JPH05220732A - マルチワイヤソー用多溝ローラ - Google Patents
マルチワイヤソー用多溝ローラInfo
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- JPH05220732A JPH05220732A JP6110292A JP6110292A JPH05220732A JP H05220732 A JPH05220732 A JP H05220732A JP 6110292 A JP6110292 A JP 6110292A JP 6110292 A JP6110292 A JP 6110292A JP H05220732 A JPH05220732 A JP H05220732A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D57/00—Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
- B23D57/003—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
- B23D57/0053—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of drives for saw wires; of wheel mountings; of wheels
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】マルチワイヤソーの溝ローラの熱変形を防止
し、平坦度の良好な製品ウエハを得ること。 【構成】マルチワイヤソーの溝ローラを構成する部品の
うち、溝付スリーブを外嵌する筒状ホルダ、該ホルダを
支持する回転軸、筒状ホルダと回転軸を軸方向に固定す
る芯棒、または筒状ホルダを回転自在に支持する固定軸
をそれぞれ線膨張係数の小さいインバーやスーパーイン
バー製とする。
し、平坦度の良好な製品ウエハを得ること。 【構成】マルチワイヤソーの溝ローラを構成する部品の
うち、溝付スリーブを外嵌する筒状ホルダ、該ホルダを
支持する回転軸、筒状ホルダと回転軸を軸方向に固定す
る芯棒、または筒状ホルダを回転自在に支持する固定軸
をそれぞれ線膨張係数の小さいインバーやスーパーイン
バー製とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体材料、磁性材
料、セラミックス等の脆性材料をワイヤにより薄厚の多
数のウエハに切断するマルチワイヤソーの多溝ローラに
関する。
料、セラミックス等の脆性材料をワイヤにより薄厚の多
数のウエハに切断するマルチワイヤソーの多溝ローラに
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体材料等の脆性材料のインゴットを
ウエハ状に切断するのに用いられるマルチワイヤソー
は、所定ピッチで多条掛けされたワイヤ列と被切断物
（以下「ワーク」と称する）の間に砥粒を含む研削液を
供給しながら切断する装置である。図１は一般的なマル
チワイヤソーの切断部を例示したもので、回転自在に保
持された３個の多溝ローラ１、２、３の外周面に刻設さ
れた多数の溝に１本のワイヤ４が巻き付けられて所定ピ
ッチのワイヤ列５が形成され、このワイヤ列を走行させ
るとともに、ノズル７よりワーク６に供給された砥液３
０をワイヤ列５とワーク６の間に介在せしめ、ワーク押
上台１０を徐々に押上ながら研削作用によって切断する
方式である。ワーク６はカーボン、セラミックス、ガラ
ス等のダミー板８に接着されており、ダミー板８はワー
ク押上台１０にネジ１１で着脱自在に固定された金属製
のベース９に接着等の方法で固定されている。
ウエハ状に切断するのに用いられるマルチワイヤソー
は、所定ピッチで多条掛けされたワイヤ列と被切断物
（以下「ワーク」と称する）の間に砥粒を含む研削液を
供給しながら切断する装置である。図１は一般的なマル
チワイヤソーの切断部を例示したもので、回転自在に保
持された３個の多溝ローラ１、２、３の外周面に刻設さ
れた多数の溝に１本のワイヤ４が巻き付けられて所定ピ
ッチのワイヤ列５が形成され、このワイヤ列を走行させ
るとともに、ノズル７よりワーク６に供給された砥液３
０をワイヤ列５とワーク６の間に介在せしめ、ワーク押
上台１０を徐々に押上ながら研削作用によって切断する
方式である。ワーク６はカーボン、セラミックス、ガラ
ス等のダミー板８に接着されており、ダミー板８はワー
ク押上台１０にネジ１１で着脱自在に固定された金属製
のベース９に接着等の方法で固定されている。
【０００３】図２は切断終了後のワークの状態を示し、
図（Ａ）は斜視図、図（Ｂ）は部分拡大側面図である。
ワイヤ４による切込みはダミー板８の途中まで行われて
おり、ワーク６は多数の製品ウエハ６−１と両端の余長
部６−２に切断されている。ウエハ６−１には厚さ精度
と切断面の平坦度が要求され、特に後続の研磨工程で大
幅な改善が期待されない平坦度は、切断の段階で高いレ
ベルを得ておく必要がある。例えば、ＩＣチップの素材
となるシリコンウエハでは高低差２０μｍ以下の平坦度
が要求され、そのレベルは半導体産業の発展とともに厳
しくなる趨勢にある。
図（Ａ）は斜視図、図（Ｂ）は部分拡大側面図である。
ワイヤ４による切込みはダミー板８の途中まで行われて
おり、ワーク６は多数の製品ウエハ６−１と両端の余長
部６−２に切断されている。ウエハ６−１には厚さ精度
と切断面の平坦度が要求され、特に後続の研磨工程で大
幅な改善が期待されない平坦度は、切断の段階で高いレ
ベルを得ておく必要がある。例えば、ＩＣチップの素材
となるシリコンウエハでは高低差２０μｍ以下の平坦度
が要求され、そのレベルは半導体産業の発展とともに厳
しくなる趨勢にある。
【０００４】ここで、ワイヤソーで切断されたウエハの
平坦度について説明する。図３は前記製品ウエハ６−１
を一枚取出して示す斜視図である。ワイヤ走行方向のＹ
ーＹ´ラインはどの位置で測定してもほぼ平坦であるの
に対し、ワイヤ切込み方向のＸーＸ´ラインでは“うね
り”が生ずる。このうねりは、溝ローラ２、３間に張ら
れているワイヤの空間での位置が経時的に移動すること
によって生ずる。この移動の最大の原因は、ワイヤの空
間位置を決定する溝ローラ２、３の溝位置が、切断の過
程で発生する溝ローラ２、３の熱変形によりその軸方向
に移動することである。ワイヤソーのワイヤ走行方式に
は、溝ローラ２、３間のワイヤ列を往復させながら徐々
にリールに巻取っていく往復式と、ワイヤを一方向のみ
に走行させる一方向式があるが、特にワイヤ列の走行速
度とワークへの切込み速度を大きくして切断能率を向上
させ得る一方向式の方が上記溝ローラの熱変形が大き
い。
平坦度について説明する。図３は前記製品ウエハ６−１
を一枚取出して示す斜視図である。ワイヤ走行方向のＹ
ーＹ´ラインはどの位置で測定してもほぼ平坦であるの
に対し、ワイヤ切込み方向のＸーＸ´ラインでは“うね
り”が生ずる。このうねりは、溝ローラ２、３間に張ら
れているワイヤの空間での位置が経時的に移動すること
によって生ずる。この移動の最大の原因は、ワイヤの空
間位置を決定する溝ローラ２、３の溝位置が、切断の過
程で発生する溝ローラ２、３の熱変形によりその軸方向
に移動することである。ワイヤソーのワイヤ走行方式に
は、溝ローラ２、３間のワイヤ列を往復させながら徐々
にリールに巻取っていく往復式と、ワイヤを一方向のみ
に走行させる一方向式があるが、特にワイヤ列の走行速
度とワークへの切込み速度を大きくして切断能率を向上
させ得る一方向式の方が上記溝ローラの熱変形が大き
い。
【０００５】図４、図５は溝ローラの代表的な構造例を
示したもので、図４は溝ローラ全体が回転するタイプ、
図５は溝ローラが中心軸の回りを回転するタイプであ
る。溝ローラ全体が回転するタイプの場合は、図４
（Ｂ）に図４（Ａ）の点円部分を拡大して示すごとく、
ワイヤ４を収納するＶ字形断面のリング状の溝１１が所
定ピッチで刻設された溝付スリーブ１２は筒状ホルダ１
３に外嵌され、片端面はホルダフランジ１３−１に当接
し、反対側の端面はホルダネジ部１３−２にねじ込まれ
たナット１４で締付けられている。筒状ホルダ１３はキ
ー１５を介して回転軸１６に固着され、該回転軸１６に
螺着された芯棒１７に座金１８を介してナット１９で固
定されている。回転軸１６はベアリング２２を介して本
体フレーム１８に回転自在に支持されており、ベアリン
グ２２は本体フレーム１８にボルト２１で固定されたフ
ランジ１９と当該回転軸１６に螺着されたナット２０と
で軸方向に固定されている。
示したもので、図４は溝ローラ全体が回転するタイプ、
図５は溝ローラが中心軸の回りを回転するタイプであ
る。溝ローラ全体が回転するタイプの場合は、図４
（Ｂ）に図４（Ａ）の点円部分を拡大して示すごとく、
ワイヤ４を収納するＶ字形断面のリング状の溝１１が所
定ピッチで刻設された溝付スリーブ１２は筒状ホルダ１
３に外嵌され、片端面はホルダフランジ１３−１に当接
し、反対側の端面はホルダネジ部１３−２にねじ込まれ
たナット１４で締付けられている。筒状ホルダ１３はキ
ー１５を介して回転軸１６に固着され、該回転軸１６に
螺着された芯棒１７に座金１８を介してナット１９で固
定されている。回転軸１６はベアリング２２を介して本
体フレーム１８に回転自在に支持されており、ベアリン
グ２２は本体フレーム１８にボルト２１で固定されたフ
ランジ１９と当該回転軸１６に螺着されたナット２０と
で軸方向に固定されている。
【０００６】図５に示すタイプの溝ローラは、溝付スリ
ーブ１２を外嵌した筒状ホルダ１３が固定軸２４にベア
リング３２を介して回転自在に外嵌されており、固定軸
２４は一端のフランジ部２４−１を介して本体フレーム
１８にボルト２６で固着されている。一方、ベアリング
３２は固定軸２４の他端に螺着したナット２０と、筒状
ホルダ１３の端部内面に螺着された内ナット２５とで軸
方向に固定されており、溝付スリーブ１２は筒状ホルダ
１３の端部外面に螺着されたナット１４にて締付けられ
ている。２８はスペーサである。
ーブ１２を外嵌した筒状ホルダ１３が固定軸２４にベア
リング３２を介して回転自在に外嵌されており、固定軸
２４は一端のフランジ部２４−１を介して本体フレーム
１８にボルト２６で固着されている。一方、ベアリング
３２は固定軸２４の他端に螺着したナット２０と、筒状
ホルダ１３の端部内面に螺着された内ナット２５とで軸
方向に固定されており、溝付スリーブ１２は筒状ホルダ
１３の端部外面に螺着されたナット１４にて締付けられ
ている。２８はスペーサである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図４、図
５に示す構造の溝ローラには、以下に記載する問題点が
ある。図４に示す構造の溝ローラの場合は、回転軸１６
を支持するベアリング２２で発生した熱によって、まず
当該回転軸１６の温度が上昇する。この温度の上昇によ
り回転軸１６が軸方向に熱膨張するとナット２０の締付
力が低下し、弛みが生じると、回転軸１６が軸方向に動
く。すなわち、溝ローラ２、３の全体が軸方向に動くこ
とにより、図６に示すごとく、ワーク６のすべてのワイ
ヤ切込み溝２３が平行にうねるような現象が現れる。
５に示す構造の溝ローラには、以下に記載する問題点が
ある。図４に示す構造の溝ローラの場合は、回転軸１６
を支持するベアリング２２で発生した熱によって、まず
当該回転軸１６の温度が上昇する。この温度の上昇によ
り回転軸１６が軸方向に熱膨張するとナット２０の締付
力が低下し、弛みが生じると、回転軸１６が軸方向に動
く。すなわち、溝ローラ２、３の全体が軸方向に動くこ
とにより、図６に示すごとく、ワーク６のすべてのワイ
ヤ切込み溝２３が平行にうねるような現象が現れる。
【０００８】また、回転軸１６を経由した熱は芯棒１７
と筒状ホルダ１３に伝わり、各々が軸方向に膨張する。
この時、芯棒１７の熱膨張がホルダ１３より大きい場合
には、ナット１９の締付け力が低下し弛みが生じる。そ
の結果、筒状ホルダ１３が軸方向に動き得る状態とな
り、図６に示すような切込み溝のうねりを生じる。逆
に、筒状ホルダ１３の熱膨張が芯棒１７より大きい場合
には、芯棒１７に作用する引張力が増加し、ナット１９
が弛むことはない。しかし、この引張力によって芯棒１
７が降伏し、その状態から筒状ホルダ１３の温度が低下
するとナット１９に弛みが生じ、筒状ホルダ１３が軸方
向に動き得る状態となる。
と筒状ホルダ１３に伝わり、各々が軸方向に膨張する。
この時、芯棒１７の熱膨張がホルダ１３より大きい場合
には、ナット１９の締付け力が低下し弛みが生じる。そ
の結果、筒状ホルダ１３が軸方向に動き得る状態とな
り、図６に示すような切込み溝のうねりを生じる。逆
に、筒状ホルダ１３の熱膨張が芯棒１７より大きい場合
には、芯棒１７に作用する引張力が増加し、ナット１９
が弛むことはない。しかし、この引張力によって芯棒１
７が降伏し、その状態から筒状ホルダ１３の温度が低下
するとナット１９に弛みが生じ、筒状ホルダ１３が軸方
向に動き得る状態となる。
【０００９】また、上記図５に示す構造の溝ローラの場
合、ベアリング３２で発生した熱は固定軸２４と筒状ホ
ルダ１３に伝わり、軸方向に膨張する。固定軸２４の熱
膨張が筒状ホルダ１３より大きい場合には、ナット２０
に弛みが生じ筒状ホルダ１３が軸方向に動き、図６に示
すような切込み溝のうねりが生じる。逆に、筒状ホルダ
１３の熱膨張が固定軸２４より大きい場合には、内ナッ
ト２５に弛みが生じ、筒状ホルダ１３が軸方向に動き、
図６に示すような切込み溝のうねりが生じる。
合、ベアリング３２で発生した熱は固定軸２４と筒状ホ
ルダ１３に伝わり、軸方向に膨張する。固定軸２４の熱
膨張が筒状ホルダ１３より大きい場合には、ナット２０
に弛みが生じ筒状ホルダ１３が軸方向に動き、図６に示
すような切込み溝のうねりが生じる。逆に、筒状ホルダ
１３の熱膨張が固定軸２４より大きい場合には、内ナッ
ト２５に弛みが生じ、筒状ホルダ１３が軸方向に動き、
図６に示すような切込み溝のうねりが生じる。
【００１０】上記いずれの状態においても、筒状ホルダ
１３が軸方向に熱膨張すると、溝付スリーブ１２の溝位
置に影響が現れる。まず、溝付スリーブ１２を樹脂製と
した場合には、線膨張係数が筒状ホルダ１３よりはるか
に大きいので、ホルダ１３の熱膨張に追随して伸び、ナ
ット１４には弛みは生じない。ところが、溝付スリーブ
１２の伸びにより溝１１の位置が変化する。溝付スリー
ブ１２の溝１１の動きは端部のナット１４の近傍ほど大
きいので、図７に示すようにナット１４に近いほどワイ
ヤ切込み溝２３の曲りが大きくなる。次に、溝付スリー
ブ１２の熱膨張が筒状ホルダ１３よりも小さい場合に
は、ナット１４に弛みが生じ、この状態で溝付スリーブ
１２が軸方向に動くと図６と同様な切込み溝のうねりが
生じる。
１３が軸方向に熱膨張すると、溝付スリーブ１２の溝位
置に影響が現れる。まず、溝付スリーブ１２を樹脂製と
した場合には、線膨張係数が筒状ホルダ１３よりはるか
に大きいので、ホルダ１３の熱膨張に追随して伸び、ナ
ット１４には弛みは生じない。ところが、溝付スリーブ
１２の伸びにより溝１１の位置が変化する。溝付スリー
ブ１２の溝１１の動きは端部のナット１４の近傍ほど大
きいので、図７に示すようにナット１４に近いほどワイ
ヤ切込み溝２３の曲りが大きくなる。次に、溝付スリー
ブ１２の熱膨張が筒状ホルダ１３よりも小さい場合に
は、ナット１４に弛みが生じ、この状態で溝付スリーブ
１２が軸方向に動くと図６と同様な切込み溝のうねりが
生じる。
【００１１】以上のように、切断されたウエハの平坦度
を向上させるには、溝ローラの熱膨張を防止する必要が
ある。しかし、発熱源はベアリングの他に、ワイヤソー
本体フレームから伝わる熱、ワークとの摺動によって温
度上昇したワイヤから溝付スリーブを経由して伝わる
熱、砥液から伝わる熱、さらには溝ローラの周囲の雰囲
気から伝わる熱等があり、これらを完全に遮断すること
は不可能に近い。
を向上させるには、溝ローラの熱膨張を防止する必要が
ある。しかし、発熱源はベアリングの他に、ワイヤソー
本体フレームから伝わる熱、ワークとの摺動によって温
度上昇したワイヤから溝付スリーブを経由して伝わる
熱、砥液から伝わる熱、さらには溝ローラの周囲の雰囲
気から伝わる熱等があり、これらを完全に遮断すること
は不可能に近い。
【００１２】この発明はこのような実情に鑑み、溝ロー
ラに伝わる熱の影響が溝付スリーブに現れないような対
策として、溝ローラの材質を変えることによって熱膨張
を可及的に抑制し得る多溝ローラを提案しようとするも
のである。
ラに伝わる熱の影響が溝付スリーブに現れないような対
策として、溝ローラの材質を変えることによって熱膨張
を可及的に抑制し得る多溝ローラを提案しようとするも
のである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は、溝ローラを
構成する部品のうち、軸方向に熱膨張してワイヤ溝位置
を変化させる部品に線膨張係数の小さい材料を使用する
ことにより、切断中に発生する温度変化に対するワイヤ
溝位置の変化を抑制し、ウエハの平坦度を確保しようと
するもので、その要旨は、外周にリング状の溝を所定の
ピッチで形成したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒
状ホルダと、該ホルダを支持する回転軸と、該回転軸と
前記ホルダを軸方向に固定する芯棒とで構成され、前記
筒状ホルダ、回転軸および芯棒がそれぞれ線膨張係数の
小さい材料からなることを特徴とし、また、外周にリン
グ状の溝を所定のピッチで形成したスリーブと、該スリ
ーブを外嵌する筒状ホルダと、該ホルダを回転自在に支
持する固定軸とから構成され、前記筒状ホルダと固定軸
がそれぞれ線膨張係数の小さい材料からなることを特徴
とし、また、上記線膨張係数の小さい材料として、ニッ
ケル３６±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純
物からなる合金、またはニッケル３２±１％、コバルト
５±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純物から
なる合金を用いることを特徴とするものである。
構成する部品のうち、軸方向に熱膨張してワイヤ溝位置
を変化させる部品に線膨張係数の小さい材料を使用する
ことにより、切断中に発生する温度変化に対するワイヤ
溝位置の変化を抑制し、ウエハの平坦度を確保しようと
するもので、その要旨は、外周にリング状の溝を所定の
ピッチで形成したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒
状ホルダと、該ホルダを支持する回転軸と、該回転軸と
前記ホルダを軸方向に固定する芯棒とで構成され、前記
筒状ホルダ、回転軸および芯棒がそれぞれ線膨張係数の
小さい材料からなることを特徴とし、また、外周にリン
グ状の溝を所定のピッチで形成したスリーブと、該スリ
ーブを外嵌する筒状ホルダと、該ホルダを回転自在に支
持する固定軸とから構成され、前記筒状ホルダと固定軸
がそれぞれ線膨張係数の小さい材料からなることを特徴
とし、また、上記線膨張係数の小さい材料として、ニッ
ケル３６±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純
物からなる合金、またはニッケル３２±１％、コバルト
５±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純物から
なる合金を用いることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】外周にリング状の溝を所定のピッチで形成した
スリーブと、該スリーブを外嵌する筒状ホルダと、該ホ
ルダを支持する回転軸と、該回転軸と前記ホルダを軸方
向に固定する芯棒とで構成された溝ローラの場合は、筒
状ホルダ、回転軸および芯棒の熱膨張が切断精度に大き
な影響を及ぼし、また、外周にリング状の溝を所定のピ
ッチで形成したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒状
ホルダと、該ホルダを回転自在に支持する固定軸とから
構成された溝ローラの場合は、筒状ホルダと固定軸の熱
膨張が切断精度に大きな影響を及ぼすため、この発明で
はこれらの構成部材を線膨張係数の小さい材料で製作す
ることとした。
スリーブと、該スリーブを外嵌する筒状ホルダと、該ホ
ルダを支持する回転軸と、該回転軸と前記ホルダを軸方
向に固定する芯棒とで構成された溝ローラの場合は、筒
状ホルダ、回転軸および芯棒の熱膨張が切断精度に大き
な影響を及ぼし、また、外周にリング状の溝を所定のピ
ッチで形成したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒状
ホルダと、該ホルダを回転自在に支持する固定軸とから
構成された溝ローラの場合は、筒状ホルダと固定軸の熱
膨張が切断精度に大きな影響を及ぼすため、この発明で
はこれらの構成部材を線膨張係数の小さい材料で製作す
ることとした。
【００１５】線膨張係数の小さい材料として用いたニッ
ケル３６±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純
物からなる合金は一般にインバー（アンバーともいう）
と称され、またニッケル３２±１％、コバルト５±１％
を含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる合金
はスーパインバー（超不変鋼）と称されているもので、
インバの線膨張係数は２．０×１０−６／℃（３０〜１
００℃）以下、スーパーインバーの線膨張係数は１．３
×１０−６／℃（３０〜１００℃）以下である。
ケル３６±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純
物からなる合金は一般にインバー（アンバーともいう）
と称され、またニッケル３２±１％、コバルト５±１％
を含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる合金
はスーパインバー（超不変鋼）と称されているもので、
インバの線膨張係数は２．０×１０−６／℃（３０〜１
００℃）以下、スーパーインバーの線膨張係数は１．３
×１０−６／℃（３０〜１００℃）以下である。
【００１６】外周にリング状の溝を所定のピッチで形成
したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒状ホルダと、
該ホルダを支持する回転軸と、該回転軸と前記ホルダを
軸方向に固定する芯棒とで構成する溝ローラの筒状ホル
ダ、回転軸および芯棒を、また筒状ホルダを回転自在に
支持する固定軸とで構成する溝ローラの筒状ホルダと固
定軸を、それぞれ前記インバーあるいはスーパーインバ
ーで製作した場合、切断中における温度上昇による熱変
形が防止されることにより、溝付スリーブの軸方向の動
きが防止され、その結果切込み溝のうねりや曲りが解消
され、製品ウエハの平坦度が確保されるのである。
したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒状ホルダと、
該ホルダを支持する回転軸と、該回転軸と前記ホルダを
軸方向に固定する芯棒とで構成する溝ローラの筒状ホル
ダ、回転軸および芯棒を、また筒状ホルダを回転自在に
支持する固定軸とで構成する溝ローラの筒状ホルダと固
定軸を、それぞれ前記インバーあるいはスーパーインバ
ーで製作した場合、切断中における温度上昇による熱変
形が防止されることにより、溝付スリーブの軸方向の動
きが防止され、その結果切込み溝のうねりや曲りが解消
され、製品ウエハの平坦度が確保されるのである。
【００１７】
【実施例】例えば図５に示す構造の溝ローラの場合、固
定軸２４の温度は図８のように変化することが判明し
た。ここで、温度Ｔは切断開始とともに急速に上昇し、
ある時間ｔｓを経過すると温度は飽和状態に達する。温
度上昇△Ｔは溝ローラに作用する負荷、すなわちワーク
の材質、ワイヤ列の本数、切込速度、ワイヤ速度によっ
て変化し、実験では１０〜４０℃の範囲であった。筒状
ホルダ１３においても同等の温度上昇が生じているもの
と推定される。当然のことながら、溝ローラ２、３が長
いほど熱膨張は大きく、溝付スリーブ１２の長さｌにほ
ぼ比例すると考えられる。
定軸２４の温度は図８のように変化することが判明し
た。ここで、温度Ｔは切断開始とともに急速に上昇し、
ある時間ｔｓを経過すると温度は飽和状態に達する。温
度上昇△Ｔは溝ローラに作用する負荷、すなわちワーク
の材質、ワイヤ列の本数、切込速度、ワイヤ速度によっ
て変化し、実験では１０〜４０℃の範囲であった。筒状
ホルダ１３においても同等の温度上昇が生じているもの
と推定される。当然のことながら、溝ローラ２、３が長
いほど熱膨張は大きく、溝付スリーブ１２の長さｌにほ
ぼ比例すると考えられる。
【００１８】筒状ホルダ１３を線膨張係数が１１×１０
−６／℃の鋼で製作した場合、１℃の温度上昇があると
溝付スリーブ１２の長さｌは１．１×１０−３％増加す
る。例えば、ｌ＝３００ｍｍの場合、４０℃の温度上昇
があると、溝付スリーブ１２の長さは１３２μｍ増加す
る。
−６／℃の鋼で製作した場合、１℃の温度上昇があると
溝付スリーブ１２の長さｌは１．１×１０−３％増加す
る。例えば、ｌ＝３００ｍｍの場合、４０℃の温度上昇
があると、溝付スリーブ１２の長さは１３２μｍ増加す
る。
【００１９】前記したように、溝付スリーブ１２の長さ
増加による溝１１の移動はナット１４の側の端部で大き
く、製品ウエハ６−１の平坦度（面の高低差）は図９の
ように分布する。図５に示す構造の溝ローラの場合、温
度上昇から計算される溝付スリーブ１２の長さｌの増加
量と製品ウエハ６−１の平坦度の最大値はほぼ同等の値
を示す。すなわち、平坦度の最大値を例えば２０μｍ以
下にするには、ｌの増加量を２０μｍ以下に抑制する必
要がある。例えば、ｌ＝３００ｍｍで４０℃の温度上昇
に対してｌの増加を２０μｍ以下に抑えるには、固定軸
２４と筒状ホルダ１３を線膨張係数が３×１０−６／℃
以下の材料で製作する必要がある。前記インバーやスー
パーインバーはこの条件を満たすもので、このような線
膨張係数の小さい材料を用いることにより、４０℃の温
度上昇に対してｌの増加を２０μｍ以下に抑えることが
できる。
増加による溝１１の移動はナット１４の側の端部で大き
く、製品ウエハ６−１の平坦度（面の高低差）は図９の
ように分布する。図５に示す構造の溝ローラの場合、温
度上昇から計算される溝付スリーブ１２の長さｌの増加
量と製品ウエハ６−１の平坦度の最大値はほぼ同等の値
を示す。すなわち、平坦度の最大値を例えば２０μｍ以
下にするには、ｌの増加量を２０μｍ以下に抑制する必
要がある。例えば、ｌ＝３００ｍｍで４０℃の温度上昇
に対してｌの増加を２０μｍ以下に抑えるには、固定軸
２４と筒状ホルダ１３を線膨張係数が３×１０−６／℃
以下の材料で製作する必要がある。前記インバーやスー
パーインバーはこの条件を満たすもので、このような線
膨張係数の小さい材料を用いることにより、４０℃の温
度上昇に対してｌの増加を２０μｍ以下に抑えることが
できる。
【００２０】実施例１ 図４に示す構造の溝ローラにおいて、回転軸１６、芯棒
１７、筒状ホルダ１３を、Ｎｉ３２％、Ｃｏ５％を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる線膨張係
数０．８×１０−６／℃の合金製とし、ｌ＝３００ｍｍ
の超高分子量ポリエチレン製の溝付スリーブ１２のほぼ
全長にわたってピッチ２ｍｍで刻設した溝１１に直径
０．２ｍｍのピアノ線を張設して合計１２１列のワイヤ
列を形成し、平均粒径２８μｍのシリコンカーバイド砥
粒をラッピングオイルに混合した砥液をかけながら該ワ
イヤ列を６００ｍ／分の速度で走行せしめ、断面寸法２
４０ｍｍ角の石英インゴットを０．８ｍ／分の速度で上
昇して２４０ｍｍ角×１．７ｍｍ厚のウエハ１２０枚を
同時切断した。該ウエハ全数の平坦度を測定した結果、
切断面の高低差は最大１１μｍであった。一方、比較の
ため、鋼製の回転軸、芯棒、筒状ホルダを使用して上記
と同一条件で切断して得られたウエハの平坦度を測定し
た結果、切断面に最大１３０μｍの高低差が生じた。
１７、筒状ホルダ１３を、Ｎｉ３２％、Ｃｏ５％を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる線膨張係
数０．８×１０−６／℃の合金製とし、ｌ＝３００ｍｍ
の超高分子量ポリエチレン製の溝付スリーブ１２のほぼ
全長にわたってピッチ２ｍｍで刻設した溝１１に直径
０．２ｍｍのピアノ線を張設して合計１２１列のワイヤ
列を形成し、平均粒径２８μｍのシリコンカーバイド砥
粒をラッピングオイルに混合した砥液をかけながら該ワ
イヤ列を６００ｍ／分の速度で走行せしめ、断面寸法２
４０ｍｍ角の石英インゴットを０．８ｍ／分の速度で上
昇して２４０ｍｍ角×１．７ｍｍ厚のウエハ１２０枚を
同時切断した。該ウエハ全数の平坦度を測定した結果、
切断面の高低差は最大１１μｍであった。一方、比較の
ため、鋼製の回転軸、芯棒、筒状ホルダを使用して上記
と同一条件で切断して得られたウエハの平坦度を測定し
た結果、切断面に最大１３０μｍの高低差が生じた。
【００２１】実施例２ 図５に示す構造の溝ローラにおいて、固定軸２４と筒状
ホルダ１３を、Ｎｉ３６％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる線膨張係数１．５×１０−６／
℃の合金製とし、ｌ＝１００ｍｍの超高分子量ポリエチ
レン製の溝付スリーブ１２のほぼ全長にわたってピッチ
０．７ｍｍで刻設した溝１１に直径０．１６ｍｍのピア
ノ線を張設して合計１０１列のワイヤ列を形成し、平均
粒径１６μｍのシリコンカーバイド砥粒をラッピングオ
イルに混合した砥液をかけながら該ワイヤ列を４００ｍ
／分の速度で走行せしめ、直径１２５ｍｍの単結晶シリ
コンインゴット０．７ｍ／分の速度で上昇して直径１２
５ｍｍ角×０．５ｍｍ厚のウエハ１００枚を同時切断し
た。該ウエハ全数の平坦度を測定した結果、切断面の高
低差は最大１５μｍであった。一方、比較のため、鋼製
の固定軸、筒状ホルダを使用して上記と同一条件で切断
して得られたウエハの平坦度を測定した結果、切断面に
最大７０μｍの高低差が生じた。
ホルダ１３を、Ｎｉ３６％を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物からなる線膨張係数１．５×１０−６／
℃の合金製とし、ｌ＝１００ｍｍの超高分子量ポリエチ
レン製の溝付スリーブ１２のほぼ全長にわたってピッチ
０．７ｍｍで刻設した溝１１に直径０．１６ｍｍのピア
ノ線を張設して合計１０１列のワイヤ列を形成し、平均
粒径１６μｍのシリコンカーバイド砥粒をラッピングオ
イルに混合した砥液をかけながら該ワイヤ列を４００ｍ
／分の速度で走行せしめ、直径１２５ｍｍの単結晶シリ
コンインゴット０．７ｍ／分の速度で上昇して直径１２
５ｍｍ角×０．５ｍｍ厚のウエハ１００枚を同時切断し
た。該ウエハ全数の平坦度を測定した結果、切断面の高
低差は最大１５μｍであった。一方、比較のため、鋼製
の固定軸、筒状ホルダを使用して上記と同一条件で切断
して得られたウエハの平坦度を測定した結果、切断面に
最大７０μｍの高低差が生じた。
【００２２】
【発明の効果】上記のごとく、この発明に係る多溝ロー
ラは、切断中における温度上昇による構成部材の熱変形
が抑制されることにより、溝付スリーブの軸方向の動き
が防止され、切込み溝のうねりや曲りが解消される結
果、製品ウエハの平坦度を確保することができるという
優れた効果を奏する。また、この製品ウエハの平坦度の
改善は、そのまま後工程の研磨加工を経た完成品ウエハ
の平坦度の改善につながり、例えば半導体チップの場合
にはより累積度が高い製品を製造することができ、エレ
クトロニクス産業において多大な効果を奏するものであ
る。
ラは、切断中における温度上昇による構成部材の熱変形
が抑制されることにより、溝付スリーブの軸方向の動き
が防止され、切込み溝のうねりや曲りが解消される結
果、製品ウエハの平坦度を確保することができるという
優れた効果を奏する。また、この製品ウエハの平坦度の
改善は、そのまま後工程の研磨加工を経た完成品ウエハ
の平坦度の改善につながり、例えば半導体チップの場合
にはより累積度が高い製品を製造することができ、エレ
クトロニクス産業において多大な効果を奏するものであ
る。
【図１】一般的なマルチワイヤソーの切断部を示す斜視
図である。
図である。
【図２】同上マルチワイヤソーの切断においてダミー材
までワイヤが切り込まれた状態の説明図で、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）は部分拡大側面図である。
までワイヤが切り込まれた状態の説明図で、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）は部分拡大側面図である。
【図３】切断された製品ウエハを示す斜視図である。
【図４】マルチワイヤソーの溝ローラの構造例で、
（Ａ）は溝ローラ全体の縦断側面図、（Ｂ）は図（Ａ）
の点円部分の拡大図である。
（Ａ）は溝ローラ全体の縦断側面図、（Ｂ）は図（Ａ）
の点円部分の拡大図である。
【図５】同じくマルチワイヤソーの他の溝ローラの構造
例を示す縦断側面図である。
例を示す縦断側面図である。
【図６】同上マルチワイヤソーによる切断中のワイヤの
軌跡例を示す断面図である。
軌跡例を示す断面図である。
【図７】同じくマルチワイヤソーによる切断中のワイヤ
の他の軌跡例を示す断面図である。
の他の軌跡例を示す断面図である。
【図８】同上溝ローラの回転軸温度の切断中の経時変化
の一例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
【図９】製品ウエハの平坦度の溝ローラ軸方向分布の説
明図である。
明図である。
１、２、３ 多溝ローラ ４ ワイヤ ５ ワイヤ列 ６ ワーク ７ ノズル ８ ダミー板 ９ ベース １０ ワーク押上台 １１ 溝 １２ 溝付スリーブ １３ 筒状ホルダ １６ 回転軸 １７ 芯棒 １８ 本体フレーム ２４ 固定軸
Claims (3)
- 【請求項１】 外周にリング状の溝を所定のピッチで形
成したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒状ホルダ
と、該ホルダを支持する回転軸と、該回転軸と前記ホル
ダを軸方向に固定する芯棒とで構成され、前記筒状ホル
ダ、回転軸および芯棒がそれぞれ線膨張係数の小さい材
料からなることを特徴とするマルチワイヤソー用多溝ロ
ーラ。 - 【請求項２】 外周にリング状の溝を所定のピッチで形
成したスリーブと、該スリーブを外嵌する筒状ホルダ
と、該ホルダを回転自在に支持する固定軸とから構成さ
れ、前記筒状ホルダと固定軸がそれぞれ線膨張係数の小
さい材料からなることを特徴とするマルチワイヤソー用
多溝ローラ。 - 【請求項３】 線膨張係数の小さい材料として、ニッケ
ル３６±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純物
からなる合金、またはニッケル３２±１％、コバルト５
±１％を含有し、残部は鉄および不可避的不純物からな
る合金を用いることを特徴とする請求項１、２記載のマ
ルチワイヤソー用多溝ローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6110292A JPH05220732A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | マルチワイヤソー用多溝ローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6110292A JPH05220732A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | マルチワイヤソー用多溝ローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05220732A true JPH05220732A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13161391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6110292A Pending JPH05220732A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | マルチワイヤソー用多溝ローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05220732A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994029057A1 (fr) * | 1993-06-09 | 1994-12-22 | Charles Hauser | Dispositif de sciage d'une piece en materiau dur ou fragile |
| EP0712677A1 (fr) * | 1994-11-18 | 1996-05-22 | HAUSER, Charles | Dispositif de sciage par fil intégré dans un bâti monobloc |
| US5758633A (en) * | 1996-02-06 | 1998-06-02 | Hauser; Charles | Wire sawing device |
| US5896851A (en) * | 1995-04-21 | 1999-04-27 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wire saw |
| US6381830B1 (en) | 1998-09-01 | 2002-05-07 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Method for cutting rare earth alloy, method for manufacturing rare earth alloy plates and method for manufacturing rare earth alloy magnets using wire saw, and voice coil motor |
| US6408840B2 (en) | 1999-12-14 | 2002-06-25 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Method and apparatus for cutting a rare earth alloy |
| JP2011255461A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Mitsubishi Plastics Inc | ワイヤーソー及びそのメインローラー |
| CN105415510A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-03-23 | 上海日进机床有限公司 | 具防跳动的硅锭开方机及硅锭开方切割方法 |
| CN105415509A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-03-23 | 上海日进机床有限公司 | 硅锭开方机及硅锭开方切割方法 |
| CN107866918A (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 松下电器产业株式会社 | 锭料的切断装置及锭料的切断装置使用的载荷检测装置 |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP6110292A patent/JPH05220732A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994029057A1 (fr) * | 1993-06-09 | 1994-12-22 | Charles Hauser | Dispositif de sciage d'une piece en materiau dur ou fragile |
| EP0712677A1 (fr) * | 1994-11-18 | 1996-05-22 | HAUSER, Charles | Dispositif de sciage par fil intégré dans un bâti monobloc |
| US5896851A (en) * | 1995-04-21 | 1999-04-27 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wire saw |
| US5758633A (en) * | 1996-02-06 | 1998-06-02 | Hauser; Charles | Wire sawing device |
| EP0788858A3 (fr) * | 1996-02-06 | 2000-01-19 | HCT Shaping Systems SA | Dispositif de sciage par fil |
| US6381830B1 (en) | 1998-09-01 | 2002-05-07 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Method for cutting rare earth alloy, method for manufacturing rare earth alloy plates and method for manufacturing rare earth alloy magnets using wire saw, and voice coil motor |
| US6505394B2 (en) | 1998-09-01 | 2003-01-14 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Method for cutting rare earth alloy, method for manufacturing rare earth alloy plates and method for manufacturing rare earth alloy magnets using wire saw, and voice coil motor |
| US6408840B2 (en) | 1999-12-14 | 2002-06-25 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Method and apparatus for cutting a rare earth alloy |
| JP2011255461A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Mitsubishi Plastics Inc | ワイヤーソー及びそのメインローラー |
| CN105415510A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-03-23 | 上海日进机床有限公司 | 具防跳动的硅锭开方机及硅锭开方切割方法 |
| CN105415509A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-03-23 | 上海日进机床有限公司 | 硅锭开方机及硅锭开方切割方法 |
| CN107866918A (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 松下电器产业株式会社 | 锭料的切断装置及锭料的切断装置使用的载荷检测装置 |
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