JPH071341A - 内周刃カッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傷や割れのない良品質のウエーハの安定した
切り出しができる内周刃カッタを提供する。 【構成】 内周刃カッタ１０は、厚さ１００〜２００μ
ｍ程度のステンレス鋼をドーナツ状に成形したカッタ本
体１１の内周縁に、厚さ５０〜１５０μｍ程度のダイヤ
モンドからなる砥粒（切断砥粒）１２が電鋳され、カッ
タ本体１１のインゴット１３側の側面には、次に切りだ
されるウエーハ１４の表面を研削するために、切断砥粒
１２よりも目の細かいダイヤモンドからなる砥粒（研削
砥粒）１５が電鋳されて付着されている。

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、ガリウム砒
素、ガリウム燐、インジウム燐、水晶、セラミック等の
インゴットを、ウエーハ状に切り出すために用いる内周
刃カッタに関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、例えば半導体の製造工程では、ガリ
ウム砒素等の単結晶の半導体インゴットを輪切りにして
ウエーハ状にする工程がある。そのインゴットからウエ
ーハを切り出す場合、通常内周刃切断機が用いられる。

【０００３】図８は、その切断機（図示せず）を用いて
ウエーハ５を切り出している状況を示す図で、ドーナツ
状のカッタ本体２の内周縁にダイヤモンドの砥粒３を電
鋳により付着させてなる内周刃カッタ１の穴内に、前記
インゴット４を挿入し、内周刃カッタ１を回転させると
共に、インゴット４の切断部分にクーラント液を注ぎ込
みながら、インゴット４を上昇させることにより、ウエ
ーハ５を切り出すようになっている。

【０００４】ウエーハ５の切り出しに用いられる内周刃
カッタ１は、厚さ１００〜２００μｍ程度のステンレス
鋼をドーナツ状に成形したカッタ本体２の穴の内周縁の
周りに、５０〜１５０μｍ程度にダイヤモンドの砥粒３
を均等に電鋳して付着したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インゴット
からウエーハを切り出す際、インゴットの材質によって
は、結晶性からくるその物質固有の反りを生じることが
ある。

【０００６】その反りの形状と大きさは、刃先の切れ味
のバランスにより変化する。例えばガリウム砒素ウエー
ハの場合は、図９に示すように、白抜き部分は手前側
（インゴットから離隔する側）に、斜線部はインゴット
側に反り、全体として鞍型に反ってしまう。

【０００７】このため、従来の内周刃カッタ１では、刃
先の状態によってはウエーハ５がカッタ本体２側に大き
く反ることがあり、カッタ本体２とウエーハ５の間隔が
狭くなり、その結果、クーラント液が遮られ、ウエーハ
５に深い傷が入ったり、あるいは割れたりしてインゴッ
ト４の切断が不安定となることがあった。

【０００８】このような場合、カッタの刃先をドレッシ
ングするといった方法がとられているが、確実な効果が
期待出来ないばかりか、かえって刃先が磨耗してしま
い、内周刃カッタの寿命を縮めることにもなっていた。

【０００９】一方、インゴット切断と同時に、インゴッ
ト端面を研削する方法が提案されている。この方法は図
１０に示すように、インゴット切断と同時に、ウエーハ
５の手前側の端面を内周刃カッタ１の内周縁に付着した
砥粒３よりも粒度の細かい砥粒の円盤状グラインダ６で
別個に研削する方法である。

【００１０】これにより、ウエーハ５の手前側の端面、
即ちおもて面はうら面（カッタ側）よりも細かい砥粒で
研削されることになり、ウエーハ５のおもて面の歪みは
うら面よりも小さくなる。

【００１１】一般に、ウエーハ５は厚さ１ｍｍ弱であ
り、薄いので、ウエーハ表裏の歪みの大小のバランスに
より、ウエーハ５は歪みの小さい方へ反ろうとする。

【００１２】前記グラインダ６をかけたウエーハ５は、
おもて面の方の歪みがうら面の方の歪みより小さいの
で、ウエーハ５はおもて面の方に反ろうとする。（図９
の斜線部の領域が減少する。）そうすると、カッタ本体
２とウエーハ５の間隔が広がるので、クーラント液が遮
られず、従ってウエーハ５に傷や割れが生じず、インゴ
ット４の切断が安定し、その切断速度を上げることが可
能となり、ウエーハ５の切り出し作業が円滑に行われ
る。

【００１３】しかしながら、後者の方法では、ウエーハ
５のおもて面の研削にあらたにグラインダ６が必要とな
るため、切断機の構造が複雑で高価になるほか、既設の
切断機にグラインダ６を取り付けようとすると非常に大
掛かりな改造となってしまい、改造に手間がかかり、実
質的には新規に切断機を買い換えるしかなかった。

【００１４】

【発明の目的】本発明は、上記の課題を解決し、ウエー
ハの安定した切り出しができ、ウエーハのおもて面の研
削効果が安価に得られる内周刃カッタを提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、傷や割れのな
い良品質なウエーハを安定して切り出すと共に、内周刃
カッタの寿命を長くし、且つ切断機の構造が簡単で低価
格となり、既設の切断機への取り付けが容易で改造に手
間がかからない内周刃カッタを提供するもので、ドーナ
ツ状のカッター本体の内周縁に砥粒を付着させてなり、
半導体等のインゴットからウエーハを切断するための内
周刃カッタにおいて、前記カッタ本体のインゴット側の
側面に前記カッタ本体の内周縁に付着する砥粒よりも目
の細かい砥粒を付着させてなることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明によれば、カッタ本体のインゴット側の
側面に、前記カッタ本体の内周縁に付着する砥粒よりも
目の細かい砥粒を付着させたので、インゴットからウエ
ーハを切り出すと同時に、次に切り出されるウエーハ表
面を研削することができる。また、ウエーハのおもて面
の歪みをウエーハうら面の歪みよりも小さくできるの
で、常時ウエーハを切り出す方向に反らすことが可能と
なる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面により説明する。
図１乃至図３に示すように内周刃カッタ１０は、厚さ１
００〜２００μｍ程度のステンレス鋼をドーナツ状に成
形したカッタ本体１１の内周縁に厚さ５０〜１５０μｍ
程度のダイヤモンドからなる砥粒１２（以下、切断砥粒
と呼ぶ。）が電鋳され、カッタ本体１１のインゴット１
３側の側面には、次に切り出されるウエーハ１４の表面
を研削するために、切断砥粒１２よりも目が細かいダイ
ヤモンドからなる砥粒１５（以下、研削砥粒と呼ぶ。）
が電鋳されて付着されている。

【００１８】また、研削砥粒１５の厚みＡは、図３に示
すように、切断砥粒１２のカッタ本体側面との厚みＢよ
り若干厚めにする。但し、あまり厚くすると、研削抵抗
が大きくなり、内周刃カッタ１０がウエーハ１４側に反
ってしまうので、ウエーハ１４との間隔が狭くなり、好
ましくない。

【００１９】研削砥粒１５は、図３、図４に示すよう
に、クーラント液１６（図１参照）がウエーハ切断部に
注入され易いように、切断砥粒１２の先端から間隔Ｃを
開けて同心円状に電鋳させるが、切断砥粒１２と隣接又
は接触させて同心円状に電鋳させても構わない。

【００２０】この際、図４に示すように、間隔Ｃをカー
ボンベース１７の幅Ｄ以下に狭くすると、切断砥粒１２
がカーボンベース１７を切り終えると同時に、次に切り
出されるウエーハ１４の表面の研削を終了することがで
きるので、時間的効率がよくなる。

【００２１】この内周刃カッタ１０を使用する場合に
は、図１に示すように、中心の穴内にインゴット１３を
挿入し、内周刃カッタ１０を回転させると共にクーラン
ト液１６を注ぎ込みながら、インゴット１３を上昇させ
ることにより、インゴット１３からウエーハ１４を切り
出す。

【００２２】他実施例として、図５乃至図７に示すよう
に、インゴット１３側のカッタ本体１１側面に研削砥粒
１５を放射線状（図５）、曲線渦巻き状（図６）、直線
渦巻き状（図７）に電鋳して付着させたものがある。ど
のものにおいても、研削砥粒１５は切断砥粒１２の先端
からカーボンベースの幅以下の間隔を開けて電鋳させる
が、隣接又は接触させて電鋳させても構わない。

【００２３】又図示はしないが、ウエーハ表面の研削効
果を向上させるため、クーラント液の噴射口をインゴッ
ト側のカッタ本体側面にもう一つ設置してもよい。これ
はクーラント液がウエーハ切断部に注入され易いように
するためで、インゴット側のカッタ本体側面であれば、
特に位置は限定されない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、カッタ
本体のインゴット側の側面に、前記カッタ本体の内周縁
に付着する砥粒よりも目の細かい砥粒を付着させたの
で、インゴットからウエーハを切り出すと同時に、次に
切り出されるウエーハ表面を研削することができる。し
たがって、新たにグラインダーを取り付ける必要がな
く、切断機の構造が簡単で安価となるほか、既設の切断
機でのカッタの取り付けが容易で、改造に手間がかから
ず、取扱いが便利である。また、ウエーハのおもて面の
歪みをウエーハのうら面の歪みよりも小さくできるの
で、常時ウエーハを切り出す方向に反らすことができ、
傷や割れのない良品質のウエーハの安定した切り出しが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内周刃カッタの使用状態を示す斜視図
である。

【図２】本発明の内周刃カッタを示す正面図である。

【図３】本発明の内周刃カッタを示す断面図である。

【図４】図１における内周刃カッタでインゴットの切断
状態を示す断面図である。

【図５】本発明の他実施例を示す正面図である。

【図６】本発明の更に他実施例を示す正面図である。

【図７】本発明の更に他実施例を示す正面図である。

【図８】従来の内周刃カッタの使用状態を示す斜視図で
ある。

【図９】図８に示す内周刃カッタで切り出されたウエー
ハの反りの状態を示す説明図である。

【図１０】図８に示す内周刃カッタで切り出されたウエ
ーハの表面をグラインダで研削している状態を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０ 内周刃カッタ １１ カッタ本体 １２ 切断砥粒 １３ インゴット １４ ウエーハ １５ 研削砥粒 １６ クーラント液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドーナツ状のカッター本体の内周縁に砥
   粒を付着させてなり、半導体等のインゴットからウエー
   ハを切断するための内周刃カッタにおいて、前記カッタ
   本体のインゴット側の側面に前記カッタ本体の内周縁に
   付着する砥粒よりも目の細かい砥粒を付着させてなる内
   周刃カッタ。