JPH0695505B2 - ウエハ枚葉式内周刃２分割切断装置におけるウエハ供給回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ウエハ枚葉式内周刃２分割切断装置における
ウエハ供給回収装置に関する。

［従来の技術］ 従来、半導体ウエハの切断加工に関しては、例えば、本
出願人がディスクリート素子用基板製造を目的として先
に特願昭平63−162043号を提案している。

このような半導体ウエハの枚葉式内周刃切断加工の装置
構成では、一般に、（ａ）未加工の半導体ウエハの供給
工程，（ｂ）未加工の半導体ウエハの切断工程，（ｃ）
加工済の半導体ウエハの回収工程を充足し得る各機構を
備えることが要求される。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来の半導体ウエハの切断加工の装置構成では、
切断加工の直接工程である前記（ｂ）工程以外の
（ａ），（ｃ）工程にかなりの時間が掛ることから、こ
れ等（ａ），（ｃ）工程の動作速度を速める等により時
間短縮を指向して切断加工全体の能率性向上を図ること
が試行されているが、（ａ）、（ｃ）工程の動作速度を
速める等すると脆性な薄性体である半導体ウエハを損傷
等してしまうという問題点を有している。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、半導体ウエハを損傷等すること
なく能率的に供給回収することのできる半導体ウエハの
２分割切断装置におけるウエハ供給回収装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、本発明に係る半導体ウエハ
供給回収装置は、次のような手段を採用する。

即ち、請求項１では、高速回転して半導体ウエハをその
厚み巾の中心部から切断して２分割する内周型の切断刃
を垂直に装備した切断機構と、供給された未加工の半導
体ウエハを水平に保持し加工済の半導体ウエハとなって
も保持を継続する保持機構と、切断機構，保持機構を近
接、離間するように垂直方向へ相対移動させる位置送り
機構と、切断機構，保持機構を平行逆移動するように水
平方向へ相対移動させる切断送り機構と、を備えたウエ
ハ枚葉式内周刃２分割切断装置において、 ウエハの回収，供給機構と保持機構とのウエハ受け渡し
の連携動作による切断中止の時間的ロスは必要最小限の
ものとし、そのためウエア回収機構及び供給機構の端末
の作用部でウエハに直接作用する回収側ハンド及び供給
側ハンドは保持機構に最も近接した位置で待機し、ウエ
ハ切断終了後２枚となった加工済みウエハを保持して上
昇し、かつその両保持盤間隔を拡大した保持機構より加
工済み２枚のウエハを同時に回収し、直ちに未加工ウエ
ハ１枚を引き渡し、保持機構は所定の設定動作により切
断のための移動を為す手段を採用する。

又、保持機構はウエハ切断のために所定の移動を開始す
ると、並行してウエハ回収機構は加工済みウエハ２枚の
回収部への搬送及び収納動作をし、ウエハ供給機構は供
給部よりの未加工ウエハ１枚の取り出し動作を余裕をも
って（ウエハ供給，回収に伴なう時間よりウエハ切断時
間が圧倒的にかかる）正確に、確実に成し得る手段を採
用する。

また、請求項２では、ウエハ保持機構の機能，構造に係
り、保持機構は切断中ウエハを強固に保持する保持盤
（主）と、切り落される側のウエハを保持する保持盤
（副）を備え、切断終了後２枚となった加工済みウエハ
を確実に保持すると共に、ウエハ供給回収機構の端末作
用部と連携動作するため、その動作平面まで上昇し、か
つその両保持盤間隔を拡大し挿入されるウエハ回収機構
の端末作用部である回収側ハンドに加工済みウエハ２枚
を同じに引き渡し、ウエハ供給機構の端末作用部である
供給側ハンドより未加工ウエハ１枚と引き取り保持盤
（主）に保持してその両保持盤間隔を再び縮小し、位置
決め機構によりウエハ厚み巾の中心を割り出し、切断送
り機構によりウエハ切断のための移動をして、ウエハ供
給回収機構との連携動作を効率的に確実にかつ内周刃を
回避して安全になし得る手段を採用する。

また、請求項３では、未加工半導体ウエハは、ディスク
リート素子用基板製造のため特に有用なウエハであっ
て、両面に不純物拡散層を有して厚み巾の中心線に対し
て線対称的材質特性を有するものを使用する。

［作用］ 前述の手段によると、供給回収機構の動作設定等により
切断工程と供給工程，回収工程とを同時進行させるよう
にして時間的削減を図り、保持機構の動作設定等により
切断機構から離間した位置で切断工程と供給工程，回収
工程とを連係して安全で確実に取扱うようにしたため、
半導体ウエハを損傷等することなく能率的に切断加工す
ることのできるウエハ供給回収装置を提供するという目
的が達成される。

［実施例］ 以下、本発明に係る半導体ウエハの切断加工装置の実施
例を図面に基いて説明する。

この実施例では、内周刃が水平面内で回転する竪型から
なるものを示してある。

この実施例は、第１図〜第３図に示すように、切断工程
に供せられる切断機構1,切断送り機構４と、切断工程，
供給工程，回収工程の各工程に連係する保持機構2,位置
送り機構３と、供給工程，回収工程に供せられる供給回
収機構５と、供給部６及び回収部７とで構成されてい
る。

切断機構１は内周型からなるもので、回転軸に連結して
高速回転する皿形のチャック11と、内周縁にダイアモン
ド層等の刃先を有する円盤形の切断刃12と、切断刃12を
チャック11の円周縁に緊張固定するリング形の取付け部
材13とを備えている。

この切断機構１は装置全体の中で切断刃12の切断面を水
平にして固定的に設置され、第１図（Ａ）に示すよう
に、固定的な切断面上で切断刃12が高速回転して未加工
の半導体ウエハＷをその厚み巾の略中心部から切断して
２分割するようになっている。

保持機構２は、多孔質材等で形成され垂直に相対しバキ
ュームポンプ（図示せず）に接続して吸着構造の保持機
能を奏する保持盤（主）21,保持盤（副）22と、一方の
保持盤21にロッド23を介して連結し両保持盤21,22の間
隔を調整するエアシリンダ，サーボモータ等の間隔調整
駆動部24と、両保持盤21,22を垂直面上で切断機構１へ
の近接，離間を可能にするベース25とを備えている。

この保持機構１は、両保持盤21,22の保持機能の動作，
解除により未加工の半導体ウエハW,加工済の半導体ウエ
ハＷ′を保持，離脱するものであるが、両保持盤21,22
が切断機構１から離間した位置でのみ未加工ウエハを保
持盤22へ受渡し及び離脱を可能にしており、この受渡し
離脱の際には第１図（Ｂ）に示すように両保持盤21,22
の間隔が拡間するようになっている。また、この保持機
構２は、保持盤22の保持機能を動作させ供給された未加
工の半導体ウエハＷを吸着保持した状態でウエハを切断
し、遅くとも切り終り直前に保持盤21の保持機能も動作
させ切断機構１に切断された一方の加工済の半導体ウエ
ハＷ′をも切り飛ばすこと等なく継続して保持するよう
になっている。

位置送り機構３は、保持機構２の両保持盤21,22をベー
ス25上で垂直方向へ一体的に切断機構１に近接，離間さ
せるサーボモータ等からなる。

この位置送り機構３は、切断機構１に保持機構２を近接
して切断機構１の切断刃12の切断面に未加工の半導体ウ
エハＷの厚み巾の略中心部を割出すようになっており、
切断機構１から保持機構２を離間させて切断機構１の切
断刃12を回避して供給回収機構５との連係を可能にして
いる。

切断送り機構４は、保持機構２（両保持盤21,22等を含
めて）のベース25を位置送り機構３による両保持盤21,2
2の近接，離間方向と直交する方向へ移動させるサーボ
モータ等からなる。

この切断送り機構４は、位置送り機構３が切断機構１の
切断刃12の切断面に未加工の半導体ウエハＷの厚み巾の
略中心部を割出した後に移動を開始するようになってい
る。なお、この切断送り機構４の動作中には、位置送り
機構３は動作しないようになっている。

供給回収機構５は、前記保持機構２の切断機構１から離
間した位置近くと未加工の半導体ウエハＷの供給部6,加
工済の半導体ウエハＷ′の回収部７との間に垂直な動作
平面と水平な動作平面との双方に渡って配設されてお
り、ステッピングモータ，ロータリーアクチュエーター
等に連結して回転と昇降とが可能なロッド51と、ロッド
51の上端に水平に取付けられたアーム52と、アーム52上
にスライド自在に取付けられた吸着機能を有するハンド
53とを備えている。これらロッド51,アーム52,ハンド53
は、未加工の半導体ウエハＷの供給系用，加工済の半導
体ウエハＷ′の回収系用とが切断機構1,保持機構２の配
置線を介して隣接して相対して設けられ全体のコンパク
ト化が図られている。また、ハンド53の回転軸跡は、水
平面内で保持機構２の保持盤21,22間と供給部7,回収部
６の間を回転するようになっている。なお、供給側，回
収側のハンド53には片面又は両面に吸着部53′が設けら
れ、１枚の素材ウエハＷ及び２枚の加工済の半導体ウエ
ハＷ′を確実，容易に供給及び同時回収することができ
るようになっている。

この供給回収機構５は、前記保持機構２が切断機構１か
ら離間した位置において、保持機能を動作，解除する保
持機構２との間で第３図（Ｃ）〜（Ｅ）に示すようにロ
ッド51の回転，昇降によりアーム52を介してハンド53で
未加工の半導体ウエハW,加工済の半導体ウエハＷ′の受
渡しを行なうが、保持機構２が切断機構１に近接してウ
エハが切断され離間した位置に復帰するまでの間に、第
３図（Ｆ）〜（Ｂ）に示すようにロッド51の回転，昇降
により受取った加工済の半導体ウエハＷ′を回収部６へ
搬送して収納し新な未加工の半導体ウエハＷを供給部７
から取出して搬送を完了して待機するようになってい
る。

なお、未加工の半導体ウエハＷの供給部7,加工済の半導
体ウエハＷ′の回収部６は、未加工の半導体ウエハW,加
工済の半導体ウエハＷ′を並列可能な仕切，溝等を有す
るカセット構造からなり、切断機構１の近くに固定的に
設置されている。このため、供給回収機構５のロッド51
は未加工の半導体ウエハＷの取出し、加工済の半導体ウ
エハＷ′の収納毎に一定ピッチ分昇降動し、順番に未加
工の半導体ウエハＷを取出し加工済の半導体ウエハＷ′
を収納するようになっている。なお、２枚の加工済の半
導体ウエハＷ′は180°回転機構部55を利用して１枚づ
つロッド51を昇降させて収納する。

このような実施例によると、切断機構1,保持機構2,位置
送り機構3,切断送り機構４の動作による切断工程中に、
供給回収機構５の動作による供給工程，回収工程の殆ど
が同時進行して終了し、切断工程終了と同時に保持機構
2,位置送り機構3,供給回収機構５の動作による未加工の
半導体ウエハW,加工済の半導体ウエハＷ′の受渡しが行
なわれることになり、時間的削減が図られる。また、保
持機構２の動作設定等により切断機構１から離間した位
置で切断工程と供給工程，回収工程とを連係して加工済
の半導体ウエハＷ′を安全かつ確実に取扱うため、未加
工の半導体ウエハW,加工済の半導体ウエハＷ′の損傷等
が防止されている。

なお、この実施例の切断加工対象となる半導体ウエハＷ
は、ディスクリート素子用基板製造用の両面に不純物が
拡散された不純物拡散層を有し中央に不純物が拡散され
ていない不純物未拡散層を有する構造のように、厚み幅
の中心線に対して対称的材質特性を有するウエハに適用
される。また、第４図に示すように、未加工の半導体ウ
エハＷの全周または切断終了端周り所要角度θに前記切
断刃12の刃巾よりも広く約1mm深さ内の溝Waを刻設して
内部に接着剤Ｃ等を充填すると、当板等を取付けること
なく切断終了端における割裂等の損傷を有効に防止する
ことができる。なお、前記溝Waの外端縁Wbを曲面形にす
ると接着剤Ｃの充填が容易になり未加工の半導体ウエハ
Ｗの周縁角部Wcを曲面形にすると切断前後の工程のハン
ドリングに対して有効である。

又、第５図に示す如く、切断終了端周りに接着剤Ｃを厚
くコーティングすると、ウエハの切断終了端における損
傷防止にさらに有効である。

さらに、保持機構２の下側になる一方の保持盤21は保持
盤22のように切断のための強固な吸着機能を具備せず、
単に下側の加工済の半導体ウエハＷ′の切り飛びを防止
する柔構造の実施例とするのが一般的である。

さらに、供給回収機構５の移動部51を含む本体は、スペ
ース的に許容できる市販品のウエハ又はガラス基板用の
搬送ロボットを利用することも可能である。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係る半導体ウエハの切断装置にお
けるウエハ供給回収装置は、各請求項共通として、切断
工程と供給工程，回収工程とを同時進行させるようにし
て時間的削減を図り、切断機構から離間した位置で切断
工程と供給工程，回収工程とを連係して半導体ウエハを
効率的に安全かつ確実に取扱うようにしたため、半導体
ウエハを損傷等することなく能率的に切断加工すること
ができる効果がある。また、この効果により、半導体ウ
エハの切断加工コストが低減される効果が生ずる。

さらに、請求項２として、２枚の加工済の半導体ウエハ
を容易，確実に同時回収して前記効果をさらに向上する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る半導体ウエハの切断装置の
実施例を示す切断動作中における要部（切断機構，保持
機構等）の正面図、第１図（Ｂ）は同切断終了後の同要
部の正面図、第１図（Ｃ）は第１図（Ｂ）の状態に対す
る他の要部（供給回収機構）の連係を示す側面図、第２
図は第１図の平面図、第３図は（Ａ）〜（Ｈ）の順に供
給回収装置の動作連係を示す正面図、第４図（Ａ）は切
断装置の実施例が切断加工対象とする半導体ウエハの一
つの構造例を示す正面図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）
の側面図、第４図（Ｃ）はその要部拡大断面図、第５図
は対象とするウエハの他の構造例を示す断面図である。 １…切断機構、12…切断刃 ２…保持機構、21,22…保持盤 24…間隔調整駆動部、３…位置送り機構 ４…切断送り機構、５…供給回収機構 ６…回収部、７…供給部 Ｗ…未加工の半導体ウエハ Ｗ′…加工済の半導体ウエハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高速回転して半導体ウエハをその厚み巾の
   中心部から切断して２分割する内周型の切断刃を水平に
   装備した切断機構と、供給された未加工の半導体ウエハ
   を水平に保持し加工済の半導体ウエハ２枚となっても保
   持を継続する保持機構と、切断機構，保持機構を近接，
   離間するように垂直方向へ相対移動させる位置送り機構
   と、切断機構，保持機構を平行逆移動するように水平方
   向へ相対移動させる切断送り機構と、を備えたウエハ枚
   葉式内周刃２分割切断装置において、 前記保持機構より加工済みウエハ２枚の回収部への回収
   及び供給部より未加工ウエハ１枚の保持機構への供給を
   するウエハ供給回収機構を有し、 その回収機構を保持機構と回収部との間に、供給機構を
   供給部と保持機構との間に夫々配置し、 回収機構の端末の作用部である回収側ハンドはその２個
   の吸着部を空にして、供給機構の作用部である供給側ハ
   ンドは吸着部に未加工ウエハ１枚を保持して保持機構に
   最も近接した位置にてウエハ切断終了を待機し、 前記保持機構がウエハ切断終了後２枚となった加工済み
   ウエハを保持して回収側及び供給側ハンドとの連携動作
   平面まで上昇し、かつその両保持盤間隔を拡大した時に
   回収側ハンドを挿入し２枚のウエハを同時に回収し、供
   給側ハンドの保持している未加工ウエハ１枚を引き渡
   し、 保持機構がウエハ切断のための移動を開始するのと並行
   して回収側ハンドは加工済み２枚のウエハを回収部に搬
   送、収納し、それと並行して供給側ハンドは供給部より
   次の未加工ウエハ１枚を取り出し、ウエハ保持機構に最
   も近接した位置にてウエハ切断終了を待機し、 上記の動作を反復、継続するウエハ供給回収装置。
2. 【請求項２】請求項１記載において、前記保持機構は２
   つの保持盤を有して切断終了後２枚となるウエハを保持
   すると共にウエハ回収側ハンド及び供給側ハンドとのウ
   エハ受け渡しの連携動作のためその水平動作平面まで上
   昇し、かつ両保持盤間隔を拡大し、 加工済み２枚のウエハを同時に回収側ハンドに引き渡
   し、未加工ウエハ１枚を供給側ハンドより引き取り、再
   びその両保持盤間隔を縮小し下降し切断のための移動を
   開始する動作設定がなされることを特徴とするウエハ供
   給回収装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載において、未加工半
   導体ウエハは、両面に不純物拡散層を有して厚み巾の中
   心線に対し線対称的材質特性を有することを特徴とする
   ウエハ供給回収装置。