(57)【要約】【課題】インゴットに対するブレードの切り込み量をなるべく小さくして、大径のインゴットを切断する際にも切削液を十分に加工点に供給させる。【解決手段】インゴットＳを軸回りに回転可能に保持する。回転軸（スピンドルシャフト２２１）がインゴットＳの軸方向と平行に配された外周刃ブレード２３０を、外周刃２３２の刃先がインゴットＳの径中心に到達するまで切り込ませる切断動作と、インゴットＳを１８０°以上回転させる回転動作とを組み合わせて、インゴットＳを輪切り状にスライスする。外周刃ブレード２３０の刃先出し量ＲをインゴットＳの半径に相当する程度に小さくすることができる。その結果、切削液を加工点に容易に到達させることができ、大径のインゴットを支障なく切断することができる。【選択図】図３
2007281210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の基板材料を輪切り状にスライスして円盤状の基板を得る基板切断方法であって、  前記基板材料を軸回りに回転可能に保持し、
円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、前記基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が前記基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードを、前記基板材料に対して、前記外周刃の刃先が少なくとも該基板材料の径中心に到達するまで切り込ませる切断動作と、
前記基板材料を１８０°以上回転させる基板材料回転動作と
を組み合わせることにより、前記基板材料を切断することを特徴とする基板切断方法。
【請求項２】
はじめは前記基板材料を回転させずに、該基板材料に対して前記外周刃ブレードを前記外周刃の刃先が基板材料の径中心に到達するまで切り込ませ、
引き続き外周刃ブレードの回転を続けながら、前記基板材料を回転させて残部を切断することを特徴とする請求項１に記載の基板切断方法。
【請求項３】
はじめから前記基板材料を回転させながら、該基板材料に対して前記外周刃ブレードを前記外周刃の刃先が該基板材料の径中心に到達するまで切り込ませることを特徴とする請求項１に記載の基板切断方法。
【請求項４】
前記基板材料の直径が４００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板切断方法。
【請求項５】
円柱状の基板材料を輪切り状にスライスして円盤状の基板を得る基板切断装置であって、  前記基板材料を軸回りに回転可能に保持する基板保持手段と、
円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、前記基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が前記基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードと、
この外周刃ブレードを前記基板材料に対して進退させる進退手段と
を備えることを特徴とする基板切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶シリコンインゴットをスライスして円盤状の半導体ウエーハを得る際などに好適に適用することができる基板切断方法および基板切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハは、円柱状の単結晶シリコンインゴットを薄くスライスして製造されるが、切断手段としては、従来、薄板からなるドーナツ状の基材の内周縁に砥石が固着された内周刃ブレードが用いられていた（特許文献１参照）。ところで、半導体分野では、半導体チップの生産効率を挙げるために、インゴットを大径として半導体ウエーハの径を拡大する傾向が進んでいる。大径のインゴットを内周刃ブレードで切断するには、内周刃ブレード自体を大きくする必要が生じるが、強度を確保する上で大きくするにも限界があった。例えば、インゴットの直径が１００〜１５０ｍｍ程度までは内周刃ブレードの強度が確保されたが、これ以上は困難であった。そこで、大径のインゴットを切断する手段として、ワイヤソーが提案され、実用化されている（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８８８３６号公報
【特許文献２】特開平７−２０５１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤソーによる切断は、平行に並べた複数のワイヤを、砥粒を含む加工液を加工点に供給しながら、かつ、往復運動させながらインゴットに切り込ませるといった方法で行われる。ワイヤソーは内周刃ブレードのようにインゴットの大きさに合わせて大型化するといった構成のものではなく、インゴットへの切り込み長さを調整することにより大径のインゴットにも対応できるという利点を備えている。しかしながら、大径のインゴットを切断する場合には、特に、インゴットの中心付近まで切断してから、さらに奥まで切り込んで切断完了までの間において加工液が加工点に到達し難く、このため摩擦熱や切削抵抗が増大してワイヤソーが切断してしまうおそれがあった。このような傾向は、インゴットが大きくなればなるほど顕著であり、径が３００ｍｍを超える大径のインゴット（例えば径が４００ｍｍあるいはそれ以上）には実用的ではないとの判断がなされてきている。
【０００５】
一方、基材の外周縁に砥石を固着した外周刃ブレードによって大径のインゴットを切断する際も、このような加工液（外周刃ブレードの場合は切削液）の供給不足といった問題は同様であった。また、外周刃ブレードでは刃先出し量（回転中心から外周縁までの半径分に相当）がインゴットの直径に相当するものとなるので外径はインゴットの直径の２倍以上となり、また、厚さもそれに応じて厚くせざるを得ないため、なるべく薄いブレード（例えば０．１〜０．３ｍｍ程度）で切断することによりインゴットからの半導体ウエーハの切り出し枚数を多くする上では不利であり、現実的な切断手段として採用不可能なものである。
【０００６】
よって本発明は、ブレードの切り込み量をなるべく小さくすることができ、これによって大径のインゴットを切断する際にも切削液を十分に加工点に供給することができ、また、ブレードを厚く、かつ大型化することが抑えられて十分な強度を有するブレードでインゴットを切断することができる基板切断方法および基板切断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基板切断方法は、円柱状の基板材料を輪切り状にスライスして円盤状の基板を得る基板切断方法であって、  基板材料を軸回りに回転可能に保持し、円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードを、基板材料に対して、外周刃の刃先が少なくとも該基板材料の径中心に到達するまで切り込ませる切断動作と、基板材料を１８０°以上回転させる基板材料回転動作とを組み合わせることにより、基板材料を切断することを特徴としている。本発明の基板材料は、上述した半導体ウエーハの材料である単結晶シリコンインゴット等を特に想定している。
【０００８】
本発明の切断方法によれば、外周刃ブレードを基板材料の径中心まで切り込む動作と、基板材料を１８０°以上回転させる動作を適宜に組み合わせることにより、基板材料を輪切り状にスライスすることができる。基板材料を軸回りに回転させることにより、基板材料への外周刃ブレードの切り込み量は基板材料の半径分でよく、したがって、外周刃ブレードの刃先出し量は基板材料の半径と同等以上で十分である。外周刃ブレードを用いる場合、従来では基板材料の直径分の刃先出し量が必要であったため、外周刃ブレードの直径は基板材料の２倍以上となり、これがために大径の基板材料には適用が困難であったわけだが、本発明では外周刃ブレードの直径を基板材料の半径相当に抑えることができる。
【０００９】
このように外周刃ブレードの基板材料への切り込み量をなるべく小さくすることができるため、まず、大径の基板材料（例えば直径が４００ｍｍ以上）を切断する際にも切削液を十分に加工点に供給することができる。これは、切り込み口から加工点までは最長でも基板材料の径中心までであるから、その間の距離が短く切削液が十分に届きやすいということである。また、外周刃ブレードが小型で厚さも薄いものを用いることができるため、その外周刃ブレードを十分な強度を有するものとすることができる。さらに、外周刃ブレードを薄くすることにより、基板材料からの基板の切り出し枚数を多くすることができ、生産効率が向上する。
【００１０】
上記切断動作と基板材料回転動作との組み合わせの具体例としては、はじめは基板材料を回転させずに、該基板材料に対して外周刃ブレードを外周刃の刃先が基板材料の径中心に到達するまで切り込ませ、引き続き外周刃ブレードの回転を続けながら、基板材料を回転させて残部を切断する方法がある。また、この他には、はじめから基板材料を回転させながら、該基板材料に対して外周刃ブレードを外周刃の刃先が該基板材料の径中心に到達するまで切り込ませるといった方法もある。
【００１１】
次に、本発明の基板切断装置は、上記本発明の切断方法を好適に実施し得る装置であって、基板材料を軸回りに回転可能に保持する基板保持手段と、円盤状の基材の外周縁に砥石による外周刃が設けられるとともに、基板材料の半径に相当する以上の刃先出し量を有し、かつ、回転軸が基板材料の軸方向と平行にセットされた回転式の外周刃ブレードと、この外周刃ブレードを基板材料に対して進退させる進退手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外周刃ブレードを基板材料に切り込む切断動作と基板材料を１８０°以上回転させる基板材料回転動作を適宜組み合わせて基板材料を切断するので、ブレードの切り込み量をなるべく小さくすることができ、これによって大径のインゴットを切断する際にも切削液を十分に加工点に供給することができ、また、ブレードを厚く、かつ大型化することが抑えられて十分な強度を有するブレードでインゴットを切断することができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
［１］インゴット切断装置
図１〜図６を参照して本発明の一実施形態に係るインゴット切断装置（基板切断装置）１を説明する。
このインゴット切断装置１は、円柱状のシリコンインゴット等の基板材料を輪切り状にスライスして多数の半導体ウエーハを得るものであり、図１は斜視図、図２は平面図である。インゴット切断装置１は、上面が水平な基台２を有しており、この基台２上には、Ｘ方向手前側（図２において下側）から奥側（同上側）に向かってインゴット保持部（基板保持手段）１０および切断部移動機構３０が設置されている。切断部移動機構３０は、外周刃ブレード２３０を含む切断部２０をＹ方向に往復移動させるものである。以下、これら各構成要素について説明する。
【００１４】
（ａ）インゴット保持部
インゴット保持部１０は、インゴットＳを軸線がＹ方向に沿った横置き状態で軸回りに回転自在に保持するホルダ１００と、このホルダ１００上に保持されたインゴットＳを軸回りに回転させるインゴット回転駆動機構１１０とを備えている。ホルダ１００は、図３に示すように基台２上にＹ方向視がＶ字状をなすように固定されたＹ方向に延びる一対のホルダ板部１０１と、これらホルダ板部１０１に設けられたＹ方向に延びるローラ１０２とから構成されている。ホルダ板部１０１は、切断するインゴットＳよりも長い板状部材で、長手方向に延びるスリット（図示略）が形成されており、ローラ１０２は、このスリット内に入り込んだ状態で回転自在に支持されている。ローラ１０２の直径はホルダ板部１０１の厚さよりも十分大きく、インゴットＳは一対のローラ１０２上に回転自在に載った状態で保持される。
【００１５】
インゴット回転駆動機構１１０は、基台２上に上下方向（Ｚ方向）およびＸ方向に微調整可能に取り付けられたスタンド１１１を有している。このスタンド１１１は、矩形の平板状部材であって基台２の上面と平行に配されるベース部１１２と、このベース部１１２のホルダ１００側（図２で右側）の端部に立設された三角形状の支持板部１１３とを備えている。支持板部１１３の上端の頂点部には、ホルダ１００側に配された円盤状の吸着パッド１１４が、Ｙ方向を軸として回転自在に支持されている。この吸着パッド１１４は、インゴットＳの端面が同心状に吸着するものであり、その回転軸は支持板部１１３を貫通し、その先端にはギヤ１１５が同心状に固定されている。ベース部１１２にはモータ１１６が固定されており、このモータ１１６の駆動軸とギヤ１１５とがタイミングベルト１１７で連結されており、モータ１１６が回転すると吸着パッド１１４が回転するようになっている。
【００１６】
図１に示すように、基台２におけるベース部１１２が固定される部分の下方には、側面に開口する操作スペース３が形成されており、ベース部１１２すなわちスタンド１１１は、操作スペース３の上方の固定板部４の上に、位置調整機構１２０によってＺ方向およびＸ方向に移動可能に固定される。位置調整機構１２０は、図２および図４に示すように、固定板部４のボルト通し孔４ａからベース部１１２の四隅付近に形成されたＸ方向に延びる長孔１１２ａを通された各ボルト１２１と、これらボルト１２１の上端部にねじ込まれた上部ナット１２２、ボルト１２１の固定板部４の下側にねじ込まれた下部ナット１２３、およびベース部１１２に上方からねじ込まれた複数のいもねじ１２４とから構成されている。いもねじ１２４はこの場合４つで、ベース部１１２の中心から比較的離れた位置であってＸ方向に並ぶ一対の長孔１１２ａの内側に近接した位置に配設されている。
【００１７】
この位置調整機構１２０によれば、先端（下端）がベース部１１２から下方に突出して固定板部４の上面に当接している各いもねじ１２４をねじ込むと、ベース部１１２が上方に移動して上部ナット１２２に当接し、さらに各いもねじ１２４をねじ込んでベース部１１２とともに上部ナット１２２を介してボルト１２１が上昇し、下部ナット１２３が固定板部４の下面に当接した状態で、スタンド１１１の高さならびにＸ方向の位置が固定される。各いもねじ１２４を強く締め付けて下部ナット１２３が固定板部４の下面に、また、ベース部１１２が上部ナット１２２にそれぞれ圧接した状態とすることにより、スタンド１１１の固定状態が強固に保持される。
【００１８】
この固定状態から、各いもねじ１２４を緩めると固定状態は解かれ、長孔に沿ってスタンド１１１の位置をＸ方向に調整することができる。また、その各いもねじ１２４を緩めて各上部ナット１２２をねじ込むとベース部１１２は下降し、また、各上部ナット１２２を緩めながら各いもねじ１２４をねじ込んでいくと、ベース部１１２は上昇する。このような操作を適宜行うことにより、スタンド１１１の高さおよびＸ方向の位置を調整することができるようになっている。位置調整後は、上記のように改めて各いもねじ１２４を締め付けることにより、スタンド１１１は固定板部４に固定される。なお、下部ナット１２３のねじ込み位置を調整することにより、スタンド１１１の上下動の範囲が調整されるようになっている。
【００１９】
スタンド１１１の高さおよびＸ方向の位置調整は、すなわち吸着パッド１１４の位置調整を目的とするものであり、上記の位置調整機構１２０の操作により、吸着パッド１１４は高さおよびＸ方向の位置調整がなされる。その吸着パッド１１４は、真空作用によってインゴットＳの端面を吸着するもので、吸着パッド１１４には空気吸引用の図示せぬ真空配管が接続されている。吸着パッド１１４は、ホルダ１００に保持されたインゴットＳの一端面に対向する位置に配され、位置調整機構１２０によってインゴットＳと同心状に位置調整されてから真空運転されることにより、インゴットＳの端面が同心状に吸着し、インゴットＳは吸着パッド１１４と一体化する。この状態からモータ１１６が運転されると、モータ１１６の回転がタイミングベルト１１７、ギヤ１１５、吸着パッド１１４を経てインゴットＳに伝わり、インゴットＳは軸回りに回転する。このように、インゴットＳはインゴット回転駆動機構１１０によって軸回りに回転させられる。
【００２０】
（ｂ）切断部
切断部２０は、後述する切断部移動機構３０を介して基台２上をＹ方向に沿って往復動する。この切断部２０は、図１および図２に示すように、Ｙ方向視がＬ字状のコラム２００と、このコラム２００の前面に装着されたブレードユニット２１０とを備えている。ブレードユニット２１０は、コラム２００の前面に、スライドプレート２０１および左右一対のＺ方向に延びるガイドレール２０２を介してＺ方向に昇降自在に取り付けられており、モータ２０３を含む昇降駆動機構（進退手段）２０４によって昇降させられるようになっている。
【００２１】
ブレードユニット２１０は、図３および図５に示すように、円筒状のスピンドル２２０と、このスピンドル２２０に装着された外周刃ブレード２３０とを備えている。スピンドル２２０内には、スピンドルシャフト（回転軸）２２１が同軸状に組み込まれており、さらに、このスピンドルシャフト２２１を回転させるモータが収容されている（図示略）。スピンドルシャフト２２１は、スピンドル２２０の一端部（図５で左側の端部）から突出しており、その突出端面に、２枚のフランジ２４０で挟持された外周刃ブレード２３０が、ボルト２４１によって同心状に固定されている。ブレードユニット２１０は、スピンドルシャフト２２１の軸方向がＹ方向と平行な状態で、スピンドル２２０が直方体状のスピンドルホルダ２２２を介してスライドプレート２０１に固定されている。
【００２２】
外周刃ブレード２３０は、円盤状の基材２３１の外周縁に砥石による外周刃２３２が設けられたものである。基材２３１は例えば厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度のステンレス鋼板等からなるもので、この基材２３１の外周縁に、ダイヤモンド等からなる砥粒が電着や電鋳等の一般周知の金属系ボンド方式によって固着され、外周刃２３２が形成されている。砥粒の寸法は、この場合♯６００〜♯１０００程度のものが好適とされる。外周刃ブレード２３０はスピンドル２２０の運転によって、例えば２０００〜５０００ｒｐｍ程度で高速回転させられる。
【００２３】
外周刃ブレード２３０の一部はブレードカバー２５０で覆われている。このブレードカバー２５０は矩形の薄板部材であり、厚さ方向の中央に、手前側の一辺（図３の２５０ａで示す）に開口するスリット２５１が形成されている。そして、ブレードカバー２５０の一辺２５０ａと下端辺（図３の２５０ｂで示す）とにわたって円弧状の切欠き２５２が形成されている。外周刃ブレード２３０はスリット２５１内に回転自在に収容され、切欠き２５２から露出する部分の外周刃２３２でインゴットＳを切断するように構成されている。言い換えると、外周刃ブレード２３０においては、インゴットＳを実質的に切断する部分以外の部分がブレードカバー２５０で覆われている。なお、ブレードカバー２５０は図示せぬステー等を介してスピンドルホルダ２２２等に支持されている。
【００２４】
切断部２０は、切断部移動機構３０によってホルダ１００に保持されたインゴットＳ方向に移動させられ、インゴットＳよりも上方に退避していたブレードユニット２１０を下降させることにより、図３および図６に示すように、外周刃ブレード２３０の、ブレードカバー２５０の切欠き２５２から露出する部分でインゴットＳを切断する。
【００２５】
図３に示すように、外周刃ブレード２３０の刃先出し量（外周縁から径中心にわたる長さのうち実質的に切断に寄与する部分）Ｒは、この場合、外周刃２３２の最外縁である刃先からフランジ２４０の外周縁までであり、この刃先出し量Ｒは、切断するインゴットＳの半径と同等か、それよりも若干大きく設定されている。したがって、外周刃ブレード２３０がインゴットＳ内に最も深く切り込む、すなわち刃先出し量Ｒのすべてを使って切り込むと（図３はその状態を示している）、外周刃２３２の刃先はインゴットＳの径中心に到達するものとなっている。
【００２６】
また、ブレードカバー２５０の外周刃ブレード２３０を挟む両側の外面には、インゴットＳに対する外周刃ブレード２３０の切り込み部分である加工点に切削液を噴出して供給する切削液ノズル２６０がそれぞれ取り付けられている。切削液は、切断の際に生じる熱を冷却し、切断屑を洗い流し、また摩擦を低減する潤滑剤として用いられ、配管２６１から切削液ノズル２６０に切削液が圧送される。切削液ノズル２６０からの切削液の噴出方向は、外周刃ブレード２３０がインゴットＳに最も作用する点に向けられている。
【００２７】
さらに、ブレードカバー２５０における外周刃ブレード２３０の外周部を挟む部分には、周方向に等間隔をおいて複数（この場合４つ）の流体静圧パッド２７０が配設されている。これら流体静圧パッド２７０は、外周刃ブレード２３０の外周部の両面に加圧エアーを吹き付け、その圧力で、回転中の外周刃ブレード２３０の振動や振れ等を抑えるものである。同様の機能を有するものとしてはゴムローラ等の接触式の振動抑え機構もあり、流体静圧パッド２７０に代えてそのような振動抑え機構を設けてもよい。
【００２８】
上記切断部２０によれば、昇降駆動機構２０４によってブレードユニット２１０はガイドレール２０２に沿って昇降し、下降していく最中に、外周刃ブレード２３０がインゴットＳに切り込んでいくようになされている。そして、この外周刃ブレード２３０の切り込み動作と、ホルダ１００上のインゴットＳを回転させる動作を組み合わせることにより、インゴットＳは輪切り状にスライスされる。
【００２９】
スピンドルホルダ２２２の前面には、インゴットＳがスライスされてできる薄板状の半導体ウエーハを受けて吸着させる円盤状の吸着パッド（以下、受取りパッドと称する）２８０が配設されている。この受取りパッド２８０は、上記吸着パッド１１４と同様に真空吸着式のパッドであり、エアシリンダ２８１によってインゴットＳに対して進退するように設けられている。
【００３０】
エアシリンダ２８１は、鉛直板部２８２および水平板部２８３を有するＬ字状のブラケット２８４を介してスピンドルホルダ２２２の前面に取り付けられている。ブラケット２８４は、鉛直板部２８２に形成された上下方向に延びる左右一対の長孔２８２ａに通されたねじ（図示略）によって、スピンドルホルダ２２２への取り付け高さを調整可能に取り付けられている。また、図示はしないが、ブラケット２８４の水平板部２８３にはＸ方向に延びる左右一対の長孔が形成されており、エアシリンダ２８１はこれら長孔を通されたねじによってＸ方向の位置を調整可能に取り付けられている。受取りパッド２８０は、ブラケット２８４の取り付け高さの調整と、エアシリンダ２８１のＸ方向の位置調整により、インゴットＳの端面に対して同心状に配置されることが可能とされている。
【００３１】
（ｃ）切断部移動機構
切断部移動機構３０は、Ｙ方向に延びる平行な一対のガイドレール３００と、このガイドレール３００の間に配設されて同じくＹ方向に延びるねじロッド３１０と、このねじロッド３１０を回転させるモータ３２０とから構成されている。上記切断部２０のコラム２００は、ガイドレール３００に移動自在に係合されている。ねじロッド３１０は、基台２上に、図示せぬ軸受を介して回転自在、かつ軸方向には移動不能に支持されており、コラム２００に螺合している。モータ３２０は基台２上にモータブラケット３２１を介して固定されており、ねじロッド３１０を一方向および他方向に回転するようにねじロッド３１０に連結されている。
【００３２】
上記切断部移動機構３０によれば、モータ３２０によってねじロッド３１０が一方向に回転すると、ねじロッド３１０が螺合するコラム２００に推進力が発生し、コラム２００すなわち切断部２０全体がガイドレール３００に沿って図２でＹ方向左側に移動する。また、モータ３２０が逆回転すると、切断部２０は図２でＹ方向右側に移動する。ここで、切断部２０が図２で最も右側にある位置を、切断部２０の待機位置とする。待機位置でブレードユニット２１０を下降させると、図５に示すように、ブレードユニット２１０はホルダ１００で保持されているインゴットＳの右側の空いたスペースに位置する。
【００３３】
［２］インゴット切断動作
以上がインゴット切断装置１の構成であり、次に、該装置１でインゴットＳをスライスして多数の半導体ウエーハ（基板）を得る動作を説明する。
まず、インゴット保持部１０のホルダ１００上に、インゴットＳを横置きに載置する。このインゴットＳはローラ１０２の回転作用で軸回りに回転自在の状態となる。次に、インゴット回転駆動機構１１０の吸着パッド１１４を、この吸着パッド１１４に対向するインゴットＳの端面に同心状に配置し、真空運転してインゴットＳの端面を吸着パッド１１４に吸着させる。吸着パッド１１４をインゴットＳの端面と同心状とするには、上述の如く位置調整機構１２０を操作し、スタンド１１１を介して吸着パッド１１４の高さおよびＸ方向の位置を調整して行う。インゴットＳはモータ１１６が回転しない限り回転不能であり、固定状態とされる。
【００３４】
切断部２０のブレードユニット２１０を、外周刃ブレード２３０がインゴットＳに当たらない位置まで上方に退避させた状態としてから、切断部移動機構３０によって切断部２０をインゴットＳ方向に移動させ、インゴットＳの、図２で右側の端部である所定の切り込み端部に外周刃ブレード２３０が対応する位置で切断部２０を停止させる。そして、切断後の半導体ウエーハを受ける受取りパッド２８０を、インゴットＳの端面に対して同心状に配するとともに、エアシリンダ２８１を伸ばしてインゴットＳの端面に合わせ、真空運転してインゴットＳの端面に吸着させる。
【００３５】
これで切断準備は完了し、続いてブレードユニット２１０のスピンドル２２０を運転して外周刃ブレード２３０を高速回転させ、切削液ノズル２６０から切削液を噴出させながら、昇降駆動機構２０４によってブレードユニット２１０を下降させ、外周刃ブレード２３０をインゴットＳに切り込ませていく。切削液は外周刃ブレード２３０が切り込んで形成されるインゴットＳの溝内に供給され、外周刃ブレード２３０の刃先がインゴットＳを切り込んでいる加工点に到達する。
【００３６】
インゴットＳを完全に輪切り状にスライスする方法としては、まず、インゴットＳを固定させた状態で、このままブレードユニット２１０を下降させていき、図３に示すように、外周刃ブレード２３０の刃先がインゴットＳの径中心まで到達した段階で下降を停止させる。引き続き外周刃ブレード２３０の回転を続けながら、モータ１１６を作動させてインゴットＳを一方向に軸回りに回転させ、切断すべき残部を外周刃ブレード２３０に押し当てていく動作をさせてインゴットＳを切断していく。そして、インゴットＳを１８０°以上回転させて切断が完了した時点で、ブレードユニット２１０を上方に退避させる。このような動作によって、インゴットＳを輪切り状にスライスすることができる。
【００３７】
このスライス方法の他に、外周刃ブレード２３０を切り込ませる前にインゴットＳを回転させておき、回転するインゴットＳに対して外周刃ブレード２３０を徐々に切り込ませ、刃先がインゴットＳの径中心に到達した時点でインゴットＳのスライスが完了するといった方法を採用してもよい。
【００３８】
いずれの方法でも、外周刃ブレード２３０の回転数は２０００〜５０００ｒｐｍ程度、切り込み速度（ブレードユニット２１０の下降速度）は０．１〜２０ｍｍ／秒程度が好適な切断条件とされる。なお、切り込み速度は外周刃ブレード２３０の刃先がインゴットＳに接触する長さによって調整されるが（長いほど遅くされる）、１〜１０ｍｍ／秒程度がより好適である。スライスされた半導体ウエーハは受取りパッド２８０に吸着、保持されており、エアシリンダ２８１を縮小して半導体ウエーハを受取りパッド２８０から外し、所定の保管場所に保管する。
【００３９】
以上の切断動作で、インゴットＳから１枚の半導体ウエーハが切り出される。この後は、切断部２０をインゴットＳに沿って得るべき半導体チップの厚さに応じたピッチで移動させてから、上記のように外周刃ブレード２３０を回転させながらブレードユニット２１０を下降させる切断動作とインゴットＳを回転させる動作を組み合わせて１枚の半導体ウエーハを切り出す工程を、インゴットＳの全長にわたって繰り返し行うことにより、インゴットＳは多数の半導体ウエーハに切断される。
【００４０】
以上のように、本実施形態のインゴット切断装置１を用いてインゴットＳを切断する方法によれば、外周刃ブレード２３０をインゴットＳの径中心まで切り込む動作と、インゴットＳを１８０°以上回転させる動作を適宜に組み合わせることにより、インゴットＳを輪切り状にスライスすることができる。インゴットＳを軸回りに回転させることにより、インゴットＳへの外周刃ブレード２３０の切り込み量はインゴットＳの半径分でよいことになり、したがって、外周刃ブレード２３０の刃先出し量Ｒは、図３で示したようにインゴットＳの半径と同等以上で十分である。
【００４１】
このことは、外周刃ブレード２３０のインゴットＳへの切り込み量を、インゴットＳの半径分といった最低限度の長さで済ますことができるということである。このため、インゴットＳが直径３００ｍｍ、あるいは４００ｍｍを超えるような大径のものであっても、切削液ノズル２６０から噴出する切削液を十分に加工点に供給することができ、その結果、そのような大径のインゴットＳを支障なく切断することができる。また、外周刃ブレード２３０を大型化することなく、厚さも薄いものとすることができるため、外周刃ブレード２３０を十分な強度を有するものとすることができる。さらに、外周刃ブレード２３０を薄くすることにより、インゴットＳからの半導体ウエーハの切り出し枚数を多くすることができ、生産効率の向上が図られるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るインゴット切断装置の斜視図である。
【図２】図１の装置の平面図である。
【図３】同装置が具備するブレードユニットでインゴットに切り込んだ状態を示す側面図である。
【図４】同装置が具備するインゴット回転駆動機構の吸着パッドの位置調整機構の構成を示す断面図である。
【図５】ブレードユニットとインゴットとの相対位置を示す平面図である。
【図６】ブレードユニットとインゴットとの相対位置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…インゴット切断装置（基板切断装置）
１０…インゴット保持部（基板保持手段）
２０４…昇降駆動機構（進退手段）
２２１…スピンドルシャフト（回転軸）
２３０…外周刃ブレード
２３２…外周刃
Ｒ…刃先出し量
Ｓ…インゴット（基板材料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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