利用多线切割机对高硬度材料进行切断的切断方法_3

文档序号:8288006阅读:来源:国知局
一端具有低品质结晶部分IOe。由于在低品质结晶部分IOe的低品质 结晶区域IOb多发生位错,所以如果利用切割线对低品质结晶区域IOb进行切削,则在低品 质结晶区域IOb产生裂缝,该裂缝传播至主体部分IOa或多余的拉力施加于切割线50,可能 产生切割线50断线等问题。此外,由于对低品质结晶区域IOb进行切削,而在浆液中混入 低品质结晶区域IOb的切削粉末,使浆液劣化。
[0076] 因此,通过以切割线不与坯料块10的低品质结晶部分IOe接触而与主体部分IOa 接触的方式使坯料块相对于切割线相对地移动,来对坯料块10进行切割。具体而言,如图5 所示,以坯料块10中主体部分IOa与由切割线50构成的第一切削区域51r接触而低品质 结晶部分IOe位于第一切削区域5Ir外的方式配置坯料块10。在本实施方式中,第一切削 区域51r的在辊的轴延伸的方向上的长度Ll比坯料块10的主体部分IOa的长度(从低品 质结晶部分IOe与主体部分IOa的边界至端面IOf的距离)M1大。但是长度Ll与长度Ml 也可以相等(LI=Ml),也可以长度Ml比长度Ll长。如果切割线与坯料块10的低品质结 晶部分IOe不接触而与主体部分IOa接触,则与另外除去低品质结晶部分IOe的情况相比, 能够缩短制造单晶碳化硅晶片所需要的时间。
[0077] 另外,根据多线切割机的装置结构,还考虑不能如图5所示那样以低品质结晶部 分IOe从第一切削区域511露出的方式保持坯料块10的情况。在这种情况下,例如如图 6A所示,构成为在设置于辊51a、51b、51c的承接切割线50的多个槽51g之中一部分区域 51s不挂切割线50即可,由此能够以低品质结晶部分IOe位于第一切削区域51i外的区域 51s的方式配置坯料块10。此外,也可以如图6B所示,使用在区域51t没有设置槽51g的 辊51&、5113、51(3,在所有的槽51§挂上切割线50。使用这样的结构的辊51 &、5113、51(3,也能 够以低品质结晶部分IOe位于第一切削区域51i外的区域51t的方式配置坯料块10。
[0078] 接着,如图3或图4所示,通过使被支承在固定用底座14上的坯料块10在箭头的 方向移动,切割线的第一切削区域51r对坯料块10中主体部分IOa进行切削。由此,同时 切断形成多个单晶碳化硅晶片。此时,低品质结晶部分IOe不与切割线的第一切削区域51r 接触。因此,不会产生上述的问题,获得没有裂缝的单晶碳化硅晶片。此外,因为切割线50 发生断线的可能性也小,所以能够使由于切割线50的断线而将装置停止、重新换上切割线 50等麻烦发生的可能性也减小。浆液的劣化也得到抑制。由此,能够实现成品率的提高,并 且也缩短单晶碳化硅晶片的制造中需要的平均制造时间,能够降低制造成本。
[0079] 但是,一般构成多线切割机的切割线50中位于第一切削区域51i的最端部的两端 部分与其它位置的部分相比容易受到大的拉力。因此,在使用现有的多线切割机进行的坯 料块的切断方法中,以在切割线50中位于第一切削区域51i的最端部的位置的部分不切断 坯料块的方式相对于切割线50配置坯料块。即,将坯料块配置在第一切削区域51r的中央 附近,位于第一切削区域51i的最端部的两端部分不与坯料块接触。因此,需要事先将低品 质结晶部分除去。
[0080] 图7A例如示意地表示卷绕在辊51b上的切割线50的端面。在辊51b上设置有多 个引导切割线50的槽51g,切割线50位于槽51g内。如图所示,在切断坯料块10之前,辊 51b的槽51g的深度均为d0,相等。
[0081] 通过使辊51b旋转并且使坯料块10与切割线50接触,坯料块10被切割。此时, 由于切割线50从坯料块10受到力,承接切割线50的槽51g产生磨损,槽51g的深度变大。 进而,在利用本实施方式的方法对坯料块10进行切割的情况下,在切割线50中位于第一切 削区域51i的最端部的部分、即最接近低品质结晶部分IOe的部分,与其它位置的部分相比 受到大的拉力。图7B示意地表示由于该理由而辊51b的最端部的槽51gl与其它槽51gm相 比变得更深的情形。随着坯料块10的切断的进行,辊51b的最端部的槽51gl变得比稳定 部的槽51gm更深。此处,所谓的稳定部是指切割线50中不会如上述那样由于位于端部而 受到拉力的影响的部分。具体而言,指第一切削区域51i的中央附近的槽。如图7B所示, 在令稳定部的槽51gm的由磨损导致的从初始值产生的深度变化量为dl、最端部的槽51gl 的由磨损导致的从初始值产生的深度变化量为d2的情况下,d2 >dl。
[0082] 这样,当承接切割线的辊的槽的一部分变深时,在切削时不能对切割线均匀地施 加拉力,不能均匀地对坯料块10进行切削。因此,在本实施方式中,按规定的周期对辊的槽 51g的由磨损导致的深度的变化进行测定,在最端部的槽51gl的从初始值产生的深度d2 与稳定部的槽51gm的从初始值产生的深度dl相比大规定的值的情况下,将切割线50从槽 51gl取下,以在该部分不进行切削。之后,以挂在向内侧一个的槽即槽51g2上的切割线50 成为最端部的方式构成新的切削区域,进行坯料块10的切削。所谓的规定的周期,例如既 可以为每20小时等一定的时间周期,也可以为基于坯料块的切断次数的周期。
[0083] 本发明的发明者们进行详细的研宄的结果了解到,优选在达到最端部的槽51gl 的由磨损导致的从初始值产生的深度变化量d2相对于稳定部的槽51gm的由磨损导致的从 初始值产生的深度变化量dl满足d2多3Xdl(d2为dl的300%以上)的情况下,改变上 述切割线50的位置,更优选在达到满足d2多2Xdl的情况下,改变上述切割线50的位置。 在改变切割线50的位置,第二个槽51g2成为承接切割线50的最端部的槽的情况下,对第 二个槽51g2成为最端部的槽时的槽51g2和稳定部的槽51gm测定d2、dl作为各自深度的 初始值,在上述条件下,进行作为最端部的槽的第二个槽51g2的管理。由此,切割线的所有 的部分以适当的拉力与坯料块10接触,能够有效地对坯料块10进行切削。
[0084] 此外,为了对切割线50受到异常的拉力而发生断线或从坯料块10切出的单晶碳 化娃晶片的厚度不均进行抑制,优选棍51a、51b、51c的旋转振摆为50ym以下。关于旋转 振摆的控制,例如将辊5la、5Ib、5Ic安装在多线切割机上,缓慢地使辊5la、5Ib、5Ic旋转来 测定旋转振摆。在由旋转导致的棍51a、51b、51c的振摆大于50ym的情况下,使旋转停止, 将辊51a、51b、51c暂时取下,改变位置安装辊51a、51b、51c。之后,再次对旋转振摆进行测 定。反复该步骤至振摆的值成为50um以下。另外,上述条件在图4所示的多线切割机等 中也相同。
[0085] 通过这样实施上述的步骤,能够从坯料块10切出单晶碳化硅晶片。
[0086] 根据本实施方式的方法,能够在坯料块10的一端留有低品质结晶部分IOe的状态 下对坯料块进行切割,因此与另外除去低品质结晶部分IOe的情况相比,能够缩短制造单 晶碳化硅晶片所需要的时间。如上所述,由于碳化硅的硬度与硅相比非常大,所以将坯料块 切断一处所需要的时间也很长。特别是坯料块的直径越大,切断所需要的时间也越长。因 此,本实施方式的方法特别在制造大口径的单晶碳化硅晶片的情况下能够大幅地缩短制造 时间。
[0087] 此外,如上所述能够通过对承接切割线的最端部的部分的辊的槽进行管理来抑制 切割线发生断线的情况,能够提高多线切割机的工作效率。因此,能够提高大口径的单晶碳 化硅晶片的生产性,此外,能够降低制造成本。
[0088] 此外,能够通过从磨损了的槽取下切割线,将位置精度变差的切割线的切削部分 除去。由此能够确保切割线的高加工精度,能够没有弯曲地制造面精度高的晶片。
[0089] (第二实施方式)
[0090] 以下,对本发明的利用多线切割机对单晶材料进行切断的切断方法的第二实施方 式进行说明。在本实施方式中,能够利用多线切割机对两个以上的坯料块10同时进行切 割。
[0091] 首先,利用与第一实施方式相同的方法,准备两个坯料块10、10'(第一和第二坯 料块)。
[0092] 接着,将两个坯料块10、10'固定在固定用底座14上。以坯料块10的没有低品质 结晶部分IOe的端面IOf与坯料块10'的低品质结晶部分l〇e'相对的方式配置。此外,如 图8所示,将从坯料块10的没有低品质结晶部分IOe的端面IOf至坯料块10'的低品质结 晶部分l〇e'与主体部分l〇a'的边界为止的距离设定为Q1。从坯料块10的端面IOf至坯 料块10'的端面IOf'为止的距离为Q2。其中,在坯料块10和坯料块10'中,低品质结晶部 分10e、10e'的长度彼此大致相等。此外,主体部分IOa的长度也彼此大致相等。距离Q1、 Q2如以下说明的那样根据多线切割机的切割线50的配置决定。Ql大致与以下说明的Pl 一致。此外,Q2大致与L1+P1-致。
[0093] 接着,对切割坯料块10、10'的步骤进行说明。如图9所示,在多线切割机中,切割 线包括具有在辊之间以等间隔平行地拉伸而形成的多个切削部分的第一切削区域51i和 第二切削区域51r'。第一切削区域51i与第二切削区域51r'的间隔为P1。第一切削区域 51r和第二切削区域51r'的在与辊的轴平行的方向上的长度与第一实施方式同样为Ll。间 隔Pl根据挂在多线切割机的辊上
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