JPH08323611A - ワイヤソー - Google Patents

ワイヤソー

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JPH08323611A
JPH08323611A JP7157004A JP15700495A JPH08323611A JP H08323611 A JPH08323611 A JP H08323611A JP 7157004 A JP7157004 A JP 7157004A JP 15700495 A JP15700495 A JP 15700495A JP H08323611 A JPH08323611 A JP H08323611A
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェーハ等の平坦度の向上が図れると共に、
断線発生率の少ないワイヤソーを提供する。 【構成】 切断用ワイヤの繰出しや巻取りを行うリール
ボビンと、ワイヤが巻き掛けられる溝付きローラとを備
えたワイヤソーにおいて、前記リールボビンおよび前記
溝付きローラそれぞれのアンバランス量が５ｇ・ｃｍ以
下となるように動バランスを取ったことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体単結晶や磁性材
料あるいは石英、セラミック等の被加工物（以下「ワー
ク」という）を切断してウェーハ等を作製するためのワ
イヤソーに関するもので、さらに詳しくは、切断用ワイ
ヤが巻き掛けられる溝付きローラの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、前記ワークを切断してウェーハを
作製するのにワイヤソーが用いられている。このワイヤ
ソーは、切断用ワイヤの繰出しや巻取りを行うリールボ
ビンと、切断用ワイヤが巻き掛けられる溝付きローラと
を備えている。そして、溝付きローラには、互いに平
行、かつ、一定ピッチで切断用ワイヤが巻き掛けられ、
これによってワイヤ列が構成されている。このワイヤソ
ーでは、ワイヤ列にワークを押し当て、ワークと切断用
ワイヤとの間に砥粒を含む加工液を供給しつつ、切断用
ワイヤにその線方向の往復動作と巻取り用リールボビン
側への送り動作を与えながら、ラッピング作用でワーク
を切断してウェーハを作製するようになっている。
【０００３】このワイヤソーのワークを切断する切込み
速度は内周刃による切断に比べると遅いけれども、多数
枚の大口径ウェーハを同時に作製できるという特長を有
している。ちなみに、ウェーハの１回の作製に要する時
間は、例えば直径が１２５ｍｍのシリコン単結晶で数時
間を要するが、１度で２００枚程度のウェーハを切断す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このワイヤ
ソーにおいては、リールボビンおよび溝付きローラとそ
の軸の振動が大きな問題となる。ワイヤソーにおいて
は、リールボビンおよび溝付きローラに切断用ワイヤが
所定の張力で巻き掛けられており、リールボビンおよび
溝付きローラやそれらの軸に軸振動があると、ワークの
平坦度が劣化すると共に、切断用ワイヤに過負荷が作用
し、切断用ワイヤが断線してしまうからである。この切
断用ワイヤが断線すると、ワイヤを張り直さなければな
らないが、その作業は非常に煩雑で長時間かかり、その
間には作業を中止しなければならないという不都合があ
った。
【０００５】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、ウェーハ等の平坦度の向上が図れると共
に、断線発生率の少ないワイヤソーを提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】通常、このワイヤソーに
よる切断効率を高めようとすると、切断されたウェーハ
等の平坦度が低下したり、切断用ワイヤの断線発生率が
高くなる。この原因は、ワイヤのワークに対する相対往
復速度が増加することに基づくものであることが分かっ
た。すなわち、従来のワイヤの相対往復速度は１００ｍ
／ｍｉｎ程度であり、リールボビンおよび溝付きローラ
とその軸の振動が小さく、平坦度および断線の発生に与
える影響が少なかった。しかし、近年、大口径のワーク
を切断するようになり、しかも高能率な生産性も加味さ
れるために、ワイヤの相対往復速度は４００ｍ／ｍｉｎ
以上となってきた。その結果、リールボビンおよび溝付
きローラとその軸の振動が大きくなり、リールボビンや
溝付きローラでワイヤが局部的に引っ張られたり、緩め
られたりする現象が生まれ、平坦度の劣化と断線発生率
の増加を招くに至った。そこで、本発明者はリールボビ
ンおよび溝付きローラそれぞれの動バランスを取り、そ
れらの軸の振動の低減を図ることに想い至った。本発明
のワイヤソーは、切断用ワイヤの繰出しや巻取りを行う
リールボビンと、ワイヤが巻き掛けられる溝付きローラ
とを備えたワイヤソーにおいて、前記リールボビンおよ
び前記溝付きローラそれぞれのアンバランス量が５ｇ・
ｃｍ以下となるように動バランスを取ったものである。
【０００７】
【作用】上記した手段によれば、アンバランス量がモー
メント単位で５ｇ・ｃｍ以下となっているので、溝付き
ローラやその軸の振動が極めて小さなものとなり、ウェ
ーハ等の平坦度の向上が図れると共に、断線発生率が少
なくなり安定操業が可能となった。
【０００８】
【実施例】以下、図面に基いて実施例のワイヤソーにつ
いて説明する。
【０００９】図１にはワイヤソーの要部が示されてい
る。このワイヤソー１は、切断用ワイヤ２の繰出しを行
う繰出し用リールボビン３および切断用ワイヤ２の巻き
取りを行う巻取り用リールボビン４と、切断用ワイヤ２
が巻き掛けられる溝付きローラ５Ａ，５Ｂ，５Ｃとを備
えている。
【００１０】このワイヤソー１の溝付きローラ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃには、互いに平行、かつ、一定ピッチで切断用
ワイヤ２が巻き掛けられている。そして、これによって
溝付きローラ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ間にワイヤ列が構成され
ている。一方、所定の溝付きローラ５Ａ，５Ｂ間にはワ
ーク８を上下動させるためのワークホルダ６が設けられ
ている。このワークホルダ６へのワーク８の取付けはカ
ーボン板あるいはガラス板に接着することによってなさ
れるようになっている。さらに、溝付きローラ５Ａ，５
Ｂの上部には図２に示すようにノズル７Ａ，７Ｂが設置
され、このノズル７Ａ，７Ｂからは、砥粒を含む加工液
が噴出されるようになっている。
【００１１】そして、このワイヤソー１においては、ワ
イヤ列にワーク８を押し当て、ワーク８と切断用ワイヤ
２との間に、ノズル７Ａ，７Ｂで加工液を供給しつつ、
切断用ワイヤ２にその線方向の往復動作と巻取り用リー
ルボビン４側への送り動作を与えながら、ラッピング作
用でワーク８を切断してウェーハを作製するようになっ
ている。
【００１２】ところで、この実施例のワイヤソー１で
は、繰出し用リールボビン３、巻取り用リールボビン４
および溝付きローラ５Ａ，５Ｂ，５Ｃのアンバランス量
が５ｇ・ｃｍ以下となるように、動バランスを取ってあ
る。
【００１３】動バランスの取り方について説明すれば、
ワイヤソー１に、繰出し用リールボビン３、巻取り用リ
ールボビン４および溝付きローラ５Ａ，５Ｂ，５Ｃを組
み込んだ後、繰出し用リールボビン３、巻取り用リール
ボビン４および溝付きローラ５Ａ，５Ｂ，５Ｃのそれぞ
れの外周に反射シールを取り付け、ファイバセンサによ
って回転中その反射シールを監視することで、回転数と
角度原点を検出する。一方、繰出し用リールボビン３、
巻取り用リールボビン４および溝付きローラ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃのそれぞれの上方に加速度センサを設置し、こ
の加速度センサによってそれぞれの振動変位を求め、こ
の振動変位、振動変位の計測位置および回転数等から、
繰出し用リールボビン３、巻取り用リールボビン４およ
び溝付きローラ５Ａ，５Ｂ，５Ｃそれぞれのアンバラン
ス量を求める。そして、このアンバランス量が所定の範
囲に納まっていない場合には、バランスウエイトを取り
付ける。これにより、ワイヤソー１全体の振動変位量が
所定の範囲となるようにする。具体的には、アンバラン
ス量を５ｇ・ｃｍ以下とすることで、振動変位量を１０
μｍ以下にすることができた。
【００１４】その結果、ワーク８の切断面の平坦度が著
しく向上すると共に、切断用ワイヤの断線が発生しにく
くなり、安定操業が可能となった。
【００１５】この発明の効果を従来のもの等と比較した
結果が図３および図４に示されている。図３には、従
来方式により動バランスを取らない場合、一対のリー
ルボビンのみの動バランスを取った場合、一対のリー
ルボビンおよび全ての溝付きローラの動バランスを取っ
た場合の装置振動つまりワイヤソーの振動がピーク・ツ
ー・バレー（Ｐ−Ｖ）値で示されている。一方、図４に
は、従来方式により動バランスを取らない場合、一
対のリールボビンのみの動バランスを取った場合、一
対のリールボビンおよび全ての溝付きローラの動バラン
スを取った場合の断線発生率が示されている。なお、前
記およびにおいてはリールボビンや溝付きローラの
単体のアンバランス量を３ｇ・ｃｍ程度とした。
【００１６】これらの図から、の一対のリールボビン
および全ての溝付きローラの動バランスを取った場合に
は、装置振動がＰ−Ｖ値で８μｍ程度となったと共に、
断線発生率が４％程度に押さえられたことが分かる。こ
こで、「断線発生率」とは、インゴット切断中に断線が
発生した回数をもとに、インゴットを何本切断して、断
線が何回あったかの比をいう。なお、ちなみに、の従
来方式により動バランスを取らない場合には、装置振動
は２６〜２７μｍ程度であり、断線発生率は３２〜３３
％程度であった。また、の一対のリールボビンのみの
動バランスを取った場合には、装置振動は１８μｍ程度
であり、断線発生率は１３〜１４％程度であった。ま
た、他の実験の結果、アンバランス量を５ｇ・ｃｍ程度
とした場合、装置振動がＰ−Ｖ値で１０μｍ以下に押さ
えられ、断線発生率が５％程度（従来方式の１／６程
度）に押さえられることが分かった。この程度の断線発
生率であれば、安定操業は十分可能である。
【００１７】また、装置振動のＰ−Ｖ値が２５μｍを超
えている場合のウェーハ等（直径２００ｍｍ）の切断面
の切断方向での断面形状の平坦度（面粗度あるいはうね
り値）、装置振動のＰ−Ｖ値が１０μｍ以下の場合のウ
ェーハ等（直径２００ｍｍ）の切断面の切断方向での断
面形状の平坦度について測定した結果がそれぞれ図５
（ａ）、（ｂ）に示されている。
【００１８】この測定で、装置振動のＰ−Ｖ値が２５μ
ｍを超えている場合にはＰ−Ｖ値で実に３０μｍの面粗
度であったのに対して、装置振動のＰ−Ｖ値が１０μｍ
以下の場合には面粗度がＰ−Ｖ値で４μｍ程度であるこ
とが確認された。このように面粗度をＰ−Ｖ値で４μｍ
程度にすることができれば、半導体デバイスのさらなる
高集積化・微細化にとって極めて有利なものとなる。
【００１９】以上、本発明者がなした実施例について説
明したが、本発明は、かかる実施例に限定されず、その
要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であること
はいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】本発明の代表的な効果を述べれば、アン
バランス量が５ｇ・ｃｍ以下となっているので、溝付き
ローラやその軸の振動が極めて小さなものとなり、ワー
クの平坦度の向上が図れると共に、断線発生率が少なく
なり安定操業が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイヤソーの主要部の斜視図である。
【図２】ワイヤソーの主要部の正面図である。
【図３】ワイヤソーの装置振動を従来方式等のものと比
較した図表である。
【図４】ワイヤソーの断線発生率を従来方式等のものと
比較した図表である。
【図５】装置振動と平坦度（面粗度）との関係を示す図
表である。
【符号の説明】
１ ワイヤソー ２ 切断用ワイヤ ３ 繰出し用リールボビン ４ 巻取り用リールボビン ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 溝付きローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 切断用ワイヤの繰出しや巻取りを行うリ
    ールボビンと、ワイヤが巻き掛けられる溝付きローラと
    を備えたワイヤソーにおいて、前記リールボビンおよび
    前記溝付きローラそれぞれのアンバランス量が５ｇ・ｃ
    ｍ以下となるように動バランスを取ったことを特徴とす
    るワイヤソー。
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