JPH06278129A - 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を可能としたスライシング
マシンを提供すること。 【構成】 ブレード４の板厚方向の変位を検出するブレ
ードセンサ１１ａ，１１ｂをブレード４の側面に対向す
るように設け、ブレード４のインゴット切削領域２１に
磁力を及ぼす電磁石２２をインゴットの切断される側の
端面に対向するように設け、インゴットの切断前に予め
電磁石２２を作動させて所定の磁界を形成することによ
りインゴット切削領域２１に位置するブレードを所定距
離だけ撓ませた後、ブレードセンサ１１ａ，１１ｂによ
り検出したインゴットの切断中におけるブレード４の変
位に基づいて前記電磁石２２の磁界の強さを制御する制
御手段２３を備えた。

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、図
７に示すように、ブレード４のインゴット切削領域の板
厚方向の位置（以下、切断位置という。）が変位して、
インゴットＷの切断面が湾曲することがあった。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８に示すように、
ブレード４の側面部にブレードの変位を検出する検出手
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
の変位を検出する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
じてブレードの変位を検出する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、上述のようなエアパッド方
式を採用した従来のスライシングマシンでは、エアの噴
出によってブレードの変位を制御するようにしているた
め、応答性に劣ると共にきめ細かい制御が困難なため制
御の精度が不十分であるという問題がある。また、ブレ
ードの変位の解消のためにエアを噴出させる位置がイン
ゴット切削領域から離れた位置にならざるを得ず、正確
な制御が期待できない。この結果、切断面の平坦精度に
悪影響を及ぼすこととなる。

【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
イシングを可能とした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、前記ブレードの板厚方向の変位を検出するブレー
ド変位検出手段を前記ブレードの側面に対向するように
設け、前記ブレードのインゴット切削領域に磁力を及ぼ
す磁界を形成する磁界形成手段をインゴットの切断され
る側の端面に対向するように設け、インゴットの切断前
に予め前記磁界形成手段を作動させて所定の磁界を形成
することにより前記インゴット切削領域に位置するブレ
ードを所定距離だけ撓ませた後、前記ブレード変位検出
手段により検出したインゴットの切断中におけるブレー
ドの変位に基づいて前記磁界形成手段の磁界の強さを制
御する制御手段を備えた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、この状態で制御手段は磁界形
成手段に信号を出力して作動させる。これにより、ブレ
ードのインゴット切削領域に位置する部分が所定距離だ
け磁界形成手段側方向に撓むことになる。したがって、
この部分のブレードは局所的にさらに張力が付加され剛
性も高められる。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インゴット切削領域の板厚方
向の位置（以下、切断位置という。）が変動するが、制
御手段は、インゴット切断前のブレードの切断位置を基
準として、この基準位置に戻すように制御を行う。すな
わち、ブレードの切断位置を磁界形成手段側方向に修正
させる必要のある場合、制御手段は磁界の強さをさらに
増加させる信号を磁界形成手段に出力する。一方、ブレ
ードの切断位置を反磁界形成手段側方向に修正させる必
要のある場合、制御手段は磁界の強さを減少させる信号
を磁界形成手段に出力する。

【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
シングマシンの平面図、図３は、図２に示される１−１
から見た要部断面図、図４は、図２に示される２−２か
ら見た要部断面図であり、図５〜図８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。
結晶インゴットＷの上端は図示しない支持部に固着され
ており、反対側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】ブレード変位検出手段としてのブレードセ
ンサ１１ａ，１１ｂ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側面から数ミリ離れた位置
に設置されている。また、このブレードセンサ１１ａ，
１１ｂはインゴット切削領域２１にできるだけ近く、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２つ配置されてい
る。このブレードセンサ１１ａ，１１ｂは、非接触にて
ブレード４の板厚方向の変位を測定できるものであり、
例えば、渦電流式の近接センサであるがこれに限定され
るものではない。また、この実施例では、インゴット切
削領域２１に位置するブレードの変位は、前記の２つの
ブレードセンサ１１ａ，１１ｂによる検出値に基づき後
述の制御手段２３で演算処理され求められる。このブレ
ードセンサをインゴット切削領域２１の下方に配設し、
センサの感度を上げて直接インゴット切削領域２１に位
置するブレードの変位を検出するようにしてもよい。

【００１６】また、図１及び図２に示したように、イン
ゴットＷの下方には、インゴットＷの切断される側の端
面に対向してブレード４の板厚方向に力を及ぼす磁界形
成手段としての電磁石２２が設けられている。この電磁
石２２は、図３に示したように、磁界を形成する。ま
た、本実施例のブレード４のコア１は磁性材料にて構成
されている。したがって、インゴットＷは非磁性体であ
るため電磁石２２の磁界による影響は受けないが、イン
ゴット切削領域２１に位置するブレードは電磁石２２の
磁界による磁力を受けることになる。

【００１７】制御手段２３には、前記ブレードセンサ１
１ａ，１１ｂ、及び前記電磁石２２が接続されており、
前記ブレードセンサ１１ａ，１１ｂにより検出したイン
ゴットの切断中におけるブレード４の変位に基づいて、
これを解消するように前記電磁石２２の磁界の強さを制
御するようになっている。また、各部に電力を供給する
電源２４が設けられている。

【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、この状態で制御手段２３は電磁石２２に信号を出
力して作動させる。これにより、図４に示したように、
ブレード４のインゴット切削領域２１に位置する部分が
所定距離だけ下方（図４のＣ方向）に撓むことになる。
したがって、この部分のブレードは局所的にさらに張力
が付加され剛性も高められる。また、ブレードセンサ１
１ａ，１１ｂにより、このときのブレード４のブレード
センサが設置されている部分の板厚方向の位置が検出さ
れ、この検出値は制御手段２３に入力される。この検出
値によりブレード４のインゴット切削領域２１の部分の
板厚方向の位置、即ちブレード４の切断位置が所定の演
算処理を行うことにより算出され、この算出結果は制御
手段２３の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。図１に示したように、制御手段２３は、既にメ
モリに記憶されているインゴット切断前のブレード４の
切断位置を基準として、この基準位置に戻すように制御
を行う。例えば、ブレード４の切断位置を図中下方に修
正させる必要のある場合、制御手段２３は磁界の強さを
さらに増加させる信号を電磁石２２に出力する。一方、
ブレード４の切断位置を上方に修正させる必要のある場
合、制御手段２３は磁界の強さを減少させる信号を電磁
石２２に出力する。したがって、ブレード４の切断位置
を上方に修正させる場合の復元力は、インゴットＷの切
断前の無負荷の状態から予め磁界を形成して下方に撓ま
せた際に発生するブレードの張力に依存している。

【００２０】このように、本実施例によれば、電磁石２
２により形成された磁界を直接ブレード４のインゴット
切削領域２１に及ぼすことにより応答性良く高精度に制
御するようにしたため、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。更に、
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。

【００２１】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。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスライシン
グマシンにおいては、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をブレードの側面に対向する
ように設け、ブレードのインゴット切削領域に磁力を及
ぼす磁界を形成する磁界形成手段をインゴットの切断さ
れる側の端面に対向するように設け、インゴットの切断
前に予め前記磁界形成手段を作動させて所定の磁界を形
成することにより前記インゴット切削領域に位置するブ
レードを所定距離だけ撓ませた後、前記ブレード変位検
出手段により検出したインゴットの切断中におけるブレ
ードの変位に基づいて前記磁界形成手段の磁界の強さを
制御する制御手段を備えるようにしたのでインゴットの
切断が開始されると、種々の要因によりブレードのイン
ゴット切削領域の板厚方向の位置、即ちブレードの切断
位置が変動するが、制御手段は、インゴット切断前のブ
レードの切断位置を基準として、この基準位置に戻すよ
うに制御を行う。すなわち、ブレードの切断位置を磁界
形成手段側方向に修正させる必要のある場合、制御手段
は磁界の強さをさらに増加させる信号を磁界形成手段に
出力する。一方、ブレードの切断位置を反磁界形成手段
側方向に修正させる必要のある場合、制御手段は磁界の
強さを減少させる信号を磁界形成手段に出力する。この
ように、磁界形成手段により形成された磁界を直接ブレ
ードのインゴット切削領域に及ぼすことにより応答性良
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
ットの切断位置が変動せず、結晶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。

【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平面図

【図３】 図２に示される１−１から見た要部断面図

【図４】 図２に示される２−２から見た要部断面図

【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における不具合例
を示す要部断面図

【図８】 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 １１ａ，１１ｂ…ブレードセンサ（ブレード変位検出手
段） ２１…インゴット切削領域 ２２…電磁石
（磁界形成手段） ２３…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、 前記ブレード(4) の板厚方向の変位を検出するブレード
   変位検出手段(11a,11b) を前記ブレード(4) の側面に対
   向するように設け、 前記ブレード(4) のインゴット切削領域(21)に磁力を及
   ぼす磁界を形成する磁界形成手段(22)をインゴットの切
   断される側の端面に対向するように設け、 インゴットの切断前に予め前記磁界形成手段(22)を作動
   させて所定の磁界を形成することにより前記インゴット
   切削領域(21)に位置するブレードを所定距離だけ撓ませ
   た後、前記ブレード変位検出手段(11a,11b) により検出
   したインゴットの切断中におけるブレード(4) の変位に
   基づいて前記磁界形成手段(22)の磁界の強さを制御する
   制御手段(23)を備えたことを特徴とするスライシングマ
   シン。