(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の曲率の曲面を有し、この曲面に半導体ウエハがセットされる曲面部材と、
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と、
を備えることを特徴とする半導体ウエハ加工装置。
【請求項２】
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が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ加工装置。
【請求項３】
前記回転部材には周方向に沿って溝が形成され、
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を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体ウエハ加工装置。
【請求項４】
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を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウエハ加工装置。
【請求項５】
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を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウエハ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【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
１０１    ＣＰＵ（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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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