JPH10278040A - 結晶材料加工装置及び結晶材料の設置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加工空間への結晶材料の設置作業の簡易化を図
ることができる結晶材料加工装置及び結晶材料の設置方
法を提供する。 【解決手段】結晶材料加工装置の取付け部に結晶材料１
を取り付けるための取付け用着脱部５０が、前記取付け
部に着脱される基板５１と、基板５１に対して回転位置
決め自在に連結された回転板５２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は結晶材料の結晶軸の
方位を所定方位に設定して加工する結晶材料加工装置及
び結晶材料の設置方法に係り、特に、加工空間への結晶
材料の設置作業の簡易化を図ることができる結晶材料加
工装置及び結晶材料の設置方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体材料に回路を形成したい
わゆる半導体チップを製造する過程では、結晶材料の一
つである丸棒状の半導体単結晶材料を、その結晶軸に直
交する方向に切断して、多数の半導体ウェーハに切り分
ける工程がある。この工程では、従来、次のような結晶
材料加工装置が用いられる。

【０００３】その結晶材料加工装置はワイヤソー切断機
であり、半導体単結晶材料を加工する加工空間と、加工
空間に配置されるワイヤと、半導体単結晶材料を支持し
加工空間に配置させる結晶材料支持機構とを備えてい
る。この結晶材料支持機構は、半導体単結晶材料が固定
される取付け用着脱部材（ワークブロック）と、取付け
用着脱部材が着脱され、装着時には半導体単結晶材料を
加工空間に設置させる取付け部とを備えている。

【０００４】そして、このワイヤソー切断機は、半導体
単結晶材料を、その結晶軸を所定方位に設定して加工空
間に設置し、ワイヤで切断するものである。このワイヤ
ソー切断機の加工空間への半導体単結晶材料の設置は、
次のように行われる。まず、取付け用着脱部材を取付け
部から取り外しておき、その取付け用着脱部材に対し、
半導体単結晶材料の形状に対応するスライスベースを介
して、半導体単結晶材料を所定の姿勢で接着固定し、そ
の半導体単結晶材料が固定された取付け用着脱部材を、
ワイヤソー切断機の取付け部に装着する。尚、取付け部
の方位を調整自在、即ち半導体単結晶材料の結晶軸の方
位を調整する結晶軸方位調整部を備えたものでは、装着
の後、結晶軸方位調整部により、半導体単結晶材料の結
晶軸の方位の微調整を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来のワイヤソー切断機等の結晶材料加工装置で
は、半導体単結晶材料を所定の姿勢で取付け用着脱部材
に固定する作業が煩雑であるという問題を有している。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加
工空間への結晶材料の設置作業の簡易化を図ることがで
きる結晶材料加工装置及び結晶材料の設置方法を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明の結晶材料加工装置
は前記目的を達成するために、結晶材料を加工する加工
空間と、前記結晶材料を支持し前記加工空間に配置させ
る結晶材料支持機構とを備え、該結晶材料支持機構は、
前記結晶材料が固定される取付け用着脱部と、該取付け
用着脱部が着脱され、装着時には前記結晶材料を前記加
工空間に設置させる取付け部とを有する結晶材料加工装
置において、前記取付け用着脱部は、前記取付け部に着
脱される基部と、回転部と、前記回転部を前記基部に対
して回転位置決め自在に連結する回転連結手段とを有す
ることを特徴とする。従って、従来の接着固定の場合に
比して、取付け用着脱部の回転部側に結晶材料を固定し
た後にも、その基部に対する結晶材料の姿勢の調整、即
ち、結晶軸の方位の調整が可能なので、その結晶軸の方
位の調整作業が容易である。

【０００７】また、回転部を前記基部に係止、係止解除
自在な係止手段を設けることにより、回転位置決めの仮
止め乃至本止めがより容易となる。即ち、基部に対する
結晶材料の姿勢の調整がより容易となる。本発明の結晶
材料の設置方法は前記目的を達成するために、上記結晶
材料加工装置を用いた結晶材料加工方法における結晶材
料の設置方法において、前記結晶材料を前記取付け用着
脱部の前記回転部に対して固定し、該回転部を前記基部
に対して回転位置決めして当該結晶材料の結晶軸の方位
を調整し、この取付け用着脱部を前記取付け部に装着す
ることを特徴とする。よって、上記同様、結晶軸の方位
の調整作業が容易となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る結晶材料加工装置の好ましい実施の形態について詳説
する。図３は、本発明の結晶材料加工装置の一実施形態
としてのワイヤソー切断機１００を示す斜視図である。

【０００９】このワイヤソー切断機１００は、同図に示
すように、丸棒状の半導体単結晶材料１を加工する加工
空間Ｓと、加工空間Ｓに配置され半導体単結晶材料１を
切断するワイヤ１１を有する切断機本体１０と、半導体
単結晶材料１を支持し加工空間Ｓに配置させる結晶材料
支持機構３０とを備えている。切断機本体１０は、加工
空間Ｓに配置され、ワイヤ１１が巻き掛けられて張られ
るワイヤ巻掛け躯体１２と、ワイヤ１１の両端部にそれ
ぞれ設けられ、ワイヤ１１を往復走行させるワイヤ走行
駆動リール２０、２０と、ワイヤ１１に砥粒を含むスラ
リーを供給するスラリー供給機構２５とを有している。

【００１０】ワイヤ巻掛け躯体１２は、水平方向に平行
に設けられた一対の上部溝付ローラ１３、１４と、一対
の上部溝付ローラ１３、１４の下方に平行に配置された
下部溝付ローラ１５とを有しており、ワイヤ１１は、こ
の一対の上部溝付ローラ１３、１４及び下部溝付ローラ
１５に巻き掛けられ、一対の上部溝付ローラ１３、１４
間に上部溝付ローラ１３、１４の軸方向（図中矢印Ｘ
１、Ｘ２方向）に等間隔に離間するワイヤ列１７を形成
している。

【００１１】一方、結晶材料支持機構３０は、半導体単
結晶材料１が後述するスライスベース５を介して、固定
される取付け用着脱部５０と、取付け用着脱部５０が着
脱され、装着時には半導体単結晶材料１を加工空間Ｓに
設置させる取付け部７０と、取付け部７０の方位を調整
駆動自在、即ち半導体単結晶材料１の結晶軸ＣＴ１の方
位を装着後に微調整する結晶軸方位調整部４０と、結晶
軸方位調整部４０を昇降駆動自在、即ち、半導体単結晶
材料１をワイヤ列１７に押し付ける押し付け駆動機構８
０とを有している。

【００１２】取付け用着脱部５０は、取付け部７０に着
脱される図１に示す基部としての基板５１と、図２に示
す基板５１の表面５１ａ側に配置された回転部としての
回転板５２と、回転板５２を基板５１に対して回転中心
軸線ＣＬ１を中心として回転位置決め自在に連結する回
転連結手段５４と、回転板５２を基板５１に係止、係止
解除自在な係止手段５８とを有する。

【００１３】回転連結手段５４は、基板５１と回転板５
２とのいずれか一方に設けられる軸５５と、基板５１と
回転板５２とのいずれか他方に設けられ、軸５５を回転
自在に支持する軸受け部５６とからなり、係止手段５８
は、基板５１の回転中心軸線ＣＬ１回りの周縁近傍部に
間隔を空けて四箇所配置され、表面５１ａ側に開口した
雌ねじ５９と、回転板５２の、前記各雌ねじ５９に対応
する位置にそれぞれ設けられ、回転中心軸線ＣＬ１回り
の円弧状に延在する長穴６０と、各長穴６０を通じて、
前記雌ねじ５９に螺着され、回転板５２と基板５１を係
止する締付けねじ６１とを有している。

【００１４】また、図３の半導体単結晶材料１を取付け
用着脱部５０に取り付け、固定する際には、図４のスラ
イスベース５、図５の回転支承装置１１０、Ｘ線結晶軸
方位測定装置１２０、図６の挟着駆動装置１３０、図７
の仮止め用ジグ１４０を用いる。図４に示すように、ス
ライスベース５は、取付け用着脱部５０の回転板５２の
表面５２ａに接着される裏面５ａと図１の半導体単結晶
材料１の外周面３の一部に接着される図４の断面円弧状
の表面５ｂを有するものである。

【００１５】図５に示すように回転支承装置１１０は、
半導体単結晶材料１の外周面３を回転自在に支持するも
のである。Ｘ線結晶軸方位測定装置１２０は、半導体単
結晶材料１の端面２に向けてＸ線Ｌを射出し、その端面
２で反射したＸ線Ｌを受光し、その強度を検出するもの
である。

【００１６】図６に示すように挟着駆動装置１３０は、
取付け用着脱部５０の回転板５２、スライスベース５、
及び半導体単結晶材料１の接着時に、基板５１と共にそ
れらを挟み込むものである。図７に示すように仮止め用
ジグ１４０は、挟着駆動装置１３０で挟み付けた回転板
５２、スライスベース５、及び半導体単結晶材料１を仮
止めするものである。

【００１７】以下に、ワイヤソー切断機１００などを用
いた結晶材料加工方法における、加工空間Ｓへの半導体
単結晶材料１の設置方法について説明する。図４に示す
ように、取付け用着脱部５０を、その回転板５２の表面
５２ａが水平となるように設置し、その表面５２ａの中
央部に接着剤を塗布し、スライスベース５の裏面５ａを
回転板５２の表面５２ａに接着する。

【００１８】一方、半導体単結晶材料１は、回転支承装
置１１０に乗せ、その半導体単結晶材料１の端面２に向
けて水平にＸ線Ｌが射出されるようにＸ線結晶軸方位測
定装置１２０を所定の相対位置に設置する。設置後、ま
ず、その設置位置で、前記Ｘ線結晶軸方位測定装置１２
０により、半導体単結晶材料１の結晶軸方位を検出す
る。すなわち、半導体単結晶材料１の端面２に向けてＸ
線Ｌを射出し、その端面２で反射したＸ線Ｌを受光し
て、半導体単結晶材料１の結晶軸方位を検出する。

【００１９】前記結晶軸方位の検出後、前記半導体単結
晶材料１を前記回転支承装置１１０によって図中矢印Ｃ
又はＤ方向に９０度回転させる。そして、その９０度回
転させた位置で、再びＸ線結晶軸方位測定装置１２０に
より、半導体単結晶材料１の結晶軸方位を検出する。以
上２回の検出結果から、半導体単結晶材料１の結晶軸の
最大傾き方向を演算により算出する。そして、その算出
結果に基づき、前記半導体単結晶材料１の結晶軸の最大
傾き方向が水平になるように、前記半導体単結晶材料１
を前記回転支承装置１１０によって回転させる。

【００２０】そこで、図６に示すように、水平な回転板
５２上のスライスベース５の、接着剤を塗布した表面５
ｂに、半導体単結晶材料１を、その結晶軸ＣＴ１の垂直
方位が角度０度の状態で、図４のスライスベース５の表
面５ｂに載置する。また、図６の挟着駆動装置１３０に
より、基板５１と共に回転板５２、スライスベース５、
及び半導体単結晶材料１を挟み込んで圧着し、図７に示
すように仮止め用ジグ１４０で、回転板５２、スライス
ベース５、及び半導体単結晶材料１を仮止めする。これ
により、取付け用着脱部５０に対する結晶軸ＣＴ１の垂
直方位を高精度に設定できる。

【００２１】次に、図１に示すように、回転板５２を基
板５１に対して回転位置決めして半導体単結晶材料１の
結晶軸ＣＴ１の水平方位を調整する。即ち、半導体単結
晶材料１の端面２に向けて垂直面ＰＬＶ内にＸ線Ｌが射
出されるようにＸ線結晶軸方位測定装置１２０を所定の
相対位置に設置する。そこで、係止手段５８の締付けね
じ６１を緩め、回転板５２と基板５１との係止を解除
し、半導体単結晶材料１を回転板５２と共に、回転中心
軸線ＣＬ１を中心として図中矢印Ａ、Ｂ方向に所定角度
範囲回転させながら、Ｘ線結晶軸方位測定装置１２０に
より、半導体単結晶材料１の端面２にＸ線Ｌを射出し、
その端面２で反射したＸ線Ｌを受光して、その強度を検
出する。更に、そのＸ線Ｌの強度に基づいて、半導体単
結晶材料１が所定角度範囲回転する内で、最も強くＸ線
Ｌが受光される回転角度位置において半導体単結晶材料
１の回転を止める。ここで、Ｘ線Ｌの受光の強度が最大
になるときとは、Ｘ線Ｌの射出経路と受光点Ｐ２を含む
垂直面ＰＬＶに、反射したＸ線Ｌの中心経路が一致した
ときであるので、半導体単結晶材料１の長手方向に延在
する結晶軸ＣＴ１はその垂直面ＰＬＶ内に収まり、結晶
軸ＣＴ１の水平方位が基板５１に対して角度０度に定ま
る。そこで、係止手段５８の締付けねじ６１を締め、回
転板５２を基板５１に係止する。これにより、基板５１
に対する回転板５２の回転位置決めのための仮止め或い
は本止めを容易に行うことができる。尚、仮止め後、回
転板５２と基板５１を接着剤で接着するようにしてもよ
い。

【００２２】そして、半導体単結晶材料１及び取付け用
着脱部５０を、仮止め用ジグ１４０をつけたまま、乾燥
炉（図示略）に入れて接着剤を硬化させ、その後、仮止
め用ジグ１４０を取り外す。以上のようにして取付け用
着脱部５０の基板５１に対して半導体単結晶材料１を、
その結晶軸ＣＴ１の方位が所定の方位に向けられるよう
に固定することができる。

【００２３】そして、その取付け用着脱部５０を、図３
の結晶材料支持機構３０の取付け部７０に装着する。こ
れにより、半導体単結晶材料１の切断開始状態となる。
従って、本実施形態では、従来の接着固定の場合に比し
て、回転板５２側に半導体単結晶材料１を固定した後に
も、基板５１に対する半導体単結晶材料１の姿勢の調
整、即ち、結晶軸ＣＴ１の方位の調整が可能なので、そ
の結晶軸ＣＴ１の方位の調整作業が容易であり、加工空
間Ｓへの半導体単結晶材料１の設置作業の簡易化、高精
度化を図ることができる。

【００２４】尚、本実施形態では、結晶軸方位調整部４
０により、取付け部７０への装着後にも結晶軸ＣＴ１の
方位の微調整が可能であるが、本発明は、上記実施形態
において結晶軸方位調整部４０を有しない構成を含む。
また、本発明は、上記実施形態において図２の回転連結
手段５４を省き、上記係止手段５８が回転連結手段も兼
ねる構成を含む。その場合には回転板５２は、基板５１
に螺着された締付けねじ６１が回転板５２の長穴６０の
内壁に接触して回転板５２を案内することで、回転中心
軸線ＣＬ１回りに回転する。

【００２５】また、上記実施形態では図３に示すように
丸棒状の半導体単結晶材料１を用いたが、本発明は、半
導体に限らず、あらゆる結晶材料の結晶軸の方位設定に
適用することができ、その形状も角棒状など如何なる形
状であってもよい。また、上記実施形態では、加工空間
Ｓに半導体単結晶材料１を切断するワイヤ１１を有する
切断機本体１０を設けた結晶材料加工装置について説明
したが、本発明は、切断機本体１０に代えて、研磨装置
などの本体を設けた結晶材料加工装置であってもよいこ
とは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の結晶材料
加工装置によれば、取付け用着脱部の回転部側に結晶材
料を固定した後にも、その基部に対する結晶材料の姿勢
の調整、即ち、結晶軸の方位の調整が可能なので、その
結晶軸の方位の調整作業が容易である。よって、加工空
間への結晶材料の設置作業の簡易化を図ることができ
る。

【００２７】また、回転部を基部に係止、係止解除自在
な係止手段を設けることにより、基部に対する結晶材料
の姿勢の調整のための回転位置決めの仮止め乃至本止め
がより容易となるので、結晶軸の方位の調整作業を一層
容易にすることができる。また、本発明の結晶材料の設
置方法によれば、結晶軸の方位の調整作業が容易となる
ので、加工空間への結晶材料の設置作業の簡易化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の結晶材料加工装置の取付け用着脱部の
一実施形態を示す斜視図であり、固定された半導体単結
晶材料の水平方位を調整している図

【図２】図１の取付け用着脱部の回転連結手段及び係止
手段を示す平面拡大図

【図３】図１の結晶材料加工装置としてのワイヤソー切
断機を示す斜視図

【図４】図１の取付け用着脱部の回転部にスライスベー
スを接着固定している図

【図５】図１の半導体単結晶材料での、その結晶軸の垂
直方位を検出している図

【図６】図５の半導体単結晶材料を図４の取付け用着脱
部の回転板側に、その結晶方位の垂直方位が所定の方位
になるように調整しながら接着している図

【図７】図６の半導体単結晶材料と取付け用着脱部の回
転板側とを仮止め用ジグを用いて固定している図

【符号の説明】

１…半導体単結晶材料（結晶材料） ３０…結晶材料支持機構 ５０…取付け用着脱部 ５１…基板（基部） ５２…回転板（回転部） ５４…回転連結手段 ５８…係止手段 ７０…取付け部 １００…ワイヤソー切断機（結晶材料加工装置） Ｓ…加工空間 Ｌ…Ｘ線（電磁波） ＣＴ１…結晶軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 23/20 Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶材料を加工する加工空間と、前記結
   晶材料を支持し前記加工空間に配置させる結晶材料支持
   機構とを備え、該結晶材料支持機構は、前記結晶材料が
   固定される取付け用着脱部と、該取付け用着脱部が着脱
   され、装着時には前記結晶材料を前記加工空間に設置さ
   せる取付け部とを有する結晶材料加工装置において、 前記取付け用着脱部は、前記取付け部に着脱される基部
   と、回転部と、前記回転部を前記基部に対して回転位置
   決め自在に連結する回転連結手段とを有することを特徴
   とする結晶材料加工装置。
2. 【請求項２】 前記回転部を前記基部に係止、係止解除
   自在な係止手段を有することを特徴とする請求項１記載
   の結晶材料加工装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の結晶材料加工装置を用い
   た結晶材料加工方法における結晶材料の設置方法におい
   て、 前記結晶材料を前記取付け用着脱部の前記回転部に対し
   て固定し、該回転部を前記基部に対して回転位置決めし
   て当該結晶材料の結晶軸の方位を調整し、この取付け用
   着脱部を前記取付け部に装着することを特徴とする結晶
   材料の設置方法。