JP2505930B2 - スライシングマシンの切断方法 - Google Patents

スライシングマシンの切断方法

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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスライシングマシンの切
断方法に係り、特に半導体インゴットを薄片状に切断し
て半導体ウエハを製造するスライシングマシンの切断方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スライシングマシンでは、内周刃ブレー
ド又は外周刃ブレードを高速回転し、これを半導体イン
ゴットに押し当て半導体ウエハを製造する。この場合、
半導体ウエハの歩留り、後処理加工を考慮すると、切断
時のブレードの変位を出来るだけ少なくし、ウエハの反
りを小さくした方が有利である。
【０００３】しかしながら、半導体ウエハの大径化の傾
向によりブレード径も大きくなり、これに伴い切断時に
ブレードの切断加工位置が不安定になり、刃の形状不均
一、目詰り、切削液の表面張力、切断抵抗の変化等によ
り切断された加工物表面に反りが生じる傾向がある。こ
のような事情により従来から回転ブレードの切断で発生
する反り防止の対策が種々なされている。
【０００４】即ち、特開昭61-98513号公報では、ブレー
ド面の両側面にエアノズルを設けると共にエアノズルに
近接してブレードセンサを設け、ブレードの無負荷状態
のブレード位置を零位置として、ブレードセンサがブレ
ードの零位置からブレードの変位量と変位方向を検知す
ると、この変位を解消するように変位を修正するためエ
アノズルからエアが噴射されてブレードの変位を補正す
る。
【０００５】また、特開昭62-225308号公報では、ブレ
ード面の両側面に冷却・潤滑水供給用ノズルを設けると
共にこのノズルに近接してブレードセンサを設け、ブレ
ードの変位が生じると特開昭61-98513号公報の制御方法
と同様にしてノズルから冷却・潤滑水を吹き付け、ブレ
ードの変位を補正する。また、特開平1-110105号公報で
はブレード面の両側面に負圧吸引形ノズルを設けると共
にブレードセンサを設け、ブレードセンサによりブレー
ドの変位を検出すると、ブレードの変位と反対側の負圧
吸引形ノズルからエアを吹出して負圧を発生させ、ブレ
ードの変位を修正する。
【０００６】また、実開昭61-122811号公報では、半導
体インゴット又はブレードを軸方向に移動可能とし、ブ
レードの軸方向変位を検出するブレードセンサを設け、
ブレードセンサからの信号に基づいてブレードの変位を
検出するとインゴット又はブレードを軸方向に移動し、
ブレードの軸方向の変位を修正する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のスライシン
グマシンの切断方法は、切断する前のブレードの位置を
零位置とし、この零位置から＋方向の変位（反り）又は
−方向の変位（反り）をブレードセンサで検出して零位
置に戻すようにノズル等で修正するものである。 しか
しながら、内周刃ブレードはその外周縁を張り上げて張
力を出すようにしており、内周刃の付近は外周縁に比べ
てその剛性は弱い。従って剛性の弱い状態で切断しても
反りは出易く、また、剛性が弱い為反りの修正も充分に
なされず、ウエハに必要な加工精度がでにくい。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ブレードの内周刃付近に充分な剛性を持たせ精
度よく加工できるスライシングマシンの切断方法を提案
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する為に、ドーナツ状の回転ブレードの内周刃で結晶
インゴットを薄片状に切断するスライシングマシンに於
いて、切断を開始する前に予め回転ブレードの切断部に
軸方向の力を加えて回転ブレードの切断部を軸方向に変
位させ、この変位した回転ブレード位置を基準位置とし
て結晶インゴットの切断を行うことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明では、ブレードの内周刃付近に軸方向の
力を加えてブレードを予め撓ませ、この状態でインゴッ
トを切断する。ブレードは、予め撓ませられているので
剛性が高くなっており、切断中の反りも少ない、また、
切断中の内周刃の位置制御も剛性が高いので容易とな
る。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面に従って本発明に係るスライ
シングマシンの切断方法の好ましい実施例を詳説する。
図１に於いてスピンドル１０の上端部にはチャックボデ
イ１２が固着されており、さらにこのスピンドル１０の
下端部には図示しないモータが連結され、これによりス
ピンドル１０、チャックボデイ１２は回転するようにな
っている。チャックボデイ１２にはドーナツ状のブレー
ド１４の外周縁が張り上げられ、このブレード１４の内
周縁には内周刃１６が形成されている。内周刃１６は微
細なダイヤモンド砥粒などで構成されている。またこの
ブレード１４はその外周縁がチャックボデイ１２の図示
しない公知の増し張り機構によりその張力が調整できる
ようになっている。
【００１２】ワーク支持台１８の下面には半導体インゴ
ット２０の上端が固着されている。ワーク支持台１８は
切断送り機構２２により切断送り方向（Ｘ−Ｘ方向）に
移動できるようになっており、またさらにワーク支持台
１８はワーク割出し機構２４によりワーク割出し方向
（Ｚ−Ｚ方向）に移動できるようになっている。これら
切断送り機構２２並びにワーク割出し機構２４は制御装
置２６からの指令信号により駆動されるようになってい
る。さらにブレード１４の上面には図２に示すように一
対のエアパッド２８、２８が配置される。さらにこのエ
アパッド２８、２８に近接して非接触式の一対のブレー
ドセンサ３０、３０が配置される。このエアパッド２
８、２８ブレードセンサ３０、３０は図２に示すように
切断中のインゴット２０の両側に位置するように配置さ
れ、しかもエアパッド２８、ブレードセンサ３０はブレ
ード１４の内周刃１６近傍に位置するように配置されて
いる。従ってエアパッド２８、２８からエアが噴出され
ると、図３に示すようにブレード１４の内周刃１６は下
方に撓むことになる。
【００１３】エアパッド２８、２８は図１で示すエア圧
力調整装置３２に接続され、このエア圧力調整装置３２
は制御装置２６からの指令信号によって制御される。ま
たブレードセンサ３０、３０からの信号は制御装置２６
に入力され、この制御装置２６はこの信号に基づいてエ
ア圧力調整装置３２を調整出来るようになっている。前
記の如く構成されたスライシングマシンを用いて本発明
に係わる切断方法は次の如く実施される。まずブレード
１４はチャックボデイ１２のブレード張り機構により所
定の張力で張られている。しかしながらブレード１４の
外周縁に圧力を加えることによりブレード１４は張り上
げられるので、内周刃１６付近の剛性はブレード１４の
外周側と比べて小さく、ウエハに必要な精度を出すため
には充分な剛性でないことが経験的に知られている。こ
のため従来の切断方法では切断中に反りが出たり、また
この反りを修正するためにエアノズル等を設けて修正す
るようにしているが充分に内周刃の位置を制御できな
い。本願発明では、ブレードを張った後、切断する前に
エアパッド２８、２８から所定圧力のエアを噴出する。
これによりブレード１４は図３に示すように下方に撓む
ようなる。この状態に於いてブレード１４の内周刃１６
付近は充分な剛性が与えられており、この下方に撓んだ
位置を基準位置として切断を開始する。この時のブレー
ド１４の位置をブレードセンサ３０、３０は検出し制御
装置２６は記憶している。
【００１４】この状態で切断送り機構２２を作動させワ
ーク支持台１８を内周刃１６方向に移動させる。この状
態で切断すると内周刃１６には充分な剛性が与えられて
おり刃の切断加工位置は安定し、従来と比較して内周刃
１６が表面張力等により変位することを減少させること
ができる。即ちこの状態ではブレード１４は傾いてお
り、表面張力が生じにくい。また反りが生じた場合に
は、内周刃１６の位置はブレードセンサ３０、３０で検
出され、記憶した基準位置に戻すようにエア圧力調整装
置３２を制御する。この制御もブレード１４の剛性が高
いので、精度よくなされる。
【００１５】前記実施例ではエア圧力調整装置３２を使
用してエアパッド２８、２８から噴出するエア圧を調節
したが、これに限らず、図５、図６又は図７に示すエア
圧力調整装置５０、５２又は５４を使用してもよい。以
下図５、図６又は図７に基づいてエア圧力調整装置５
０、５２又は５４について説明する。尚、前記実施例と
同一類似部材については同一符号を付し説明を省略す
る。
【００１６】エア圧力調整装置５０の梁５６は板ばね５
８を介してスライシングマシン本体６０に片持ち支持さ
れ、梁５６には錘６２が移動自在に設けられている。錘
６２にはシャフト６４がねじ結合されていて、シャフト
６４はモータ６６の回転軸６６Ａに同軸上に連結されて
いる。モータ６６は梁５６の右端部に固定されている。
また梁５６の左端部にはエアパッド２８が設けられてい
る。ここで錘６２の重量をＰ１、エアパッド２８に作用
する錘６２の重量をＰ２とすると、Ｐ１とＰ２には Ｐ２＝（Ｌ１／Ｌ２）Ｐ１ の関係が成立する。
【００１７】このエア圧力調整装置５０はモータ６６を
回動すると錘６２が梁５６に沿って矢印Ａ−Ｂ方向に移
動する。したがって、錘６２を矢印Ａ方向に移動すると
Ｌ１が大きくなるのでＰ２＝（Ｌ１／Ｌ２）Ｐ１の関係
からＰ２の値が大きくなり、梁５６が板ばね５８の付勢
力に抗して反時計回り方向に回動する。これにより、エ
アパッド２８がブレード１４に近づくので（即ちエアパ
ッド２８とブレード１４との隙間が小さくなり）、エア
パッド２８からブレード１４に噴出されたエアの圧力が
高くなり、ブレード１４はさらに下方に撓んで充分な剛
性が与えられる。
【００１８】また、錘６２を矢印Ｂ方向に移動するとＬ
１が小さくなるのでＰ２の値が小さくなり、エアパッド
２８とブレード１４との隙間が大きくなる。従ってエア
パッド２８からブレード１４に噴出されたエアの圧力が
低くなる。このようにエア圧力調整装置５０は錘６２を
移動してブレード１４の剛性を調整することができる。
尚、図５上で６８はシャフト６４を回動自在に支持して
いるベアリングである。
【００１９】図６のエア圧力調整装置５２は、梁５６が
板ばね５８を介してスライシングマシン本体６０に片持
ち支持され、梁５６には錘６２が移動自在に設けられて
いる点でエア圧力調整装置５０と同一である。そしてエ
ア圧力調整装置５２は錘６２がベルト７０で移動する点
でエア圧力調整装置５０と相違する。即ち無端状ベルト
７０は錘６２が連結され、ベルト７０はプーリ７０、７
２に張設されている。プーリ７２、７４は所定間隔をお
いて梁５６に回動自在に支持され、プーリ７４にはモー
タ７６が回転力を伝達可能に連結されている。従ってモ
ータ７６を駆動するとベルト７０を介して錘６２が梁５
６に沿って矢印Ａ−Ｂ方向に移動する。従ってエア圧力
調整装置５２はエア圧力調整装置５０と同様に錘６２を
移動してブレード１４の剛性を調整することができる。
【００２０】また、図７のエア圧力調整装置５４の梁８
０は、右端部がスライシングマシン本体６０に片持ち支
持され、左端部にはエアパッド移動機構（例えば圧電素
子）８２が設けられている。圧電素子８２にはエアパッ
ド２８が設けられている。従って圧電素子８２に電圧を
印加すると圧電素子が作動してエアパッド２８が上下方
向に移動する。これにより、エア圧力調整装置５４はエ
ア圧力調整装置５０、５２と同様にエアパッド２８の移
動でブレード１４のエア圧を調整して、ブレード１４の
剛性を調整することができる。
【００２１】また、図４に示すようにエアパッド２８は
１個のみ設け、ブレードを斜めに傾けて切断してもよ
い。前記実施例ではエアパッド２８をブレード１４の片
側のみ設けたが、両側面に設けてもよい。前記実施例で
は、エア圧力でブレードを撓ませたが、流体圧力でもよ
いし、他の軸方向の加圧手段を用いることが出来る。
【００２２】また前記実施例に於いてはエア圧力調整装
置３２にはブレード１４を基準位置に戻すように制御し
ていたのであるが、これに限定されるものではなく、予
め必要な切断曲線（ウエハ形状曲線）を制御装置２６に
入力しておき、この切断曲線に沿ってエア圧力調整装置
３２を制御して切断するようにしてもよい。この場合に
於いてもブレード１４には従来と比較して高い剛性を有
しており、従って理想の切断曲線により近い形状のウエ
ハが切断されることになる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係わるスラ
イシングマシンの切断方法によれば、内周刃ブレードに
予め変位させて剛性を高め、この状態でウエハの切断を
するので、従来の切断方法に比べて内周刃の剛性が高い
状態で切断することができ、従って精度の高い加工を行
うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるスライシングマシンの切断方法
を説明するためのスライシングマシンの概略図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図２上でＡ−Ａ線から見た概略切断図である。
【図４】エアパッドが１個の場合の図２上でＡ−Ａ線に
沿う断面図である。
【図５】本発明に係わるスライシングマシンの切断方法
に使用されるエア圧力調整装置の他の実施例を示した側
面図である。
【図６】図５の変形例を示した側面図である。
【図７】図５のもう一つの変形例を示した側面図であ
る。
【符号の説明】
１４…ブレード １６…内周刃 ２０…インゴット ２６…制御装置 ２８…エアパッド ３０…ブレードセンサ

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ドーナツ状の回転ブレードの内周刃で結
    晶インゴットを薄片状に切断するスライシングマシンに
    於いて、 切断を開始する前に予め回転ブレードの切断部近傍に部
    分的に軸方向の力を加えて上記切断部を切断開始前の所
    定の回転時の位置よりも部分的に更に軸方向に変位させ
    て上記切断部の剛性を高め、この変位して剛性の高まっ
    た上記切断部の軸方向位置を基準として結晶インゴット
    の切断を行うスライシングマシンの切断方法。
  2. 【請求項２】 回転ブレードの切断部はエア圧力により
    軸方向に変位させられて位置制御される請求項１のスラ
    イシングマシンの切断方法。
  3. 【請求項３】 前記回転ブレードの切断部の軸方向変位
    はエア圧力を変化させて行う請求項２のスライシングマ
    シンの切断方法。
  4. 【請求項４】 前記エア圧力の変化はエア圧力調整装置
    により行う請求項３のスライシングマシンの切断方法。
  5. 【請求項５】 前記回転ブレードの切断部の軸方向の変
    位は、エアパッドのエア圧力が一定でエアパッドと回転
    ブレードとの隙間を変化させて行う請求項２のスライシ
    ングマシンの切断方法。
  6. 【請求項６】 前記エアパッドは板ばねを介してスライ
    シングマシン本体に支持された片持梁の先端に設けら
    れ、前記エアパッドと回転ブレードの切断部との隙間の
    変化は片持梁に沿って錘を移動させて行う請求項５のス
    ライシングマシンの切断方法。
  7. 【請求項７】 前記エアパッドはスライシングマシン本
    体に支持された片持梁の先端にエアパッド駆動機構を介
    して設けられ、前記エアパッド駆動機構はエアパッドを
    回転ブレードの切断部に対して進退移動させて前記エア
    パッドと回転ブレードの切断部との隙間の変化を行う請
    求項５のスライシングマシンの切断方法。
  8. 【請求項８】 回転ブレードの切断部の軸方向変位を検
    出するブレードセンサを設けて切断を開始する前の回転
    ブレードの切断部の変位した位置を検出して基準位置と
    し、切断中回転ブレードの切断部がこの基準位置に位置
    するように前記回転ブレードの切断部を位置制御する請
    求項２のスライシングマシンの切断方法。
  9. 【請求項９】 予め定められた切断曲線に沿うように、
    回転ブレードの切断部が位置制御される請求項２のスラ
    イシングマシンの切断方法。
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