JPH05116138A - スライシングマシン - Google Patents

スライシングマシン

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JPH05116138A
JPH05116138A JP3252576A JP25257691A JPH05116138A JP H05116138 A JPH05116138 A JP H05116138A JP 3252576 A JP3252576 A JP 3252576A JP 25257691 A JP25257691 A JP 25257691A JP H05116138 A JPH05116138 A JP H05116138A
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JP
Japan
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blade
magnetic force
displacement
cutting
electromagnet
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JP3252576A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Kimura
良彦 木村
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/02—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills
    • B28D5/022—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels
    • B28D5/028—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels with a ring blade having an inside cutting edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
    • B23D59/002—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade for the position of the saw blade
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/18—Compensation of tool-deflection due to temperature or force

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレードの切断位置における変位を抑制す
る。 【構成】 ブレード位置検出センサ５及び電磁石６を、
ブレード１の切断位置Ｃにおけるブレード面１ｂと対向
させて配置する。予めブレード１に初期磁力を与えて電
磁石６に接近させた状態でシリコン単結晶棒４の切断を
開始し、ブレード１が電磁石６から遠ざかる方向へ変位
した場合にはこれに応じて電磁石６に供給する磁化電流
を増加させ、ブレード１の変位を打ち消す。反対にブレ
ード１が電磁石６へ接近する方向へ変位した場合にはこ
れに応じて電磁石６に供給する磁化電流を減少させ、ブ
レード１の変位を打ち消す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばシリコン単結
晶棒からシリコンウェーハを切り出すように、ブレード
を被切断材に対してブレード面と平行な方向へ相対移動
させることにより、被切断材から切断片を切り出すスラ
イシングマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンの単結晶棒からシリコンウェー
ハを切り出す際に用いられるスライシングマシンでは、
切断時のブレードの平面度の変化がウェーハの平面度に
重大な影響を及ぼすため、切断中のブレードの厚さ方向
の変位を常時監視し、変位に応じてブレードの厚さ方向
の位置を修正しながら切断を進行することが試みられて
いる。そして、このようなブレードの修正手段を備えた
スライシングマシンとしては、例えば特開平３−１２１
７６９号公報に記載されているように、ブレードの厚さ
方向の変位を測定する変位検出センサと、ブレードを挟
み込むように配置される少なくとも一対の電磁石と、上
記変位検出センサの出力信号に基づいて電磁石の発する
磁力を調整する磁力調整手段とを備えてなり、変位検出
センサが検出したブレードの厚さ方向の変位量に応じ
て、ブレード面から遠ざかる側の電磁石の磁力を増加さ
せ、これによりブレードを引き寄せてその厚さ方向の変
位を打ち消すようにしたものが提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のスライシングマシンは、シリコン単結晶棒にブレー
ドが切り込まれる手前の位置、及び、シリコン単結晶棒
からブレードが抜け出る位置の一方または双方に変位検
出センサ、電磁石を配置してブレードの変位検出及び修
正を行っているに過ぎず、実際の切削位置でブレードの
変位検出や修正を行っているわけではない。このため、
被切断材に切り込まれている最中のブレードの振れや変
形に対応できず、切断精度を高精度に維持できないおそ
れがあった。この発明は、このような背景の下になされ
たもので、切断時のブレードの切断位置における厚さ方
向の変位を抑制して切断精度を高精度に維持できるスラ
イシングマシンを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、ブレードを被切断材に対してブレード面
と平行な方向へ相対移動させることにより、上記被切断
材から所望厚さの切断片を切り出すスライシングマシン
であって、上記ブレードの切断位置におけるブレード面
と対向配置されて、該切断位置における上記ブレードの
厚さ方向の変位を切断中の切断片越しに検出するブレー
ド変位検出手段と、上記ブレードの上記切断位置におけ
るブレード面と対向配置されて、切断中の上記切断片越
しに上記ブレードへ厚さ方向の磁力を作用させる磁力発
生手段と、この磁力発生手段の発する磁力の大きさを、
上記ブレード変位検出手段が検出する上記ブレードの厚
さ方向の変位に基づいて調整する磁力調整手段とを備え
てなるものである。この場合、磁力発生手段としては、
電磁石や永久磁石などの磁石が好適に用いられ、その個
数は、例えば被切断材やブレードの径に応じて１以上の
任意数設けることができる。
【０００５】
【作用】上記構成によれば、ブレード位置検出手段によ
ってブレードの切断位置における変位が切断片越しに検
出され、この変位検出量に応じて磁力発生手段の磁力が
増減される。ブレードに作用する磁力が増大すればブレ
ードが磁力発生手段に引き寄せられ、磁力が弱められれ
ばブレードが磁力発生手段から遠ざかって平面度が高精
度に維持される。なお、磁力を完全に消滅させた場合、
ブレードが無負荷状態に復元してこれ以上磁力発生手段
から遠ざかる方向へブレードを変位させることができな
くなるが、切断前から予めブレードに初期磁力を作用さ
せることによってブレードに磁力発生手段側への反りを
与えておけば、磁力を弱めることによってブレードを磁
力発生手段から遠ざけることができるので問題はない。
また、この場合、加工中ブレードが磁力発生手段から遠
ざかる方向に動くようにドレッシングをかけておけば、
初期磁力がなくとも吸引力でブレードの変位を零に保つ
ことができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１及び図２において符号１は、本実施例に係
るスライシングマシンのブレードである。このブレード
１は、強磁性体をリング状に成形してなる本体２の内周
縁にダイヤモンド焼結体等の砥粒を主体とする砥石層３
を一体固着してなるもので、スライシングマシンの回転
機構（図示略）によってその軸線回りに回転自在とされ
ている。また、ブレード１はその外周部がスライシング
マシンの張力付与機構（図示略）によって径方向外方へ
引っ張られることにより、全周に渡って適度な初張力が
与えられている。なお、本体２に使用される強磁性体と
しては、オオーステナイト系ステンレス（ＡＩＳＩ３０
１，３０４）や析出硬化型ステンレス（１７−７ＰＨ）
等が用いられ、これらを冷間加工することによってマル
テンサイト相を出現させている。
【０００７】ブレード１の一方のブレード面１ａと対向
する位置にはテーブル（図示略）が配置され、該テーブ
ルはその上面に、被切断材としてのシリコン単結晶棒４
がその端面をブレード面１ａと平行にして固定されるよ
うになっている。上記テーブルは、当該スライシングマ
シンの上下方向（図１矢印Ａ方向）へブレード面１ａと
平行に昇降自在とされており、これによりブレード１
は、その上部内周側の砥石層３がシリコン単結晶棒４と
接触して該シリコン単結晶棒４を径方向へ切断してゆく
ようになっている。すなわち、本実施例では図１におけ
るＣ部がブレード１の切断位置とされている。
【０００８】そして、ブレード１の切断位置Ｃにおける
ブレード面１ｂと対向する位置には、ブレード変位検出
手段としてのブレード位置センサ５、及び、磁力発生手
段としての電磁石６が周方向へ隣接して設けられてい
る。ブレード位置センサ５は、ワークと対向せしめられ
る検出ヘッドの磁界内に金属物体からなるワークが入り
込んだ際の渦電流損に基づいて、検出ヘッドとワークと
の距離を検出する公知の渦電流式距離センサであり、そ
の先端面をブレード面１ｂと平行にかつブレード面１ｂ
から所定距離だけ離してスライシングマシンに取り付け
られている。また、電磁石６は、その端面をブレード面
１ｂと平行にかつブレード面１ｂから所定距離だけ離し
て取り付けられている。なお、これらブレード位置セン
サ５及び電磁石６のブレード面１ｂからの距離は、シリ
コン単結晶棒４から切り出すべきシリコンウェーハ４ａ
の厚さよりも大きく定められる。また、ブレード１の周
方向におけるブレード位置センサ５と電磁石６との間隔
は、ブレード位置センサ５の測定値に支障が生じない範
囲で最小限度まで狭められる。そして、ブレード位置セ
ンサ５及び電磁石６は、それぞれセンサアンプ７、電流
アンプ８を介してコントローラ（磁力調整手段）９に接
続されている。
【０００９】図３に詳細に示すように、コントローラ９
は、予め設定された目標値Ｓ１と、ブレード位置センサ
５からセンサアンプ７を経て送られる出力信号Ｓ２とを
比較して両者の差を出力する偏差検出点Ｄと、この偏差
検出点Ｄからの出力信号が導かれる位相遅れフィルタ等
を備えた補償器１０とを有し、ブレード面１ｂがブレー
ド位置検出センサ５に接近して出力信号Ｓ２の強度が増
加した場合には、これに応じて電流アンプ８への出力を
増幅して電磁石６の磁力を増加させ、反対にブレード面
１ｂがブレード位置検出センサ５から離間して出力信号
Ｓ２の強度が減少した場合には、これに応じて電流アン
プ８への出力を絞って電磁石６の磁力を減少させるよう
になっている。
【００１０】次に、以上のように構成されたスライシン
グマシンの作用を説明する。本実施例のスライシングマ
シンでは、テーブル上に被切断材たるシリコン単結晶棒
４が載置された後、ブレード１が、電磁石６の発する初
期磁力によって電磁石６へ向かう側へ幾らか反らされた
状態でその軸線回りに回転駆動されるとともに、ブレー
ド１とテーブルとの間にブレード１の軸線方向の相対運
動が与えられてブレード１がシリコン単結晶棒４の端面
から軸線方向へ所望距離送り込まれ、この後、テーブル
が上昇せしめられてブレード１がその切断位置Ｃでシリ
コン単結晶棒４に切り込まれ、さらにテーブルの上昇が
継続されてシリコン単結晶棒４が径方向に切断されてゆ
く。
【００１１】以上の切断過程でブレード面１ｂとブレー
ド位置検出センサ５との距離が増大した場合、かかる変
位量はブレード位置検出センサ５によって切断中のシリ
コンウェーハ４ａ越しに検出される。そして、ブレード
位置検出センサ５からの出力信号を受けるコントローラ
９は電流アンプ８から電磁石６に送られるコイル電流
を、ブレード１の変位量に見合う量だけ増大させ、これ
により電磁石６の磁力が増加してブレード１が切断中の
シリコンウェーハ４ａ越しに電磁石６へ引き寄せられ、
この結果、ブレード１の厚さ方向の変位が打ち消され
る。反対に、ブレード面１ｂとブレード位置検出センサ
５との距離が減少した場合には、変位量に見合う分だけ
電流アンプ８から電磁石６に送られる磁化電流が減少せ
しめられ、これにより電磁石６の磁力が減少してブレー
ド１が電磁石６から遠ざかり、ブレード１の厚さ方向の
変位が打ち消される。
【００１２】このように、本実施例のスライシングマシ
ンでは、ブレード１の切断中の厚さ方向の変位が電磁石
６の磁力調整によって打ち消されるので、切断されるシ
リコンウェーハ４ａの平面度が向上し、しかも、ブレー
ド位置検出センサ５によるブレード１の厚さ方向の変位
の検出、及び電磁石６によるブレード１の厚さ方向変位
の修正がともに切断中のシリコンウェーハ４ａ越しに行
われるので、シリコン単結晶棒４の脇で検出及び修正を
行う従来例に比してブレード１の修正誤差が少なく、シ
リコンウェーハ４ａの切断精度は極めて良好なものとな
る。
【００１３】なお、本実施例では特にシリコン単結晶棒
４の切断を例に挙げているが、本発明はこれに限るもの
ではなく、非磁性体かつ絶縁体からなる被切断材であれ
ばその種類を問わず適用可能である。また、ブレード位
置検出センサ５及び電磁石６をともに１個づつ設けてい
るが、これらをブレード１の周方向に沿って複数設ける
ことも可能であり、この場合には一層切断精度が向上す
る。さらに、磁力発生手段としては電磁石６に限らず、
例えば図４に示すようにブレード１の厚さ方向に移動可
能な保持具２０の先端部に永久磁石２１を装着し、ブレ
ード１の変位に応じて永久磁石２１を厚さ方向へ移動さ
せる構成としても良い。
【００１４】また、以上の実施例では、ブレード１を電
磁石６から離れる方向へも移動させるために予め初期磁
力を与えてブレード１を電磁石６側へ反らせているが、
例えば、図５に示すように、ブレード１の砥石層３をド
レッシングする際の方向をブレード１の軸線に対して傾
けることにより、ブレード１に反り癖を与えておくと一
層良い。すなわち、図５にＸ方向で示すように、砥石層
３をその先端側が基端側よりも電磁石６側へ接近するよ
うに斜めにドレッシングすれば、ブレード１は同図に点
線で示すように電磁石６から遠ざかる方向へ反る。そし
て、このような反り癖がついたブレード１を用いれば、
初期磁力を与えなくても吸引力でブレード１の変位を零
に保つことができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ブレードの変位の検出及び修正がともにブレードの
切断位置に対向配置されたブレード変位検出手段及び磁
力発生手段によって切断されつつある切断片越しに検出
されるので、切断時のブレードの切断位置における厚さ
方向の変位を従来よりも抑制して切断精度を高精度に維
持できるという優れた効果が得られる。
【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
ブレード周囲の構成を示す図である。
【図２】図１のブレード周囲を矢印II方向からみた状態
を示す図である。
【図３】図１のスライシングマシンのブロック構成図で
ある。
【図４】本発明の他の実施例の図である。
【図５】ブレードに反り癖を与える場合のドレッシング
方向を示す図である。
【符号の説明】
１ ブレード １ａ，１ｂ ブレード面 ３ 砥石層 ４ シリコン単結晶棒（被切断材） ４ａ シリコンウェーハ（切断片） ５ ブレード位置検出センサ ６ 電磁石（磁力発生手段） ９ コントローラ（磁力調整手段）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブレードを被切断材に対してブレード面
    と平行な方向へ相対移動させることにより、上記被切断
    材から所望厚さの切断片を切り出すスライシングマシン
    であって、 上記ブレードの切断位置におけるブレード面と対向配置
    されて、該切断位置における上記ブレードの厚さ方向の
    変位を切断中の切断片越しに検出するブレード変位検出
    手段と、 上記ブレードの上記切断位置におけるブレード面と対向
    配置されて、切断中の上記切断片越しに上記ブレードへ
    厚さ方向の磁力を作用させる磁力発生手段と、 この磁力発生手段の発する磁力の大きさを、上記ブレー
    ド変位検出手段が検出する上記ブレードの厚さ方向の変
    位に基づいて調整する磁力調整手段とを備えてなること
    を特徴とするスライシングマシン。
  2. 【請求項２】 上記磁力発生手段は、上記ブレードの切
    断位置に沿って複数配置されていることを特徴とする請
    求項１記載のスライシングマシン。
  3. 【請求項３】 上記磁力発生手段による磁力を消滅させ
    た状態で、上記ブレードが、上記磁力発生手段から遠ざ
    かる方向へ反っていることを特徴とする請求項１記載の
    スライシングマシン。
  4. 【請求項４】 上記ブレードの反りが当該ブレードの周
    縁に配置された砥石層のドレッシング方向を当該ブレー
    ドの軸線方向に対して傾けることによって与えられてい
    ることを特徴とする請求項３記載のスライシングマシ
    ン。
JP3252576A 1991-09-30 1991-09-30 スライシングマシン Pending JPH05116138A (ja)

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