JPH06278130A - スライシングマシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレードによる切断面の平坦精度を向上させ
歩留まりのよいスライシングが可能であり、しかも段取
りが容易なスライシングマシンを提供することを目的と
する。 【構成】 インゴット取付用の支持台２２とインゴッ
トＷとの間に設けられたインゴット切断時の切断荷重を
検出する荷重検出器２３と、ブレードの切断位置を調整
するエアノズル１２ａ〜１２ｄと、前記荷重検出器２３
で検出された荷重値に基づいて前記エアノズルの作動を
制御する制御手段２４とを有するスライシングマシンで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンインゴット等
の半導体の原材料を薄片状に切断するために使用される
スライシングマシンに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばシリコンインゴット等の結晶イン
ゴッドをスライシングし、薄肉のウェハとするために
は、内周刃砥石、外周刃砥石、ワイヤーソーあるいはバ
ンドソー等を使用しているが、最近では、刃先の変位が
少なく、精密なスライシングが可能となる内周刃砥石を
使用したスライシングマシンが多用されている。

【０００３】この内周刃砥石（以下、ブレードという）
は、高価な結晶インゴッドからカーフロスが少なく、歩
留まりよくスライシングするために、図５に示すよう
に、肉厚Ａ1 が約０．１５ｍｍという極めて薄肉の鉄
板、例えばＳＵＳ材等からなるリング状コア１を使用
し、このリング状コア１の内周縁に砥粒を固着して切削
部２を形成したものである。なお、結晶インゴッドＷを
スライシングして形成したウェハの肉厚は、通常、０．
７〜１．０ｍｍ程度である。

【０００４】このコア１は、図６に示すように、前記切
削部２が形成される内周コア部１ａと、この内周コア部
１ａの外周に設けられた外周コア部１ｂとから構成され
ており、内周コア部１ａの周面には粒度５０〜７０μｍ
という極めて微細なダイアモンドをＮｉ等により電着メ
ッキすることにより砥粒層３が形成され、この砥粒層３
が結晶インゴッドＷをスライシングする切削部２とな
る。

【０００５】このブレード４は、図６に示すように、テ
ンションヘッド５に取り付けられた状態でスライシング
作業を行うようになっているが、このテンションヘッド
５に取り付ける場合には、外周コア部１ｂに開設された
取付孔６、６…に固定ボルト７を挿通するとともにこの
固定ボルト７近傍のコア１をプレスボルト８を用いて加
圧しつつ、張り上げる。尚、この張り上げは、コア１に
反り、うねり等が生じないように、またコア１の内周コ
ア部１ａが精度のよい真円になるように顕微鏡等を使用
して１本１本のプレスボルト８を締め上げることにより
行なわれるが、熟練を要する作業となっている。

【０００６】また、ブレード４における切削部２の図中
上下方向の両側面及び内周面に冷却ないし潤滑のための
クーラント（冷却水）を供給するノズルＮが、切削部２
に近接するように設けられている。

【０００７】そして、結晶インゴットＷを切断する際に
は、ブレード４は、テンションヘッド５が図示しない駆
動手段により回転駆動されることにより高速で回転駆動
され、一方、結晶インゴットＷは、ブレード４の開口部
９に挿入され、図６中矢印で示されるコア１に対して平
行な方向に向けて移動される。これらブレード４の回転
と、結晶インゴットＷの平行移動とにより、結晶インゴ
ットＷは、切削部２により薄片状に順次切断される。結
晶インゴットＷの切断中には、ノズルＮより、ブレード
４の両側面及び内周面にクーラントが供給されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記ブレード４を用い
て結晶インゴッドＷをスライシングしているときに、ブ
レード４の切断位置が変位して、インゴットＷの切断面
が湾曲することがあり、かかる切断面の湾曲は、切断さ
れたウェハに厚さのむら、反り、うねりを発生させ、品
質の低下や材料のロスを招く結果となる。上記ブレード
４の切断位置が変位する原因としては、切削部２の形状
不均一、目詰まり、切削液の表面張力、切断抵抗の変化
等の要因があるが、従来より、切断に伴って発生する反
り等の防止を図るために、スライシングマシンには種々
の対策が施されてきた。

【０００９】例えば、特開昭61-98513号公報に開示され
ているスライシングマシン１０は、図７に示すように、
ブレード４の側面部にブレードの板厚方向の変位を検出
するブレード変位検出手段１１を設けるとともにその近
傍にエアノズル１２を設置し、ブレード４の変位が予め
設定した値に達したときにこの変位を解消するように圧
力源１４から供給されるエアを弁１５を作動させてエア
ノズル１２から噴出させる制御手段１３を設けたもので
あり、いわゆるエアパッド方式を採用している。また、
特開平4-189105号公報では、ブレード変位検出手段の設
置位置と実際のブレードのインゴット切削領域とは幾分
かの距離があり、なおかつその距離も時々刻々変化する
ことに鑑みて、これを補正する演算手段を設けたりイン
ゴットの切断の進行に応じて前記ブレード変位検出手段
を移動させるようにしたものが示されている。

【００１０】しかしながら、上述のようなブレード変位
検出手段は、結局のところブレードの切断位置を直接検
出するものではないため切断中の切削部の状態を正確に
測定していない。したがって、切断面の平坦精度を向上
させるには十分とは言えない。また、ブレードを交換す
る際等にはその都度ブレード変位検出手段のセッティン
グが必要となり手間がかかるという問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ブレード
による切断面の平坦精度を向上させ歩留まりのよいスラ
イシングが可能であり、しかも段取りが容易なスライシ
ングマシンを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、偏平なリング状コアの内周縁に切削部が設
けられたブレードを有し、このブレードの回転により、
インゴットを薄片状に切断するスライシングマシンにお
いて、インゴット取付用の支持台とインゴットとの間に
設けられたインゴット切断時の切断荷重を検出する荷重
検出器と、前記ブレードの切断位置を調整する切断位置
調整手段と、前記荷重検出器で検出された荷重値に基づ
いて前記切断位置調整手段の作動を制御する制御手段と
を有することを特徴とするスライシングマシンである。

【００１３】

【作用】このように構成した本発明にあっては、まず、
ブレードが回転駆動され、荷重検出器によりインゴット
切断前における荷重値が検出される。この後、インゴッ
トは、ブレードの開口部に挿入され、水平方向に平行移
動することにより切断が開始されることになる。インゴ
ットの切断が開始されると、種々の要因によりブレード
の切断位置が変動する。ブレードの切断位置が切断端面
側方向に変位するような場合は、荷重検出器が検出する
鉛直方向荷重は初期荷重値より増加した荷重値となり、
一方、ブレードの切断位置が切断端面側と反対方向に変
位するような場合は、初期荷重値より減少した荷重値と
なる。ここで、制御手段は、切断位置調整手段を作動さ
せてインゴット切断中の鉛直方向荷重値をインゴット切
断前の初期荷重値に戻すように制御を行う。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例に係るスライシング
マシンの概略縦断面図、図２は、図１に示されるスライ
シングマシンの概略平面図であり、図５〜図７に示した
部材と同一部材には同一符号を付し、その説明は一部省
略する。図１及び図２に示すように、本実施例のスライ
シングマシン２０においてはブレード４がテンションヘ
ッド５に取付けられ、図２のＡ方向に一体となって回転
する。スライシングマシン２０はいわゆる縦型のもので
ありインゴットＷは鉛直方向に設置されている。そし
て、結晶インゴットＷの下端部がブレード４の開口部９
に挿入され図２のＢ方向に平行移動することにより薄片
状に切断される。

【００１５】スライシングマシン２０の図示しないワー
ク送り部にはインゴット取付用の支持台２２が設けられ
ている。また、図１に示したように、支持台２２とイン
ゴットＷの上端面との間には荷重検出器２３が配設され
ている。この荷重検出器２３は、例えば歪みゲージを利
用したものであり、インゴットＷを切断する時の切断荷
重を検出するようになっている。この荷重検出器２３に
より鉛直方向及び切断方向の荷重値を得ることができ
る。

【００１６】また、図１及び図２に示したように、切断
位置調整手段としてのエアノズル１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ，１２ｄは、ブレード４の内周近傍でブレード４の側
面に対向するように設置されている。また、このエアノ
ズル１２ａ〜１２ｄは、インゴット切削領域２１にでき
るだけ近くブレード４の図中上下に、かつ、インゴット
Ｗの移動により干渉することのないようにインゴット切
削領域２１の両側に配置されている。このエアノズル１
２ａ〜１２ｄは、エアの噴出により非接触にてブレード
４に強制的な抑制力を及ぼしてブレード４の切断位置を
調整するものであり、電磁弁１５ａ，１５ｂを介して圧
力源１４に接続されている。尚、ブレードの切断位置を
調整する切断位置調整手段としては、上記エアノズル１
２ａ〜１２ｄに限定されるものではなく、ブレード４の
両側面に供給する冷却ないし潤滑のためのクーラントの
量を調整するようにしてもよい。このようにすれば、例
えばクーラントの量を増加させた方の側面の切削能力が
増すため、ブレード４の切削部２はその方向に切れ込ん
でいくことから切断位置の調整が可能である。また、ブ
レード４のコア１を磁性材料とし、電磁石にて磁界を形
成して磁力を及ぼすことによりブレード４の切断位置を
調整するようにしてもよい。

【００１７】制御手段２４には、前記荷重検出器２３が
接続されており、また前記エアノズル１２ａ〜１２ｄが
電磁弁１５ａ，１５ｂを介して接続されている。そし
て、制御手段２４は、荷重検出器２３で検出されたイン
ゴットの切断中における鉛直方向の切断荷重値がインゴ
ット切断前の所定の荷重値を維持するように電磁弁１５
ａ，１５ｂの開閉を調節してエアエアノズル１２ａ〜１
２ｄから噴出する吹付エア量を制御するようになってい
る。また、インゴットＷを切断するために水平方向に移
動させる図示しないワーク送り部の駆動手段が設けられ
ており、制御手段２４に接続されている。制御手段２４
は、荷重検出器２３で検出されたインゴット切断中にお
ける切断方向の切断荷重値に基づいて前記駆動手段に信
号を出力しワーク送り部の水平方向の速度、即ちインゴ
ットＷの送り速度を制御するようになっている。

【００１８】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
ブレード４がテンションヘッド５に取付けられ、プレス
ボルト８（図６参照）を用いて加圧し、所定の張力が発
生するように張り上げる。次に、テンションヘッド５が
図示しない駆動手段により回転駆動され、ブレード４は
テンションヘッド５と一体となって回転する。本実施例
では、荷重検出器２３によりインゴット切断前における
鉛直方向及び切断方向の荷重値が検出され、この検出値
は制御手段２４に入力され図示しないメモリに記憶され
る。この後、結晶インゴットＷは、ブレード４の開口部
９に挿入され、水平方向に平行移動することにより切断
が開始されることになる。

【００１９】インゴットＷの切断が開始されると、前述
したように種々の要因によりブレード４の切断位置が変
動する。例えば、図３に示すように、結晶インゴッドＷ
をスライシングしているときに、ブレード４の切断位置
が図中下方に変位して、インゴットＷの切断面が湾曲す
ることが考えられる。このような場合は、インゴットＷ
に図中Ｈ方向及びＶ１方向の力が作用する。したがっ
て、インゴットＷの上方に設けた荷重検出器２３は、イ
ンゴット切断中の切断負荷としては切断方向の荷重の
他、鉛直方向の引張荷重を検出することになる。本実施
例においては、インゴット切断前の荷重値がメモリに記
憶されており、鉛直方向の荷重についてはこの初期荷重
値に対して切断負荷により増加した荷重値として荷重検
出器２３にて検出する。これらの検出値は制御手段２４
に入力される。そして、制御手段２４は、増加した鉛直
方向の荷重値をインゴット切断前の初期荷重値に戻すよ
うに制御する。すなわち、制御手段２４は、電磁弁１５
ａ，１５ｂに信号を出力しエアノズル１２ｂ，１２ｄか
ら上方に向けて荷重検出器２３にて検出した検出値に基
づいた所定の吹付エア量にてブレード４にエアを噴出さ
せる。一方、図４に示すように、ブレード４の切断位置
が図中上方に変位するような場合は、インゴットＷに図
中Ｈ方向及びＶ２方向の力が作用する。したがって、荷
重検出器２３は、インゴット切断中の切断負荷としては
切断方向の荷重の他、鉛直方向の圧縮荷重を検出するこ
とになる。本実施例においては、鉛直方向の荷重につい
ては初期荷重値に対して切断負荷により減少した荷重値
として荷重検出器２３にて検出する。これらの検出値は
制御手段２４に入力され、制御手段２４は、減少した鉛
直方向の荷重値をインゴット切断前の初期荷重値に戻す
ように制御する。すなわち、制御手段２４は、電磁弁１
５ａ，１５ｂに信号を出力しエアノズル１２ａ，１２ｃ
から下方に向けて所定の吹付エア量にてブレード４にエ
アを噴出させる。また、制御手段２４は、荷重検出器２
３で検出されたインゴット切断中における切断方向の切
断荷重値が所定値を越えるような場合には図示しないワ
ーク送り部の駆動手段に信号を出力し、水平方向の速
度、即ちインゴットＷの送り速度を低減するように制御
している。

【００２０】このように、本実施例によれば、切断中の
切削部の切断負荷状態を直接測定しこれに基づいてブレ
ード４の切断位置を調整するようにしたため、応答性良
く高精度に制御することが可能となりブレード４の切断
位置の変動を防止することができる。この結果、ブレー
ド４における切削部２により切断されるインゴットＷの
切断される位置が変動しない。したがって、シリコンイ
ンゴッドＷから切断面が平坦な薄肉のウェハを円滑にス
ライシングすることができ、切断面の平坦精度が著しく
向上する。また、カーフロスも少なく歩留まりが良くな
ると共に、ブレード４は反り、うねり等が少なくその切
削部２の位置が安定することから切削部２ひいてはブレ
ード４の寿命が長くなる。さらに、ブレードの変位検出
のための位置合わせ等が不要でありブレードを交換する
際等の段取りが容易となる。

【００２１】また、制御手段２４は、インゴット切断中
における切断方向の荷重値が所定値を越えるような場合
にはインゴットＷの送り速度を低減するように制御する
ため、切断方向の荷重の増加によりブレードの変位が発
生することを防止することができる。これにより、エア
ノズルで強制的に変位を補正しようとして無理な力が生
じブレードの切断位置が不安定になる虞れを回避するこ
とができる。

【００２２】尚、上述したものは本発明の一実施例であ
り、本発明は特許請求の範囲に記載の要旨を逸脱するこ
となく、種々変更することができる。例えば、前記実施
例は、縦型のスライシングマシンであるが横型のものと
することも可能であり、切断される材料もシリコンイン
ゴットに限定されるものではなく、ガラス、セラミック
等にも適用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスライシン
グマシンは、インゴット取付用の支持台とインゴットと
の間に設けられたインゴット切断時の切断荷重を検出す
る荷重検出器と、ブレードの切断位置を調整する切断位
置調整手段と、前記荷重検出器で検出された荷重値に基
づいて前記切断位置調整手段の作動を制御する制御手段
とを有するので、ブレードの切断位置が切断端面側方向
に変位するような場合は、荷重検出器が検出する鉛直方
向荷重は初期荷重値より増加した荷重値となる一方、ブ
レードの切断位置が切断端面側と反対方向に変位するよ
うな場合は、初期荷重値より減少した荷重値となり、制
御手段は、切断位置調整手段を作動させてインゴット切
断中の鉛直方向荷重値をインゴット切断前の初期荷重値
に戻すように制御する。このように、切断中の切削部の
切断負荷状態を直接測定しこれに基づいてブレードの切
断位置を調整するようにしたため、応答性良く高精度に
制御することが可能となりブレードの切断位置の変動を
防止することができる。この結果、インゴットの切断さ
れる位置が変動せず、インゴッドは切断面が平坦な薄片
状に切断され、カーフロスも少なくなる。また、切削部
の切断位置が安定するため、切削部は寿命の長いものと
なる。さらに、ブレードの変位検出のための位置合わせ
等が不要でありブレードを交換する際等の段取りが容易
となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るスライシングマシン
の概略縦断面図

【図２】 図１に示されるスライシングマシンの概略平
面図

【図３】 ブレードの切断位置が下方に変位した場合の
要部断面図

【図４】 ブレードの切断位置が上方に変位した場合の
要部断面図

【図５】 スライシングマシンで使用されるブレードを
を示す斜視図

【図６】 ブレードをテンションヘッドに取付けた状態
を示す断面図

【図７】 従来のスライシングマシンの概略縦断面図

【符号の説明】

１…リング状コア ２…切削部 ４…ブレード １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…エアノズル（切断位
置調整手段） ２２…支持台 ２３…荷重検出
器 ２４…制御手段 Ｗ…インゴット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】偏平なリング状コア(1) の内周縁に切削部
   (2) が設けられたブレード(4) を有し、このブレード
   (4) の回転により、インゴット(W) を薄片状に切断する
   スライシングマシンにおいて、 インゴット取付用の支持台(22)とインゴット(W) との間
   に設けられたインゴット切断時の切断荷重を検出する荷
   重検出器(23)と、 前記ブレード(4) の切断位置を調整する切断位置調整手
   段(12a,12b,12c,12d)と、 前記荷重検出器(23)で検出された荷重値に基づいて前記
   切断位置調整手段(12a,12b,12c,12d) の作動を制御する
   制御手段(24)とを有することを特徴とするスライシング
   マシン。