JPH09266185A - 刻印部のバリ取り装置及びバリ取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は、例えば半導体のインゴットブロッ
クからスライスした検査用サンプルにレーザで刻印した
後、平面研削を行う際、刻印部周辺に生じたバリによっ
てサンプルが割れるのを防止することを目的とする。 【解決手段】 砥石７とブラシ８を取着せしめた砥石軸
５とブラシ軸６を、回転板４に対して回転可能に取付
け、この回転板４を単一の駆動モータ２によって回転さ
せることで砥石軸５とブラシ軸６を回転軸３まわりに公
転させ、同時に砥石軸５に取付けた砥石歯車１２と、ブ
ラシ軸６に取付けたブラシ歯車１３を内歯歯車１６に噛
合させ、砥石軸５とブラシ軸６を各軸５、６まわりに自
転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば検査用サン
プルの半導体材料にレーザマーカで刻印した後の取り扱
いの改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体材料の品質保証のため、ス
ライス工程により切出した検査用サンプルにＩＤ番号等
を付し、このＩＤ番号等をレーザマーカによって刻印し
ている。そしてこの刻印は、半導体のインゴットブロッ
クの品質等を適切に検査出来るよう、インゴットブロッ
クから切出した直後に行っており、このため半導体材料
の粗い面（アズカット（as cut）面）に対して比較的強
いエネルギーを用いたレーザマーカで刻印した後、平面
研削機で両面を研削し、その後各種検査工程に送るよう
にしている。

【０００３】そして、平面研削機による研削は、例えば
まず粒度＃３２０程度の砥石で非刻印面を粗研削するこ
とによってサンプル厚さを調整した後、両面を粒度＃１
５００程度の砥石で精研削し、刻印面については約５０
μｍ程度削り取って高輝度の面状態に仕上げるようにし
ている。この場合、刻印面の方を粗研削すると、刻印が
消失してしまう恐れがあるため、サンプル厚さの調整の
ための粗研削は、刻印面の反対の面を削るようにする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の方法では、検査用サンプルを平面研削機で研削
する際、特に非刻印面を粗研削する時にサンプルが割れ
やすくなるというトラブルが発生し、自動化を図る場合
の障害となっていた。

【０００５】そしてこのようなサンプル割れのトラブル
の原因を調べたところ、レーザマーカによって表面が焼
かれる時に刻印部周辺に突起物（バリ）が発生し、この
バリに起因して研削工程で刻印部周辺に過大な応力が集
中し割れの原因となっている可能性が高いことが判明し
た。

【０００６】すなわち、検査用サンプルの厚さの調整
は、主に刻印をしなかった面の粗研削における、研削取
り代によって行われるが、この際サンプルは刻印面側を
吸着する等によって保持されることになる。したがっ
て、この刻印面側に大きなバリがあると、サンプルが歪
んだ状態でチャックされることとなり、この歪みが原因
となって割れが生じるものと考えられる。

【０００７】そこで、このような検査用サンプルを平面
研削機で研削する際、バリに起因すると思われるサンプ
ル割れのトラブルを防止出来る技術が望まれていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、請求項１において、半導体材料にレーザマー
カで刻印した後、刻印部に生じたバリ等を除去する装置
として、駆動源によって同時に回転する砥石とブラシを
バリ取り面に当接させ、刻印部に生じたバリの切除と排
除を同時に行うようなバリ取り装置を構成した。そして
このようにバリの切除と排除を同時に行うことでバリ取
りを効率的に行う。

【０００９】特に、請求項２のように、単一の駆動源に
よって同時に砥石とブラシを回転させれば、装置の機構
が簡単で、コンパクトなものとなり、実用上の使用価値
が高いものとなる。

【００１０】また請求項３では、砥石とブラシをそれぞ
れ砥石軸とブラシ軸の先端に取付け、これら砥石軸とブ
ラシ軸を、駆動源によって回転軸まわりに回転自在な回
転板に取付けた。そして回転板が回転する際、砥石軸と
ブラシ軸が回転軸まわりに公転するようにした。そし
て、例えば砥石軸とブラシ軸を回転軸を中心に略対称位
置に取付ければ、砥石とブラシはほぼ同一軌道上を移動
し、砥石で切除したバリをブラシで排除することが出来
る。

【００１１】また請求項４では、砥石軸とブラシ軸を回
転板に対して回転可能に取付け、回転板が回転する際、
同時に砥石軸とブラシ軸がそれぞれの軸まわりに自転す
るようにした。そして、砥石軸とブラシ軸が公転する
際、同時に砥石軸とブラシ軸を自転させることで、バリ
の切除、排除の効率化を図るとともに、砥石、ブラシの
偏減りを防止する。

【００１２】また、請求項５では、上記刻印部のバリ取
り装置において、さらにバリ高さ検出器を具備するよう
にした。このように、バリ高さ検出器を具備するものと
すれば、確実にバリを除去することができるとともに、
必要以上にバリ取り作業をすることもなく、効率的であ
るし、検査工程の自動化にも資する。

【００１３】また請求項６では、前記刻印を、半導体材
料を切出した直後に施し、バリ取り装置によるバリ取り
作業を、刻印された半導体材料を平面研削盤に送り込む
前に行うようにした。そしてこのようにバリを除去した
状態で平面研削を行えば、局部的応力集中が避けられ、
研削時の割れを防止出来る。

【００１４】また、請求項７では、バリ取り方法とし
て、半導体材料を切出した直後にレーザマーカで刻印
し、この刻印した半導体材料を平面研削盤に送り込む
際、刻印部に生じたバリを除去して送り込むようにし
た。そしてこのような方法により研削時の割れを防止す
ることができる。

【００１５】そして、この場合、刻印部に生じたバリの
除去は、バリの高さが１５μｍ以下となるまで除去する
のが好ましい（請求項８）。バリの高さが１５μｍ以
下、特に１０μｍ以下となれば、サンプルをチャッキン
グする時の歪みが小さくなり、割れが生じないからであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本バリ取り装
置の配置例図、図２はバリ取り装置の構成概要図、図３
は砥石軸とブラシ軸の公転と自転の機構を示す構成例図
である。本発明の刻印部のバリ取り装置は、例えば半導
体材料の検査工程を自動化する際、円滑に検査が行える
よう使用され、スライス工程の直後に検査用サンプルに
検査識別用のＩＤ番号等を刻印した後、平面研削機に投
入する前に刻印部に生じたバリを除去する装置として平
面研削機の一部として組み合わせて構成されている。

【００１７】すなわち、図１に示すように、スライス工
程で半導体材料のインゴットブロックから検査用サンプ
ルが切出されると、例えば図４に示すように、レーザマ
ーカーＭによって検査用サンプルＳの表面にＩＤ番号等
の刻印部Ｋが刻印される。この刻印は例えば検査項目を
自動的に判別して検査したり、マークを目印にして自動
的に切断するため等に使用され、例えば図５に示すよう
に、1234等のＩＤ番号Ｋ1 と、自動切断する際の目印と
なるアライメントマークＫ2 等のように刻印される。

【００１８】また、この検査用サンプルＳの表面は、切
出した直後で粗い面のままであり、その後、自動化され
た検査工程に流すためには、表面を約５０μｍ程度研削
する必要があることから、研削しても刻印が消えないよ
う、比較的強いエネルギーを用いて深めに刻印しなけれ
ばならない。そして実施例では例えば５０μｍ以上の刻
印深さとしている。

【００１９】このため、刻印部Ｋの周辺には、図４に示
すように、強いエネルギーで焼かれることによってバリ
Ｂが発生し、しかもこのような刻印は検査用サンプルＳ
の中央部附近に行っていることから、バリＢの影響が全
般的に広い範囲に及びやすく、特に検査用サンプルＳの
刻印面を真空吸着等によってチャックして平面研削機で
加工する時に、バリＢに応力が集中して割れが生じやす
い。

【００２０】そこで本発明のバリ取り装置は、このよう
な検査用サンプルＳに生じた刻印部ＫのバリＢを平面研
削機に送り込む前に除去する装置１として構成され、図
２に示すように、単一の駆動源としての駆動モータ２
と、この駆動モータ２の駆動によって回転する回転軸３
と、この回転軸３の先端に略中央部が取付けられる回転
板４を備えている。そして、この回転板４の両端部には
砥石軸５と、ブラシ軸６が取付けられるとともに、砥石
軸５の先端には砥石７が、ブラシ軸６の先端にはブラシ
８がそれぞれ取付けられている。

【００２１】そして、砥石軸５とブラシ軸６は、回転板
４の回転中心からほぼ対称位置に配置されており、駆動
モータ２の駆動によって回転板４が回転すると、砥石軸
５とブラシ軸６は、回転軸３を中心にして略同一半径の
円周上の軌跡を描いて公転するようにしている。

【００２２】また、この砥石軸５とブラシ軸６は、回転
板４に対して自転可能に取付けられている。すなわち、
例えば図３の部分拡大断面図に示すように、砥石軸５と
ブラシ軸６を回転板４に対して各軸受１０、１１を介し
て回転可能に取付けるとともに、砥石軸５とブラシ軸６
の基端部にそれぞれ砥石歯車１２とブラシ歯車１３を固
着し、また、軸受１４を介して回転軸３を軸支するハウ
ジング１５の上端部に内歯歯車１６を固着し、この内歯
歯車１６に前記砥石歯車１２とブラシ歯車１３をそれぞ
れ噛合させている。

【００２３】このため、回転軸３を介して回転板４を回
転させると、砥石軸５とブラシ軸６は、回転軸３まわり
に公転しつつ同時に各軸５、６まわりに自転する。ま
た、前記砥石７は、例えば直径５ｃｍ程度の砥石基板７
ａの前面に円周方向に沿って８本程度の軟質のスティッ
ク状の砥石片７ｂ、…を固着したものとし、ブラシ８
は、直径５ｃｍ程度のブラシ基板８ａの前面にナイロン
製ブラシを固着したものとしている。

【００２４】以上のようなバリ取り装置１の作用等につ
いて説明する。図６に示すように検査用サンプルＳが搬
送されバリ取り装置１の上部まで来ると、所定の位置に
位置決め固定される。すると、砥石７とブラシ８が上方
を向いた姿勢で装置１が上昇し、駆動モータ２が駆動さ
れる。このため、砥石軸５とブラシ軸６は公転しながら
自転し、刻印部の周辺に発生するバリＢを砥石７で切除
しつつ同時にブラシ８で排除する。この時、砥石７とブ
ラシ８の大きさと刻印部Ｋの大きさの関係は、例えば図
７に示すような状態であり、砥石７とブラシ８によって
刻印部の範囲をほぼ完全に覆い尽くすことが出来るよう
にしている。

【００２５】ここで、本発明のバリ取り装置は、砥石と
ブラシでバリを取るものであるがために、水、油等の加
工液を使用せずとも、バリ取りをすることができる。し
たがって、本発明の装置では、水等の配管が不要となり
装置をコンパクト化できるとともに、廃水処理等も不要
である等の利点がある。

【００２６】さらに、本発明の装置においては、上記の
ように加工液を使用しなくてもすむために、イメージセ
ンサーあるいはＣＣＤカメラ等のバリ高さ検出器１７
を、例えば検査用サンプルＳの側面に配置すれば、簡単
にバリの高さを検出することができる。したがって、バ
リ高さ検出器１７によりバリの高さを検出しつつ、バリ
取り作業を行えば、確実にバリを除去することができる
とともに、必要以上にバリ取り作業を継続することもな
く、効率的であるし、検査工程の自動化にも資すること
になる。

【００２７】そしてこのようにバリ取りを終えて平面研
削機に送り込み平面研削を行う。尚、バリを除去しない
で平面研削を行った場合、５枚の検査用サンプルで試験
したら５枚全部が割れてしまったが、本案のバリ取り装
置１でバリ取りを行って、バリの高さを１５μｍ以下と
して平面研削を行ったら、５枚のいずれも割れが生じな
かった。特に、バリの高さを１０μｍ以下にまで除去し
たものは、研削後の面の平坦度が良好であった。

【００２８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００２９】例えば、上記実施形態では、単一の駆動源
によって同時に砥石とブラシを回転させる場合につき例
をあげて説明したが、本発明はこれには限定されず、例
えば、砥石軸とブラシ軸をそれぞれ個別にモータで回転
させてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は請求項１、２のよ
うに、半導体材料にレーザマーカで刻印した後、刻印部
に生じたバリ等を除去するため、駆動源によって同時に
回転する砥石とブラシを設けるとともに、例えば請求項
３のように砥石軸とブラシ軸を回転軸まわりに公転させ
るようにすれば、バリの切除と排除を同時に行うことが
出来、簡単にバリを除去することが出来る。また請求項
４のように、砥石軸とブラシ軸が公転する際、同時に砥
石軸とブラシ軸をそれぞれの軸まわりに自転させれば、
バリの切除、排除が効率的に行え、砥石とブラシが偏減
りするのを防止出来る。また、請求項５のように、バリ
高さ検出器を具備するものとすれば、確実にバリを除去
することができるとともに、必要以上にバリ取り作業を
することもなく、効率的であるし、検査工程の自動化に
も資する。

【００３１】そして請求項６のように、このバリ取り装
置によるバリ取り作業を刻印された半導体材料を平面研
削盤に送り込む前に行えば、平面研削時の割れ等の不具
合を防止出来、検査工程の自動化が可能である。また、
請求項７のような方法を採用すれば、同様に平面研削時
の割れ等を防止出来る。そして、バリの高さが１５μｍ
以下、特に１０μｍ以下となるまで除去すれば、サンプ
ルをチャッキングする時の歪みが小さくなり、割れが生
じない（請求項８）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本バリ取り装置の配置例図である。

【図２】バリ取り装置の構成概要図である。

【図３】砥石軸とブラシ軸の公転と自転の機構を示す構
成例図である。

【図４】レーザマーカによる刻印とバリの発生状態を示
す説明図である。

【図５】刻印の一例を示す説明図である。

【図６】バリ取り作業の一例を示す状態図である。

【図７】砥石とブラシの回転状態を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１…バリ取り装置、 ２…駆動モ
ータ、３…回転軸、 ４…
回転板、５…砥石軸、 ６
…ブラシ軸、７…砥石、
７ａ…砥石基板、７ｂ…砥石片、
８…ブラシ、８ａ…ブラシ基板、
１０…軸受、１１…軸受、
１２…砥石歯車、１３…ブラシ歯車、
１４…軸受、１５…ハウジング、
１６…内歯歯車、１７…バリ高さ
検出器、Ｂ…バリ、 Ｋ…刻
印部、Ｋ1 …ＩＤ番号、 Ｋ2 …ア
ライメントマーク、Ｍ…レーザマーカ、
Ｓ…検査用サンプル。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体材料にレーザマーカで刻印した
   後、刻印部に生じたバリを除去するようにしたバリ取り
   装置であって、駆動源によって同時に回転する砥石とブ
   ラシをバリ取り面に当接させ、刻印部に生じたバリの切
   除と排除を同時に行うことを特徴とする刻印部のバリ取
   り装置。
2. 【請求項２】 半導体材料にレーザマーカで刻印した
   後、刻印部に生じたバリを除去するようにしたバリ取り
   装置であって、単一の駆動源によって同時に回転する砥
   石とブラシをバリ取り面に当接させ、刻印部に生じたバ
   リの切除と排除を同時に行うことを特徴とする刻印部の
   バリ取り装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の刻印部のバリ取り装置
   において、前記砥石とブラシは、それぞれ砥石軸とブラ
   シ軸の先端に取付けられており、これら砥石軸とブラシ
   軸は、前記駆動源によって回転軸まわりに回転自在な回
   転板に取付けられ、回転板が回転する際、前記回転軸ま
   わりを公転するようにされたことを特徴とする刻印部の
   バリ取り装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の刻印部のバリ取り装置
   において、前記砥石軸とブラシ軸は、前記回転板に対し
   て回転可能に取付けられており、前記回転板が回転する
   際、同時に砥石軸とブラシ軸がそれぞれの軸まわりに自
   転するようにされたことを特徴とする刻印部のバリ取り
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載の刻印部の
   バリ取り装置において、さらにバリ高さ検出器を具備す
   る、ことを特徴とする刻印部のバリ取り装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５に記載の刻印部の
   バリ取り装置において、前記刻印は、半導体材料を切出
   した直後に施され、前記バリ取り装置によるバリ取り作
   業は、刻印された半導体材料を平面研削盤に送り込む前
   に行うことを特徴とする刻印部のバリ取り装置。
7. 【請求項７】 半導体材料を切出した直後にレーザマー
   カで刻印し、この刻印した半導体材料を平面研削盤に送
   り込む際、刻印部に生じたバリを除去して送り込むこと
   を特徴とする刻印部のバリ取り方法。
8. 【請求項８】 前記刻印部に生じたバリの除去は、バリ
   の高さが１５μｍ以下となるまで除去する、ことを特徴
   とする請求項７に記載の刻印部のバリ取り方法。