JP4199481B2

JP4199481B2 - Semiconductor wafer processing equipment

Info

Publication number: JP4199481B2
Application number: JP2002144901A
Authority: JP
Inventors: 敏明高原; 健志池田; 充史工藤; 雅則篠崎; 征夫中村
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003338466A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、特に化合物半導体ウエハに好適な半導体ウエハ加工装置及び半導体ウエハの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の製造における必須の工程として、半導体ウエハをチップ状に切断する工程がある。この切断工程は、まず半導体ウエハの表面を傷つけ（スクライブ）、次いでへき開面に沿って割る（ブレーク）ことでチップに分けていくもので、従来では、スクライビングとブレーキングをそれぞれ別々の装置で行っていたが、近年、両方の作業を１台で行なう装置が開発されるようになった。
【０００３】
このような装置の例として、特表平９−５１０９２７号公報に記載されている装置が挙げられる。この装置は、ウエハを、水平面において直交するＸ方向及びＹ方向の２方向に直進移動可能であって、かつ、水平面を通る軸回りに回転移動可能に保持して構成されている。
この装置でウエハを切断する場合、まずウエハのへき開方向に沿って表面に網目状に傷を付け、次いで、ウエハの両面を挟み込むようにして衝撃を与える。衝撃が加わると、傷に応力が集中し、傷に沿ってへき開する。
この場合、Ｙ方向に移動しながらＸ方向に沿ってバー状に順に分割していき、次いで、ウエハを回転させ、Ｘ方向に移動しながらＹ方向に沿ってへき開していき、小さなチップに分割する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の分割方法は、シリコンウエハのような硬度のある材質で、へき開面の機能を必要としないウエハについては有用である。しかし、同じ方法を、シリコンウエハよりも柔らかいガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）やインジウム・リン（ＩｎＰ）などからなる化合物半導体ウエハに対して適用としようとすると以下のような問題がある。
【０００５】
半導体レーザなどに多用される化合物半導体では、チップに切断したときの切断面であるへき開面がレーザ光を反射及び透過させる面として重要で、そのためにチップ製造の工程がシリコンウエハとは異なってくる。つまり、図１４（ａ）に示すように、ウエハを細長いバーＢ、Ｂ…に分割し（一次へき開）、その後、それらのバーＢ、Ｂ…を、段積み箱３の中でスペーサＳ、Ｓ…と交互に積み重ねる（段積み工程）。そして、段積み箱３ごと薄膜装置などに入れ、へき開面に所定の波長の光を反射あるいは透過させるコーティングを形成する。そして、このコーティング後、各バーＢをチップ状にへき開（二次へき開）してチップを得る。
【０００６】
「一次へき開→段積み→コーティング→二次へき開」という一連の工程を前述の公報の装置で実施する場合、まずＹ方向だけスクライブ・ブレーキングを行いバーを作製する。ただし、化合物半導体の活性層はウエハ表面近傍に形成され、ウエハ表面全体をスクライブで傷つけることはできないので、図１４（ｂ）に示すように、ウエハＷの端にＸ方向に沿って溝ｈ、ｈ…を付けていく。
次に、図１４（ｃ）に示すように、インパルスバー１とアンビル２とにより各溝ｈ部分に応力を集中させてウエハＷに亀裂をＹ方向に走らせ、へき開する。へき開の際、インパルスバー１がウエハＷを載置するシート４を押しこむとアンビル２から反力Ｎ１、Ｎ２が発生する。曲げモーメントによりウエハＷは、破壊点まで撓もうと上面が伸び下面は縮もうとする。
しかし、上面はアンビル２の反力を起因とする摩擦力などに拘束されているので、インパルスバー１にはこのような拘束力に打ち勝つ押圧力ＦＦが要求される。押圧力ＦＦが大きくなるほど、反力Ｎ１、Ｎ２も増し、表面に対する圧力が大きくなったり、摩擦力による表面方向のずれ力が大きくなることにより、柔らかいウエハＷの表面近傍、例えば表面から数十オングストローム程度の深さに形成されている量子井戸構造を破壊してしまう可能性があった。
【０００７】
また、前記公報の装置では、シート４は円形枠に張られているため、強い押圧力ＦＦを与えても、その力がシート４面上において３６０度にわたって半径方向に分散しへき開に有効な力成分が削減されてしまう。さらに、その力の分散によりシート４が切断方向とは全く異なる方向に伸び縮みし、すでにへき開したバー同士が、例えばポイントｍ１においてぶつかり合い、化合物半導体にとって重要なへき開面の上部を傷つけ、不良にしてしまう可能性もあった。
さらに、一次へき開した後、コーティングのために段積みする工程で、シート４から手作業で一つずつ取り外し、段積みする工程は、作業効率が悪かった。また、各バーは幅１５０〜３００μｍ程度の極細の脆い素材であることから、バー同士を接触させたり等により傷つき不良を発生させてしまう恐れもあった。
【０００８】
本発明の課題は、半導体ウエハの加工装置及び加工方法において、スクライブ及びブレークの両工程を行い設備コストがなるべく低く、しかも化合物半導体ウエハに好適であって、ウエハの表面やへき開面に対してなるべく力を加えたり傷つけることなく、また、作業効率の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば、図１〜図１３に示すように、所定の曲率の曲面を有し、この曲面に半導体ウエハ（ウエハＷ）がセットされる曲面部材（回転ローラ２１）と、
曲面にセットされた半導体ウエハの表面を、曲面に沿うように押えつけて固定する押え部材（シート４１）と、
押え部材によって前記曲面に押えつけられている半導体ウエハの一部に傷を付け、半導体ウエハの所定方向への割れを誘導するスクライブ手段（スクライブユニット６０）と、を備え、
前記曲面部材は、円柱形状を有し円形断面の中央を通る直線を中心に回転可能に構成される回転部材であって、
前記半導体ウエハは、前記所定方向を回転部材の回転中心方向と平行させるようにして、回転部材の周面の特定位置にセットされ、前記回転部材は、回転中心方向が水平方向と一致するように設置され、
回転部材における最上部分において、半導体ウエハがスクライブ手段により傷つけられることをきっかけとして前記所定方向に割られ、半導体ウエハからウエハバーが形成され、
回転部材は、ウエハバーが１つ形成されるごとに所定角度ずつ回転するように構成され、
回転部材に近接して設けられ、水平方向に主面を有し、回転部材の所定角度ずつの回転により下降してきたウエハバーを主面で受ける受け部材（バーガイド部材８２）と、
受け部材に近づいたウエハバーを回転部材の周面から離して強制的に受け部材に載置させる強制載置手段（アンローディングユニット９０）と、
受け部材の主面に面一に連続する連続面を有するウエハバー収納箱（段積み枠８１）と、
を備えることを特徴とする半導体ウエハ加工装置（１０）である。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、半導体ウエハを押え部材によって曲面部材の曲面に沿わせて撓ませた状態で、スクライブ手段によって傷を付けて割れを誘導する。従来はウエハをスクライブ後さらに両面からブレークする方法が一般的であるが、請求項１の装置であれば、平坦なウエハを撓ませた状態で傷を付けるので、非常に割れやすく、傷を付けただけで割ることが可能となる。従って、表面に傷を付けるだけで割れればブレークのための力を加える必要がないし、あるいは割れを確実にするため補助する機構を備えたとしても、比較的弱い力を加えれば割れるので、へき開面やウエハ表面を傷つけにくく、柔らかい化合物半導体ウエハに好適である。
【００１１】
さらに、表面に傷を付けるだけで割れる、あるいは割れやすい状態になっているので、スクライブ及びブレークの両工程をこの装置で連続して行うことが可能となり設備コストを下げることができる。
また、従来の装置では、スクライブの工程が全て終わった後ブレークするので、移動のちょっとしたずれでスクライブで形成した傷に対しブレークする線がずれる可能性があり、ずれると不良品となった。しかし、本発明では、上記のようにウエハを曲げることで表面に傷を付けるだけで割れる、あるいは割れやすい状態になっているので、スクライブした線の延長線で確実にブレークし、不良品が発生しにくい。
ここで、押え部材は、半導体ウエハの全面を押えてもよいし、スクライブで直接傷が付けられるように一部を残して押えてもよい。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、曲面部材は円柱形状の回転部材であって、その周面の特定位置に前記所定の方向を回転中心方向と平行させるように半導体ウエハがセットされることから、スクライブ・ブレーク後のウエハを回転によって次々に搬送することができ、利便性が高い。
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、スクライブ・ブレーク後に形成されたウエハバーを回転部材の回転を利用して搬送し、受け部材に載置し、ウエハバー収納箱に集めることができる。これにより、従来手作業であった、段積み作業を自動的に行うことが可能となり、作業効率が著しく向上する。つまり、スクライブ・ブレーク・段積みの工程を１つの装置で連続して行うことができるので、設備コストの低減と作業効率の著しい向上を図ることができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記回転部材の周面には、回転部材の回転により下降してきたウエハバーが滑り落ちることを防ぐバーストッパ部材（バーストッパ２８）が設けられていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、回転部材の回転により下降してきたウエハバーが滑り落ちようとしても、周面に設けられたバーストッパ部材によって止められ、落ちてしまうことはない。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の半導体ウエハ加工装置において、
前記回転部材には周方向に沿って溝（２１ａ〜２１ｆ）が形成され、
前記強制載置手段は、溝の中から受け部材に向かうように動作することで、受け部材に近づいたウエハバーを押出す押出し部材（押出し棒９１）を備えることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、押出し部材を使って回転部材の内側からウエハバーを受け部材に向かって押出すので、ウエハバーを確実に受け部材側に移すことができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウエハ加工装置において、
ウエハバー収納箱は、受け部材に着脱自在であって、収納したウエハバーの切断面が露出するように開口（８１ｆ）を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、ウエハバー収納箱が受け部材に着脱自在で、しかも収納したウエハバーの切断面が露出するように開口が形成されているので、ウエハバーを集めた後はウエハバー収納箱を受け部材から外して、そのままへき開面のコーティング工程に移行させることができるようになり、作業効率が向上する。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウエハ加工装置において、
ウエハバー収納箱に、ウエハバーと交互にスペーサを挿入するスペーサ挿入手段（送りバー８７）を備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、スペーサ挿入手段によりウエハバーの間にスペーサを挿入することができ、次のコーティング工程のために作業者が自分でスペーサを挿入しなくてもよく、作業効率が上がる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１には、本発明の一実施の形態としての半導体ウエハ加工装置１０を示す。以下、単に加工装置１０と言うこともある。図１で、左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向とする。
加工装置１０は、ベース１１上に、ウエハセット部２０、ウエハローディングユニット３０、シートユニット４０、スクライブユニット６０、へき開補助ユニット７０、段積みユニット８０などが設けられて構成され、ウエハＷをＹ方向にへき開し、段積みまで行う装置である。ベース１１上には、側板１６、１２、１３が所定間隔をおいて平行に立設され、これら側板１６、１２、１３に対して前記各ユニットが支持されている。図１で側板１３は一部破断して示し、各ユニットの構成は一部簡略化している。
【００３８】
側板１２、１３の間は、ウエハＷが加工されるエリアである。ここで加工されるウエハＷとしては、ガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）やインジウム・リン（ＩｎＰ）などの化合物半導体ウエハを好適に用いることができる。
図２は、側板１２、１３間に設けられるウエハ固定部２０、ウエハローディングユニット３０及びシートユニット４０を示す図であり、ウエハＷの中心を通る断面を正面（図１の手前側）から見た図である。
【００３９】
ウエハ固定部２０は、主に回転ローラ（回転部材）２１から構成され、該回転ローラ２１は、表面がなるべく静電気が発生しないように、例えばクロムメッキ加工されている。回転ローラ２１は、側板１２、１３に設けられた図示しない軸受けに支持されている軸２４に固定されている。軸２４は、図３（ｂ）に示すように、カップリング２６を経てステッピングモータであるモータ２７の出力軸に固定されている。よって、モータ２７の回転方向に応じて、軸２４と共に回転ローラ２１も回転する。
【００４０】
回転ローラ２１の周面には、スクライブ・ブレイク時にウエハＷを押さえつけるシート（押え部材）４１を固定するための固定板２２が設けられている。シート４１の下端４１ａは、その幅方向全体に渡って固定板２２に挟まれ、該固定板２２がネジ２２ａ、２２ａによって回転ローラ２１に固定されることで、幅方向が軸２４方向に平行するように回転ローラ２１に対して固定されている。
ここで使用されるシート４１としては、下撓性を有する樹脂シートであって、例えば、テフロン（登録商標）製、ナイロン製のものを用いることができる。
回転ローラ２１の上方にはＣＣＤカメラや反射型光センサ等の位置センサ１０７が設けられ、スクライブ時のウエハＷの位置を検出する。ＣＣＤカメラであれば、内蔵するレンズを下方に向けて、シート４１の下方からはみ出るように見えるウエハＷの端部ｗ（図３（ａ））が視野に入るように調製され、ウエハＷの回転方向エッジｅを検出する。反射型光センサであれば、投光受光面を下方に向けて、シート４１の下方からはみ出るように見えるウエハＷの前記端部ｗに位置するように調整され、ウエハＷのないときは回転ローラ２１のクロムめっき面などからなる表面で反射した光を受光するので、正反射光である強い光を受光する。ウエハＷがあるときはウエハ面で反射した光を受光するが、拡散反射光であり弱い光を受光する。これによりウエハＷの回転方向エッジｅを検出する。
【００４１】
シートユニット（把持手段）４０は、シート４１を支持し、かつこれに張力を付与するもので、主にシートクランプ４２、シート上下動シリンダ４４、押圧ローラ５１、ローラ上下動シリンダ５５などから構成される。シリンダ４４、５５は共にエアシリンダである。
シート上下動シリンダ４４は側板１６から前方に水平に突出する梁部材１５上に固定され、そのロッド４４ａは梁部材１５の下側に突出している。
シートクランプ４２は、Ｙ方向に長く棒状に形成され、その下面部においてシート４１の上端部を幅方向全体に渡ってクランプしている。シートクランプ４２は、その上部において略円筒形状に形成された円筒支持部材（ロッド固定部材）４３によって挟まれ、支持ピン４５がＸ方向に円筒支持部材４３及びシートクランプ４２を貫通している。この構成により、シートクランプ４２は、円筒支持部材４３に対し支持ピン４５を中心に揺動自在となっている。
円筒支持部材４３の上部にはシート上下動シリンダ４４のロッド４４ａがはめ込まれている。従って、シート上下動シリンダ４４のロッド４４ａの上下動にともなって、シートクランプ４２にクランプされたシート４１は上下動することになる。
【００４２】
一方、ローラ上下動シリンダ５５は、側板１６から前方に突出している梁部材１４の前端上面に固定されている取付板１７上に固定され、そのロッド５５ａは取付板１７を貫通し下側に突出している。取付板１７の下方であって梁部材１４の側面には、図示しないガイド溝が上下に形成されているガイド部材５２が固定されている。このガイド部材５２のガイド溝に沿って上下にスライド移動するようにスライダー５３が取り付けられ、このスライダー５３の上面に前記ロッド５５ａの下部が固定されている。
スライダー５３の下面には前後に長く形成されたローラ支持部材５６が固定され、このローラ支持部材５６に対して、回転自在に押圧ローラ（押圧部材）５１が軸支されている。押圧ローラ５１は、シートクランプ４２に支持された状態のシート４１に近接する位置にあって、その前後方向の長さはシート４１の幅よりも長くなるように形成されている。シート４１は押圧ローラ５１に掛け渡されて、回転ローラ２１に向かう。
【００４３】
シート４１は押圧ローラ５１に掛け渡された状態で、その下端４１ａは回転ローラ２１の固定部２２に固定され、上端４１ｂはシートクランプ４２に、それぞれ幅方向全体に渡って固定されているので、押圧ローラ５１の上下位置やシートクランプ４２の上下位置を調節することで、その長さ方向にかかる張力を調節することができる。シート４１の両端がそれぞれ幅方向全体にわたって固定され、押圧ローラ５１もシート４１の幅より長く形成されているので、シート４１には幅方向にほぼ均一に張力がかかるようになる。さらに、幅方向に不均一に張力がかかろうとした場合には、シートクランプ４２が支持ピン４５を軸に円筒支持部材４３に対して揺動することで、不均一にかかった力が解消され、結局、シート４１の長さ方向にかかる張力は幅方向においては均一になる。
また、押圧ローラ５１の上下動により、張力だけでなく、回転ローラ２１に対するシート４１の向きを変えることもできる。
【００４４】
ウエハ固定部２０の左方には、ウエハＷを回転ローラ２１に搬送するウエハローディングユニット（ウエハ挿入手段）３０が設けられている。ウエハローディングユニット３０は、側板１２の前面に固定されているローディングシリンダ３６を駆動源として備えている。ローディングシリンダ３６は、エアシリンダである。その右方に側板１２から前方に突出するように固定されている取付台３４が設けられ、ローディングシリンダ３６のロッド３６ａはこの取付台３４に設けれた穴を貫通し突出している。
取付台３４には、略平板状のローディング支持台３３が固定されている。ローディング支持台３３の上面には図示しないガイド溝が図２の左右方向に形成され、このガイド溝に、ウエハを載せるウエハ載せ台３１の下面部に固定されている可動部材３２がはめ込まれ、ウエハ載せ台３１はガイド溝に沿って左右にスライド移動可能となっている。ウエハ載せ台３１は、図１・図２に示すように、ウエハＷを載せる主部３１ａの回りにコ字状に形成された当接壁３１ｂを設けてなり、当接壁３１ｂにウエハＷを突き当ててセットする。
【００４５】
取付台３４の右側においてロッド３６ａにはリング状のリング部材３８が固定されている。また、ロッド３６ａの先端はウエハ載せ台３１の端面３１ｄに形成された挿入孔３１ｃに摺動可能に差し込まれている。なお、図２では示していないがロッド３６ａが挿入孔３１ｃから抜けないように周知の構造で抜け止めが施されている。ロッド３６ａにバネ３７が通され、バネ３７の両端はリング部材３８と端面３１ｄとに固定されている。この構造により、ロッド３６ａが図２の右方に突出すると、リング部材３８もともに移動し、さらにバネ３７を介してウエハ載せ台３１も同方向に移動するようになっている。
前記回転ローラ２１の周面には、前記固定板２２よりもウエハローディングユニット３０よりであって、シート４１の下になるように、ウエハストッパ２３が固定されている（図３（ｂ））。ウエハローディングユニット３０により回転ローラ２１上に搬送されてきたウエハＷは、ウエハストッパ２３に突き当たることで停止し、回転ローラ２１に対して位置決めされる。バネ３７を介設することで、ウエハＷがウエハストッパ２３に当接する際、ウエハＷへ伝わる衝撃が緩和される。
【００４６】
図３には、スクライブユニット（スクライブ手段）６０を示した。図３（ａ）は上からの平面図、（ｂ）は右から見た側面図、（ｃ）は正面図である。いずれも前記ウエハローディングユニット３０によってウエハＷが回転ローラ２１に搬送されウエハストッパ２３に当接したところで止まり、その後モータ２７により回転ローラ２１を所定位置まで回転させてウエハＷの左側の後端部ｗがちょうどスクライバ６１のＹ方向延長線上の下方に位置した、スクライブ直前の状態を示している。スクライバ６１は待機位置にある。
これらの図で示すように、ウエハＷは、仮想線で示すシート４１によって、後縁部側が所定幅だけわずかにはみ出した状態で、覆われている。このようにわずかにはみ出した箇所に、スクライバ６１によって傷を付けていくのである。
【００４７】
スクライブユニット６０は、ウエハＷをＹ方向にブレークする前に、ウエハＷの後端部に短い条痕（図１４（ｂ）参照）を付すもので、回転腕６４と、エアシリンダからなるスクライバシリンダ６８、引張りバネ６９、スクライバ６１などから構成される。
回転腕６４は、梁部材１４に前後にスライド可能に取り付けられているスライド板６５の側面に対して、支点軸６６を中心に回転可能に取り付けられている。回転腕６４の側板１６側の端部には、引張りバネ６９の下端が係止されている。引張りバネ６９の張力は図示しない機構により調節可能となっている。
引張りバネ６９の上端は、図示しないバネ掛け部に係止されているが、このバネ掛け部はスライド板６５の移動によって回転腕６４が移動する際に共に移動するようになっている。回転腕６４は、引張りバネ６９により図３（ｂ）の反時計方向に付勢されている。
【００４８】
スクライバシリンダ６８は、図面では省略しているが、スライド板６５の移動によって回転腕６４が移動する際に共に移動するように支持されている。その先端のロッド６８ａは回転腕６４の動きを規制するストッパとなっている。回転腕６４は、前述のように引張りバネ６９により反時計方向に付勢されているが、ロッド６８ａに当接した位置で、停止している。
回転腕６４の先端には、スクライバ６１が固定されているホルダ６２が、角度調節用のダイヤル部材６３を介して取り付けられている。ダイヤル部材６３を適宜調節し、スクライバ６１のウエハＷに対する角度を調節するようになっている。スクライバ６１は、先端にダイヤモンドが設けられ、このダイヤモンドでウエハＷに傷を付けることができる。
【００４９】
スクライバ６１は、スクライブ時にはスライド板６５が前進することで、ウエハＷの後端部ｗの上方に達し、ロッド６８ａが引き込まれると、回転腕６４の反時計方向の回転に伴って下降してウエハＷに突き入って、傷を付ける。１箇所傷をつけると、回転ローラ２１が所定角度図３（ｃ）の反時計方向に回転し、同様に傷を付け、これを繰り返す。
スクライバシリンダ６８のロッド６８ａの引き込み速度をエアの流量弁の調節により制御することで、回転腕６４の回転速度、引いてはスクライバ６１のウエハＷへ突き入る衝撃力をコントロールできるようになっている。
【００５０】
図４には、へき開補助ユニット（割れ補助手段）７０を示した。へき開補助ユニット７０は、スクライバユニット６０によってスクライバされたウエハＷにシート１４を介して上から衝撃を与え、へき開を補助するものである。本発明では後述するように回転ローラ２１の円形を利用することで、スクライバだけでも多くの場合へき開するが、万全を期して確実にへき開させるために、補助ユニット７０を設けた。
へき開補助ユニット７０は、エアシリンダからなるへき開シリンダ７６を駆動源とするもので、へき開シリンダ７６は、側板１２の前面の最下部に軸ピン７７によって回動自在に取り付けられている。へき開シリンダ７６の上方から突出しているロッド７６ａの先端には、リンク７５が固定されている。
【００５１】
このリンク７５はリンクピン７４を介してへき開アーム７２のヘッド支持部７２ａに回動自在に接続されている。ヘッド支持部７２ａの中央において、側板１２、１３の軸受け（図示略）に支持されたへき開軸７３が貫通し、ヘッド支持部７２ａはへき開軸７３の周りを回転自在となっている。ヘッド支持部７２ａの先端から棒状の支持棒７９が設けられている。支持棒７９の先端に軸７８を介して、側面から見て逆Ｔ字状のブレークヘッド７１が軸７８を中心に揺動自在に取り付けられている。ブレークヘッド７１は、図４（ａ）に示すように、Ｙ方向に長くウエハＷの幅方向を十分にカバーする長さを有し、Ｙ方向において前記スクライバ６１の前方に位置する。
ブレークヘッド７１の下面の大部分は、シート４１を介してウエハＷを押える、本発明の押え介在部７１ｃとなっている。押え介在部７１ｃには、図４（ｂ）に示すように断面形状に谷ができるようにＹ方向に沿って凹部７１ａが形成されている。ブレークヘッド７１は凹部７１ａの左方の山で、ウエハＷのバーとなる位置を押え、右方の山で残りのウエハ部分を押えるようになっており、これにより割れが十分に促される。
【００５２】
以上の構成により、へき開シリンダ７６のロッド７６ａが上方に突出すると、リンク７５を介してへき開アーム７２がへき開軸７３を中心に反時計方向に回転し、ブレークヘッド７１が下降し、ウエハＷに衝撃を与え完全にへき開（ブレーク）するようになっている。１箇所スクライブするたびに直後にブレークヘッド７１を下降させ、スクライブとブレークをほぼ同時に行う。
【００５３】
へき開アーム７２の回転運動により、リンク７５の先端も円弧を描くが、へき開シリンダ７６の下端部が軸ピン７７によって回動自在となっているので、へき開シリンダ７６も軸ピン７７を中心にして図４（ｂ）の左方に揺動し、円弧運動を妨げることはない。
なお、図３でも示したように、ウエハＷの後端部ｗはスクライブのためにシート４１からはみ出している。シリンダヘッド７１の後端部下面には、図４（ａ）に示すように、ゴムなどの弾性部材からなる突出片７１ｂが取り付けられている。ブレークヘッド７１がウエハＷに衝撃を与えるとき、この突出片７１ｂによってもウエハＷを押え、ウエハＷのＹ方向全体に渡って押えることができる。この突出片７１ｂが本発明のウエハ接触部である。
突出片７１ｂは弾性部材から形成され、柔らかく接触することから、化合物半導体ウエハにとって好適である。
さらに、ブレークヘッド７１は軸７８を介してへき開アーム７９に対して揺動自在であるので、ウエハＷをＹ方向において均一な力で押えることができる。
【００５４】
図５に段積みユニット８０を示した。段積みユニット８０は、次工程のコーティングのために、へき開後のウエハバーＢをスペーサＳと交互に重ねる作業を行う。段積みユニット８０は、段積み枠８１、バーガイド部材８２、スペーサカセット８４、アンローディングユニット９０（図６）などからなる。段積み枠８１及びスペーサカセット８４は、段積み支持台８０ａ（図１）上にセットされるようになっている。
段積み枠（ウエハバー収納箱）８１は、コ字状の枠を有する有底の箱体であり、対向する側部８１ｂ、８１ｃのそれぞれ内側に左右に長い長溝（ここでは側部８１ｂの長溝８１ｅのみ図示）が形成され、２つの長溝に摺動自在に当接棒８３が嵌め込まれている。
また、段積み枠８１の内側底面は、ウエハバーＢを受けるための受け面８１ｄとなっており、当接棒８３の下面は受け面８１ｄにほぼ接するように摺動する。また、段積み枠８１の上側はウエハバーが収納された状態でそのへき開面が露出するように開口８１ｆとなっている。
【００５５】
前記回転ローラ２１の周面には、周方向に沿って６本の溝２１ａ〜２１ｆが形成されている。
一方、回転ローラ２１の周面に近接してウエハバーを水平方向に誘導するバーガイド部材（受け部材）８２が設けられている。バーガイド部材８２には、回転ローラ２１側に突出するように、２箇所に爪８２ａ、８２ａが形成され、外側の溝２１ａ、２１ｆに臨んでいる。バーガイド部材８２の両側には、凸部８２ｂ、８２ｃが外側に張り出すように形成され、これら凸部８２ｂ、８２ｃをそれぞれ、段積み枠８１の内側に設けられている２つのアリ溝（ここでは、一方のアリ溝８１ａのみ図示）に対して着脱自在に嵌合される。バーガイド部材８２に段積み枠８１を取り付けた状態で、バーガイド部材８２のガイド面（主面）８２ｄと前記受け面８１ｄは、面一に接する（図６参照）。
段積み枠８１をバーガイド部材８２から外せば、そのままへき開面のコーティング工程に移行することができる。
【００５６】
回転ローラ２１周面の内側の溝２１ｃ、２１ｄは、回転ローラ２１の回転に伴って円周面を滑り落ちてくるウエハバーＢを止めるバーストッパ２８を取り付けるためのものである。バーストッパ２８は、両側に図示しない爪を有し、その爪を溝２１ｃ、２１ｄに嵌めこんで回転ローラ２１に固定されている。前述のように回転ローラ２１を反時計方向に回転させながらスクライブとブレークを繰り返すことで、へき開後のウエハバーＢが図６（ａ）に示すように列を作って移動し、下がってくる。そのとき、ウエハバーＢは滑り落ちるかもしれないが、バーストッパ２８に当接したところで止まり、そのまま回転ローラ２１の回転に従って下降する。
バーストッパ２８の両側を溝２１ｃ、２１ｄにはめ込んだのは、周面との間にわずかでも隙間ができると、非常に薄いバーＢが入り込んでしまう可能性があるからである。
【００５７】
溝２１ｂ、２１ｅには、アンローディングユニット９０の２本の押出し棒（押出し部材）９１の先端部９１ａのそれぞれが臨んでいる。先端部９１ａは、バーガイド部材８２のガイド面８２ｄよりわずかに上方の高さにある。
アンローディングユニット（強制載置手段）９０は、図６に示すように、押出し棒９１の他に、押出しシリンダ９５、押し出しリンク９４などを備える。図６では、１組しか示していないが、アンローディングユニット９０は前後に２組設けられている。両者とも全く同じであるので１組のみ説明する。
アンローディングユニット９０は、２組ともユニットボックス９０ａ（図１）内に収納されている。押出しシリンダ９５は、ユニットボックス９０ａ内の底面に固定されている固定台９６に対して、回動自在に取り付けられている。押出しシリンダ９５のロッド９５ａには、押し出しリンク９４が固定されている。
押出し棒９１の下部は、ユニットボックス９０ａ内部に固定されている押し出し軸９２に対し回動自在に軸支されている押出しアーム９３に固定されている。前記押し出しリンク９４の先端が押出しアーム９３に対して回動自在に接続している。
【００５８】
以上の構成を有するアンローディングユニット９０において、押出しシリンダ９５のロッド９５ａが引き込まれると、押出しアーム９３が図６において反時計方向に回転し、押出し棒９１の先端部９１ａが溝２１ｂ（２１ｅ）から外側に突出する。ウエハバーＢは先端部９１ａによって押し出され、確実に、回転ローラ２１から離れてガイド面８２ｄに降りることになる。
なお、この押し出し動作の際に、押し出しリンク９４はわずかに円弧運動をするが、押出しシリンダ９５が固定台９６に対し回動することで、円弧運動が妨げられないようになっている。
【００５９】
スクライブ位置から押出し棒９１までの区間で回転ローラ２１に近接して、ウエハバーＢの崩れを防止し整列状態を維持するために断面円弧状の案内板８８が設けられている。
【００６０】
スペーサカセット８４は、バーガイド部材８２の前方に隣接して設けられ、多数のスペーサＳ、Ｓ…を収納する箱体である。スペーサカセット８４には押しバネ８６が設けられ、重ねられたスペーサＳ，Ｓ…は常に押しバネ８６によって図５の奥に向かって押し込まれている。
スペーサカセット８４には、前後に対向する位置に、薄い挿通孔８４ａ、８４ｂが設けられている。挿通孔８４ａには、スペーサＳを送り出すための送りバー８７が差し込まれ、挿通孔８４ｂからは送りバー８７によって押されたスペーサＳが１本だけバーガイド部材８２に向かって出て行く。
送りバー８７の近傍には、図１に示すように、段積みシリンダ８９が設けられ、そのロッド８９ａに平板８５ａが固定されている。段積み支持台８０ａの側面には、平板８５ａを貫通している貫通棒８５ｂの一端が固定されている。送りバー８７の前端は平板８５ａに固定されている。ロッド８９ａが引き込まれると、平板８５ａが貫通棒８５ｂに沿って後方に移動し、それにより送りバー８７も後方に押し出される。この動作により、送りバー８７の先端によってスペーサＳが１本ずつ送り出される。
【００６１】
図７には、加工装置１０の制御回路１００のブロック図を示した。この制御回路１００の主要部は、図１では省略しているが、ベース１１近傍に設置されている。
制御回路１００は、制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１を有し、該ＣＰＵ１０１に対してアクチュエータコントローラ１０４が接続され、さらにアクチュエータコントローラ１０４を介して位置センサ１０７や、モータドライバ１０５、エアーバルブドライバ１０６が接続されている。
【００６２】
そして、モータドライバ１０５に対してモータ２７が接続され、エアーバルブドライバ１０６に対してシート上下動シリンダ４４、ローラ上下動シリンダ５５、ローディングシリンダ３６、スクライバシリンダ６８、へき開補助シリンダ７６、押出しシリンダ９５及び段積みシリンダ８９が接続され、制御駆動される。各シリンダは、図示しないエアーラインに接続され、このエアーラインには、エアーの流量を調整する流量弁が接続され、この流量弁を調節することでエアーの勢いを変更し、それによりオフからオンになるときの各ロッドの引き込みあるいいは突出する速度を調整できるようになっている。
位置センサ１０７は、ウエハＷが搬送され回転ローラ２１上に位置決めされたことを検出するものである。ＣＰＵ１０１は、位置センサ１０７からの信号に基づいて、ウエハＷが搬送されたことを把握する。すなわち、位置センサ１０７が本発明の検出手段である。
【００６３】
ＣＰＵ１０１は、ウエハＷの位置を検出しながら、ウエハローディングユニット３０によるウエハＷの搬送、回転ローラ２１の回転角度と回転方向、スクライブユニット６０によるスクライブ動作とへき開補助ユニット７０によるブレーク動作、アンローディングユニット９０によるウエハバーの押し出し、及び段積みユニット８０による段積み工程の各動作が所定のタイミングで動作するように、ドライバ１０５、１０６に制御信号を出力する。
【００６４】
ＣＰＵ１０１には、入力パネル１０２や表示装置１０３が接続され、オペレータは、表示装置１０３を見ながら、スクライビングやブレーキングのための各種パラメータ、例えばウエハＷの種類や大きさ、条痕の間隔や長さ、スクライブやブレーキングの際の衝撃力などに関するデータを入力することができる。また、オペレータは入力パネル１０２により、マニュアル操作により加工装置１０を作動させたり、シーケンス動作を選択することで１枚のウエハＷについてスクライブからブレークによりバーを作製し、段積みするまでの一連の動作を自動的に行なわせることができる。
さらに、ＣＰＵ１０１は、図示しないメモリを有し、該メモリに制御プログラムや制御データ、入力パネル１０２からのパラメータや、位置センサ１０７からのデータやその他の検出信号を一時的に記憶する。
【００６５】
次に、上記構成を有する加工装置１０の動作を図８のフローチャートに基づいて説明する。
ここでは、化合物半導体からなるウエハＷを結晶構造の１１０面に沿ってへき開し、図１４で示すような細長いバー状にブレークし、その後段積みする工程を説明する。
【００６６】
この動作はステップＳ１で入力パネル１０２などに設けられている図示しない電源がＯＮになることで開始する。ＣＰＵ１０１からの制御信号に基づいて、モータ２７や各シリンダが初期位置に設定され、また回転ローラ２１、シート４１、ウエハローディングユニット３０は図２の待機状態であり、スクライブユニット６０は図３の状態（ウエハＷは無し）であり、へき開補助ユニットは図４の状態である。
この初期設定の際に、作業者は、１１０面に沿ってオリフラ（オリエンテーション・フラット）面が形成されたウエハＷを、オリフラ面がＹ方向に平行するように、ウエハ載せ台３１にセットする。また、段積み枠８１をバーガイド部材８２に、スペーサカセット８４を段積み枠８１の前方に装着する。入力パネル１０２に、これから作製したいウエハバーの幅などの所定事項を入力する。
【００６７】
次に、ステップＳ３において、入力パネル１０２などに設けられた図示しないスタートスイッチが操作されたか否か監視し、操作されていると、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４ではウエハＷをスクライブ動作のために所定位置に搬送、セットする動作が行われる。すなわち、ローディングシリンダ３６がＯＮになり、ウエハ載せ台３１が図２における右方に移動していき、図９に示すように、シート４１と回転ローラ２１との間にウエハＷが挿入される。ウエハＷは回転ローラ２１上のウエハストッパ２３に接触するとバネ３７の付勢力によりストッパ２３の側面に強い衝撃なく十分に密着し、ウエハＷのへき開面（オリフラ面）がＹ方向と平行となった状態で位置決めされる。
【００６８】
位置センサ１０７により位置決めの完了が検出されると、モータ２７が所定方向に回転することで回転ローラ２１が図９の時計方向に回転する。この回転により固定部２２において固定されているシート４１は右側に強く引っ張られ周面に巻きついていき、この動きの中で、ウエハＷは、シート４１と回転ローラ２１との間に挟みこまれ図１０に示すとおりに固定される。
【００６９】
位置センサ１０７によりウエハＷの後端部ｗを検出すると、モータ２７は停止し回転ローラ２１は止まり、一方、ローディングシリンダ３６はＯＦＦになりウエハ載せ台３１は元の位置に戻っていく。この直後に、ローラ上下動シリンダ５５が作動し、押圧ローラ５１が所定距離下降し、これによりシート４１をより回転ローラ２１に対して押し下げ、図１０に示すように、シート４１と回転ローラ２１の接触角度を変える。これにより、ウエハＷの左側部に対しても曲げモーメントが強くかかり、例えば図４（ｂ）に示すように、確実に回転ローラ２１の円弧面に沿うようになる。
なお、ローラ上下動シリンダ５５の作動時の押し圧力はシート上下動シリンダ４４の引っ張り力よりも強く設定されており、また、このようにシート４１に強く張力がかかる状態でも回転ローラ２１は停止状態を維持できるようになっている。
【００７０】
次いで、ステップＳ５（図８）において、スクライブユニット６０によるスクライブ動作を開始する。まず、スライド板６５が前方に移動することにより、スクライバ６１がウエハＷの後端部ｗの所定位置直上に位置する。この状態で、スクライバシリンダ６８が作動し、ロッド６８ａが引きこまれ、回転腕６４の図３の反時計方向への回転にともないスクライバ６１が下降し、ウエハＷに突き入る。次に、スライド板６５が後方に移動し、所定長さの条痕が形成される。条痕が形成されると、へき開補助ユニット７０のへき開補助シリンダ７６が作動し、ブレークヘッド７１が条痕及び条痕の前方への延長線上に対して力を加え、完全にへき開（ブレーク）され、１本目のウエハバーが作製される。
【００７１】
次いで、ステップＳ６において、モータ２７が前記所定方向とは逆方向に回転し回転ローラ２１は、反時計方向に微小角度だけ回転する。次に、ステップＳ７に移行し、１本目のウエハバーがアンローディング位置、つまりバーガイド部材８２位置まで達したか否か判定する。まだ到達していないことから、ステップＳ５に戻り前述のスクライブ・ブレーク動作を繰り返す。
ウエハバーを多数作製していく過程の中で、回転ローラ２１が少しずつ回転していき（図６（ａ）の状態）、やがて１本目のウエハバーがバーガイド部材８２に達すると、ステップＳ７から、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、アンローディングユニット９０の押出しシリンダ９５が作動し、押出し棒９１が回転ローラ２１周面のウエハバーを押出し、これによりバーガイド部材８２上に１本目のウエハバーが降りる。押し出されることで、ウエハバーと回転ローラ２１の周面との間には隙間ができる。段積みシリンダ８９が作動し、送りバー８７によって１本のスペーサが前記隙間に送られる。このステップＳ８の動作によりウエハバーとスペーサがバーガイド部材８２上に並べられ、当接棒８３を押しながら受け面８１ｄ上にウエハバーＢとスペーサＳが交互に並んでいく（図６（ｂ）の状態）。
【００７２】
次に、ステップＳ９に移行し、ここでスクライブ・ブレーク動作が終了したか否か判定し終了していなければ、ステップＳ５に戻る。以後、スクライブ・ブレーク動作が終了するまで、ステップＳ５〜Ｓ９までを繰り返す。
スクライブ・ブレーク動作が終了すると、ステップＳ９からステップＳ１０に移行するようになり、ここで、段積み動作が終了したか否か判定し、終了していなければ、ステップＳ６に戻り、段積みが終了するまでステップＳ６〜Ｓ１０を繰り返し、ステップＳ１０で段積み動作が終了したと判定すれば、この処理を終える。
【００７３】
以上の半導体ウエハ加工装置１０によれば、ウエハＷを回転ローラ２１に沿わせて円形に曲げた状態でへき開している。このように曲げることで、より弱い力でウエハＷをへき開することができる。これについて図１１を用いて説明する。一般的に半導体ウエハのへき開については、三点破壊試験によって強度や破壊に要する力などが論じられる。図１１（ａ）には、三点破壊試験のモデル図を示した。三点破壊試験では、平坦にセットしてあるウエハＷ２にＡ、Ｂ、Ｃの３点それぞれにおいてへき開方向に均一に力を加えていき、やがて、局所的に図１１（ａ）に示すように円形に撓んでへき開破壊する。
ウエハＷ２に加える３点の力が同じであれば、長さＬに関わらず、撓みが一定の曲率に達した時にへき開が起こることが理論的、実験的に知られ、また、傷の有無で曲率が変わることが分かっている。これを示したのが図１１（ｂ）である。図１１（ｂ）では、縦軸に曲率の逆数である曲率半径（Ｒ）をとり、横軸はウエハＷ２の長さＬを示した。図１１（ｂ）で示しているのは、ウエハＷ２に傷が形成されていない場合、ラインＷ２で示すように、曲率半径Ｒ２に達すればへき開する。しかし、ウエハＷ２に図１１（ａ）で示すように傷Ｐを付ければ、ラインＷ２ｓで示すように、Ｒ２よりも大きい曲率半径Ｒ１（小さい曲率）で割れる。つまり、傷がつけばよりはるかに小さい撓みで割れるのである。
【００７４】
本発明はこの理論を利用し、最初から撓みをつけたのである。すなわち、三点破壊試験は平坦にセットしたウエハＷ２をへき開するとき結果的に局所的に円弧状に撓み、その結果割れるというものである。本発明では、逆にウエハＷを回転ロール２１に沿うようにセットすることで、最初から撓ませ、その分割れやすく、比較的弱い力で確実にブレークできるのである。ここで、回転ローラ２１の曲率半径は、図１１（ｂ）で示せば、Ｒ１〜Ｒ２の間に設定すればよく、例えば斜線で示す範囲に設定する。このような曲率（半径）に設定しておけば、スクライブすることで、必ずへき開が誘導されることになる。
従って、へき開補助ユニット７０を念のため設けているが、本発明では、これがなくてもほぼ確実にスクライブするだけでウエハＷをブレークすることができる。
【００７５】
以上のように半導体ウエハ加工装置１０であれば、平坦なウエハＷを撓ませた状態で傷を付けるので、非常に割れやすく、傷を付けただけで割ることが可能となる。従って、表面に傷を付けただけで割れる可能性が高く、また割れを補助するへき開補助ユニット７０を備えてはいるが、比較的弱い力を加えれば済み、へき開面や表面を傷つけにくく、柔らかい化合物半導体ウエハに好適である。
さらに、１台でスクライブ及びブレークの両工程を行うことができ、設備コストを下げることができる。
また、従来の装置では、スクライブの工程が全て終わった後ブレークするので、移動のちょっとしたずれでスクライブで形成した傷に対しブレークする線がずれる可能性があり、不良品となった。しかし、本発明では、上記のようにウエハＷを曲げて傷をきっかけに自然な割れを誘導し、また、へき開補助ユニット７０も傷を付けたその場でウエハＷの表面に力を加えるので、スクライブした線の延長線で確実にブレークし、不良品が発生しにくい。
また位置の精度が高ければ、当然のことながら、精密に加工でき、つまりウエハＷの幅を細くできるので、ウエハから多くのチップを得ることができるようになる。
【００７６】
加工装置１０では、半導体ウエハが回転ローラ２１にセットされ、スクライブ・ブレーク後のウエハを回転によって次々に搬送することができ、作業効率が高い。また、回転ローラ２１の回転によってのみウエハＷの位置決めや段積みへの搬送を行い、Ｘテーブル、Ｙテーブル、θ回転テーブルという３つのテーブルで移動していた従来の装置よりも、はるかに簡単で低コストな構造となる。
【００７７】
さらに、可撓性のあるシート４１が、回転ローラ２１の回転に従って周面に巻きつくことで、回転ローラ２１とシート４１の間にウエハＷを挟み込んで固定する。従って、ウエハＷは可撓性のあるシート４１で柔軟にしっかりと周面に沿って撓められるとともに、シート４１には張力がかかり、すなわちウエハＷが割れるＹ方向とは直交するＸ方向にシートの張力がかかり、広がろうとする力となるのでより一層割れやすくなる。
【００７８】
シート４１は、回転ローラ２１上の固定部２２に対してもシートクランプ４２に対しても幅全体にわたって固定され、かつ、シートクランプ４２は揺動自在であることから、シート４１に張力をかける際にも、幅方向に不均一にかかろうとした場合には、シートクランプ４２が揺動することで不均一にかかった力が解消され、結局シート４１にかかる張力が幅方向において均一となる。
さらに、押圧ローラ５１によってシート４１と回転ローラ２１の接触角度を変え、より回転ローラ２１に巻きついた状態になり、これにより、ウエハＷは端部まで回転ローラ２１の周面に沿うように曲げモーメントがかけられ、ウエハＷ全面が回転部材に密着し円弧面に沿うことになる。
【００７９】
半導体ウエハ加工装置１０では、スクライブ・ブレーク後に形成されたウエハバーを回転ローラ２１の回転を利用して搬送し、バーガイド部材８２に載置し、段積み枠８１に集めることができる。これにより、一次へき開後段積みのために手作業でまとめていたウエハバーを自動的に所定位置に並べていくことが可能となり、作業効率が著しく向上する。
しかも、段積み枠８１がバーガイド部材８２に着脱自在で、しかも収納したウエハバーＢの切断面が露出するように開口８１ｆが形成されているので、ウエハバーを集めた後は段積み枠８１を外して、そのままへき開面のコーティング工程に移行させることができるようになり、つまり、スクライブ・ブレーク・段積みの工程を１つの装置で連続して行うことができるので、設備コストの低減と作業効率の著しい向上を図ることができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施の形態に限らず、具体的な形状・構造などにおいて適宜変更可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を示す。以下の変形例１、２では特徴的な箇所のみ説明し、上記実施の形態と同じ部材等については同符号を付す。
＜変形例１＞
上記実施の形態では、ウエハＷを駆動する回転ローラ２１は、ウエハＷのセット時とスクライブ・ブレーカ時では逆方向に移動していた。図１２には、ウエハＷをワンウエイ方式で送るウエハ移送手段２００を有する半導体ウエハ加工装置を示した。ここでのウエハローディングユニット２３０は、前記ユニット３０とほぼ同じであるが、ステップモータを有しこのステップモータでウエハ載せ台３１を所定長さずつ送りだせる駆動手段２３１を備える。
図１２において、ローディング支持台３３の先端にスクライブ受け台２１０が設けられている。このスクライブ受け台２１０の上方にスクライバ６１が位置するようになっている。スクライブ受け台２１０に連続してウエハ送り台２１１が設けられ、該ウエハ受け台２１１の先端はウエハ移送手段２００の回転ローラ２０１の上面に近接している。
【００８１】
ウエハ移送手段２００は、回転ローラ２０１の他に、従動ローラ２０２、２０３、２０４、２０５、へき開補助コロ２０６、シート２０９などを備える。回転ローラ２０１は図示しないモータによって回転駆動され、従動ローラ２０３にはタイミングベルト２０８を介して回転ローラ２０１の回転が伝達される。シート２０９は、下撓性のある樹脂からなり、環状に一定幅をもって形成され、従動ローラ２０２、２０３、２０４、２０５に張った状態で掛け渡されるとともに、従動ローラ２０２、２０５の間においてその外側で回転ローラ２０１と接触している。回転ローラ２０１が回転するとタイミングベルト２０８を介して従動ローラ２０３が回転し、シート２０９は回転方向に従って移動する。従動ローラ２０２、２０４、２０５はシート２０９の動きに合わせて連れ回りする。
へき開補助コロ２０６は、図示しない機構によって回転ローラ２０１側に対して接離可能となっている。
【００８２】
ウエハ移送手段２００では、ウエハローディングユニット２３０によって搬送されてきたウエハＷは、スクライバ受け台２１０上でスクライバ６１によって条痕を形成され、さらに、ユニット２３０によりウエハ送り台２１１上を搬送され、回転ローラ２０１とシート２０９との間に挿入される。その後は、回転ローラ２０１が時計方向に回転することで、ウエハＷは回転ローラ２０１とシート２０９との間を移送されていく。ウエハＷはすでに傷が付けられた状態であり、しかも回転ローラ２０１の形状に沿って円形に撓み、シート２０９の張力も傷が広がる方向にかかることから、移動しながら自然にブレークしていく。念のためへき開補助コロ２０６によってシート２０９ごと押さえつけられることで、ここで確実にブレークし、ウエハバーとなる。そして、ウエハバーは矢印Ｇ方向から１本ずつ排出される。
このようなウエハ移送手段２００を備える半導体ウエハ加工装置でも、回転ローラ２０１の円形と、シート２０９の張力を利用して、比較的弱い力で確実にウエハＷをへき開することができる。加えて、ウエハの移送方向が一方向であるので、制御が容易になる。
【００８３】
＜変形例２＞
図１３には、ワンウエイ方式の他の例としてのウエハ移送手段３００を示した。ウエハ移送手段３００は、断面楕円形状の円柱体である楕円体３０１を有し、この楕円体３０１と対向するように主ローラ３０６が設けられる。両者の間に可撓性を有する環状のシート３０９を張った状態で掛け渡す。主ローラ３０６は図示しないモータによって駆動されて回転する。
主ローラ３０６の紙面奥側でかみ合うように従動ローラ３０７が設けられ、この従動ローラ３０７と補助ローラ３０５との間にタイミングベルト３１１が掛け渡されている。よって、主ローラ３０６が回転すると、その回転方向に応じて従動ローラ３０７と補助ローラ３０５が回転する。補助ローラ３０５は、紙面奥行き方向に長く形成されており、その手前がわには前記シート３０９と接触しているシート３０８が掛け渡されている。シート３０８はシート３０９と同様の材質と幅を有する。シート３０８は、さらに補助ローラ３０２、３０３、３０４に掛け渡されている。主ローラ２０６が回転することで、シート３０９が移動し始めるとともに、補助ローラ３０５が回転すると、シート３０８も移動し始め、補助ローラ３０２、３０３、３０４はその移動により連れ回りする。
【００８４】
ウエハ移送手段３００では、搬送されてきたウエハＷに、ウエハ移送手段３００の近傍でスクライバ６１で条痕を次々に形成していき、そのウエハＷをシート３０８、３０９間に挿入する。主ローラ３０６を回転駆動することで、シート３０９、３０８と共にウエハＷが矢印Ｈ方向に進むように移動する。楕円体３０１は、図１３でも明らかなように、周縁部３０１ａにおいて最も曲率が大きくなる（曲率半径が小さくなる）。ウエハＷは周縁部３０１ａの回りを移動するとき、大きく撓み、ここで確実にへき開し、ウエハバーとなる。シート３０８、３０９の間から排出されたウエハバーは、１本ずつ矢印Ｊ方向に排出される。
このようなウエハ移送手段３００を備える半導体ウエハ加工装置では、楕円体３０１の円形と、シート３０８、３０９の張力を利用して、弱い力で確実にウエハＷをへき開することができ、へき開を補助する機構も不要となる。
【００８５】
さらに以上の説明では、各動作の駆動源としてエアシリンダやモータを用いたが、本発明では、これらのアクチュエータの代わりに一部あるいは全ての動作を手動でできるように構成していてもよい。この場合、アクチュエータを元々設けなくてもよいし、アクチュエータを設け、かつ、手動と電動で切り替えられるようになっていてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の代表的な効果を挙げると以下の通りである。
請求項１に記載の発明によれば、半導体ウエハを押え部材によって曲面部材の曲面に沿わせて撓ませた状態で、スクライブ手段によって傷を付けて割れを誘導する。従来はウエハをスクライブ後さらに両面からブレークする方法が一般的であるが、請求項１の装置であれば、平坦なウエハを撓ませた状態で傷を付けるので、非常に割れやすく、傷を付けただけで割ることが可能となる。従って、表面に傷を付けるだけで割れればブレークのための力を加える必要がないし、あるいは割れを確実にするため補助する機構を備えたとしても、比較的弱い力を加えれば割れるので、へき開面やウエハ表面を傷つけにくく、柔らかい化合物半導体ウエハに好適である。
さらに、表面に傷を付けるだけで割れる、あるいは割れやすい状態になっているので、スクライブ及びブレークの両工程をこの装置で連続して行うことが可能となり設備コストを下げることができる。
また、従来の装置では、スクライブの工程が全て終わった後ブレークするので、移動のちょっとしたずれでスクライブで形成した傷に対しブレークする線がずれる可能性があり、ずれると不良品となった。しかし、本発明では、上記のようにウエハを曲げることで表面に傷を付けるだけで割れる、あるいは割れやすい状態になっているので、スクライブした線の延長線で確実にブレークし、不良品が発生しにくい。
【００８８】
請求項１に記載の発明によれば、スクライブ・ブレーク後に形成されたウエハバーを回転部材の回転を利用して搬送し、受け部材に載置し、ウエハバー収納箱に集めることができる。これにより、従来手作業であった、段積み作業を自動的に行うことが可能となり、作業効率が著しく向上する。つまり、スクライブ・ブレーク・段積みの工程を１つの装置で連続して行うことができるので、設備コストの低減と作業効率の著しい向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例としての半導体ウエハ加工装置の一例を示す斜視図である。
【図２】回転ローラとウエハローディングユニットとシートユニットを示す断面図である。
【図３】スクライブユニットを説明するための図で、（ａ）は上からの平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はスクライバと回転ローラの関係を示す概略図である。
【図４】へき開補助ユニットを説明するための図で、（ａ）は主にブレークヘッドとウエハの位置関係を示す平面図、（ｂ）はへき開補助ユニットの構成を示す平面図を一部拡大断面図とともに示したものである。
【図５】段積みユニットを示す斜視図である。
【図６】主にアンローディングユニットを示す図であり、（ａ）はウエハバーの搬送途中を示し、（ｂ）は段積みが行われている様子を示す。
【図７】図１の半導体ウエハ加工装置の制御回路を示すブロック図である。
【図８】スクライブ・ブレーク動作から段積み動作までの一連の流れを示すフローチャートである。
【図９】ウエハ搬送中のウエハローディングユニット、シートユニット及び回転ローラの様子を示す断面図である。
【図１０】ウエハ搬送後のウエハローディングユニット、シートユニット及び回転ローラの様子を示す断面図である。
【図１１】本発明の原理を説明するための図である。
【図１２】本発明の変形例として、ウエハローディングユニットとウエハ移送手段の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第２の変形例として、ウエハ移送手段の構成を示す図である。
【図１４】（ａ）は化合物半導体ウエハをバー状に分割した後、断積みした状態を示す斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は従来の装置で化合物半導体ウエハをへき開する工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１０半導体ウエハ加工装置
２０ウエハセット部
２１回転ローラ（曲面部材、回転部材）
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ溝
２８バーストッパ（バーストッパ部材）
２２固定部（シート固定部）
２３ウエハストッパ
２７モータ（回転駆動手段）
３０ウエハローディングユニット（ウエハ挿入手段）
３１ウエハ載せ台
３６ローディングシリンダ
３７バネ
４０シートユニット（把持手段）
４１シート
４２シートクランプ
４３円筒支持部材（ロッド固定部材）
４４シート上下動シリンダ
５１押圧ローラ（押圧部材）
５５ローラ上下動シリンダ
６０スクライブユニット（スクライブ手段）
６１スクライバ
６４回転腕
６８スクライバシリンダ（スクライブ駆動手段）
６９引張りバネ（スクライブ駆動手段）
７０へき開補助ユニット（割れ補助手段）
７１ブレークヘッド（付与部材）
７１ａ凹部
７１ｂ突出片
７２へき開アーム
７６へき開シリンダ
８０段積みユニット
８１段積み枠（ウエハバー収納箱）
８２バーガイド部材（受け部材）
８４スペーサカセット
９０アンローディングユニット（強制載置手段）
９１押出し棒（押出し部材）
９３押出しアーム
９５押出しシリンダ
１００制御回路
１０１ＣＰＵ（制御手段）
１０７位置センサ（検出手段）
２００ウエハ移送手段
２０１回転ローラ（曲面部材）
３００ウエハ移送手段
３０１楕円体（曲面部材）
Ｗウエハ
Ｂウエハバー
Ｓスペーサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor wafer processing apparatus and a semiconductor wafer processing method suitable for semiconductor wafers, particularly compound semiconductor wafers.
[0002]
[Prior art]
As an essential process in the manufacture of semiconductor elements, there is a process of cutting a semiconductor wafer into chips. In this cutting process, the surface of the semiconductor wafer is first scratched (scribe), and then divided along the cleavage plane (break) to divide it into chips. Conventionally, scribing and braking are performed by separate devices. In recent years, however, devices have been developed that perform both operations in a single unit.
[0003]
As an example of such a device, there is a device described in JP-T-9-510927. This apparatus is configured to hold a wafer so as to be able to move linearly in two directions of the X direction and the Y direction orthogonal to each other on a horizontal plane and to be rotatable about an axis passing through the horizontal plane.
When a wafer is cut with this apparatus, the surface is first scratched in a mesh shape along the cleavage direction of the wafer, and then an impact is applied so as to sandwich both surfaces of the wafer. When an impact is applied, stress concentrates on the wound and cleaves along the wound.
In this case, it is divided into bars along the X direction while moving in the Y direction, and then the wafer is rotated and cleaved along the Y direction while moving in the X direction, and divided into small chips. To do.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described dividing method is useful for a wafer which is made of a hard material such as a silicon wafer and does not require a cleavage plane function. However, if the same method is applied to a compound semiconductor wafer made of gallium arsenide (GaAs) or indium phosphorus (InP) which is softer than a silicon wafer, there are the following problems.
[0005]
In compound semiconductors frequently used for semiconductor lasers and the like, the cleaved surface, which is a cut surface when cut into chips, is important as a surface for reflecting and transmitting laser light, and therefore the chip manufacturing process differs from that for silicon wafers. . That is, as shown in FIG. 14A, the wafer is divided into elongated bars B, B... (Primary cleavage), and then the bars B, B. Stack alternately with (stacking process). Then, the entire stacking box 3 is placed in a thin film device or the like, and a coating that reflects or transmits light of a predetermined wavelength is formed on the cleavage plane. Then, after this coating, each bar B is cleaved into chips (secondary cleavage) to obtain chips.
[0006]
When a series of steps of “primary cleavage → stacking → coating → secondary cleavage” is performed with the apparatus described in the above publication, first, scribing and braking is performed only in the Y direction to produce a bar. However, since the active layer of the compound semiconductor is formed in the vicinity of the wafer surface and the entire wafer surface cannot be scratched by scribing, as shown in FIG. 14B, a groove h, Add h ...
Next, as shown in FIG. 14 (c), the impulse bar 1 and the anvil 2 concentrate stress on each groove h portion, causing the wafer W to crack in the Y direction and cleave it. When the impulse bar 1 pushes the sheet 4 on which the wafer W is placed during cleavage, reaction forces N1 and N2 are generated from the anvil 2. Due to the bending moment, the upper surface of the wafer W is stretched and the lower surface is contracted to be bent to the breaking point.
However, since the upper surface is constrained by a frictional force caused by the reaction force of the anvil 2, the impulse bar 1 is required to have a pressing force FF that overcomes such a constraining force. As the pressing force FF increases, the reaction forces N1 and N2 also increase, and the pressure on the surface increases and the displacement force in the surface direction due to frictional force increases, so that the vicinity of the surface of the soft wafer W, for example, tens of angstroms from the surface There is a possibility that the quantum well structure formed to a certain depth may be destroyed.
[0007]
In the apparatus of the above publication, since the sheet 4 is stretched in a circular frame, even if a strong pressing force FF is applied, the force is distributed in the radial direction over 360 degrees on the surface of the sheet 4 and effective for cleavage. Ingredients will be reduced. Further, due to the dispersion of the force, the sheet 4 expands and contracts in a direction completely different from the cutting direction, and the already cleaved bars collide with each other at, for example, the point m1, and damages the upper part of the cleavage plane important for the compound semiconductor. There was also a possibility of end.
Further, in the process of stacking for coating after the primary cleavage, the process of manually removing and stacking one by one from the sheet 4 was poor in work efficiency. In addition, since each bar is a very thin and brittle material having a width of about 150 to 300 μm, there is a risk that the bars may come into contact with each other and cause defects.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer processing apparatus and a processing method, in which both scribe and break processes are performed and the equipment cost is as low as possible, and it is suitable for a compound semiconductor wafer, and as much as possible with respect to the wafer surface and cleavage surface. The aim is to improve work efficiency without applying force or damage.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 has a curved surface with a predetermined curvature as shown in FIGS. 1 to 13, for example, and a semiconductor wafer (wafer W) is set on the curved surface. Curved member (rotating roller 21),
  A pressing member (sheet 41) for pressing and fixing the surface of the semiconductor wafer set on the curved surface along the curved surface;
  Scribing means (scribing unit 60) for scratching a part of the semiconductor wafer pressed against the curved surface by a pressing member and inducing a crack in the predetermined direction of the semiconductor wafer;With
The curved member is a rotating member configured to be rotatable around a straight line having a cylindrical shape and passing through the center of a circular cross section,
The semiconductor wafer is set at a specific position on the peripheral surface of the rotating member so that the predetermined direction is parallel to the rotating center direction of the rotating member, and the rotating member is set so that the rotating center direction coincides with the horizontal direction. Installed,
In the uppermost part of the rotating member, the semiconductor wafer is broken in the predetermined direction as a result of being damaged by the scribe means, and a wafer bar is formed from the semiconductor wafer,
The rotating member is configured to rotate by a predetermined angle every time one wafer bar is formed,
A receiving member (bar guide member 82) provided in the vicinity of the rotating member, having a main surface in the horizontal direction, and receiving the wafer bar lowered by rotation of the rotating member by a predetermined angle;
Forced loading means (unloading unit 90) for forcibly placing the wafer bar approaching the receiving member on the receiving member away from the peripheral surface of the rotating member;
A wafer bar storage box (stacking frame 81) having a continuous surface that is flush with the main surface of the receiving member;
A semiconductor wafer processing apparatus (10) comprising:
[0010]
According to the first aspect of the present invention, in a state where the semiconductor wafer is bent along the curved surface of the curved surface member by the pressing member, the scribe means damages and induces cracks. Conventionally, a method of breaking the wafer from both sides after scribing is generally used. However, in the case of the apparatus of claim 1, since the flat wafer is scratched in a bent state, it is very easy to break and scratches are made. It is possible to divide by simply. Therefore, if the surface is cracked simply by scratching, it is not necessary to apply a breaking force, or even if a mechanism is provided to assist in ensuring the cracking, it will break if a relatively weak force is applied. It is suitable for soft compound semiconductor wafers because it hardly damages the surface and wafer surface.
[0011]
Furthermore, since the surface can be easily broken or cracked only by scratching the surface, both the scribing and breaking steps can be performed continuously with this apparatus, and the equipment cost can be reduced.
In addition, since the conventional apparatus breaks after the scribing process is completed, there is a possibility that the break line is shifted with respect to the flaw formed by scribing due to a slight shift in movement, and if it is shifted, it becomes a defective product. However, in the present invention, since the wafer is bent as described above, it can be easily broken or cracked just by scratching the surface. Hard to do.
Here, the pressing member may hold the entire surface of the semiconductor wafer, or may leave the part of the semiconductor wafer so as to be directly scratched by scribing.
[0013]
  Claim1According to the invention, the curved surface member is a cylindrical rotating member, and the semiconductor wafer is set at a specific position on the peripheral surface so that the predetermined direction is parallel to the rotation center direction. -The wafers after the break can be transferred one after another by rotation, which is highly convenient.
[0023]
  Claim1According to the invention described in (1), the wafer bars formed after the scribing / breaking can be transported using the rotation of the rotating member, placed on the receiving member, and collected in the wafer bar storage box. As a result, it is possible to automatically perform stacking work, which has been a manual work in the past, and work efficiency is significantly improved. That is, since the scribing, breaking, and stacking steps can be performed continuously with one apparatus, the equipment cost can be reduced and the work efficiency can be significantly improved.
[0024]
  Claim2The invention described in claim1In the invention described in
  A bar stopper member (bar stopper 28) is provided on the peripheral surface of the rotating member to prevent the wafer bar lowered by the rotation of the rotating member from sliding down.
  Claim2According to the invention described in (1), even if the wafer bar that has been lowered by the rotation of the rotating member tries to slide down, it is stopped by the bar stopper member provided on the peripheral surface and does not fall.
[0025]
  Claim3The invention described in claim1 or 2In the semiconductor wafer processing apparatus described in
  Grooves (21a to 21f) are formed in the rotating member along the circumferential direction,
  The forcible mounting means includes an extruding member (extruding bar 91) for extruding a wafer bar approaching the receiving member by operating from the groove toward the receiving member.
  Claim3According to the invention described in (1), since the wafer bar is pushed out from the inside of the rotating member toward the receiving member using the pushing member, the wafer bar can be reliably moved to the receiving member side.
[0026]
  Claim4The invention described in claim1-3In the semiconductor wafer processing apparatus according to any one of
  The wafer bar storage box is detachable from the receiving member, and has an opening (81f) so that a cut surface of the stored wafer bar is exposed.
  Claim4According to the invention, the wafer bar storage box is detachably attached to the receiving member, and the opening is formed so that the cut surface of the stored wafer bar is exposed. It can be removed from the member and transferred to the cleavage surface coating process as it is, and the working efficiency is improved.
[0027]
  Claim5The invention described in claim1-4In the semiconductor wafer processing apparatus according to any one of
  The wafer bar storage box is provided with spacer insertion means (feed bar 87) for inserting spacers alternately with the wafer bar.
  Claim5According to the invention described in (1), the spacer can be inserted between the wafer bars by the spacer insertion means, so that the operator does not have to insert the spacer by himself for the next coating process, and the working efficiency is improved.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a semiconductor wafer processing apparatus 10 as an embodiment of the present invention. Hereinafter, it may be simply referred to as the processing apparatus 10. In FIG. 1, the left-right direction is the X direction, and the front-rear direction is the Y direction.
The processing apparatus 10 includes a base 11 on which a wafer setting unit 20, a wafer loading unit 30, a sheet unit 40, a scribe unit 60, a cleavage assisting unit 70, a stacking unit 80, and the like are provided. A device that cleaves and stacks. On the base 11, side plates 16, 12, 13 are erected in parallel at a predetermined interval, and the units are supported on the side plates 16, 12, 13. In FIG. 1, the side plate 13 is shown partially cut away, and the configuration of each unit is partially simplified.
[0038]
The area between the side plates 12 and 13 is an area where the wafer W is processed. As the wafer W to be processed here, a compound semiconductor wafer such as gallium arsenide (GaAs) or indium phosphorus (InP) can be preferably used.
FIG. 2 is a view showing the wafer fixing unit 20, the wafer loading unit 30 and the sheet unit 40 provided between the side plates 12 and 13, and a cross section passing through the center of the wafer W is viewed from the front (front side in FIG. 1). FIG.
[0039]
The wafer fixing unit 20 is mainly composed of a rotating roller (rotating member) 21. The rotating roller 21 is, for example, chrome-plated so that static electricity is not generated as much as possible. The rotating roller 21 is fixed to a shaft 24 supported by a bearing (not shown) provided on the side plates 12 and 13. As shown in FIG. 3B, the shaft 24 is fixed to an output shaft of a motor 27 that is a stepping motor via a coupling 26. Therefore, the rotating roller 21 also rotates together with the shaft 24 according to the rotation direction of the motor 27.
[0040]
On the peripheral surface of the rotating roller 21, a fixing plate 22 is provided for fixing a sheet (pressing member) 41 that presses the wafer W during scribe / break. The lower end 41a of the sheet 41 is sandwiched by the fixing plate 22 over the entire width direction, and the fixing plate 22 is fixed to the rotating roller 21 by screws 22a and 22a, so that the width direction is parallel to the axis 24 direction. In this way, the rotation roller 21 is fixed.
As the sheet | seat 41 used here, it is a resin sheet which has downward flexibility, for example, the thing made from a Teflon (trademark) and a product made from nylon can be used.
A position sensor 107 such as a CCD camera or a reflective optical sensor is provided above the rotating roller 21 to detect the position of the wafer W during scribing. In the case of a CCD camera, the built-in lens is directed downward so that the end w (FIG. 3A) of the wafer W that appears to protrude from the lower side of the sheet 41 is prepared so as to enter the field of view. A direction edge e is detected. In the case of a reflection type optical sensor, the light projecting / receiving surface is directed downward, and is adjusted so as to be positioned at the end w of the wafer W that appears to protrude from the lower side of the sheet 41. Since the light reflected by the surface of the chrome plated surface 21 is received, strong light that is regular reflection light is received. When the wafer W is present, the light reflected by the wafer surface is received, but it is diffusely reflected light and weak light is received. Thereby, the rotation direction edge e of the wafer W is detected.
[0041]
The sheet unit (gripping means) 40 supports the sheet 41 and applies tension to the sheet 41, and mainly includes a sheet clamp 42, a sheet vertical movement cylinder 44, a pressing roller 51, a roller vertical movement cylinder 55, and the like. The Both cylinders 44 and 55 are air cylinders.
The seat vertical movement cylinder 44 is fixed on the beam member 15 that projects horizontally forward from the side plate 16, and its rod 44 a projects below the beam member 15.
The sheet clamp 42 is formed in a bar shape that is long in the Y direction, and clamps the upper end portion of the sheet 41 across the entire width direction on the lower surface portion thereof. The sheet clamp 42 is sandwiched by a cylindrical support member (rod fixing member) 43 formed in a substantially cylindrical shape at an upper portion thereof, and a support pin 45 penetrates the cylindrical support member 43 and the sheet clamp 42 in the X direction. With this configuration, the sheet clamp 42 is swingable about the support pin 45 with respect to the cylindrical support member 43.
A rod 44 a of the seat vertical movement cylinder 44 is fitted into the upper portion of the cylindrical support member 43. Accordingly, as the rod 44a of the seat vertical movement cylinder 44 moves up and down, the seat 41 clamped by the seat clamp 42 moves up and down.
[0042]
On the other hand, the roller vertical movement cylinder 55 is fixed on the mounting plate 17 fixed to the upper surface of the front end of the beam member 14 protruding forward from the side plate 16, and the rod 55a passes through the mounting plate 17 and protrudes downward. ing. A guide member 52 in which guide grooves (not shown) are formed vertically is fixed below the mounting plate 17 and on the side surface of the beam member 14. A slider 53 is attached so as to slide up and down along the guide groove of the guide member 52, and the lower portion of the rod 55 a is fixed to the upper surface of the slider 53.
A roller support member 56 that is formed long in the front-rear direction is fixed to the lower surface of the slider 53, and a pressing roller (pressing member) 51 is rotatably supported by the roller support member 56. The pressing roller 51 is located in the vicinity of the sheet 41 supported by the sheet clamp 42, and the length in the front-rear direction is longer than the width of the sheet 41. The sheet 41 is stretched around the pressing roller 51 and heads toward the rotating roller 21.
[0043]
Since the sheet 41 is stretched over the pressing roller 51, its lower end 41a is fixed to the fixing portion 22 of the rotating roller 21, and the upper end 41b is fixed to the sheet clamp 42 over the entire width direction. By adjusting the vertical position of the pressing roller 51 and the vertical position of the sheet clamp 42, the tension applied in the length direction can be adjusted. Since both ends of the sheet 41 are fixed over the entire width direction, and the pressing roller 51 is formed longer than the width of the sheet 41, the sheet 41 is tensioned substantially uniformly in the width direction. In addition, when the tension is applied unevenly in the width direction, the sheet clamp 42 swings with respect to the cylindrical support member 43 about the support pin 45, thereby eliminating the unevenly applied force. Eventually, the tension applied in the length direction of the sheet 41 becomes uniform in the width direction.
Further, not only the tension but also the direction of the sheet 41 with respect to the rotating roller 21 can be changed by the vertical movement of the pressing roller 51.
[0044]
On the left side of the wafer fixing unit 20, a wafer loading unit (wafer inserting means) 30 for conveying the wafer W to the rotating roller 21 is provided. The wafer loading unit 30 includes a loading cylinder 36 fixed to the front surface of the side plate 12 as a driving source. The loading cylinder 36 is an air cylinder. A mounting base 34 fixed to protrude forward from the side plate 12 is provided on the right side, and a rod 36a of the loading cylinder 36 protrudes through a hole provided in the mounting base 34.
A substantially flat loading support base 33 is fixed to the mounting base 34. A guide groove (not shown) is formed on the upper surface of the loading support base 33 in the left-right direction in FIG. 2, and a movable member 32 fixed to the lower surface portion of the wafer mounting base 31 on which the wafer is placed is fitted into the guide groove. The platform 31 is slidable left and right along the guide groove. As shown in FIGS. 1 and 2, the wafer mounting table 31 is provided with a contact wall 31b formed in a U-shape around a main portion 31a on which the wafer W is mounted, and the wafer W is placed on the contact wall 31b. Set it against.
[0045]
On the right side of the mounting base 34, a ring-shaped ring member 38 is fixed to the rod 36a. The tip of the rod 36 a is slidably inserted into an insertion hole 31 c formed in the end surface 31 d of the wafer mounting table 31. Although not shown in FIG. 2, the rod 36a is prevented from coming off with a well-known structure so that the rod 36a does not come out of the insertion hole 31c. A spring 37 is passed through the rod 36a, and both ends of the spring 37 are fixed to the ring member 38 and the end face 31d. With this structure, when the rod 36a protrudes to the right in FIG. 2, the ring member 38 also moves, and the wafer mount 31 also moves in the same direction via the spring 37.
A wafer stopper 23 is fixed to the peripheral surface of the rotating roller 21 so as to be closer to the wafer loading unit 30 than the fixed plate 22 and under the sheet 41 (FIG. 3B). The wafer W transferred onto the rotating roller 21 by the wafer loading unit 30 stops when it abuts against the wafer stopper 23 and is positioned relative to the rotating roller 21. By providing the spring 37, the impact transmitted to the wafer W when the wafer W comes into contact with the wafer stopper 23 is reduced.
[0046]
FIG. 3 shows a scribe unit (scribe means) 60. 3A is a plan view from above, FIG. 3B is a side view seen from the right, and FIG. 3C is a front view. In either case, the wafer W is transported to the rotating roller 21 by the wafer loading unit 30 and stops when the wafer W comes into contact with the wafer stopper 23. Thereafter, the motor 27 rotates the rotating roller 21 to a predetermined position and the rear end w on the left side of the wafer W Shows a state just before scribing, located just below the scriber 61 extension line in the Y direction. The scriber 61 is in the standby position.
As shown in these drawings, the wafer W is covered with a sheet 41 indicated by an imaginary line in a state in which the rear edge portion slightly protrudes by a predetermined width. Thus, the scriber 61 scratches the slightly protruding portion.
[0047]
The scribe unit 60 attaches a short streak (see FIG. 14B) to the rear end portion of the wafer W before breaking the wafer W in the Y direction. The scribe unit 60 includes a rotating arm 64 and an air cylinder. 68, a tension spring 69, a scriber 61, and the like.
The rotating arm 64 is attached to the side surface of the slide plate 65 attached to the beam member 14 so as to be slidable back and forth so as to be rotatable around a fulcrum shaft 66. The lower end of the tension spring 69 is locked to the end of the rotating arm 64 on the side plate 16 side. The tension of the tension spring 69 can be adjusted by a mechanism (not shown).
The upper end of the tension spring 69 is locked to a spring hook portion (not shown). The spring hook portion moves together when the rotary arm 64 moves due to the movement of the slide plate 65. The rotary arm 64 is biased counterclockwise in FIG. 3B by a tension spring 69.
[0048]
Although not shown in the drawings, the scriber cylinder 68 is supported so as to move together when the rotary arm 64 moves due to the movement of the slide plate 65. The rod 68a at the tip serves as a stopper that restricts the movement of the rotating arm 64. The rotary arm 64 is urged counterclockwise by the tension spring 69 as described above, but is stopped at a position where it contacts the rod 68a.
A holder 62 to which the scriber 61 is fixed is attached to the tip of the rotating arm 64 via an angle adjusting dial member 63. The dial member 63 is adjusted as appropriate to adjust the angle of the scriber 61 with respect to the wafer W. The scriber 61 is provided with a diamond at the tip, and the wafer W can be scratched with this diamond.
[0049]
When the scriber 61 scribes, the slide plate 65 moves forward to reach above the rear end w of the wafer W. When the rod 68a is pulled, the scriber 61 descends as the rotating arm 64 rotates counterclockwise. Pierce W and scratch it. When a scratch is made at one place, the rotating roller 21 rotates by a predetermined angle in the counterclockwise direction in FIG.
By controlling the pull-in speed of the rod 68a of the scriber cylinder 68 by adjusting the air flow valve, the rotational speed of the rotating arm 64, and hence the impact force of the scriber 61 entering the wafer W can be controlled. .
[0050]
In FIG. 4, a cleavage assisting unit (crack assisting means) 70 is shown. The cleavage assisting unit 70 applies an impact from above to the wafer W scribed by the scriber unit 60 via the sheet 14 to assist cleavage. In the present invention, as will be described later, by using the circular shape of the rotating roller 21, the scriber alone can be cleaved in many cases, but the auxiliary unit 70 is provided to ensure cleaving for completeness.
The cleavage assisting unit 70 uses a cleavage cylinder 76 formed of an air cylinder as a drive source, and the cleavage cylinder 76 is rotatably attached to the lowermost portion of the front surface of the side plate 12 by a shaft pin 77. A link 75 is fixed to the tip of the rod 76a protruding from above the cleavage cylinder 76.
[0051]
The link 75 is rotatably connected to the head support portion 72 a of the cleavage arm 72 via a link pin 74. A cleaving shaft 73 supported by bearings (not shown) of the side plates 12 and 13 passes through the center of the head supporting portion 72a, and the head supporting portion 72a is rotatable around the cleaving shaft 73. A rod-like support rod 79 is provided from the tip of the head support portion 72a. An inverted T-shaped break head 71 is attached to the tip of the support rod 79 via a shaft 78 so as to be swingable about the shaft 78 as viewed from the side. As shown in FIG. 4A, the break head 71 is long in the Y direction and sufficiently covers the width direction of the wafer W, and is positioned in front of the scriber 61 in the Y direction.
Most of the lower surface of the break head 71 is a pressing interposition part 71 c of the present invention that presses the wafer W through the sheet 41. As shown in FIG. 4B, the presser interposition part 71c is formed with a recess 71a along the Y direction so that a valley is formed in the cross-sectional shape. The break head 71 is configured to hold the position of the wafer W at the left peak of the recess 71a and press the remaining wafer portion with the right peak, thereby sufficiently promoting the breakage.
[0052]
With the above configuration, when the rod 76a of the cleavage cylinder 76 projects upward, the cleavage arm 72 rotates counterclockwise about the cleavage shaft 73 via the link 75, the break head 71 descends, and the wafer W is impacted. To completely break (break). The break head 71 is lowered immediately after scribing at one place, and scribing and breaking are performed almost simultaneously.
[0053]
Although the tip of the link 75 also draws an arc by the rotational movement of the cleavage arm 72, the lower end portion of the cleavage cylinder 76 is rotatable by the shaft pin 77, so that the cleavage cylinder 76 is also centered on the shaft pin 77. It swings to the left of 4 (b) and does not hinder the circular motion.
As shown in FIG. 3, the rear end portion w of the wafer W protrudes from the sheet 41 for scribing. A projecting piece 71b made of an elastic member such as rubber is attached to the lower surface of the rear end of the cylinder head 71 as shown in FIG. When the break head 71 gives an impact to the wafer W, the protruding piece 71b can also hold the wafer W and hold it over the entire Y direction of the wafer W. This protruding piece 71b is the wafer contact portion of the present invention.
The protruding piece 71b is formed of an elastic member and is softly in contact with each other, so that it is suitable for a compound semiconductor wafer.
Further, since the break head 71 is swingable with respect to the cleavage arm 79 via the shaft 78, the wafer W can be pressed with a uniform force in the Y direction.
[0054]
A stacking unit 80 is shown in FIG. The stacking unit 80 performs an operation of alternately stacking the cleaved wafer bars B with the spacers S for coating in the next process. The stacking unit 80 includes a stacking frame 81, a bar guide member 82, a spacer cassette 84, an unloading unit 90 (FIG. 6), and the like. The stacking frame 81 and the spacer cassette 84 are set on a stacking support base 80a (FIG. 1).
The stacking frame (wafer bar storage box) 81 is a bottomed box body having a U-shaped frame, and is a long groove that is long on the left and right sides (here, the long groove 81e of the side part 81b) inside the opposing side parts 81b and 81c. The contact rod 83 is slidably fitted in the two long grooves.
The inner bottom surface of the stacking frame 81 serves as a receiving surface 81d for receiving the wafer bar B, and the lower surface of the contact bar 83 slides so as to substantially contact the receiving surface 81d. The upper side of the stacking frame 81 has an opening 81f so that the cleaved surface is exposed when the wafer bar is stored.
[0055]
  Six grooves 21 a to 21 f are formed in the circumferential surface of the rotating roller 21 along the circumferential direction.
  On the other hand, a bar guide member (receiving member) 82 for guiding the wafer bar in the horizontal direction is provided in the vicinity of the peripheral surface of the rotating roller 21. The bar guide member 82 has claws 82a and 82a formed at two locations so as to protrude toward the rotating roller 21 and faces the outer grooves 21a and 21f. On both sides of the bar guide member 82, convex portions 82 b and 82 c are formed so as to project outward, and each of the convex portions 82 b and 82 c is provided in two dovetail grooves (here, Then, only one dovetail groove 81a is detachably fitted. With the stacking frame 81 attached to the bar guide member 82, the guide surface (main surface) 82d of the bar guide member 82 and the receiving surface 81d areFlush(Refer to FIG. 6).
  If the stacking frame 81 is removed from the bar guide member 82, the process can proceed to the cleavage surface coating process.
[0056]
The grooves 21 c and 21 d inside the circumferential surface of the rotating roller 21 are for attaching a bar stopper 28 that stops the wafer bar B sliding down the circumferential surface as the rotating roller 21 rotates. The bar stopper 28 has claws (not shown) on both sides, and the claws are fixed to the rotating roller 21 by fitting the claws into the grooves 21c and 21d. By repeating scribing and breaking while rotating the rotating roller 21 counterclockwise as described above, the wafer bars B after cleavage move in a row as shown in FIG. At that time, the wafer bar B may slide down, but stops when it comes into contact with the bar stopper 28, and moves down as it is rotated by the rotating roller 21.
The reason why the both sides of the bar stopper 28 are fitted into the grooves 21c and 21d is that a very thin bar B may enter if there is even a slight gap between the bar stopper 28 and the peripheral surface.
[0057]
In the grooves 21b and 21e, the respective distal end portions 91a of the two extrusion rods (extrusion members) 91 of the unloading unit 90 face each other. The distal end portion 91a is at a height slightly above the guide surface 82d of the bar guide member 82.
As shown in FIG. 6, the unloading unit (forced mounting means) 90 includes an extrusion cylinder 95, an extrusion link 94 and the like in addition to the extrusion rod 91. Although only one set is shown in FIG. 6, two sets of unloading units 90 are provided in the front and rear. Since both are exactly the same, only one set will be described.
Both sets of unloading units 90 are accommodated in a unit box 90a (FIG. 1). The extrusion cylinder 95 is rotatably attached to a fixed base 96 fixed to the bottom surface in the unit box 90a. An extrusion link 94 is fixed to the rod 95 a of the extrusion cylinder 95.
The lower part of the pushing rod 91 is fixed to an pushing arm 93 that is pivotally supported with respect to a pushing shaft 92 fixed inside the unit box 90a. The distal end of the push-out link 94 is pivotally connected to the push-out arm 93.
[0058]
In the unloading unit 90 having the above configuration, when the rod 95a of the push-out cylinder 95 is pulled, the push-out arm 93 rotates counterclockwise in FIG. 6, and the tip 91a of the push-out rod 91 extends from the groove 21b (21e). Projects outward. The wafer bar B is pushed out by the tip end portion 91a and surely moves away from the rotating roller 21 and descends onto the guide surface 82d.
During the pushing operation, the pushing link 94 slightly arcs, but the pushing cylinder 95 is rotated with respect to the fixed base 96 so that the arcing movement is not hindered.
[0059]
In the section from the scribe position to the push bar 91, a guide plate 88 having an arcuate cross section is provided in the vicinity of the rotating roller 21 in order to prevent the wafer bar B from collapsing and to maintain the aligned state.
[0060]
The spacer cassette 84 is a box that is provided adjacent to the front of the bar guide member 82 and stores a large number of spacers S, S. The spacer cassette 84 is provided with a push spring 86, and the overlapped spacers S, S... Are always pushed toward the back of FIG.
The spacer cassette 84 is provided with thin insertion holes 84a and 84b at positions facing the front and rear. A feed bar 87 for feeding the spacer S is inserted into the insertion hole 84a, and only one spacer S pushed by the feed bar 87 goes out toward the bar guide member 82 from the insertion hole 84b.
As shown in FIG. 1, a stacking cylinder 89 is provided in the vicinity of the feed bar 87, and a flat plate 85a is fixed to the rod 89a. One end of a penetrating bar 85b penetrating the flat plate 85a is fixed to the side surface of the stacking support base 80a. The front end of the feed bar 87 is fixed to the flat plate 85a. When the rod 89a is retracted, the flat plate 85a moves rearward along the through bar 85b, and the feed bar 87 is also pushed rearward. By this operation, the spacers S are sent out one by one by the tip of the feed bar 87.
[0061]
FIG. 7 shows a block diagram of the control circuit 100 of the processing apparatus 10. Although not shown in FIG. 1, the main part of the control circuit 100 is installed in the vicinity of the base 11.
The control circuit 100 has a CPU (Central Processing Unit) 101 as control means, and an actuator controller 104 is connected to the CPU 101, and further, a position sensor 107, a motor driver 105, an air valve is connected via the actuator controller 104. A driver 106 is connected.
[0062]
The motor 27 is connected to the motor driver 105, and the seat vertical movement cylinder 44, the roller vertical movement cylinder 55, the loading cylinder 36, the scriber cylinder 68, the cleavage assist cylinder 76, the extrusion cylinder 95, and the air valve driver 106 are connected to the motor driver 105. A stacking cylinder 89 is connected and controlled. Each cylinder is connected to an air line (not shown), and a flow valve for adjusting the air flow rate is connected to this air line. By adjusting this flow valve, the momentum of the air is changed, thereby turning it off to on. It is possible to adjust the pulling speed or protruding speed of each rod when it becomes.
The position sensor 107 detects that the wafer W has been transferred and positioned on the rotating roller 21. The CPU 101 grasps that the wafer W has been transferred based on the signal from the position sensor 107. That is, the position sensor 107 is the detection means of the present invention.
[0063]
While detecting the position of the wafer W, the CPU 101 conveys the wafer W by the wafer loading unit 30, the rotation angle and direction of the rotation roller 21, the scribe operation by the scribe unit 60, the break operation by the cleavage assisting unit 70, and the unloading unit. A control signal is output to the drivers 105 and 106 so that the operations of the wafer bar extrusion by 90 and the stacking process by the stacking unit 80 are performed at a predetermined timing.
[0064]
An input panel 102 and a display device 103 are connected to the CPU 101, and the operator looks at the display device 103 and various parameters for scribing and braking, for example, the type and size of the wafer W, the interval and length of the striations, and the like. Now, it is possible to input data related to impact force during scribing and braking. In addition, the operator operates the processing apparatus 10 by manual operation using the input panel 102 or selects a sequence operation to create a series of operations from scribe to break to create a bar and stack the wafers W. Can be performed automatically.
Further, the CPU 101 has a memory (not shown), and temporarily stores a control program, control data, parameters from the input panel 102, data from the position sensor 107, and other detection signals.
[0065]
Next, operation | movement of the processing apparatus 10 which has the said structure is demonstrated based on the flowchart of FIG.
Here, a process of cleaving the wafer W made of a compound semiconductor along the 110 plane of the crystal structure, breaking it into a long and narrow bar shape as shown in FIG. 14, and then stacking will be described.
[0066]
This operation starts when a power source (not shown) provided in the input panel 102 or the like is turned on in step S1. Based on the control signal from the CPU 101, the motor 27 and each cylinder are set to the initial positions, the rotation roller 21, the sheet 41, and the wafer loading unit 30 are in the standby state of FIG. 2, and the scribe unit 60 is in the state of FIG. (No wafer W), and the cleavage assisting unit is in the state shown in FIG.
At the time of this initial setting, the operator sets the wafer W on which the orientation flat (orientation flat) surface is formed along the 110 surface on the wafer mounting table 31 so that the orientation flat surface is parallel to the Y direction. Further, the stacking frame 81 is mounted on the bar guide member 82, and the spacer cassette 84 is mounted in front of the stacking frame 81. Predetermined items such as the width of the wafer bar to be manufactured are input to the input panel 102.
[0067]
Next, in step S3, it is monitored whether or not a start switch (not shown) provided on the input panel 102 or the like is operated, and if it is operated, the process proceeds to step S4.
In step S4, the wafer W is transferred and set to a predetermined position for the scribe operation. That is, the loading cylinder 36 is turned on, the wafer platform 31 moves to the right in FIG. 2, and the wafer W is inserted between the sheet 41 and the rotating roller 21 as shown in FIG. When the wafer W comes into contact with the wafer stopper 23 on the rotating roller 21, the urging force of the spring 37 sufficiently adheres to the side surface of the stopper 23 without strong impact, and the cleavage surface (orientation flat surface) of the wafer W becomes parallel to the Y direction. Positioned in the state.
[0068]
When the completion of positioning is detected by the position sensor 107, the motor 27 rotates in a predetermined direction, whereby the rotating roller 21 rotates in the clockwise direction in FIG. By this rotation, the sheet 41 fixed in the fixing unit 22 is strongly pulled to the right and wound around the peripheral surface. In this movement, the wafer W is sandwiched between the sheet 41 and the rotation roller 21 and is shown in FIG. 10 is fixed.
[0069]
When the position sensor 107 detects the rear end w of the wafer W, the motor 27 stops and the rotating roller 21 stops, while the loading cylinder 36 is turned off and the wafer mounting table 31 returns to the original position. Immediately after this, the roller up-and-down moving cylinder 55 is actuated, and the pressing roller 51 is lowered by a predetermined distance, whereby the sheet 41 is further pushed down against the rotating roller 21, and as shown in FIG. Change the contact angle. As a result, a bending moment is strongly applied to the left side portion of the wafer W, and, for example, as shown in FIG.
The pressing force during operation of the roller vertical movement cylinder 55 is set to be stronger than the pulling force of the sheet vertical movement cylinder 44, and the rotating roller 21 is in a stopped state even when the sheet 41 is strongly tensioned as described above. Can be maintained.
[0070]
Next, in step S5 (FIG. 8), the scribing operation by the scribing unit 60 is started. First, when the slide plate 65 moves forward, the scriber 61 is positioned immediately above a predetermined position of the rear end portion w of the wafer W. In this state, the scriber cylinder 68 is operated, the rod 68a is pulled in, and the scriber 61 is lowered and enters the wafer W as the rotating arm 64 rotates counterclockwise in FIG. Next, the slide plate 65 moves backward to form a predetermined length of streak. When the streak is formed, the cleavage assisting cylinder 76 of the cleavage assisting unit 70 is operated, and the break head 71 applies a force to the streak and the line extending forward of the streak and is completely cleaved (break). A first wafer bar is produced.
[0071]
Next, in step S6, the motor 27 rotates in the direction opposite to the predetermined direction, and the rotating roller 21 rotates counterclockwise by a minute angle. Next, the process proceeds to step S7, where it is determined whether or not the first wafer bar has reached the unloading position, that is, the bar guide member 82 position. Since it has not yet reached, the process returns to step S5 to repeat the scribe / break operation described above.
In the process of producing a large number of wafer bars, the rotating roller 21 rotates little by little (the state shown in FIG. 6A), and when the first wafer bar eventually reaches the bar guide member 82, from step S7, The process proceeds to step S8.
In step S8, the pushing cylinder 95 of the unloading unit 90 is operated, and the pushing rod 91 pushes the wafer bar on the circumferential surface of the rotating roller 21, whereby the first wafer bar is lowered onto the bar guide member 82. By being pushed out, a gap is formed between the wafer bar and the peripheral surface of the rotating roller 21. The stacking cylinder 89 operates, and one spacer is fed into the gap by the feed bar 87. By the operation of step S8, the wafer bar and the spacer are arranged on the bar guide member 82, and the wafer bar B and the spacer S are alternately arranged on the receiving surface 81d while pushing the contact bar 83 (the state shown in FIG. 6B). ).
[0072]
Next, the process proceeds to step S9, where it is determined whether or not the scribe / break operation has ended. If not, the process returns to step S5. Thereafter, steps S5 to S9 are repeated until the scribe / break operation is completed.
When the scribing / breaking operation is completed, the process proceeds from step S9 to step S10. Here, it is determined whether or not the stacking operation is completed. If not, the process returns to step S6, and the stacking is completed. Steps S6 to S10 are repeated until the stacking operation is completed in Step S10, and this process is finished.
[0073]
According to the semiconductor wafer processing apparatus 10 described above, the wafer W is cleaved in a state of being bent in a circle along the rotating roller 21. By bending in this way, the wafer W can be cleaved with a weaker force. This will be described with reference to FIG. In general, regarding cleavage of a semiconductor wafer, strength and force required for destruction are discussed by a three-point fracture test. FIG. 11A shows a model diagram of a three-point fracture test. In the three-point fracture test, a force is applied uniformly in the cleavage direction to each of the three points A, B, and C on the wafer W2 set flat, and eventually, as shown in FIG. 11 (a) locally. Bends into a circle and cleaves it.
It is theoretically and experimentally known that cleaving occurs when the deflection reaches a certain curvature, regardless of the length L, if the three points applied to the wafer W2 are the same. I know that the curvature changes. This is shown in FIG. 11 (b). In FIG. 11B, the vertical axis represents the radius of curvature (R) which is the reciprocal of the curvature, and the horizontal axis represents the length L of the wafer W2. FIG. 11B shows that when no scratch is formed on the wafer W2, the wafer W2 is cleaved when the radius of curvature R2 is reached, as indicated by the line W2. However, if a scratch P is made on the wafer W2 as shown in FIG. 11A, the wafer W2 is divided by a radius of curvature R1 (small curvature) larger than R2, as shown by a line W2s. In other words, if it gets scratched, it will break with much less deflection.
[0074]
The present invention makes use of this theory and added deflection from the beginning. That is, in the three-point fracture test, when the flatly set wafer W2 is cleaved, as a result, the wafer W2 is locally bent into an arc shape and cracked as a result. In the present invention, conversely, by setting the wafer W along the rotary roll 21, the wafer W is bent from the beginning, is easily divided, and can be reliably broken with a relatively weak force. Here, the radius of curvature of the rotating roller 21 may be set between R1 and R2, as shown in FIG. If such a curvature (radius) is set, cleavage will always be induced by scribing.
Therefore, the cleavage assisting unit 70 is provided as a precaution, but in the present invention, the wafer W can be broken only by scribing almost certainly even without this.
[0075]
As described above, the semiconductor wafer processing apparatus 10 is scratched in a state where the flat wafer W is bent. Therefore, the semiconductor wafer processing apparatus 10 is very easy to break and can be split only by scratching. Therefore, there is a high possibility of cracking just by scratching the surface, and the cleavage assisting unit 70 is provided to assist in cracking, but it is sufficient to apply a relatively weak force. Suitable for compound semiconductor wafers.
In addition, both the scribing and breaking processes can be performed with one unit, and the equipment cost can be reduced.
In addition, since the conventional apparatus breaks after the scribing process is completed, there is a possibility that the break line is shifted with respect to the scratch formed by scribing due to a slight shift in the movement, resulting in a defective product. However, in the present invention, as described above, the wafer W is bent to induce a natural crack by using the scratch, and the cleavage assisting unit 70 also applies a force to the surface of the wafer W on the spot where the scratch is made. Breaks reliably at the extension of the scribed line, making it difficult for defective products to occur.
Also, if the position accuracy is high, it is natural that it can be processed precisely, that is, the width of the wafer W can be reduced, so that many chips can be obtained from the wafer.
[0076]
In the processing apparatus 10, the semiconductor wafer is set on the rotating roller 21, and the wafers after scribing / breaking can be successively transferred by rotation, and the working efficiency is high. Further, it is much simpler than the conventional apparatus in which the wafer W is positioned and transported to the stack only by the rotation of the rotating roller 21 and is moved by three tables of the X table, the Y table, and the θ rotation table. Low cost structure.
[0077]
Further, the flexible sheet 41 is wound around the circumferential surface according to the rotation of the rotating roller 21, so that the wafer W is sandwiched and fixed between the rotating roller 21 and the sheet 41. Accordingly, the wafer W is flexibly and firmly bent along the peripheral surface by the flexible sheet 41, and the sheet 41 is tensioned, that is, the sheet W in the X direction orthogonal to the Y direction in which the wafer W breaks. It becomes easier to crack because it becomes a force to spread.
[0078]
The sheet 41 is fixed over the entire width with respect to the fixed portion 22 on the rotating roller 21 and the sheet clamp 42, and the sheet clamp 42 is swingable. In addition, if the sheet clamp 42 is to be applied unevenly in the width direction, the non-uniform force is eliminated by the swinging of the sheet clamp 42, and the tension applied to the sheet 41 becomes uniform in the width direction.
Further, the contact angle between the sheet 41 and the rotating roller 21 is changed by the pressing roller 51 so that the sheet W is further wound around the rotating roller 21, whereby the wafer W is bent along the peripheral surface of the rotating roller 21 to the end. A moment is applied, and the entire surface of the wafer W comes into close contact with the rotating member and follows the arc surface.
[0079]
In the semiconductor wafer processing apparatus 10, the wafer bars formed after scribing / breaking can be transported using the rotation of the rotating roller 21, placed on the bar guide member 82, and collected on the stacking frame 81. As a result, it becomes possible to automatically arrange the wafer bars manually collected for the stacking after the primary cleavage at the predetermined position, and the working efficiency is remarkably improved.
Moreover, since the stacking frame 81 is detachably attached to the bar guide member 82 and the opening 81f is formed so that the cut surface of the stored wafer bar B is exposed, the stacking frame 81 is removed after the wafer bars are collected. As a result, it is possible to shift to the cleavage surface coating process as it is, that is, the scribe, break, and stacking processes can be continuously performed with one apparatus, thereby reducing the equipment cost and the work efficiency. Significant improvement can be achieved.
[0080]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate in specific shapes and structures. Below, the modification of the said embodiment is shown. In the following modifications 1 and 2, only characteristic portions will be described, and the same members and the like as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
<Modification 1>
In the above embodiment, the rotating roller 21 for driving the wafer W has moved in the opposite direction when the wafer W is set and when the scribe breaker is used. FIG. 12 shows a semiconductor wafer processing apparatus having a wafer transfer means 200 for sending a wafer W by a one-way method. The wafer loading unit 230 here is substantially the same as the unit 30, but includes a drive unit 231 having a step motor and capable of feeding the wafer platform 31 by a predetermined length by the step motor.
In FIG. 12, a scribe receiving base 210 is provided at the tip of the loading support base 33. The scriber 61 is positioned above the scribe receiving base 210. A wafer feed table 211 is provided continuously to the scribe table 210, and the tip of the wafer table 211 is close to the upper surface of the rotation roller 201 of the wafer transfer means 200.
[0081]
Wafer transfer means 200 includes driven rollers 202, 203, 204, 205, cleavage assist rollers 206, sheets 209, and the like in addition to the rotating roller 201. The rotation roller 201 is driven to rotate by a motor (not shown), and the rotation of the rotation roller 201 is transmitted to the driven roller 203 via the timing belt 208. The sheet 209 is made of a downwardly flexible resin, is formed in a ring with a certain width, is stretched around the driven rollers 202, 203, 204, and 205, and is stretched between the driven rollers 202 and 205. In contact with the rotating roller 201. When the rotating roller 201 rotates, the driven roller 203 rotates through the timing belt 208, and the sheet 209 moves according to the rotation direction. The driven rollers 202, 204, and 205 rotate with the movement of the sheet 209.
The cleavage assist roller 206 can be brought into and out of contact with the rotating roller 201 by a mechanism (not shown).
[0082]
In the wafer transfer means 200, the wafer W transferred by the wafer loading unit 230 is formed with streaks by the scriber 61 on the scriber receiving table 210, and further transferred on the wafer feed table 211 by the unit 230, It is inserted between 201 and the sheet 209. Thereafter, the rotation roller 201 rotates in the clockwise direction, so that the wafer W is transferred between the rotation roller 201 and the sheet 209. The wafer W is already in a state of being scratched, bends in a circle along the shape of the rotating roller 201, and the tension of the sheet 209 is applied in the direction in which the scratch spreads, so that the wafer W naturally breaks while moving. As a precaution, the sheet 209 is pressed together by the cleavage assisting roller 206, so that it breaks reliably and becomes a wafer bar. The wafer bars are discharged one by one from the direction of arrow G.
Even in the semiconductor wafer processing apparatus including such a wafer transfer means 200, the wafer W can be reliably cleaved with a relatively weak force by using the circular shape of the rotating roller 201 and the tension of the sheet 209. In addition, since the transfer direction of the wafer is one direction, the control becomes easy.
[0083]
<Modification 2>
FIG. 13 shows a wafer transfer means 300 as another example of the one-way method. The wafer transfer means 300 has an ellipsoid 301 that is a cylindrical body having an elliptical cross section, and a main roller 306 is provided so as to face the ellipsoid 301. A flexible annular sheet 309 is stretched between the two. The main roller 306 is driven to rotate by a motor (not shown).
A driven roller 307 is provided so as to mesh with the main roller 306 on the back side of the paper surface, and a timing belt 311 is stretched between the driven roller 307 and the auxiliary roller 305. Therefore, when the main roller 306 rotates, the driven roller 307 and the auxiliary roller 305 rotate according to the rotation direction. The auxiliary roller 305 is formed long in the depth direction of the paper surface, and a sheet 308 that is in contact with the sheet 309 is wound around the auxiliary roller 305. The sheet 308 has the same material and width as the sheet 309. The sheet 308 is further stretched around auxiliary rollers 302, 303, and 304. When the main roller 206 rotates, the sheet 309 starts to move, and when the auxiliary roller 305 rotates, the sheet 308 also starts to move, and the auxiliary rollers 302, 303, and 304 are rotated by the movement.
[0084]
In the wafer transfer unit 300, streaks are successively formed by the scriber 61 near the wafer transfer unit 300 in the transferred wafer W, and the wafer W is inserted between the sheets 308 and 309. By rotating the main roller 306, the wafer W moves together with the sheets 309 and 308 so as to advance in the direction of arrow H. As is apparent from FIG. 13, the ellipsoid 301 has the largest curvature (the radius of curvature is small) at the peripheral edge 301a. When the wafer W moves around the peripheral edge portion 301a, the wafer W is greatly bent, and is reliably cleaved to become a wafer bar. Wafer bars discharged from between the sheets 308 and 309 are discharged one by one in the direction of arrow J.
In the semiconductor wafer processing apparatus having such a wafer transfer means 300, the wafer W can be reliably cleaved with a weak force by using the circular shape of the ellipsoid 301 and the tension of the sheets 308 and 309, and assists in cleaving. A mechanism to do this is also unnecessary.
[0085]
Further, in the above description, an air cylinder or a motor is used as a driving source for each operation. However, in the present invention, some or all of the operations may be manually performed instead of these actuators. In this case, the actuator may not be originally provided, or the actuator may be provided and switched manually and electrically.
[0086]
【The invention's effect】
Typical effects of the present invention are as follows.
According to the first aspect of the present invention, in a state where the semiconductor wafer is bent along the curved surface of the curved surface member by the pressing member, the scribe means damages and induces cracks. Conventionally, a method of breaking the wafer from both sides after scribing is generally used. However, in the case of the apparatus of claim 1, since the flat wafer is scratched in a bent state, it is very easy to break and scratches are made. It is possible to divide by simply. Therefore, if the surface is cracked simply by scratching, it is not necessary to apply a breaking force, or even if a mechanism is provided to assist in ensuring the cracking, it will break if a relatively weak force is applied. It is suitable for soft compound semiconductor wafers because it hardly damages the surface and wafer surface.
Furthermore, since the surface can be easily broken or cracked only by scratching the surface, both the scribing and breaking steps can be performed continuously with this apparatus, and the equipment cost can be reduced.
In addition, since the conventional apparatus breaks after the scribing process is completed, there is a possibility that the break line is shifted with respect to the flaw formed by scribing due to a slight shift in movement, and if it is shifted, it becomes a defective product. However, in the present invention, since the wafer is bent as described above, it can be easily broken or cracked just by scratching the surface. Hard to do.
[0088]
  Claim1According to the invention described in (1), the wafer bars formed after the scribing / breaking can be transported using the rotation of the rotating member, placed on the receiving member, and collected in the wafer bar storage box. As a result, it is possible to automatically perform stacking work, which has been a manual work in the past, and work efficiency is significantly improved. That is, since the scribing, breaking, and stacking steps can be performed continuously with one apparatus, the equipment cost can be reduced and the work efficiency can be significantly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a semiconductor wafer processing apparatus as an example of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rotating roller, a wafer loading unit, and a sheet unit.
3A and 3B are diagrams for explaining a scribe unit, in which FIG. 3A is a plan view from above, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is a schematic diagram showing a relationship between a scriber and a rotating roller.
4A and 4B are diagrams for explaining a cleavage assisting unit, in which FIG. 4A is a plan view mainly showing a positional relationship between a break head and a wafer, and FIG. 4B is a partially enlarged plan view showing a configuration of the cleavage assisting unit. It is shown with a sectional view.
FIG. 5 is a perspective view showing a stacking unit.
6A and 6B are diagrams mainly showing an unloading unit, in which FIG. 6A shows a state in which a wafer bar is being transferred, and FIG. 6B shows a state in which stacking is performed.
7 is a block diagram showing a control circuit of the semiconductor wafer processing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing a series of flows from a scribe / break operation to a stacking operation.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state of a wafer loading unit, a sheet unit, and a rotating roller during wafer conveyance.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state of a wafer loading unit, a sheet unit, and a rotating roller after wafer transfer.
FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a wafer loading unit and wafer transfer means as a modification of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of wafer transfer means as a second modification of the present invention.
FIGS. 14A and 14B are perspective views showing a state in which a compound semiconductor wafer is divided into bars and then stacked, and FIGS. 14B and 14C show a process of cleaving the compound semiconductor wafer with a conventional apparatus. It is a figure for demonstrating.
[Explanation of symbols]
10 Semiconductor wafer processing equipment
20 Wafer set part
21 Rotating roller (curved surface member, rotating member)
21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f groove
28 Bar stopper (Bar stopper member)
22 fixing part (sheet fixing part)
23 Wafer stopper
27 Motor (Rotation drive means)
30 Wafer loading unit (wafer inserting means)
31 Wafer mounting
36 Loading cylinder
37 Spring
40 Sheet unit (gripping means)
41 sheets
42 Sheet clamp
43 Cylindrical support member (rod fixing member)
44 Seat vertical cylinder
51 Pressing roller (pressing member)
55 Roller vertical cylinder
60 Scribe unit (scribing means)
61 Scriber
64 Rotating arm
68 Scriber cylinder (scribing drive means)
69 Tension spring (scribing drive means)
70 Cleavage assist unit (crack assist means)
71 Break head (applying member)
71a recess
71b Protruding piece
72 cleavage arm
76 Cleaving cylinder
80 stacking unit
81 stacking frame (wafer bar storage box)
82 Bar guide member (receiving member)
84 Spacer cassette
90 Unloading unit (forced mounting means)
91 Extrusion rod (extruded member)
93 Extrusion arm
95 Extrusion cylinder
100 Control circuit
101 CPU (control means)
107 Position sensor (detection means)
200 Wafer transfer means
201 Rotating roller (curved surface member)
300 Wafer transfer means
301 Ellipsoid (curved surface member)
W wafer
B Wafer bar
S spacer

Claims

A curved surface member having a curved surface with a predetermined curvature, on which a semiconductor wafer is set,
A pressing member for pressing and fixing the surface of the semiconductor wafer set on the curved surface along the curved surface;
Scribing means for scratching a part of the semiconductor wafer pressed against the curved surface by a pressing member and inducing a crack in the predetermined direction of the semiconductor wafer ,
The curved member is a rotating member configured to be rotatable around a straight line having a cylindrical shape and passing through the center of a circular cross section,
The semiconductor wafer is set at a specific position on the peripheral surface of the rotating member so that the predetermined direction is parallel to the rotating center direction of the rotating member, and the rotating member is set so that the rotating center direction coincides with the horizontal direction. Installed,
In the uppermost part of the rotating member, the semiconductor wafer is broken in the predetermined direction as a result of being damaged by the scribe means, and a wafer bar is formed from the semiconductor wafer,
The rotating member is configured to rotate by a predetermined angle every time one wafer bar is formed,
A receiving member provided in the vicinity of the rotating member, having a main surface in the horizontal direction, and receiving the wafer bar lowered by rotation of the rotating member by a predetermined angle by the main surface;
Forcibly placing means for forcibly placing the wafer bar approaching the receiving member away from the peripheral surface of the rotating member;
A wafer bar storage box having a continuous surface that is flush with the main surface of the receiving member;
A semiconductor wafer processing apparatus comprising:

The semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1 , wherein a bar stopper member is provided on a peripheral surface of the rotating member to prevent the wafer bar lowered by the rotation of the rotating member from sliding down.

A groove is formed along the circumferential direction in the rotating member,
The said forced mounting means is equipped with the extrusion member which extrudes the wafer bar which approached the receiving member by operate | moving toward a receiving member from a groove | channel, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Semiconductor wafer processing equipment.

Wafer bar storage box receives a detachable members, a semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1, the cut surface of the housing the wafer bar is characterized by having an opening to expose.

5. The semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1 , further comprising spacer insertion means for inserting spacers alternately with the wafer bars in the wafer bar storage box.