(57)【要約】【課題】簡易な構成で、ウェハーの下側のフィルムシートを介して、ウェハー底面のほぼ全面に余すところなく力が加わるようにしてウェハーを複数のチップへ確実に分割するようなウェハーブレーカを提供する。【解決手段】平面上に多数の突起部を有する分割部１２０と、分割部１２０を公転および自転させる回転機構部１３０と、回転駆動力を回転機構部１３０に付与する駆動部１４０と、を備え、分割部１２０が公転および自転することでトロコイド曲線状の軌道に沿って移動する分割部１２０の各突起部１２３が、ウェハー載置面の裏面からフィルムシート２１に力を加えてウェハーを複数のチップへ分割するようなウェハーブレーカとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーフカット状のウェハーがフィルムシート上に載置されたウェハーリングが設置され、ウェハー載置面の裏面からフィルムシートに力を加えてウェハーを複数片のチップに分割するウェハーブレーカにおいて、
中央に凹部が形成されるステージベースと、
ステージベースの凹部の開口面にフィルムシートを位置させるとともに、フィルムシートに張力を与えて張り渡した状態で固定する固定部と、
凹部内に設置され、平面上に多数の突起部を有する分割部と、
分割部を公転および自転させる回転機構部と、
分割部を公転および自転させるための回転駆動力を回転機構部に付与する駆動部と、
を備え、
分割部が公転および自転することでトロコイド曲線状の軌道に沿って移動する分割部の各突起部が、ウェハー載置面の裏面からフィルムシートに力を加えてウェハーを複数のチップへ分割することを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項２】
請求項１に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記突起部は、分割部の自転中心軸を中心とする複数同心円の円周上に位置することを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項３】
請求項２に記載のウェハーブレーカにおいて、
分割部の自転中心に対する複数の同心円の中の一つの同心円が分割部の公転中心上にあるようにして突起部の軌道が公転中心を通過する軌道としたことを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる外歯車と、
回転体形状に形成され、外歯車を回転体中心軸から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
凹部内に設けられ、外歯車と噛合う内歯車と、
を備え、
前記駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、内歯車との噛合いにより外歯車を回転させて分割部を自転させることを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる外歯車と、
回転体形状に形成され、外歯車を回転体中心軸から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
回転体に設けられ、外歯車と噛合う中間歯車と、
凹部内に設けられ、中間歯車と噛合う内歯車と、
を備え、
前記駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、内歯車との噛合いにより中間歯車、外歯車を回転させて分割部を自転させることを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項６】
請求項５に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記中間歯車の個数により公転に対する自転の回転方向を変える方向変換機能を有することを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、前記分割部を複数回転可能としたものであり、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる外歯車と、
回転体形状に形成され、複数の分割部及び外歯車を回転体中心から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
を備え、
前記駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、駆動力が伝達される複数の外歯車を回転させて複数の分割部を自転させることを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項８】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる副回転体と、
回転体形状に形成され、副回転体を回転体中心から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
を備え、また、前記駆動部は、
前記回転体を回転させる回転体用駆動部と、
前記副回転体を回転させる分割部用駆動部と、
を備え、
前記回転体用駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、前記分割部用駆動部からの回転駆動力により副回転体を回転させて分割部を自転させることを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項９】
請求項８に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転体用駆動部は時間経過するにつれて公転の回転方向および／または回転数を自動的に変化させる機能を有し、かつ分割部用駆動部は時間経過するにつれて自転の回転方向および／または回転数を自動的に変化させる機能を有することを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、前記分割部を複数回転可能としたものであり、
前記分割部用駆動部が複数の分割部を駆動して、
前記回転体用駆動部からの回転駆動力により回転体が回転して複数の前記分割部を公転させ、かつ、前記分割部用駆動部の駆動力により複数の分割部を回転させて複数の分割部を自転させることを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記分割部は前記回転機構部に対して着脱可能に形成されて、同心円半径および／または前記突起部の配置を異ならせた複数の分割部から選択できるようにしたことを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記突起部は球体であり、前記分割部に対して全方向に回転するように支持されることを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記突起部は高低差を有することを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記固定部はステージベースの凹部の周囲に形成される真空吸着部であり、真空吸着部がフィルムシートを真空吸着により吸引して凹部に張り渡されたフィルムシートを引き延ばして張力を与えつつ、フィルムシートを固定することを特徴とするウェハーブレーカ。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
保持力の弱いフィルムシートからチップを剥離する力を与えてチップ剥離器として機能することを特徴とするウェハーブレーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程で用いられ、ハーフカットされたウェハーを角形小片であるチップへ分割するウェハーブレーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において、ウェハーの取扱いを容易にするため、ウェハーリングが使用されている。このウェハーリングにはフィルムシートが張り渡されており、このフィルムシートの所定位置にウェハーが貼付けられている。このようなウェハーの分割にはウェハーブレーカが使用される。
【０００３】
このウェハーブレーカについて説明する。まずは、フィルムシート上のウェハーに対してハーフカットによる切込みを入れる。ハーフカットとは少しの力ですぐに破砕される程度の切り残しを設けつつ切れ目（分割ライン）を形成したものである。ウェハーブレーカは、このようなウェハーリングを搭載してウェハーに力を加え、ウェハーを複数のチップへ分割する、というものである。
【０００４】
なお、近年では切り残しをなくしてウェハーからチップへ完全切断できるようになっているが、分割用のディスクカッタの砥石の消耗量が増大して砥石交換回数が増え、ディスクカッタの稼働時間が少なくなるという問題があった。そこで、敢えて切り残しを残すハーフカットを採用することで砥石交換の停止時間を減少させて稼働時間を増やすこともよく行われる。
【０００５】
また、最近ではディスクカッタ以外にもレーザー照射式の切断装置があり、ディスクカッタのように完全切断するというものではないが、照射部分の材質を変質させて脆くし、フィルムシートの下から指で押し上げる程度で容易に分割できるようになっている。
このような事情から、ウェハーブレーカの需要は少なくない。
【０００６】
従来技術のウェハーブレーカにおけるウェハーの分割は、以下の２種の方法による。
（１）柔らかなゴム上にウェハーを下面に、またフィルムシートを上面となるように配置し、フィルムシート上からローラをかけることでウェハーに力を加えて分割する。
（２）ハーフカットの分割ラインに合わせてブレード（薄板）をフィルムシートの下から持ち上げることでウェハーに力を加えて分割する。
ウェハーブレーカではこのようにして、ウェハーを分割する。
【０００７】
また、このようなウェハーブレーカの他の従来技術として、例えば、特許文献１（特開平１１−２５１２６７号公報）に記載された「半導体レーザ基板の劈開方法」に係る発明が知られている。具体的には、突き上げ部材により半導体レ−ザ基板の中央付近のスクライブ傷に沿って突き上げて劈開する、というものである。これは先に説明した（２）のウェハーブレーカに類似する。
従来技術のウェハーブレーカはこのようなものである。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５１２６７号公報      （段落番号００１６，００１７，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術のウェハーブレーカでは、以下のような問題点があった。
（１）のウェハーブレーカのようにウェハーを下面に、またフィルムシートを上面となるようにして、柔らかなゴム上にウェハーが接するように配置し、フィルムシート上からローラをかけることでウェハーに力を加えて分割するようなウェハーブレーカでは、ウェハーがゴムに接する点で汚染が発生するおそれがあるという問題があった。
また、（２）や特許公報１記載のウェハーブレーカのようにハーフカットの分割ラインに合わせてブレード（薄板）をフィルムシートの下から持ち上げることでウェハーに力を加えて分割するウェハーブレーカでは、例えば、突き上げるブレード（薄板）を正確に位置決めする必要があるなど、時間を要するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためのものであり、その目的は、簡易な構成で、ウェハーの下側のフィルムシートを介して、ウェハー底面のほぼ全面に余すところなく力が加わるようにしてウェハーを複数のチップへ確実に分割するようなウェハーブレーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係るウェハーブレーカは、
ハーフカット状のウェハーがフィルムシート上に載置されたウェハーリングが設置され、ウェハー載置面の裏面からフィルムシートに力を加えてウェハーを複数片のチップに分割するウェハーブレーカにおいて、
中央に凹部が形成されるステージベースと、
ステージベースの凹部の開口面にフィルムシートを位置させるとともに、フィルムシートに張力を与えて張り渡した状態で固定する固定部と、
凹部内に設置され、平面上に多数の突起部を有する分割部と、
分割部を公転および自転させる回転機構部と、
分割部を公転および自転させるための回転駆動力を回転機構部に付与する駆動部と、
を備え、
分割部が公転および自転することでトロコイド曲線状の軌道に沿って移動する分割部の各突起部が、ウェハー載置面の裏面からフィルムシートに力を加えてウェハーを複数のチップへ分割することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係るウェハーブレーカは、
請求項１に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記突起部は、分割部の自転中心軸を中心とする複数同心円の円周上に位置することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係るウェハーブレーカは、
請求項２に記載のウェハーブレーカにおいて、
分割部の自転中心に対する複数の同心円の中の一つの同心円が分割部の公転中心上にあるようにして突起部の軌道が公転中心を通過する軌道としたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる外歯車と、
回転体形状に形成され、外歯車を回転体中心軸から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
凹部内に設けられ、外歯車と噛合う内歯車と、
を備え、
前記駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、内歯車との噛合いにより外歯車を回転させて分割部を自転させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる外歯車と、
回転体形状に形成され、外歯車を回転体中心軸から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
回転体に設けられ、外歯車と噛合う中間歯車と、
凹部内に設けられ、中間歯車と噛合う内歯車と、
を備え、
前記駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、内歯車との噛合いにより中間歯車、外歯車を回転させて分割部を自転させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項６に係るウェハーブレーカは、
請求項５に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記中間歯車の個数により公転に対する自転の回転方向を変える方向変換機能を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項７に係るウェハーブレーカは、
請求項４〜請求項６の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、前記分割部を複数回転可能としたものであり、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる外歯車と、
回転体形状に形成され、複数の分割部及び外歯車を回転体中心から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
を備え、
前記駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、駆動力が伝達される複数の外歯車を回転させて複数の分割部を自転させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項８に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、
前記分割部の自転中心軸と同軸に設けられる副回転体と、
回転体形状に形成され、副回転体を回転体中心から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体と、
を備え、また、前記駆動部は、
前記回転体を回転させる回転体用駆動部と、
前記副回転体を回転させる分割部用駆動部と、
を備え、
前記回転体用駆動部からの回転駆動力により回転体を回転させて前記分割部を公転させ、かつ、前記分割部用駆動部からの回転駆動力により副回転体を回転させて分割部を自転させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項９に係るウェハーブレーカは、
請求項８に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転体用駆動部は時間経過するにつれて公転の回転方向および／または回転数を自動的に変化させる機能を有し、かつ分割部用駆動部は時間経過するにつれて自転の回転方向および／または回転数を自動的に変化させる機能を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１０に係るウェハーブレーカは、
請求項８または請求項９に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記回転機構部は、前記分割部を複数回転可能としたものであり、
前記分割部用駆動部が複数の分割部を駆動して、
前記回転体用駆動部からの回転駆動力により回転体が回転して複数の前記分割部を公転させ、かつ、前記分割部用駆動部の駆動力により複数の分割部を回転させて複数の分割部を自転させることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１１に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記分割部は前記回転機構部に対して着脱可能に形成されて、同心円半径および／または前記突起部の配置を異ならせた複数の分割部から選択できるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１２に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記突起部は球体であり、前記分割部に対して全方向に回転するように支持されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１３に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記突起部は高低差を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１４に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項１３の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
前記固定部はステージベースの凹部の周囲に形成される真空吸着部であり、真空吸着部がフィルムシートを真空吸着により吸引して凹部に張り渡されたフィルムシートを引き延ばして張力を与えつつ、フィルムシートを固定することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１５に係るウェハーブレーカは、
請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載のウェハーブレーカにおいて、
保持力の弱いフィルムシートからチップを剥離する力を与えてチップ剥離器として機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上、本発明によれば、簡易な構成で、ウェハーの下側のフィルムシートを介して、ウェハー底面のほぼ全面に余すところなく力が加わるようにしてウェハーを複数のチップへ確実に分割するようなウェハーブレーカを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
続いて、本発明のウェハーブレーカを実施するための最良の形態について、図に基づいて説明する。図１は本形態のウェハーブレーカの外観図である。図２は分割ステージの構造図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ線側断面図である。図３は回転機構部の構造図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）はＢ−Ｂ線側断面図である。図４は固定部の説明図であり、図４（ａ）は固定部の構造図、図４（ｂ）は固定部の拡大図である。図５は自転および公転を説明する説明図である。
【００２８】
本形態のウェハーブレーカ１０では、図１で示すように、分割ステージ１００、操作パネル２００、本体３００を備えている。ウェハーブレーカ１０にはウェハーリング２０が設置されている。
【００２９】
以下各部について説明する。
分割ステージ１００は、後に詳述するが、ハーフカットされたウェハーがフィルムシート２１上に搭載されたウェハーリング２０を固定する機能を有し、また下側から所定の力を加えることでウェハーのハーフカット部の切り残しを破砕してウェハーを複数のチップへ分割する。
【００３０】
操作パネル２００は、分割ステージ１００を駆動制御するような操作信号を入力するためのパネルである。
本体３００は、分割ステージ１００、操作パネル２００を収容する筐体であるとともに、操作パネル２００や分割ステージ１００と電気的に接続される制御駆動部も備えている。この駆動制御部は、操作パネル２００からの入力信号に応じて分割ステージ１００の駆動制御を行う。
【００３１】
続いて分割ステージ１００についてより詳細に説明する。
分割ステージ１００は、図２（ａ），（ｂ）で示すように、大別してステージベース１１０、分割部１２０、回転機構部１３０、駆動部１４０、固定部１５０を備える。
【００３２】
ステージベース１１０は、ベース本体１１１、凹部１１２を備える。
ベース本体１１１は、中央に凹部１１２が形成された回転体である。ベース本体１１１の外径は、ウェハーリング２０の開口径とほぼ等しい径である。また、後述するが、ベース本体１１１の凹部１１２の内壁は、公転する分割部１２０の外周が接しないように形成される。
【００３３】
分割部１２０は、移動ディスク１２１、支持部１２２、突起部１２３を備えている。
移動ディスク１２１は、図２（ａ），（ｂ）などに示すように、円板状に形成されており、平面部では支持部１２２を収容する凹部が多数形成されている。
支持部１２２は、突起部１２３を支持する。
突起部１２３は、例えば球であり、支持部１２２により回転自在に支持される。
【００３４】
このような分割部１２０では、円板状である移動ディスク１２１の中心から多数の同心円上に突起部１２３を配置している。この移動ディスク１２１の中心は自転中心でもある。つまり、移動ディスク１２１が回転すると、各突起部１２３は、上から見て自転中心を中心として公転することとなる。この突起部１２３の挙動については後述する。
【００３５】
回転機構部１３０は、分割部１２０を公転および自転させる機能を有し、詳しくは図２，図３で示すように、内歯車１３１、公転ベアリング１３２、外輪押さえ部１３３、回転体１３４、リングギア１３５、自転ベアリング１３６、外輪押さえ部１３７、外歯車１３８、内輪押さえ部１３９を備える。
内歯車１３１は、環状体の内周面に歯車が形成されたものであり、ステージベース１１０の凹部１１２内に嵌め込まれて、凹部１１２の内壁に形成された段上で固定ねじなどにより取り付けられる。
公転ベアリング１３２は、回転体１３４を回動自在に支持する。公転ベアリング１３２は、玉軸受け、ころ軸受けなどの使用が可能である。
【００３６】
外輪押さえ部１３３は、リング体であり、公転ベアリング１３２の外輪を内歯車１３１に対して固定する。
回転体１３４は、公転ベアリング１３２の内輪に支持される。
リングギア１３５は、環状体の外周面に歯車が形成されたものであり、公転ベアリング１３２の内輪を押さえつつ回転体１３４に取り付けられる。
【００３７】
自転ベアリング１３６は、外歯車１３８を回動自在に支持する。自転ベアリング１３６は、玉軸受け、ころ軸受けなどの使用が可能である。
外輪押さえ部１３７は、リング体であり、自転ベアリング１３６の外輪を回転体１３４に固定する。
外歯車１３８は、回転体の外周面に歯車が形成されたものであり、自転ベアリング１３６の内輪に支持される。外歯車１３８は、内歯車１３１と噛み合っている。また、外歯車１３８は、その中心軸が回転体１３４の中心軸に対して偏芯量Ｓだけ偏った位置に配置されて、自転ベアリング１３６により回転体１３４に対して回動自在に支持される。ここに偏芯量Ｓは公転半径となる。
内輪押さえ部１３９は、自転ベアリング１３６の内輪を外歯車１３８に固定する。
【００３８】
駆動部１４０は、分割部１２０を公転および自転させるための回転駆動力を回転機構部１３０に付与する機能を有し、ドライブギア１４１、駆動軸１４２を備えている。
ドライブギア１４１は、リングギア１３５と噛合する。ドライブギア１４１がリングギア１３５に駆動力を伝達すると、公転ベアリング１３２の内輪を介して回転体１３４が回転する。
駆動軸１４２は、ドライブギア１４１に対し、図示しないドライバからの駆動力を伝達する。
【００３９】
固定部１５０は、ステージベース１１０の凹部１１２の開口面にフィルムシート２１を位置させるとともに、フィルムシート２１に張力を与えて張り渡した状態で固定する機能を有する真空吸着部であり、図２，図４で示すように、環状溝１５１、排気管１５２、摩擦体１５３、滑動体１５４を備える。
【００４０】
環状溝１５１は、ステージベース１１０のベース本体１１１の上面に形成される環状の溝である。
排気管１５２は、環状溝１５１に連通するようにベース本体１１１の内部に形成されており、排気流路を形成している。
また、環状溝１５１の外周側（ウェハーリング２０側）には図４（ｂ）で示すように摩擦体１５３が配置される。環状溝１５１の内周側（凹部１１２側）には図４（ｂ）で示すように滑動体１５４が配置される。なお、理由は後述する。
【００４１】
続いて分割ステージ１００の動作について説明する。
ドライブギア１４１が回転すると、リングギア１３５に回転駆動力が伝達される。回転体１３４が公転ベアリング１３２の内輪側で回動自在に支持されており、リングギア１３５に固定される回転体１３４および外輪押さえ部１３７が一体となって回転する。
【００４２】
このように回転体１３４が回転すると回転体１３４の中心から偏芯する外歯車１３８は公転する。さらに内歯車１３１と噛み合う外歯車１３８は、噛み合いから力を受けるが、自転ベアリング１３６により、回転体１３４に対して外歯車１３８は回転自在となっているため、外歯車１３８は自転する。また、各突起部１２３を見れば回転体１３４の中心を公転する。これら理由によりトロコイド曲線を描く突起部１２３は広範な位置を通過する軌道となり、真空で張力を与えつつ固定したフィルムシート２１の裏面から多くの箇所に力を加えてフィルムシート２１上のハーフカットされたウェハーを分割する。このように多数ある突起部１２３が分割部１２０の自転と公転とによる軌道に沿って移動するため、突起部１２３は凹部１１２の開口面の殆どの箇所を通過するような軌道となる。
【００４３】
なお、移動ディスク１２１上に形成される突起部１２３の同心円のうち公転中心を通過する同心円を含むようにし、この同心円上に複数の突起部１２３を配置している。これにより公転中心を通過する突起部１２３の軌道が形成される。自転する移動ディスク１２１に形成される複数の同心円のうち、一つの同心円の半径を公転半径と一致させることでその同心円上に配置した突起部１２３は公転中心を通過する。分割部１２０の公転中心は円上のフィルムシート２１の中心とほぼ一致するため、フィルムシート２１の中心箇所でウェハーが分割できないような事態を回避している。
【００４４】
続いて、ウェハーブレーカ１０による一連の分割作業について説明する。
まず、ウェハーブレーカ１０の分割ステージ１００上にハーフカット済みウェハーが搭載されたウェハーリング２０を固定する。詳しくは図４（ｂ）で示すようにフィルムシート２１の外周部を真空吸着することで固定するというものである。半透明なフィルムシート２１を介して環状溝１５１やステージベース１１０が見えるように設置すればよいため、設置は容易である。
【００４５】
フィルムシート２１と環状溝１５１とにより形成される空間は閉空間となる。この時、図示しない真空ポンプを動作させ環状溝１５１の中を負圧にすることによりフィルムシート２１は、図４（ｂ）で示すように環状溝１５１内に大気圧で押下される。特に環状溝１５１の外側にフィルムシート２１が滑らないようにする摩擦体１５３を配置し、および、環状溝１５１の内側にフィルムシート２１が良く滑るようにする滑動体１５４を配置しているため、真空吸着するとフィルムシート２１は、環状溝１５１内を高さＨだけ下降するが、真空吸着で引き下げられた分の張力は、環状溝１５１の外側は摩擦力が大きいことから、フィルムシート２１の内周部に集中して発生し、中央から外側へ引張られてフィルムシート２１は張り渡される。すると、図２（ｂ）、図４（ａ）などでも明らかなように、突起部１２３が接する箇所ではフィルムシート２１が突出する。
なお、環状溝１５１の半径方向の幅をなるべく広くとり、溝の深さは押し下げられる高さＨよりも深くすることで張力を増大させることができる。また、これら摩擦体１５３および滑動体１５４は、図４（ａ）のように配置しない構成としても良いが、上記理由によりフィルムシート２１の張力を増すために採用するほうが好ましい。
【００４６】
続いて、ドライブギア１４１が回転すると、分割部１２０が公転および自転する。特に公転する外歯車１３８は内歯車１３１とかみ合っており、これらの歯車比に従って自転する。自転による挙動は、図５で示すように、例えば内歯車と外歯車との歯車比１００：７０としたときに、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）で示すように公転角度αと自転角度βとで異なるように挙動する。
【００４７】
このように分割部１２０が公転・自転を行うため、フィルムシート２１の裏側からハーフカットされたウェハーに対して押し上げるような力をフィルムシート２１の全面に色々な方向から加えるため、ウェハーは確実に分割される。
【００４８】
続いて、ウェハーブレーカ１０の他の構成について説明する。図６は他の形態のウェハーブレーカの回転機構部の構造図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＣ−Ｃ線側断面図である。図７は他の回転機構部の説明図であり、図７（ａ）は同方向回転の説明図、図７（ｂ）は同方向回転の説明図である。図８は他の回転機構部の説明図であり、図８（ａ）は逆方向回転の説明図、図８（ｂ）は逆方向回転の説明図である。
【００４９】
本形態では、特に回転機構部１３０の内歯車１３１と外歯車１３８との間に中間歯車１６０を介在させる点以外は先に説明した形態と同じものであり、改良点のみ説明するとともに他の構成は同じ構成であるとして重複する説明を省略する。本形態では駆動部１４０が回転機構部１３０を駆動して分割部１２０を公転させると、内歯車１３１、中間歯車１６０により駆動力が伝達される外歯車１３８により分割部１２０を自転させるようにしている。これら中間歯車１６０や外歯車１３８を変更することで、外歯車１３８の自転の回転比や回転方向を変更することができる。図７（ａ），（ｂ）で示すように、分割部１２０を外すことで回転機構部１３０の歯車の噛み合い状態が見えるようにし、その上で中間歯車１６０を外し、所定回転比となるような外歯車１３８と交換した後、外歯車１３８と内歯車１３１と共に噛合う位置に中間歯車１６０を移動させれば良い。
【００５０】
なお、自転・公転を逆にするには、図８（ａ），（ｂ）で示すように、２個の中間歯車１６１，１６２を採用すれば良い。このように自転・公転の回転比は外歯車１３８の交換で回転比を変更することができる。また、分割部１２０の回転方向は中間歯車１６０の数（奇数個で公転・自転が同方向・偶数個で公転・自転が逆方向）を選択して変更することができる。
【００５１】
続いて他の形態について説明する。先の形態では、駆動部１４０を一個備えるが公転と自転との回転比が制約されるというものであった。そこで本形態では、特に公転用の駆動部と自転用の駆動部とを分ける事で回転比・回転方向を自在に調節出来るようにした。このようなウェハーブレーカのうち、特に変更点に係る分割ステージ１００について図を参照しつつ説明する。図９は分割ステージの断面構造図である。図１０は分割ステージの構造図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）はＤ−Ｄ線側断面図、図１０（ｃ）は分割部用駆動部の説明図である。
【００５２】
本形態のウェハーブレーカでは分割ステージ１００の特に内部機構が相違するものであり、外観上は図１で示したような操作パネル２００、本体３００を備えるものである。以下相違点となる分割ステージ１００についてより詳細に説明する。
分割ステージ１００は、大別してステージベース１７０、分割部１２０、回転機構部１８０、駆動部１９０、固定部１５０を備える。分割部１２０、固定部１５０は先に説明した構成と同じ構成であり、同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００５３】
ステージベース１７０は、ベース本体１７１、凹部１７２、孔部１７３を備える。
ベース本体１７１は、中央に凹部１７２が形成された回転体である。ベース本体１７１の外径は、ウェハーリング２０の内径とほぼ等しく、ベース本体１７１の凹部１７２の内壁は、公転する分割部１２０の外周が接しないように形成される。孔部１７３は後述する回転継手１９６が自在に移動できるように大径に形成されている。
【００５４】
回転機構部１８０は、分割部を公転および自転させる機能を有し、詳しくは図９で示すように、リング体１８１、公転ベアリング１８２、外輪押さえ部１８３、回転体１８４、リングギア１８５、自転ベアリング１８６、外輪押さえ部１８７、副回転体１８８、内輪押さえ部１８９を備える。
リング体１８１は、環状体であり、ステージベース１１０の凹部１１２内に嵌め込まれて段上に固定ねじなどにより取り付けられる。
公転ベアリング１８２は、回転体１８４を回動自在に支持する。公転ベアリング１８２は、玉軸受け、ころ軸受けなどの使用が可能である。
【００５５】
外輪押さえ部１８３は、リング体であり、公転ベアリング１８２の外輪をリング体１８１に対して固定する。
回転体１８４は、公転ベアリング１８２の内輪に支持される。
リングギア１８５は、環状体の外周面に歯車が形成されたものであり、公転ベアリング１８２の内輪を押さえつつ回転体１８４に取り付けられる。
【００５６】
自転ベアリング１８６は、副回転体１８８を回動自在に支持する。自転ベアリング１８６は、玉軸受け、ころ軸受けなどの使用が可能である。
外輪押さえ部１８７は、リング体であり、自転ベアリング１８６の外輪を回転体１８４に固定する。
副回転体１８８は、回転体形状に形成された部材であり、自転ベアリング１８６の内輪に支持される。副回転体１８８は、その中心軸が回転体１８４の中心軸に対して偏芯量Ｓだけ偏った位置に配置されて、自転ベアリング１８６により回転体１８４に対して回動自在に支持される。ここに偏芯量Ｓは公転半径となる。
内輪押さえ部１８９は、自転ベアリング１８６の内輪を副回転体１８８に固定する。
【００５７】
回転体用駆動部１９０は、分割部１２０を公転させるための回転駆動力を回転機構部１８０に付与する機能を有しており、ドライブギア１９１、駆動軸１９２を備えている。
ドライブギア１９１は、リングギア１８５と噛合する。
駆動軸１９２は、ドライブギア１９１に対し、図示しないドライバからの駆動力を伝達する。
ドライブギア１９１がリングギア１８５に駆動力を伝達すると、公転ベアリング１８２の内輪を介して回転体１８４が回転する。
【００５８】
分割部用駆動部１９５は、分割部１２０を自転させる機能を有しており、回転継手１９６、駆動軸１９７を備えている。
回転継手１９６は、副回転体１８８と結合されており、副回転体１８８を直接回転させる機能を有する。また、副回転体１８８が公転しても折れ曲がって結合を維持する。このような回転継手１９６の使用条件（偏芯量）が許容範囲（最大３０度）内とする。
駆動軸１９７は、回転継手１９６に対して、図示しないドライバからの駆動力を伝達する。駆動軸１９７が回転継手１９６に駆動力を伝達すると、副回転体１８８が回転する。
【００５９】
続いて分割ステージ１００の動作について説明する。
ドライブギア１９１が回転すると、リングギア１８５に回転駆動力が伝達される。回転体１８４が公転ベアリング１８２により回動自在に支持されており、リングギア１８５に固定される回転体１８４および外輪押さえ部１８７が一体となって回転する。このとき回転継手１９６は追従しつつ回転する。
このように回転体１８４が回転すると回転体１８４の中心から偏芯する副回転体１８８は公転する。
【００６０】
また、駆動軸１９７が回転継手１９６に駆動力を伝達すると、副回転体１８８に回転駆動力が伝達される。副回転体１８８が自転ベアリング１８６により回動自在に支持されており、副回転体１８８が自転する。
このようにして副回転体１８８に同軸に取付けられている分割部１２０は自転しつつ公転する。
【００６１】
これにより、真空で張力を与えつつ固定したフィルムシート２１の裏面からトロコイド曲線を描く突起部１２３がフィルムシート２１上のハーフカットされたウェハーを分割する。多数ある突起部１２３が分割部１２０の自転と公転とによる軌道に沿って移動するため、突起部１２３の軌道は凹部の開口面の殆どの位置を通過する。
【００６２】
このように本形態では回転体用駆動部１９０からの回転駆動力により回転体１８４を回転させて分割部１２０を公転させ、かつ、分割部用駆動部１９５からの回転駆動力により副回転体１８８を回転させて分割部１２０を自転させるようにした。
このような構成によれば、公転による回転と自転による回転とは独立する回転となり、それぞれ回転比・回転方向を互いに影響を与えずに設定することができる。
【００６３】
また、回転体用駆動部１９０は駆動制御部（図示せず）の制御により時間経過するにつれて公転の回転方向および／または回転数を自動的に変化させる機能を有し、かつ分割部用駆動部１９５は駆動制御部（図示せず）の制御により時間経過するにつれて自転の回転方向および／または回転数を自動的に変化させる機能を有するようにすれば、軌道を変化できて、同じ地点でも様々な角度で通過するなど変化に富んだ軌道となるため、フィルムシート２１の全領域に対して確実に力を加えることができ、分割性能を高めることもできる。
【００６４】
続いて他の形態のウェハーブレーカについ図を参照しつつて説明する。本形態では先に説明した形態において分割部１２０を変更したものである。図１１は分割部の変更例の説明図であり、図１１（ａ）は高密度形の分割部の説明図、図１１（ｂ）は低密度形の分割部の説明図である。図１２は分割部の変更例の説明図であり、図１２（ａ）は半円形の分割部の説明図、図１２（ｂ）は複数形の分割部の説明図である。
【００６５】
通常は図１１（ａ）で示すような高密度形の分割部１２０を採用するが、図１１（ｂ）で示すように低密度形の分割部１２０を採用しても良い。突起部１２３間の間隔を広げることで突起部１２３から確実に加重されるようにして加重分散を防ぐ。このように低密度形の分割部１２０であっても回転速度や回転比を考慮することで突起部１２３の軌道を調節でき、フィルムシート２１の全面で力を加えることができる。
また同心円の間で内側から高低差を設ける。内側から同心円１：高、同心円２：低、同心円３：高、同心円４：低とすることでも加重分散を防ぐ。この高低差は隣接する突起部１２３間で設けても良い。
【００６６】
また、図１２（ａ）で示すように半円形の分割部１２０を採用しても良い。突起部１２３を半円状にすると、図１１（ａ）で示した高密度形でおこるような加重分散を防ぐ。特にウェハーの下に突起部１２３が無い状態を作り突起部１２３による加重分散を解消しフィルムシート２１の折れ曲がりを確実にする。
【００６７】
また、図１２（ｂ）で示すように分割部１２０を複数配置することで外周部の軌道密度の低下を防ぐようにしても良い。先に説明したように突起部１２３がない箇所の存在のため加重分散によるフィルムシート２１の変形量の減少を防ぎフィルムシート２１の折れ曲がりを確実にする。加重分散の影響がないときは分割部１２０の径を増やすようにしても良い。
【００６８】
なお、図２〜図８を用いて説明した形態では以下のような構成を追加して複数の分割部１２０を駆動することができる。回転機構部１３０は、分割部１２０と各分割部１２０の自転中心軸に設けられる外歯車１３８とを一組とし、このような組を多数備える機構部とする。そして、これら多数組みの分割部１２０・外歯車１３８を回転体中心から偏芯させた位置で回転自在に支持する回転体形状の回転体１３４と、を備える。このような回転機構部１３０は分割部１２０を複数個にわたり回転可能にしている。駆動部１４０からの回転駆動力により回転体１３４を回転させて複数の外歯車１３８およびそれぞれの外歯車１３８と連結された分割部１２０を公転させ、かつ、内歯車１３１と噛合って駆動力が伝達される複数の外歯車１３８を回転させて複数の分割部１２０を自転させる。
【００６９】
また、図９，図１０を用いて説明した形態では以下のような構成を追加して複数の分割部１２０を駆動することができる。図示しないが、回転機構部１８０では、回転継手１９６から供給される回転力をベルト回転により複数の副回転体１８８を回転させるように伝達し、副回転体１８８を通じて分割部１２０を複数回転可能にしており、分割部用駆動部１９５が複数の分割部１２０を駆動するものである。
このようにして回転体用駆動部１９０からの回転駆動力により回転体１８４が回転して複数の分割部１２０を公転させ、かつ、分割部用駆動部１９５の駆動力により複数の副回転体１８８を回転させて複数の分割部１２０を自転させる。
これらのようにして複数の分割部１２０を回転駆動するウェハーブレーカとすることができる。
【００７０】
以上、本形態のウェハーブレーカ１０について説明した。このようなウェハーブレーカ１０では、以下のような利点がある。
（１）ウェハーやチップに接するものがなく汚染の可能性が低い。
（２）構造的にシンプルである（精密な位置決め機構が不要である）。
（３）小型軽量で作業場所の確保が容易である。
（４）チップ寸法の適用範囲が広い。
（５）作業時間が短い。
（６）フィルムシートへの接着力が弱い場合には、チップ剥離器として使用することもできる。
（７）移動体は公転により開口面をまんべんなく通過するため、単位面積当たりの軌道数（軌道密度）を半径方向では一定にすることができる。
（８）チップ寸法に影響する球体径や間隔を簡単に変更できる。
（９）中心を通らない突起部１２３を設けることで外周部の軌道数を増やしている。
（１０）分割部１２０上の同心円の各円周上に突起部を設ける構造とし、これを自転しつつ公転させたことでフィルムシート中央付近での突起部１２３との相対的な移動を確保し、公転に対する相対的な回転方向と回転数とを変えられる変速機能を持たせることができる。
（１１）突起部１２３を配置した分割部１２０を交換することで突起部１２３の間隔を変更することができる。
【００７１】
このようにシンプルな構造で広範囲のチップ寸法に対応させることを目的とし突起部の描く軌道の間隔を分割中に変化させるため予め設定した条件で公転の回転方向と回転数及び自転の回転方向と回転数を時間経過に沿って複数の行程を自動的に行うウェハーブレーカを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明を実施するための最良の形態のウェハーブレーカの外観図である。
【図２】分割ステージの構造図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ線側断面図である。
【図３】回転機構部の構造図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）はＢ−Ｂ線側断面図である。
【図４】固定部の説明図であり、図４（ａ）は固定部の構造図、図４（ｂ）は固定部の拡大図である。
【図５】自転および公転を説明する説明図である。
【図６】他の形態のウェハーブレーカの回転機構部の構造図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＣ−Ｃ線側断面図である。
【図７】回転機構部の説明図であり、図７（ａ）は同方向回転の説明図、図７（ｂ）は同方向回転の説明図である。
【図８】回転機構部の説明図であり、図８（ａ）は逆方向回転の説明図、図８（ｂ）は逆方向回転の説明図である。
【図９】分割ステージの断面構造図である。
【図１０】分割ステージの構造図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）はＤ−Ｄ線側断面図、図１０（ｃ）は分割部用駆動部の説明図である。
【図１１】分割部の変更例の説明図であり、図１１（ａ）は高密度形の分割部の説明図、図１１（ｂ）は低密度形の分割部の説明図である。
【図１２】分割部の変更例の説明図であり、図１２（ａ）は半円形の分割部の説明図、図１２（ｂ）は複数形の分割部の説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０：ウェハーブレーカ
１００：分割ステージ
１１０：ステージベース
１１１：ベース本体
１１２：凹部
１２０：分割部
１２１：移動ディスク
１２２：支持部
１２３：突起部
１３０：回転機構部
１３１：内歯車
１３２：公転ベアリング
１３３：外輪押さえ部
１３４：回転体
１３５：リングギア
１３６：自転ベアリング
１３７：外輪押さえ部
１３８：外歯車
１３９：内輪押さえ部
１４０：駆動部
１４１：ドライブギア
１４２：駆動軸
１５０：固定部
１５１：環状溝
１５２：排気管
１５３：摩擦体
１５４：滑動体
１６０，１６１，１６２：中間歯車
１７０：ステージベース
１７１：ベース本体
１７２：凹部
１７３：孔部
１８０：回転機構部
１８１：リング体
１８２：公転ベアリング
１８３：外輪押さえ部
１８４：回転体
１８５：リングギア
１８６：自転ベアリング
１８７：外輪押さえ部
１８８：副回転体
１８９：内輪押さえ部
１９０：回転体用駆動部
１９１：ドライブギア
１９２：駆動軸
１９５：分割部用駆動部
１９６：回転継手
１９７：駆動軸
２００：操作パネル
３００：本体
２０：ウェハーリング
２１：フィルムシート
【図１】
2007281355.tif 000003
【図２】
2007281355.tif 000004
【図３】
2007281355.tif 000005
【図４】
2007281355.tif 000006
【図５】
2007281355.tif 000007
【図６】
2007281355.tif 000008
【図７】
2007281355.tif 000009
【図８】
2007281355.tif 000010
【図９】
2007281355.tif 000011
【図１０】
2007281355.tif 000012
【図１１】
2007281355.tif 000013
【図１２】
2007281355.tif 000014