(57)【要約】【課題】切断抵抗の増減を緩和することのできる内周刃スライサによるワーク切断方法及び装置を提供する。【解決手段】回転するブレード１に向けてワーク３を動かす速度をブレード１の回転に対する抵抗力に応じて変化させる。この抵抗力は、ブレード１を回転させるモータ２に生じる電気量として検出する。この電気量が一定になるように、ワーク３を動かすモータ５を調節する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するブレードに向けてワークを動かす速度を前記ブレードの回転に対する抵抗力に応じて変化させることを特徴とする内周刃スライサによるワーク切断方法。
【請求項２】
前記抵抗力は、前記ブレードを回転させるモータに生じる電気量として検出することを特徴とする請求項１記載のワーク切断方法。
【請求項３】
前記電気量が一定になるように、前記ワークを動かすモータを調節することを特徴とする内周刃スライサによるワーク切断方法。
【請求項４】
回転するブレードと、このブレードに向けてワークを動かすワーク搬送手段と、そのワークを動かす速度を前記ブレードの回転に対する抵抗力に応じて変化させる制御手段とを備えたことを特徴とする内周刃スライサによるワーク切断装置。
【請求項５】
前記抵抗力を前記ブレードを回転させるモータに生じる電気量として検出する電気量検出手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の内周刃スライサによるワーク切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体結晶などを内周刃スライサで切断する方法及び装置に係り、特に、切断抵抗の増減を緩和することのできる内周刃スライサによるワーク切断方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガリウム砒素、シリコンなどの半導体結晶（ワークという）を１枚ずつウェハに切断する方法として、薄いドーナツ状の鋼板を基材としてその基材の内周部分にダイヤモンド粉等の研磨剤を固着させて内周刃（ブレードという）を形成した内周刃スライサを用いる方法がある。
【０００３】
内周刃スライサでは、ブレードを高速回転させ、加工熱の抑制及び加工屑の除去のためにクーラント水をかけながら、ブレードに向けてワークを前進させて切断を行う。従来、切断中のブレードの回転数（回転速度）及びワークの前進速度（切断速度ともいう）は、いずれも予め設定されており、切断開始から切断終了まで一定に維持される。
【０００４】
この種のスライシング方法及び装置に関し、ブレードの回転軸方向の変位量（撓み）を検出し、この変位量に基づいてブレードの回転速度を制御したり、ワークを回転軸方向に相対移動させることにより、変位量を減少させるか或いはワークが回転軸方向に移動して変位量による位置ずれを解消するという技術が特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−９０５５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
内周刃スライサによるワーク切断方法では、切断中のクーラント水の変動や研磨剤の摩耗及び目詰まりにより、ブレード回転を妨げようとする力、即ち、切断抵抗の増減が発生する。従来のように予め設定された切断速度を一定維持する方法では、切断中に切断抵抗が増加した場合でも切断速度が設定された切断速度に一定維持されるため、切断抵抗はさらに増加してしまう。切断抵抗が増加することにより、ブレードの変形が起こり、その結果、ウェハの厚さにバラツキが生じたり、また、ウェハのそり形状（うねり）が悪化する。そのため、高い加工精度を維持することができなくなる。逆に言えば、切断抵抗を小さくするか或いは一定に維持できれば、ウェハの厚さのバラツキを低減させ、ウェハのうねりを低減させ、高精度ウェハを安定的に供給することができる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、切断抵抗の増減を緩和することのできる内周刃スライサによるワーク切断方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の方法は、回転するブレードに向けてワークを動かす速度を前記ブレードの回転に対する抵抗力に応じて変化させるものである。
【０００９】
前記抵抗力は、前記ブレードを回転させるモータに生じる電気量として検出してもよい。
【００１０】
前記電気量が一定になるように、前記ワークを動かすモータを調節してもよい。
【００１１】
また、本発明の装置は、回転するブレードと、このブレードに向けてワークを動かすワーク搬送手段と、そのワークを動かす速度を前記ブレードの回転に対する抵抗力に応じて変化させる制御手段とを備えたものである。
【００１２】
前記抵抗力を前記ブレードを回転させるモータに生じる電気量として検出する電気量検出手段を備えてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
まず、本発明の原理を説明すると、内周刃スライサによるワーク切断方法では、切断中のクーラント水の変動や研磨剤の摩耗及び目詰まりにより、ブレード回転を妨げようとする力、即ち、切断抵抗の増減が発生する。切断抵抗が大きくなることにより、ブレードを回転させるモータに生じる電気量も比例して大きくなる。変化する電気量は、モータの種類にもよるが、電圧、電流、電力、インピーダンス、周波数、位相などである。従って、モータに生じる電気量を検出することで切断抵抗の変化を捉えることができる。一方、ワークを動かす速度、即ち、切断速度を大きくすれば切断抵抗が大きくなり、切断速度を小さくすれば切断抵抗が小さくなる。従って、切断抵抗の変化に応じて切断速度を増減すれば、切断抵抗を一定にすることができる。
【００１５】
よって、ブレードを回転させるモータに生じる電気量が一定になるようワークを動かすモータを調節すれば、本発明の目的が達成される。
【００１６】
図１に示されるように、本発明に係る切断装置は、回転するブレード１と、ブレード１を回転させるブレード用モータ２と、ブレード１に向けてワーク３を動かすワーク搬送手段４の駆動源としてのワーク用モータ５と、ワーク３を動かす速度をブレード１の回転に対する抵抗力に応じて変化させる制御手段６としてのＣＰＵ７と、その抵抗力をブレード用モータ２に生じる電気量として検出する電気量検出手段８としての消費電力検出器９とからなる。
【００１７】
この切断装置は、次のように動作する。
【００１８】
ワーク３は、ワーク搬送手段４に保持されることにより、ドーナツ状のブレード１の内側にセットされており、ワーク搬送手段４がワーク用モータ５によって駆動されることにより、ブレード１の実質的な刃の部分である内周縁に向かって移動される。これにより、ワーク３は、ブレード１に最初に接した外周部から反対側の外周部へと切断されていく。この間、ブレード１は、ブレード用モータ２によって回転駆動されている。
【００１９】
切断中に、ブレード用モータ２により消費される電力が消費電力検出器９にて検出される。その消費電力検出値がＣＰＵ７に入力され、ＣＰＵ７では、消費電力検出値が一定になるようワーク用モータ５の回転速度をフィードバック制御する。例えば、消費電力検出値が増加する傾向であれば、切断抵抗が大きくなったことに相当するので、ワーク３を移動させる速度を低下させ、消費電力検出値が減少する傾向であれば、切断抵抗が小さくなったことに相当するので、ワーク３を移動させる速度を上昇させる。
【００２０】
これにより、切断開始から切断終了まで切断中のブレード用モータ２の消費電力が一定になるよう制御されるので、切断抵抗も一定となる。従って、本発明に係る切断装置により半導体結晶からウェハを切り出せば、ウェハの厚さのバラツキを低減させ、ウェハのうねりを低減させ、高精度ウェハを安定的に供給することができる。
【００２１】
従来技術と本発明との比較を行うために、従来方法と本発明方法により、同一のブレード１を用いて同材質、同寸法のワーク３を同じスライス厚さに切断する試験を行った。切断速度となるワーク押し付け速度は、従来方法では予め設定された一定値であり、本発明方法では初期値として従来方法と同じ値を与え、その後は制御に従わせる。クーラント水量、ブレード回転数も同じ条件とする。本発明方法の場合、切断抵抗の目安となる制御目標電力量を設定しておき、検出される消費電力がこの制御目標に安定するよう制御を行う。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に示されるように、ワーク材質はＧａＡｓ単結晶、ワークサイズは１５０ｍｍ径×２００ｍｍ、スライス厚さは１．００ｍｍとした。従来方法に与えるワーク押し付け速度及び本発明方法に与える初期値は、１０ｍｍ／ｍｉｎとした。クーラント水量は１００ｍｌ／ｍｉｎ、ブレード回転数１８００ｒｐｍとした。制御目標電力量は、１分間ごとの積算電力量２０Ｗｈに設定した。
【００２４】
表１の２つの条件で切り出した１５０ｍｍ径ＧａＡｓ単結晶ウェハのうねり及び厚さバラツキを計測した。その結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２に示されるように、従来方法により切り出されたウェハのうねりは１５μｍ、厚さバラツキは８μｍであった。一方、本発明方法により切り出されたウェハのうねりは７μｍ、厚さバラツキは４μｍであった。従来方法の計測結果と本発明方法の計測結果とを比べると、ウェハのうねり及び厚さバラツキは、本発明のほうが小さくなっている。これにより、本発明では高い加工精度を確保することができるということが証明された。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２８】
（１）切り出したウェハの厚さのバラツキやうねりが低減する。
【００２９】
（２）高精度ウェハを安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す切断装置の構成図である。
【符号の説明】
１  ブレード
２  ブレード用モータ
３  ワーク
４  ワーク搬送手段
５  ワーク用モータ
６  制御手段
７  ＣＰＵ
８  電気量検出手段
９  消費電力検出器
【図１】
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