JPS63270103A - 切断ウエハの取出し方法及び装置 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、シリコンインゴット等の柱状加工物を対象と
して、例えば内周刃切断法等によりその柱状加工物の一
端面から一枚づつウエハを切断する装置に関し、詳しく
は切断されたウェハを切断作業毎に一枚づつ切断装置か
ら取出すための方法、及びこの方法に好適に用いられる
装置に関するものであである。

（発明の背景） 従来のこの種のウェハ切断装置は、インゴット等の柱状
加工物（以下インゴットという）の端部からウエハを一
枚づつ切断する切断装置と、切断作業終了毎にウェハを
切断装置から取出し、次の切断作業を可能とするための
ウェハ取出し装置との組合せとして構成されている。

第８図はこのような従来装置の一例を示したものであり
、切断装置は次の構成よりなっている。

すなわち、不図示の回転駆動モータにより回転軸４１回
り（図示ａ１方向）に回転されるブレード回転枠４と、
このブレード回転枠４の内側に固定的に組付けられて、
円環状の内縁にインゴット切断用の刃であるダイヤモン
ド層３１を有する内周刃ブレード３と、該内周刃ブレー
ド３の更に径内側の位置に切断対象たるインゴット１を
所定の高さで位置させ、該インゴット１の下端からウエ
ハの厚み分だけ高い位置に上記内周刃ブレード３のダイ
ヤモンド層３１を当てた状態で、インゴット１を徐々に
水平移動させるながら切断作業を行なわせるインゴット
切断送りテーブル５とを備えて構成されている。なお４
２はブレード回転枠４の回転軸４１を支持する軸受けで
ある。また上記インゴット切断送りテーブル５には、イ
ンゴット１を背板５２に接着層５３を介して一体化した
状態で固定支持して垂下するインゴット上下送りコラム
５１が設けられていて、不図示の制御装置及び駆動装置
により、第８図のｂ３で示したインゴット１の上下移動
と、同図のｂ４で示したインゴット１の水平移動とが、
ウェハ切断のための予め定められたシーケンスに従って
与えられるように設けられている。

また切断されたウェハ２を、１回の切断作業終了毎に切
断装置（回転する内周刃ブレード３の内縁付近）から取
出しするためのウェハ取出し装置６は次の構成からなっ
ている。

すなわち第８図に示した従来装置では、クランク状に屈
曲した水平アーム６１の先端に、上記インゴット１の下
端で切断され落下するウェハ２を受けるウェハ受は部と
しての吸着板６２が設けられていると共に、このクラン
ク状に屈曲した水平アーム６１には、これを上下動（図
示ｂ１方向）及び水平動（図示ｂ２方向）させることで
、上記吸着板６２を内周刃ブレード３の径内側空所に対
し出入させるための水平アーム用エアシリンダ６４及び
垂直アーム用エアシリンダ６５とが設けられている。垂
直アーム用エアシリンダ６５は、垂直アーム６３を介し
て水平アーム用エアシリンダ６４を含めた水平アーム６
１の全体を上下動させる。更にこの取出し装置は、上記
吸着板６２を切断装置から離れた適当な位置に移送させ
るため、上記水平アーム６１を水平面内で図示ａ１方向
に旋回させる水平アーム旋回用モータ７１、旋回動作伝
達ギア７２．７３の組合せからなる旋回機構を備えてい
る。

第９図は、上記従来のウェハ取出し装置における吸着板
６２の構造１機能を、ウェハ切断作業の終了直前の状態
で説明するための図を示している。この図において６２
ａ、ｌ１２ａ、６２ａ、６２ａは吸着用開口であり、吸
着板６２の上面に形成され、排気通路６２ｂを介して外
部の負圧供給源（図示せず）に接続されている。そして
この吸着用開口６２ａをもつ吸着板６２を、上記インゴ
ットの下端（自由端）に若干の隙間（例えば０．０５〜
０．５ｍｍ程度）８３を保って平行に対向させておき、
ウェハの切断に際して、排気通路６２ｂを介して開口に
供給される負圧により、切断されたウェハ２を吸引して
、その上面に吸着保持するようになっている。吸着保持
されたウェハは、所定のエアシリンダ等の動作に従って
駆動される水平アーム６１の上記水平移動、垂直移動お
よび旋回移動により、所定位置に移動される形式で切断
装置から取出される。

ところで、上記のような従来のウェハ取出し装置におい
ては、切断終了時において、上記吸着板６２にウェハ２
が適性、確実に保持されずに、回転する内周刃ブレード
３によってウェハ２が上記ブレードの接線方向等に瞬間
的に運び去られ、これがブレード回転枠４に衝突して破
壊、飛散する現象を招くことがあった。

このような問題が発生する原因にはいくつかのことが考
えられる。例えば上述した内周刃ブレードを用いた方式
の切断装置によりウェハが切断される場合には、内周刃
ブレード３とウェハ切断面の間には切断隙間８１．８２
が形成され、この切断隙間８１．８２には加工液、空気
が内周刃ブレード３の回転と共に回っている。また、イ
ンゴットに対する内周刃ブレード特にそのダイヤモンド
層３１の切刃の状態は摩耗によって常に連続的に変化し
ているし、ブレードがインゴットに切込む姿勢も厳密に
は一定でなく、これらのことからウェハの反り状態は通
常安定的に考えられるものではない。またウェハとブレ
ードの間の隙間８１．８２の状態も当然に変化している
。

これらの種々の要因から、ウェハの切断終了時に吸着板
６２が該ウェハに対して吸引吸着力を作用させて引離し
保持しようとする際に、ウェハに作用する不安定な流体
力学的作用が影響して上記の傾向が生じ得るのである。

特にウェハを急激な真空吸着で引離す際の過渡的姿勢変
化においてはこれらのことが発生し易い。

（発明の目的） 本発明は、以上の観点からなされたものであり、その目
的は、上記のようなウェハ切断装置において使用される
ウェハ取出し装置として、切断刃に、直接ないし加工液
等を介して間接的に接触しているウェハが、切断刃の回
転接線方向等に運び去られてしまうという上記した現象
の発生を防止し、取出し装置によるウェハの確実な保持
を実現し、したがってウェハの飛散。

破壊等の不具合を生ずることがない切断ウェハの取出し
方法を提供するところにある。

また本発明の他の目的は、上記方法に好適に使用される
切断ウェハの取出し装置を提供するところにある。

（発明の概要） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる切断ウェハの取出し方法の特徴は、インゴットの一
端部側から順次に切断されたウェハを切断装置から取出
しするに際し、インゴットの上記一端部位置から離間す
る方向への後退力が与えられた吸着板を、該後退力に抗
して上記一端部に対向接触する位置に保持させる工程と
、ウェハの切断終了前に吸着板に負圧を供給することで
、上記保持位置の吸着板をウェハに対し吸着させる工程
と、吸着板に対する上記接触位置での保持を解除する工
程と、を備えたところにある。

またかかる方法を実現するために好適に使用される装置
の特徴は、インゴットの一端部側から順次に切断された
ウエハを切断装置から取出しするためのウェハ取出し装
置であって、インゴットの上記一端部に対して接触離間
可能に設けられていると共に、エア吸引による吸着用開
口がインゴットとの接触面に設けられている吸着板と、
この吸着板に対し該接触位置から離間する方向への後退
力を付与する後退力付勢手段と、吸着板の離間移動を、
上記接触位置から予め定められた離間限界の間に渡って
案内する移動案内手段と、上記後退力に抗し上記インゴ
ットの一端部に接触させた状態で吸着板を保持可能に設
けられた保持手段と、上記吸着板の吸着用開口に接続さ
れた負圧供給手段と、を備えたという構成をなすとろこ
にある。

上記方法、装置において、吸着板に与えられる後退力は
、重力作用、バネ力作用、磁気力作用、エア吸引力作用
のいずれによるものであてもよい。例えば上記吸着板を
上下方向について移動可能に設けておけば、インゴット
一端部からの吸着板の後退力は該吸着板あるいはこれに
附属する部材に生ずる重力作用として得ることができる
。

（発明の実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明方法を適用した切断ウェハ
の取出し装置の構成概要−例を、吸着板周辺の構成に限
°定して示したものであり、ウェハ切断装置としての全
体構成の他の部分は第８図に示したものと実質的に同様
である。

この図において、１は切断対象とされるインゴットであ
り、各切断作業の最終段階においてのウエハの傾斜を防
止しこれを水平に保持することで、インゴットの最終切
断位置の欠けを防止するように、該インゴットを接着層
５３を介して背板５２に一体化されている。３は内周刃
ブレードであり、その内縁には切断の刃をなすダイヤモ
ンド層３１が設けられている。

６は吸着板であり、本例の該吸着板はインゴット１の下
端面に概ね一致した大きさの広がりをもったものとして
形成されていて、その上面であるインゴット１の下端面
に対向する面に、複数の吸引吸着用開口８２ａが形成さ
れている。この吸着用開口６２ａは、排気通路６２ｂお
よび真空チューブ６６（第２図参照）を介して不図示の
外部負圧源に接続されており、必要時に負圧が供給され
て該吸着板６のインゴット１へのエア吸引による吸着が
行なわれるようになっている。

ここでこの第１図を例にして、ウェハ２の切断時におい
ての吸着板６による該ウェハの安定確実な保持の態様に
ついて説明する。

本例においては、まずウエハの切断作業に先立って、吸
着板６を適宜の位置決め機構（第１図においては図示し
ないが、例えば第８図の水平アーム用、垂直アーム用の
エアシリンダ６４゜６５）を利用することでインゴット
１の下端面に位置させ、次に排気通路６２ｂを通して吸
着用開口Ｂ２ａに負圧を供給し、該吸着板６を前記位置
で吸着させる。したがって該吸着によりインゴットと吸
着板は実質的に一体化され、またこの状態で上記吸着板
の位置決めのための外力を解除する。

これによって、該吸着板６はエア吸引による吸着力のみ
によってインゴット下端面に実質的に一体化され、他の
外力は作用しない状態となっている。

以上の状態で第８図において説明したインゴットからの
ウェハの切断作業を行なう。

切断作業の進行により、ウェハは背板５２が裏打ちされ
ている状態でインゴット１から切断されることになるが
、この切断によってインゴットから分離されたウェハは
、エア吸引により吸着一体化されている吸着板と共に自
由落下の状態となり、自重で落下する。

この場合において、従来例において説明したウェハの急
激な吸引引離しによる方式に比べ、上記切断されたウェ
ハは十分な剛性ケもった吸着板６と吸着一体化された状
態にあって、これと共に下方に自由落下するため、回転
する内周刃ブレードに連れ回されてブレード回転枠等に
衝突するなどの問題を招くことがない。

第２図は、第１図に示した構成等の吸着板６を自由落下
させる際に、その運動を具体的にガイドするために用い
られる吸着板の上下滑動支持装置としての構成−例を示
したものである。

この図において、６１ａは垂直な姿勢で設けられている
剛性軸であり、例えば第８図で示した水平アーム６１の
先端部分として形成される。そしてこの剛性軸６１ａに
上記吸着板６に形成した筒状開口６２ｃを上下方向に移
動自在に滑動支持させ、かつ剛性軸６１ａの下端に設け
たストッパフランジ６１ｂにより吸着板６の下動限界を
定めて上記滑動支持装置が構成される。

このように構成された吸着板の上下方向についての滑動
支持装置において、まず切断作業の開始に先立って、不
図示の移動装置により剛性軸６１ａを上動させることに
より、ストッパフランジ６１ｂに係止された状態の吸着
板６を、その吸着用開口がインゴット１の下端面に接触
するまで移動して位置決めさせる（第１図参照）。

次に上述の如く真空チューブ６６を通して吸着用開口に
負圧を供給することで該吸着板６とインゴット１を吸着
一体化させる。

そしてこの吸着一体化の後は、上記のように吸着板を機
械的に移動させた移動装置を逆転させて、剛性軸６１ａ
を０、第２図に示したストッパフランジ６１ｂと吸着板
６との間に所定の隙間が保たれる位置まで下動させる。

これにより、吸着板６を実質的に支持する力はエア吸引
による吸着力以外には作用しない状態となる。

この状態でウエハの切断作業を行なう。

このようにすれば、切断作業の終了時において、ウェハ
がインゴットから分離されるとこのウエハに吸着にて一
体化されている吸着板６は自重にて自由落下し、剛性軸
６１ａのストッパフランジ６１ｂに係合して係止される
。この後例えば従来装置と同様にして吸着板に保持され
た状態のウエハを切断装置の外に移動させればよい。

第３図は、第１図の例に比べて吸着板がインゴットの下
端面を部分的に覆うように設けられている他は同様の構
成の例を示している。

この場合にも、ウェハと吸着一体化する吸着板の接触面
がインゴットの下端面に比べて極端に小さく実質的な一
体化が失われるような状態に設定されているような場合
を除き、上記第１図に示した例と同様の効果が得られる
。

第４図ないし第６図は、上記の吸着板６に、インゴット
下端面に対しの接触姿勢を自律的に調整できる構造（つ
まりインゴット下端面に対して吸着板の上面が自律的に
平行性を維持できる構造）を付加した場合の例を示して
いる。

第４図の例では、吸着板６を上下方向の滑動支持する滑
動支持装置が次のように構成されている。すなわち、上
記吸着板上記吸着板６とは別体に設けた滑動部材６７を
、その間口６７ａを剛性軸６１ａに滑合させて上下方向
移動可能に支持させると共に、吸着板６に対しては１木
の水平軸６７ｂを介して連結させた構造をなしている。

このような構成によれば、吸着板６はインゴット１の端
面に対して水平軸６７ｂ回りの回転が可能となっている
ために、該端面の傾斜があっても支障なくエア吸引によ
る吸着ができ、また切断終了時まで背板５２にコジリを
作用させないで吸着を好適に維持できる効果がある。

第５図に示した例では、上記滑動部材６７の水平軸６７
ｂによって回転自在に支持される第二の滑動部材６７ｃ
を設け、この第二の滑動部材６７ｃと吸着板６を板ばね
６８を介して連結した構成としている。このような板ば
ね６８を介した連結構成により、吸着板６は水平な面内
の直交する２軸回りの回転自由度が与えられ、インゴッ
トの下端面に対する傾斜が許容されて、エア吸引による
吸着が一層良好に得られる効果がある。

第６図（ａ）　、　（ｂ）に示した例は、上記したイン
ゴット下端面に対する接触姿勢の自律調整機能を、吸着
板６のそれ自体の構造により与えると共に、更に切断さ
れるウエハを切断の進行に伴なって強制的にインゴット
から引離すようにした機能を付加した構成のものを示し
ている。

すなわち、吸着板６の上面に可撓弾性を有する板ばね６
０１を貼り付けると共に、吸着板６には、その下端面側
から該吸着板を実質的に複数のブロックに区画するため
のくさび状の溝６２ｄ。

６２ｄ、６２ｄ、６２ｄを形成させ、これらにより吸着
板６の自重で第６図（ｂ）に示したように吸着板６が自
然状態では前（右）下りの状態となり、エア吸引による
吸着時にはウェハ（インゴット）に吸着して水平姿勢を
保つ。

そしてこのような構成によれば、切断の進行によりウエ
ハが徐々に切断されていくと、切断先端側（右側）部分
は上記吸着板６の自然状態への復帰により漸次インゴッ
トから湾曲しながら引離されることになる。

なおこの湾曲はウェハの使用時の性能に影響を招かない
程度に制限されるものであることは言うまでもない。

第７図に示した例は、吸着板６をインゴットから離間後
退させる力を上述説明のような重力の作用によって得る
ものでなく、ばね８により得るようにした例を示してい
る。このような方式のものは、横形のウェハ切断装置に
好適に使用できる。また上記のばね８は、磁気吸引力あ
るいはエア吸引力によって代替えできるものであること
は容易に理解されよう。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明よりなる切断ウェハの取出
し方法及び装置によれば、切断前の柱状加工物（インゴ
ット）に吸着板を吸着させておき、これによって切断さ
れるウェハに他に例えば切断刃等からの外力が作用して
も不具合を生じない状態としておくことができるから、
ウエハが切断された時に、該ウェハは吸着板と実質的に
一体化した状態として柱状加工物（インゴット）から安
定して切離され、またこの吸着板を適当な支持手段で安
定に支持しておくことで、従来において発生することが
あったウェハのブレード回転枠等への衝突、破壊の問題
が完全に解消されるという効果が得られる。

更に、シリコン等の高価な結晶材料の切断に本発明を用
いた場合には、材料の歩留りを高め、また切断装置の切
断用ブレードや周辺機材の損傷を防止できるという効果
も得られ、その有用性は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなるウェハ取出し装置の実施例
１の吸着板部分の構成概要を示した図、第２図は同実施
例の吸着板を支持する構造の一例を示した図、第３図は
実施例２の吸着板部分の構成概要を示した図、第４図、
第５図、第６図（ａ）、（ｂ）　、第７図はそれぞれ吸
着板を支持する他の構造例を示した図、第８図は従来の
ウェハ切断装置の一例を全体構成概要として示した図、
第９図は同従来装置における吸着板部分の支持構造を説
明するための図である。 １：インゴット　　　　２：ウエハ ３：内周刃ブレード　　３１：ダイヤモンド層４ニブレ
ード回転枠　　４１：回転軸 ４２：軸受け ５：インゴット切断送りテーブル ５１：インゴット上下送りコラム ５２：背板　　　　　　　５３：接着層６：ウエハ取出
し装置 ６１：水平アーム　　　　６１ａ：剛性軸６１ｂ＝スト
ツパフランジ ６２：吸着板 ６２ａ：吸着用間口　　　　６２ｂ：排気通路６２Ｃ；
開口 ６３：垂直アーム ６４：水平アーム用エアシリンダ ６５：垂直アーム用エアシリンダ ６６：真空チューブ ６７：滑動部材　　　　　６７ａ：開口６７ｂ：水平軸
　　　　　　６７Ｃ：第二滑動部材６８：板ばね　　　
　　　６０１：板ばね７１：水平アーム旋回用モータ ７２．７３：旋回動作伝達ギア ８：板ばね ａ、ニブレード回転 ａ２　：水平アーム旋回 ｂｌ　：垂直アーム上下動 ｂ２　二水平アーム水平動 ｂ３　：インゴット上下動 ｂ４　：インゴット水平動 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図（ｂ） 第７図 １ｂ 第９゛図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）柱状加工物の一端部側から順次に切断されたウエ
   ハを切断装置から取出しするに際し、柱状加工物の上記
   一端部位置から離間する方向への後退力が与えられた吸
   着板を、該後退力に抗して上記一端部に対向接触する位
   置に保持させる工程と、ウエハの切断終了前に吸着板に
   負圧を供給することで、上記保持位置の吸着板をウエハ
   に対し吸着させる工程と、吸着板に対する上記接触位置
   での保持を解除する工程と、を備えたことを特徴とする
   切断ウエハの取出し方法。
2. （２）上記吸着板に与えられる上記後退力が、重力作用
   、バネ力作用、磁気力作用、エア吸引力のいずれかによ
   るものであること特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の切断ウエハの取出し方法。
3. （３）柱状加工物の一端部側から順次に切断されたウエ
   ハを切断装置から取出しするためのウエハ取出し装置で
   あって、柱状加工物の上記一端部に対して接触離間可能
   に設けられていると共に、エア吸引による吸着用開口が
   柱状加工物との接触面に設けられている吸着板と、この
   吸着板に対し該接触位置から離間する方向への後退力を
   付与する後退力付勢手段と、吸着板の離間移動を、上記
   接触位置から予め定められた離間限界の間に渡って案内
   する移動案内手段と、上記後退力に抗し上記柱状加工物
   の一端部に接触させた状態で吸着板を保持可能に設けら
   れた保持手段と、上記吸着板の吸着用開口に接続された
   負圧供給手段と、を備えたことを特徴とする切断ウエハ
   の取出し装置。
4. （４）上記吸着板に与えられる上記後退力が、重力作用
   、バネ力作用、磁気力作用、エア吸引力のいずれかによ
   るものであること特徴とする特許請求の範囲第（３）項
   記載の切断ウエハの取出し装置。
5. （５）上記吸着板は、上記移動案内手段から延出された
   アームの先端に設けられていて、かつ該アームは、吸着
   板の上記後退方向に対し直交する２軸の少なくともいず
   れか一方の軸に対し回転自在であることを特徴とする特
   許請求の範囲第（３）項または第（４）項記載の切断ウ
   エハの取出し装置。