JP2518978B2 - 半導体ウエハの分割移送方法及び装置 - Google Patents

半導体ウエハの分割移送方法及び装置

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    • B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
    • B28D5/0017—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing using moving tools
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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    • H01S5/0202—Cleaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハ、又はその
切片を分割して移送する方法及び装置に関する。この方
法は、装置の長寿命及び高電力を達成するために真空環
境でミラー分割面を分割により形成でき、そしてその場
でパッシベーションできるから、特に半導体レーザー・
ダイオードの製造に適する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザー・ダイオードは、そのサ
イズが小さく且つその技術が関連回路及び他の電子光学
素子の技術と適合するので、広範囲にわたる種々の情報
処理システムに使用されるに至った。それらは現にデー
タ通信、光記憶装置及び光ビーム印刷のような領域で使
用されている。現今、大抵のレーザーはＩＩＩ−Ｖ族複
合材料から成る。所要のレーザー・ビーム波長により、
ＡｌＧａＡｓ系及びＩｎＰ系の装置が広く使用されてい
る。
【０００３】今日では、レーザー空胴を終端するミラー
を分割により形成するレーザー構造が最も広く使用され
る。通常、多数のエピタキシャル成長レーザー構造を持
つウエハはレーザー棒材に分割され、その両側の分割面
は装置の空胴の長さを決定する。
【０００４】通常、ウエハの表面にダイヤモンドで切り
傷を入れて分割する結晶面を決めることから分割プロセ
スが開始される。この切り傷に曲げモーメントが加わる
と、所望の破断が行なわれ分割を完了する。くさび、ナ
イフ又は他の半径の小さな工具を用いて所要のトルク即
ち剪断力が加えられる。
【０００５】これまでに、レーザーの分割について多数
のプロセス及び装置が提案され追求されている。下記の
参考文献に記述されるこれらのアプローチの幾つかは分
割技術の発展を示し技術水準を表わす。
【０００６】ドイツ特許出願公開第１４２７７７２号明
細書は線が刻まれた半導体を個々の棒材に割るプロセス
を記述している。箔の間に保持されたウエハは表面の柔
かな支持材に乗せられる。堅くて半径の小さなローラを
押し付けて該ウエハ上を移動させ、所要のトルクを加え
ることにより分割が行なわれる。
【０００７】米国特許第３３９６４５２号明細書は、そ
の序文及び図３で、そのときの通常の分割工具について
記述している。それは、箔の間に挟まれたウエハを分割
して作る棒材の寸法に適した湾曲を持つ凸状の基底部材
を含む。相補する凹状の部材が凸状の面にあるウエハに
押し付けられ、非均一な曲げモーメントが加えられる。
この米国特許で開示された発明は線が刻まれた半導体ウ
エハが成長して相対する一対の半径の小さな異なる弾性
のローラの間で押される場合の方法及び装置に関する。
線が刻まれたウエハ面に接触している柔かい方の弾性の
ローラにより、ウエハは該刻まれた線で破断される。
【０００８】論文 "Process for Batch Cleaving GaA
s and Similar Materials", IBMTechnical Disclosu
re Bulletin, Vol. 23, No. 10, March 1981, pp. 47
49-4750は制御された、損傷を生じない分割プロセスの
主な必要条件の概要を記述している。この論文は使用さ
れるプロセス又は装置の詳細については明確には言及し
ていない。
【０００９】欧州特許出願第８８.８１０６９４.５号
（１９８８年１０月１０日出願）は半導体ウエハを分割
する方法及び装置について記述している。ウエハは２つ
の曲げやすい箔の間に挟まれる。これらの箔の１つは該
ウエハに付着する粘着面を持つ割に柔かな下側の箔であ
り、他の１つはより丈夫なおおいの箔である。そして、
箔は固定されて引伸ばされるが、ウエハはこれにに付着
する下側の箔の当該部分の範囲内で、少なくとも部分的
に、引伸しを阻止する。箔の下を半径の小さいローラを
通すことにより、ウエハは持ち上げられて分割される。
得られた棒材は現に完全に引伸ばされた下側の箔に付着
したままであるので、隣接する分割されたミラー面が傷
つけ合うのを避けるのに十分な距離まで互いに引離され
る。
【００１０】これらの参考文献に記述された方法及び装
置並びに使用者には既知の他の全ての方法及び装置はな
お高品質一括分割プロセスの主な必要条件の全てを満た
さない。これらの必要条件は ・所望の結晶面に沿った穏やかで応力の加わらない破断
をすること、 ・分割中にそれに加えられた外部の力により装置構造が
損傷しないこと、 ・ウエハ及び分割された棒材の処理を最小限にするこ
と、 ・分割後に棒材を引き離す際に隣接する分割面の機械的
損傷を避けること、 ・分割面が汚染されないようにして直ちに均一のパッシ
ベーション被覆を行なえること、及び ・前記プロセスが真空システム内で実施できることであ
る。
【００１１】その結果、分割された装置の寿命及び出力
電力特性に関する主要な問題は未解決のままである。
【００１２】しかしながら、これらの問題に関して、最
近かなりの前進が見られた。真空中で分割しその直後に
汚染されていないミラー分割面をその場でパッシベーシ
ョン層で被覆することは、特に安定したＡｌＧａＡｓレ
ーザー・ダイオードの製造を可能にすることが分かって
いる。
【００１３】このようなプロセスは欧州特許出願第８
９.８１０６６８.７号（１９８９年９月７日出願）明細
書に開示されている。しかし、単一の棒材又は装置の処
理に適した、これの明細書に記載された実施例は真空中
でのレーザー装置の製造にそのまま適用することはでき
ない。一括処理に伴う新たな問題、例えば分割面の損傷
を避けるために分割直後に棒材を引離すという厳しい要
求は解決されていない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、レーザー・ダイオードを大規模に即ち一括して製造
する方式に適合する半導体ウエハ分割方法及び装置を提
供することである。
【００１５】本発明のもう１つの目的は、分割面の汚染
を避けるために高真空環境でのレーザー・ウエハの分割
及びそれに続いてその場で分割面のパッシベーションを
可能にする方法及び装置を提供することである。
【００１６】本発明の更にもう１つの目的は、半導体ウ
エハを分割し、各々が分割面を持つ個々のレーザー棒材
を作り、その後直ちに、相互の損傷を避けるために、隣
接する異なる棒材を互いに引離し、そして分割面を選択
的に被覆することができる方法及び装置を提供すること
である。
【００１７】
【課題を解決するための手段】半導体ウエハを複数個の
棒材に分割して移送する本発明に従う方法は、上記半導
体ウエハの分割位置に切り込み線を刻む工程と、第１移
送ベルト及び該第１移送ベルトの下側に配置された第２
移送ベルトを互いに押しつけ、上記第１移送ベルト及び
第２移送ベルトの長手方向に垂直な方向に上記切り込み
線を整列させて上記第１移送ベルト及び第２移送ベルト
の間に上記半導体ウエハを挟持する工程と、上記半導体
ウエハを挟持した上記第１移送ベルト及び第２移送ベル
トをローラの周りに移動させて、上記半導体ウエハを上
記複数個の棒材に分割する工程と、上記半導体ウエハが
上記複数個の棒材に分割された後に、上記第１移送ベル
トを上記第２移送ベルトから離して、上記棒材を解放す
る工程と、上記第１移送ベルト及び上記第２移送ベルト
が離れる位置を通って、上記棒材を収容する収容部材を
有する第３移送ベルトを移動させて、上記解放された棒
材を互いに離して上記収容部材に収容する工程と、上記
第３移送ベルトから上記棒材を保持容器に移して上記棒
材を互いに離して上記保持容器に収容する工程と、上記
棒材を収容した保持容器を蒸着ステーションに移動し
て、上記分割面に保護膜を付着する工程とを含む。半導
体ウエハを複数個の棒材に分割して移送する本発明に従
う装置は、第１移送ベルトと、該第１移送ベルトの下側
で上記第１移送ベルトに押しつけられて、複数の分割位
置にそれぞれ切り込み線を有する半導体ウエハを上記第
１移送ベルトとの間に挟持して移送する第２移送ベルト
と、ここで、上記切り込み線が上記第１及び第２移送ベ
ルトの移送方向に垂直になるように上記半導体ウエハが
挟持されており、上記半導体ウエハを挟持した上記第１
及び第２移送ベルトを湾曲させて案内し、上記半導体ウ
エハを上記複数個の棒材に分割するローラと、ここで、
上記第１移送ベルト及び上記第２移送ベルトは、上記半
導体ウエハが複数個の棒材に分割された後に互いに離さ
れて上記棒材を解放し、上記第１及び第２移送ベルトが
離れる位置を通って移動され、上記解放された棒材を受
け取り該棒材を互いに離して収容する複数個の収容部材
を有する第３移送ベルトと、該第３移送ベルトに近接し
て配置され、該第３移送ベルトから上記棒材を受け取っ
て該棒材を互いに離して収容する保持容器と、該保持容
器を上記保護膜を付着する蒸着ステーションに移送する
手段とを含む。そして、上記保持容器は、Ｕ字型に延び
る２つのアームを有し、該２つのアームのそれぞれに上
記棒材を収容する複数個の凹みが設けられており、上記
２つのアームの間を上記第３移送ベルトが通過するよう
に上記保持容器及び上記第３移送ベルトが交差されてい
ることを特徴とする。そして、上記棒材の両端が上記第
３移送ベルトの両側から突出して該第３移送ベルトに収
容され、上記棒材の両端が上記２つのアームのそれぞれ
の凹みに収容されることを特徴とする。そして、上記ロ
ーラの半径は５ｍｍー２５ｍｍであることを特徴とす
る。そして、上記第２移送ベルトが上記ローラに係合さ
れて該ローラにより駆動され、そして上記第１移送ベル
トは上記第２移送ベルトとの摩擦係合により駆動される
ことを特徴とする。
【００１８】１つの実施例では、伸縮可能な材料から作
られた移送ベルトの使用により、棒材は引離されたまま
である。分割された棒材を中間に保持する該ベルトは該
湾曲面を離れると直ちに縦方向に引伸ばされる。もう１
つの実施例では、該移送ベルトは分割後に分離して棒材
を次々に解き放す。棒材は固く把握され個々にマガジン
に送られ、棒材は該パッシベーションのステーションで
更に処理されるまで引離したまま該マガジンに保持され
る。
【００１９】極度の電力放射能力及び高い寿命を必要と
するレーザー装置の場合、真空システムにおいて分割及
びその後のパッシベーション被覆はその場で実行される
ので、パッシベーション層を加える前の分割面の汚染を
防ぐ。
【００２０】本発明が提供する主な利点は、真空システ
ムにおいて半導体を一括処理できることである。ウエハ
分割及びその後の分割面のパッシベーションは真空のま
まその場で行なうことができる。適切なパッシベーショ
ン被覆、例えばSiの薄い層を用いて、分割面とのいかな
る相互作用も阻止できるので、レーザー動作中のミラー
の劣化は大幅に減少し、長寿命・高電力レーザーを取得
することができる。
【００２１】
【実施例】超高真空（ＵＨＶ）で半導体レーザーのミラ
ー面を分割し被覆することにより、出力電力、破局的な
光学的損傷に対する耐久性及び動作寿命が大気中で分割
されたミラーと比較して大幅に増加することが判った。
このようなレーザーの製造において競合できるために
は、レーザー棒を分割し、互いに引き離して移送しそし
て被覆する、大量処理及び高い歩どまりの完全なレーザ
ーを得る効率的な手法を実現することが必要である。本
発明はこれらの要求を満たすものである。
【００２２】本発明の実施例を詳細に説明する前に、基
本的な考えにについて図１乃至図４により簡単に説明す
る。
【００２３】最初に、分割すべきウエハにダイヤモンド
で切り込み線を刻み、破断すべき結晶面、従って分割後
のレーザー棒の空胴の長さに対応する長さを事前に決定
する。
【００２４】図１は、本発明のプロセスにより、切り込
み線１５で規定された面で分割されるウエハ１１を、２
つの可撓性の移送ベルト、即ち上側の第１移送ベルト１
３及び下側の第２移送ベルト１２とに間に固定できる方
法を示す。これらのベルトは、この図面に図示しない手
段により、処理中のウエハ１１を最初に挿入された位置
にしっかりと保持するように互いに押しつけられてい
る。切り込み線１５は上側のベルト１３に面し、且つ移
送ベルトの長手方向と垂直の方向に向けられている。図
示の実施例では、上側のベルト１３は２本の細い条線１
３Ａ及び１３Ｂから成る。これらの条線は、ウエハ１１
のうち、分割プロセス中にこれらの条線から加えられた
圧力により破壊されやすい装置、又は金属被覆構造を含
まない部分に配置される。このように壊れやすい構造は
２つの条線相互間の "ウインドウ"内に配置されるので
応力がかからず、損傷は回避される。１つの細い条線、
１３Ａ又は１３Ｂだけを使用しても破断中のウエハ材料
にかかる応力を防ぐので更によい結果が得られる。これ
は "穏やかな" 分割を生じ、従って高品質の分割面が得
られる。
【００２５】図２は実際の分割プロセスに適用される原
理を示す。可撓性の移送ベルト１２及び１３の間に挟ま
れたウエハ１１は、半径の大きい湾曲面を持つ構造体例
えばローラ２１を含む分割ステーションに運ばれる。こ
れの半径は５〜２５mmの範囲である。構造体２１は軸の
周りを回転可能なローラであることが望ましい。ウエハ
１１を間に挟持するベルト１２及び１３は湾曲面の周り
で引っ張られ、ウエハ１１は上側のベルト１３で下に向
かって抑えられる。従って、曲げる力がウエハ１１に加
わり、この刻まれた線１５により決められた位置でレー
ザー棒２２が次々に分割される。分割されると、分割面
の上側は曲げ半径によって決まる距離だけ互いに引離さ
れる。これは、非常に脆く不安定な分割面相互間の機械
的接触を自動的に阻止するので、装置の性能劣化をもた
らす分割面の損傷が回避される。
【００２６】次に、分割された棒材はパッシベーション
被覆を付着させるために蒸着ステーションへ移送され
る。移送中は棒材を互いに引離しておくことが不可欠で
ある。図３及び図４は移送中に棒材を引離しておく２つ
の方法を示す。
【００２７】図３の実施例では、伸縮性のある第１移送
ベルト１３及び第２移送ベルト１２が移送に用いられ
る。分割されると、湾曲面、例えばローラ２１の周りで
ベルト１２及び１３を引っ張る力Ｆがベルトを引伸ばす
ので、図示のように個々のレーザー棒は引離されたまま
である。もしも棒材が２つの移送ベルト１２及び１３に
挟まれている間に被覆されるならば、パッシベーション
層を蒸着する分割面の部分を十分に露出するウインドウ
を与えるように上側のベルト１３を設計せねばならな
い。図１に示すような１つ又は２つの細い条線から成る
ベルト１３はこの目的に適合する。
【００２８】図４は、１つの棒材を分離するための装置
の他の実施例の概略を示す。図４で、レーザー棒材は分
割後に移送ベルト１２及び１３から除去され、蒸着ステ
ーションに棒材をまとめて移送するための保持器即ちマ
ガジンに入れられる。図示のように、２つの移送ベルト
は分割終了までは互いに押しつけ合わされてウエハを保
持する。分割されると、上側のベルト１３は下側のベル
ト１２から離れて移動するので、分割されそして引離さ
れたレーザー棒材２２は順番に解放される。個々の棒材
を互いに引離したまま保持し、マガジン（図４に図示せ
ず）まで移送するために、収容部材、例えばフック４２
を持つ第３移送ベルト４１が使用される。
【００２９】ＵＨＶ室で分割面を分割しその場で被覆す
るためには、分割装置及び移送ベルトに用いる材料及び
素子は、ＵＨＶに適合させる必要があるので慎重に選択
しなければならない。
【００３０】図５は図１乃至図４に関連して概略説明し
た本発明の概念に従って設計された分割装置の側面図で
ある。この分割装置はＵＨＶシステムで使用できる。
【００３１】図５の機構はウエハ分割及び棒材引離し動
作を行うことに適合し、分割された棒材を蒸着ステーシ
ョンに移送しその場でパッシベーション層を被覆するこ
とができる。例えば、ウエハ挿入及び移送ベルト駆動が
全自動ではなく、この装置はその動作が半手動型である
が、大量処理が可能であり且つ操作は最小限で済む。
【００３２】図５の装置では、下側の第２移送ベルト５
１はローラ５２及び５３の周りを反時計方向に移動され
る。ローラ５２は結合手段を介してＵＨＶ室の外部から
駆動される。ベルト５１を押すローラ５４を使用し又
は、ローラ５３をスプリングで引っ張ることにより、ベ
ルト５１に一定の張力が維持される。
【００３３】上側の第１移送ベルト５５はローラ５６及
び５７の周りに掛けられて回動する。図示のように、ベ
ルト５５は、ローラ５２を回りながらベルト５１に押し
つけられる。２つのベルト５１とベルト５５の間の摩擦
によりベルト５５は時計方向に回動される。上側移送ベ
ルト５５の張力は、ローラ５８により、又は、ローラ５
６又は５７をスプリングで引っ張ることにより維持され
る。
【００３４】分割すべきウエハ１１は下側移送ベルト５
１と上側移送ベルト５５の間に位置６３で挿入される。
正確な位置付けは汚染しない穏やかなウエハ破断動作に
不可欠である。そして下側移送ベルト５１と上側移送ベ
ルト５５の間に挟まれたウエハ１１はローラ５２に向か
って移動し、ローラ５２の周りを移動するように強制さ
れ且つ曲げられるので、移送ベルトが移動するにつれ
て、ウエハ１１を棒材に分割するために必要な曲げモー
メントが生じる。図２に関連して説明したように、個々
の棒材は分割されると少なくとも隣接する棒材の分割面
が互いに他を損傷できない程度に引離される。
【００３５】この実施例では、移送ベルト５１及び５５
は分割が起きた後に離される。これにより、個々の棒材
は良好に解放される。これらの棒材は図４に関連して説
明したようにしっかりと保持される必要がある。図５の
実施例では、収容部材として働く成形された金属突起、
即ちフック６４を持つ第３移送ベルト５９をこの目的の
ために用いる。棒材が解き放されたとき所定の位置に必
ずフックがあるように、第３移送ベルト５９は移送ベル
ト５１及び５５よりも速い速度で移動される。第３移送
ベルト５９はローラ６１、６２及び６０の周りを反時計
方向に駆動される。ローラ６０はローラ５２と同じ軸に
配置されるが、これの直径は異なりそして独立して回転
される。
【００３６】棒材を分割して引離し、しっかりと保持し
てから、その分割面を被覆するために、それらの棒材を
集めて配列し、移送することは割合に簡単である。１つ
の可能性の概略を図５に関連して説明する。図示のよう
に、凹み６６をそれぞれ備えた２つのアームを有するＵ
型の保持容器６５は、図示された位置でこれの２つのア
ームの間を第３移送ベルト５９が通過するように、この
ベルト５９と交差して配置される。フック６４の１つに
保持された棒材が下方に移動するにつれて、第３移送ベ
ルト５９の両側から突出する棒材の両端が２つのアーム
の先細の凹み６６の１つに収容される。そして保持容器
６５は左に移動するので、次の空いている凹みは次の棒
材を受取ることができる。保持容器６５は、例えば、ウ
エハ１１から破断された全ての棒材が入るマガジンとし
て働く。全ての凹みが棒材を受け取ると、棒材は（図示
されていない手段によって）その位置に固定される。そ
の結果、分割面を保護被覆するために、マガジン即ち保
持容器６５を図示していない搬送手段により棒材を真空
システムの蒸着ステーションに一括移送することができ
る。
【００３７】図５に示すような分割装置を設計し操作す
る際に考慮すべき必須の要求及び条件の幾つかを図６及
び図７を参照して概説する。
【００３８】ＩＩＩ−Ｖ族複合半導体、例えばＧａＡｓ
の自然の分割面は通常は{110} である。レーザーの場
合、分割で生じたミラー面は、放出面領域の付近に段状
部又は他の欠陥がなく、"完璧"であることが重要であ
る。このような面を作ることは、分割面を規定するため
に用いた刻み線をウエハのエッジで適切に刻むだけでは
なく、所要の分割方向に垂直な均一の引っ張り応力を加
えることも必要である。そのためには、加えられる曲げ
る力に関してウエハを、移送ベルトの間の正しい位置に
正確に配置してしっかりと固定し、ウエハが少しも拘束
されずに所望の面で破断できることが必要である。後で
説明するように、曲げる力は理想的な値とあまり異なっ
てはならない。
【００３９】図６の簡単な片持ばりの幾何学的な配列に
ついての基本的な考察によれば、曲げモーメントＭ＝Ｆ
RｘＬによって生じた、支点ＡでのひずみＳは次の等式
のとうりである。
【００４０】Ｓ＝６Ｍ／Ｅｗｔ2 （１） ここで、ｗ及びｔは破断すべきサンプルの幅及び厚さで
あり、Ｅは材料のヤング率である。
【００４１】臨界的なひずみＳC で分割が起きると、サ
ンプルを破断する曲げモーメントは次の等式から得られ
る。
【００４２】ＭC＝Ｅｗｔ2・ＳC／６＝ＦRc・Ｌ 図５に示したシステムのようにローラでレーザー・ウエ
ハを分割するために、引っ張る力Ｆを曲げやすいベルト
に加えると、図７に示すように、該ベルトを介して曲げ
モーメントが加わる。そしてウエハに垂直に加わる分割
力ＦR は次の等式から得られる。
【００４３】ＦＲ＝Ｆ・ｓｉｎΘ＝Ｆ・２Ｌ／Ｒ なぜなら、小さい角度Θに対して次の近似式が成り立つ
からである。
【００４４】
【数１】
【００４５】最後の分割位置から距離Ｌだけ進んだと
き、即ち次の刻み線が位置Ａに達したとき、上側移送ベ
ルトに加える、所要の分割モーメントＭCを得るために
必要な力ＦCは等式（２）及び（３）から導かれた次の
等式から得られる。
【００４６】ＦC＝ＦRc・Ｒ／２Ｌ＝ＭC・Ｒ／２Ｌ2 又は、所与の厚さ及び幅のウエハについては次の等式が
成り立つ。
【００４７】ＦC＝ｃｏｎｓｔ・Ｒ／Ｌ2 所与の材料及び所与の断面のウエハを分割するために必
要な臨界的なモーメントＭC は、次の刻み線が位置Ａに
達したとき、即ちレーザー棒材の長さがＬと等しくなっ
たとき加える必要がある。ずれが大きければ、分割プロ
セスに悪影響を及ぼし、その結果、ミラーの品質が低下
したり、刻み線で規定された面の分割が妨げられること
もある。
【００４８】もし該加えた力ＦがＦC よりも小さけれ
ば、ウエハがＬよりも長い距離を進んだ後にだけＭC＝
ＦRｘＬ に達する。その結果、ウエハは刻み線で規定さ
れた所望の面では破断せず、状況によっては、刻み線の
あいだか又は次の刻み線で破断し、棒材の長さが２Ｌに
なることがある。
【００４９】ＦがＦCよりも大きい、即ち刻み線が位置
Ａに達する前にＭC になった場合にも問題が起こる。こ
の場合も、どのように分割されるかを断定することはで
きない。ウエハは位置Ａの周りで分割され、その結果、
不満足な分割面及び短すぎる棒材を生じることもあり、
又はやや制御できない条件の下に刻み線で破断すること
がある。引っ張る力Ｆが適切に補正されない限り、次の
棒材について問題は更に悪化する。
【００５０】Ｆ（ｃ） は移送ベルト間の摩擦及び線が
刻まれたウエハの破断に必要なトルクのような、十分な
精度で決めることができない要素に左右されるから、そ
の正確な計算は実際には不可能である。しかしながら、
移送ベルトに加える張力の調整は、分割装置をあまり不
安定ではない動作に速やかに移行させる。異なる厚さ又
は幅のウエハを使用し又は棒材の長さを変更するとき
は、事前に新たに調整を必要とする。
【００５１】考慮すべき更に重要な特性はウエハを分割
するローラの半径Ｒである。
【００５２】所要の力ＦC が分割ローラの半径Ｒに比例
することは等式（５）から明白である。なぜなら、所与
の力Ｆに対して、ウエハに垂直な力ＦRの実効値は、半
径Ｒが大きくなるにつれて小さくなるからである。移送
ベルトの間の過度の摩擦を要する非常に大きな力を用い
る必要を回避するために、ローラは大き過ぎてはならな
い。
【００５３】他方、かなり小さな半径のローラを用いる
場合には、きびしい動作上の問題が起きる。問題点の１
つは、移送ベルトの間に挿入されたウエハは、ウエハと
移送ベルトの間の摩擦によってだけ所定の位置に保持さ
れ、抵抗に逆らって移動する。分割前に、接線にそって
ローラ上をウエハが移動するとき、相当な抵抗が蓄積さ
れる。更に、極端な場合には、ウエハが下側のベルトか
ら持上げられるので、摩擦は減少する。その結果、前進
力は抵抗に打ち勝つのに不十分である。
【００５４】分割システムの適切な動作のためには、レ
ーザー棒の長さとローラの半径の間の関係Ｌ：Ｒは１０
と５０の間にあるべきことが実際に観察された。これ
は、棒材の長さＬが 0.5 mm の場合、半径Ｒは次の関係
を満たすべきである。
【００５５】５ｍｍ＜Ｒ＜２５ｍｍ 換言すれば、鋭いくさび即ち"ナイフ"と種々の分割手法
で従来使用されている更に半径の小さなローラ(Ｒ＝1
から 2 mm)は本発明には適合しない。
【００５６】本明細書に記述された本発明の方法及び装
置は半導体レーザーの一括大量生産に用いるために設計
されている。１回の真空室のランで処理できる棒材及び
レーザー・チップの数を説明するために、ウエハは長さ
が 20 mm、幅が25 mm であり、幅のうち 5 mm は、前述
のように、棒材の端をしっかりと固定するのに用いられ
ると仮定する。長さが 0.5 mm のレーザーの場合、前記
ウエハから４０個の棒材が得られる。チップ又はレーザ
ーの幅が 0.25 mmの場合、合計して 40 x 80＝ 3200の
レーザーが得られる。
【００５７】特に真空室で実行するときのプロセスの効
率を改善するために、システムは（１）分割すべきウエ
ハの数を保持し挿入するための入力マガジン配列、及び
（２）ウエハをロードし被覆棒材を引出すロード・ロッ
クを付加して完成することができる。従って、例えば１
０個のウエハを該システムにロードするとき、真空シス
テムの処理量は１回の運転当り 32000個のレーザーに増
加する。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、レーザー・ダイオード
を大規模に即ち一括して製造する方式に適合する半導体
ウエハ分割方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に従って、線が刻まれたウエハ
を下側移送ベルトと上側移送ベルトの間に保持する方法
を示す図である。
【図２】ウエハから棒材を作るために、下側移送ベルト
と上側移送ベルトの間に挟まれたウエハを曲げて分割
し、分割された棒材を引離しておくために押さえ続ける
分割ローラの側面概要図である。
【図３】伸縮性のある移送ベルトを用いて、分割された
棒材を互いに引離しておく方法を示す分割ローラの側面
概要図である。
【図４】分割された棒材を、移送ベルトの間から解き放
すことにより、互いに引離しておく方法を示す分割ロー
ラの側面概要図である。
【図５】本発明に従って設計された一括分割装置の概要
図である。
【図６】本発明の一括分割装置の設計条件を説明するの
に用いる図である。
【図７】本発明の一括分割装置の設計条件を説明するの
に用いる図である。
【符号の説明】
１１ ウエハ １２ 下側移送ベルト １３ 上側移送ベルト １３Ａ 条線 １３Ｂ 条線 １５ 刻まれた線 ２１ 構造体又はローラ ２２ レーザー棒材 ４１ 移送ベルト ４２ フック ５１ 下側移送ベルト ５２ ローラ ５３ ローラ ５４ ローラ ５５ 上側移送ベルト ５６ ローラ ５７ ローラ ５８ ローラ ５９ 移送ベルト ６４ フック ６５ 保持容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストフ・ステファン・ハルデル スイス国、チューリッヒ シー・エッチ −8038、レンゲルストラッセ 66番地 (72)発明者 エルンスト・イーベルハルド・ラッタ スイス国、アドリスヴィル シー・エッ チ−8134、ロイティストラッセ 82番地 (72)発明者 アルバータス・オーセンブルグ スイス国、ラングノー シー・エッチ− 8135、ヴァイスヴァルドヴェク 20番地 (72)発明者 ハインツ・リチャード スイス国、キルシベルグ シー・エッチ −8802、シュッツェンマットストラッセ 29番地 (72)発明者 ピーター・フェティゲル スイス国、ラングノー シー・エッチ− 8135、ラングムースストラッセ 33番地 (56)参考文献 特開 昭48−54866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−142163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−47491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−131583（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−57015（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−185009（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−89108（ＪＰ，Ｕ) 欧州特許出願公開416190（ＥＰ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体ウエハを複数個の棒材に分割して移
    送する方法であって、 上記半導体ウエハの分割位置に切り込み線を刻む工程
    と、 第１移送ベルト及び該第１移送ベルトの下側に配置され
    た第２移送ベルトを互いに押しつけ、上記第１移送ベル
    ト及び第２移送ベルトの長手方向に垂直な方向に上記切
    り込み線を整列させて上記第１移送ベルト及び第２移送
    ベルトの間に上記半導体ウエハを挟持する工程と、 上記半導体ウエハを挟持した上記第１移送ベルト及び第
    ２移送ベルトをローラの周りに移動させて、上記半導体
    ウエハを上記複数個の棒材に分割する工程と、上記半導
    体ウエハが上記複数個の棒材に分割された後に、上記第
    １移送ベルトを上記第２移送ベルトから離して、上記棒
    材を解放する工程と、 上記第１移送ベルト及び上記第２移送ベルトが離れる位
    置を通って、上記棒材を収容する収容部材を有する第３
    移送ベルトを移動させて、上記解放された棒材を互いに
    離して上記収容部材に収容する工程と、 上記第３移送ベルトから上記棒材を保持容器に移して上
    記棒材を互いに離して上記保持容器に収容する工程と、 上記棒材を収容した保持容器を蒸着ステーションに移動
    して、上記分割面に保護膜を付着する工程とを含む上記
    方法。
  2. 【請求項２】半導体ウエハを複数個の棒材に分割して移
    送する装置であって、 第１移送ベルトと、 該第１移送ベルトの下側で上記第１移送ベルトに押しつ
    けられて、複数の分割位置にそれぞれ切り込み線を有す
    る半導体ウエハを上記第１移送ベルトとの間に挟持して
    移送する第２移送ベルトと、 ここで、上記切り込み線が上記第１及び第２移送ベルト
    の移送方向に垂直になるように上記半導体ウエハが挟持
    されており、 上記半導体ウエハを挟持した上記第１及び第２移送ベル
    トを湾曲させて案内し、上記半導体ウエハを上記複数個
    の棒材に分割するローラと、 ここで、上記第１移送ベルト及び上記第２移送ベルト
    は、上記半導体ウエハが複数個の棒材に分割された後に
    互いに離されて上記棒材を解放し、 上記第１及び第２移送ベルトが離れる位置を通って移動
    され、上記解放された棒材を受け取り該棒材を互いに離
    して収容する複数個の収容部材を有する第３移送ベルト
    と、 該第３移送ベルトに近接して配置され、該第３移送ベル
    トから上記棒材を受け取って該棒材を互いに離して収容
    する保持容器と、 該保持容器を上記保護膜を付着する蒸着ステーションに
    移送する手段とを含む上記装置。
  3. 【請求項３】上記保持容器は、Ｕ字型に延びる２つのア
    ームを有し、該２つのアームのそれぞれに上記棒材を収
    容する複数個の凹みが設けられており、上記２つのアー
    ムの間を上記第３移送ベルトが通過するように上記保持
    容器及び上記第３移送ベルトが交差されていることを特
    徴とする請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】上記棒材の両端が上記第３移送ベルトの両
    側から突出して該第３移送ベルトに収容され、上記棒材
    の両端が上記２つのアームのそれぞれの凹みに収容され
    ることを特徴とする請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】上記ローラの半径は５ｍｍー２５ｍｍであ
    ることを特徴とする請求項２又は４項記載の装置。
  6. 【請求項６】上記第２移送ベルトが上記ローラに係合さ
    れて該ローラにより駆動され、そして上記第１移送ベル
    トは上記第２移送ベルトとの摩擦係合により駆動される
    ことを特徴とする請求項４記載の装置。
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