JP2599996B2 - Cutting method of slicing machine - Google Patents
Cutting method of slicing machineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスライシングマシンの切断方法に係り、特に
柱状体材料から薄片状のウエハを切断するスライシング
マシンの切断方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutting method for a slicing machine, and more particularly to a cutting method for a slicing machine that cuts a thin wafer from a columnar material.
一般に、半導体ウエハは柱状体に形成されたシリコン
インゴットからスライシングマシンの内周刃によって薄
片状に切り出されて製造される。内周刃は台金と呼ばれ
るドーナツ状に形成された金属の薄板からなるブレード
で、その内周縁にはダイヤモンド砥粒が固着され、回転
している内周刃に対してシリコンインゴットを水平に移
動することにより半導体ウエハに切断する。内周刃は切
断を重ねるにつれて目詰まり、砥粒の摩耗及び張り上げ
精度の不均一等により、刃先の切断抵抗が部位によって
変化する。このため、インゴットを切り込むにつれて刃
先が切断面からずれ、ウエハを所望の平坦形状に切断で
きない原因となっている。即ち、ウエハの形状は、切断
刃がインゴットを切断した軌跡であり、切断刃の変位と
ウエハの表面形状との間には高い相関関係が認められ
る。Generally, a semiconductor wafer is manufactured by cutting out a silicon ingot formed in a columnar body into a flake shape by an inner peripheral blade of a slicing machine. The inner peripheral blade is a blade made of a thin metal plate formed in a donut shape called a base metal, with diamond abrasive grains fixed to the inner peripheral edge, and moving the silicon ingot horizontally with respect to the rotating inner peripheral blade Then, the wafer is cut into semiconductor wafers. The inner peripheral blade is clogged as the cutting is repeated, and the cutting resistance of the cutting edge varies depending on the portion due to wear of the abrasive grains and unevenness in the stretching accuracy. For this reason, the cutting edge shifts from the cut surface as the ingot is cut, causing the wafer to not be cut into a desired flat shape. That is, the shape of the wafer is a trajectory of the cutting blade cutting the ingot, and a high correlation is recognized between the displacement of the cutting blade and the surface shape of the wafer.
切断刃変位が第７図のように変動すれば、ウエハの表
面形状も第７図と同じような形状となり、ブレード変位
とウエハの表面形状との間にはほぼ相似関係が見られ
る。更に、ブレード変位が第８図のようなきれいな凸状
の場合は、ウエハの切断送り方向の断面形状だけでな
く、切断送り直角方向の断面形状も同様の凸状となり、
椀形のウエハが切断されることが知られている。If the displacement of the cutting blade fluctuates as shown in FIG. 7, the surface shape of the wafer becomes the same as that of FIG. 7, and a substantially similar relationship is observed between the blade displacement and the surface shape of the wafer. Further, when the blade displacement is a clean convex shape as shown in FIG. 8, not only the cross-sectional shape in the cutting feed direction of the wafer but also the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the cutting feed becomes the same convex shape.
It is known that a bowl-shaped wafer is cut.
従って、切断刃変位をコントロールすることによっ
て、ウエハの形状もコントロールすることができる。Therefore, by controlling the displacement of the cutting blade, the shape of the wafer can be controlled.
そこで、従来、実開昭61−122811号公報記載の結晶切
断装置が提案されている。同公報によれば、内周刃の変
位を非接触式変位計で検出し、この検出データに基づい
てインゴットを軸方向に上下動して補正し、内周刃がイ
ンゴットに対して水平となるよう制御し、インゴットを
切断するという方法である。Therefore, a crystal cutting apparatus described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 61-1222811 has been proposed. According to the publication, the displacement of the inner peripheral blade is detected by a non-contact type displacement meter, and the ingot is moved up and down in the axial direction based on the detected data to correct the ingot, so that the inner peripheral blade is horizontal with respect to the ingot. And cut the ingot.
しかしながら、ウエハの表面形状は、水平面に限ら
ず、湾曲形状を必要とされる場合がある。However, the surface shape of the wafer is not limited to a horizontal plane, and may require a curved shape.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ウ
エハを精度よく所定の湾曲形状に切断することのできる
スライシングマシンの切断方法を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a cutting method of a slicing machine that can cut a wafer into a predetermined curved shape with high accuracy.
本発明は、前記目的を達成するために、装置本体に摺
動自在に支持された送りテーブルに、テーブルの移動方
向に直交して移動する割り出しスライダを設け、この割
り出しスライダに柱状体材料を取り付けて、前記送りテ
ーブルを摺動させることにより、前記柱状体材料を回転
する切断刃によって薄片状のウエハに切断するスライシ
ングマシンの切断方法において、前記柱状体材料は複数
の圧電素子を介して前記割り出しスライダに設けられ、
柱状体材料切断時の切断刃の変位を検出し、該検出値と
ウエハが所定の湾曲状となるよう予め設定された切断刃
の変位の基準値とを比較し、その基準値と検出値との差
分が無くなるように前記柱状体材料の軸方向移動量を、
前記複数の圧電素子に印加する電圧を制御して調整しな
がら切断することを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention provides a feed table slidably supported by an apparatus main body, provided with an index slider that moves orthogonally to the moving direction of the table, and attaching a columnar material to the index slider. In the cutting method of a slicing machine that cuts the columnar material into flake wafers by rotating the columnar material by rotating the feed table, the indexing of the columnar material is performed through a plurality of piezoelectric elements. Provided on the slider,
The displacement of the cutting blade at the time of cutting the columnar material is detected, and the detected value is compared with a reference value of the displacement of the cutting blade set in advance so that the wafer has a predetermined curved shape. The amount of axial movement of the columnar material so that the difference of
The cutting is performed while controlling and adjusting the voltage applied to the plurality of piezoelectric elements.
本発明によれば、柱状体材料の切断中に切断刃の変位
を逐次検出し、この切断刃の変位量を予め設定された基
準値と比較してウエハが椀形等の所定の湾曲形状となる
よう柱状体材料の軸方向駆動量を算出し、この軸方向駆
動量に基づいて柱状体材料を軸方向に駆動して切断刃の
変位を制御する。これにより、ウエハを椀形等の所望の
曲線形状に切断することができる。According to the present invention, the displacement of the cutting blade is sequentially detected during the cutting of the columnar material, and the displacement of the cutting blade is compared with a preset reference value so that the wafer has a predetermined curved shape such as a bowl shape. The axial drive amount of the columnar material is calculated so that the columnar material is driven in the axial direction based on the axial drive amount to control the displacement of the cutting blade. Thus, the wafer can be cut into a desired curved shape such as a bowl shape.
以下、添付図面に従って本発明に係るスライシングマ
シンの切断方法の好ましい実施例を詳説する。Hereinafter, preferred embodiments of a cutting method for a slicing machine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明に使用されるスライシングマシンの概
略を示す斜視図である。第１図に示すように、第１図の
スライシングマシンは主に本体10、送りテーブル12、支
柱14、割り出しスライダ16等から構成されている。本体
10には送りテーブル12が矢印Ａ又はＢ方向に摺動自在に
設けられている。また、テーブル12には支柱14が立設さ
れると共に、支柱14の側方には割り出しスライダ16が設
けられ、割り出しスライダ16はインゴット18を上下動自
在に支持している。割り出しスライダ16には後述するよ
うにインゴット18の位置を制御する図示しない圧電素子
が内蔵されている。本体10中央部には内周刃20が配設さ
れ、内周刃20の近傍には内周刃20の軸方向の変位を検出
する変位センサ32（第３図図示）が設置されている。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a slicing machine used in the present invention. As shown in FIG. 1, the slicing machine shown in FIG. 1 mainly includes a main body 10, a feed table 12, a support 14, an index slider 16, and the like. Body
A feed table 12 is provided on 10 so as to be slidable in the direction of arrow A or B. In addition, a column 14 is erected on the table 12, and an index slider 16 is provided beside the column 14, and the index slider 16 supports an ingot 18 so as to be vertically movable. The index slider 16 has a built-in piezoelectric element (not shown) for controlling the position of the ingot 18 as described later. An inner peripheral blade 20 is disposed in the center of the main body 10, and a displacement sensor 32 (shown in FIG. 3) for detecting an axial displacement of the inner peripheral blade 20 is installed near the inner peripheral blade 20.
第２図は割り出しスライダ16の構造を示した略断面
図、第３図は本発明に係るスライシングマシンの切断方
法の制御系を示した説明図である。第２図に示すよう
に、割り出しスライダ16はインゴット18を保持する保持
具26を有しており、保持具26には第３図に示すように４
個の圧電素子28A、28B、28C、28Dが内蔵されている（第
２図では２個のみ図示）。圧電素子28A〜28Dにはピエゾ
素子等が好適である。圧電素子28A〜28Dはスライシング
マシン内部の制御部30と接続され、制御部30からの作動
信号によって駆動され、インゴット18の上下位置を制御
する。FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of the index slider 16, and FIG. 3 is an explanatory view showing a control system of a cutting method of the slicing machine according to the present invention. As shown in FIG. 2, the indexing slider 16 has a holding member 26 for holding the ingot 18, and the holding member 26 has four holding members as shown in FIG.
Two piezoelectric elements 28A, 28B, 28C and 28D are built in (only two are shown in FIG. 2). Piezo elements or the like are suitable for the piezoelectric elements 28A to 28D. The piezoelectric elements 28A to 28D are connected to a control unit 30 inside the slicing machine, are driven by an operation signal from the control unit 30, and control the vertical position of the ingot 18.
また、制御部30には加工後の半導体ウエハが所定形状
となるために必要なブレード変位の基準カーブ、例えば
球面の一部、サインカーブの一部等のデータが予め入力
されている。更に、制御部30は内周刃20の近傍に設置さ
れた変位センサ32と接続され、変位センサ32はインゴッ
ト18を切断中の内周刃20の軸方向の変位量を検出し、こ
の変位量は制御部30に逐次、入力されている。制御部30
はこの変位量とウエハが椀形となるように予め入力され
た切断刃変位の基準カーブとを比較して切断刃の変位が
が基準カーブに乗るよう切断中にインゴット18を回転軸
方向に駆動する出力信号を各圧電素子28A〜28Dに出力す
る。このときの内周刃20の変位量とインゴット18の軸方
向駆動量との関係はフィードバック制御によって制御さ
れる。Further, the control unit 30 is input in advance with data such as a reference curve of blade displacement necessary for the processed semiconductor wafer to have a predetermined shape, for example, a part of a spherical surface and a part of a sine curve. Further, the control unit 30 is connected to a displacement sensor 32 installed near the inner peripheral blade 20, and the displacement sensor 32 detects an axial displacement amount of the inner peripheral blade 20 while cutting the ingot 18; Are sequentially input to the control unit 30. Control unit 30
Compares the amount of displacement with a reference curve of the cutting blade displacement inputted in advance so that the wafer has a bowl shape, and drives the ingot 18 in the rotation axis direction during cutting so that the displacement of the cutting blade rides on the reference curve. Is output to each of the piezoelectric elements 28A to 28D. At this time, the relationship between the displacement amount of the inner peripheral blade 20 and the axial drive amount of the ingot 18 is controlled by feedback control.
前記の如く構成したスライシングマシンを用いた本発
明に係る方法はインゴット18を切断する場合以下のよう
に行われる。例えば、第４図に示される軌跡で切断した
い場合、予め制御部30に加工後のウエハを椀形とする第
４図のブレード変位データ（基準カーブ）を入力してお
く。切断中、制御部30には逐次、内周刃20の変位量が入
力されており、この変位量と予め入力された前記基準カ
ーブとを比較することにより、インゴット18の軸方向駆
動量が算出される。そして、切断中、制御部30から各圧
電素子28A〜28Dに前記軸方向駆動量に応じた駆動信号が
出力される。次いで、各圧電素子28A〜28Dはこの駆動信
号に基づいてインゴット18を軸方向に適宜微動させ、加
工後のウエハが第６図に示される椀形となるようインゴ
ット18が軸方向に移動して切断される。The method according to the present invention using the slicing machine configured as described above is performed as follows when cutting the ingot 18. For example, when it is desired to cut along the trajectory shown in FIG. 4, the blade displacement data (reference curve) shown in FIG. During the cutting, the displacement amount of the inner peripheral blade 20 is sequentially input to the control unit 30, and the axial drive amount of the ingot 18 is calculated by comparing the displacement amount with the previously input reference curve. Is done. During the cutting, the control unit 30 outputs a drive signal corresponding to the axial drive amount to each of the piezoelectric elements 28A to 28D. Next, the respective piezoelectric elements 28A to 28D finely move the ingot 18 appropriately in the axial direction based on the drive signal, and the ingot 18 moves in the axial direction so that the processed wafer has a bowl shape shown in FIG. Be cut off.
第５図は第４図のＡ部拡大図で、切断時の基準カーブ
と内周刃20の変位量との関係を示している。即ち、切断
中、第５図のように変位量が基準カーブ（破線）からは
ずれた時、制御部30は圧電素子28A〜28Dを作動してイン
ゴット18を軸方向へ動かし、内周刃20の変位量が基準カ
ーブに戻るように制御する。FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in FIG. 4, and shows the relationship between the reference curve at the time of cutting and the displacement amount of the inner peripheral blade 20. That is, during cutting, when the displacement amount deviates from the reference curve (broken line) as shown in FIG. 5, the control unit 30 operates the piezoelectric elements 28A to 28D to move the ingot 18 in the axial direction, Control is performed so that the displacement amount returns to the reference curve.
第６図は、切断後のウエハ34の端面形状を示す側面図
である。第６図のウエハ34は切断後に例えば約10μｍの
反り量を有するように椀形に切断されたものである。FIG. 6 is a side view showing an end face shape of the wafer 34 after cutting. The wafer 34 shown in FIG. 6 is cut into a bowl shape so as to have a warpage of about 10 μm after cutting.
このように、切断中の内周刃20の変位量を補正してウ
エハが椀形となるようインゴット18の軸方向位置を制御
しているので加工後のウエハを正確な椀形に切断するこ
とができる。As described above, since the axial position of the ingot 18 is controlled so that the wafer has a bowl shape by correcting the displacement amount of the inner peripheral blade 20 during cutting, it is possible to cut the processed wafer into an accurate bowl shape. Can be.
以上説明したように、本発明に係るスライシングマシ
ンの切断方法によれば、切断中の切断刃の変位量を検出
し、この変位量と基準値を比較して、その差分を無くす
よう補正しながら柱状体材料の切断を行う。これによ
り、ウエハを所定の湾曲形状に切断することができる。As described above, according to the cutting method of the slicing machine according to the present invention, the displacement of the cutting blade during cutting is detected, the displacement is compared with a reference value, and correction is performed so as to eliminate the difference. The column material is cut. Thereby, the wafer can be cut into a predetermined curved shape.
第１図は本発明に係るスライシングマシンの切断方法に
使用されるスライシングマシンの概略を示す斜視図、第
２図はインゴット保持部の構造を示した略断面図、第３
図は本発明に係るスライシングマシンの切断方法の制御
系を示した説明図、第４図は内周刃の変位量の基準カー
ブを示したグラフ、第５図は第４図の一部拡大図、第６
図は切断後のウエハの形状を示す側面図、第７図、第８
図は切断刃の変位と切断ストローク（インゴット送り
量）との関係を示した特性図である。 18…インゴット、20…内周刃、28A、28B、28C、28D…圧
電素子、30…制御部、32…変位センサ。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a slicing machine used in the method for cutting a slicing machine according to the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of an ingot holding portion, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing a control system of the cutting method of the slicing machine according to the present invention, FIG. 4 is a graph showing a reference curve of the displacement of the inner peripheral blade, and FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. , Sixth
The figure is a side view showing the shape of the wafer after cutting, FIG. 7, FIG.
The figure is a characteristic diagram showing the relationship between the displacement of the cutting blade and the cutting stroke (ingot feed amount). 18 ... ingot, 20 ... inner peripheral blade, 28A, 28B, 28C, 28D ... piezoelectric element, 30 ... control unit, 32 ... displacement sensor.
Claims (1)
ブルに、テーブルの移動方向に直交して移動する割り出
しスライダを設け、この割り出しスライダに柱状体材料
を取り付けて、前記送りテーブルを摺動させることによ
り、前記柱状体材料を回転する切断刃によって薄片状の
ウエハに切断するスライシングマシンの切断方法におい
て、 前記柱状体材料は複数の圧電素子を介して前記割り出し
スライダに設けられ、柱状体材料切断時の切断刃の変位
を検出し、該検出値とウエハが所定の湾曲状となるよう
予め設定された切断刃の変位の基準値とを比較し、その
基準値と検出値との差分が無くなるように前記柱状体材
料の軸方向移動量を、前記複数の圧電素子に印加する電
圧を制御して調整しながら切断することを特徴とするス
ライシングマシンの切断方法。1. A feed table slidably supported by an apparatus main body is provided with an index slider that moves orthogonally to the moving direction of the table, and a column material is attached to the index slider to slide the feed table. In a cutting method of a slicing machine that cuts the columnar material into thin flake wafers by a rotating cutting blade by moving the columnar material, the columnar material is provided on the indexing slider via a plurality of piezoelectric elements. The displacement of the cutting blade at the time of material cutting is detected, and the detected value is compared with a reference value of the displacement of the cutting blade set in advance so that the wafer has a predetermined curved shape, and a difference between the reference value and the detected value is detected. Wherein the cutting is performed while controlling the voltage applied to the plurality of piezoelectric elements by adjusting the amount of axial movement of the columnar material so as to eliminate the gap. How to cut thin.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1177309A JP2599996B2 (en) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | Cutting method of slicing machine |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1177309A JP2599996B2 (en) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | Cutting method of slicing machine |
Publications (2)
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| JPH0342210A JPH0342210A (en) | 1991-02-22 |
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| JP1177309A Expired - Fee Related JP2599996B2 (en) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | Cutting method of slicing machine |
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Family Cites Families (2)
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| JPS61122811U (en) * | 1985-01-19 | 1986-08-02 | ||
| JPH0818329B2 (en) * | 1986-11-26 | 1996-02-28 | 三菱マテリアル株式会社 | Wafer cutting failure detection method |
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1989
- 1989-07-10 JP JP1177309A patent/JP2599996B2/en not_active Expired - Fee Related
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