JPS6353929B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シリコン、セラミツクス等の電子
材料を極薄のウエハーに切断するスライシング装
置に係り、マルチブレードで一度に多数の高精度
のウエハーを得ることができるスライシング装置
に関する。

従来、例えば、シリコンインゴツトよりウエハ
ーを切り出すスライシング装置として、ダイヤモ
ンドホイール式が代表的であり、他に、外刃マル
チブレード式、マルチのこ刃式が採用されてい
た。

ダイヤモンドホイール式スライシング装置は、
ドーナツ型薄板の内周端面にダイヤモンド粉を付
着させたカツターブレードでインゴツトよりウエ
ハーを一枚づつ切断する構成であり、切断速度は
速いが、ウエハー厚み毎にワークを送り出すため
の送り装置が複雑かつ高価であり、常に送り出し
量の制御のチエツクが必要となりまた、ブレード
厚みが0.3〜0.8mmもあるため、例えば0.2〜0.5mm
厚みのウエハーを切り出すには削り代が大きく歩
留が著しく悪い問題があつた。また、切断面の加
工変質層が厚いため、後工程のグラインダー負荷
が大きくなる等の問題があつた。

また、外刃マルチブレード式は、外周端面にダ
イヤモンド粉を付着させた円板ブレードを複数枚
所定間隔で並列させたマルチブレードで切断する
が、一度に切断すると、ウエハーが落下して破損
するため、中心部を残して切断し、後工程で一枚
づつ切断するが、ブレード枚数は多くても10枚程
度であり、また、中心部の切断用刃がマルチブレ
ードより薄い刃であるために切断面に段差が付く
ほか、加工変質層も厚い問題があつた。

マルチのこ刃式は、多数並列したのこ刃に砥粒
液を供給して切断するが、往復動のため、切断方
向の変化による加工精度の低下と切断速度が極め
て遅く、能率が悪いなどの問題があつた。

この発明は、かかる現状に鑑み、上記送り装置
等の複雑な制御装置を必要とせず、簡単な構成で
高精度かつ高能率にウエハーの切断ができるスラ
イシング装置を目的としている。

すなわち、この発明は、極薄円板中心部を円形
に切欠した内周刃を有するブレードの両周面と、
被切断物のスライス厚みに応じた板厚からなるリ
ング状スペーサ板を、交互に複数枚当接させて一
体となしてブレードホルダーに収納したマルチブ
レードユニツトを、装置本体内に水平軸中心に回
転自在に保持し、上記ユニツト外で例えば、ばね
により支持しボールスクリユーで昇降可能とした
ワークスライダーより上記ユニツトの内周刃内へ
横架したワークアームに被切断物を載置し、マル
チブレードユニツトを回転させながら、ワークア
ームを上昇させて内周刃に当接させ、ブレードホ
ルダー内に溜めた研摩液により、被切断物を多数
の薄片に研摩切断することを特徴とするマルチブ
レードスライシング装置である。

この発明は、内周刃ブレードを多数枚並列させ
たマルチブレードユニツトを使用し、例えば、数
μｍのダイヤモンドパウダーを懸濁させた研摩液
により、シリコン、石英、水晶等を研摩切断し
て、一度に多数枚のウエハーを得る装置である。

この発明によるスライシング装置の可動部分
は、マルチブレードユニツトの回転装置とワーク
スライダーの昇降装置のみであり、従来のごとき
複雑な送り装置や切断中のウエハー厚みの制御装
置が不要である。また、マルチブレードユニツト
は例えば厚み0.1mm〜0.3mm程度のブレードを20枚
から150枚程度、並列一体としたものが利用でき、
同一装置内に複数ユニツトを並列回転駆動する構
成とすることもできる。

この発明によるスライシング装置は、研摩液に
よる研摩切断のため、切断速度は遅いが、一度に
多数枚のウエハーが得られ、切断部でほとんど発
熱を伴なわないことから、切断面の寸法精度・表
面粗度が著しくすぐれ、さらに表面の加工変質層
が少なく、きわめて高精度にかつ高能率に切断で
き、加えて冷却装置が不要である。

また、研摩液種及びブレードの回転数は、被切
断物の種類等に応じて適宜選定すればよい。

ワークスライダーの構成は、マルチブレードの
内周刃内を円滑に被切断物を昇降させることがで
きれば、その支持、駆動方法などの構造はいずれ
の構造でもよい。

以下に、実施例を図面に基づいて詳述する。第
１図はこの発明によるスライシング装置の縦断説
明図、第２図は装置のＡ−Ａ線におけるマルチブ
レードユニツトの回転駆動機構を示す説明図、第
３図はこの装置に使用したマルチブレードモジユ
ールの詳細な縦断半面説明図である。

ここでは、左右に独立した一対のマルチブレー
ドユニツトを配置したスライシング装置を説明す
る。

マルチブレードユニツト１は、実施例では第３
図に示す６枚のブレード３からなるブレードモジ
ユール２を４組用いてあり、各ブレードモジユー
ル２は、ドーナツ状円板の中心切欠部を内周刃４
とした0.1mmの６枚のブレード３を、そのリング
状の両周面に所定厚みのリング状のスペーサー５
を介して、ウエハー厚みと削り代を考慮した一定
間隔で並列接合させて一体化してあり、リング状
周面には所定間隔でブレード３とスペーサー５を
貫通する複数個のボルト孔が穿孔してあり、スペ
ーサー５が当接しないブレード３面に複数個の研
摩液孔６が設けてある。

マルチブレードユニツト１は、有底円筒の中央
部を円形に切欠して外周部断面Ｌ型のブレードホ
ルダー１０内に収納し、リング状のブレード押え
板１１を外方に介し、複数本のボルト１２でブレ
ードホルダー１０に締つけて各ブレード３に適当
な張力を与えて装着してある。また、ブレードホ
ルダー１０の外周にはギア１３が刻周設してあ
る。

箱体からなる装置本体２０には、上記ブレード
ホルダー１０をローターととして回転自在に保持
するハウジング２１が一対設けてある。このハウ
ジング２１に嵌入したブレードホルダー１０の軸
方向の一方側面は、装置本体２０中央側のハウジ
ング端面に当接し、また、他方面はスラストベア
リング２２を介して中央部を円形に切欠したカバ
ー２３を装置本体２０に固着することにより、軸
方向及び周方向にがたを生じることなく回転自在
に保持される。また、ハウジング２１とカバー２
３及びブレードホルダー１０とで構成される空間
下部に潤滑油を溜めて、ハウジング２１とブレー
ドホルダー１０との接触面に潤滑油を供給して円
滑な回転を得る構成となつている 本体２０内に回転自在に保持されたブレードホ
ルダー１０は、装置本体２０に載置された電動機
２５の回転軸に装着したギア２４がブレードホル
ダー１０外周のギア１３と歯合するように、装置
本体２０上部に歯合窓が開設してあり、上記電動
機２５で回転駆動される。

又、装置本体２０の中央部には、一対の円筒か
らなるワークスライダー３０が、各々の円筒部が
別個に支持されて内蔵するばね３１によつて垂直
方向に支持されており、ワークスライダー３０の
一方の円筒は、上部にボールスクリユー３２のボ
ールユニツト３３が固着してあり、装置本体２０
上部に載置した電動機３４にて回転駆動されるボ
ールスクリユー３２により、円滑かつ微速で昇降
するように構成してある。

このワークスライダー３０には、左右のマルチ
ブレードユニツト１の内周刃４空間に水平に侵入
するワークアーム３５が横架固着してある。各々
のワークアーム３５にはボルト締めするワークベ
ース３６を介して被切断物４０が載置固定され
る。

以上の構成において、ブレードホルダー１０内
に所定の研摩液１４を充填すると、研摩液１４は
ブレード３の研摩液孔６を介して狭く一定間隔の
ブレード３間に浸透してユニツト全体に行きわた
る。ここで電動機２５を駆動させてブレードホル
ダー１０を回転させ、同時に被切断物４０を載置
したワークスライダー３０を微速上昇させると、
ブレード３の内周刃４が被切断物４０に当接して
研摩液による研摩切断が開始される。研摩切断終
了後にワークスライダー３０を降下させて、ワー
クアーム３５より被切断物４０をワークベース３
６ごと取り出して切断を完了する。

このスライシング装置において、研摩液はブレ
ードホルダー１０に溜めて使用するほか、公知の
手段で連続供給・排出してもよい。

このスライシング装置は、次の利点を有する。

各ブレード厚みが0.3mm〜0.8mmもある従来のダ
イヤモンドホイールよりずつと薄いため、歩留が
著しく向上する。

マルチブレードであるため、一度に多数のウエ
ハーが得られ、また、内周刃の精度が高精度であ
るほか、ブレードは最適枚数を一体接合したモジ
ユールとするため、その管理が容易である。

研摩切断であるため、切断面の粗度ならびに寸
法精度がすぐれており、加工変質層が少なく、切
断後のグラインダー工程を簡素化できる。

また、切断中のウエハー厚みの制御装置が不要
であり、装置制御が簡単でかつ可変できるため、
研摩切断をワークの切断位置に応じた最適の回
転、上昇速度とすることができ、精度向上が図れ
る。

従来のマルチのこ刃式と比較して、切断方向が
変化しないため、切断精度が高い。

装置が簡単な構成で制御が容易なほか、冷却装
置も不要であり、装置が安価となり、また、ワー
クを水平方向に取り出す構成であるため、自動化
も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるスライシング装置の縦
断説明図、第２図は装置のＡ−Ａ線におけるマル
チブレードユニツトの回転駆動機構を示す説明
図、第３図はこの装置に使用したマルチブレード
モジユールの詳細な縦断半面説明図である。 １……マルチブレードユニツト、２……マルチ
ブレードモジユール、３……ブレード、４……内
周刃、５……スペーサー、６……研摩液孔、１０
……ブレードホルダー、１１……ブレード押え
板、１２……ボルト、１３，２４……ギア、１４
……研摩液、２０……装置本体、２１……ハウジ
ング、２２……スラストベアリング、２３……カ
バー、２５，３４……電動機、３０……ワークス
ライダー、３１……ばね、３２……ボールスクリ
ユー、３３……ボールユニツト、３５……ワーク
アーム、３６……ワークベース、４０……被切断
物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 極薄円板中心部を円形に切欠した内周刃を有
   するブレードの両周面と、被切断物のスライス厚
   みに応じた板厚からなるリング状スペーサ板を、
   交互に複数枚接合させて一体となしてブレードホ
   ルダーに収納したマルチブレードユニツトを、装
   置本体内に水平軸中心に回転自在に保持し、上記
   ユニツト外で支持しボールスクリユーで昇降可能
   としたワークスライダーより上記ユニツトの内周
   刃内へ横架したワークアームに被切断物を載置
   し、マルチブレードユニツトを回転させながら、
   ワークアームを上昇させて内周刃に当接させ、ブ
   レードホルダー内に溜めた研摩液により、被切断
   物を多数の薄片に研摩切断することを特徴とする
   マルチブレードスライシング装置。