JPH01176512A

JPH01176512A - 柱状体材料の切断装置

Info

Publication number: JPH01176512A
Application number: JP63001053A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Honda; 本田　勝男; Shuichi Tsukada; 修一塚田
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 1988-01-06
Filing date: 1988-01-06
Publication date: 1989-07-12
Also published as: JPH0478446B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は柱状体材料の切断装置に係り、特に半導体装置
製造の素材であるシリコン等の柱状体材料（以下インゴ
ットという）を回転ブレードで切断する柱状体材料の切
断装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置に使用されるシリコン等のインゴットは材質
が脆いので、インゴットを回転ブレードで薄片状に切断
する場合、その切断の完了直前に割れの状態を呈して欠
けることにより切り離される現象が生じる。これにより
、薄片状に切断されたウェハの外周部が欠損するため、
−枚のウェハから得られる半導体素子数が著しく低下す
るという問題がある。

この問題を解決するために、インゴットの側面の一部に
その長手方向にわたってカーボンなどからなる捨て材（
以下、スライスベースという）を接着等により添設し、
切断はこのスライスベースを接着した面と対向する側か
ら行い、スライスベースを最後に切断する切断方法が採
られている（例えば特開昭６１−６５７４９号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕上記切断方法によれば、インゴット、ウェハの欠損とい
う不具合は一応解消されるものの、スライスベースの予
めの準備、添設、また切断後のウェハからのスライスベ
ースの除去、等々の作業が必要であり、またブレードの
刃先に対し、悪影響を与えない材質のスライスベースを
選択する必要がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、スラ
イスベースの添設が不要で、しかも切断に際して割れ等
の欠損が発生しない柱状体材料の切断装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するために、ブレードを回転さ
せ、基端側が固定された柱状体材料を切断する柱状体材
料の切断装置において、切断開始前に切断側端面を吸着
保持手段によって吸着保持し、切断終了までその状態を
保ちながら切断することを特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、切断中に柱状体材料の切断側の端面を
吸着固定するようにしている。この吸着固定に際し、柱
状体材料の切断側の端面は必ずしも平行度あるいは平坦
度がでているとは限らないことに着目し、切断側の端面
に対向する複数の摺動部材を進退できるようにし、各摺
動部材の先端が柱状体材料の切断側の端面に隙間なく添
うようにし、該端面が摺動部材の先端に当接するように
吸引している。そして、各摺動部材の先端が端面に添っ
た状態で各摺動部材を進退不能に固定するようにしてい
る。ここで、各摺動部材はその略中央に設けられた１つ
のシリンダ部等によって同時に固定される。すなわち、
シリンダ部より各摺動部材に向かって放射状にクランプ
ピンが配設されており、前記シリンダ部内のピストンが
動作すると、該ピストンの動作が所定の連結部材を介し
て前記クランプピンに伝達され、このクランプピンから
の押圧力によって各摺動部材は同時に固定される。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る柱状体材料の切断装
置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る柱状体材料の切断装置の斜視図で
ある。この装置は、柱状体材料（インゴット）１０を切
断するための刃部１２Ａが内周縁に形成された内周刃式
ブレード１２、切断されたウェハをウェハ収納カセット
１４に搬送する回収コンベア１６等を有する本体１８と
、インゴット１０の基端側を固定し、且つインゴット１
０を上下方向に移動させる割出スライダ２０を備えた支
柱２２、切断中にインゴット１０の切断側の端面を吸着
保持するとともに切断後にウェハを回収コンベア１６に
受は渡す回収皿２４を備えたアーム２６等を有する切断
送りテーブル２８とから構成されている。

内周刃式ブレード１２は、第２図に示すように回転体１
９の上端に固定され、高速で回転できるようになってお
り、切断送りテーブル２８、即ちインゴット１０が矢印
六方向に移動することにより、インゴット１０を切断す
る。また、このようにして切断されるウェハの厚さは、
割出スライダ２０によるインゴット１０の下方向への送
り量によって決定される。

一方、上記切断中に、回収皿２４は切断終了までウェハ
に割れ等が生じないようにインゴット１０の切断側の端
面を吸着保持し、切断送りテーブル２８とともに移動す
る。尚、この回収皿２４の詳細については後述する。ま
た、切断終了後は、上記回収皿２４は第２図に示す状態
から１８０゜旋回し、その後アーム２６が上昇し、図示
しないウェハアンローダ装置によってウェハを回収コン
ベア１６に受は渡す。

次に、回収皿２４について詳細に説明する。

第３図は回収皿２４の平面図であり、第４図は第３図の
Ａ−Ａ線に沿う断面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ線に沿
う断面図である。この回収皿２４は、前述したように切
断中にインゴット１ｏの゛切断側の端面を吸着保持する
機能を有するもので、第３図に示すように６個のバキュ
ームチャック３０がインゴット（ウェハ）の径に対応し
て該ウェハの全面に均等に位置するように、同一円周上
に等間隔に配設されている。

第８図は第４図の一点鎖線で囲んだバキュームチャック
３０の拡大図である。このバキュームチャック３０は、
主として回収皿２４内に収納固着されたシリンダ３１と
、一端にパッド支持球３２を有するバキュームロッド３
３が植設されたピストン３４と、前記パッド支持球３２
によって支持された吸着パッド３５とから構成されてい
る。

パッド支持球３２は中心部にバキューム用の孔が形成さ
れた球体から成り、吸着パッド３５は２つの円錐状部材
３５Ｂ、３５Ｃによってパッド支持球３２を挾み付ける
ことにより該パッド支持球３２に取り付けられている。

即ち、パッド支持球３２と吸着パッド３５との間は、球
面軸受が構成され、吸着パッド３５は全方向に傾動可能
になっている。第９図は、吸着パッド３５が５°傾斜し
た状態に関して示している。

シリンダ３１の外周部には、止めねじ３７及びクランプ
ピン５６が嵌入しており、シリンダ３１が回収皿２４に
固定されるとともに、後述するクランプピン５６の押圧
力によってピストン３４をクランプできるようになって
いる。

ピストン３４には、バキュームロッド３３と連通ずるバ
キューム孔３４Ａが形成され、各ピストン３４のバキュ
ーム孔３４Ａは第７図に示すようにバキュームチューブ
３４Ｂによって連通し、更にバキュームチューブ３４Ｂ
の始端、終端部は回収皿側に形成されたバキューム孔３
４Ｃ（第５図、及び第５図のＣ−Ｃ線に沿う断面図であ
る第６図参照）に連通してアーム２６側のバキューム孔
（図示せず）と連通する。また、ピストン３４には、ピ
ストン上下部の圧力を同一に保つための通気孔３４Ｄが
形成され、これにより、球面軸受の微少エア漏れによる
吸着パッド３５のヒステリシスの発生を防止している。

また、吸着パッド３５の先端は、その上端部が平坦面と
なっている多孔質パッド３５Ａが設けられており、ウェ
ハ吸着時に、その吸着力でウェハを変形させないように
なっている。更に、吸着パッド３５とシリンダ３１との
間には、ベロフラム３６が配設されている。尚、３９．
４０．４１は０リングであり、４２Ａはパツキンである
。

次に上記構成のバキュームチャック３０の作用について
説明する。

まず、インゴット１０の切断開始前に、６個のバキュー
ムチャック３０がインゴット１０の切断側の端面に対向
するように回収皿２４を移動させる。そして、回収皿２
４の移動を停止したのち、バキュームポンプ（図示せず
）をＯＮにし、アーム２６、回収皿２４のバキューム孔
３４ｃ１バキュームチニーフ゛３４Ｂ、ピストン３４の
バキューム孔３４Ａ、バキュームロッド３３及び、支持
球３２を介して吸着パッド先端に負圧を発生させるとと
もに、ピストン３４の下部にエア供給孔４２（第３図）
より圧縮エアを供給し、ピストン３４を上昇させる。尚
、第８図及び第９図はピストン３４が最上端まで上昇し
た状態に関して示している。

上記ピストン３４の上昇中に、６個の吸着パッド３５は
、それぞれインゴット端面の形状に応じて上昇及び傾動
し、インゴット端面に隙間なく当接した状態で吸着する
。この状態において、ピストン３４の押圧力に対するイ
ンゴット端面からの反力により回収皿全体や回収皿２４
を支持するアーム２６にたわみが生じている。

この状態で、ピストン３４の下端側に供給した圧縮エア
を大気開放する。これにより、回収皿２４等のたわみが
解消され、歪のない状態になる。

すなわち、吸着バッド３４は吸着力のみによってインコ
ツト端面に貼り付いており、インゴット端面には押圧力
や引張力が作用しなくなる。

その後、クランプピン５６によってシリンダ３１の側部
を押圧し、ピストン３４を固定する。

上記のように、インゴット１０の切断側の端面を固定す
るため、切断中において切り出されるウェハはふらつく
ことがなく、また回収皿２４側からは押圧力等が作用し
ないため、ウェハは欠けることなく切断を完了すること
ができる。尚、吸着パッド３５が首振り可能に構成され
ているため、切断中にウェハのふらつきが懸念されるが
、各吸着バッド３５はその進退が不能にされ、且つ吸着
端面に多数の吸着バッド３５が均等に散在して配設され
ているため、全体として固定でき、ウェハがふらつくこ
とはない。また、吸着バッド３５の上端には多孔質パッ
ド３５Ａが設けられ、その吸着面は平坦であるため、吸
着力による応力等がウェハに作用しない。

次に、上記各ピストン３４を固定するクランプ装置につ
いて説明する。

第１０図は第４図の一点鎖線で囲んだクランプ装置５０
の拡大図であり、第１１図は第１０図のＤ−Ｄ線に沿う
断面図である。このクランプ装置５０は、主として回収
皿２４の中央に形成されたシリンダ部５１と、このシリ
ンダ部５１内を摺動する中空の第１のピストン５２と、
この第１のピストン５２内を摺動する第２のピストン５
３と、前記第１のピストン５２及び第２のピストン５３
によってそれぞれ押圧される第１のリング５４及び第２
のリング５５と、シリンダ部５１の周囲に摺動自在に貫
通し、それぞれ等間隔で放射状に配置１設された６個のクランプピン５６と、第１のリング５４
と３個のクランプ５６との間に配設された第１のプレー
ト５７と、第２のリング５５と他の３個のクランプピン
５６との間に配設された第２のプレート５８とから構成
されている。

第２のピストン５３の下端には、ストッパ６゜が配設さ
れ、前記第２のリング５５は第２のピストン５３とスト
ッパ６０の間に配設され、前記第１のリング５４は第１
のピストン５２とストッパ６０との間に配設されている
。

第１のリング５４及び第２のリング５５の周囲には、第
１のプレート５７及び第２のプレート５８の一端を掛止
するための溝部５４Ａ、５５Ａが形成され、同様にクラ
ンプピン５６の後端には第１のプレート５７及び第２の
プレート５８の他端を掛止するた約の溝部５６Ａが形成
されている。

また、６個のクランプピン５６の先端は前述したように
６個のバキュームチャック３ｏの各シリンダ３１の外周
部に嵌入している（第１１図、第６図参照）。

尚、第１のリング５４には第２のプレート５８が貫通す
るための孔５４Ｂが形成されており、シリンダ部５１と
第１のピストン５２との間及び第１のピストン５２と第
２のピストン５３との間にはそれぞれパツキン６２及び
６３が設けられている。

次に、上記構成のクランプ装置５０の作用について説明
する。

前述したように、回収皿２４がインゴット１０の切断側
の端面に対向する位置に移動すると、６個のバキューム
チャック３０のピストン３４の下部にはエア供給孔４２
（第３図）より圧縮エアが供給されるが、同時にクラン
プ装置５０の第１のピストン及び第２のピストン５３の
下部にも圧縮エアが供給される。

これにより、第１のピストン５２及び第２のピストン５
３が押し上げられると同時に、第２のピストン５３に連
結されているストッパ６０の上昇により、第１のリング
５４及び第２のリング５５も押し上げられる。これらの
リング５４．５５の上昇により、第１のプレート５７及
び第２のプレート５８のリング掛止側が持ち上げられ、
その結果クランプピン５６によるシリンダ３１への押圧
力が解除され、バキュームチャック３０のピストン３４
はシリンダ３１内を摺動可能になる。

その後、前述したように６個のバキュームチャック３０
によるインゴット端面の吸着が行われたのち、各バキュ
ームチャック３０のピストン３４がクランプ装置５０に
よって同時に固定される。

すなわち、バキュームチャック３０のピストン３４を固
定する場合には、エア供給孔４３及びエア供給路４３Ａ
（第３図、第５図参照）を介してクランプ装置５０の第
１のピストン５２及び第２のピストン５３の上部に圧縮
エアが供給される。

尚、第１のピストン５２及び第２のピストン５３の下部
は大気開放されている。

これにより、第１のピストン５２及び第２のピストン５
３が各々独立して下方に押し下げられ、第１のリング５
４及び第２のリング５５を下方に押圧する。そして、第
１のリング５４及び第２のリング５５はそれぞれ第１の
プレート５７及び第２のプレート５８を介して放射状に
配置された６個のクランプ５６を押し、これらのクラン
プピン５６は６個のバキュームチャック３０の各シリン
ダ３１の側部を押圧して、各シリンダ３１内のピストン
３４をクランプする。

尚、クランプ終了時には、第１のプレート５７及び第２
のプレート５８の傾きは水平に近づき、プレート５７．
５８のリング掛止側の移動量に対してプレート５７．５
８のクランプピン掛止側の移動量が微小となり、かかる
倍力機構によりクランプピン５６には大きな押圧力が作
用する。また、第１のピストン５２、第１のリング５４
、第１のプレート５７と第２のピストン５３、第２のリ
ング５５、第２のプレート５７とはそれぞれ独立に動作
し、それぞれ３個のクランプピン５６を介してバキュー
ムチャック３０のピストン３４をクランプする二重構造
をとっているため、クランプを確実にすることができる
。

第１２図は本発明に係る柱状体材料の切断装置の他の実
施例を示す模式的構成図である。この装置は、スライド
可能なワークテーブル６０上にスペーサ６１を介してイ
ンゴット１０が載設され、該インボッ）１０はその本体
部（基体部）を適宜のクランパ６２で不動に固定されて
いる。図例のクランパ６２はインゴット１０を締め付は
固定する形式を示しているが、インゴットの一端側を把
持、挟持する形式など既知の手段が利用できる。

６３は図示しない円筒型スピンドルに張設された内周刃
式ブレードである。尚、円筒型スピンドルは、内周刃式
ブレードを設けたスライシング装置等で知られているも
のである（第２図参照）。図例のブレード６３は断面上
半部を略示しており、実際にはドーナツ形であるから断
面図的には適宜間隔でテーブル６０の下方に上記上半部
と対称的にブレード下半部が存在することになる。

６４はインゴット１０の切断側となる端面を把持するバ
キュームホルダー装置であり、装置本体６５は外形が円
筒形をなし、その先端側開口周縁にゴム質等、比較的柔
軟なリップ６５Ａが一体的に設けられている。この本体
１１の上記開口寸法は、インゴット１０の吸着把持する
部分の寸法に対応するものである。また、６５Ｂはホル
ダ装置本体１１の内空部を所要時減圧すべく図示しない
バキュームポンプに連絡する通気孔である。バキューム
ホルダ装置本体６５は、その支持基台Ｂに支持されてテ
ーブル６０上を手動または自動でスライドするものであ
り、該支持基台Ｂは一般既知の手段により任意の位置で
固定できるようにしている。

６６は、ホルダ装置本体６５に内包されるように適宜複
数本配設された押えピンであり、軸方向に進退自在とし
て所要時インゴット１０の切断側の端面に当接し、その
端面（把持部）形状に沿って各ピンが個別に進退調整さ
れるようにしている。

尚、各ピンは図示しないばねによってインゴット側に付
勢されている。

また、ホルダ装置本体６５内には、第１０図及び第１１
図に示したクランプ装置と同一構成のクランプ装置が内
包されており、各押えピン６６はこのクランプ装置によ
ってそれぞれ所要の進退位置で固定される。

第１３図は本発明に係る柱状体材料の切断装置に適用さ
れる回収皿の他の実施例を示す断面図であり、前述した
回収皿２４の断面（第４図）と同一断面に関して示して
いる。同図に示すように、この回収皿７０は前述した回
収皿２４と路間−の構成を有しているが、バキュームチ
ャック７２の吸着パッド７４が球面軸受構造を介して支
持されていす、ピストン７６上に直接固定されている点
で相違する。尚、７８はバキューム用の通気路である。

上記構成の回収皿７０は、柱状体材料の切断端面の平坦
度が非常に高い場合（例えば、端面を研削する場合）等
に有効であり、これによると、吸収パッド部における球
面軸受構造が不要となり、ユニット構成が簡素化できる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る柱状体材料の切断装置
によれば、スライスベースを接着剤等によって柱状体材
料に添設することが不要となりスライスベースそのもの
の材料費やスライスベースの接着及び剥離（廃却）工程
が削減できる。また、柱状体材料の切断側の端面を吸着
保持する際に、該端面に複数の摺動部材（吸着パッド、
押えピン）を隙間なく、添わせることができ、これによ
り、切断終了まで極薄ウェハ或いはＧａＡｓ等、特に脆
い材料であっても割れ等の欠損が発生することがない。

更に、１つのクランプ手段によって複数の摺動部材を適
宜の進退位置で同時に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る柱状体材料の切断装置の斜視図、
第２図は本発明に係る柱状体材料の切断装置による切断
方法を説明するために用いた図、第３図は本発明に係る
柱状体材料の切断装置に用いられる回収皿の平面図、第
４図及び第５図はそれぞれ第３図のＡ−Ａ線に沿う断面
図及びＢ−Ｂ線に沿う断面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ
線に沿う断面図、第７図は各バキュームチャックに連通
されるバキュームチューブ等を示すために用いた図、第
８図及び第９図はそれぞれ第４図に示したバキュームチ
ャックの拡大図、第１０図は第４図に示したクランプ装
置の拡大図、第１１図は第１０図のＤ−Ｄ線に沿う断面
図、第１２図は本発明に係る柱状体材料の切断装置の他
の実施例を示す模式的構成図、第１３図は本発明に係る
柱状体材料の切断装置に適用される回収皿の他の実施例
を示す断面図である。１０・・・柱状体材料（インゴット）、　　１２．６３
・・・内周刃式ブレード、　３０．７２・・・バキュー
ムチャック、　　３１・・・シリンダ、　　３２・・・
パッド支持球、　　３４．７６・・・ピストン、　　３
５．７４・・・吸着パッド、　　５０、・・・クランプ
装置、　　５１．７１・・・シリンダ部、　　５２・・
・第１のピストン、５３・・・第２のピストン、　　５
４・・・第１のリング、５５・・・第２のリング、　　
５６、・・・クランプピン、５７・・・第１のプレート
、　５８・・・第２のプレート。（〜　　　　　　　　　　　　　　頃

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ブレードを回転させ、基端側が固定された柱状体
材料を切断する柱状体材料の切断装置において、切断開始前に切断側端面を吸着保持手段によって吸着保
持し、切断終了までその状態を保ちながら切断すること
を特徴とする柱状体材料の切断装置。
（２）前記吸着保持手段が、前記固定された柱状体材料
の切断側の端面に対向するように配設された複数の摺動
部材と、前記柱状体材料の切断側の端面が前記複数の摺
動部材の先端に当接保持されるように吸着力を発生する
減圧吸引手段と、前記複数の摺動部材の略中央に配設さ
れたシリンダ部及びピストンと、前記シリンダ部より前
記複数の摺動部材に向かって放射状に配設された複数の
クランプピンと、前記複数のクランプピンが前記摺動部
材を押圧固定する方向に前記ピストンの動作に伴って該
クランプピンに押圧力を伝達する部材と、を備え、前記
複数の摺動部材の先端が前記柱状体材料の切断側の端面
の形状にならって該端面に当接した状態で各摺動部材を
固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の柱
状体材料の切断装置。
（３）前記摺動部材は、球面軸受を介して吸着パッドが
配設されたピストンを含むシリンダである請求項２記載
の柱状体材料の切断装置。
（４）前記押圧力を伝達する部材は、前記ピストン又は
該ピストンによって押圧される部材に形成された掛止部
と、前記クランプピンに形成された掛止部との間に配設
され、前記ピストンの動作に伴って傾斜位置から略水平
位置に傾動する連結部材である請求項２記載の柱状体材
料の切断装置。