JPS6165750A - ウエハ−の枚葉取出し装置 - 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】 本発明はウェハーの枚葉取出し装置に関する。

更に詳しくはこの発明はシリコン、ゲルマニウム、ＧＧ
Ｇ、す７アイヤ、ガラス、セラミック、７エライト等の
電子材料で殊に硬脆性材料の棒状結晶体あるいはインゴ
ット（以下単にインゴットという）からカッタによ）ウ
ェハーを切シ出すものにおいて、上記切ル出されたウェ
ハーを取出す取出し装置に関する。

周知のように、電子材料としてシリコン、ゲルマニウム
、ＧＧＧ、す７アイヤ等のインゴットを切）出すための
各種のスライシングマシンが提案されている。この場合
、ウェハーは高精度かつ表面が平滑なことが要求され、
従ってウェハーの取出しには一般に吸着手段が用いられ
ている。しかし吸着のため吸盤をウェハーに押しつける
ことに、ウェハ−１一回転中のカッタに押しつけること
になシ、クエハーの切断面に疵（一般にソーマークと称
せられる）る発生すると共に薄板のカッタを変形せしめ
る等の問題がある。

このため、段着手段のｇ＆盤はウェハーに対し微小Ｉ！
！隔を存して対向せしめ、吸引力にょｎ→落されたウェ
ハーｔＩ＆着する構造が採られているが大なる吸引力を
必要とすると共に、クエハーに対し吸盤の吸引面を正確
に平行に維持せしめることは固点で、隙間に斑を生じ、
このためｇ＆σ１カが低下し、把持が不薙実となる等の
欠点がある。

この解決手段としてｇ＆盤の吸着面をウェハーと平行と
するための鈑調整手段を設けることも提案されているが
、操作にきわめて手数ｔ−要する欠点がある。他の手段
としてｇ＆盤の前面をスライシングマシンのカッタによ
）切断し、ウェハーの切断面と平行とすることも提案さ
れている。しかしこれら何れの方法においても微細間績
を存して吸着すゐためには相当の吸引力を必要とする。

しかもウェハーの切多出しに際し供給される冷却水がウ
ェハーとカッタと０間に介入し、表面張力によシ真空状
急となって密着し、ウェハーはカッタの−れ面に沿って
の移行は容易であるが、吸着手段によタカフタ面に対し
直角に４１服すことは困難で、ウェハーは上記カッタと
の密着と、吸気手段による吸引力並びに回転するカッタ
による横方向への移行等の相互の力関係により、往々に
して確実な把持が行なわれず、落下破損する等のおそれ
があるし吸引力を大とすればウェハーを無理に剥す状態
となルウエバーまたはカッタのブレード部を変形せしめ
る等の欠点がるり九。

更にウェー−０枚葉ＷＪＩ出しにおいては・力７りは通
常ドーナツ状とし、内孔周辺に刃物が形成され、インゴ
ットはこの内孔に位置して水平に置かれ、該インゴット
を徐々に上昇せしめてクエハーを切シ出す方式が採られ
ている。従って吸着手段はウェハーを吸着しつつインゴ
ットと同期して上昇せしめる必要があるが、この場合吸
着手段をインゴットの上昇よ）も早く上昇させるときは
ウエハー七カツタに押しつける結果となる。また反対に
インゴットの上昇速度よ）も若干遅い速度で吸着手段を
上昇させるときはクエハーに対しカッタよ）４間せしめ
る方向にカが働き、吸着不良あるいはクエハーを折損す
る等のおそれが６タ、何れも好ましくない。

本発明はかかる点に鑑み、切シ出されるウェハーとカッ
タとの密着を圧力空気の噴射で解除し、かつウェハーに
対し少い風崖にょシ効率良くしか１　も確実に把持せし
めると共に、クエハーに対しカッタから層間方向にトル
クを付与し、切削面に疵（ソーマーク）が発生すること
を防止することを目的とするもので、ウェハーを吸着す
る吸着機構と、該吸着機構を支承する支持機構と、上記
吸着楓蝉の近傍に配備されウェハーとカッタとの密着を
Ｗ４除する空気吹込ノズルとを備えたことを要旨とする
ものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細く説明
する。

本実施例は、前記ｌｉｉ！！脆注の電子材料を以てする
インゴットａの切断手段として、力７りＣは内周に切刃
を備えたドーナツ状とし、インゴットａはカッタ０の内
孔にかつ略水平に位置せしめ、カッタｔ−回転しつつイ
ンゴットａｌ徐々に上昇し、薄片のウェー−第１を枚葉
切〉出す方式のスライシングマシン人に本発明を適用し
た列を示す。図中ｄはインゴットａの下面に取）付けら
れ、切）落し時クエハーｂの損傷を防止するためのダき
−である。上記ウェハー第１を枚葉取出す取出し装置１
は、を支承する支持機構３並びに吸着機構２の近傍に配
備されウェハーｂとカッタ０との接合部に向りて圧力空
９Ｌを吹き込む空気吹込管６とを備え、吸着機構２は支
持アーム４１″介して支持機構３に連結されている。吸
着機ＩＩ２はウェハーを吸着する吸着部材５を主体とし
、ｇ＆着部材５はｇ＆気手段（図示省略）Ｋ：連結され
る取付孔ｎを備え九吸着不休１０と、よ戎着本体ｌＯに
取付けられる吸盤比とで備え、吸着本体１０には表板１
３との間に上記取付孔Ｈに浸透される具臣菟１４が形成
されている。吸盤１２はｇ＆層本坏１０の上記真空室１
４に連なる貫通孔１５　／Ｃ？Ｍ鯛自在に嵌挿され、後
部には中央に連通孔１７が穿孔される規制板１６が取付
けられ、規制板１６と吸着本体ｌＯとの間にはフェノＮ
　−１）に対する吸盤比の吸引力よ）弱いバネ定数を有
する弾性体即ちばね、ベローズ、ダイヤフラム、おるい
は磁石１８が介入され、一時は該弾性体１８により吸盤
比は後方に付勢されている。ｅ盤比の前面には、上記連
通孔１７を介して與空冨１４に連なるｇ＆気口１９が形
成され、かつ前端外為には先端が拡間されて盃状とした
弱め弾性Ｏ柔軟性吸着パッド２０が獣着されている。上
記吸気口１９は、図示の如く十字形とすることが好まし
く、これは切断されたウニ／％−ｂがカッタＣに密清し
カッタＣに追随して移行するＯｔ阻止するため、クエノ
ヘー）の回動または移行方向と略匣角の稜線を有せしめ
たものでるる。

空′Ａ吠込み管６は、好ましくはウェハー１に対しカッ
タａの回転方向の上流側に設けられ、上記吸着部材５の
適所に止着され多るいはスライシングマシン五の適所に
取付けられる。ただしインゴットａは前述の如くカッタ
Ｏの内孔位置から徐々に上昇されるもので、従って空気
吹込み管１０は切断完了位置付近Ｏウェハーｂとカッタ
０との間に指向して取付けられる。

支持［ｉ１３は、スライシングマシン五の取付台１に取
付けられる支持ブラケット６に支持される本体フレーム
２６ｔ−備え、支持ブラケット２５には一側に直角方向
に延びるガイド板ｎが取付けられ、該ガイド板ｎには水
平方向に蟻２８（第９図）が突設され、本体フレーム訪
には該蟻四に嵌合する蟻溝３０を備え、該本体７レーム
あは往復移行部材３１によシ蟻２８に沿って前後方向（
第１図において左右方向）に若干の移動が行なわれる。

この移動は前記吸着機構２ｔ−ウェハー）に対し近接Ｎ
１ｒＩＭさせる４のでそｏｓｉｔｈ＠は数Ｕでよく、往
復移動部材３１としては、例えばシリンダが用いられる
。

不休７ｖ−ム拠は、第８図に示す如く上記蟻溝間ｔ−Ｉ
ｌ―える前板３２と、前板３２の一側に取付けられ支持
ブラケット２５に平行の側板お並びに該側板おの他側に
取付けられる後板其とにより平面遮コ字伏に形成され、
前板３２と後板あとによ）主軸あが水平にかつ回動自在
に軸支され、該主軸３６には前記吸着機構２が取付けら
れる揺動部材あが設けられ主軸３６の一側は例えばロー
タリアクチ為エータ等の駆動装置３７に連結され、主軸
３６及び駆動装置３７によＪＩ＋吸着機酵２Ｏ＠動手段
あが形成される。

上記揺動部材あは、主軸３６に固着される支持ブロック
４０ｔ−備え、該支持ブロック４０には縦方向に蟻溝・
Ｕが刻設され、該蟻溝牡には摺動体稔に設けられる４４
３が式台される。封は支持ブロック４００＠７ｉｂ規制
用ストフパである。摺動体４２の下端には取付腕４６が
取付けられ、該取付腕４６には支軸４７ｔ−回動自圧に
支持せしめ該支軸４７には先端に吸着機構２を支持する
支持アーム４が固層されている。

５０は上記地動体壮を昇降せしめる昇降手段であシ、該
摺動体弦に螺合畜れる螺軸５１と、減速モータ辺並びに
両８を連結する歯車機構おとより＆、？、減速モータ認
は支持ブロック切に取付けられる支持板具に支持され、
鳩軸５１は支持板８にｉ動自在に支持されている。支軸
４７には上記支持アーム４の揺動、即ち吸着績ｗ２の上
昇ｔ−規制する上昇規制手段５が設けられている。この
上昇規制手段団は支軸４７に取付けられるプラケッ）５
６０上方を直角に屈曲形成（第９図参照）し九検出板５
６＆と、該検出板５６ａＫ対設される近接スイッチ５７
とを主体とし、検出板５６ａと近接スイッチ５７との互
層変化にて支持アーム４０揺動を検知する如くなす。

ア、５９は５ｊＪ記ブラケツトり６に対するストッパ、
■は支持アーム４０回動トルクのバランスをとるための
引張ルばねで、　ｌＮ記摺動体Ｃとブラケット間開に張
設される。

尚上記実施列は、上昇規制手段団としてプ２ケツ）５６
ｔ−支軸４７に取付けた例を示したが、該ブラケット５
６ｔ−直接支持アーム４に取付けてもよく、あるいは支
持アーム４の揺動を直接近接スイッチ等で検出するよう
にしてもよい。また近接スイッチの代シに例えば投受光
器による光検出手段または差動トランス等を用いてもよ
い。

上記構成において、インゴットａはカッタＯの内孔（位
置して水平に置かれ、冷却水が吹きつけられつつウェハ
ー℃の枚葉切り出しが行なわれる。

前記吸着機構２は、ウェハーｂに対向して退避位置し、
インゴットの勇断完了直前に往復移行部材３１の作動に
よシウエハー）側に前進移行され、吸着パッド加はウェ
ハー）に対し微小間隙を存して位置される。これと同時
に空気吹込が開始されウェハーとカッタとの密着が解除
される。

次−で吸着機構２にｇ＆気作用が印加されることにより
上記微小間床に吸引気流が流れる。吸着パッド加は弾性
力が弱い九め上記吸引気流にてウェハー側に湾曲し、全
面がウェハー１に密着する。

次いで内部の真空圧が増すに従い吸着パッド２０は偏平
となシ、吸盤１２ｔ−弾性体１８に抗して前進せしめ、
吸盤１２はウェハーｂに当接し吸着する。なお当接位置
はウェハー１の中心位置または第２図に示す如くウェハ
ーｂの中心位置より若干上方に偏心して位置せしめるこ
とが好ましい。

支持機構３は、吸着機（ｉ４２をインボッ）ａの上昇に
ｍ随して上昇せしめるが、この場合、インゴット＆の上
昇速度より早く上昇するときは、ウェハーｂｔ″カッタ
Ｏに押しつけることとなシ好ましくなく、インゴットａ
Ｏ上昇より若干遅れて上昇せしめる。これの検出は上昇
規制手段間により行なわしめるもので、上記吸ｍ１２が
ウェハーｂに吸着し、検出板５５ａがストッパＩに当接
し、支持アーム４が第１図の如く水平に位置するときは
昇降手段５０の減速モータ＆は停止し、インボッ）ａが
上昇し、吸着機Ｉ＃２がこれに伴って引き上げられたと
き、検出板５６１Ｌは回動し、近接スイッチ５７に対す
る距離が変化することにより減速モータ冨は駆動され、
支持アーム４及び吸着機構２を上昇せしめ、その上昇速
度が早く、支持アーム４を第１図においで水平位置に至
ったときは駆動は停止される。即ち吸着＄４２はインボ
ッ）ａの上昇に追随し、かつその上昇速度よ）も若干遅
れて上昇する。

このことはウエハー）に対しカッタａから１ＩＡＩｉ４
１方向へのトルクを与え、両者間の摩擦を減じ、従りて
疵の発生を防止することができる。この場合、上述の如
く吸着Ｗ構２ｔインゴット＆の上昇速度より遅らせるこ
とは、ウェハーｂに対し下部のダミーａｔ−支点として
の回動トルクを与えることとなり、カッタロからの弱電
が容易で、従って吸着機構２はウェハー１を確実に把持
することができウェハー）Ｏ男斯完了＆ＣｖＡしては吸
盤比は、ばね１８によ）復行され、従りてウェハーｂは
カッタＯよ９陥れて保持される。

なシ、上記切断に談しては前述の如く冷却水が供給され
て２シ、ウェハーｂとカッタ０と０１！Ｉには水膜が形
成されて表面張力にエフ真空状態となって密着され、ウ
エノ％−１）は漏れたカッタｏＯ面に付着して移行する
ことは容易でらるが、これと直角に引き離すことは困難
な丸め本実施例に示す如く、吸着機構２に空気吹込み管
６を備え、ウェハー）とカッタＣとの間に圧力空気を吹
込むことによシ、ウェハー）とカッタ０との間に形成さ
れる水膜による表面張力は破櫨され、ウニＩ−−ｂ　Ｏ
カッタロよ〕の剥離は−Ｍ容易となる。

ウェハーｂ６）９１プ落し完了に伴ない、吸着機＠２は
支持機Ｗ３の往復移行部材３１の作動により後退され、
昇降子ＩＲ５Ｑ　Ｏ減速モータ５２の逆回転により摺動
体招、支持アーム４と共に吸着機ｏ＃２は下降し、下降
完了後または下降途中において回動手段あの駆動装置３
７０回動によシ揺動゛部材あは第第１図において鎖線で
示す如く回動され、虐所にウェハー第１を移行せしめる
。吹込で空気吹込管６からの空気噴射を停止すると共に
吸着機構２に対する吸２作用は遮断され、ウェハーｂｔ
ａ宜の搬送装置（図示省略）に受渡し移行せしめる。こ
の切断工程を繰返しインゴットからウェハーを連続的に
枚葉取出しするものである。

尚上記実施例は、インボッ）ａｔ−上昇してウェハーｂ
ｋ切”）’ｒＢすスライシングマ７ノに本発明ヲ適用し
た例を示したが、インボッ）ａを固定し、カッタａを下
降してウニＩへ−１を切９出す方式のスライシングマン
ンに対しても同様に適１月し得ることは勿１であハこの
場合には支持機構５Ｏ４降手段５０　ｔ−省略すること
ができる。また回転カブターを送直状の横型スライシン
グマシンを例示したがカッターが水平の裏型マシンにも
適用できるは勿−である・ 以上の如く本発明のウェハーの収集取出し装置によると
きは、切夛出されるウエノ）−とカッタとの密着を圧力
空気の吠き付けにより解除し、ウェハーを吸着模讐にて
吸引する故、少ない吸引風量によってもＩ＆着取多出し
は確実に行なわれ、従って吸引動力の減少を計ることが
できる。また支持機構は吸層愼ｇをインゴットの上昇に
追随して移行せしめ、ｌ＆層によりウェハーに対しカッ
タよｐ離間方向へのトルクを付与する故、ウェハーはカ
ッタとのＡｌｆｍ抵抗が減少され、カッタの切削効率の
向上と天にカッタとＯ接触による疵（ンーマーク）の発
生を防止することができ、更にウェハーのカッタとの密
着を解除し吸着による把持を☆鍾実ならしめる故りエノ
ーー及びカッタのグレード部に変形が起ることがなく精
度向上が図れる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部切欠した全体正面図、第２図は第１図にお
けるＩ−１線に１０う断面図、第３図は第１図における
ｔ−ｉ＃に沿う断閲図、第４図は第３図における平面図
、ＷＪｓ図は吸着機構の縦断面図、第６図は１４４５図
において裏蓋を除去して示す右側面図、第７図は第５図
において段層バッドを除去して示す左側面図、第８図は
第１図に訃ける１−１線に沿う断面図、第９図は第１図
における右側面図、第１０図は第８図におけるｆｆ−ｆ
ｆ線に沿う断面図、第第１図はＭ８図におけるｖ−ｖ線
に沿う断面図、第氏図は切断運動と同期して空気吹込み
および真空装置を作動せしめる自動制御装置の系統図、
第詔図はウェハーの変位量を示す測定データでらる。 １・・・ウェハー取出し＃置 ２・・・吸着機構 ３・・・支持機構 １０・・・吸着本体 氏・・・吸盤 １８・・・弾性体 加・−・吸着パッド ３１・・・往復移行部材 あ・・・回動手段 ５０・−昇降手段 腸・・・上昇規制手段 Ａ・・・スライシングマシン ａ・−・インゴット ｂ・・・ウェハー ０・・・カッタ 特許出願人　　　　大阪チタニウム製造株式会社特許出
願人　　　九州電子金属株式会社特許出願人　　　　日
本スピンドル製に抹弐会社第１図 ■ 第２図 第３図 第４図 一一一一「−一ノ ＠５図　　　　　　・−ｊ’５６図 第７図 第８図 第１０図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）インゴットをスライシングして得たウエハーを枚
   葉取出しする装置において、上記ウエハーを吸着する吸
   着機構と、該吸着機構を支承する支持機構と、上記吸着
   機構の近傍に配備されウエハーとカッタとの密着を解除
   する空気吹込ノズルとを備えたことを特徴とするウエハ
   ーの枚葉取出し装置。
2. （２）吸着機構は吸着本体に出入可能に支持され、かつ
   後方に付勢する弾性体を備えた吸盤と、該吸盤に取付け
   られる吸着パッドとを具備し、上記弾性体はウエハーに
   対する吸盤の吸引力より弱いバネ定数を有する特許請求
   の範囲第１項記載のウエハーの枚葉取出し装置。
3. （３）支持機構は吸着機構をインゴットの切込み上昇運
   動に追随して上昇移動せしめる昇降手段と、吸着機構を
   ウエハーに対し近接離間せしめる往復移行部材と、吸着
   したウエハーを取り出すための回動手段とから構成され
   る特許請求の範囲第１項記載のウエハーの枚葉取出し装
   置。
4. （４）空気吹込ノズルは吸着機構の吸盤近傍に配備され
   、吸着動作と同期して空気を噴射してウエハーとカッタ
   の密着を解除せしめることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のウエハーの枚葉取出し装置。