JPH031536A - シリコン半導体ウエハの切断回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体ウェハの分割方法および装置に関する
。さらに詳しくは、トランジスタ、ダイオード等のディ
スクリート（個別素子）等として利用されるシリコン（
ＳＬ）単結晶の円板形等からなる半導体ウェハについて
、ディスクリート素子用基板として製造加工する途中の
中間工程手段とその装置とに関する。

［従来の技術］ 従来、シリコン単結晶の円板形等からなる半導体ウェハ
からなるトランジスタ、ダイオード等のディスクリート
素子用基板の製造手段としては、例えば第８図〜第１０
図に示すものが知られている。

この従来のディスクリート素子用基板の製造手段は、棒
状のシリコン単結晶からなるインゴット等からダイヤモ
ンドカッター等で一定厚み巾に半導体ウェハ１を切断成
形して、まず第８図に示すように半導体ウェハ１を拡散
炉に入れる等してその両面に不純物を拡散して不純物拡
散層２を形成し、その後第９図に示すように研削装置Ｇ
等によ−り半導体ウェハ１の片面を研削して不純物の拡
散されていない不純物未拡散層３を形成し、さらに第１
０図に示すように不純物未拡散層３に新たな不純物４、
例えばトランジスタではベース、エミッタ等を形成する
新たな不純物を拡散し、その後チップ化し実装するもの
である。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来のディスクリート素子用基板の製造手段では
、半導体ウェハ１がその両面に不純物拡散層２と不純物
未拡散層３とを備えなければならないという構造である
ために、第９図等に示すような半導体ウェハ１の片面の
研削を行なっており、そのため、高価なシリコン単結晶
をキリコとして損失してしまい、また拡散工程によって
わざわざ形成した片面の不純物拡散層２がキリコとして
除去されてしまうという問題点を有している。

而して、本発明者らは、このような問題点解消の手段と
して、両面に不純物が拡散された不純物拡ｔｌｌＵを有
する半導体ウェハを、厚み巾の中心から切断して二分割
し、二分割された各半導体ウェハの夫々の切断面側を新
たな不純物を拡散する不純物未拡散層とする技術を開発
した（特願昭６３−１２６５９１号）。この二分割技術
では、簡便な二分割手段が製造効率の上から開発課題と
なっていた。

本発明はこのような問題点、開発課題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、シリコン単結晶、不純物拡散
層の損失、除去に伴う無駄を防止することができる前記
二分割技術を簡便に行なうことができるとともに製品品
質を確保し得る半導体ウェハの分割方法と、これを実施
するための構造自車な装置とを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、本発明に係る半導体ウェハ
の分割方法および装置は、次のような手段を採用する。

即ち、本発明半導体ウェハの枚葉式二分割方法は、表裏
両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有する半導体
ウェハの一側端面に当板を接続して取付け、該ウェハの
片面をバキュームにより吸着保持し、高速回転するカッ
ターにより前記当板と反対側の端面からウェハの厚み巾
中心を当板方向へ切断してウェハを二分割させることを
特徴とする。

又、本発明の半導体ウェハの分割装置は、表裏両面に不
純物が拡散された不純物拡散層を有し、かつ一側端面に
当板を接着して取付けた半導体ウェハと、カッターの近
傍で前記ウェハの片面をバキュームにより吸着保持可能
な保持機構と、前記保持機構ヘウエハを供給し、回収す
るロボッティングアームと、前記保持機構に保持された
ウェハを前記当板と反対側の端面からウェハの厚み中心
を当板方向へ切断して二分割させる高速回転可能なカッ
ターとなることを特徴とする。

［作用］ 前述の本発明者らの二分割技術によると、両面に不純物
拡散層を有する半導体ウェハを二分割することにより、
前述の従来の重研削を行なわずに不純物未拡散層を形成
することができるため、シリコン単結晶、不純物拡散層
の損失、除去に伴う無駄を防止することができる。

そして、本発明によれば、半導体ウェハは高速回転する
カッターにより厚み巾中心を当板方向へ切断され、該カ
ッターの刃先が当板に当接し又は当板にくい込むところ
まで切断されて二分割されることになり、比較的薄いウ
ェハについて切断終了部分に発生しゃすいウェハの欠は
落ち（チップ欠け）が当板の介在により防止されるとと
もに切断後の２枚のウェハは当板を介して接続状態に保
持される。

［実施例］ 以下、本発明に係る半導体ウェハの分割方法およびその
装置の実施例を第１図〜第７図に基いて説明する。

まず、本発明者らの開発した二分割技術について説明す
ると、第１図（Ａ）に示すような両面に不純物拡散層２
を有する半導体ウェハ１を、第１図（Ｂ）に示すように
厚み巾の中心から切断して二分割し、その切断面側を新
たな不純物を拡散するための不純物未拡散層３とするも
のである。

この二分割技術によると、半導体ウェハ１の不純物拡散
層２はそのまま利用され、−枚の半導体ウェハ１から不
純物未拡散層３を有する二枚のディスクリート素子用基
板１ａ、　１ｂが形成されることになる。このため、半
導体ウェハ１の不純物拡散層２はそのまま利用され除去
されておらず、また半導体ウェハ１を構成するシリコン
単結晶も従来に比し損失が低減されている。

また、第４図（従来例）、第５図（二分割技術）は、前
述のシリコン単結晶の損失を対比するものである。

従来例では、第４図（Ａ＞に示すようにインゴット８か
らカッティングのキリコａを消耗して厚み巾すの半導体
ウェハ１が切断成形され、第４図（Ｂ）に示すようにこ
の半導体ウェハ１に不純物拡散層２が形成されその厚み
巾を変化なくｂとするとく研磨等の消耗は微量なため無
視する）、不純物未拡散層３を形成するための研削によ
ってその厚み巾すの約半分１／２ｂがキリコとして消耗
され、第４図（Ｃ）に示すように厚み巾１７２ｂのディ
スクリート素子用基板１′が得られる。このため１／２
ｂのディスクリート素子用基板の一枚の製造につきａ　
＋　１／２ｂｆｆｉのシリコン単結晶が消耗されること
になる。

一方、二分割技術では、第５図（Ａ）に示すようにイン
ゴット８からカッティングのキリコａを消耗して厚み巾
Ｃの半導体ウェハ１が切断成形されることになるが、ｃ
　＝　１／２ｂ＋　１／２ｂ＋　ｄ　＋　ｄ　＋　ａで
あり、（ａは半導体ウェハ１の主１３代でありインゴッ
ト８からカッティングのキリコと周回としてあり、また
ｄは前記表面修正式５である。）、最終的に第５図に（
Ｃ）に示ずように厚み巾１７２ｂのディスクリート素子
用基板１ａ、　Ｉｂが二枚得られる。このため、１／２
ｂのディスクリート素子用基板１ａ、　１ｂの一枚の製
造につき１／２　　（ａ＋ａ十ｄ、＋ｄ）＝ａ−ｚｊｍ
のシリコン単結晶が消耗されることになり、従来の消耗
量ａ＋１／２ｂとの対比において、ｄは現状技術では十
分微聞で足りｄ　＜　１／２ｂであるから、本発明では
シリコン単結晶の消耗が低減されることになる。

このような二分割技術においては、まずインゴット８の
切断等による半導体ウェハ１の成形の際に、半導体ウェ
ハ１の厚み巾を二分割可能な厚み１】に成形しておき、
次に第６図又は第７図に示す如く、ウェハ１の一端面に
該ウェハの厚みと同等の幅を有し、かつ適宜厚さおよび
長さを有する当板１４．１４’を接着して取付けておく
。

当板１４．１４’はカーボン又はシリコン等の材質で形
成され、その当板１４はウェハ１のオリフィラ１゜と反
対側の端面に取付けた場合の形状を示しく第６図）、当
板１４′はウェハ１のオリフィラ１゜部分に取付けた場
合の形状を示す（第７図）。

上記ウェハ１はその厚み巾の中心を検出してカッター７
でこの中心から前記当板１４又は１４′の中程まで切込
まれ二分割する。そして二分割されるウェハは当板を介
して接続した状態を維持する。

以下に、本発明装置を説明すると、第２図及び第３図に
示すように、分割装置をカッター７、ロボッティングア
ーム９、保持機構１０及び搬送機構部１１ａ、　　１１
ｂ、　　１２ａ、　　１２ｂ、　　１３ａ、　　１３ｂ
から構成させ、図中、１１ａはベルトコンベア、１１ｂ
はローラコンベア、１２ａは切断前のウェハ収納用のカ
セット、１２ｂは切断（二分割）後の基板収納用のカセ
ット、１３ａはカセット、　１２ａよりウェハ１をロー
ラコンベア１１ｂへ搬送覆る板状のストレートアーム、
１３ｂはローラコンベア１１ｂより基板をカセット１２
ｂへ搬送するストレートアームである。

カッター７は定位置で高速回転し半導体ウェハ１を切断
するもので、リング７１に内周刃７２を緊張固定してな
るダイヤモンドカッター等からなる。

ロボッティングアーム９は伸縮機構９ｂ及び回転機構９
Ｃを介して先端に、真空ポンプ等へ通じ適時に吸着作用
を生ずる吸着盤９ａを有し、下向きから水平方向までの
区間を回￥ｒｈ機構９Ｃにより回動自在である。

保持機構１０はカッター７と直角に交叉する如く水平状
に設置され、先端に真空ポンプに接続した吸気経路へ通
じるポーラスなセラミック等の強固な吸着面１０ａを備
える。

この保持機構１０は前記吸着面１０ａがカッター７の内
周刃７２を基準に一定位置に設置され、かつ図示しない
機構により昇降動自在である。

而して上記装置の動作を説明すれば、先端上面に吸着機
能を持つ板状のストレートアーム１３ａによってウェハ
１が下面を吸着されてカセット１２ａより１枚宛取り出
されてローラコンベア１１ｂへ搬送された後、該コンベ
アｌｌｂ及びベルトコンベア１１ａによりウェハ１は所
定位置へ搬送され、そこでロボッティングアーム９がウ
ェハ１を吸着盤９ａにより吸着し、上向きに回動して保
持機構１０の吸着面１０ａに受渡しさせる。尚、この間
、カセット１２ａ内のウェハ１はストレートアーム１３
ａによって吸着される位置まで上昇され、次の搬送の準
備を終了している。

保持機構１０の吸着面１０ａがウェハ１を吸着保持した
状態では、ロボッティングアーム９の吸着盤９ａはその
吸着作用を停止してウェハ１を吸着面１０ａに強固に吸
着保持させ、その後に保持機構１０が上動しカッター７
によりウェハ１をその中心より切断して二分割する（第
２図２点破線）。

しかし分割されたウェハ１の一半部である基板１ａ及び
他生部である基板１ｂは共に当板（１４）を介して接続
されたまま保持機構１０に吸着保持されている。そして
切断終了侵に保持１９４１１０はウェハ１の分割された
基板１ａおよび１ｂを保持したまま下降して基点位置に
復帰し、ロボッティングアーム９はその吸着盤９ａに基
板１ａ及び１ｂを保持した状態で伸縮機構９ｂ及び回転
機構９Ｃが作動して他物に接触しないようにし、その状
態で下向きに回動しながら下降し、ベルトコンベア１１
ａ上に位置した時点で収縮動作を解除して基板１ａ及び
１ｂをベルトコンベア１１ａ上へ載承する。ベルトコン
ベア１１ａよりローラコンベア１１ｂに移乗された基板
１ａ及び１ｂはストレートアーム１３ｂによりその下面
を吸着されてカセット１２ｂ内に搬送収納される。

その後、カセット１２ｂは基板１ａのピッチ分だけ上昇
する。

次いでストレートアーム１３ａにより新たなつエバ１が
カセット１２ａより取出され、前述と同様の作業をくり
返す。

尚、上記実施例ではベルトコンベア１１ａを１台のみ配
設してウェハ１と分割後の基板１ａ及び１ｂとの搬送路
に共用したが、作業速度を高めるためにそれぞれの搬送
路を別にする２系列のベルトコンベアを設置することも
よい。

又、保持機構１０の吸着面１０ａに保持した基板１ａ及
び１ｂを回収するために、ロボッティングアームと別に
他のロボッティングアームを用いることも任意であり、
それによりさらに作業速度を高めることができる。

さらに実施例においては、保持機構１０を昇降動させて
切断動作をさせた場合を説明したが、保持機構１０を定
位置に固定し、カッター７を昇降動させることにより切
断動作をさせることも任意である。

［発明の効果］ 本発明によれば、保持機構にウェハの片面を保持した状
態で該ウェハをカッターにより二分割するが、ウェハの
一端面に当板を設け、該当板と反対側の端面から当板方
向へ切断して二分割するので、切断終了時期に発生しや
すいチップ欠は現象が当板の介在によって防止でき品質
の確保が図れるため作業能率を向上させることができる
。

又、分割後も２枚のウェハ（基板）が当板を介して接続
されているので、該基板の回収手段を一半部及び他生部
の基板毎別個に設ける必要はなく、回収手段およびそれ
に付属する機構を簡単になし得、構造簡素な装置を提供
し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る半導体ウェハの分
割方法および装置の前提技術である二分割技術を示す断
面図、第２図は本発明に係る半導体ウェハの枚葉式二分
割方法および装置の実施例を示す正面図、第３図はその
平面図、第４図（Ａ＞（Ｂ）、（Ｃ）はシリコン単結晶
の消耗量（従来例）を示す断面図、第５図（Ａ）、（Ｂ
）。 （Ｃ）は第４図と対比される本出願人の二分割技術の断
面図、第６図（Ａ）は当板の取付は構造を示す正面図、
第６図（Ｂ）はその側面図、第７図（Ａ）は当板の他の
取付は構造を示す正面図、第７図（Ｂ）はその側面図、
第８図〜第１０図は従来例の工程を示す断面図である。 １・・・半導体ウェハ ２・・・不純物拡散層 ３・・・不純物未拡散層 ４・・・新な不純物 ７・・・カッター ８・・・インゴット ９・・・ロボッティングアーム １０・・・保持機構 １４、１４’・・・当板 特許出願人　　　　直江津電子工業株式会社第１図 第６図 第７図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 う 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表裏両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有
   する半導体ウェハの一側端面に当板を接着して取付け、
   該ウェハの片面をバキュームにより吸着保持し、高速回
   転するカッターにより前記当板と反対側の端面からウェ
   ハの厚み巾中心を当板方向へ切断してウェハを二分割さ
   せる半導体ウェハの枚葉式二分割方法。
2. （２）表裏両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有
   し、かつ一側端面に当板を接着して取付けた半導体ウェ
   ハと、カッターの近傍で前記ウェハの片面をバキューム
   により吸着保持可能な保持機構と、前記保持機構へウェ
   ハを供給し、回収するロボッティングアームと、前記保
   持機構に保持されたウェハを前記当板と反対側の端面か
   らウェハの厚み巾中心を当板方向へ切断して二分割させ
   る高速回転可能なカッターとからなる半導体ウェハの枚
   葉式二分割装置。