JPH05206247A - ワークの回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 素材から切り出されるワークを、切断開始時
から終了時まで継続して吸着し、切断終了後は切断刃か
ら確実に引き剥す。 【構成】 第１のエアーシリンダ５のスライダ９によっ
て素材切断方向へ押し上げられる可動支持部材３の先端
部に、吸着盤４を、レール１６及びスライダ１７を介し
て素材切断方向へ移動自在に取り付ける。吸着盤４に、
硬質吸着部材３０と軟質吸着部材３１との２種類の吸着
部材を設ける。硬質吸着部材３０はアルミニウム、鋼な
どの硬質材料で構成し、軟質吸着部材３１はゴム等の可
撓性材料で構成する。素材の切断開始時から切断終了間
際までは、素材から切り出されつつあるワークを軟質吸
着部材３１で吸着してワーク及び切断刃の変形を防止す
る。切断終了直前からは硬質吸着部材３０でワークを吸
着し、切断刃からワークを確実に引き剥す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばシリコン単結
晶棒から切り出されるシリコンウェーハのように、素材
から切り離されるワークを回収する際に用いて好適なワ
ークの回収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン半導体の製造工程の初期段階で
は、スライシングマシンを用いて素材となるシリコン単
結晶棒から多数枚の円盤状のワークを切り出すことが行
われている。このような切断工程では、スライシングマ
シンに隣接して配置されるワークの回収装置によって単
結晶棒から切り出されるワークを保持して回収している
が、この場合に用いられるワークの保持手段としては、
ワーク表面と当接可能な吸着面を備えた吸着盤が一般的
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の回収装置は、切断終了後にクーラントなどを介して
切断刃に吸着したワークを強制的に引き剥すべく、アル
ミニウムや鋼などの硬質材料で形成された硬い吸着盤を
用いているため、例えばシリコン単結晶棒を切断する場
合のように切り出されるワークの切断面に高い平面度が
要求される場合には、素材の外周から突出する補強部を
形成し、この補強部の反対側から切断を開始してスライ
シングマシンの切断刃が補強部に達した後に吸着を行わ
なければならなかった。その理由は、上記の金属材料な
どを用いた硬い吸着盤では、切断されるワークよりも吸
着盤の方が剛性が高くなってしまうため、切断中のワー
クを吸着するとワークが吸着盤の押圧力で変形し、これ
に伴って切断刃が変形してワークの平面度が損なわれる
からである。

【０００４】しかしながら、このようにワークの吸着を
切断開始時から行うことができない場合には、反り方向
によってはワークと吸着盤の吸着面とを密着させること
ができなくなってワークの吸着、回収が不可能となるこ
とがある。

【０００５】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、素材から切り出される薄板状のワークを、そ
の切断開始時から吸着して確実に回収できるワークの回
収装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、素材から切り出されるワークの表面と接
離可能な吸着面を備えた吸着盤と、この吸着盤の上記吸
着面と上記ワークの表面間の空気を吸引する吸引手段と
を備えてなるワークの回収装置であって、上記吸着盤
が、軟質材料から形成される第１の吸着部と、この第１
の吸着部よりも硬い材料から形成される第２の吸着部と
を有してなることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】上記構成の回収装置においては、ワークの切断
開始と同時に第１の吸着部の吸着面をワーク表面に密着
させ、これら密着面間の空気を吸引手段で吸引してワー
クを吸着し保持する。そして、ワークの切断がほぼ終了
した時点で第２の吸着部の吸着面とワーク表面との間の
空気を吸引して該第２の吸着部でワークを吸着保持す
る。

【０００８】第１の吸着部は軟質材料からなるので、切
断中においてはワークに変形が発生しても吸着しつづけ
ることができ、ワークに力を加えることがない。他方、
切断終了後には硬質材料からなる第２の吸着部でワーク
が吸着されているので、ワークを容易に切断刃から引き
剥して回収できる。

【０００９】

【実施例】以下、図１〜図３を参照して、本発明の一実
施例を説明する。図１及び図２に示すように、本実施例
のワークの回収装置１は、平板状のベース２と、このベ
ース２上に配置された可動支持部材３と、この可動支持
部材３に支持された吸着盤４とを有してなるものであ
る。

【００１０】ベース２は、その長手方向（図１における
上下方向）をスライシングマシン（図示略）の素材切断
方向に一致させた上で、該スライシングマシンのベース
等の固定部分に取り付けられるもので、その一側部に
は、スライシングマシンで切り出される円盤状のワーク
との干渉を避けるために、円弧状の切欠き２ａが形成さ
れている。そして、ベース２の表面には、第１のエアー
シリンダ５が取り付けられている。この第１のエアーシ
リンダ５は、ボルト６によってベース２に固定されるフ
レーム７と、このフレーム７の側板７ａ、７ｂの間に掛
け渡される２本の平行ロッド８ａ、８ｂと、これら平行
ロッド８ａ、８ｂに取り付けられるスライダ（可動部）
９とを有し、図示せぬエアーポンプから圧送される圧縮
空気によってスライダ９が平行ロッド８ａ、８ｂ上を移
動するように構成されている。そして、この第１のエア
ーシリンダ５と上記エアーポンプとの間には、圧縮空気
の流れ方向を切り換えてスライダ９の移動方向を変換す
る方向切換弁、圧縮空気を絞り込んでスライダ９の移動
速度を調整する速度調整弁が介在され、該速度調整弁に
よって、スライダ９の移動速度はスライシングマシン側
の素材送り速度よりも若干高めに設定されている。

【００１１】可動支持部材３は、互いに平行な基部１０
ａ及び先端部１０ｂを備えたベースホルダ１０と、この
ベースホルダ１０の先端部１０ｂの上端に配置された吸
着盤ホルダ１１と、この吸着盤ホルダ１１の上部に配置
されたガイドブラケット１２とを有してなるもので、ベ
ースホルダ１０の基部１０ａがボルト１３で第１のエア
ーシリンダ５のスライダ９に固定されることにより、ス
ライダ９の動作に伴って可動支持部材３の全体が上下方
向（ロッド８ａ、８ｂの長手方向）へ昇降するようにな
っている。

【００１２】図１及び図３に示すように、吸着盤ホルダ
１１は、その一側部１１ａの下端がベースホルダ１０の
先端部１０ａの上端部に嵌め込まれた台形状のキー１４
と連結されることにより、キー１４の長手方向すなわち
回収装置１の前後方向（図１において紙面と直交する方
向）へ、ガイドブラケット１２を伴って移動可能とされ
ている。さらに、吸着盤ホルダ１１の一側部１１ａは、
ベースホルダ１０に取り付けられた送りネジ１５と螺合
され、この送りネジ１５を軸線回りに回動させることに
よって吸着盤ホルダ１１の前後方向の位置が調整される
ようになっている。

【００１３】図１及び図４に示すように、ガイドブラケ
ット１２は、回収装置１の前方（図３において左方）に
向けて開口する２つのボックス１２ａ・１２ａをプレー
ト１２ｂで連結してなるものである。各ボックス１２ａ
の内部には各々一本のレール１６が、その長手方向を第
１のシリンダ５の作動方向に一致させて取り付けられ、
各レール１６にはベアリングを内蔵したスライダ１７が
レール１６の長手方向へ移動自在に取り付けられてい
る。また、図１〜図３に示すように、ガイドブラケット
１２の下部にはプレート１８が取り付けられ、このプレ
ート１８は吸着盤ホルダ１１の上部後端側に設けられた
フランジ１９とピン２０を介して連結されている。これ
により、ガイドブラケット１２は、ピン２０の回りに回
動自在に支持されている。

【００１４】図１及び図２に示すように、ガイドブラケ
ット１２の一方のボックス１２ａの背面側には連結プレ
ート２１が回収装置１の後方へ突出させて設けられ、こ
の連結プレート２１には、第２のエアーシリンダ２２の
ピストンロッド２３が、先端金具２３ａを介してピン２
３ｂの回りに回動自在に連結されている。第２のエアー
シリンダ２２は、シリンダチューブ２４の内部に供給さ
れる圧縮空気によってピストンロッド２３がその長手方
向へ伸縮する構成とされ、シリンダチューブ２４の後端
部が吸着盤ホルダ１１の他側部１１ｂに取り付けられた
マウントプレート２５と、クレビス継ぎ手２６を介して
連結されることにより、シリンダチューブ２４及びピス
トンロッド２３がクレビス継ぎ手２６のピン２７の回り
に回動可能とされている。そして、第２のエアーシリン
ダ２２の取付方向は、ピストンロッド２３がシリンダチ
ューブ２４から最も大きく突出した状態でピストンロッ
ド２３の長手方向が第１のエアーシリンダ５の作動方向
と一致するように定められている。

【００１５】また、図４に示すように、ガイドブラケッ
ト１２の一方のボックス１２ａの背面側には、上限リミ
ットスイッチ２８及び下限リミットスイッチ２９が上下
方向へ間隔をおいて配設されている。これらリミットス
イッチ２８、２９は、それぞれの先端面２８ａ、２９ａ
から所定距離離れた範囲内に導体が存在する場合にこれ
を検知して所望の検出信号を出力するもので、図示の例
では、ボックス１２ａの内部に配置されたスライダ１７
の下面１７ａと先端面２８ａ、２９ａとが対向した場合
に検出信号を発するように回収装置１の前後方向におけ
る位置が調整されている。また、上限リミットスイッチ
２８は、スライダ１７がレール１６の上端近傍に達した
ときにスライダ１７の下面１７ａと対向して検出信号の
出力を開始するように上下方向の位置が調整されてい
る。一方、下限リミットスイッチ２９は、スライダ１７
がレール１６の下端近傍に達したときに、スライダ１７
の下面１７ａと対向する状態から外れて検出信号の出力
を停止するように上下方向の位置が調整されている。

【００１６】さらに、リミットスイッチ２８、２９の出
力信号は図示せぬコントローラに導かれ、該コントロー
ラは、上限リミットスイッチ２８から検出信号が出力さ
れた時点で第１のエアーシリンダ５が動作を開始し、下
限リミットスイッチ２９からの検出信号が終了した時点
で第１のエアーシリンダ５が動作を終えるように、第１
のエアーシリンダ５と連結された上記方向切換弁（図示
略）を切り換え可能とされている。

【００１７】そして、図１及び図４に示すように、吸着
盤４は、厚さ一定の平板状をなす硬質吸着部材（第２の
吸着部）３０と、この硬質吸着部材３０の上下方向ほぼ
中央位置に配置された軟質吸着部材（第１の吸着部）３
１とを有してなるものである。

【００１８】硬質吸着部材３０は、アルミニウムや鋼な
どの硬質材料を素材とするもので、その表面側には、ス
ライシングマシンのテーブル上に載置されたシリコン単
結晶棒の端面と対向する平坦な吸着面３２が形成されて
いる。そして、この吸着面３２の大きさは、切断対象と
なるシリコン単結晶棒の端面に内包されるように定めら
れている。

【００１９】一方、硬質吸着部材３０の裏面側には回収
装置１の上下方向に延びる２本のステイ３３・３３が取
り付けられ、これらステイ３３の下端部が上述した可動
支持部材３のガイドブラケット１２の内部に配されたス
ライダ１７と連結されることにより、硬質吸着部材３０
がガイドブラケット１２に対して上下方向に移動自在に
支持されている。

【００２０】また、硬質吸着部材３０の吸着面３２の四
隅には、該吸着面３２から一定深さで陥没する断面円形
の凹部３４…が形成されている。これら凹部３４は、そ
れぞれの底面３４ａの中心に形成された吸引孔３５…及
び各吸引孔３５に接続されたニップル３６…を介して図
示せぬ吸引機の吸引チューブと接続されている。

【００２１】吸着面３２の上下方向の中央位置には、上
述した凹部３４よりも大径で深い円柱状の収納穴３７…
が形成され、これら収納穴３７に軟質吸着部材３１が収
納されている。軟質吸着部材３１は、ゴムなどの可撓性
材料をコーン状に成形してなるもので、その中心に固着
されたコア３８の外周面に形成された雄ねじ３９が硬質
吸着部材３０の雌ねじ３０ａと螺合することによって収
納穴３７内に固定されている。軟質吸着部材３１は、そ
の内周側に吸着面４０を有し、該吸着面４０は硬質吸着
部材３０の吸着面３２から突出しないようにその位置が
定められている。そして、コア３８の中心には当該コア
３８を貫通する吸引孔４１が形成され、該吸引孔４１の
一端はニップル４２を介して図示せぬ吸引機の吸引チュ
ーブと連結されている。なお、この吸引孔４１と連結さ
れる吸引機は、硬質吸着部材３０の凹部３４と接続され
る吸引機とは別個独立に設けられるもので、この軟質吸
着部材３１用の吸引機と硬質吸着部材３０用の吸引機の
２種類の吸引機によって本実施例の吸引手段が構成され
ている。

【００２２】ここで、上述した各吸着部材３０、３１の
材質は、吸着するワークの材質や剛性に応じて適宜定め
られるものであるが、硬質吸着部材３０についてはワー
クを吸着した際に変形が生じないようにワークよりも剛
性が高いことが必要であり、このため、先に挙げた金属
材料の他、プラスチックやセラミックスなどの硬質材料
が好適に用いられる。一方、軟質吸着部材３１について
は、ワークを吸着した際に容易に変形するようにワーク
よりも相当剛性を低くしておく必要があり、従って、先
に挙げたゴムの他、ナイロン樹脂などの軟質材料が好適
に用いられる。

【００２３】次に、以上のように構成されたワークの回
収装置１の動作を説明する。本実施例においては、回収
装置１のベース２がスライシングマシンのベース等に固
定されることにより、吸着盤４の吸着面３２、４０がス
ライシングマシンのテーブル上に載置されたシリコン単
結晶棒の端面と対向せしめられる。そして、送りネジ１
５が回動されることにより、吸着盤４が吸着盤ホルダ１
１及びガイドブラケット１２を伴って回収装置１の前後
方向へ移動せしめられ、これにより吸着面３２が切断前
のシリコン単結晶棒の端面に当接せしめられる。なお、
この段階では、ガイドブラケット１２内のスライダ１７
は、その自重と吸着盤４の重量とを受けてその移動範囲
の最下端に位置している。このため、スライダ１７の位
置を検出する下限リミットスイッチ２９からは検出信号
が出力されず、従って、第１のエアーシリンダ５もその
動作を停止した状態に保持される。

【００２４】以上によって吸着盤４が所定位置に設置さ
れた後、スライシングマシンが起動されてシリコン単結
晶棒がその上方に位置する切断刃に向けて移動せしめら
れ、これによりシリコン単結晶棒の切断が開始される。
そして、この切断開始と同時に吸着盤４の軟質吸着部材
３１の吸引孔４１と接続された吸引機が起動されて、吸
着面３２に当接するシリコン単結晶棒の端面と吸着面４
０との間の空気が吸引される。このため、シリコン単結
晶棒の端部から切断されつつあるワークの表面と吸着面
４０との間に吸引力が発生し、この吸引力によって切断
途中のワークが軟質吸着部材３１に吸着され保持され
る。

【００２５】軟質吸着部材３１がワークを保持した状態
では、ワークがスライシングマシンのテーブルの動作に
伴って上方へ移動するため、軟質吸着部材３１及びこれ
と一体化された硬質吸着部材３０、ステイ３３及びスラ
イダ１７はすべてワークの動作に追従してレール１６上
を上方へ移動する。そして、スライダ１７が上昇を続け
てその可動範囲の上端近傍に達すると、上限リミットス
イッチ２８がこれを検知して検出信号を出力し、これに
より第１のエアーシリンダ５が起動されてスライダ９が
上方へ移動せしめられて可動支持部材３が上方へ押し上
げられる。

【００２６】ここで、第１のエアーシリンダ５の移動速
度は、スライシングマシンの素材送り速度よりも幾分高
く設定されているので、スライダ９の上方への移動によ
って可動支持部材３のベースプレート１０は、吸着盤ホ
ルダ１１、ガイドブラケット１２及びレール１６を伴っ
てワークよりも速く上方へ移動する。一方、吸着盤４
は、レール１６に対して移動自在に設けられているの
で、第１のエアーシリンダ５による可動支持部材３の上
昇運動の影響を受けることなく依然としてワークに追従
する。しかも、ワークの移動速度が第１のエアーシリン
ダ５の作動速度より低いため、第１のエアーシリンダ５
による可動支持部材３の上昇時、吸着盤４及びスライダ
１７はレール１６に対して相対的に下降することにな
る。

【００２７】吸着盤４及びスライダ１７がレール１６に
対して相対的に下降を続け、その可動範囲の下端近傍に
達すると、下限リミットスイッチ２９がこれを検出して
検出信号の出力を停止する。これにより、第１のエアー
シリンダ５への圧縮空気の供給が打ち切られて可動支持
部材３の上昇が停止する。そして、可動範囲の下端近傍
まで達した吸着盤４及びスライダ１７は、依然としてワ
ークに追従しつつ可動支持部材３に対しては上方へ相対
移動する。そして、スライダ１７が再度可動範囲の上端
近傍まで移動したならば、再び第１のエアーシリンダ５
が起動されてスライダ１７等がレール１６の下方へ相対
移動し、以下、同様に可動支持部材３が第１のエアーシ
リンダ５によって断続的に押し上げられつつ、スライダ
１７がレール１６上を往復動することにより、切断開始
時から切断終了に至るまで吸着盤４がワークに追従して
上方へ移動する。

【００２８】ワークの切断が終了段階に近付くと、硬質
吸着部材３０の吸引孔３５と連通する吸引機が起動され
て凹部底面３４ａとワーク表面との間の空気が吸引され
る。このため、切断開始時から軟質吸着部材３１に継続
的に吸引保持されたワークは硬質吸着部材３０に吸着さ
れ保持される。そして、ワークの切断が終了したなら
ば、第２のエアーシリンダ２２が起動されてそのピスト
ンロッド２３がシリンダチューブ２４内へ引き込まれ
る。このため、吸着盤４及びガイドブラケット１２がピ
ン２０を中心に回収装置１の後方へ向かって回動し、吸
着面３２、４０が上方へ向けられる。これにより、吸着
面３２に吸着保持されたワークがスライシングマシンの
切断刃から引き剥され、回収装置１の後方へ送り出され
て回収される。

【００２９】以上のように、本実施例の回収装置１によ
れば、ワークの切断開始と同時に軟質吸着部材３１がワ
ークを吸着して保持するので、ワークの反りによる回収
漏れが防止される。しかも、軟質吸着部材３１は、ゴム
などの可撓性材料から成形されることによってワークよ
りも遥かに剛性が低くされているため、吸着面４０とワ
ーク表面との間に発生する吸引力によって軟質吸着部材
３１が弾性変形し、ワークに変形は生じない。従って、
切断刃の変形もなく、ワークは高い平面度を維持しつつ
切断されてゆく。

【００３０】一方、切断終了間際には硬質吸着部材３０
がワークを吸着して保持し、しかもこの硬質吸着部材３
０は、アルミニウム等の硬質材料から成形されることに
よってワークよりも遥かに剛性が高くなっているので、
単結晶棒から切り出されたワークは容易に切断刃から引
き剥されて回収される。ちなみに、硬質吸着部材３０を
設けることなく軟質吸着部材３１のみでワークを最後ま
で保持した場合には、切断時に供給されたクーラントを
介して切断刃に強固に吸着したワークを切断刃から引き
剥すことが困難で、軟質部材３１がいたずらに変形して
最終的にはワークが落下する可能性が高い。

【００３１】なお、本実施例では硬質吸着部材３０に接
続される吸引機と、軟質吸着部材３１に接続される吸引
機とを別個独立に設けたので、いずれか一方の吸着部材
３０、３１の吸引力を変化させても、他方の吸着部材３
１、３０の吸着力に変化が生じないという効果が得られ
る。

【００３２】本実施例では、特にシリコン単結晶棒から
切断されるワークを回収する回収装置を例に挙げて説明
したが、本発明はこのような用途に限定されず、その他
種々の材料から切断されるワークの回収に適用し得るも
のである。また、吸着盤４における各吸着部材３０、３
１の配置もあくまで一例を示したに過ぎず、これらの配
置は吸着対象によって当然に変更されるものである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のワーク
の吸着装置によれば、切断開始と同時に軟質材料からな
る第１の吸着部がワークを吸着して保持する一方で、ワ
ークの切断がほぼ終了した後には硬質材料からなる第２
の吸着部がワークを吸着して保持するので、素材から切
り出されるワークを切断開始時から切断終了後に至るま
で継続的に吸着保持して確実に回収できるという優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るワークの回収装置の正
面図である。

【図２】図１の回収装置を同図の矢印II方向から見た状
態を示す図である。

【図３】図１のIII−III線における断面図である。

【図４】図１のIV−IV線における断面図である。

【符号の説明】

１ ワークの回収装置 ４ 吸着盤 ３２，４０ 吸着面 ３０ 硬質吸着部材（第２の吸着部） ３１ 軟質吸着部材（第１の吸着部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材から切り出されるワークの表面と接
   離可能な吸着面を備えた吸着盤と、この吸着盤の上記吸
   着面と上記ワークの表面間の空気を吸引する吸引手段と
   を備えてなるワークの回収装置であって、 上記吸着盤は、軟質材料から形成される第１の吸着部
   と、この第１の吸着部よりも硬い材料から形成される第
   ２の吸着部とを有していることを特徴とするワークの回
   収装置。