Lors du sciage de matériaux sous forme de blocs par des dispositifs de sciage à outils multiples, par exemple multi-lames ou multi-fils, le bloc à découper est généralement monté collé sur une plaque destinée à une utilisation unique, si possible un matériau ayant des caractéristiques approchantes du matériaux à découper. Cette plaque est montée de manière mécanique sur un deuxième support de découpage qui lui sert de liaison avec la machine de découpage. Le bloc de matériau sera découpé complètement et l'outil débouchera dans la plaque d'utilisation unique. Un fois la découpe terminée le bloc se présentera sous la forme d'un ensemble de tranches parallèles séparées les une des autres par le trait de scie, mais attachées à leur base par un talon partiellement découpé et faisant partie de la plaque d'utilisation unique toujours montée sur son support de découpage.
Il faudra alors séparer les tranches de la plaque d'utilisation unique. En général l'utilisation des tranches ainsi obtenues nécessite de les garder séparées et de les mettre dans des éléments de stockage souvent appelés cassettes en vue de traitements subséquents tels que par exemple un lavage, un polissage ou simplement l'enlèvement des restes de colle. La mise en élément de stockage manuelle est longue et fastidieuse avec en plus des risques de casse non négligeable.
Afin de faciliter cette opération et la rendre plus automatique, l'utilisation d'un dispositif de détachement automatique tranche par tranche est ainsi proposé. Le support de lingot avec monté dessus sa plaque d'utilisation unique et les tranches retenues par leur talon en position inversée sont présentées une à une à un système de découpe qui tranchera le talon. La tranche une fois libérée sera récupérée et transportée directement dans une des cases vacantes de la cassette. Le transport pouvant se faire par une bande, un coussin d'eau ou un coussin d'air par exemple, alors que le système de tronçonnage lui peut être une scie à bande, un couteau ou un élément non mécanique tel que laser ou jet d'eau sous pression.
Des dispositifs de mise en éléments de stockage existent naturellement mais travaillent en paquet c'est-à-dire que toutes les tranches sont d'abord détachées puis reprises par un robot et mises dans l'élément de stockage. Cette technique a le désavantage d'avoir les tranches adhérant les unes aux autres par capillarité ce qui dans le cas de tranches très fines est une source de déchets. De plus, cela nécessite quelques opérations supplémentaires, telles que la reprise du paquet de tranches après décollage et sa mise en position pour reprise par le robot.
Le but de l'invention consiste donc à remédier aux inconvénients du système dit de procédé par paquet en lui substituant un dispositif tranche par tranche mieux adapté à ce type d'opération et offrant un meilleur rendement, une meilleure productivité et une meilleure fiabilité.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé à cet effet par les caractéristiques figurant dans la revendication 1. La découpe tranche par tranche peut se faire soit par le déplacement du bloc, l'outil de découpe étant fixe, soit par l'avance de l'outil, le bloc étant alors fixe. Il peut toutefois arriver que les deux mouvements s'avèrent nécessaires.
La fig. 1 illustre schématiquement le principe d'application de la présente invention. Le bloc 1 découpé en tranches 2 retenues par leur talon 3 sur la plaque d'utilisation unique 4 elle-même fixée sur le support de découpage 5 se déplace grâce à un moteur d'avance 6 contre l'outil de découpage 7 entraîné par le moteur 8. La tranche 2 tombe sur la bande transporteuse 9 qui va la déposer dans une rampe 10 sur un coussin d'eau. L'élément de stockage 11 va recevoir la tranche dans l'une de ses cases vides 12 puis se déplacer le long de la colonne 13 grâce au moteur 14.
La fig. 2 illustre plus particulièrement une solution de découpe par une scie à bande 15 entraînée par les roues 16. La tranche découpée 2 est séparée dans ce cas par un jet de liquide provenant de la buse 17.
La fig. 3 montre plus particulièrement le bloc 1 avec ses tranches 2 supportées par leur talon 3 partiellement scié dans la plaque d'utilisation unique 4 fixée sur le support de découpage 5.
Naturellement d'autres dispositifs de découpe peuvent être envisagés par exemple où l'outil de découpe 7 est constitué par un outil de découpe mécanique tel que fraise, scie à disque ou à ruban, ou tout autre système de découpe, par exemple thermique tel que laser, plasma, chalumeau, etc. voire un système à pression de liquide. Mais il garde tous le caractère de la découpe tranche par tranche tel que décrit dans la revendication 1.
Un tel système est avantageusement utilisé dans le cas de bloc de symétrie axiale comme par exemple des monocristaux de silicium ou de matériaux semi-conducteurs de grande production. Tout bloc de matière découpé par des scies à fils ou multi-lames s'avère pouvoir être traité par le dispositif objet de la présente invention.
When sawing materials in the form of blocks by sawing devices with multiple tools, for example multi-blade or multi-wire, the block to be cut is generally mounted glued on a plate intended for a single use, if possible a material having similar characteristics of the material to be cut. This plate is mechanically mounted on a second cutting support which serves as a link with the cutting machine. The block of material will be cut completely and the tool will open into the single use plate. Once the cut is complete, the block will be in the form of a set of parallel slices separated from each other by the saw cut, but attached to their base by a partially cut heel and forming part of the single use plate. always mounted on its cutting support.
It will then be necessary to separate the slices from the single use plate. In general, the use of the slices thus obtained necessitates keeping them separate and putting them in storage elements often called cassettes for the purpose of subsequent treatments such as, for example, washing, polishing or simply removing the adhesive residues. Setting up a manual storage element is long and tedious, with the added risk of significant breakage.
In order to facilitate this operation and make it more automatic, the use of an automatic detachment device section by section is thus proposed. The ingot support with its single use plate mounted on it and the slices retained by their heel in the inverted position are presented one by one to a cutting system which will cut the heel. Once released, the slice will be collected and transported directly to one of the vacant boxes on the cassette. The transport can be done by a band, a cushion of water or an air cushion for example, while the cutting-off system can be a band saw, a knife or a non-mechanical element such as laser or jet of pressurized water.
Storage elements placing devices naturally exist but work in a package, that is to say that all the slices are first detached then taken up by a robot and put in the storage element. This technique has the disadvantage of having the slices adhering to each other by capillary action which in the case of very thin slices is a source of waste. In addition, this requires some additional operations, such as the recovery of the package of wafers after takeoff and its positioning for recovery by the robot.
The object of the invention therefore consists in overcoming the drawbacks of the so-called packet process system by replacing it with a wafer-by-wafer device better suited to this type of operation and offering better performance, better productivity and better reliability.
The device according to the invention is characterized for this purpose by the characteristics appearing in claim 1. Cutting slice by slice can be done either by moving the block, the cutting tool being fixed, or by advancing the tool, the block then being fixed. However, it may happen that both movements are necessary.
Fig. 1 schematically illustrates the principle of application of the present invention. The block 1 cut into slices 2 retained by their heel 3 on the single-use plate 4 itself fixed on the cutting support 5 moves thanks to a feed motor 6 against the cutting tool 7 driven by the motor 8. The section 2 falls on the conveyor belt 9 which will deposit it in a ramp 10 on a cushion of water. The storage element 11 will receive the wafer in one of its empty boxes 12 and then move along the column 13 thanks to the motor 14.
Fig. 2 illustrates more particularly a cutting solution by a band saw 15 driven by the wheels 16. The cut edge 2 is in this case separated by a jet of liquid coming from the nozzle 17.
Fig. 3 shows more particularly the block 1 with its edges 2 supported by their heel 3 partially sawn in the single-use plate 4 fixed on the cutting support 5.
Naturally other cutting devices can be envisaged, for example where the cutting tool 7 is constituted by a mechanical cutting tool such as a milling cutter, disc or band saw, or any other cutting system, for example thermal such as laser, plasma, torch, etc. or even a liquid pressure system. But it all retains the character of the slice by slice cutting as described in claim 1.
Such a system is advantageously used in the case of a block of axial symmetry such as, for example, single crystals of silicon or of semiconductor materials of high production. Any block of material cut by wire saws or multi-blades proves to be able to be treated by the device object of the present invention.