JP2007281210A - Method and apparatus for slicing substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単結晶シリコンインゴットをスライスして円盤状の半導体ウエーハを得る際などに好適に適用することができる基板切断方法および基板切断装置に関する。 The present invention relates to a substrate cutting method and a substrate cutting apparatus that can be suitably applied to, for example, obtaining a disk-shaped semiconductor wafer by slicing a single crystal silicon ingot.
半導体ウエーハは、円柱状の単結晶シリコンインゴットを薄くスライスして製造されるが、切断手段としては、従来、薄板からなるドーナツ状の基材の内周縁に砥石が固着された内周刃ブレードが用いられていた(特許文献1参照)。ところで、半導体分野では、半導体チップの生産効率を挙げるために、インゴットを大径として半導体ウエーハの径を拡大する傾向が進んでいる。大径のインゴットを内周刃ブレードで切断するには、内周刃ブレード自体を大きくする必要が生じるが、強度を確保する上で大きくするにも限界があった。例えば、インゴットの直径が100〜150mm程度までは内周刃ブレードの強度が確保されたが、これ以上は困難であった。そこで、大径のインゴットを切断する手段として、ワイヤソーが提案され、実用化されている(特許文献2参照)。 A semiconductor wafer is manufactured by thinly slicing a cylindrical single crystal silicon ingot. As a cutting means, conventionally, an inner peripheral blade blade in which a grindstone is fixed to an inner peripheral edge of a doughnut-shaped substrate made of a thin plate is used. It was used (refer patent document 1). By the way, in the semiconductor field, in order to increase the production efficiency of semiconductor chips, there is a tendency to increase the diameter of the semiconductor wafer by increasing the diameter of the ingot. In order to cut a large-diameter ingot with an inner peripheral blade, the inner peripheral blade itself needs to be enlarged, but there is a limit to increasing the strength in order to ensure strength. For example, the strength of the inner peripheral blade was ensured until the diameter of the ingot was about 100 to 150 mm, but this was difficult. Therefore, a wire saw has been proposed and put to practical use as means for cutting a large-diameter ingot (see Patent Document 2).
ワイヤソーによる切断は、平行に並べた複数のワイヤを、砥粒を含む加工液を加工点に供給しながら、かつ、往復運動させながらインゴットに切り込ませるといった方法で行われる。ワイヤソーは内周刃ブレードのようにインゴットの大きさに合わせて大型化するといった構成のものではなく、インゴットへの切り込み長さを調整することにより大径のインゴットにも対応できるという利点を備えている。しかしながら、大径のインゴットを切断する場合には、特に、インゴットの中心付近まで切断してから、さらに奥まで切り込んで切断完了までの間において加工液が加工点に到達し難く、このため摩擦熱や切削抵抗が増大してワイヤソーが切断してしまうおそれがあった。このような傾向は、インゴットが大きくなればなるほど顕著であり、径が300mmを超える大径のインゴット(例えば径が400mmあるいはそれ以上)には実用的ではないとの判断がなされてきている。 Cutting with a wire saw is performed by a method in which a plurality of wires arranged in parallel are cut into an ingot while reciprocating while supplying a processing liquid containing abrasive grains to the processing point. The wire saw is not configured to increase in size according to the size of the ingot like the inner peripheral blade, but has the advantage of being able to accommodate large diameter ingots by adjusting the incision length to the ingot Yes. However, when cutting a large-diameter ingot, it is difficult for the machining fluid to reach the machining point between cutting to the vicinity of the center of the ingot and further cutting to the end, so that the frictional heat In addition, the cutting resistance may increase and the wire saw may be cut. Such a tendency becomes more prominent as the ingot becomes larger, and it has been judged that it is not practical for large-diameter ingots having a diameter exceeding 300 mm (for example, a diameter of 400 mm or more).
一方、基材の外周縁に砥石を固着した外周刃ブレードによって大径のインゴットを切断する際も、このような加工液(外周刃ブレードの場合は切削液)の供給不足といった問題は同様であった。また、外周刃ブレードでは刃先出し量(回転中心から外周縁までの半径分に相当)がインゴットの直径に相当するものとなるので外径はインゴットの直径の2倍以上となり、また、厚さもそれに応じて厚くせざるを得ないため、なるべく薄いブレード(例えば0.1〜0.3mm程度)で切断することによりインゴットからの半導体ウエーハの切り出し枚数を多くする上では不利であり、現実的な切断手段として採用不可能なものである。 On the other hand, when cutting a large-diameter ingot with an outer peripheral blade with a grindstone fixed to the outer peripheral edge of the substrate, the problem of insufficient supply of the machining fluid (in the case of the outer peripheral blade) is the same. It was. Also, with the outer peripheral blade, the blade tip extension amount (corresponding to the radius from the rotation center to the outer peripheral edge) corresponds to the diameter of the ingot, so the outer diameter is more than twice the diameter of the ingot, and the thickness is Therefore, it is disadvantageous in increasing the number of semiconductor wafers to be cut from the ingot by cutting with a blade as thin as possible (for example, about 0.1 to 0.3 mm). It cannot be adopted as a means.
よって本発明は、ブレードの切り込み量をなるべく小さくすることができ、これによって大径のインゴットを切断する際にも切削液を十分に加工点に供給することができ、また、ブレードを厚く、かつ大型化することが抑えられて十分な強度を有するブレードでインゴットを切断することができる基板切断方法および基板切断装置を提供することを目的としている。 Therefore, according to the present invention, the cutting amount of the blade can be reduced as much as possible, so that the cutting fluid can be sufficiently supplied to the processing point even when cutting a large-diameter ingot, the blade is thick, and It is an object of the present invention to provide a substrate cutting method and a substrate cutting apparatus capable of cutting an ingot with a blade having a sufficient strength that is suppressed from increasing in size.
本発明の基板切断方法は、円柱状の基板材料を輪切り状にスライスして円盤状の基板を得る基板切断方法であって、 基板材料を軸回りに回転可能に保持し、円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードを、基板材料に対して、外周刃の刃先が少なくとも該基板材料の径中心に到達するまで切り込ませる切断動作と、基板材料を180°以上回転させる基板材料回転動作とを組み合わせることにより、基板材料を切断することを特徴としている。本発明の基板材料は、上述した半導体ウエーハの材料である単結晶シリコンインゴット等を特に想定している。 The substrate cutting method of the present invention is a substrate cutting method for obtaining a disk-shaped substrate by slicing a cylindrical substrate material into a circular shape, and holding the substrate material rotatably around an axis, The outer peripheral edge of the rotating outer peripheral blade is provided with an outer peripheral blade made of a grindstone, has a blade tip extension amount that corresponds to the radius of the substrate material, and the rotation axis is set parallel to the axial direction of the substrate material By combining the cutting operation of cutting the blade with respect to the substrate material until the cutting edge of the outer peripheral blade reaches at least the diameter center of the substrate material, and the substrate material rotating operation of rotating the substrate material by 180 ° or more, It is characterized by cutting the substrate material. The substrate material of the present invention is particularly assumed to be a single crystal silicon ingot or the like which is a material for the semiconductor wafer described above.
本発明の切断方法によれば、外周刃ブレードを基板材料の径中心まで切り込む動作と、基板材料を180°以上回転させる動作を適宜に組み合わせることにより、基板材料を輪切り状にスライスすることができる。基板材料を軸回りに回転させることにより、基板材料への外周刃ブレードの切り込み量は基板材料の半径分でよく、したがって、外周刃ブレードの刃先出し量は基板材料の半径と同等以上で十分である。外周刃ブレードを用いる場合、従来では基板材料の直径分の刃先出し量が必要であったため、外周刃ブレードの直径は基板材料の2倍以上となり、これがために大径の基板材料には適用が困難であったわけだが、本発明では外周刃ブレードの直径を基板材料の半径相当に抑えることができる。 According to the cutting method of the present invention, the substrate material can be sliced into a circular shape by appropriately combining the operation of cutting the outer peripheral blade to the center of the diameter of the substrate material and the operation of rotating the substrate material by 180 ° or more. . By rotating the substrate material around the axis, the cutting amount of the outer peripheral blade to the substrate material may be the radius of the substrate material, and therefore, the cutting edge amount of the outer peripheral blade blade should be equal to or greater than the radius of the substrate material. is there. In the case of using an outer peripheral blade, the blade tip diameter has conventionally been required to be equivalent to the diameter of the substrate material, so the diameter of the outer peripheral blade is more than twice that of the substrate material. Although it was difficult, in the present invention, the diameter of the outer peripheral blade can be suppressed to be equivalent to the radius of the substrate material.
このように外周刃ブレードの基板材料への切り込み量をなるべく小さくすることができるため、まず、大径の基板材料(例えば直径が400mm以上)を切断する際にも切削液を十分に加工点に供給することができる。これは、切り込み口から加工点までは最長でも基板材料の径中心までであるから、その間の距離が短く切削液が十分に届きやすいということである。また、外周刃ブレードが小型で厚さも薄いものを用いることができるため、その外周刃ブレードを十分な強度を有するものとすることができる。さらに、外周刃ブレードを薄くすることにより、基板材料からの基板の切り出し枚数を多くすることができ、生産効率が向上する。 Thus, since the cutting amount of the outer peripheral blade into the substrate material can be made as small as possible, the cutting fluid should be made a sufficient processing point even when cutting a large-diameter substrate material (for example, a diameter of 400 mm or more). Can be supplied. This means that since the distance from the cut opening to the processing point is at most the center of the diameter of the substrate material, the distance between them is short and the cutting fluid can be easily reached. Also, since the outer peripheral blade can be small and thin, the outer peripheral blade can be sufficiently strong. Further, by thinning the outer peripheral blade, the number of substrates cut out from the substrate material can be increased, and the production efficiency is improved.
上記切断動作と基板材料回転動作との組み合わせの具体例としては、はじめは基板材料を回転させずに、該基板材料に対して外周刃ブレードを外周刃の刃先が基板材料の径中心に到達するまで切り込ませ、引き続き外周刃ブレードの回転を続けながら、基板材料を回転させて残部を切断する方法がある。また、この他には、はじめから基板材料を回転させながら、該基板材料に対して外周刃ブレードを外周刃の刃先が該基板材料の径中心に到達するまで切り込ませるといった方法もある。 As a specific example of the combination of the above cutting operation and the substrate material rotating operation, the outer peripheral blade blade reaches the center of the diameter of the substrate material without rotating the substrate material at first. There is a method of cutting the remaining portion by rotating the substrate material while continuing to rotate the outer peripheral blade blade. In addition, there is also a method of rotating the substrate material from the beginning and cutting the outer peripheral blade with respect to the substrate material until the cutting edge of the outer peripheral blade reaches the diameter center of the substrate material.
次に、本発明の基板切断装置は、上記本発明の切断方法を好適に実施し得る装置であって、基板材料を軸回りに回転可能に保持する基板保持手段と、円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードと、この外周刃ブレードを基板材料に対して進退させる進退手段とを備えることを特徴としている。 Next, the substrate cutting apparatus of the present invention is an apparatus that can suitably carry out the above-described cutting method of the present invention, comprising a substrate holding means for holding a substrate material rotatably about an axis, and a disk-shaped base material. A rotary outer peripheral blade with an outer peripheral edge provided by a grindstone at the outer peripheral edge, having a blade tip extension amount corresponding to the radius of the substrate material, and a rotation axis set parallel to the axial direction of the substrate material And an advancing / retreating means for advancing / retreating the outer peripheral blade with respect to the substrate material.
本発明によれば、外周刃ブレードを基板材料に切り込む切断動作と基板材料を180°以上回転させる基板材料回転動作を適宜組み合わせて基板材料を切断するので、ブレードの切り込み量をなるべく小さくすることができ、これによって大径のインゴットを切断する際にも切削液を十分に加工点に供給することができ、また、ブレードを厚く、かつ大型化することが抑えられて十分な強度を有するブレードでインゴットを切断することができるといった効果を奏する。 According to the present invention, since the substrate material is cut by appropriately combining the cutting operation for cutting the outer peripheral blade into the substrate material and the substrate material rotation operation for rotating the substrate material by 180 ° or more, the blade cutting amount can be made as small as possible. Therefore, even when cutting a large-diameter ingot, the cutting fluid can be sufficiently supplied to the processing point, and the blade can be made thicker and suppressed in size and has sufficient strength. There is an effect that the ingot can be cut.
以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
[1]インゴット切断装置
図1〜図6を参照して本発明の一実施形態に係るインゴット切断装置(基板切断装置)1を説明する。
このインゴット切断装置1は、円柱状のシリコンインゴット等の基板材料を輪切り状にスライスして多数の半導体ウエーハを得るものであり、図1は斜視図、図2は平面図である。インゴット切断装置1は、上面が水平な基台2を有しており、この基台2上には、X方向手前側(図2において下側)から奥側(同上側)に向かってインゴット保持部(基板保持手段)10および切断部移動機構30が設置されている。切断部移動機構30は、外周刃ブレード230を含む切断部20をY方向に往復移動させるものである。以下、これら各構成要素について説明する。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Ingot Cutting Device An ingot cutting device (substrate cutting device) 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This ingot cutting apparatus 1 is a device for obtaining a large number of semiconductor wafers by slicing a substrate material such as a cylindrical silicon ingot in a ring shape. FIG. 1 is a perspective view and FIG. 2 is a plan view. The ingot cutting device 1 has a
(a)インゴット保持部
インゴット保持部10は、インゴットSを軸線がY方向に沿った横置き状態で軸回りに回転自在に保持するホルダ100と、このホルダ100上に保持されたインゴットSを軸回りに回転させるインゴット回転駆動機構110とを備えている。ホルダ100は、図3に示すように基台2上にY方向視がV字状をなすように固定されたY方向に延びる一対のホルダ板部101と、これらホルダ板部101に設けられたY方向に延びるローラ102とから構成されている。ホルダ板部101は、切断するインゴットSよりも長い板状部材で、長手方向に延びるスリット(図示略)が形成されており、ローラ102は、このスリット内に入り込んだ状態で回転自在に支持されている。ローラ102の直径はホルダ板部101の厚さよりも十分大きく、インゴットSは一対のローラ102上に回転自在に載った状態で保持される。
(A) Ingot holding portion The
インゴット回転駆動機構110は、基台2上に上下方向(Z方向)およびX方向に微調整可能に取り付けられたスタンド111を有している。このスタンド111は、矩形の平板状部材であって基台2の上面と平行に配されるベース部112と、このベース部112のホルダ100側(図2で右側)の端部に立設された三角形状の支持板部113とを備えている。支持板部113の上端の頂点部には、ホルダ100側に配された円盤状の吸着パッド114が、Y方向を軸として回転自在に支持されている。この吸着パッド114は、インゴットSの端面が同心状に吸着するものであり、その回転軸は支持板部113を貫通し、その先端にはギヤ115が同心状に固定されている。ベース部112にはモータ116が固定されており、このモータ116の駆動軸とギヤ115とがタイミングベルト117で連結されており、モータ116が回転すると吸着パッド114が回転するようになっている。
The ingot
図1に示すように、基台2におけるベース部112が固定される部分の下方には、側面に開口する操作スペース3が形成されており、ベース部112すなわちスタンド111は、操作スペース3の上方の固定板部4の上に、位置調整機構120によってZ方向およびX方向に移動可能に固定される。位置調整機構120は、図2および図4に示すように、固定板部4のボルト通し孔4aからベース部112の四隅付近に形成されたX方向に延びる長孔112aを通された各ボルト121と、これらボルト121の上端部にねじ込まれた上部ナット122、ボルト121の固定板部4の下側にねじ込まれた下部ナット123、およびベース部112に上方からねじ込まれた複数のいもねじ124とから構成されている。いもねじ124はこの場合4つで、ベース部112の中心から比較的離れた位置であってX方向に並ぶ一対の長孔112aの内側に近接した位置に配設されている。
As shown in FIG. 1, an
この位置調整機構120によれば、先端(下端)がベース部112から下方に突出して固定板部4の上面に当接している各いもねじ124をねじ込むと、ベース部112が上方に移動して上部ナット122に当接し、さらに各いもねじ124をねじ込んでベース部112とともに上部ナット122を介してボルト121が上昇し、下部ナット123が固定板部4の下面に当接した状態で、スタンド111の高さならびにX方向の位置が固定される。各いもねじ124を強く締め付けて下部ナット123が固定板部4の下面に、また、ベース部112が上部ナット122にそれぞれ圧接した状態とすることにより、スタンド111の固定状態が強固に保持される。
According to this
この固定状態から、各いもねじ124を緩めると固定状態は解かれ、長孔に沿ってスタンド111の位置をX方向に調整することができる。また、その各いもねじ124を緩めて各上部ナット122をねじ込むとベース部112は下降し、また、各上部ナット122を緩めながら各いもねじ124をねじ込んでいくと、ベース部112は上昇する。このような操作を適宜行うことにより、スタンド111の高さおよびX方向の位置を調整することができるようになっている。位置調整後は、上記のように改めて各いもねじ124を締め付けることにより、スタンド111は固定板部4に固定される。なお、下部ナット123のねじ込み位置を調整することにより、スタンド111の上下動の範囲が調整されるようになっている。
From this fixed state, loosening each
スタンド111の高さおよびX方向の位置調整は、すなわち吸着パッド114の位置調整を目的とするものであり、上記の位置調整機構120の操作により、吸着パッド114は高さおよびX方向の位置調整がなされる。その吸着パッド114は、真空作用によってインゴットSの端面を吸着するもので、吸着パッド114には空気吸引用の図示せぬ真空配管が接続されている。吸着パッド114は、ホルダ100に保持されたインゴットSの一端面に対向する位置に配され、位置調整機構120によってインゴットSと同心状に位置調整されてから真空運転されることにより、インゴットSの端面が同心状に吸着し、インゴットSは吸着パッド114と一体化する。この状態からモータ116が運転されると、モータ116の回転がタイミングベルト117、ギヤ115、吸着パッド114を経てインゴットSに伝わり、インゴットSは軸回りに回転する。このように、インゴットSはインゴット回転駆動機構110によって軸回りに回転させられる。
The adjustment of the height of the
(b)切断部
切断部20は、後述する切断部移動機構30を介して基台2上をY方向に沿って往復動する。この切断部20は、図1および図2に示すように、Y方向視がL字状のコラム200と、このコラム200の前面に装着されたブレードユニット210とを備えている。ブレードユニット210は、コラム200の前面に、スライドプレート201および左右一対のZ方向に延びるガイドレール202を介してZ方向に昇降自在に取り付けられており、モータ203を含む昇降駆動機構(進退手段)204によって昇降させられるようになっている。
(B) Cutting part The cutting
ブレードユニット210は、図3および図5に示すように、円筒状のスピンドル220と、このスピンドル220に装着された外周刃ブレード230とを備えている。スピンドル220内には、スピンドルシャフト(回転軸)221が同軸状に組み込まれており、さらに、このスピンドルシャフト221を回転させるモータが収容されている(図示略)。スピンドルシャフト221は、スピンドル220の一端部(図5で左側の端部)から突出しており、その突出端面に、2枚のフランジ240で挟持された外周刃ブレード230が、ボルト241によって同心状に固定されている。ブレードユニット210は、スピンドルシャフト221の軸方向がY方向と平行な状態で、スピンドル220が直方体状のスピンドルホルダ222を介してスライドプレート201に固定されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
外周刃ブレード230は、円盤状の基材231の外周縁に砥石による外周刃232が設けられたものである。基材231は例えば厚さ0.1〜0.3mm程度のステンレス鋼板等からなるもので、この基材231の外周縁に、ダイヤモンド等からなる砥粒が電着や電鋳等の一般周知の金属系ボンド方式によって固着され、外周刃232が形成されている。砥粒の寸法は、この場合♯600〜♯1000程度のものが好適とされる。外周刃ブレード230はスピンドル220の運転によって、例えば2000〜5000rpm程度で高速回転させられる。
The outer
外周刃ブレード230の一部はブレードカバー250で覆われている。このブレードカバー250は矩形の薄板部材であり、厚さ方向の中央に、手前側の一辺(図3の250aで示す)に開口するスリット251が形成されている。そして、ブレードカバー250の一辺250aと下端辺(図3の250bで示す)とにわたって円弧状の切欠き252が形成されている。外周刃ブレード230はスリット251内に回転自在に収容され、切欠き252から露出する部分の外周刃232でインゴットSを切断するように構成されている。言い換えると、外周刃ブレード230においては、インゴットSを実質的に切断する部分以外の部分がブレードカバー250で覆われている。なお、ブレードカバー250は図示せぬステー等を介してスピンドルホルダ222等に支持されている。
A part of the outer
切断部20は、切断部移動機構30によってホルダ100に保持されたインゴットS方向に移動させられ、インゴットSよりも上方に退避していたブレードユニット210を下降させることにより、図3および図6に示すように、外周刃ブレード230の、ブレードカバー250の切欠き252から露出する部分でインゴットSを切断する。
The cutting
図3に示すように、外周刃ブレード230の刃先出し量(外周縁から径中心にわたる長さのうち実質的に切断に寄与する部分)Rは、この場合、外周刃232の最外縁である刃先からフランジ240の外周縁までであり、この刃先出し量Rは、切断するインゴットSの半径と同等か、それよりも若干大きく設定されている。したがって、外周刃ブレード230がインゴットS内に最も深く切り込む、すなわち刃先出し量Rのすべてを使って切り込むと(図3はその状態を示している)、外周刃232の刃先はインゴットSの径中心に到達するものとなっている。
As shown in FIG. 3, the cutting edge amount of the outer peripheral blade 230 (the portion that substantially contributes to cutting out of the length from the outer peripheral edge to the center of the diameter) R is the cutting edge that is the outermost edge of the outer
また、ブレードカバー250の外周刃ブレード230を挟む両側の外面には、インゴットSに対する外周刃ブレード230の切り込み部分である加工点に切削液を噴出して供給する切削液ノズル260がそれぞれ取り付けられている。切削液は、切断の際に生じる熱を冷却し、切断屑を洗い流し、また摩擦を低減する潤滑剤として用いられ、配管261から切削液ノズル260に切削液が圧送される。切削液ノズル260からの切削液の噴出方向は、外周刃ブレード230がインゴットSに最も作用する点に向けられている。
Further, cutting
さらに、ブレードカバー250における外周刃ブレード230の外周部を挟む部分には、周方向に等間隔をおいて複数(この場合4つ)の流体静圧パッド270が配設されている。これら流体静圧パッド270は、外周刃ブレード230の外周部の両面に加圧エアーを吹き付け、その圧力で、回転中の外周刃ブレード230の振動や振れ等を抑えるものである。同様の機能を有するものとしてはゴムローラ等の接触式の振動抑え機構もあり、流体静圧パッド270に代えてそのような振動抑え機構を設けてもよい。
Further, a plurality (four in this case) of
上記切断部20によれば、昇降駆動機構204によってブレードユニット210はガイドレール202に沿って昇降し、下降していく最中に、外周刃ブレード230がインゴットSに切り込んでいくようになされている。そして、この外周刃ブレード230の切り込み動作と、ホルダ100上のインゴットSを回転させる動作を組み合わせることにより、インゴットSは輪切り状にスライスされる。
According to the cutting
スピンドルホルダ222の前面には、インゴットSがスライスされてできる薄板状の半導体ウエーハを受けて吸着させる円盤状の吸着パッド(以下、受取りパッドと称する)280が配設されている。この受取りパッド280は、上記吸着パッド114と同様に真空吸着式のパッドであり、エアシリンダ281によってインゴットSに対して進退するように設けられている。
On the front surface of the
エアシリンダ281は、鉛直板部282および水平板部283を有するL字状のブラケット284を介してスピンドルホルダ222の前面に取り付けられている。ブラケット284は、鉛直板部282に形成された上下方向に延びる左右一対の長孔282aに通されたねじ(図示略)によって、スピンドルホルダ222への取り付け高さを調整可能に取り付けられている。また、図示はしないが、ブラケット284の水平板部283にはX方向に延びる左右一対の長孔が形成されており、エアシリンダ281はこれら長孔を通されたねじによってX方向の位置を調整可能に取り付けられている。受取りパッド280は、ブラケット284の取り付け高さの調整と、エアシリンダ281のX方向の位置調整により、インゴットSの端面に対して同心状に配置されることが可能とされている。
The
(c)切断部移動機構
切断部移動機構30は、Y方向に延びる平行な一対のガイドレール300と、このガイドレール300の間に配設されて同じくY方向に延びるねじロッド310と、このねじロッド310を回転させるモータ320とから構成されている。上記切断部20のコラム200は、ガイドレール300に移動自在に係合されている。ねじロッド310は、基台2上に、図示せぬ軸受を介して回転自在、かつ軸方向には移動不能に支持されており、コラム200に螺合している。モータ320は基台2上にモータブラケット321を介して固定されており、ねじロッド310を一方向および他方向に回転するようにねじロッド310に連結されている。
(C) Cutting unit moving mechanism The cutting
上記切断部移動機構30によれば、モータ320によってねじロッド310が一方向に回転すると、ねじロッド310が螺合するコラム200に推進力が発生し、コラム200すなわち切断部20全体がガイドレール300に沿って図2でY方向左側に移動する。また、モータ320が逆回転すると、切断部20は図2でY方向右側に移動する。ここで、切断部20が図2で最も右側にある位置を、切断部20の待機位置とする。待機位置でブレードユニット210を下降させると、図5に示すように、ブレードユニット210はホルダ100で保持されているインゴットSの右側の空いたスペースに位置する。
According to the cutting
[2]インゴット切断動作
以上がインゴット切断装置1の構成であり、次に、該装置1でインゴットSをスライスして多数の半導体ウエーハ(基板)を得る動作を説明する。
まず、インゴット保持部10のホルダ100上に、インゴットSを横置きに載置する。このインゴットSはローラ102の回転作用で軸回りに回転自在の状態となる。次に、インゴット回転駆動機構110の吸着パッド114を、この吸着パッド114に対向するインゴットSの端面に同心状に配置し、真空運転してインゴットSの端面を吸着パッド114に吸着させる。吸着パッド114をインゴットSの端面と同心状とするには、上述の如く位置調整機構120を操作し、スタンド111を介して吸着パッド114の高さおよびX方向の位置を調整して行う。インゴットSはモータ116が回転しない限り回転不能であり、固定状態とされる。
[2] Ingot cutting operation The above is the configuration of the ingot cutting apparatus 1, and the operation of slicing the ingot S with the apparatus 1 to obtain a large number of semiconductor wafers (substrates) will be described.
First, the ingot S is placed horizontally on the
切断部20のブレードユニット210を、外周刃ブレード230がインゴットSに当たらない位置まで上方に退避させた状態としてから、切断部移動機構30によって切断部20をインゴットS方向に移動させ、インゴットSの、図2で右側の端部である所定の切り込み端部に外周刃ブレード230が対応する位置で切断部20を停止させる。そして、切断後の半導体ウエーハを受ける受取りパッド280を、インゴットSの端面に対して同心状に配するとともに、エアシリンダ281を伸ばしてインゴットSの端面に合わせ、真空運転してインゴットSの端面に吸着させる。
After the
これで切断準備は完了し、続いてブレードユニット210のスピンドル220を運転して外周刃ブレード230を高速回転させ、切削液ノズル260から切削液を噴出させながら、昇降駆動機構204によってブレードユニット210を下降させ、外周刃ブレード230をインゴットSに切り込ませていく。切削液は外周刃ブレード230が切り込んで形成されるインゴットSの溝内に供給され、外周刃ブレード230の刃先がインゴットSを切り込んでいる加工点に到達する。
This completes the preparation for cutting. Subsequently, the
インゴットSを完全に輪切り状にスライスする方法としては、まず、インゴットSを固定させた状態で、このままブレードユニット210を下降させていき、図3に示すように、外周刃ブレード230の刃先がインゴットSの径中心まで到達した段階で下降を停止させる。引き続き外周刃ブレード230の回転を続けながら、モータ116を作動させてインゴットSを一方向に軸回りに回転させ、切断すべき残部を外周刃ブレード230に押し当てていく動作をさせてインゴットSを切断していく。そして、インゴットSを180°以上回転させて切断が完了した時点で、ブレードユニット210を上方に退避させる。このような動作によって、インゴットSを輪切り状にスライスすることができる。
As a method for slicing the ingot S completely in a circular shape, first, the
このスライス方法の他に、外周刃ブレード230を切り込ませる前にインゴットSを回転させておき、回転するインゴットSに対して外周刃ブレード230を徐々に切り込ませ、刃先がインゴットSの径中心に到達した時点でインゴットSのスライスが完了するといった方法を採用してもよい。
In addition to this slicing method, the ingot S is rotated before the outer
いずれの方法でも、外周刃ブレード230の回転数は2000〜5000rpm程度、切り込み速度(ブレードユニット210の下降速度)は0.1〜20mm/秒程度が好適な切断条件とされる。なお、切り込み速度は外周刃ブレード230の刃先がインゴットSに接触する長さによって調整されるが(長いほど遅くされる)、1〜10mm/秒程度がより好適である。スライスされた半導体ウエーハは受取りパッド280に吸着、保持されており、エアシリンダ281を縮小して半導体ウエーハを受取りパッド280から外し、所定の保管場所に保管する。
In any method, the cutting conditions are preferably such that the rotational speed of the outer
以上の切断動作で、インゴットSから1枚の半導体ウエーハが切り出される。この後は、切断部20をインゴットSに沿って得るべき半導体チップの厚さに応じたピッチで移動させてから、上記のように外周刃ブレード230を回転させながらブレードユニット210を下降させる切断動作とインゴットSを回転させる動作を組み合わせて1枚の半導体ウエーハを切り出す工程を、インゴットSの全長にわたって繰り返し行うことにより、インゴットSは多数の半導体ウエーハに切断される。
With the above cutting operation, one semiconductor wafer is cut out from the ingot S. Thereafter, the cutting
以上のように、本実施形態のインゴット切断装置1を用いてインゴットSを切断する方法によれば、外周刃ブレード230をインゴットSの径中心まで切り込む動作と、インゴットSを180°以上回転させる動作を適宜に組み合わせることにより、インゴットSを輪切り状にスライスすることができる。インゴットSを軸回りに回転させることにより、インゴットSへの外周刃ブレード230の切り込み量はインゴットSの半径分でよいことになり、したがって、外周刃ブレード230の刃先出し量Rは、図3で示したようにインゴットSの半径と同等以上で十分である。
As described above, according to the method of cutting the ingot S using the ingot cutting device 1 of the present embodiment, the operation of cutting the outer
このことは、外周刃ブレード230のインゴットSへの切り込み量を、インゴットSの半径分といった最低限度の長さで済ますことができるということである。このため、インゴットSが直径300mm、あるいは400mmを超えるような大径のものであっても、切削液ノズル260から噴出する切削液を十分に加工点に供給することができ、その結果、そのような大径のインゴットSを支障なく切断することができる。また、外周刃ブレード230を大型化することなく、厚さも薄いものとすることができるため、外周刃ブレード230を十分な強度を有するものとすることができる。さらに、外周刃ブレード230を薄くすることにより、インゴットSからの半導体ウエーハの切り出し枚数を多くすることができ、生産効率の向上が図られるという利点もある。
This means that the cutting amount of the outer
1…インゴット切断装置(基板切断装置)
10…インゴット保持部(基板保持手段)
204…昇降駆動機構(進退手段)
221…スピンドルシャフト(回転軸)
230…外周刃ブレード
232…外周刃
R…刃先出し量
S…インゴット(基板材料)
1 ... Ingot cutting device (substrate cutting device)
10: Ingot holding part (substrate holding means)
204 ... Elevating drive mechanism (advance / retreat means)
221 ... Spindle shaft (rotating shaft)
230: Peripheral blade 232: Peripheral blade R: Amount of blade tip S: Ingot (substrate material)
Claims (5)
円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、前記基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が前記基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードを、前記基板材料に対して、前記外周刃の刃先が少なくとも該基板材料の径中心に到達するまで切り込ませる切断動作と、
前記基板材料を180°以上回転させる基板材料回転動作と
を組み合わせることにより、前記基板材料を切断することを特徴とする基板切断方法。 A substrate cutting method for obtaining a disk-shaped substrate by slicing a cylindrical substrate material into a circular shape, holding the substrate material rotatably about an axis,
An outer peripheral edge made of a grindstone is provided on the outer peripheral edge of the disk-shaped base material, and has a cutting edge amount corresponding to the radius of the substrate material, and the rotation axis is set parallel to the axial direction of the substrate material. A cutting operation for cutting the rotated outer peripheral blade blade into the substrate material until the cutting edge of the outer peripheral blade reaches at least the diameter center of the substrate material;
A substrate cutting method comprising cutting the substrate material in combination with a substrate material rotating operation for rotating the substrate material by 180 ° or more.
引き続き外周刃ブレードの回転を続けながら、前記基板材料を回転させて残部を切断することを特徴とする請求項1に記載の基板切断方法。 First, without rotating the substrate material, the outer peripheral blade blade is cut into the substrate material until the cutting edge of the outer peripheral blade reaches the diameter center of the substrate material,
The substrate cutting method according to claim 1, wherein the remaining portion is cut by rotating the substrate material while continuing to rotate the outer peripheral blade.
円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、前記基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が前記基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードと、
この外周刃ブレードを前記基板材料に対して進退させる進退手段と
を備えることを特徴とする基板切断装置。 A substrate cutting apparatus for obtaining a disk-shaped substrate by slicing a cylindrical substrate material into a circular shape, and a substrate holding means for holding the substrate material rotatably about an axis;
An outer peripheral edge made of a grindstone is provided on the outer peripheral edge of the disk-shaped base material, and has a cutting edge amount corresponding to the radius of the substrate material, and the rotation axis is set parallel to the axial direction of the substrate material. Rotated outer peripheral blades,
A substrate cutting apparatus comprising: an advancing / retreating means for advancing and retracting the outer peripheral blade with respect to the substrate material.
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- 2006-04-07 JP JP2006105914A patent/JP2007281210A/en active Pending
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