JPH048507A - スライシングマシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスライシングマシンに係り、特に半導体製造工
程に於いて柱状体材料であるシリコン等の半導体インゴ
ットを薄片状のウェハに切断するスライシングマシンに
関する。

〔従来の技術〕

従来、インゴットをウェハに切断する装置としてスライ
シングマシンが使用されている。

第５図では、この種のスライシングマシンの内周刃近傍
の構造が示されている。第５図によれば、スピンドル１
０の上端に固着されたカップ形状の回転体１２の内周面
にはドーナッツ形状のブレード板１４が所定の張力をも
って張設され、このブレード板１４の内周縁部全域には
内周刃１６が固着されている。従って、前記スピンドル
１０が図中矢印方向に回転することにより前記内周刃１
６が回転し、これにより図中矢印方向に送られてきたイ
ンゴット１８を薄片状のウェハに切断することができる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のスライシングマシンは、内周刃１
６によるインボッ）１８の切断溝幅が内周刃１６の刃の
厚さと略等しく、内周刃１６と溝内壁との接触面積が大
きい。従って、第６図に示すように前記内周刃１６の上
部に目詰まり１６ａが発生すると、内周刃１６の上部と
下部とに切断抵抗の差が生じてブレード１４が内周刃１
６の目詰まり１６ａと反対方向、即ち下方に傾斜するの
で、内周刃１６が変位する。内周刃が変位すると切断後
のウェハの平面度の精度が低下するという欠点がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、切断
刃の変位を防止することができるスライシングマシンを
提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、回転するスピンド
ルに、内周刃又は外周刃（２４）を備えたブレード板（
２５）を取付け、この内周刃又は外周刃（２４）で柱状
体材料（３６）を薄片状（４４）に切断するスライシン
グマシンに於いて、前記ブレード板（２５）の近傍に空
気振動発生手段（２６）を設け、この空気振動発生手段
（２６）により内周刃又は外周刃（２４）を前記柱状体
材料（３６）の軸方向に振動させながら柱状体材料（３
６）を薄片状（４４）に切断することを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、空気振動発生手段（２６）を内周刃又
は外周刃（２４）のブレード板（２５）の近傍に取付け
、この内周刃又は外周刃（２４）を回転させると共に前
記空気振動発生手段（２６）から前記ブレード板（２５
）に向けて超音波を伝播し、内周刃又は外周刃（２４）
を柱状体材料（４０）の軸方向に振動させる。これによ
って、内周刃又は外周刃（２４）は柱状体材料（４０）
の切断時において、柱状体材料（４０）の切断溝幅を内
周刃又は外周刃（２４）の刃の厚さよりも大きくして切
断することができる。従って、内周刃又は外周刃（２４
）の切断時に生ずる変位を防止することができるので、
切断された薄片状材料の平面度の精度を向上することが
できる。

〔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
の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係るスライシングマシンの実施例を示
す斜視図が示されている。

第１図に於いて、スライシングマシン２０の本体２２の
上面には内周刃２４が配置され、この内周刃２４は、ド
ーナッツ形状のブレード板２５の内周＆ｉ部全全域固着
される。前Δ己ブレード板２５の上方には第２図に示す
ように、後述する超音波発生器２６が取付けられている
。

また、前記ブレード２５は図示しない回転体に所定の張
力をもって張設される。前記回転体は、その底面中央部
に図示しないスピンドルが取付けられ、このスピンドル
は回転機構により回転駆動される。

前記本体２２の上面には第１図に示すように、切断送り
テーブル２８が矢印ＡＳＢ方向に摺動自在に支持され、
図示しない駆動源に連結されて往復動可能に取付けられ
る。前記切断送りテーブル２８の第１図中左端部には支
柱３０が立設され、この支柱３０の正面には割出スライ
ダ３２が設けられている。前記割出スライダ３２は、前
記支柱３０の長手方向に取付けられている図示しない送
りねじ部と螺合し、この送りねじ部が回転することによ
り支柱３０の長手方向、即ち第１図中上下方向に移動可
能に設けられる。

前記割出スライダ３２は、スライダベース３４が固着さ
れたインゴット３６を支持している。これによって、前
記インゴット３６は矢印Ａ、Ｂ方向（切断方向）及び矢
印Ｃ，Ｄ方向（インゴント切断厚さ割り出し方向）に移
動可能に支持されている。

ところで、前記超音波発生器２６には超音波振動子が内
蔵され、この超音波振動子は第２図に示すケーブル３８
を介して電源４０に接続される。

また、前記超音波発生器２６の下部には、前記超音波振
動子と一体に形成された超音波発振面４２が取付けられ
、この超音波発振面４２は前記ブレード板２５に対向し
て設けられると共にブレード板２５の上面と平行になる
よう取付けられる。

前記超音波振動子は電気信号を機械的変位に変換して前
記超音波発振面４２から超音波を発生する機能を有し、
その構成材料としては電磁歪定数が大きく、電気抵抗の
高い材料で構成され、本実施例ではＮｉ系合金で形成さ
れる。従って、この超音波振動子は電源４０からケーブ
ル３８を介して電気信号が人力されると、その電気信号
を機械的変位に変換して超音波発振面４２から超音波を
発生する。発生した超音波（２０ＫＨｚ以上の周波数）
は、超音波発振面４２と前記ブレード板２５との間の空
気を媒体としてブレード板２５に伝播される。これによ
って、前記ブレード板２５は、第２図に示すインゴット
３６の軸方向に微振動する。

次に、前記の如く構成されたスライシングマシンの作用
について説明する。

先ず、第１図に示したブレード板２５を回転させて内周
刃２４を回転させる。次に、前述したように前記電源４
０からケーブル３８を介して超音波振動子に電気信号を
送信する。超音波振動子が前記電気信号を受信すると、
超音波発振面４２からブレード板２５に向けて超音波を
発生する。この超音波が前記ブレード板２５に伝播する
と、ブレード板２５がインゴット３６の軸方向に対して
約±３０μｍの幅で微振動する。次いで、前記ブレード
板２５と共に振動している内周刃２４で前８己インゴツ
ト３６を薄片状のウェハ４４に切断する。このように振
動している内周刃２４でインコツト３６を切断すると、
第２図に示すインゴット３６の切断溝幅Ｔは、前記内周
刃２４の刃の厚さｔより若干広目に形成される。

従って、本実施例によれば、内周刃２４の刃の厚さと略
等しい溝幅で切断していた従来のスライシングマシンと
比較して、刃の接触抵抗が小さくなり、その分内周刃２
４の切断時に生ずる変位を防止することができる。これ
によって、切断したウェハ４４の平面度の精度を従来の
スライシングマシンで切断したウェハの平面度の精度よ
りも大幅に向上することができる。

第３図、第４図では本発明に係る第２実施例が示されて
いる。

第３図によれば、ブレード板２５の上方には、ブレード
板２５に向けてエアーを吹き出すエアノズル４６が取付
けられる。前記エアノズル４６はエア供給管４８を介し
てエア間欠送り装置５０に連結され、エア間欠送り装置
５６には送気ファン５２が連結される。

前記エア間欠送り装置５０は、断面円形状のケーンフグ
５４内に歯車５６が回転自在に配置され、この歯！５６
は図示しない駆動モータに連結される。送気ファン５２
でエアーを供給すると共に、前記駆動モータを起動して
歯車５６を回転させると、歯車５６の溝とケーシング５
４内壁面との間のエアーが第４図に示すように間欠的に
エア供給管４８を介してエアノズル４６から吹き出され
る。

間欠的に吹き出されたエアーは、ブレード板２５に衝突
し、これによってブレード板は振動する。

前記振動数は、前記歯車５６の駆動モータの駆動力を制
御し、歯車５６の回転数を適宜に調節することにより変
えることができる。

従って、第３図に示した実施例に於いても、ブレード板
２５を振動させることができるので、ウェハの平面度の
精度を向上することができる。

上記実施例に於いて、一般にインゴツト３６切断時には
ブレード板２５の回転数は約１５００ｒ、　ｐ、　ｍで
あるので、ブレード板２５の回転周波数は、１５００　
＋６０　＋２５　Ｈｚとなる。

また、前記ブレード板２５は、圧延された帯状薄板をプ
レス打抜きして形成されるものであり、ブレード板２５
は外観的には円形の為に方向性はないが、内在的には圧
延方向とこれに直交する方向とに抗張力の差が生じてい
る。この為、ブレード板２５の張力調整には、上記円周
上において押さえボルトの押圧力を部位により異ならせ
るようにしている。

即ち、上言己異方性は前記したように略直交する二方向
（Ｘ−Ｘ方向、ｙ−ｙ方向）に存することが判明してい
るので、例えばＸ方向側がＸ方向側よりも抗張力大とす
れば該Ｘ方向側の押圧力をＸ方向側のそれよりも強く設
定する。

しかしながら、上記のようにブレード板２５の部位によ
り押圧力を異ならせると、それはブレード板保持装置全
体に不均一な応力負荷を与えることになり、これが結局
切断時のブレード板２５の振れ等不具合な事態を生じせ
しめる原因となりやすい。即ちブレード板２５のＸ方向
側をＸ方向側よりも強い押圧力で設定する場合には、そ
の反力として同様の負荷がブレード板保持装置に発生す
る。Ｘ方向側（短径方向）では底板周辺が上方に湾曲変
形し、Ｘ方向側（長径方向）では底板周辺が下方に湾曲
変形する。この変形は、そのままテンションヘッドアッ
センブリに影響を与える。上記の通り、平面形状は楕円
となるテンションヘッドは、側面形状は上記底板の変形
が波及するので該底板周辺を支点として弧状変位し、Ｘ
方向側から見るとブレード面は正規レベルより上方に変
形し、ｙ方向から見るとブレード面は下方に変位するよ
うな凹凸形状を呈し、これが切断時には底板の面振れと
共にブレード板２５の刃振れとなる不具合がある。

このような事情によりブレード板２５の振動波形は１回
転で４つのピークが存在する。従って、実際のブレード
板２５の回転周波数は２５ＨｚＸ４＝１００　Ｈｚとな
る。この為、１００　Ｈｚを上回る周波数の振動を与え
る必要がある。また、与える振動周波数は、ブレード板
２５との共振を防ぐ為に２５Ｈｚの整数倍の周波数を除
く必要がある。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係るスライシングマシンに
よれば、ブレード板の近傍に設けた空気振動発生手段で
内周刃又は外周刃を柱状体材料の軸方向に振動させなが
ら柱状体材料を切断するようにしたので、内周刃又は外
周刃の切断時に生ずる変位を防止することができる。従
って、切断された薄片状材料の平面度の精度を大幅に向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスライシングマシンの第１実施例
を示す斜視図、第２図は本発明に係るスライシングマシ
ンの切断刃の切断状態を示す説明図、第３図は本発明に
係るスライシングマシンの第２実施例を示す説明図、第
４図は第３図に於けるエアノズルからの間欠エアの吹き
出し状態を示す説明図、第５図は従来のスライシングマ
シンの切断刃近傍の断面図、第６図は従来のスライシン
グマシンによる切断刃の切断状態を示す断面図である。 ２０・・・スライシングマシン、２２・・・本体、２４
・・内周刃、　　　　　　２６・・・超音波発生器、３
６・・・インゴット、　　　　　４０・・・電源、４２
・・・超音波発振面、　　　　４４・・・ウニ／％４６
・・・エアノズル、　　　　　４８・・・エア供給管、
５０・・エア間欠送り装置、　５２・・・送気ファン、
５６・・・歯車。 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転するスピンドルに、内周刃又は外周刃を備えたブレ
   ード板を取付け、この内周刃又は外周刃で柱状体材料を
   薄片状に切断するスライシングマシンに於いて、 前記ブレード板の近傍に空気振動発生手段を設け、この
   空気振動発生手段により内周刃又は外周刃を前記柱状体
   材料の軸方向に振動させながら柱状体材料を薄片状に切
   断することを特徴とするスライシングマシン。