JPH04234607A - ウェーハを薄切りして研削する機械及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウェーハを薄切りして研
削する機械、以下ウェーハ薄切り研削機械と呼ぶ、並び
にウェーハを薄切りして研削する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】これま
で、ウェーハ、例えばインゴット、例えばシリコンの円
筒形インゴット、からシリコンウェーハ、を薄く切り取
る、即ちスライスする、ため様々のタイプの機械が既に
知られている。例えば、米国特許第４４２０９０９号は
、ウェーハが内径のこ刃を使用してインゴットから切断
され得るウェーハ形成システムを開示する。

【０００３】インゴットからのウェーハの薄切り、即ち
スライシング、は必ずしも平坦且つ平行する前面と後面
とを有するウェーハを生じないから、例えば半導体チッ
プへのウェーハのさらなる処理のために平坦面を得るた
め一方または両方の面を研削することも知られている。 この目的のため、ウェーハの少なくとも一方の面が平坦
であるようにウェーハのスライシングに先立ってまたは
それと同時にインゴット面を研削するため様々の提案が
為されている。例えば、公開された日本特許願第６１−
１０６２０７号は、ウェーハが一方の側面を研削されつ
つある間に同時にインゴットからスライスされるように
インゴットが回転切刃と回転砥石とに関して運動させら
れたシステムを開示する。一代替実施例において、イン
ゴットはのこ刃によって切断されそして、その後で、独
立して取付けられた砥石によって露出面が研削される。 米国特許第４８５２３０４号には同様のシステムであっ
てインゴット面がのこ刃内に配置される砥石車によって
研削されるものが開示される。ドイツ特許願公開公報３
６　　１３　　１３２は、ウェーハがのこ刃によってス
ライスされた後、のこ刃の開口を通じて突出する砥石車
によってインゴットの前面が研削されるシステムを開示
する。しかし、これらタイプのシステムにおいては、薄
切り研削機械内でウェーハの前面のみが研削されるに過
ぎない。

【０００４】ウェーハの後面上に平坦な表面を得るため
に、薄切り研削機械からウェーハを移転しそして別の機
械でまたは他の現場で後面を研削することは知られてい
る。例えば、欧州特許願０　　２２１　　４５４には、
細長い切断素材の端面が平坦面を形成するように最初に
処理されそしてその後で切断されるウェーハ製造方法が
開示される。次ぎに、スライスの切断面は最初の平坦面
を基準面として使用して第２の平坦面を形成するように
処理される。切断面を処理する方式の説明において、例
えばスライスを真空チャック上に取付けることと、切断
面を直径工具によって平坦面に処理することとによる切
断面の研磨、研削または切削について言及が為される。 しかし、そのような処理は、説明されるように、処理ラ
インを構成するために平面切削機械と直列に配置される
平面研削または平面研磨機械を必要とする。そのような
処理ラインは独立した薄切り研削作業を遂行するために
比較的高価な装備の使用を必要とするのみならず、薄切
りされたウェーハを処理ラインにおいて一機械から他機
械へ注意深く移動する必要がある。

【０００５】現在、面研削／スライス作業間のウェーハ
厚さ変動は、砥石車の摩耗と、のこ刃の摩耗との総合に
よって生じる。このことは操作者自身が修正することを
困難にし、または、機械が確認して自動的に修正するこ
とを困難にする。

【０００６】従って、ウェーハの薄切り及び研削のコス
トを削減することが本発明の一目的である。

【０００７】二つの研削された面を有するウェーハを提
供し得るコンパクトな薄切り研削機械を提供することが
本発明の他の一目的である。

【０００８】単一の機械におけるウェーハの反対両側面
の薄切り及び研削のための比較的簡単な技術を提供する
ことが本発明の他の一目的である。

【０００９】平坦な表面を有するウェーハを提供するた
め運転間機械の薄切り及び研削作業を調整することを可
能にすることが本発明の他の一目的である。

【００１０】ウェーハ薄切り研削機械において迅速に調
整を行い得ることが本発明の他の一目的である。

【００１１】両側面の研削後にウェーハの厚さの変動を
探知し、該変動に対応してそれを自動的に修正すること
を可能にすることが本発明の他の一目的である。

【００１２】簡潔に言えば、本発明はウェーハがその両
側面において平坦に研削され得る薄切り研削機械並びに
方法を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のウェーハ薄切り
研削機械は、インゴットを薄切り位置、例えば水平軸線
上または垂直軸線上、に位置決めするためのインゴット
保持手段、薄切り位置においてインゴットの面からウェ
ーハを薄く切り取るためののこ刃組立体及びインゴット
から薄切りされたウェーハを保持ステーションへ移動す
るためのピックオフ手段を含む在来の構造をもって組立
てられ得る。

【００１４】本発明に従って、ウェーハ薄切り研削機械
は、ウェーハをその一方の面をインゴットの面と共通の
平面に位置させて保持するための保持チャックと、前記
共通の平面に位置するウェーハの面とインゴットの面と
を同時に研削するための研削段（ステージ）とを設けら
れる。

【００１５】さらに、本機械は保持段（ステージ）とし
て働きそして保持ステーションと保持チャックと隣接す
る転送位置との間を運動してウェーハをピックオフ手段
から保持チャックへ転送し以て研削段によるウェーハの
第２の面の爾後の研削を可能にする転送チャックを設け
られる。転送チャックは、また、転送位置と荷降ろしス
テーションとの間を運動して研削済みのウェーハを保持
チャックから、研削済みのウェーハをそれから荷降ろし
するための荷降ろしステーションへ転送し得る。

【００１６】前記のこ刃組立体は中心開口を有する内径
のこ刃によって構成され、一方、前記ピックオフ手段は
薄切りされたウェーハをインゴットから保持ステーショ
ンへ移動するために前記開口を通って運動し得る。

【００１７】さらに本発明に従って、研削された対立す
る２面を有するウェーハを転送チャックから受取るため
のコンベヤが荷降ろしステーションに設置される。ウェ
ーハ厚さ測定ステーションがコンベヤの経路に配置され
てそこにおいてウェーハの厚さを測定する。この場合、
ウェーハの厚さに対応するデータを受取るために制御手
段がウェーハ厚さ測定ステーションに接続される。制御
手段はさらに例えば保持チャックに接続され以て後続ウ
ェーハを同伴する保持チャックの運動を調整しそれによ
り後続ウェーハの厚さを調整する。

【００１８】さらに、研削位置に関して保持チャックの
予決定本拠位置を示すため整合手段が保持チャックの運
動経路に設置される。さらに、この整合手段は、制御手
段が保持チャックをプログラム化された方式で研削位置
へ割出すことを可能にするために、保持チャックが本拠
位置内に移動することを示す信号をそれに送るように制
御手段にも結合される。

【００１９】本発明の方法に従って、本ウェーハ薄切り
研削機械の単一サイクル間、ウェーハはインゴットに隣
接する研削位置にウェーハの面とインゴットの面とが一
共通平面に配置されて確保される。次ぎに、研削段（ス
テージ）がウェーハの面とインゴットの面とを同時的に
横切って移動される。研削段が研削を完了したとき、次
ぎのウェーハのためのインゴットの薄切りが始まる。そ
こで、両面研削されたウェーハが転送チャックによって
保持チャックから移転されそして荷降ろしステーション
へ転送される。

【００２０】ウェーハが荷降ろしされた後、転送チャッ
クはインゴットから既に薄切りされたウェーハがピック
オフ手段によって保持されている保持位置へ移動される
。このウェーハは次いで転送チャックへ移転されそして
、それにより、保持チャックへ移転される。これに関連
して、既に薄切りされたウェーハはピックオフ手段から
保持チャックへ移転されるとき、前から後へ回転される
。即ち、ウェーハの研削された前面は今は保持チャック
に接して位置されており、従って研削されていない後面
はウェーハの第２の面の研削のため研削段へ移動される
。

【００２１】次いで、次ぎにウェーハがインゴットから
切り取られ、そしてピックオフ手段によって搬出されて
保持ステーションにおいて待機保持され、かくして機械
サイクルが完成される。

【００２２】本発明の以上及びその他の目的及び利点は
、添付図面を参照しつつ以下提供される詳細な説明から
いっそう明らかになるであろう。

【００２３】

【実施例】図１を参照すると、本発明のウェーハ薄切り
研削機械は、薄切り即ちスライシング位置、例えば水平
軸線上、にインゴット１１を位置決めするための在来構
造のインゴット保持箱１０を有する。さらに、前記機械
はスライシング位置に位置決めされたインゴット１１か
ら機械サイクルの一段階間にウェーハ１４を薄く切り取
る、以下“スライスする”と言う、ための内径のこ刃１
３を有する在来構造ののこ刃組立体１２を使用する。さ
らに、前記機械は、例えば、ヨーロッパ特許願第９０　
　３０１　　５０２．２号（１９９０年２月１３日出願
）及び米国特許願第０７／５２５４６６号（１９９０年
５月１８日出願）に開示されるごとき、在来構造の研削
段１５を有する。研削段１５は機械サイクルの第２段階
間にスライシング位置に位置決めされたインゴット１１
の面を研削するため前記のこ刃１３と同軸に配置された
砥石車１６を有する。

【００２４】運転間、のこ刃組立体１２はインゴット１
１からウェーハ１４をスライスするために機械サイクル
の一段階間にインゴット１１に関して下方へ運動する。 機械サイクルの第２の段階間、のこ刃組立体１２は上方
へ運動し、この間、研削段１５がインゴット１１の前面
の研削を行う。本機械のために、砥石車１６はそれが研
削のため整合されたときインゴット１１の方向に前記の
こ刃１３の向こうに０．２５４０ｍｍ（０．０１０″）
−２．５４０ｍｍ（０．１００″）突出することを保証
するように前記のこ刃１３に関して独立して調整され得
る。 また、砥石車１６は研削面の回転ふれまたは動揺を無く
することを保証するように調整されるであろう。

【００２５】図１に示されるように、本機械はまたイン
ゴット１１からスライスされたウェーハを前記のこ刃１
３の開口１８を通じて図１に実線を以て示される保持ス
テーションへ移動するための在来構造のピックオフ手段
１７を有する。図示されるように、ピックオフ手段１７
は水平軸線上に配置された心棒２１を中心として枢動す
るピボット腕２０に取付けられた吸込ヘッド１９を有す
る。図示されるように、吸込ヘッド１９は図１に実線で
示される保持位置から前記のこ刃１３の開口１８を通っ
て枢動可能でありそしてインゴット１１からスライスさ
れているウェーハ１４に対面する点線で示されるピック
オフ位置まで上方へ運動可能である。

【００２６】前記ピックオフ手段１７は米国特許第４４
２０９０９号に説明される様式に組立てられ、従ってさ
らに詳しくは説明されない。

【００２７】図１及び図６を参照すると、本機械はイン
ゴット１１からスライスされたウェーハ１４の後面の研
削を行うため保持チャック２２及び転送チャック２３と
を有する。簡潔に述べると、保持チャック２２は、イン
ゴット１１かスライスされた第２のウェーハ１４がピッ
クオフ手段１７によって保持ステーション内に移動され
た後、作動される。この時点において、保持チャック２
２は既にスライスされたウェーハ１４’　と共に図１に
点線で示されるごとき研削段１５に面する研削ステーシ
ョン内に移動される。この時点において、ウェーハ１４
’　の未研削面はインゴット１１の現未研削面と同じ平
面において整合される。その後、研削段１５が機械サイ
クルの第２段階間、即ち前記のこ刃組立体１２の上向運
動間、同時的様式でインゴット１１の面のみならずウェ
ーハ１４’の面をも研削するように配列される。前記イ
ンゴット１１とウェーハ１４’は同時的に調和して研削
される。換言すると、インゴット１１は砥石車１６の隆
起した切削リムの外縁によって研削され、一方、ウェー
ハ１４’　は砥石車１６の隆起した切削リムの内縁によ
って研削される。

【００２８】研削作業が完了された後、のこ刃組立体１
２はインゴット１１から次ぎのウェーハをスライスする
ように次ぎの機械サイクルの初段階間に下方へ運動し始
める。これと同時に、保持チャック２２は引込（転送）
本拠位置へ引込みそして転送チャック２３は現在完全に
研削されたウェーハ１４を保持チャック２２からインゴ
ット保持箱１０の後端に隣在する荷降しステーションへ
転送するように運動させられる。ウェーハ１４’　の荷
降し後、転送チャック２３はピックオフ手段１７の吸込
ヘッド１９の下方の保持ステーションへそこにおいてウ
ェーハ１４を受取ってそれを保持チャック２２へ転送す
るべく移動する。このようにして既に一方の面を研削さ
れそしてスライスされたウェーハ１４が研削段１５に関
して前から後へ回転され従ってウェーハの後面は今や研
削され得る。

【００２９】次ぎのスライスされたウェーハがピックオ
フ手段１７によって保持ステーション内へ移動された後
、保持チャック２２はそれに保持されたウェーハ１４と
共に研削位置内へ、次ぎのサイクルを開始するために移
動する。

【００３０】図１及び図２を参照すると、実線で示され
る引込転送位置と図１において点線で示される研削位置
との間において保持チャック２２を支持しそして運動さ
せるための手段としてのチャック組立体２４が設けられ
る。このチャック組立体２４は概ねＵ形の主たる支持ブ
ラケット２５、前記支持ブラケット２５上に支持された
往復台道２６、前記往復台道２６上に摺動自在に据付け
られた往復台ブロック２７及び前記往復台ブロック２７
上に据付けられた補助ブラケット２８を有する。

【００３１】支持ブラケット２５は１対の下垂する側壁
２９であってそのおのおのが一連のボルト３０（図２参
照）によって棒３１に固定されるものを有し、前記棒３
１はボルト３２によって本機械のベース３３に固定され
る。支持ブラケット２５はまた直立する側壁２９を横切
って位置されてそれらに固定されるベース板３６を有す
る。前記ベース板３６は往復台道２６を支持する。

【００３２】図２に示されるように、往復台道２６はベ
ース板３６にボルト結合されそして１対の直立する肩部
３７を設けられ、これら肩部３７の間に凹所３８が画成
される。肩部３７はおのおの１対の滑り軸受３９、例え
ば日本トンプソン社から提供される直線ころコンベヤＨ
シリーズ軸受、を支持する。各滑り軸受３９は例えばボ
ルト（図示せず）などによって往復台道２６の肩部３７
に固定される軌道レール４０、前記軌道レール４０上に
摺動自在に据付けられた２個のスライダ４１、及び各ス
ライダ４１と軌道レール４０との間に配置されてそれら
の間の摺動を助ける予荷重をかけられたころ軸受（図示
せず）を含む。各スライダ４１はまた往復台ブロック２
７の下面にボルト結合される。このようにして、往復台
ブロック２７は往復台道２６に沿って長手方向に摺動し
得る。

【００３３】図１に示されるように、往復台ブロック２
７は片持ち式に補助ブラケット２８を担持する。示され
るように、補助ブラケット２８は保持チャック２２を受
けるように寸法を付与された円形の端板４２を自由端に
有する。

【００３４】図７を参照すると、保持チャック２２は周
縁に配置された複数のボルト（図示せず）によって板４
２に固定されそして真空チャック４３と、エキステンシ
ョン４１の端板４２上に真空チャック４３を取付けるた
めのアダプタ４４とを有する。

【００３５】真空チャック４３は多孔セラミック円板４
７を受容する凹所４６を片側に有するむくセラミックホ
ルダ４５から構成される。さらに、前記むくセラミック
ホルダ４５は好適な孔４９を通じて相互接続される同心
環状溝４８を各側に設けられる。多孔セラミック円板４
７は前記むくセラミックホルダ４５の凹所４６内に任意
の好適なボンド接着手段によって確保される。真空チャ
ック４３も好適なボンド接着手段によつてアタプタ４４
に確保される。

【００３６】アダプタ４４は真空チャック４３を受容す
るための凹所５１を前面に設けられ、さらに真空チャッ
ク４３の背面の同心環状溝４８と連通するように１対の
交差する溝５２（それらの単に一つが示される）を設け
られる。さらに、アダプタ４４は前面の交差する溝５２
と連通するようにアダプタ４４を通過する孔５３を設け
られそして補助ブラケット２８の円筒形の端板４２に孔
５４を設けられる。溝５４を介して吸込管を通じて吸込
力を供給することによって、真空が真空チャック４３の
面に発生されてその上にウェーハ１４を確保する。

【００３７】図１を参照すると、往復台ブロック２７を
往復台道２６の長手方向に運動させるための手段が設け
られる。この目的のため、１対の軸受ブロック５５，５
６が往復台道２６の対立端に例えばボルト（図示せず）
によって固定されそしてねじ切りされた親ねじ５７が各
軸受ブロック５５，５６の端に回転可能に取り付けられ
ている。さらに、１対の予荷重をかけられたスラスト軸
受５８が親ねじ５７の端部を受容するために図１に見ら
れるごとく往復台道２６の左端において軸受ブロック５
５内に設置される。さらに、取付ブロック５９が取付板
６０とともに軸受ブロック５５に固定され、取付板６０
上にステッパモータ６１が固定される。ステッパモータ
６１はカップリング６３を介して親ねじ５７の端部と連
結するため取付板６０の開口を通過する駆動軸６２を有
する。また、好適なリングクランプ６４がスラスト軸受
５８を軸受ブロック５５内に保持するために親ねじ５７
の周囲に設置される。

【００３８】図２を参照すると、ねじを切られたナツト
６５がナットクランプブロック６５’　を介して固定さ
れ、ナットクランプブロック６５’　はまた往復台ブロ
ック２７の下側に対する往復台ブロック２７の後滑り軸
受対整合ブロックとして機能して往復台道２６の凹所３
８内に突出しそして既知の態様で親ねじ５７の周囲にね
じ係合する。この関連において、親ねじ５７の回転は往
復台ブロック２７を往復台道２６の長手方向に運動させ
る。図２に示されるごとく、ナット６５とナットクラン
プブロック６５’　は滑り軸受３９の間に配置されてい
る。

【００３９】図１を参照すると、ブロック６６が往復台
ブロック２７の下側に設けられ、それにより、前滑り軸
受対整合に対し準備する。

【００４０】図１を参照すると、ベローズシール６７が
各軸受ブロック５５，５６と往復台ブロック２７との間
に、親ねじ５７及び往復台滑り軸受環境を塵埃及び破片
から密閉するために、配置される。各ベローズシール６
７は往復台道２６に関し長手方向に延伸するように在来
の様式で構成される。この目的のため、各ベローズシー
ル６７は延伸可能のベローズ部材６８と、ベローズ部材
６８を軸受ブロック５５，５６及び往復台ブロック２７
に結合するため対向端に位置する取付板６９とから形成
される。

【００４１】図１及び図３を参照すると、転送チャック
２３は前面に同心溝（図示せず）を有するプラスチック
の円形の円板の形式にされる。さらに、半径方向の溝（
図示せず）が前記同心溝と接続して中心穴に延びる。 中心穴は軸方向に内孔に延び、内孔は真空源と接続して
いる。転送チャック２３は圧力下で若干の軸方向運動を
許すようにピボット腕７０に可撓に取付けられる。これ
はウェーハ転送間転送チャックと保持チャック２２が一
緒に運動するときウェーハに過度に力が及ぼされるのを
防止する。図示されるように、ピボット腕７０はステッ
プモータ７２’　（図２参照）と調和歯車減速手段７２
’’とを介して水平軸線７２を中心として回転するため
ブラケット７１に枢動可能に取付けられている。好適な
吸込管路（図示せず）が保持チャック２２と連通してい
てウェーハ１４をそれに保持するのに十分な吸込力を生
じさせ得る。図１に示されるように、保持チャック２２
はピックアップ手段１７上のウェーハ１４の保持ステー
ション下方の水平位置と点線で示される垂直位置との間
で枢動する。図４に示されるように、保持チャック２２
は荷降ろしステーションにおいて逆さま水平位置にも枢
動され得る。

【００４２】ブラケット７１は直立案内溝部材７３に据
付けられ、前記直立案内溝部材７３はベースにおいて本
機械の長手方向に運動するように案内溝７４に摺動自在
に据付けられる。図１に示されるように、ねじを切られ
た親ねじ７５が案内溝７４内に長手方向に配置されてお
り、一方、ねじを切られたナット７６が直立案内溝部材
７３のベースに結合されそして親ねじ７５にねじ係合さ
れる。例えばステップモータ７７による親ねじ７５の回
転に伴って、垂直部材即ち直立案内溝部材７３は本機械
の長手方向に運動し得る。

【００４３】図３を参照すると、案内溝７４は案内溝７
４及び、従って、転送チャック２３をインゴット保持箱
１０の軸線及び保持チャック２２に関して横方向に運動
させる手段に結合されている。この手段は往復運動する
案内された部材７９であって案内溝７４に結合されそし
て本機械のベース３３に据付けられた案内溝８０に沿っ
て案内されるものを有する。往復運動する部材７９は案
内溝８０内に位置されるモータ８０’’’　によって駆
動される親ねじ８０’’にねじ係合されるナット８０’
　に固定される。かくして、図３に示される実線位置か
ら点線位置への案内溝７４の運動は、転送チャック２３
をピックオフ手段１７の保持位置から横方向へ運動させ
るとともに保持チャック２２から離れさせる。この運動
は転送チャック２３が例えば９０°の角度に亙って保持
ステーションから上方へ枢動することを許し、それによ
りそのウェーハ１４をピックオフ手段１７を通り越す位
置へ移転させ得る。親ねじ７５の回転（図１参照）は垂
直に位置されたウェーハ１４が、案内溝７４が図３の実
線に示される引込位置に引っ込められた後、保持チャッ
ク２２と係合させられることを許す。代替的に、案内溝
７４が図３に示される延長された点線位置に保持される
場合、親ねじ７５（図１参照）は転送チャック２３及び
直立案内溝部材７３を本機械の荷降ろし位置へ移動させ
るように回転され得る。

【００４４】図１及び図５を参照すると、直立案内溝部
材７３はまた内部に配置された垂直の親ねじ８１と、ナ
ット８２とを設けられる。ナット８２は例えばステップ
モータ８２’　を介する親ねじ８１の回転に反応してブ
ラケット７１を運動させるようにブラケット７１に結合
される。

【００４５】図３及び図５を参照すると、コンベヤ８３
が転送チャック２３からウェーハ１４を受取るために本
機械の荷降ろしステーションに配置される。図示される
ように、コンベヤ８３は対向端に位置されるプーリ８５
を回って配置される１対の平行無端ベルト８４から構成
される。さらに図示されるように、転送チャック２３が
荷降ろしステーション内に進入するとき、転送チャック
２３はコンベヤ８３の右端部の真上に配置される。転送
チャック２３からの吸引力の解除と同時に、ウェーハ１
４はコンベヤベルト８４上に配置されそしてそれととも
に２個のステーション８６，８７の一つに移動され、そ
こにおいてウェーハは既知のウェーハ荷積エレベータ８
８，８９上な積込むために移転され得る。

【００４６】図５を参照すると、ウェーハ厚さ測定ステ
ーション９０がウェーハ１４の厚さをそこにおいて測定
するためコンベヤ８３の進路に配置される。ウェーハ厚
さ測定ステーション９０は既知の厚み計、例えばウェー
ハの厚さを測定するため米国ニュージャージー州ペンソ
ーケンのシャビッツ・エンジニアリング社によって提供
されるエアフォロワー空気サーボ機構、を使用する。

【００４７】また、中央コンピュータ（図３参照）の形
式にされた制御手段９１がウェーハ厚さ測定ステーショ
ンにおけるウェーハの厚さに関するデータをそこから受
取るためにそれに結合されている。制御手段９１はまた
ウェーハの厚さを調整するために爾後処理されるウェー
ハの研削を調整するために保持チャック２２を運動させ
るためモータ６１に結合される。生産間、厚みゲージか
らのデータは恐らくより厚いウェーハへの統計的傾向を
期待するであろう。このことは砥石車１６が摩耗してい
ることを本機械に教える。この傾向が確認されたならば
、本機械は保持チャック２２を自動的に砥石車１６の僅
かにより近くに移動するように信号を通じて調整する。 のこ刃が摩耗するにつれて、第２の研削の上流のウェー
ハは自動的により厚くなる。これについて本機械は、第
２の側を研削することなしにウェーハを進行させる（ま
たはそれを手動的に行う）ことによって定期的に点検す
るようにプログラム化され得る。砥石車と刃摩耗とを自
動的に見分ける能力は本機械の重要な特色である。勿論
、１個または複数個のウェーハが厚さに関する最高仕様
を正または負超過する場合は、機械は自動的に欠陥モー
ドに移行する。

【００４８】研削段１５、またはより明確に言えば砥石
車１６、は常に固定整合位置（即ち、３点三脚ストップ
）に移動する。

【００４９】図８を参照すると、研削位置に相対する保
持チャック２２の予決定本拠位置を示すため整合手段９
２が保持チャック２２の運動通路に設けられる。この整
合手段９２は、制御手段９１が図９に示される研削位置
にプログラム化された様式で保持チャック２２を割出す
または別な方法でそれを運動させることを可能にするた
め、本拠位置、即ち図８に示される点線位置、へ運動す
る保持チャック２２を示す信号を制御手段９１へ送るた
めに、制御手段９１に接続されている。

【００５０】図８及び図１０を参照すると、前記整合手
段９２は直立する肩部３７の間の凹所内において往復台
道２６に取付けられている。図示されるように、整合手
段９２は往復台ブロック２７の下側に固定された滑り軸
受３９の軸受スライダ４１の一つの通路に配置される。

【００５１】整合手段９２は示された軸受スライダ４１
の通路に位置されそして取付板９４にボルト留めされた
直立する当接ブロック９３を有する。取付板９４は凹所
３８内で往復台道２６に例えばボルト９７によって結合
された取付板９６に直線滑り軸受９５を介して取付けら
れる。図示されるように、直線滑り軸受９５は例えばボ
ルト９９によって取付板９４に結合された上レース９８
を有し、一方、下レース１００は例えばボルト１０１に
よって取付板９６に結合される。さらに、複数の転がり
要素１０２が上レース９８と下レース１００との間に配
置される。

【００５２】当接ねじ１０３が保持チャック２２の往復
台ブロック２７に結合された軸受スライダ４１と当接す
るため当接ブロック９３内に螺通されている。この当接
ねじ１０３は往復台ブロック２７が運動して当接ねじ１
０３と当接する点を調整し、かくして保持チャック２２
の“本拠”位置を調整するように調整され得る。

【００５３】第２の当接ブロック１０４が当接ブロック
９３から反対の端において取付板９４から下垂する態様
で例えばボルト（図示せず）によって同様に固定される
。この第２の当接ブロック１０４は例えばビーダー・ル
ート７４８５２０−００７番整合スイッチのごときリミ
ットスイッチ１０５と対面する。前記リミットスイッチ
１０５は例えばボルト（図示せず）によって取付板９６
に固定され、そして下垂する当接ブロック１０４に対面
して外方に偏圧される往復動可能に取付けられた接点プ
ランジャ１０６を有する。このリミットスイッチ１０５
はまた好適な線１０７によって制御手段９１に接続され
以て保持チヤック２２が図８に点線で示される本拠位置
に到達することを示す信号をそれに伝達し得る。

【００５４】ばね１０８が、その一端において、取付板
９６にねじ込まれた取付ねじ１０９に固定される。図示
されるように、１対のナット１１０が取付ねじ１０９に
螺合されている。下のナット１１０は取付ねじ１０９を
取付板９６に固定する働きをする。一方、上のナット１
１０はばね１０８を適所に締付ける働きをする。ばね１
０８の反対端は当接ブロック１０４の取付板にねじ１１
１によって固定される。このばね１０８は下垂する当接
ブロック１０４をリミットスイッチ１０５の接点プラン
ジャ１０６に対して偏圧する働きをする。

【００５５】使用時、当接ねじ１０３は、砥石車１６の
研削位置に相対する保持チャック２２のための予決定さ
れた本拠位置を確立するために当接ブロック９３内で調
整される。保持チャック２２が図８において実線で示さ
れる引込位置から研削位置へ向かって内方へ運動される
とき、往復台ブロック２７から下垂する軸受スライダ４
１は当接ねじ１０３に当接する。

【００５６】次いで、保持チャック２２の連続運動は、
当接ブロック９３及び取付板９４を保持チャック２２と
一緒に砥石車１６へ向かって運動させる。この運動はや
はり同じ方向へ運動する軸受の上レース９８によって可
能にされる。同時に、ばね１０８が伸長し、一方、接点
プランジャ１０６は外方へ偏圧された位置へ運動するよ
うに釈放され、それにより、リミットスイッチ１０５は
保持チャック２２が本拠位置に到達しそして今砥石車１
６に向かって運動中であることを示す信号を制御手段９
１（図示せず）に送る。この時、制御手段９１は転送チ
ャック２３を運動させるためのモータ（図示せず）を介
する転送チャック２３の運動をプログラム化する。次い
で、保持チャック２２が図９に示されるごとき砥石車１
６における研削位置へ真空チャック４３上のウェーハを
運動させるように予決定増分の量だけ運動させられる。

【００５７】中央コンピュータ９１はウェーハをスライ
スし、その両側面を研削して完全に平坦化し、３ミクロ
ンまたはそれより小さい範囲内の平行性を得るように本
機械の全機能を調整するように設けられる。本中央コン
ピュータ９１は通常の機械機能、例えば、インゴット割
出し、のこ刃スライス切取り、面研削など、を調整し且
つ制御し、そして今これら諸機能を複式研削機能と統合
する。複式研削機能は保持チャック２２、即ち保持段、
砥石車１６に対しウェーハを位置決めするための適正な
量、を自動的に割出すためのウェーハ厚さ測定及び解釈
を含む。さらに、中央コンピュータ９１は転送チャック
２３の運動をも制御してそしてローダエレベーターなど
を制御する。

【００５８】使用時、インゴット保持箱１０内に配置さ
れたインゴット１１は最初面研削されそして次ぎにのこ
刃組立体１２内のスライス切取り位置へ移転される。次
いで、のこ刃組立体１２はインゴット１１の面からのウ
ェーハ１４の切取りを行うため下方へ移動される。スラ
イス切取作業の完了が近いとき、ピックオフ手段１７が
ウェーハ１４に面する位置へ移動され、従ってその後、
スライス切取作業の完了と同時にウェーハ１４はのこ刃
１３を通って図１に実線で示されるピックオフ手段１７
の保持位置へ移動され得る。このとき、転送チャック２
３はウェーハ１４を受取るようにピックオフ手段１７の
下方に位置される。例えばピックオフ手段１７の吸込ヘ
ッド１９内の吸引力を釈放すると同時に転送チャック２
３内に吸引力を生じさせることによって移転が達成され
た後、転送チャック２３はピックオフ手段１７の平面か
ら横方向に例えば図３に示される点線位置内へ移動され
る。次いで、転送チャック２３はピボット腕７０を介し
て図１に点線で示される垂直位置内に枢動される。次ぎ
に、転送チャック２３は横方向に移動され、従って転送
チャック２３は保持チャック２２に対し整合される。次
いで直立部材７３が転送チャック２３上のウェーハ１４
を保持チャック２２に対し対面係合させるような増分量
を以て本機械の後端へ向かって移動される、次いで真空
が保持チャック２２に供給され、これと同時に、真空が
転送チャック２３から釈放され、それにより保持チャッ
ク２２上へのウェーハ１４の移転を達成し得る。

【００５９】その後、転送チャック２３は保持チャック
２２から離れるように動かされそして図３に点線で示さ
れる位置へ横方向に移動される。

【００６０】インゴット１１の面が研削された機械サイ
クルの初めにおいて、のこ刃１３はウェーハの切取りを
開始するため下方へ移動される。インゴット１１の大部
分がスライスとして切られた後、ピックオフ手段１７が
ピックオフ位置に移動しそして薄く切り取られたウェー
ハ１４を回収してそれを保持ステーションに持って来る
。

【００６１】保持チャック２２は、次ぎに、研削段１５
による研削のための研削位置へ既にスライスに切られた
ウェーハ１４’　（図１参照）を配置するため延伸位置
へ移動される。このとき、ウェーハ１４’　の前面はイ
ンゴット１１の全面と整合される、即ち、それと共通の
平面に位置される。次いで研削段１５は保持されたウェ
ーハ１４’　へ向かって移動される。研削段１５は研削
整合位置に達するとともに停止し、ウェーハの露出面を
研削するべく待機する。次いで研削段１５がのこ刃組立
体１２と一緒に上方へ運動することによって、位置決め
されたウェーハ１４’　の面の研削とインゴット１１の
面の研削とが同時（一斉）連続方式で遂行される。のこ
刃組立体１２の上昇行程の完了とともに、のこ刃１３が
新らしいウェーハの薄切り即ちスライシングを開始し得
るようにインゴット１１が前方へ割出される。これと同
時に、保持チャック２２が引込（転送）本拠位置へ戻さ
れる。次ぎに、転送チャック２３が保持チャック２２と
整合するように移動される。次いで転送チャック２３に
おいて真空が生じさせられ、一方、保持チャック２２に
おける真空が解放され、それにより、研削済みのウェー
ハが移転される。次ぎに、転送チャック２３が直立案内
溝部材７３の長手方向運動を介して前方へ割出されて図
１に示される点線位置内へ移転される。次ぎに、転送チ
ャック２３は横方向に動かされて保持チャック２２との
整合から脱し、例えば図３に示される点線位置へ移転さ
れ、その後、直立案内溝部材７３を介してインゴット保
持箱１０の長手方向に図１に示される左方へ前記直立部
材７３が荷降ろしステーションと整合するまで動かされ
る。このとき、案内溝７４は、図３において実線で示さ
れるように、ベース３３に関し引込められた位置へ移動
され、従って転送チャック２３は荷降ろしステーション
に位置される。

【００６２】次ぎに、転送チャック２３はその垂直位置
から図４に点線で示される水平位置へ９０°枢動される
。この位置において、転送チャック２３はコンベヤ８３
（点線）の垂直方向上方に在る。次いで親ねじ８１が回
転されそれにより転送チャック２３は垂直方向下方へ動
かされてその同伴するウェーハをコンベヤ８３上の位置
に持って来る。次ぎに、真空が転送チャック２３から解
放され、従ってウェーハはコンベヤ８３上に載置されそ
してそれに沿って移動されてウェーハ厚さ測定ステーシ
ョン９０（図５）を通過する。

【００６３】その後、転送チャックのブラケット７１が
垂直方向に持上げられ、そして転送チャック２３は９０
°枢動されて垂直姿勢にされる。次ぎに、案内溝７４が
図５に点線で示されるごとき本機械のベース３３からの
延伸位置へ移転されそして直立案内溝部材７３が図１に
示される位置へ戻される。

【００６４】次ぎに、転送チャック２３が９０°回転さ
れて水平姿勢にされそして案内溝７４が本機械内へ引込
められ従って転送チャック２３は保持ステーションにお
いてピックオフ手段１７によって確保されているウェー
ハの下へ移動する。前記ウェーハはピックオフ手段１７
から転送チャック２３へ移転される。

【００６５】その後、転送チャック２３はその同伴する
ウェーハが垂直位置への転送チャック２３の爾後の回転
によってピックオフ手段１７に触れずに通過するように
ベース即ち案内溝７４を延伸することによって横方向に
移動される。次いでベース即ち案内溝７４が本機械内へ
引込められ、従って転送チャック２３は移動して保持チ
ャック２２と整合する。その後、ウェーハは保持チャッ
ク２２に移転される。ウェーハが保持チャック２２に移
転されたならば、転送チャック２３は案内溝７４を延伸
位置へ移動することによってベースから遠ざかるように
横方向に移転される。これにより転送チャック２３は待
機位置に配置され、その間に、次ぎのウェーハがスライ
スとして切られそして前のウェーハが研削される。

【００６６】ウェーハが引込本拠位置において保持チャ
ック２２に確保されている時間に、のこ刃１３はインゴ
ット１１からウェーハをスライスとして切りつつある。 このとき、ピックオフ手段１７はインゴット１１から薄
く切られているウェーハをピックアップする位置へ前記
のこ刃１３を通じて移動される。この薄切り即ちスライ
シング作業の完了と同時に、ウェーハはピックオフ手段
１７によって持ち出されて図１に実線で示される保持位
置に確保される。

【００６７】セラミックから成る保持チャック２２の面
は、研削段１５の砥石車１６の面によって初度研削を施
され、その後、定期的に再研削されそれにより枢動切削
（研削）行程に対する面の平坦性及び平行性の達成を確
実にする。また、セラミックの保持チャック２２の面は
、多孔面に水を勢いよく逆に通し、ナイロンブラシまた
は同等物（図示せず）を用いて面をこすることとによっ
て、ウェーハ研削作業の間に清掃される。チャック面の
清掃はチャックが転送（本拠）位置に在るとき複式研削
ウェーハがチャックから取り外された直後に開始するこ
とによって行われる。

【００６８】

【発明の効果】本発明はかくのごとくウェーハがインゴ
ットから薄く切り取られそしてその反対両面が研削され
得る薄切り研削機械を提供する。

【００６９】本発明は、さらに、移動中のウェーハが破
損されるリスクが最小限度にされるようにウェーハの操
作が制限される機械を提供する。

【００７０】さらに、本発明はその両面を研削されるウ
ェーハの厚さの変動を調整するため運転間に容易に調整
され得る機械を提供する。

【００７１】本発明は、かくして、ウェーハの薄切り及
び研削を行うための２種の機械に代えて、ウェーハの薄
切り及びその両側面の研削を効果的に且つ効率的に行う
ことを可能にする機械を提供する。加えて、本発明の機
械はそれが砥石車の摩耗を本質的に確認しそして補正す
るが故に自動的にウェーハの厚さを制御する。また、ひ
き目損失を最小限度に維持するために、のこ刃の摩耗も
確認されそして補正され得る。

【００７２】さらにまた、本発明はウェーハの薄切り及
び研削のための他機械に組込まれ得る。例えば、インゴ
ット及び前に薄切りされたウェーハが研削作業間に共に
回転され得る。これに関して、インゴットの面と前に薄
切りされたウェーハの後面が共に研削される。これは中
心軸線を中心としてインゴットを取付けて回転させるモ
ータを備えたスピンドルを組込むことによって達成され
得る。同様に、保持チャック上に真空チャックが支持さ
れそして中心軸線を中心として回転するようにモータを
備えられ得る。そのような技術はインゴット及びウェー
ハの薄切り、研削及び対面のために個別的に十分知られ
ており、従ってさらに説明されることを要しない。

【００７３】なお、加工素材を回転させて薄切りする一
目的はウェーハ薄切り作業を短縮することである。回転
薄切りと協働するプランジ研削により、ウェーハ上に平
坦な基準面が得られるのみならず、インゴットの回転に
よるインゴット薄切り面の突出した（または、もし回転
がカットオフのために停止されるならば、遷移面）中心
部分が除去される。薄切り間にインゴットを回転させる
付加的目的は、のこ刃偏倚を本質的に最小限度に維持す
ることによってサファイヤ及びＧＧＧのごとき極度に硬
い材料を効果的に薄切りすることである。また、インゴ
ットの回転は同じ機械でより大きい直径のウェーハの薄
切りを可能にすることである。これは内径のこ刃はイン
ゴットを単に中間点まで切り込まなくてはならないから
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って組立てられたウェーハ薄切り研
削機械の部分側面図。

【図２】図１に示される機械の端面図。

【図３】図１に示される機械の平面図。

【図４】図１に示される機械の転送チャック及び保持チ
ャックの各種運動を示す概略図。

【図５】本発明に従う転送チャックの諸運動を概略的に
示す端面図。

【図６】本発明に従うウェーハ面及びインゴット面の連
続研削のための一位置において示される研削段の横断面
図。

【図７】本発明に従う保持チャックの横断面図。

【図８】本発明に従う保持チャックの本拠位置を示すた
めの整合手段の部分側面図。

【図９】研削位置に在る保持チャックの図８と同様の部
分側面図。

【図１０】図８及び図９の整合手段の端面図。

【符号の説明】

１１　　インゴット １２　　のこ刃組立体 １３　　のこ刃 １４　　ウェーハ １５　　研削段 １７　　ピックオフ手段 ２２　　保持チャック ２３　　転送チャック ２４　　チャック組立体 ２６　　往復台道 ２７　　往復台ブロック ４４　　アダプタ ４７　　セラミック円板 ７０　　ピボット腕 ７１　　ブラケット ７３　　直立案内溝部材 ７４　　案内溝 ８３　　コンベヤ ９０　　ウェーハ厚さ測定ステーション９１　　制御手
段 ９２　　整合手段

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インゴット（１１）を薄切り位置に配
   置するためのインゴット保持箱（１０）；前記インゴッ
   ト保持箱（１０）内のインゴット（１１）の面を研削す
   るための研削段（１５）；インゴット（１１）の面の研
   削後に、前記薄切り位置に配置されているインゴット（
   １１）からウェーハを薄く切り取るためののこ刃（１３
   ）を有するのこ刃組立体（１２）；及び前記薄切り位置
   においてインゴット（１１）から薄切りされそして研削
   された面を有するウェーハを保持ステーションへ移転す
   るためのピックオフ手段（１７）を有するウェーハを薄
   切りして研削する機械において：第２の面を前記研削段
   （１５）に指向された既に薄切りされたウェーハを受取
   りそして保持するための保持チャック（２２）と；その
   ウェーハの第２の面を研削するため前記保持チャック（
   ２２）を前記研削段へ移動させる手段（２４）と；イン
   ゴット（１１）から薄切りされたウェーハを前記保持チ
   ャック（２２）へ転送するため前記保持ステーションか
   ら前記保持チャックに隣接する転送位置へ移動し得る転
   送チャック（２３）とを有することを特徴とするウェー
   ハを薄切りして研削する機械。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載される機械において、
   前記転送チャック（２３）を前記保持チャック（２２）
   から、研削された複数の面を有するウェーハとともに荷
   降ろしステーションへ、そこでウェーハ荷降ろしするよ
   うに移動させるための手段（７０，７１，７３，７４）
   を有することをさらに特徴とするウェーハを薄切りして
   研削する機械。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載される機械において、
   前記のこ刃（１３）が内径のこ刃でありそして前記研削
   段（１５）が前記のこ刃（１３）に関し同軸に据付けら
   れることを特徴とするウェーハを薄切りして研削する機
   械。
4. 【請求項４】　　請求項１に記載される機械において、
   前記転送チャック（２３）からウェーハを受取るため前
   記荷降ろしステーションに配置されるコンベヤ（８３）
   と、前記コンベヤ（８３）の経路に配置されてそこにお
   けるウェーハの厚さを測定するためのウェーハ厚さ測定
   ステーション（９０）とを有することをさらに特徴とす
   るウェーハを薄切りして研削する機械。
5. 【請求項５】　　請求項４に記載される機械において、
   前記ウェーハ厚さ測定ステーション（９０）にそこにお
   けるウェーハの厚さに対応するデータをそこから受取る
   ように接続された制御手段（９１）を有し、前記制御手
   段（９１）が、後続するウェーハの研削の量を調整する
   ために、前記保持チャック（２２）を移動させるための
   前記手段（２４）に接続されることをさらに特徴とする
   ウェーハを薄切りして研削する機械。
6. 【請求項６】　　請求項５に記載される機械において、
   前記研削位置に関して前記保持チャック（２２）の予決
   定本拠位置を示すため前記保持チャック（２２）の運動
   経路に配置される整合手段（９２）を有し、前記整合手
   段（９２）が、前記制御手段（９１）が前記保持チャッ
   ク（２２）をプログラム化された方式で前記研削位置に
   割出すことを可能にするために、前記保持チャック（２
   ２）が前記本拠位置内に移動することを示す信号をそれ
   に送るように前記制御手段（９１）に接続されることを
   さらに特徴とするウェーハを薄切りして研削する機械。
7. 【請求項７】　　請求項１に記載される機械において、
   前記保持チャック（２２）が多孔性のセラミック材料か
   ら成る真空チャックでありそしてその面の研削のために
   前記研削段（１５）に当接して移動され得ることを特徴
   とするウェーハを薄切りして研削する機械。
8. 【請求項８】　　請求項１に記載される機械において、
   前記転送チャック（２３）が前記保持ステーションと前
   記保持チャック（２２）に平行する第４の位置との間で
   運動するように枢動可能に取付けられそして前記第４の
   位置と前記転送位置との間で運動するように直線的に取
   付けられることを特徴とするウェーハを薄切りして研削
   する機械。
9. 【請求項９】　　請求項１に記載される機械において、
   前記保持チャック（２２）を運動させる前記手段（２４
   ）が往復台道（２６）を有するベース（２３）と、前記
   往復台道（２６）上に摺動可能に取付けられた往復台ブ
   ロック（２７）と、前記往復台道（２６）に沿って前記
   往復台ブロック（２７）を運動させる駆動手段と、前記
   往復台ブロック（２７）上にそれと共に運動するように
   取付けられそして前記保持チャック（２２）をその一端
   部に取付けられた補助ブラケット（２８）とを有するこ
   とを特徴とするウェーハを薄切りして研削する機械。
10. 【請求項１０】　　請求項１から請求項９の何れか一つ
    の項に記載される機械において、前記保持チャック（２
    ２）がアダプタ（４４）と、前記アダプタ（４４）の一
    面に取付けられた多孔性のセラミック円板（４７）とを
    有し、前記アダプタ（４４）が前記面に複数の交差する
    溝（５２）と、前記溝（５２）の一つを外部吸引力源と
    連通させる孔（５３）とを有することを特徴とするウェ
    ーハを薄切りして研削する機械。
11. 【請求項１１】　　インゴットからウェーハを薄切りし
    て研削する方法であって、インゴット（１１）の面を研
    削しそしてそのあとで薄切り位置においてインゴット（
    １１）から、研削された面を有するウェーハ（１４）を
    薄切りする過程を含むものにおいて、薄切りされたウェ
    ーハ（１４）を前記薄切り位置から保持ステーションへ
    移転する過程；前記保持ステーションから得られた既に
    薄切りされたウェーハ（１４’　）を、その研削されて
    いない面がインゴット（１１）の面と共通の平面に位置
    する研削位置へ回転させる過程；及びそのあとで前記共
    通平面に在るウェーハ（１４’　）の前記研削されてい
    ない面とインゴット（１１）の面とを連続的に研削する
    過程を有することを特徴とするインゴットからウェーハ
    を薄切りして研削する方法。
12. 【請求項１２】　　請求項１１に記載される方法におい
    て、研削されたウェーハを研削位置から移転する過程；
    研削されたウェーハの厚さを前記研削位置からの移転後
    に測定する過程；及び前記研削位置に爾後配置されるウ
    ェーハの研削量を、予決定値から逸脱する測定厚さに対
    応して調整する過程を有することをさらに特徴とするイ
    ンゴットからウェーハを薄切りして研削する方法。
13. 【請求項１３】　　請求項１１から請求項１２の何れか
    一つの項に記載される方法において、前記保持ステーシ
    ョンから転送チャック（２３）上にウェーハをその研削
    された面を転送チャック（２３）に対面させて移転する
    過程と、ウェーハの研削されていない面が前記研削位置
    に配置されるように転送チャック（２３）を移動させる
    過程とを有することをさらに特徴とするインゴットから
    ウェーハを薄切りして研削する方法。