、ウェハの脆
性、砥粒径、ワイヤ固定端部距離に大きく依存する。

【００３０】また、本実施述形態では、取り付け台に対
するワイヤの移動は、ワイヤの抜き取りを開始する前に
Ｌだけ実施した。しかし、ウェハの変形量が大きい場合
またはウェハの弾性率が大きい場合は、取り付け台のｙ
軸負方向への動きに連動して、ワイヤをウェハの一方の
切断面に接触させないように取り付け台を連続的にｚ軸
正方向または負方向に変位させて、ワイヤをウェハから
抜き取っても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のマルチワイヤソーを用いた加工方法によれば、マルチ
ワイヤソーの複数のワイヤで砥粒を含んだ砥液を流しな
がらワークを切断して複数の切断物を得た後、上記複数
のワイヤを上記切断物の片側の切断面に向けて変位させ
るか又はワークを変位させて、上記複数のワイヤを上記
複数の切断物から抜き取るので、上記複数のワイヤを上
記複数の切断物の片側の切断面と対向する側の切断面に
接触させることなく、上記マルチワイヤソーを上記複数
の切断物から分離することができる。したがって、上記
切断物の片側の面に傷が付いても、上記片側の切断面と
対向する側の切断面には傷が付くことがない。また、マ
ルチワイヤソーのワイヤをロープの切断毎に切断するこ
とがないので、ワイヤの跳ね飛びによる切断面の損傷の
恐れがなく、かつ、稼動サイクルタイムを短くでき、か
つ、ワイヤの交換が不要でコストを安くできる。

【００３２】一実施例によれば、マルチワイヤソーの複
数のワイヤの切断物の切断面に向けて変位させる量Ｌ
が、ｗを切り代、ｄをワイヤ直径として、Ｌ≧（ｗ−
ｄ）／２であるので、上記マルチワイヤソーのワイヤを
上記複数の切断物の片側と対向する側の切断面に接触さ
せることなく、また切断物に塑性変形を与えることな
く、上記複数の切断物から抜き取ることができる。

【００３３】一実施例によれば、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ
６００１の＃２０００以上の粒度であるので、使用する
砥粒の粒度を小さくすることで切断されたワークに残留
するダメージを小さくすることができ、切り代も小さく
することができる。

【００３４】また、一実施例によれば、上記砥粒はＪＩ
Ｓ−Ｒ６００１の＃３０００から＃６０００の粒度であ
るので、切断されたワークに残留するダメージを小さく
することができ、切り代も小さくすることができると共
に、加工能率も低下させることなくワークを切断でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるマルチワイヤソーと
切断前のインゴットの斜視図である。

【図２】図２(ａ)は本発明の実施形態による切断後の
ウェハとマルチワイヤソーの正面図であり、図２(ｂ)は
図２(ａ)の側面図である。

【図３】本発明の実施形態による切断後のウェハと切
断後に変位されたマルチワイヤソーの平面図である。

【図４】図４(ａ)は従来法による切断後のウェハとマ
ルチワイヤソーの正面図であり、図４(ｂ)は図４(ａ)の
側面図である。

【符号の説明】

１…インゴット、１ａ…ウェハ、２…マルチワイヤソー、２ａ…ワイヤ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定されたワークを、複数の平行なワイ
ヤを有するマルチワイヤソーを用いて切断して複数の切
断物を得るマルチワイヤソーを用いた加工方法におい
て、上記マルチワイヤソーの平行な複数のワイヤで砥粒を含
んだ砥液を流しながらワークを切断して、複数の切断物
を得た後、上記複数のワイヤを上記複数の切断物の片側の切断面に
向けて変位させるか又はワークを変位させた後、上記マ
ルチワイヤソーを上記複数の切断物から分離することを
特徴とするマルチワイヤソーを用いた加工方法。
【請求項２】請求項１に記載のマルチワイヤソーを用
いた加工方法において、上記マルチワイヤソーの複数のワイヤの切断物の切断面
に向けて変位させる量Ｌは、ｗを切り代、ｄをワイヤ直
径としてＬ≧（ｗ−ｄ）／２であることを特徴とするマルチワイヤソーを用いた加工
方法。
【請求項３】請求項１または２に記載のマルチワイヤ
ソーを用いた加工方法において、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃２０００以上の粒度
であって、ワークへの切断加工ダメージを軽減すること
を特徴とするマルチワイヤソーを用いた加工方法。
【請求項４】請求項３に記載のマルチワイヤソーを用
いた加工方法において、上記砥粒はＪＩＳ−Ｒ６００１の＃３０００から＃６０
００の粒度であることを特徴とするマルチワイヤソーを
用いた加工方法。