JPH0740224A - インゴットからのウエハー切り出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グラインダーを使用せず、クーラント液を供
給しながらインゴットを安定して切断でき、切断時のイ
ンゴットのロスも少なくなるようにする。 【構成】 内周刃カッタ６にクーラント液７を供給しな
がら同カッタ６の切断刃５によりインゴット１を切断し
てウエハー８を切り出すウエハー切り出し装置であ
り、、内周刃カッタ６の近くに、その側面に接触して同
側面からウエハー８の表側に回り込むクーラント液７を
払拭するクーラント払拭具を設けた。クーラント払拭具
９を内周刃カッタ６の側面のうち切断刃５よりも半径方
向外側に接触するように設けた。 【効果】 ウエハーに傷が入らず、破損せず、品質の安
定した切断ができる。インゴットのロスが少なく経済的
である。切断速度を上げることができる。

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
インゴットを切断して薄いウエハーを切り出すのに使用
されるインゴットからのウエハー切り出し装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体材料の製造工程ではインゴットを
輪切りにしてウエハーを切り出す工程がある。インゴッ
トからウエハーを切り出す場合、通常は図７に示すよう
な内周刃カッタ６が使用される。

【０００３】この内周刃カッタ６は中心部にインゴット
１を差込み可能な通孔２が形成された厚さ１００〜２０
０μｍ程度の金属製のリング状円板３の内周縁４の両面
に、図１０（ｂ）のように厚さ５０〜１５０μｍ程度に
均等にダイヤモンド砥粒を電鋳して切断刃５を形成し、
前記内周縁４を刃先としたものである。

【０００４】前記の内周刃カッタ６を用いてインゴット
１を輪切りにしてウエハー８を切り出すには、インゴッ
ト１を内周刃カッタ６の通孔２内に挿入し、内周刃カッ
タ６を回転させ、切断刃５にクーラント液７を供給しな
がらインゴット１を上昇させる。

【０００５】クーラント液７は通常は図７のように、内
周刃カッタ６がインゴット１に入る手前の部分１１に一
本、インゴット１から出た後の部分１２に一本（図示さ
れていない）配置されたノズル１３から切断刃５に向け
て供給され、内周刃カッタ６の高速回転により図９のよ
うに切断刃５側から内周刃カッタ６の外周にかけて薄く
広がるようにしてある。

【０００６】一方、インゴット１から切り出されるウエ
ハー８はその切り出しの際に、インゴット１の材質によ
っては結晶性からくる物質固有の反りを生ずることがあ
る。その反りの形状と大きさは切断刃５の切れ味のバラ
ンスにより変化する。例えばインゴット１がＧａＡｓ
（１００）の場合は、それから切り出されるウエハー８
は、図８の白抜き部分１５が手前側に、斜線部分１６が
インゴット１側に反り、ウエハー全体としては鞍型に反
ってしまう。

【０００７】このため従来の内周刃カッタ６では切断先
５の状態によってはウエハー８が地金側に大きく反るこ
とがあり、内周刃カッタ６とウエハー８の間隔が狭くな
り、その結果、クーラント液が切断刃５まで流れにくく
なり、ウエハー８に深い傷が入ったり或は割れたりして
切断が不安定になることがあった。

【０００８】従来の内周刃カッタ６ではウエハー８の反
りにより切断が不安定になった場合、切断刃５を研磨し
ていたが、この方法では研磨の効果が一定しないばかり
か、かえって切断刃５が摩耗してしまい、内周刃カッタ
６の寿命を縮めることにもなっていた。

【０００９】そこで従来は切断の不安定を解決するた
め、ウエハー８を切り取るときに同時にインゴット１の
端面を研削する方法が開発されている。これは図１０に
示すようにウエハー８の切り取りと同時にウエハー８の
表面を切断刃５よりも細かい砥粒のグラインダー１７で
研削するようにしたものである。これによりウエハー８
の表面は裏面よりも細かい砥粒で研削されていることに
なり、ウエハー８の表面の歪みは裏面の歪みよりも小さ
くなる。

【００１０】一般にウエハー８は厚さ１ｍｍ弱と薄いの
でウエハー８の表裏面の歪みが異なる場合、ウエハー８
は歪みの小さい方へ反ろうとする。従って、グラインダ
ー１７をかけたウエハー８の場合は歪みの小さい表面の
方に反り、ウエハー８と内周刃カッタ６との間隔が広が
るのでクーラント液７が遮られることがなく、ウエハー
８に深い傷が入ったり、割れたりして切断が不安定にな
ることがない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記のグラインダー１
７でウエハー８の表面を研削する方法では次の様な問題
があった。 ．内周刃カッタ６の他にグラインダー１７が必要とな
るためコスト高になり、また、グラインダー１７を既設
の切断機に取付けると非常に大掛かりな改造となり、実
質的には切断機を買い替えるしかなかった。

【００１２】．ウエハー８の表面を研削するので、研
削されて薄くなる分だけウエハー８を厚く切削しなけれ
ばならず、その分だけインゴット１のロスが増え、歩留
まりが悪い。

【００１３】．グラインダー１７を使用しなければ前
記の様な問題はないが、その場合は内周刃カッタ６に供
給されるクーラント液７がウエハー８の外側に回り込ん
で、ウエハー８を外側から内周刃カッタ６に押し付ける
ことになる。このためウエハー８が内周刃カッタ６と接
触してウエハー８に深い傷が入ったり或は割れたりして
切断が不安定になる。

【００１４】本発明の目的はグラインダーを使用せず、
既存の切断機、既存の内周刃カッタを使用しても、ま
た、従来通りクーラント液を供給してもインゴットを安
定して切断でき、更にはインゴットのロスが増さないよ
うに切断できるウエハー切り出し装置を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のインゴットから
のウエハー切り出し装置は内周刃カッタ６に供給される
クーラント液７の流れを制御することにより、ウエハー
８を安定して切断できるようにしたものである。

【００１６】即ち、本発明のうち請求項１のインゴット
からのウエハー切り出し装置は、図１に示す様に、中心
部にインゴット（１）を差込み可能な通孔（２）が設け
られたリング状円板（３）の内周縁（４）に切断刃
（５）が形成されてなる内周刃カッタ（６）を回転さ
せ、その内周刃カッタ（６）にクーラント液（７）を供
給しながら切断刃（５）によりインゴット（１）を切断
してウエハー（８）を切り出すインゴットからのウエハ
ー切り出し装置において、内周刃カッタ（６）の側面に
接触して同側面からウエハー（８）の表側に回り込むク
ーラント液（７）を払拭するクーラント払拭具（９）を
設けたことを特徴とするものである。

【００１７】本発明のうち請求項２のインゴットからの
ウエハー切り出し装置は、図１に示すように請求項１の
インゴットからのウエハー切り出し装置において、クー
ラント払拭具（９）を内周刃カッタ（６）のうち切断刃
（５）よりも半径方向外側における側面に接触するよう
に設けたことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本発明のインゴットからのウエハー切り出し装
置では、内周刃カッタ６の側面に供給されたクーラント
液７のうち切断刃（５）よりも半径方向外側における側
面に供給されたクーラント液７はクーラント払拭具９に
より拭き取られるので、ウエハー８がインゴット１側に
反っても、内周刃カッタ６の側面に供給されるクーラン
ト液７がウエハー８の外側に回り込まなくなる。このた
め従来の様に、クーラント液７によりウエハー８が外側
から内周刃カッタ６に押し付けられることがない。しか
も、切断刃５にはクーラント液７が残るのでウエハー８
の切り出しに支障がなく、また、ウエハー８に深い傷が
入ったりウエハー８が割れたりすることもない。

【００１９】

【実施例】本発明のインゴットからのウエハー切り出し
装置の一実施例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）の１は
円柱状のインゴットであり、これはシリコン、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
で成形されており、細長板状のカーボンベース１８の上
に設けられている。

【００２０】６は内周刃カッタであり、これは厚さ１０
０〜２００μｍ程度の金属製の円板の中心部に前記のイ
ンゴット１を差込み可能な通孔２が設けられ、その通孔
２の外周縁（円板の内周縁４）の表裏両面に切断刃５が
形成されてなる。この切断刃５は厚さ５０〜１５０μｍ
程度に均等にダイヤモンド砥粒を電鋳して形成してあ
る。この内周刃カッタ６は図示されていないモータ等の
駆動源により回転可能としてある。

【００２１】１３はノズルであり、これは内周刃カッタ
６にクーラント液７を供給するためのものである。この
ノズル１３は既存のそれと同様に、内周刃カッタ６がイ
ンゴット１に入る手前の部分１１に一本、そしてインゴ
ット１から出た後の部分１２に一本（図示されていな
い）配置されている。

【００２２】９はクーラント液払拭具であり、これは内
周刃カッタ６の近くに配置されて、内周刃カッタ６のう
ち切断刃５よりも半径方向外側における側面に接触し
て、その接触部分のクーラント液７を払拭して、クーラ
ント液７がウエハー８の表側に回り込んでウエハー８を
押しつけることがないようにしてある。

【００２３】クーラント液払拭具９はクーラント液７が
ウエハー８の表側に回り込んでウエハー８を押しつける
ことがないようにすることができればよいので、その接
触位置は例えば、内周刃カッタ６の側面のうち、切断刃
５からその半径方向外側まで接触するようにしてもよ
い。

【００２４】このクーラント払拭具９は例えば図１
（ｂ）に示すように、硬質樹脂或は金属等で成形された
細長の保持基板２１に、ゴム或は軟質樹脂等で保持基板
２１と同じ長さに形成された接触子２２を取付けてな
り、その接触子２２は頂上部分２３が先鋭なかまぼこ形
に形成されている。クーラント払拭具９は

【００２５】図２にクーラント払拭具９の取付け方法の
第１の例を示す。これは内周刃カッタ６の表裏両面にク
ーラント払拭具９の接触子２２を押し付けるようにした
ものであり、上方開口のコの字型のフレーム２４を図示
されていない切断機本体に取付け、そのフレーム２４の
対向する二枚の側板２５の通孔３０に、それより径の細
い螺子杆２６を遊嵌状態で上下に２本づつ対向させて４
本差し込み、その４本の螺子杆２６のうち側板２５より
外側に突出する突出部にダブルナット２７を螺合フレー
ム２４に係止して、螺子杆２６が通孔３０内をその貫通
方向に自由に移動できるようにしてある。

【００２６】そして、図２（ａ）（ｂ）では側板２５の
内面とクーラント払拭具９の保持基板２１との間にスプ
リング２８を配置して、同スプリング２８により保持基
板２１が内側に押されて、接触子２２の頂上部分２３が
内周刃カッタ６の側面に確実に押し付けられるようにし
てある。

【００２７】前記フレーム２４は撓まないだけの剛性或
は強度を持たせて、クーラント払拭具９の接触子２２の
頂上部分２３が内周刃カッタ６に常時一定の圧力で押し
付けられるようにするのが望ましい。

【００２８】図３（ａ）（ｂ）にクーラント払拭具９の
取付け方法の第２の例を示す。これは基本的には図２の
取付け方法と同じであり、異なるのは螺子杆２６を８本
使用し、それらをクーラント払拭具９の幅方向に２列に
して各列４本づつ設けたことである。このようにするこ
とにより螺子杆２６によるクーラント払拭具９の保持が
確実になり、クーラント払拭具９のぐらつきが少なくな
って、内周刃カッタ６へのクーラント払拭具９の押し付
けがより一層確実になる。

【００２９】図４（ａ）（ｂ）にクーラント払拭具９の
取付け方法の第３の例を示す。これは内周刃カッタ６の
片面（ウエハー側面）だけにクーラント払拭具９の接触
子２２を押し付けるようにしたものであり、板状のフレ
ーム２４を図示されていない切断機本体に取付け、その
フレーム２４に上下に取付けた２本の螺子杆２６により
クーラント払拭具９の保持基板２１を内側に押して、ク
ーラント払拭具９の接触子２２の頂部２３を内周刃カッ
タ６のウエハー側の面（クーラント液が供給される面）
にのみ押し付けるようにしたものである。この場合、ク
ーラント払拭具９を片側にのみ押し付けるものであるた
め、あまり強く押し付けると内周刃カッタ６が変形して
ウエハー８の反りも大きくなることがあるため、強く押
し付けることは好ましく無い。

【００３０】図５（ａ）（ｂ）にクーラント払拭具９の
取付け方法の第４の例を示す。これは内周刃カッタ６の
表裏両面にクーラント払拭具９の接触子２２を押し付け
るものであり、また、フレーム２４を二重構造にしたも
のである。具体的には上方開口のコの字型のサブフレー
ム３０を図示されていない切断機本体に取付け、そのサ
ブフレーム３０の内側にサブフレーム３０と相似形でそ
れより小さいメインフレーム３１を配置し、サブフレー
ム３０の側板３２とメインフレーム３１の側板２５とを
連結杆３３で連結し、このメインフレーム３１の側板２
５に上下に２本づつ対向させて４本の螺子杆２６を取付
け、その４本の螺子杆２６によりクーラント払拭具９の
保持基板２１を内側に押して、クーラント払拭具９の接
触子２２の頂部２３を内周刃カッタ６に押し付けるよう
にしてある。この場合、フレーム２４を二重構造にした
ことにより、図示されていない切断機へのフレーム２４
の取付け、調整が容易になる。

【００３１】図５では螺子杆２６を４本しか使用してな
いが、この螺子杆２６は図３の場合の様に、クーラント
払拭具９の幅方向に二列に取付けて８本使用してもよ
く、この様にすれば螺子杆２６によるクーラント払拭具
９の保持が確実になり、クーラント払拭具９のぐらつき
が少なくなって、内周刃カッタ６へのクーラント払拭具
９の押し付けがより一層確実になる。

【００３２】図６（ａ）〜（ｄ）にクーラント払拭具９
の各種取付例を示す。これらはいずれもフレーム２４に
螺子杆２６で取付けて、クーラント払拭具９を内周刃カ
ッタ６の表裏両面に押し付けるようにしたものである。

【００３３】図６（ａ）に示すものはクーラント払拭具
９の接触子２２の側面形状を正三角形にし、その接触子
２２の頂部２３を内周刃カッタ６に押し付けるようにし
たものである。

【００３４】図６（ｂ）に示すものはクーラント払拭具
９の接触子２２の側面形状を直角三角形にし、その接触
子２２の頂部２３を内周刃カッタ６に押し付けるように
したものである。

【００３５】図６（ｃ）に示すものはクーラント払拭具
９の接触子２２の側面形状を槍の先端部形状にし、その
接触子２２の頂部２３を内周刃カッタ６に押し付けるよ
うにしたものである。

【００３６】図６（ｄ）に示すものはクーラント払拭具
９の接触子４の側面形状を細長板状にし、それを保持基
板２１に斜めに取付けて略Ｖ字形にし、その接触子２２
の頂部２３を内周刃カッタ６に押し付けるようにしたも
のである。

【００３７】

【発明の効果】本発明のインゴットからのウエハー切り
出し装置を使用すれば次の様な効果がある。 ．インゴット１の切断時に薄いウエハー８に傷が入っ
たり、ウエハー８が破損したりしないので、品質の安定
した切断ができる。 ．インゴット１のロスが少なくなり、歩留まりが良く
なり経済的である。 ．ウエハー８に傷が入ったり、割れたりしにくいの
で、切断速度を上げることが可能となり、作業能率も向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のインゴットからのウエハー切
り出し装置によりインゴットを切断する状態の正面図、
（ｂ）は同インゴットからのウエハー切り出し装置に使
用されるクーラント液払拭具の一例を示す斜視図。

【図２】（ａ）は本発明のインゴットからのウエハー切
り出し装置のクーラント液払拭具取付部の第１の例を示
す平面図、（ｂ）は同クーラント液払拭具取付部の側面
図。

【図３】（ａ）は本発明のインゴットからのウエハー切
り出し装置のクーラント液払拭具取付部の第２の例を示
す平面図、（ｂ）は同クーラント液払拭具取付部の側面
図。

【図４】（ａ）は本発明のインゴットからのウエハー切
り出し装置のクーラント液払拭具取付部の第３の例を示
す平面図、（ｂ）は同クーラント液払拭具取付部の側面
図。

【図５】（ａ）は本発明のインゴットからのウエハー切
り出し装置のクーラント液払拭具取付部の第５の例を示
す平面図、（ｂ）は同クーラント液払拭具取付部の側面
図。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明のインゴットからのウ
エハー切り出し装置のクーラント液払拭具取付部の各種
例を示す平面図。

【図７】従来のインゴット切断方法の説明図。

【図８】従来のインゴット切断方法により切り取られる
ウエハーの反りの説明図。

【図９】従来のクーラント液を使用したインゴット切断
方法の正面説明図。

【図１０】（ａ）は従来のインゴット切断方法の正面説
明図、（ｂ）は（ａ）の平面図出る。

【符号の説明】

１ インゴット ２ 通孔 ３ リング状円板 ４ 内周縁 ５ 切断刃 ６ 内周刃カッタ ７ クーラント液 ８ ウエハー ９ クーラント払拭具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部にインゴット（１）を差込み可能
   な通孔（２）が設けられたリング状円板（３）の内周縁
   （４）に切断刃（５）が形成されてなる内周刃カッタ
   （６）を回転させ、その内周刃カッタ（６）にクーラン
   ト液（７）を供給しながら切断刃（５）によりインゴッ
   ト（１）を切断してウエハー（８）を切り出すインゴッ
   トからのウエハー切り出し装置において、内周刃カッタ
   （６）の側面に接触して同側面からウエハー（８）の表
   側に回り込むクーラント液（７）を払拭するクーラント
   払拭具（９）を設けたことを特徴とするインゴットから
   のウエハー切り出し装置。
2. 【請求項２】 請求項１のインゴットからのウエハー切
   り出し装置において、クーラント払拭具（９）を内周刃
   カッタ（６）のうち切断刃（５）よりも半径方向外側に
   おける側面に接触するように設けたことを特徴とするイ
   ンゴットからのウエハー切り出し装置。