JP2601594B2 - ウェハー製造方法およびその装置 - Google Patents

ウェハー製造方法およびその装置

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JP2601594B2 JP35708891A JP35708891A JP2601594B2 JP 2601594 B2 JP2601594 B2 JP 2601594B2 JP 35708891 A JP35708891 A JP 35708891A JP 35708891 A JP35708891 A JP 35708891A JP 2601594 B2 JP2601594 B2 JP 2601594B2
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ロバート・イー・スティア,ジュニア
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はウェハー製造方法およ
びその装置に関し、特にインゴットから切り出されるウ
ェハーを継続的に取り出すチャックアセンブリ駆動機構
の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、結晶体等のインゴットか
ら正確にウェハーを製造する装置には各種のものがあ
る。一般に、結晶体としてはシリコンやゲルマニウム等
があり、これらは、半導体産業で使用されるものであ
る。半導体等に使用する場合、結晶体から切り出された
ウェハーは、精度が高く表面が滑らかでなくてはならな
い。
【0003】現在までに、円柱状などの結晶体を切断し
て、薄い板状のウェハーに形成するために、数多くの装
置が考案されてきた。これらの切断装置の多くは、環状
の切断部材を使用し、その環状部材の円形開口部の周縁
部に刃を形成した。こうした切断装置では、結晶体は開
口部の内側に向けて配設され、結晶体を環状切断部材に
対して移動させるか、逆に環状切断部材を結晶体に対し
て移動させるかして、ウェハーを切り出している。しか
し、これらの装置では、結晶体から切り出されるウェハ
ーは比較的精度が高く、表面も滑らかであるが、切断し
たウェハーの取り出しに困難を伴い常に信頼できるとい
うものではなかった。例えば、米国特許第 3,577,861号
に開示されている装置は、結晶体を垂直に配し、環状の
切断部材を水平に配した形式のものである。このような
装置に使用されているウェハー回収すなわち取り出し装
置は、結晶体及び切断部材の下方に位置して切り出され
たウェハーを初めに受け取り保持する第1の吸引部材
と、結晶体の端面の範囲外で環状切断部材の上方に設け
られ、第1の吸引部材からウェハーを受け取る第2の吸
引部材を有する。しかし、このような回収装置では、結
晶体から切り出されたウェハーの回収や、ウェハーを第
1の吸引部材から第2の吸引部材へ移す操作を効果的に
行なうために、多数の部材のタイミングを合わせたり正
確に位置決めしたりする必要がある。
【0004】さらに第1吸引部材と第2吸引部材とを1
つにまとめたものもあるが、吸引部材のウェハー取出し
時の移動が例えば180゜に近い回動と水平移動とを含
み、回転する切断部材の狭い下側からその円形開口部を
通してウェハーを回収するのには依然としてかなりの困
難を伴うものであった。その他に、結晶体を水平に配
し、環状の切断部材を垂直に配した形式の装置もある。
この場合の回収装置は、1つの吸引部材を有し、この吸
引部材がまず切り出されたウェハーを把持し、次いでこ
のウェハーをすべり板上に落し、ここからウェハーはコ
ンベアベルト上に滑り落ちて、装置の外へ移送されると
いうものである。しかし、この場合、ウェハーは移送中
にすり傷を受けたり破損し易い。その他に、環状の切断
部材を中空のシャフト上に配して、切り出されたウェハ
ーをこのシャフトのボア内を通して回収できるようにし
た装置もある。しかし、このような装置では、装置自体
が複雑になると共に、装置が大きくなるため多くのスペ
ースを必要とする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明の第1の目的
はインゴットから切り出されたウェハーを吸着式ヘッド
を用いて比較的簡単な動作でしかも傷付けることなく、
搬出コンベアベルト上に回収することができるウェハー
製造方法および装置を提供することである。この発明の
別の目的は、内側に形成したボアの周縁に刃を有する回
転式の切断ブレードを使用して、これに直交配置の結晶
体からウェハーを切り出し、かつ、前記ボアを通して切
り出したウェハーを逆側の搬出位置まで結晶体の中心軸
線を含む面内で移動することができるウェハー製造装置
を提供することである。
【0006】この発明の別の目的は、ウェハー製造装置
を小形化してより経済的に結晶体からウェハーを切り出
すことができる装置を提供することである。この発明の
別の目的は、ウェハーを移動回収するための吸着式ヘッ
ドを切り出されるウェハーに対面させるとき、ウェハー
の直径および/または厚さの変更に適応することのでき
るウェハー製造方法および装置を提供することである。
さらにこの発明の別の目的は、使用し易く配置された各
種の作動装置を、一人のオペレータが操作できるウェハ
ー製造装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】要約すると、この発明の
装置は、中心のボア周縁に刃を有する回転式切断ブレー
ドをその面の方向に移動する切断装置と、切断ブレード
のボア内にインゴットを直交状に送入するインゴット送
り装置とを有するウェハー製造装置において、インゴッ
トの先端部から切り出されたウェハーを吸引保持するた
めのヘッドを有するチャックアセンブリと、切断ブレー
ドの一方側の静止位置と切断ブレードの他方側に位置す
るウェハー保持位置との間でヘッドをインゴットの中心
軸線を含む面内で移動させる装置とを含んで成り、さら
に詳しくは、このヘッドを移動させる装置が、本体フレ
ームに設けられ切断ブレードに平行な方向のガイドに沿
って往復移動可能な支持体と、この支持体に一対のシャ
フトを介して取付けられたスライドと、スライドをこの
シャフトに沿って所定距離往復動させる駆動機構と、該
シャフトに直角なロッドを介してスライドに回動可能に
取付けられたアームアセンブリと、アームアセンブリを
所定角度回動させるためのシリンダ機構と、アームアセ
ンブリから延出され前記チャックアセンブリをその先端
に取付けた中空アームとを有して構成できる。
【0008】支持体はモータで回転されるねじ付シャフ
トに係合していて、切断ブレードに平行な方向に移動さ
れる。スライドを前記一対のシャフトに沿って往復動さ
せる駆動機構は、この一対のシャフトに平行して設けら
れたエアシリンダと、このエアシリンダをウェハーの厚
さに応じて所要ストローク作動させるためのマイクロメ
ータ機構とを含む。従って本発明のウェハー製造装置で
は、切り出されるウェハーの厚さや直径に応じて、吸着
ヘッドをウェハー保持位置でウェハー端面に平行な方向
と直角な方向に小移動可能で、一般に薄いウェハーに対
しても吸引把持を正しく行なうことができる。
【0009】また、このような装置によって行なわれる
この発明のウェハー製造方法は、支持された柱状のイン
ゴットを移動して中心のボア周縁に刃を有する回転切断
ブレードのボア内にインゴット先端部を進入定置する工
程と、インゴットの先端部からウェハーを切り出すため
に切断ブレードをインゴットに対して横切る方向に移動
させる工程と、チャックアセンブリのヘッドを切断ブレ
ードの一方側の静止位置からボアを経て切断ブレードの
他方側のウェハー保持位置へとインゴットの中心軸線を
含む面内で移動させてウェハーと対面させる工程と、切
り出されるウェハーを対面させたヘッドに吸引して保持
する工程と、ウェハーを保持したヘッドを保持位置から
ボアを経てもとの静止位置へ戻す工程と、ヘッドからウ
ェハーを放す工程とから成ることを特徴とする。
【0010】
【作用】かくてこの発明においては、インゴットは切断
ブレードに対して直角に支持されて、ウェハーの厚さに
応じて順次推進され、ボアの周縁に刃を有する環状の切
断ブレードがインゴットを横切る方向に移動されてイン
ゴットの先端部からウェハーを切り出し、このときウェ
ハーの保持位置へ移動されたヘッドは真空によってウェ
ハーを吸着すると、直ちに反転されてもとの静止位置に
戻り、ウェハーを例えば搬出コンベア上に放出する。こ
の際、チャックアセンブリのヘッドはほぼ切断直後の位
置にある切断ブレードのボア内を通過して、インゴット
の中心軸線を含む面内で往復的にほぼ90゜回動され
る。ヘッドのこのようなほぼ90゜の回動は吸着保持位
置と放出静止位置との間でウェハーの向きを合理的に変
換する最短の経路であり、ウェハー製造装置を小形化
し、かつその作動工程を簡単にする。
【0011】さらにこの発明においては、簡潔に配置さ
れた各部材の駆動装置すなわちモータおよびエアシリン
ダを1つの制御装置によって連続的に制御することも可
能であるので、製造能力を増進できる。 この発明に関
する目的や利点は、次の図面に基づいた詳細な説明によ
ってさらに明らかになるであろう。
【0012】
【実施例】次にこの発明におけるヘッド移動装置を具体
的に示した一実施例を図面に従て説明する。図1はウ
ェハー製造装置を総合的に示してある。このウェハー製
造装置10は、インゴット送り装置11、切断ヘッド1
2、ウェハー回収装置13、移送コンベア14、制御装
置15およびテーブル16より成る。
【0013】図1において、インゴット送り装置11
は、図示例では水平方向に配置されたインゴット19の
収納箱18を有し、この収納箱18がテーブル16の片
側から斜めに突設されたブラケット17に支持されて、
切断ヘッド12と一直線上に配置されている。またイン
ゴット収納箱18には梁21に支持されたインゴット1
9を切断ヘッド12の方へ移動しかつ定置させる従来と
同じ移送装置(図示しない)が設けられている。図示し
たように、インゴット19は円柱状の結晶体20であ
り、この結晶体20が従来通り取付け梁21に沿って配
設される。例えば、結晶体20はシリコンで形成され、
取付け梁21はグラファイトで形成される。なお、結晶
体20は円柱状以外の形状であってもよい。
【0014】切断ヘッド12はおおむね従来通りの構成
で、図8に示すように回転式の切断ブレード22を有す
る。この切断ブレード22には中心にボア23が形成さ
れ、このボア23の周縁に内刃24が形成される。切断
ヘッド12には、また、結晶体20の軸線を直角に横切
る鉛直面内で切断ブレード22を昇降させる装置(図示
せず)が設けてある。図10に示したように、切断ブレ
ード22の下降によって、結晶体20からディスク状の
ウェハー25が切り出される。
【0015】図1および図8を参照すると、ウェハー回
収装置13はチャックアセンブリ26、アームアセンブ
リ34および駆動装置28を有する。このチャックアセ
ンブリ26は、結晶体20から切り出されたウェハー2
5と係合するヘッド27を有する。また、駆動装置28
は、切断ブレード22の静止位置(図示)と、切断ブレ
ードの他側の切り出された直後のウェハーを保持するた
めの保持位置(図示せず)との間で、ヘッド27を移動
させるためのものである。
【0016】図8を参照すると、ヘッド27はブロック
状に構成され、その片面には複数のノズル29が配設さ
れる。このノズル29を介して真空吸引することによっ
て、切り出したウェハーをヘッド27に保持することが
できる。例えば、ノズル20は各列それぞれ3個で3列
に配設される。
【0017】ヘッド27には、直線部31と湾曲部32
とから成るアーム30が接続され、ヘッド27は、直線
部31に対して偏心した状態で、湾曲部32に取り付け
られる。アーム30にはボアが形成され、ノズル29を
アーム30の直線部31の基端に連通する。この基端の
部分には差し込み部33が設けられ、可撓性のチューブ
と開閉弁(図示せず)を介して、適当な真空源(図示せ
ず)と連結される。図示したように、アーム30はアー
ムアセンブリ34に固定され、アームアセンブリ34
が、水平のロッド45の回りに回動可能に取り付けられ
ている。
【0018】図2、図3および図8を参照すると、アー
ムアセンブリ34は、割りを形成した取付ブロック36
を有し、アーム30はクランプボルト36´によってこ
のブロック36の横穴に固定される。取付ブロック36
は割出板37と接しており、この割出板37がねじ(図
示せず)によって、アーム回動ブロック38に取り付け
られる。取付ブロック36は、3本の位置決め用の戻り
止め付のドウェルピン36″(図3にその一つを示す)
を有し、それぞれのドウェルピン36″は半ば露出して
いて、割出板37内の3個の半径方向のスロット(図示
せず)の各一つの内部に突出し、取付ブロック36の位
置が決められる。割出板37はさらに弓形スロット39
(図2)を有し、取付ブロック36に固定されたピン4
0がこの弓形スロット内をスライドする。さらに、取付
ブロック36、割出板37およびアーム回動ブロック3
8のそれぞれに形成した直通のボア内にボルト42を通
し、このボルト42にナット43およびワッシャ44を
締着することによって、取付ブロック36が割出板37
およびアーム回動ブロック38に固定される。ボルト4
2の他端には、さらに手動アーム41が固定され、取付
ブロック36およびアーム30を手動で回動させること
ができる。すなわち、ブロック36およびアーム30
を、割出板37に対して例えば90゜回動させて、切断
ブレード22の面から離すこともできるので、保守が容
易である。この一時的の回動位置では、ドウェルピン3
6″は割出板37の面上に載る。
【0019】アーム回動ブロック38はその上端に、図
8のように割りが形成してあり、ボルト45´(図2)
によって、水平軸線35(図8)上に配設された軸受ス
リーブ38´を固定できる。従ってアーム回動ブロック
38をスライド46の従属レッグ47に挿通固定された
ロッド45を中心としてほぼ90゜回動させることがで
きる。
【0020】図2および図3を参照すると、アームアセ
ンブリ34は、アーム回動ブロック38と共に水平ロッ
ド45を介して、スライド46に回動可能に取り付けら
れている。このスライド46は左右1対の従属レッグ4
7と両方のレッグ47をつなぐ連結部48を有し、この
従属レッグ47内に水平ロッド45の両端が固定されて
いる。連結部48には、1対のボア49(図4)が水平
に形成され、それぞれのボア49内には、水平軸線5
1,51a(図2)上に配設されたシャフト50が挿通
されている。さらに、連結部48の中央部には鉛直方向
に直径の大きなボア52が形成されるが、それは後述す
るエアシリンダ73のロッド74を通すためのものであ
る。
【0021】さらにスライド46の一方の従属レッグ4
7の下部には、センサ取り付け用のブラケット53が取
り付けられている。ブラケット53には、端子板55と
共に近接スイッチ54,54´が取り付けられる。
【0022】図2および図3を参照すると、2本の水平
シャフト50の両端は、1対の直立ロッド58にそって
上下動可能に取り付けられた支持体56の上方前後の従
属部62内に固定されている。なおシャフト50の中央
部分にはスライド46が摺動可能に取り付けられてい
る。
【0023】支持体56は左右1対のレッグ57(図
2)を有し、このレッグ57は、アーム駆動装置のベー
スフレームFに設けられたガイド部材としての1対の直
立ロッド58に摺動可能に取り付けられている。さらに
支持体56は、中央部に鉛直のボア60が形成された水
平な連結部59(図7)によって左右のレッグ57が相
互に連結されている。このボア60の一部にはねじ付シ
ャフト68と螺合するためのねじ山が形成してある。
【0024】支持体56は、また、連結部59にボルト
で固定したブロック61を支持している。このブロック
61は図3に示すように水平に図示左方へ延出されると
ともに、2組の従属部62を有する。各従属部62に
は、ボア63が形成され、各組のボア63内にそれぞれ
の水平シャフト50が挿着される。さらに、ブロック6
1の中央部には細長い形状のボア61´(図3、図5)
が上下方向に形成される。このボア61´はエアシリン
ダ73のロッド74を余裕をもって通すためのものであ
る。
【0025】図2に示すように、ブラケット64がねじ
65によって一方のレッグ57の下端に固定されてい
る。このブラケット64にはマグネット66(図7)が
支持されているが、その目的については後述する。
【0026】図2および図3を参照すると、支持体56
を昇降させるために、この装置のベースフレームFにモ
ーター67が取り付けてあり、このモーター67によっ
て、支持体56の連結部59中央のねじ付ボア60内に
螺合されたねじ付シャフト68が駆動され、支持体56
はこのねじ付シャフト68の回転方向に応じて、上下動
を行なう。
【0027】水平シャフト50に摺動可能に取り付けら
れたスライド46はその両端部でブリッジ167を支持
している(図2)。このブリッジ167は支持体56上
部のブロック61を乗り越えている。また、このブリッ
ジ167には上下方向にボア167´が形成される。ブ
リッジ167の上面には、さらに、ブロック69が支持
される。このブロック69には、2本のねじ70´(図
5)によって、U字形のエアシリンダベース70が固定
される。さらに、エアシリンダベース70には回動ピン
71が水平に固着され、この回動ピン71にU字形のク
ランプブロック72が回動可能に取り付けられている。
図3に示すように、エアシリンダ73はその下部をクラ
ンプブロック72に固定され、エアシリンダベース70
に対して回動ピン71によって少し回動できるようにし
てある。このエアシリンダ73は下方へ延びたロッド7
4を有し、このロッド74はブロック69に形成したボ
ア69´、ブリッジ167に形成したボア167´、ブ
ロック61に形成したボア61´およびスライド46に
形成したボア52を通って、下端のジョイント75によ
ってアーム回動ブロック38の取付部38″に連結され
る。詳しくは図8に示すように、ジョイント75はその
ピン75´によってアーム回動ブロックの取付部38″
に係合される。この取付部38″はアーム回動ブロック
38後部に固定されているが、ピン75´との係合位置
は水平ロッド45の後方で上方に離間した位置である。
このようにしてエアシリンダ73は、アームアセンブリ
34を水平ロッド45の軸線35の回りに回動させるの
に役立つ。エアシリンダ73の上端部には、差し込み部
73´が配設され、この差し込み部73´と圧縮空気源
(図示せず)とは、エアホース73″を介して連結され
る。エアシリンダ73が作動すると、そのピストンロッ
ド74は下方へ押し下げられ、アーム回動ブロック38
が水平ロッド45を中心に90゜回動するが、このとき
エアシリンダ73は回動ピン71を中心に僅かに回動す
る。しかしそのロッド74はスライド46の余裕のある
ボア52内で移動するので、何等不都合が生じない。
【0028】図3および図5を参照すると、調節装置7
6が設けられ、これによって、支持体56の従属部62
間の1対のシャフト50に沿うスライド46の移動量を
調節することができる。この調節はウェハーの厚さに相
関してスライド46を適切に移動させるために行なうも
のである。
【0029】調節装置76はブロックフロント77を有
し、このブロックフロント77には複数のねじ79によ
ってプレート78が固定されている。ブロックフロント
77は支持体56上部に取り付けられたブロック61に
ボルト締めによって連結され、実質的には支持体56と
一体である。図3に示すように、ブロック61上端には
小さな段差部80が形成してあり、この段差部80上に
ブロックフロント77が受容される。図5および図6に
示すように、水平なエアシリンダ81はピストンロッド
82を有する。このピストンロッド82はゆるみ止めの
環状体83、ワッシャ84およびナット85によって、
ブロックフロント77の凹部に固定される。エアシリン
ダ81の本体は一端にねじ山を刻んだステムを有し、こ
のステムをブロック69のフランジ69″に通してナッ
ト86で締着することによってブロック69に固定され
る。
【0030】さらに、図5に示すように、エアシリンダ
81は管81´を介して、圧縮空気源(図示せず)に連
結されているので、作動させると、エアシリンダ81の
本体がブロックフロント77から遠ざかる方向へ動く。
同様に、エアシリンダ81の本体に固定されたブロック
69、ブリッジ167およびスライド46は、ブロック
フロント77および支持体56に対して水平に動く。こ
のときエアシリンダ73も同じだけ動くが、ピン71で
回動可能になっており、かつ連結先のアーム回動ブロッ
ク38もスライド46と共に水平動するので支障はな
い。
【0031】調節装置76は、また、ブラケットアセン
ブリ87を有する。このブラケットアセンブリ87はね
じ88によって、ブロック69に固定されると共に、エ
アシリンダ81の逆側へ直交状に延出するブラケット1
01を一端に有する。調節装置76には、さらにエアシ
リンダ81の移動量を所定長に調節するためのマイクロ
メータアセンブリ89がエアシリンダ81に平行した形
でブロックフロント77の他端部に取り付けられてい
る。
【0032】図5に示したように、マイクロメータアセ
ンブリ89はブロックフロント77の中段に固定された
U字形のブラケット90と、ブラケット90の一端に摺
動可能に取り付けられたピン91と、ピン91を囲むよ
うに連係された回転可能なスリーブ92とを有する。こ
こで、スリーブ92が回転するとピン91が調節量に対
応した直線運動を行なう。さらに、ドウェルピン93´
によってスリーブ92に係合されたシャフト93が、ブ
ロックフロント77に軸支されている。図3に示すよう
に、このシャフト93はその上に固定された小ギヤ9
4、チェーン95および上方の駆動ギヤ96を介してギ
ヤ96を固定したシャフト97によって駆動される。シ
ャフト97はブロックフロント77上部に回転可能に取
り付けられ、手動ノブ98が前端に固定されている。図
3に示すように、手動ノブ98はプレート78の外側に
位置し、シャフト97はウェハーの厚さに相関した移動
量を示すカウンタ99に連結されている。
【0033】図5に示すように、マイクロメータアセン
ブリ89のピン91はシャフト93の回転によってその
突出量を変え、かつブラケット101に固定されたスト
ッパ100に接離可能である。調節装置76の機能につ
いてはさらに後述する。
【0034】再び図2および図3を参照すると、ベース
フレームFにはチューブ102が上下方向に取り付けて
あり、このチューブ102内にアームの駆動装置に必要
な各種リード線が通される。チューブ102の上端はブ
ラケット103内に固定される。このブラケット103
は支持体56等の垂直方向の移動最大限ストッパとし
て、ベースフレームFに締着されている。チューブ10
2の下端は、同じく本体フレームFに取り付けられたホ
ルダ104(図3)内に固定される。このホルダ104
にはモータ67が取り付けられると共に、センサ用のブ
ラケット(図示せず)や移動下限ストッパとして作用す
るバンパ(図示せず)も取り付けられる。ホルダ104
には、さらに、端子105も設けられる。また、ベース
フレームFの下部にも端子106(図2)が設けられ
る。
【0035】ウェハー製造装置10には、また、各種の
従属装置が取り付けられていて、各可動部品の位置を感
知し、正確な連続(シーケンス)動作を行なわせること
ができるようにしてある。例えば図8に示すように、水
平ロッド45に軸支されたアームアセンブリ34のアー
ム回動ブロック38にはマグネット107が、そして取
付部38″にはマグネット108が設けられる。マグネ
ット107が図3に示すように、スライド下部のブラケ
ット53に設けた左側の近接スイッチ54に隣接する
と、スイッチ54は制御装置15に電気信号を送り、ア
ームアセンブリ34がヘッド27の静止位置に対応する
下方に位置することを示し、一方、マグネット108が
右側の近接スイッチ54´に隣接すると、スイッチ54
´が電気信号を送り、アームアセンブリ34が図4に示
すようにヘッド27のウェハー保持位置に対応する完全
に上へ90゜回動した位置にあることを示す。同様に、
支持体56のレッグ57に設けたマグネット66(図
7)がモーターの固定ホルダ104に取り付けた近接ス
イッチ(図示せず)に隣接すると、この近接スイッチが
信号を発して支持体56がヘッド27の静止位置に対応
する下方の位置にあることを示す。これらの信号はチャ
ックアセンブリ26の回動が適正に行なわれることを保
証する。
【0036】バンパ(図示せず)を適所に設け、可動部
材のストッパとしても使用することができる。例えば、
図2〜図4に示すように、スライド46にストップバー
109をねじ110を使って水平に固定しておき、これ
にアーム回動ブロック38の一部を当接させ、アームア
センブリ34の回動動作の上限位置を正しく規制するこ
とができる。
【0037】再び調節装置76に言及するが、ウェハー
製造装置10において、切断されたウェハー25の回収
操作を行なう場合、予めスライド46の移動量を調節装
置76によってウェハーの切断厚さに適合させる。まず
エアシリンダ81を動かして、ストッパ100をピン9
1から離隔する(図6)。次いで手動ノブ98を回し
て、スライド46の移動量を示すカウンタ99の目盛を
必要な設定値、例えば、ウェハーの厚さ 0.015インチ
( 0.038cm)と必要な隙間代 0.010インチ( 0.025cm)
との合計値に合せる。この調節によって、ヘッド27が
ウェハーに対面するときのスライドの移動量が規制さ
れ、エアシリンダ81がストッパ100をピン91と接
触するまでスライドを前進させることができる。
【0038】次に図11から図18までを参照して、ウ
ェハーの切断と回収の作用を説明する。ウェハー製造装
置10を作動させると、切断ブレード22が回転しつつ
下降して、内刃24によって結晶体20の切断を開始す
る。切断動作が進行して、切断の完了位置に近く(図1
1)なると、エアシリンダ73のロッド74がアーム回
動ブロック38の後部を押し下げるので、アーム30は
図8のウェハー25を放した静止位置から、水平ロッド
45を中心として回動し、ヘッド27が切断ブレード2
2のボア23内を通って切断ブレード22の反対側へ移
る。このときスライド46は定められた後方位置にあ
る。引続き、切断ブレード22が回転と下降とを続ける
うちに、ヘッド27は支持体56の上昇によって図12
および図13に示すように、垂直に上昇する。この上昇
直後の位置においては、ヘッド27は結晶体20から切
り出されるウェハーから軸方向に少し離間している。次
いで、ヘッド27は調節装置76によって設定された距
離だけウェハー側に動かされ、ノズル29とウェハー2
5とは適切な隙間代を置いて隣接された状態となる(図
14)。この時、リミットスイッチおよび真空路の開閉
弁(図示せず)が作動してノズル29内は負圧とされ、
ウェハー25がヘッド27に吸着される。しかし、この
時点では、結晶体20を支える取り付け梁21はまだ切
断されていない。切断ブレード22が回転を続けると、
ウェハー25は完全に切り出される。ここで、ヘッド2
7は図15に示すように、後方(図示右方)に移動して
ウェハー25を結晶体20から引き離す。それと同時
に、結晶体20は後退機構(図示せず)によって、切断
ブレード22から離れる。次に、図16および図17に
示すように、ヘッド27は垂直に降下し、ウェハー25
は切断ブレード22のボア23の面内に位置する。次
に、エアシリンダ73の作用によってアーム30がアー
ム回動ブロック38と共に逆方向に回動して、ヘッド2
7が静止位置(図18)に戻される。この位置では、ウ
ェハー25は移送コンベア14上方に位置する。ここで
アーム30内の負圧状態が解除され、ウェハー25は移
送コンベア14上にゆるやかに落下する。以後、切断ブ
レード22が上方のスタート位置に戻り、切断操作が同
じようにして繰り返される。
【0039】図1に示すように、移送コンベア14に
は、適当なカセットホルダ111が取り付けてあるの
で、この中に切り出された複数のウェハー25を次々に
重ねて、使用や運搬に供することができる。1枚のウェ
ハーが回収されると、図5に示すエアシリンダ81が作
動して、ブロック69と共にスライド46が前面のプレ
ート78から離されると共に、エアシリンダ73がその
ロッド74を延出するように作動して、アームアセンブ
リ34を図4に示す位置に回動させ、ヘッド27をほぼ
図11に示す位置に移動する。この時、エアシリンダ7
3は枢支ピン71を中心に回動できるので無理が生じな
い。次に、モーター67が動作して、支持体56を上昇
させると(図4)、ヘッド27がウェハー25の下半部
に対面する位置まで上昇される(図12、図13)。次
いで、エアシリンダ81が逆方向に作動され、ブロック
69はストッパ100がピン91に再び接触するまで移
動し、同時にスライド46は支持体56に対して、例え
ば図4に示す高さで左方へ移動する。従ってヘッド27
はすでに述べたようにウェハー25に近づく(図1
4)。この保持位置において、ヘッド27に吸引力が付
与されるので、ヘッド27のノズル29に対して、切り
出されたウェハー25が吸引保持される。例えば、直径
4インチ( 10.16cm)、厚さ 0.010ないし 0.015インチ
( 0.025ないし 0.038cm)のウェハー25であれば、5
ないし10ポンド(2.27ないし4.54Kg)の吸引力をその
垂直面に対し横方向に加えることによって、ヘッド27
にこのウェハー25を保持できる。こうして、ウェハー
25はその端面から前に述べた適当な間隔、例えば 0.0
10インチ( 0.025cm)、の隙間代を保ったヘッド27へ
と移される。次いで、このヘッドに対して逆順に動作が
行なわれ、ウェハー25は切断ブレード22のボア23
を通って、図18に示す静止位置へと移される。
【0040】ここでヘッド内の負圧が解除され、結晶体
20から切り出されたウェハー25は次の工程に送るた
めの移送コンベア14に載せられる。切り出されたウェ
ハーを保持したヘッド27が切断ブレードのボア23を
通過すると、この切断ブレード22は次の切断工程に戻
ることができる。ウェハーとヘッドが切断ブレードのボ
アを通過する時間は比較的短いので、切断ブレード22
は迅速に上方の始動位置へ戻される。
【0041】なお、このウェハー製造装置においては、
ウェハーを切断する代りに、支持体56をゆっくり鉛直
に動かすことによって、予め切断ブレード22の進路ま
で推進させたヘッド27のノズル29先端部を切り揃え
ることができる。このとき、アームアセンブリ34は回
動されてヘッドをほぼ保持位置へ移動させており、調節
装置76のカウンタ99は零位置に予め設定されてい
る。このようにノズル29の先端部を切り揃えることに
よって、すべてのノズル端面とウェハーの面を完全に平
行にすることができ、ウェハーの保持を確実としかつウ
ェハーを傷付けることがない。
【0042】図1を参照すると、制御装置15は各種の
制御部材や、プログラム装置を有する。このプログラム
装置によって、支持体56を上下に往復運動させるため
のモーター67、スライド46をほぼ水平に往復運動さ
せるためのエアシリンダ81およびアームアセンブリ3
4を回動させるためのエアシリンダ73の動作をプログ
ラムすることができる。この制御装置およびプログラム
装置は基本的に公知技術によるものであるので、その説
明は省略する。さらに、この装置の各種部材には、可撓
性のバンパを設けて、動作部材を定位置で止めるための
ストッパとして使用することもできる。なお、実施例に
記載された各部材の方向はこれに限定されるものではな
い。
【0043】
【発明の効果】本発明においては、ヘッドの静止位置と
ウェハー保持位置との間の回動角度がほぼ90°と小さ
く、しかもその移動経路が切断ブレードに直交配置され
たインゴットの軸線を含む面内にあるので、装置を比較
的小さい範囲にまとめることができる。またヘッドはこ
の回動のほかに保持位置において切り出されたウェハー
の対面に対して平行方向および直角方向に直線的な小移
動をすることができ、ウェハーの厚さや直径の変更され
たときにも適正位置へ容易に追随させることが可能とな
る。またヘッドにはノズルがあり、常時、ウェハーの移
動中の傷付きを有効に防止する。さらに本発明の装置で
はヘッドの回動と上記直線的小移動とが2系統のエアシ
リンダと1系統のねじ軸回転モータによって駆動される
ので、通常のプログラム装置を併用することによって一
連的制御運転を容易に実施することができるなど多くの
特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のウェハー製造装置の斜視図
【図2】この発明のウェハー製造装置の一部の正面図
【図3】静止位置における図2の側面図
【図4】アームアセンブリを静止位置から回動させ、ス
ライドを後方に移動させ、かつ支持体を上方に移動させ
て示した図3の類似図
【図5】図2の5−5線断面図、
【図6】保持位置から離間した位置を示す図5の類似図
【図7】図2の7−7線断面図
【図8】この発明におけるウェハーのチャックアセンブ
リ回収装置の一部の斜視図
【図9】図8の9−9線断面図
【図10】切断工程の終了時点付近における切断ブレー
ドの位置を示す第9図の類似図
【図11】静止位置から回動させ後方にスライドさせた
チャックアセンブリのヘッドの部分斜視図
【図12】結晶体と面する位置まで上昇したヘッドの部
分斜視図
【図13】図12の位置におけるヘッドの側面図
【図14】ウェハー保持位置においてウェハーから僅か
に離間したヘッドの側面図
【図15】切り出されたウェハーを吸着した後、保持位
置から後方へ少し移動されたヘッドの側面図
【図16】下降される支持体と共に下降するヘッドを示
す側面図
【図17】吸着されたウェハーが切断ブレードのボアに
面する位置におけるチャックアセンブリのヘッドの部分
斜視図
【図18】吸着したウェハーを静止位置に移動させた場
合のチャックアセンブリのヘッドの部分斜視図
【符号の説明】
19 インゴット 22 切断ブレード 23 ボア 24 刃 25 ウェハー 26 チャックアセンブリ 27 ヘッド 29 ノズル 30 アーム 31 直線部 32 湾曲部 34 アームアセンブリ 45 ロッド(回動中心軸) 46 スライド 50 シャフト 56 支持体 58 ガイドロッド 67 モーター 68 ねじ付シャフト 73 エアシリンダ(回動用) 81 エアシリンダ(直線動用)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インゴットからウェハーを切り出して回
    収するウェハー製造方法であって、インゴットを移動し
    て中心のボア周縁に刃を有する回転切断ブレードのボア
    内にインゴット先端部を進入定置する工程と、インゴッ
    トの先端部からウェハーを切り出すために回転切断ブレ
    ードとインゴットの一方を他方に対して横切る方向に移
    動させる工程と、チャックアセンブリのヘッドを切断ブ
    レードの一方側の位置からボアを経て切断ブレードの他
    方側のウェハー保持位置へとインゴットの中心軸線を含
    む面内で移動させてウェハーと対面させる工程と、切り
    出されるウェハーを対面させたヘッドに吸引して保持す
    る工程と、ウェハーを保持したヘッドを保持位置からボ
    アを経てもとのブレードの一方側の位置へ戻す工程と、
    ヘッドからウェハーを放す工程とから成ることを特徴と
    するウェハー製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ブレードの一方側の位置とウェハー
    保持位置の間のヘッドの移動がほぼ90°の範囲にわた
    る回動を含んで行なわれる請求項1記載のウェハー製造
    方法。
  3. 【請求項3】 前記ヘッドをウェハーと対面させる工程
    において、インゴットの先端面に向かうヘッドの移動
    は、同端面に沿う平行方向の移動と同端面に直角な方向
    の移動とを含み、平行方向の移動によってインゴットの
    直径の変更に適応し、直角方向の移動によってウェハー
    の厚さの変更に適応可能であることを特徴とする請求項
    1記載のウェハー製造方法。
  4. 【請求項4】 中心のボア周縁に刃のある回転式切断ブ
    レードを有する切断装置と、切断ブレードのボア内にイ
    ンゴットを直交状に送入するインゴット送り装置とを
    し、インゴットとブレードとの横切り方向の相対動の間
    に、インゴットからウェハーを切り出すウェハー製造装
    であって、前記ブレードによってインゴットの先端部
    から切り出されたウェハーを吸引保持するための多数の
    突出ノズルを含むヘッドを有するチャックアセンブリ
    と、切断ブレードの一方側の位置と切断ブレードの他方
    側に位置するウェハー保持位置との間で、切り出された
    一枚のウェハーを保持したノズルをもつヘッドをインゴ
    ットの中心軸線を含む面内で移動させる装置とを含んで
    成り、このヘッド移動装置がインゴットの中心軸線 に平
    行な進路内での移動のためにブレードのインゴットとは
    逆側に設けたスライドガイドと、このスライドガイドに
    回動可能に取付けられかつブレードのボアを通ってヘッ
    ドを移動させるためヘッドに固着されたアームアセンブ
    リとを含んでいることを特徴とするウェハー製造装置。
  5. 【請求項5】 前記ヘッドが切断ブレードの一方側の位
    置と他方側のウェハー保持位置との間でチャックアセン
    ブリと共に回動される所定角度がほぼ90°とされてい
    る請求項4記載のウェハー製造装置。
  6. 【請求項6】 前記切断ブレードと前記インゴットとは
    直交状態に配置されていて、前記チャックアセンブリが
    ヘッドの吸着保持面に関してほぼ90°の範囲で回動可
    能で、ヘッドをほぼ切断を終えた位置にある切断ブレー
    ドのボアを通じて移動させる構成の請求項記載のウェ
    ハー製造装置。
  7. 【請求項7】 前記ヘッドはその片面に複数のノズルを
    有し、これらのノズルが前記チャックアセンブリに接続
    された中空アームの内腔を通じかつバルブを介して真空
    源に連通されている請求項4記載のウェハー製造装置。
  8. 【請求項8】 中心のボア周縁に刃のある回転式切断ブ
    レードを有する切断装置と、切断ブレードのボア内にイ
    ンゴットを直交状に送入するインゴット送り装置とを有
    し、インゴットとブレードとの間の横切り方向の相対動
    の間に、インゴットからウェハーを切り出すウェハー製
    造装置であって、前記ブレードによってインゴットの先
    端部から切り出されたウェハーを吸引保持するための
    数の突出ノズルを含むヘッドを有するチャックアセンブ
    リと、切断ブレードの一方側の位置と切断ブレードの他
    方側に位置するウェハー保持位置との間で、切り出され
    た一枚のウェハーを保持したノズルをもつヘッドをイン
    ゴットの中心軸線を含む面内で移動させる装置とを含ん
    で成り、このヘッド移動装置が、ベースフレーム(F)
    に設けられた直立ロッド(58)に沿って往復動する支
    持体(56)と、支持体(56)に水平のスライドシャ
    フト(50)を介して取り付けられたスライド(46)
    と、スライド(46)を所定のストローク水平方向に往
    復動させる装置(76)と、スライドシャフト(50)
    に対して直角方向に設けられた水平ロッド(45)を介
    してスライド(46)に回動可能に取り付けられたアー
    ムアセンブリ(34)と、アームアセンブリ(34)を
    予め定められた角度、回動さ せる作動手段(73)と、
    アームアセンブリ(34)から延出され、その前端に前
    記チャックアセンブリ(26)を有する中空アーム(3
    0)とより成ることを特徴とするウェハー製造装置。
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