KR930005466B1 - 원통형재료의 절단방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원통형재료의 절단방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제5실시예의 일반구조의 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제1실시예의 주요부의 개략도.

제3도는 제2도에 도시된 제1실시예에 사용된 진공 척 장치의 일반 정면도.

제4도는 제2도에 있어서 진공 척 장치의 구조를 예시하고 있는 확대 설명도.

제5도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제2실시예의 주요부의 일반도.

제6도는 제5도에 도시된 제2실시예에 사용된 진공 척 장치의 확대 설명도.

제7도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제3실시예의 주요부의 구조의 일반도.

제8도는 제7도에 도시된 제3실시예에 사용된 지지핀들이 어떻게 배치되어 있는가를 도시하고 있는 진공 호울더장치의 정면도.

제9도는 제7도에 도시된 진공호울더장치의 구체적인 측단면도.

제10도는 제7도의 제3실시예의 다른 하나의 사용의 경우의 설명도.

제11도는 제1실시예의 다른 하나의 사용의 경우의 설명도.

제12도 및 제13도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제4실시예의 주요부의 구조에 대한 각각의 일반도.

제14도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제5실시예에 의한 절단방식을 설명하는데 사용된 도면.

제15도는 제5실시예에 사용된 회수 플레이트의 평면도.

제16도 및 제17도는 각각 제15도의 A-A선 및 B-B선에 따른 단면도.

제18도는 제17도의 C-C선에 따른 단면도.

제19도는 각각의 진공척에 연이어 통하는 진공튜브등을 도시한 도면.

제20도 및 제21도는 제16도에 도시된 진공척들에 대한 각각의 확대.

제22도는 제16도에 도시된 클램프장치의 확대도.

제23도는 제22도의 D-D선에 따른 단면도.

제24도 및 제25도는 본 발명에 따른 제5실시예에서 구체화된 회수 플레이트의 다른 하나의 실시예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 이송 슬라이더 25,70,80 : 회수 플레이트

30,72 : 진공척(장치) 31 : 실린더

32,162 : 패드지지보올 33,161 : 진공로드

34,76 : 피스톤 34A,34C : 진공구멍

34B : 진공튜브 35,74 : 흡착패드

35A : 다공질패드 36 : 주름막

50 : 클램프장치 51 : 실린더부분

52 : 제1피스톤 53 : 제2피스톤

54 : 제1링 55 : 제2링

56 : 클램프핀 57 : 제1플레이트

58 : 제2플레이트 54A : 홈

100,150 : 척장치 110 : 테이블

120 : 스페이서 130,330 : 클램퍼

140 : 블레이드 180 : 진공호울더

A : 미소틈새 B : 지지기초대

F : 상향력 W : 잉곳(기초대)

WA : 잉곳절단끝부위 WS : 웨이퍼

본 발명은 원통형재료의 절단방법 및 장치에 관한 것이며, 상세히는 회전 블레이드(blade)가 원통형재료(이하 잉곳(ingot)이라 함), 이를테면 반도체 조각을 생산하기 위한 실리콘 또는 그런 종류의 다른 것을 절단하는데 사용되고 있는 그러한 방법 및 장치에 관한 것이다.

반도체장치로서 사용되는 실리콘 또는 그런 종류의 다른것의 잉곳은 깨지기 쉬우므로 해서, 잉곳이 회전 블레이드로써 얇은 조각으로 절단될때, 절단되는 얇은 조각은 크랙(crack)이 생겨서 절단완료직전에 크랙부위에서 잉곳으로부터 분리될 수 있다. 바꾸어 말하면, 절단된 얇은 조각(일반적으로 웨이퍼(wafer)로서 설명됨)은 그것의 외주면 부위에서 깨지고, 그 결과로서 웨이퍼로부터 얻을 수 있는 반도체 장치의 수량이 매우 감소될 수 있다.

상기 언급한 불이익을 배재하기 위하여, 탄소 또는 그런 종류의 다른 것의 희생부재(이하 절단 베이스(slice base)라함)가 잉곳의 측면의 일부분에 그것의 길이 방향으로 접착제 또는 그런 종류의 다른 것에 의하여 부착되어, 절단은 절단베이스가 부착된 잉곳의 표면의 반대쪽에 있는 잉곳의 측면에서 시작해서, 절단베이스가 마지막으로 절단되는 절단방법(예를들면 일본국 특개소 61-65749호)이 사용된다.

상기 언급한 절단방법에 따르면, 잉곳과 웨이퍼가 일부분이 부서질 수 있다고 하는 문제점은 배제될 수 있다. 그러나, 상기 절단방법은 절단베이스를 미리 준비해서 부착하고 절단된 웨이퍼로부터 절단베이스를 제거하는 작업들이 필요하며, 상기 절단방법에 있어서, 회전 블레이드의 절단 날위에 악영향을 주지않는 재료의 절단베이스를 선택할 필요가 있다.

한편, 블레이드가 회전되는 동안에 잉곳도 또한 회전되면서 절단되는, 잉곳에 절단베이스를 부착하지 않는 다른 방식의 절단방법이 또한 알려져 있다(예를들면, 일본국 특개소 58-147312호).

잉곳이 최후에 언급한 방법에서와 같이 회전될때, 잉곳이 그것의 주위로부터 그것의 중앙부위를 향하여 절단될 수 있기 때문에, 고생산성을 제공하는 잉곳의 외주부가 깨질 가능성은 배제되며, 상기 언급된 절단베이스는 불필요해서, 먼저 언급된 종래기술의 절단방법 이상의 잇점이 있다. 그러나, 절단장치의 성능의 관점으로부터 한층 더 높은 정밀도와 한층 더 높은 기능이 필요하다. 바꾸어 말하면, 절단된 웨이퍼가 회수될때, 상기 언급된 절단베이스 부착방법에 따르면, 웨이퍼는 절단베이스가 절단될 때 파지되거나 진공척(vacuum chuck)에 의하여 흡착지지될 것이다.

한편, 잉곳 회전방법에 따르면, 최소한 절단완료직전에 웨이퍼를 파지하거나 흡착할 필요가 있다. 그러나, 그러한 흡착 또는 파지는 웨이퍼가 진동되거나 비틀리게 될 수 있어서, 그 결과로서 웨이퍼는 그것의 중앙부위에서 깨질수도 있다. 그러므로, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 파지 또는 흡착기구를 교묘한 방법으로 웨이퍼와 접촉시킴과 동시에 상기 기구를 잉곳과 동기 및 동심회전시키는 것이 필요하다. 특히, 잉곳의 최초의 절단에서와 같이 잉곳의 끝면이 평평하지 않거나 회전축에 대하여 직각을 이루고 있지 않을 때, 잉곳을 진공척과 동축으로 회전시키는 것은 어렵다. 이점에 있어서도 또한 절단장치전체의 정밀도 및 기능을 실현ㆍ유지하는 것은 어렵다.

또한 잉곳 회전방법에 있어서, 웨이퍼의 중앙부위가 깨지지 않을 때 웨이퍼의 중앙부위에는 일명 “네이블(navel)”이라는 돌기부가 쉽사리 생길 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 돌기부는 제거되고 처리되어야 하는데, 이 후처리는 매우 성가시고 귀찮은 것이다.

본 발명은 상기 언급된 종래기술의 절단방법 및 장치에 존재하는 결점들을 제거하는 것이 그 목적이다. 따라서 잉곳이 회전되지 않고, 단지 블레이드만이 회전되어 잉곳을 절단하면서, 잉곳에 대한 절단베이스의 부착할 필요성을 회피하고 잉곳이 절단될때에 손상되거나 깨지게될 가능성을 또한 배제한, 원통형의 잉곳의 절단방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

이 목적을 이루기 위하여, 본 발명의 하나의 관점에 따르면 잉곳이 그것의 기초대 끝측에서 고정되어 있고 단지 블레이드만이 회전되어 잉곳을 절단하는 데 있어서, 잉곳의 기초대 끝측과 함께 잉곳의 절단측도 또한 그것의 형상을 따라서 절단되기 이전에 이동 불가능하게 고정되어 있으며, 그러한 고정상태가 유지되고 있는 동안에 블레이드에 의한 절단이 수행되는 것을 특징으로 하는 절단방법이 제공되어 있다.

본 발명의 다른 하나의 관점에 따르면, 잉곳의 절단 측을 고정하는데 사용될 수 있는 복수의 진퇴 가능한 지지핀들이 제공되어, 이 지지핀들이 잉곳의 형상에 따라 잉곳의 절단측을 면하여 밀려난후에 각각 이동 불가능하게 고정되고, 그 다음에 잉곳의 절단측이 상기 지지핀쪽으로 흡인되어서 고정될 수 있다. 이것 때문에 잉곳의 절단측의 끝면이 평행하지 않거나 평평하지 않다고 하더라도 지지핀들을 잉곳의 절단측의 끝면과의 접촉을 이룰 수 있다.

본 발명의 또 다른 하나의 관점에 따르면, 잉곳의 기초대 끝측은 고정되어 있고, 잉곳의 절단측의 끝면에 반대편에 서있는 복수의 실린더가 제공되어 있으며, 상기 실린더에 각각 제공된 각각의 피스톤은 구면 베어링에 의하여 감압흡인할 수 있는 흡착패드(pad)로 배설되어 있고, 그것에 의하여 절단개시전에 상기 언급된 복수의 실린더들이 작동되어서 각각의 흡착패드들을 잉곳의 끝면에 대하여 누르고, 그 다음에 실린더들에 의한 흡착패드들상의 가압력이 제거된 후에 각 흡착패드들이 잉곳의 끝면을 흡착하고 있는 동안에 각 실린더의 피스톤들은 각각 이동 불가능하게 고정되어서(즉, 진퇴하지 못하게 막는 그러한 방법으로), 잉곳이 회전 블레이드에 의하여 절단될 수 있다.

바꾸어 말하면, 각각의 흡착패드는 구면 베어링에 의하여 지지되어 있어서 진동될 수 있고, 복수의 흡착패드들이 제공되어 그와 관련된 실린더들에 의하여 각각 진퇴될 수 있도록 배치되어 있는데, 다시 말해서 각각의 흡착패드는 잉곳의 절단측의 끝면과 그들 사이의 틈새가 없이 접촉을 이룰 수 있다. 또한, 흡착패드들은 잉곳의 절단측의 끝면과의 접촉을 이룰때 실린더들에 의하여 잉곳의 절단측의 끝면에 대하여 가압된다 하더라도, 실린더들에 의한 압력은 흡착패드들의 측면으로부터의 외력이 잉곳의 끝면에 가해질 수 없게 하기 위하여 흡착패드들이 일단 밀려난 후에 제거된다. 더 나아가서, 각각의 흡착패드가 잉곳의 절단측의 끝면과의 접촉을 이루면서 각 흡착패드의 피스톤들을 각각 진퇴될 수 없도록 고정된다. 그러므로, 각 흡착패드들이 잉곳의 절단측의 끝면과 그것들 사이의 틈새가 없이 접촉을 이루고 그것들의 흡착력 때문에 잉곳의 끝면을 흡착 지지하고 있는 동안에는 잉곳의 끝면을 변화시킬 수 있는 가압력이나 인장력등의 어떠한 힘도 흡착패드로부터 상기 끝면에 작용될 수 없으므로, 절단 완료시까지 파손등의 어떠한 손상도 발생될 수 없다.

본 발명의 기타 목적 및 잇점들뿐만 아니라 본 발명의 정확한 본질은 첨부도면들과 관련한 다음의 명세서의 연구로부터 완전히 명백해질 것인바, 같거나 유사한 부재들은 전체 도면에 걸쳐서 같은 부호로 표시되어 있다.

이하의 상세한 설명은 첨부도면들과 관련한 본 발명에 따른 잉곳의 절단방법 및 장치의 바람직한 실시을 부여하게 될 것이다.

제2도 내지 제4도에는 잉곳(W)을 수평방향으로 얹어놓은 수평식 절단장치(즉, 절단기계)가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 일명 수직식 절단장치까지도 유사한 방식으로 실시될 수 있음에 유의해야 한다.

도면들에 있어서, 부호 110은 절단장치의 본체(B)의 상부표면상에 미끄럼 가능하게 제공되어 있는 테이블을 표시하며, 피절단재료인 잉곳(W)은 스페이서(120)들에 의하여 테이블(110)상에 놓인다. 부호 130은 잉곳(W)의 본체측면을 견고하게 가압고정하는 데 사용되는 클램퍼(clamper)를 표시한다.

예시된 실시예에 있어서, 클램퍼(130)는 잉곳(W)에 대하여 위로부터 견고하게 가압하는데 사용되지만, 이것은 한정적인 것이 아니고 기타 공지의 고정방법들이 또한 사용될 수 있다.

예를들면, 잉곳의 끝부분이 파지될 수 있다.

부호 140은 도우넛(doughnut) 형상의 얇은 디스크(disc)의 내부둘레측면에 다이아몬드 입자들 또는 그런 종류의 다른 것들을 부착시킴으로써 형성된 절단날을 사용하는 내부둘레날 타입의 블레이트(이하 블레이드라고 함)를 표시한다.

부호 WS는 테이블(110)을 블레이드(140)에 관하여 미끄럼이동시킴으로써 잉곳(W)으로부터 요구 두께로 연이어서 절단되어 나오는 웨이퍼를 나타낸다.

예시된 실시예에서는 경사진 끝면을 가진 최초의 피절단 웨이퍼(WS)가 도시되어 있다.

부호 150은 상기 언급된 웨이퍼(WS)의 반대편에 서있도록 그렇게 테이블(110) 상에 배치되어 있고 또한 그것의 첨단부분에 제공된 진공척(160)에 의하여 웨이퍼를 흡착지지하는데 사용되는 척장치를 표시한다. 진공척(160)은 진공펌프(도시되어 있지않음)와 진공호스(house)에 의하여 연결되어 있다. 진공척(160)을 그것의 흡착표면쪽에서 도시한 제3도에 예시된 바와같이, 진공척(160)은 다수의 척(160a, …)들로 구성되어 있는데(제3도에서는 6개의 척), 각각은 직경이 예를들어 20mm인 작은 직경표면인 흡착 표면을 구비하고 있다.

척들은 웨이퍼의 전체표면에 걸쳐서 산재되어 흡착지지되는 잉곳들(웨이퍼들)의 직경들에 따라 웨이퍼의 전체 표면을 균등하게 흡착할 수 있도록 동심적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

제4도에는 상기 언급된 다수의 진공 척들중의 하나의 구체적인 구조가 도시되어 있다.

제4도에 대하여 설명하면, 척장치기초대(151)를 통하여 뻗어있는 진공로드(161, vacuum rod)는 그것의 후치끝부분이 진공호스(170)와 연결되도록 그렇게 배치되어 있으며, 그것의 전면끝부분(첨단부분) 상에는 패드지지보올(162)이 제공되어 있다.

진공하우징(163)은 지지보올(162)을 둘러싸고 있는 그러한 방식으로 너트(164)에 의하여 지지보올(162)에 장착되어 있다. 진공하우징(163)에는 통기구멍(163a)이 형성되어 있는데, 그것은 웨이퍼가 흡착될 때, 립(165, lip)과 결합하여 립(165)으로 둘러싸인 부위를 부압상태로 되게함으로써 웨이퍼를 흡착할 수 있는 흡착패드를 형성한다.

이러한 이유 때문에 진공하우징이 연질의 웨이퍼 접촉표면을 구비하고 있다면, 그때에 그러한 흡착패드는 또한 상기 언급된 립의 필요성을 배제시키도록 사용될 수 있다. 또한, 흡착패드는 자유롭게 경사질 수 있도록 즉 패드 지지보올(162)에 대하여 진동될 수 있도록 그렇게 배치되어 있다.

부호 152는 상기 언급된 척장치 기초대(151) 안에서 진공로드(161)를 잉곳(웨이퍼)쪽으로 항상 가압진출시키도록 위치되어있는 스프링을 표시한다. 스프링(152)은 척(160)이 잉곳쪽으로 미끄러져서 그것의 초기 설정상태에 위치를 정할때 척(160)의 접촉충격을 완충시키는데 사용될 수 있다.

부호 153은 진공로드를 소정의 위치에서 진퇴될 수 없도록 그렇게 고정하는데 사용되는 잠금장치를 나타낸다. 바람직하게, 잠금장치는 자동기구, 이를테면 공압실린더의 피스톤 로드에 의하여 작동될 수 있다.

상기 언급된 구조가 제2도에 도시된 바와같은 웨이퍼 절단기계로서 사용될 때 처음에는 잉곳(W)은 테이블(110)상에 놓여지고, 그 다음에 클램퍼(130)에 의하여 이동 불가능하게 고정된다.

웨이퍼 절단의 경우에 있어서, 잉곳(W)의 끝면은 통상적으로 미리 평평하게 형성되어 있기 때문에 잉곳의 상기 언급된 고정후에 척장치(150)는 잉곳쪽으로 미끄럼 이동되고 척장치(150)의 진공척(160)은 잉곳의 끝면과의 접촉을 이루면서 이 접촉위치에 고정된다. 그 후에 진공펌프가 작동되어 진공척(160)에 의하여 잉곳의 끝면을 흡착한다. 여기에서, “흡착한다”는 것은 웨이퍼(WS)가 미끄럼 이동되는 동안이나 완전히 이동된 후에 립(105) 또는 진공척(160)의 진공하우징(163)의 탄성에 기인하여 척측면 또는 잉곳의 기초대측면쪽으로 더 이상 전혀 이동되지 못하도록 하는 그러한 방식으로 상기 끝면을 지지하는 것을 의미한다. 즉, 흡착은 흡착압력을 립 또는 그런 종류의 다른 것의 탄성과 평형을 맞추는 것을 의미한다.

이러한 목적을 달성하기 위해서는 예를들어 립(165)은 매우 유연할 수 있도록 얇은 고무재료로 형성될 수도 있으며, 진공하우징(163)은 그것의 접촉표면이 평평하게 형성될 수 있는 동시에 연질인 수지재료 또는 그런 종류의 다른 것으로 형성될 수도 있다.

상기 언급된 접촉 및 고정의 완료후에 잠금장치(153)가 작동되어 진공로드(161)을 이동 불가능하게 잠근다.

진공로드(161)의 잠금작업의 완료후에, 블레이드(140)가 회전되어 소요되는 두께의 웨이퍼(WS)를 절단해 내기 위하여 잉곳(W)을 절단한다.

잉곳절단의 최종영역(제4도 참조)에 있어서, 블레이드(140)의 내부 둘레날은 블레이드의 본체와 그 두께가 다르기 때문에 블레이드의 본체와 웨이퍼의 절단표면 사이에는 미소틈새(A)가 생긴다.

절삭수와 공기가 틈새(A)안에 존재하고 블레이드(140)가 고속으로 회전되므로, 틈새(A)에서 표면장력, 부압등이 발생될 수 있음으로 해서, 강성이 더 작아지는 웨이퍼(WS) 상에 응력이발생될 수 있다.

종래 기술의 방법들에 있어서, 상기 언급된 표면장력 등은 웨이퍼(WS)로 하여금 이동 또는 동요되게 하고 응력의 집중은 웨이퍼의 비절단부위에서 발생하며, 그 결과로서 웨이퍼의 파손이 생긴다. 그 반면에 따르면, 잉곳절단의 개시로부터 잉곳의 절단측(웨이퍼)은 잉곳의 형상에 따라 척장치(150)에 의하여 일체로 고정되기 때문에 상기 언급된 틈새(A)의 존재에 기인한 부압, 표면장력등으로부터 발생한 모든 응력들은 잉곳기초대(W)와 척장치(150)측으로 전달된다.

바꾸어 말하면, 척장치(150)에 의하여 일체로 고정지지된 웨이퍼(WS)는 절단이 수행되는 어느 위치에서도 동요되지 않고, 그러므로, 웨이퍼의 강성이상의 응력들이 웨이퍼 비절단부위에 집중될 가능성이 배제됨으로해서, 웨이퍼의 절단은 웨이퍼의 파손없이 완료될 수 있다. 그러한 절단의 완료후에 상기 언급된 척장치가 이동되어 상기 언급된 흡착 및 잠금작용을 제거하고, 절단된 웨이퍼는 종래 기존의 장치의 사용에 의하여 회수된다.

상기 언급된 본 발명의 실시예에 있어서, 웨이퍼에 대한 흡착패드는 진공될 수 있도록 그렇게 적합하다. 이 진동 때문에 흡착되는 잉곳의 끝면이 예시된 실시예에서 도시된 바와같이 경사져있을 경우일지라도 그러한 경사는 잉곳의 끝면이 견고하게 흡착고정될 수 있도록 흡착될 수 있다.

한편, 피절단웨이퍼가 이 진동에 기인하여 동요되게 허용될 수 있다고 하는 걱정이 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 전에 토의된 바와같이 다수의 척들이 잉곳의 흡착끝면상에 균등하게 산재되어 있어서 끝면을 전체적으로 고정할 수 있으므로, 웨이퍼가 동요될 가능성이 제거된다. 또한, 상기 언급된 흡착은 단지 작은 면적만을 필요로하다고 하는 사실에 기인하여 흡착표면등에서의 응력들과 같은 악영향이 전혀 생기지 않는다.

이제, 제5도 및 제6도에 대하여 설명하면, 절단기계에 있어서의 본 발명을 실시하기에 바람직한 제2실시예가 도시되어 있다.

앞에서 토의된 바와같이, 상기 언급된 제1실시예에 있어서, 척장치안에 다수의 진공척(160)들이 제공되어 있으며 진공척들의 각 진공로드(161)들은 개별적으로 잠겨질 수 있도록 진퇴된다. 그 반면에 제2실시예에 있어서, 척장치(100)는 진공하우징(101)을 포함하고 있으며, 제1실시예에의 진공척(160)들에 상당하는 다수의 척(102)들이 하우징의 흡착표면상에 균등하게 산재되어 있는 방식으로 제공되어 있으며, 척(102)들에 형성되어 있는 통기구멍(102a)들은 하우징(101)의 내부와 연이어 통하게 되어 있으며, 그리고 진공펌프(도시되어 있지않음)는 부압상태를 얻을 수 있도록 하우징의 내부와 연결되어 있다.

부호(102b)는 흡착패드 기능을 구비한 O-링을 표시한다. 또한, 척장치(100)는 그것의 후부에 지지구형표면(103)에 끼워넣은 지지축(104)을 장치하고 있으며, 지지 구형표면(103)의 부위는 지지기초대(105)에 의하여 지지되어 있으므로, 정체척장치(100)는 경사질 수 있다. 부호(106)은 상기 언급된 제1실시예에서 사용된 스프링(52)과 동일한 기능을 구비한 스프링을 표시한다.

제2실시예를 이용하는 방법은 제1실시예의 그것과 유사하다. 그러나, 제2실시예에 있어서, 클램퍼(107)는 척들을 이동 불가능하게 잠그는데 사용되고 척장치는 클램퍼(107)를 죄임으로써 잠겨질 수 있다. 각 척(102)들이 척장치의 제작시와 같은 정밀도로 표면을 이루어 형성되어 있다면, 그때 그것들을 상기 언급된 제1실시예에서의 경우보다 작업이 더 용이하다.

다음에 제7도에 대하여 설명하면, 상기 언급된 제1 및 제2실시예가 웨이퍼 절단기계에서 실시되는데 반하여, 잉곳을 구분 절단하는데 사용되는 절단기계에 있어서 본 발명을 실시하기에 바람직한 제3실시예가 도시되어 있다.

상술한 바와같이 잉곳은 웨이퍼로 절단되기전에 상황에 따라 견본 절단 또는 구분절단되어야 한다. 그러한 절단을 필요로 하는 잉곳은 도면에 도시한 바와같이 한쪽끝이 테이퍼져 있거나 또는 근본적으로는 원추형이다. 따라서, 그러한 형상을 가지는 잉곳의 절단은 하나의 진공척 또는 다수의 지지핀을 이용하여 간단히 실행될 수 있다.

특히, 부호(180)는 잉곳의 절단측이 되는 절단끝부분을 파지하는 진공호울더장치를 도시하고 있다. 진공호울더(180)는 외형이 원통형인 본체(111)를 포함하며 장치본체(11)는 앞끝부분의 개구된 둘레 가장자리에 고무등으로 형성되는 비교적 가요성인 립(111a)이 일체적으로 설치되어 있다.

본체(111)의 상기 구멍크기는 후술되는 바로서 잉곳(W)의 흡착 및 유지되는 부위의 크기에 대응하여야만 한다. 따라서, 도면에 따라 잉곳의 테이퍼진 끝부위가 흡착되고 유지될 때, 그 구멍은 잉곳의 테이퍼진 끝부위에 대응하는 직경을 가지도록 형성된다. 또한, (111b)는 필요시에 호울더장치 본체(11)의 내부 공간부위의 압력을 감소하기 위해 진공펌프(도시안됨)에 연결되는 통기구멍이다. 진공호울더장치 모체(111)는 지지기초대(B)에 의해 지지되며 테이블(110) 위에서 수동 또는 자동으로 미끄럼 이동될 수 있고, 이 지지기초대(B)는 일반적으로 알려진 장치에 의해 임의의 위치에서 고정될 수 있다.

112는 호울더장치 본체(11)에 의해 둘러싸이도록 위치되는 복수개의 지지핀이며 지지핀의 개수는 상황에 따라 결정된다. 각각의 핀(112)은 축방향으로 진퇴가 자유롭고 필요시에 잉곳의 절단끝부위와 맞접촉되어 각각의 핀은 각각의 접촉부의 형상에 따라서 개별적으로 진퇴될 수 있다. 또한, 후술되는 바로서, 각각의 핀(112)은 그 진퇴위치에서 고정될 수 있다.

제8도는 지지핀의 배열상태를 도시하고 있는 호울더장치 본체(11)의 정면도이다. 지지핀은, 예를들면 호울더장치 및 본체 내부에 동심원상에 동축으로 위치하고, 맞접촉하는 잉곳의 절단끝부위(WA)의 절단형상(원형)에 대하여 균등하게 산재되어 있다. 예시한 실시예에서는 가상의 이중원인 내부원 및 외부원상의 각각에 60°의 위상을 가지고 3개의 핀이 배치되어 있다.

다음으로 제9도는 진공호울더장치(180)의 구체적인 구성예를 도시한 것이다. 제9도에 있어서 지지핀(112)은 제8도를 기초로하여 배치되어 있고, 상기 가상의 이중원상의 각각에는 하나의 핀이 예시되어 있다.

각각의 지지핀(112)은 권장된 스프링(112a)에 의해 전진방향, 즉 왼쪽방향으로 가압되고, 필요시에는 핀(112)의 축방향에 직교하는 방향으로 출몰하는 잠금보올(113)에 임의의 위치에서 고정될 수 있다. 114는 상기 잠금보올(113)의 출몰을 제어하는 잠금기구이다. 잠금기구(114)는 모우터 및 실린더등을 가지고 있는 구동원(115)에 연결되는 이송축(115a)(예시된 실시예에서는 모우터 연결용 스크류우축)과 잠금보올(113)의 출몰을 제어하기 위하여 이송축(115a)에 의하여 이송제어될 수 있고 잠금보올(113)의 각각에 대응하여 설치되는 잠금작동자(116a)을 가지고 있는 잠금작동체(116)로 구성되어 있다. 따라서, 잠금보올(113) 및 잠금기구(114)는 잠금장치를 구성하고 있다.

잠금장치로서는 다양한 종류의 형상 및 구조가 사용될 수 있으며, 예를들면, 잠금보올은 핀 형상일 수 있으며 또한 잠금작동체(116)는 지지핀(112)에 직접 작용할 수 있는 레버구조(예컨대, 크랭크 형상)로 배치될 수 있다.

상술한 구조로 잉곳(W)을 절단하는 경우, 우선 잉곳(W)은 테이블(110)위에 놓여지며 잉곳의 기초끝 측면은 클램퍼(130)에 의해 움직일 수 없도록 고정된다.

그뒤 진공호울더장치(180)를 미끄럼 이동시켜 잉곳(W)의 절단측이 되는 절단끝부(WA)의 단면(예시한 실시예에서는 테이퍼형상임)에 호울더장치 본체(111)의 립(111a)을 맞접촉시킨다. 립(111a)은 가요성 재료로 형성되기 때문에 비롯 잉곳의 접촉면에 약간의 기복이 있는 즉 편평하지 않은 경우라도 그 요철형상에 맞추어서 잉곳 접촉면을 밀접할 수 있다.

따라서 호울더장치 본체(111)가 잉곳 절단끝부위(WA)와 접촉되게 되었을 때, 지지핀(112)은 절단끝부위(WA)의 형상에 따라 처음의 돌출위치로부터 후퇴하고, 그뒤 각각의 이동량에 의해 각각의 위치를 정하게 된다(제7도 및 제9도 참조). 호울더장치 본체(111)가 상기 방식으로 잉곳 절단끝부위(WA)와 맞접촉된 후, 호울더장치 본체(111)를 지지하는 지지기초대(B)는 클램프기구(도시안됨)에 의해 테이블(110) 위에서 움직이지 않도록 고정된다. 다음에, 잠금기구(114)를 작동시켜 잠금보올(113)에 의해 지지핀(112)을 상술한 위치에서 움직이지 않도록 고정한다. 그후, 진공펌프(도시안됨)를 작동시켜 통기구멍(111b)에 의해 호울더장치 본체(111)의 내부압력을 감소시키고 호울더장치몸체(111)의 개구측을 립(111a)으로 폐쇄하면, 본체(111) 내부압력은 점차로 감소되고 소정압력에서 안정한다.

지지핀(112)은 잉곳 절단끝부위(WA)와 단순히 맞접촉시키고 있지만, 호울더장치본체(111)는 잉곳절단끝부위(WA)를 흡착하고 있다. 즉, 지지핀(112)의 접촉 및 호울더장치본체(111)의 흡착은 잉곳 절단끝부위(WA)를 파지하고 고정하는 효과를 가지도록 결합되고 그에 따라 잉곳 절단끝부위는 움직이지 않도록 고정될 수 있다. 따라서, 그 뒤 테이블이 미끄럼운동되고, 테이블의 미끄럼 이동에 따른 대응위치에서 블레이드(140)에 의해 잉곳의 절단이 시작되더라도, 절단시에 발생하는 응력부하는 잉곳 기초부위(W)에서 테이블(10)로 뿐만아니라 잉곳 절단끝부위(W)로부터 호울더장치(180)를 통하여 테이블(110)로 전달흡수되어, 심지어 최종영역에서도 절단끝부위(WA) 및 유사부위는 요동되지 않고, 종래의 방법 및 장치에서 파손될 수 있는 가능성이 제거된다.

상기 실시예는 잉곳 절단끝부위가 테이퍼 형상인 것에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 기능 및 작용으로부터 명백한 것으로 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를들면, 본 발명은 또한 요철형상, 웨이퍼 조작의 단면이 평탄면형상 또는 경사면에도 적용할 수 있다.

제10도는 본 발명이 웨이퍼 조각에 적용되는 경우를 도시하고 있다.

즉, 본 발명에 따라 복수개의 지지핀은 각각 독립하여 진퇴할 수 있고, 또한 임의의 위치에서 잠겨질 수 있으므로, 지지핀은 지지핀에 의해 맞접촉되는 잉곳 끝면의 각각의 부위의 조건에 대응하는 위치, 즉 접촉면에 따른 위치에서, 잠겨질 수 있어서 그 끝면은 균일하게 접촉되고 고정될 수 있다.

이 경우에 웨이퍼 조각에서 절단두께가 얇을 때 진공호울더 본체는 절단끝면에 흡착하고 그 두께가 두꺼울때는, 상술한 실시예에서와 같이 잉곳의 바깥둘레부분을 흡착한다.

즉, 상기 잉곳의 절단에서, 잉곳의 절단끝부위를 고정하는 장치는 상기 장치이외의 상기 장치이외에 제1실시예에서 예시한 고정기구를 사용할 수 있다. 즉 제11도에서 제1실시예에서의 진공척(160)의 진동의 정도를 확대하여 잉곳끝부위(WA)의 경사면을 따라서 흡착할 수 있으므로 상기 목적을 달성할 수 있다.

제12도 및 제13도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제4실시예를 도시하고 있다. 제7도의 제3실시예에서는 잉곳절단끝부위(WA)가 비교적 무게가 경량일 경우에 매우 적절하다. 그러나, 특히 길이가 긴 잉곳을 중간부위로부터 몇개의 블록으로 분할하는 경우에는 각각의 블록이 크기 뿐만 아니라 무게도 상당히 크기 때문에 상기 진공척으로는 고정할 수 없다. 그러한 경우에 제12도 및 제13도에 도시한 바와같이 이곳의 기초대측을 동일한 형태로 고정하고, 절단되는 잉곳의 블록측면을 파지 또는 가압하여 움직일 수 없도록 고정한다. 즉, 잉곳(W)의 기초대측을 클램프(130) 및 지지다리(130a, 130a)에 의해 파지 또는 고정한 후에 절단되는 잉곳 블록부분(WB)의 하부에 설치되는 공기실린더등의 가동식 지지로드시이트(301)를 잉곳블록부분(WB)에 대하여 접촉시키고, 그 접촉을 유지한 상태에서 레버(302)로 블록부분(WB)을 잠그고 클램프(300)로 하방으로 가압하여 잠근다. 따라서, 잉곳 기초부분(WA)을 고정한 후에, 절단되는 잉곳 블록부분(WB)을 블록부분(WB)의 형상에 따라 지지로드시이트(301) 및 클램프(300)를 사용하여 움직이지 않도록 고정하여, 그후 블레이드(140)로 잉곳을 절단하기 시작하여도, 기초부분 및 블록부분 모두는 결코 요동되지 않으며 최종 절단 영역에서의 파손 가능성이 제거된다.

제1도는 본 발명에 따른 잉곳 절단장치의 제5실시예의 사시도이다. 이 잉곳절단장치는 내부둘레 날타입 블레이드(12), 절단된 웨이퍼를 웨이퍼 수납카세트(14)로 운송하는 회수 컨베이어(16)등을 가지고 있는 주테이블(18)과, 잉곳(10)의 기초부분을 고정하며 수직방향으로 이동시키는 이송 슬라이더(20)를 가지고 있는 지주(22), 절단중에 잉곳(10)의 절단측의 끝면을 흡착 및 유지하는 동시에 절단된 웨이퍼를 회수 컨베이어(16)에 인도하는 회수플레이트(24)를 가지고 있는 아암(26)등을 구비하고 있는 절단이송테이블(28)로 구성되어 있다.

제14도에 도시한 바와같이 내부 둘레 날타입 블레이드(12)는 회전체(19)의 상단에 고정되어 있고, 고속으로 회전할 수 있다. 절단이송 테이블(28), 즉 잉곳(10)이 화살표(A) 방향으로 이동할 때, 블레이드(12)는 잉곳(10)을 절단한다. 또한, 이러한 방식으로 절단된 웨이퍼의 두께는 이송슬라이더(20)에 의한 잉곳(10)의 하방 이송량에 의해 결정된다.

한편, 상기 절단중에, 회수플레이트(24)는 절단 종료시까지 웨이퍼에 파손등이 발생되지 않도록 잉곳(10)의 절단부분의 끝면을 흡착하고 유지하며 절단이송 테이블(28)과 함께 이동한다. 이 회수 플레이트(24)의 상세한 것은 후술한다. 또한, 절단종료후에는, 상기 회수플레이트(24)는 제14도에 도시된 상태에서 180° 선회하고 그 후에 아암(26)이 상승하고 웨이퍼 언로우더장치(도시안됨)에 의해 웨이퍼를 회수 컨베이어(16)로 인도한다.

다음에 제15도 내지 제17도에 따라 상기 회수플레이트(24)를 상세히 설명한다.

제15도는 회수 플레이트(24)의 평면도, 제16도는 제15도의 A-A선에 따른 단면도, 제17도는 제15도의 B-B선에 따른 단면도이다.

상술한 바와같이 회수플레이트(24)는 절단중에 잉곳(10)의 절단측의 끝면을 흡착 및 유지하는 기능을 가지고 있기 때문에 제15도에 도시하는 바와같이 6개의 진공척(30)은 잉곳(웨이퍼)의 직경에 대응하여 이 웨이퍼의 전 표면에 균일하게 위치하도록 동일원주상에 등간격으로 배치되어 있다.

제20도는 제16도의 일점쇄선으로 둘러싸인 진공척(30)의 확대도이다. 이 진공척(30)은 주로 회수 플레이트(24)내에 수납 및 고착된 실린더(31)와, 일단에 패드 지지보올(32)을 가지는 진공로드(33)가 구비된 피스톤(34)과 상기 패드지지보올(32)에 의해 지지되는 흡착패드(35)로 구성되어 있다. 패드지지보올(32)은 중심부에 진공용 구멍이 형성되 구형체로 구성된다. 흡착패드(35)는 2개의 원추형부재(35B, 35C) 사이에 패드지지보올(32)을 끼워 유지함으로써 패드지지보올(32)에 설치된다. 즉 패드지지보올(32)과 흡착패드(35) 사이에는 구형베어링이 제공되고, 흡착패드(35)는 모든 방향으로 기울어 움직일 수 있다. 제21도는 흡착패드(35)가 5° 경사진 상태를 도시하고 있다.

실린더(31)의 바깥둘레 부위에는 세트스크류우(37) 및 클램프 핀(56)이 끼워 넣어져서, 실린더(31)는 회수 플레이트(24)에 고정되는 동시에 피스톤(34)은 후술하는 클램프 핀(56)의 가압력에 의해 죄어질 수 있다. 각각의 핀(34)에는 진공로드(33)와 연이어 통하는 진공구멍(34A)이 형성되고 각 핀(34)의 진공구멍(33A)은 제19도에 도시된 바와같이 진공튜브(34B)에 의하여 연이어 통하게 된다. 또한, 진공튜브(34B)의 처음 및 나중 끝부위는 회전플레이트에 형성되는 진공구멍(34C)(제17도 및 제17도의 C-C선에 따른 단면도인 제18도 참조)과 연이어 통하고 그뒤 아암(26)에 형성된 진공구멍(도시안됨)과 연이어 통하여 있다. 또한, 피스톤(34)에는 피스톤의 상하 부분의 압력을 동일하게 유지하기 위해 사용되는 통기구멍(34D)이 형성되어 그에 따라 구형베어링에서 미소한 공기누출에 기인한 흡착패드(35)의 히스테리시스의 발생을 방지한다.

즉, 제20에 있어서 구성베어링에서 미소한 공기누출이 발생한다면, 그때 X부분에 부압이 발생되고, 그 결과 X＜Y(대기압)가 된다. X와 Y부분 사이의 압력차이에 따라 피스톤(34)에 작용하는 상방향의 힘(F)이 발생한다. 그러나, 상기 통기구멍(34D)에 의해 X와 Y부분 사이에 발생되는 압력차이가 방지될 수 있다.

또한, 흡착패드의 앞부분에는 그 상부끝면이 편평하게 형성된 다공질패드(35)(예를들면, SUS재료)가 설치되어 있어 흡착패드(35)가 웨이퍼를 흡착할 때, 웨이퍼는 패드의 흡착력에 의해 변형될 수 없다. 또한, 흡착패드(35)와 실린더(31)에는 주름막(36)이 배설되어 있다. 부호(39, 40, 41)은 각각 0-링이며 42A는 패킹을 나타낸다.

다음으로, 상기 구성의 진공척(30)의 작용에 대하여 설명한다.

우선, 잉곳(10)의 절단개시전에, 6개의 진공척(30)이 잉곳(10)의 절단측의 끝면에 대향하도록 회수플레이트(24)를 이동시킨다. 그리고 회수플레이트(24)의 이동을 정지시킨후 진공펌프(도시안됨)을 작동시켜 아암(26), 회수플레이트(24)의 진공구멍(34C), 진공튜브(34B), 피스톤(34)의 진공구멍(34A), 진공로드(33) 및 지지보올(32)에 의해 흡착패드의 앞끝부분에 부압을 발생시키는 동시에 피스톤(34)의 하부에 공급구멍(42)(제15도 참조)을 통하여 공급하여 피스톤(34)을 상승시킨다. 제20도 및 제21도는 각각 피스톤(34)이 최상단까지 상승한 상태를 도시하고 있다.

피스톤(34)의 상승운동중에 6개의 흡착패드(35)는 각각 잉곳끝면의 형상에 따라 상승 및 기울어져 움직이어 잉곳끝면에 틈새가 없이 맞접촉되는 상태로 잉곳끝면을 흡착한다.

이 상태에 있어서, 피스톤(34)의 압력에 대한 잉곳끝면으로부터의 반력에 기인하여 전체 회수플레이트(24) 및 회수플레이트(24)를 지지하는 아암(26)에 휨이 발생한다. 이 상태에서 피스톤(34)의 하부끝부분에 공급된 압축공기는 대기로 방출된다(즉, 대기압 수준까지 방출된다). 이에 따라 회수플레이트(24)등의 휨이 해소되고 전혀 변형되지 않은 상태로 된다. 즉, 이 상태에서 흡착패드(35)는 단지 흡착력에 의해서만 잉곳끝면에 부착되어 있어 잉곳끝면에는 가압력 또는 인장력이 더이상 작용되지 않는다. 그후, 실린더(31)의 측면부위를 클램프 핀(56)을 사용하여 가압하여 피스톤(34)을 고정한다.

상술한 바와같이 잉곳(10)의 절단측의 끝면을 고정하기 때문에 절단중에 절단되어 나오는 웨이퍼에는 요동이 발생되지 않고, 또한 회수플레이트(24) 측면으로부터는 가압력등이 발생하지 않기 때문에 웨이퍼는 결코 파손되지 않고 절단을 완료할 수 있다. 여기서 흡착패드(35)는 진동가능하게 구성되기 때문에 절단중에 웨이퍼의 요동이 염려되지만, 각각의 흡착패드(35)는 진퇴가 불가능하도록 고정되고 다수의 흡착패드(35)가 잉곳끝면에 균일하게 산재하여 배치되어 있기 때문에 잉곳끝면은 전체로서 고정될 수 있어 웨이퍼의 요동 가능성은 없다. 또한 다공질패드(35A)가 흡착패드(35)의 상부끝부분위에 설치되고, 그 흡착면은 편평하기 때문에 흡착력에 기인한 응력등은 웨이퍼에 결코 작용하지 않는다.

다음으로 상기 각각의 핀을 고정하는 클램프장치에 대하여 설명한다.

제22도는 제16도의 일점쇄선으로 둘러싸인 클램프장치(50)의 확대도이고 제23도는 제22도의 D-D선을 따른 단면도이다.

클램프장치(50)는 주로 회수플레이트(24)의 중앙에 형성된 실린더부위(51)와, 이 실린더부위(51) 내부를 미끄럼 이동하는 중공의 1피스톤(52)과, 제1피스톤(52) 내부를 미끄럼 이동하는 제2피스톤(53)과, 상기 제1피스톤(52) 및 제2피스톤(53)에 의해 각각 가압하는 제1피스톤링(54) 및 제2피스톤링(55)과, 실린더부위(51)의 둘레에 미끄럼 이동가능하게 관통하고 각각 등간격으로 방사선 형상으로 배치된 6개의 클램프핀(56)과 제1링(54)과 3개의 클램프핀(56) 사이에 배설된 제1플레이트(57)와, 제2링(55)과 나머지 3개의 클램프핀(56) 사이에 배설된 제2플레이트(58)로 구성되어 있다.

제2피스톤(53)의 하단에는 스토퍼(60)가 배설되고 상기 제2링(55)은 제2피스톤(53)과 스토퍼(60) 사이에 배설되고 상기 제1링(54)은 제1피스톤(52)과 스토퍼(60) 사이에 배설되어 있다.

상기 제1 및 제2링(54, 55)의 둘레에는 제1 및 제2플레이트(57, 58)의 일단을 걸거나 또는 맞물기 위한 홈(54A, 55A)이 형성되어 있다. 유사하게 클램프핀(56)의 뒤끝부분에는 제1 및 제2플레이트(57, 58)의 나머지 끝부분을 걸기 위해서 홈(56A)이 형성되어 있다. 또한 6개의 클램프핀(56)의 앞끝부분은 상술한 바와같이, 6개의 진공척(30)의 각각의 실린더(31)의 바깥둘레 부위에 끼워 넣어져 있다(제23도 및 제18도 참조). 또한, 제1링(54)에는 제2플레이트(58)가 관통할 수 있는 구멍(54B)이 형성되어 있다. 실린더부분(51)과 제1피스톤(52) 사이 및 제1피스톤(52)과 제2피스톤(53) 사이에는 각각 패킹(62, 63)이 설치되어 있다.

다음으로 상기 구성의 클램프장치(50)의 작용에 대하여 설명한다.

상술한 바와같이 회수플레이트(24)가 잉곳(10)의 절단측의 끝면에 대향하는 위치로 이동할 때, 6개의 진공척(30) 각각의 피스톤(34)의 하부에는 공기공급구멍(42(제15도)으로부터 압축공기가 공급되지만, 동시에 클램프장치(50)의 제1 및 제2피스톤(52, 53)의 하부에도 압축공기가 제공된다.

이 결과로서 제1 및 제2피스톤(52, 53)이 상승되는 것과 동시에 제2피스톤(53)에 연결되어 있는 스토퍼(60)의 상승에 기인하는 제1 및 제2링(54, 55)도 또한 상승한다. 이들 링(54, 55)의 상승에 따라, 제1 및 제2플레이트(57, 58)의 측면들을 걸어두는 링은 들어올려지고 그 결과로 클램프핀(56)에 의한 실린더(31)로의 가압력이 제거되고 따라서 진공척(30)의 피스톤(34)은 실린더(31) 내부를 미끄럼운동할 수 있게된다.

그후, 상술한 바와같이 6개의 진공척(30)에 의해 잉곳끝면이 흡착된 후에, 6개의 진공척(30)의 각각의 피스톤(34)은 동시에 고정된다.

즉, 진공척(30)의 각각의 피스톤(34)을 고정하기 위해, 공기공급구멍(43) 및 공기공급통로(43A)(제15도 및 제17도 참조)를 통하여 클램프장치(50)의 제1 및 제2피스톤(52, 53)의 상부에 압축공기가 공급된다. 즉, 제1 및 제2피스톤(52, 53)의 하부는 대기에 개방되어 있다. 따라서 제1 및 제2피스톤(52, 53)은 각각 독립하여 하방으로 눌러져서 제1 및 제2링(54, 55)을 각각 하방으로 가압한다. 그리고 제1 및 제2링(54, 55)은 각각 제1 및 제2플레이트(57, 58)을 통하여 방사선 형상으로 배치된 6개의 클램프핀(56)을 가압하고 이들 6개의 클램프핀(56)은 5개의 진공척(30)의 각각의 실린더(31)의 측면부위를 가압함으로써 각각의 실린더(31)내에 피스톤(34)을 클램프한다. 상기 클램핑의 완료시, 제1 및 제2플레이트(57, 58)의 경사도는 수평방향으로 접근해가고 플레이트(57, 58)의 측면을 걸고있는 클램프핀의 이동량은 플레이트(57, 58)의 측면을 걸고 있는 링의 이동량보다 극도로 미소하여 그 결과 클램프핀(56)은 큰 압력을 받는다. 또한, 제1피스톤(52), 제1링(54) 및 제1플레이트(57), 제2피스톤(53), 제2링(55) 및 제2플레이트(58)는 각각 독립하여 작동한다. 즉 제1 및 제2그룹은 각각 독립하여 3개의 클램프핀을 통하여 진공척(30)의 피스톤(34)을 클램프한다. 이 이중구조로 인해 클램핑작용은 확실하게 달성될 수 있다. 상기 클램프장치(50)는 또한 제7도에 도시한 복수개의 지지핀(112)을 동시에 고정하는 장치로 적용될 수 있다.

제24도는 본 발명에 따른 제5실시예에 적용되는 회수플레이트의 또다른 하나의 단면도이며 상술한 회수플레이트(24)의 단면과 동일한 단면이다(제16도 참조).

제24도에 도시한 바로서, 회수플레이트(70)는 상술한 회수플레이트(24)와 근본적으로 동일한 구조이나, 진공척(72)의 흡착패드(74)가 구면베어링 구조에 의해 지지되지 않고 피스톤(76) 상에 직접 고정되어 있는 점에서 상이하다. 동도에서 78은 진공용 통기통로이다. 따라서 상기 구조의 회수플레이트(70)는 잉곳의 절단끝면의 편평도가 대단히 양호할때(예컨대, 끝면을 연삭하는 경우) 유효하다. 회수플레이트(70)의 사용으로 흡착패드에 구면베어링 구조가 필요치않고 따라서 유니트구성이 간소화될 수 있다.

또한, 제1도에 도시한 제5실시예의 장치를 사용한 상기 절단방법에 있어서, 회수플레이트(24)를 잉곳(10)의 끝면에 흡착시킨후 블레이드(12)에 의해 절단을 시작하기 전에 아암(26)을 미소량 하강시키면 그때보다 양호한 절단을 수행할 수 있다. 즉, 아암(26)을 미소량 하강시키면, 회수플레이트(24)는 잉곳(10)의 끝면에 흡착되어 진다는 사실에 기인하여 그 하강량에 대응하여 아암은 휘어지고 따라서 잉곳(10)의 끝면에는 아암(26)의 휨에 기인한 인장력이 작용한다. 이러한 이유로, 절단과정에서 웨이퍼는 블레이드(12)로부터 이격되는 방향으로 당겨지기 때문에 절삭성이 향상된다. 아암의 하강량은 웨이퍼의 끝부분 칩에 어떠한 파손도 발생될 수 없는 미소량에서 설정되어야만 한다는 것은 인지되어야 한다.

또한, 상술한 절단방법에서 제13도 내지 제23도 및 제24도에 도시된 각 회수플레이트(24, 70) 뿐만 아니라 제25도에 도시된 간단한 회수플레이트(80)도 또한 적용될 수 있다. 즉, 회수플레이트(80)에 구비되는 패드(82)는 간단히 회수플레이트(80)의 본체(80A)에 고정되고 진공용구멍이 또한 형성되어 있다.

패드(82)는 탄소등의 재료로 구성되며, 블레이드(12)에 의해 절단을 수행할때 편평도 및 잉곳 끝면과의 평행도는 보장될 수 있다. 그리고 제25도에 도시한 바로서, 패드끝면과 잉곳 끝면 사이에 미소틈새(△H)가 형성될 수 있도록 회수플레이트(80)를 설정하고 진공이 시작되면 패드끝면과 잉곳끝면은 서로 흡착한다. 따라서 그후 절단을 개시하면 절단과정중에 웨이퍼는 항상 하방으로 인장되고 상기와 동일한 효과가 이루어지며 절삭성이 향상된다.

이상과 같이 상세히 설명한 바로, 본 발명에 따르면, 블레이드에 의한 잉곳의 절단진행에 발생되는 절단응력은 부동의 잉곳기초대 끝측 및 잉곳의 절단측의 호울더장치등에 전달 및 산재되어, 최종의 절단영역에서 절단완료 전에 미절단부분에서 파손이 일어나지 않으므로, 잉곳의 생산성이 향상될 수 있다. 또한 상기 설명으로부터 명료한 것으로 본 발명에 따르면, 잉곳의 파손을 방지할 수 있기 때문에 잉곳파손 방지용으로만 사용되어왔던 절단베이스가 필요없게 되었다. 이에따라 절단베이스의 재료 비용을 절감하는 외에 절단베이스의 부착, 절단후의 제거, 폐각단계들이 필요없게되어 작업성, 생산성의 향상이 이루어져서 경제성, 품질성이 현저하게 향상될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 호울더장치는 지지핀을 이용하기 때문에 비록 절단측의 핀 접촉면이 요철 형상일지라도 잉곳 절단측면을 지지핀으로 균등하게 맞접촉할 수 있다. 즉, 진공 호울더본체가 흡착가능하다면 본 호울더장치는 어떠한 형상의 잉곳절단끝측면에도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 실용적으로 유용한 장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따라 잉곳의 절단측의 끝면을 흡착 및 유지할 때 이 끝면에 흡착패드를 틈새없이 접촉시킬 수 있고 흡착패드측으로부터 끝면에 불필요한 외력이 작용하지 않도록 한다. 이로써, 웨이퍼는 두께가 매우 얇거나 또는 GaAs 등과 같은 취약한 재료로 형성되더라도 절단 종료시까지 손상 또는 파손되지 않는다.

그러나, 개시된 특별한 형태에 본 발명을 제한하려는 의도는 없으며, 이와는 반대로 본 발명은 특허청구의 범위에 명시된 본 발명의 사상 및 영역내에서 분류되는 모든 변형, 교체구성 및 등가의 것을 포함한다는 것은 인지되어야만 한다.

Claims (15)

1. 블레이드를 회전시킴으로써, 기초대끝측이 고정되어있는 원통형재료를 절단하는 방법에 있어서, 상기 원통형재료의 절단개시전에, 상기 피절단 원통형재료의 측면이 그것의 형상에 따라 고정되고 상기 원통형재료의 절단완료시까지 상기 원통형재료의 상기 절단측의 고정상태가 유지되어 있는 동안에 상기 원통형재료의 절단이 수행되는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단방법.
2. 원통형재료의 기초대끝측을 고정하는 단계와, 상기 원통형재료의 절단측의 끝면의 반대편에 서있도록 전후방으로 이동가능한 복수의 지지핀들을 위치시키는 단계와, 상기 지지핀을 고정하기 위한 장치와 상기 각 지지핀들쪽으로 상기 절단측의 끝면을 감압흡인하기 위한 장치를 배설하는 단계와, 상기 원통형재료의 절단개시전에, 상기 복수의 지지핀들을 상기 원통형재료의 상기 끝면에 대하여 가압하는 단계와, 그후에 상기 각 지지핀들을 이동불가능하게 고정하는 단계와, 상기 지지핀들쪽으로 상기 원통형재료의 절단측의 끝면을 감압흡인하는 단계와, 그리고 상기 원통형재료의 절단완료시까진 상기 끝면의 상기 흡착고정상태가 유지되고 있는 동안에 상기 원통형재료를 회전하는 블레이드로써 절단하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단방법.
3. 원통형재료의 기초대끝측을 고정하는 단계와, 상기 원통형재료의 절단측의 끝면의 반대편에 서있도록 복수의 실린더들을 배치하고 구면 베어링들에 의하여 감압흡인하기 위하여 상기 각 실린더들의 피스톤들상에 흡착패드들을 배치하는 단계와, 상기 원통형재료의 절단개시전에, 상기 복수의 실린더들을 작동하여 상기 각 흡착패드들을 상기 원통형재료의 상기 끝면에 대하여 가압하는 단계와, 그후, 상기 실린더들에 의하여 상기 흡착패드들에 가해진 가압력들이 제거된 후에, 상기 흡착패드들이 상기 원통형재료의 끝면에 대하여 흡착하게 하면서, 상기 실린더들의 상기 피스톤들을 전후방으로 이동될 수 없게 고정하는 단계와, 그리고 상기 원통형재료를 회전하는 블레이드로써 절단하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단방법.
4. 블레이드를 회전시킴으로써, 기초대끝측이 고정되어있는 원통형재료를 절단하는 장치에 있어서, 기초대끝측이 고정된 상기 원통형재료의 절단측의 끝면의 반대편에 서있도록 배치된 복수의 실린더들과, 상기 각 실린더들내에서 자유롭게 미끄럼 이동하도록 배치된 피스톤들과, 구면 베어링들에 의하여 상기 피스톤들 상에 각각 배치된 흡착패드들과, 상기 흡착패드들로 하여금 흡착력들을 발생시키게 하기 위한 감압흡인장치와, 그리고, 상기 각 피스톤들을 진퇴 불가능하게 고정하기 위한 장치를 구비하고 있으며, 상기 흡착패드들이 상기 원통형재료의 끝면에 대하여 흡착하게 하면서, 상기 실린더들의 상기 피스톤들을 고정하도록 하는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 실린더들을 가동회수 플레이트에 배치된 공압실린더들인 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 피스톤들의 각각은 한쪽끝부분에 패드 지지보올을 포함하고 있는 진공로드를 구비하고 있으며, 상기 흡착패드들의 각각은 모든 방향으로 자유롭게 경사지도록 상기 패드지지보올에 의하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 진공로드와 패드 지지보올은 각각 중앙부위들안에 진공구멍을 구비하고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 진공로드를 구비한 상기 피스톤들의 각각은 상기 피스톤을 관통하여 뻗어서 상기 진공로드구멍과 연이어 통해있는 진공구멍을 구비하고 형성되어 있으며, 상기 복수의 피스톤들내의 각 진공구멍들은 진공튜브에 의하여 서로 연이어 통하게 되어있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
9. 제4항에 있어서, 주름막은 상기 흡착패드와 실린더 사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 피스톤의 상부 및 하부부위들의 각 압력들을 동일한 수준으로 유지시키기 위한 통기구멍을 구비하고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
11. 제4항에 있어서, 상기 흡착패드는 평평하게 형성된 상부끝면을 포함하고 있는 다공질 패드를 그것의상부끝부위에 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있는 원통형재료의 절단장치.
12. 블레이드를 회전시킴으로써, 기초대끝측이 고정되어있는 원통형재료를 절단하는 방법에 있어서, 상기 원통형재료의 절단측의 끝면은 상기 절단개시전에 흡착지지장치에 의하여 흡착지지되고, 상기 절단완료시까지 상기 흡착지지상태를 유지하고 있는 동안에 상기 원통형재료의 상기 절단이 수행되는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 흡착지지장치는, 기초대끝측이 고정되어있는 상기 원통형재료의 상기 절단측의 끝면의 반대편에 서있도록 배치된 복수의 슬라이드 부재들과, 상기 원통형재료의 상기 절단측의 끝면이 상기 복수의 슬라이드부재들의 앞끝부분들에 의하여 접촉되어 지지될 수 있도록 흡착력들을 발생시키기 위한 감압흡인장치와, 상기 복수의 슬라이드부재들 사이의 실질적인 중앙에 끼워진 실린더부분과 상기 실린더부분안에서 미끄럼 이동가능한 적어도 하나의 피스톤과, 상기 실린더부분으로부터 상기 복수의 슬라이드 부재들을 향하여 반경방향으로 뻗어있도록 배치된 복수의 클램프핀들과, 그리고 상기 복수의 클램프핀들이 상기 복수의 슬라이드부재들을 가압고정하는 방향으로 상기 피스톤의 작동에 반응하여 가압력들을 상기 복수의 클램프핀들로 전달하는 장치를 구비하고 있으며, 상기 복수의 슬라이드부재들의 앞끝부분이 상기 원통형재료의 상기 절단측의 끝면의 형상에 따라서 상기 끝면과 접촉해있으면서 상기 복수의 슬라이드부재들이 각각 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 슬라이드부재는 구면 베어링에 의하여 흡착패드와 함께 제공된 피스톤을 포함하고 있는 실린더인 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 가압력 절단장치는 상기 피스톤 또는 상기 피스톤에 의하여 가압되는 장치에 형성되어 있는 걸침부위와, 상기 걸침부위와 상기 클램프핀에 형성되어 있는 걸침부위와의 사이에 끼워져서 상기 피스톤의 작동에 반응하여 경사진 위치로부터 실질적으로 수평의 위치로 기울어질 수 있는 연결부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형재료의 절단장치.

Images