JPH0386503A - 半導体ウエハの切断方法および装置 - 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、半導体ウェハの切断方法および装置に関する
。

さらに詳しくは、トランジスタ等のディスクリート素子
用基板を製造するための半導体ウェハを切断加工する方
法、装置に関し、その切断加工及び前工程における能率
の改良に関する。

［従来の技術］ 従来、ディスクリート素子用基板を製造するための半導
体ウェハの切断手段に関しては、本出願人が先に提案を
行なっている（特願昭６３−１６２０４３号等）。

即ち、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有し中
央に不純物が拡散されていない不純物未拡散層を有する
半導体ウェハを、その厚み巾の略中心部から切断し、分
割面を新たな不純物を拡散するための不純物末拡＠層と
して、シリコン単結晶の渦失を低減等するものである。

また、この切断手段において、半導体ウェハの周縁に当
板等を取付けて当板の一部を残しウェハを完全に切断す
る非分離的な切断を行ない、切断工作の能率化と切断工
作による損傷防止をしたものについても、本出願人は先
に提案を行なっている（特願平１−１３７０３７号）。

［発明が解決しようとする課題Ｊ 前述の本出願人の先提案に係る半導体ウェハの切断手段
では、各半導体ウェハに夫々当板等の取付工作を行なっ
て、−枚づつ供給カセットから供給し切断してから回収
カセットに回収することが行なわれるため、供給回収の
直接の切断加工以外の時間が掛るという問題点を有して
いる。

さらに、半導体ウェハの供給回収速度を速める等により
切断加工の時間短縮を指向すると、半導体ウェハが脆性
であるために、供給９回収の間に損傷してしまうという
問題点を右している。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、半導体ウェハを損傷することな
く能率的に切断加工することのできる半導体ウェハの切
断方法と、この方法を実施するに好適な装置とを提供す
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
ハの切断方法は、両面に不純物が拡散された不純物拡散
層を右し中央に不純物が拡散されていない不純物未拡散
層を有する半導体つ１ハを２枚合仕にし当板等で連結し
たウェハ連結体を形成して、相対する吸着面を有する保
持機構でウェハ連結体の片面を選択的交互に保持して各
半導体ウェハをその厚み巾の略中心部から夫々当板等を
残して非分離的切断し、この切断工程中に加工済ウェハ
連結体及び未加工ウェハ連結体の搬送動作を完了するこ
とを特徴とする。

また、本発明に係る半導体ウェハの切断装置は、半導体
ウェハを２枚合せにし当板等で連結したウェハ連結体と
、前記ウェハ連結体を保持するため分離独立して機能す
る２つの相対する吸着面を有する保持機構と、前記ウェ
ハ連結体のウェハをその厚み巾の略中心部より切断して
２分割り°べく高速回転する内周型切断刃と、前記ウェ
ハ連結体を保持した保持機構と切断刃とを接離させる切
断送り機構と、加工済ウェハ連結体を保持機構から回収
し、未加工ウェハ連結体を保持機構へ供給するとともに
加工済ウェハ連結体及び未加工ウェハ連結体をカセット
と保持機構近傍との間で搬送する供給回収機構とを備え
、前記保持機構は各吸着面にウェハ連結体を交互して吸
着保持し、その保持する間に各ウェハを切断刃により切
断加工させるとともに前記供給回収機構の動作平面内に
切断刃より一定距離リトラクトして供給回収機構にウェ
ハ連結体の供給回収動作を可能にし、前記供給回収機構
はウェハ連結体の切断工程中に前記加工済ウェハ連結体
及び未加工ウェハ連結体の搬送動作が完了していること
を特徴とする。

尚、上記本発明装置は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に限らず、不純物未拡散層
を有しない他の目的で使用するウェハにも適用し得るも
のである。

［作用］ 前述の手段によると、方法では、半導体ウエハを２枚合
せにして当板等で連結したウェハ連結体を形成して供給
、切断２回収することから、半導体ウェハを従来の１枚
の倍の２教づつ供給、切断。

回収することができるようになり、結果的には供給回収
速度を速めて切断加工の時間短縮の指向に対応すること
ができる。

また、相対する吸着面を有する保持機構でウェハ連結体
の片面を選択的交互に保持して切断を行なうことから、
２枚の半導体ウェハを略近似位置で略同時期に切１ｇ１
１Ｊることが可能になる。さらに、切断工程中に未加工
のウェハ連結体の供給と加工済のウェハ連結体の回収と
の搬送動作を行なうことから、供給、切断９回収の連係
が能率的となる。

このため、半導体ウェハをｍｓすることなく効率的に切
断加工することのできる半導体ウェハの切断方法を提供
するという目的が達成される。

又、本発明装置によれば、ウェハ連結体と、保持Ｒ４１
！！と、内周型切断刃と、切断送り機構と、供給回収機
構との連係動作によって前述の方法の実施を有効ならし
める装置が得られる。

［実施例］ 以下、本発明に係る半導体ウェハの切断方法および装置
の実施例を図面に基いて説明する。

この実施例は、第１図、第４図、第５図に示すような装
置により、第４図、第５図に示すような動作で実施され
る。

本発明に係る半導体ウェハの切断方法および装置の実施
では、まず、第２図、第３図に示すようなウェハ連結体
Ｃの形成が必要となる。

このウェハ連結体Ｃは、両面に不純物（ボロン。

リン等）が拡散された不純物拡散層を右し中央に不純物
が拡散されていない不純物未拡散層を有する半導体ウェ
ハＷを２枚合せにし、カーボン等で形成された断面コ字
形の当板Ｐを接着剤を介して半導体ウェハＷの周縁に嵌
合して接着固定しく第２図参照）、または前記当板Ｐに
相当する部分Ｐ′を半導体ウェハＷの周縁に４弗化エチ
レン樹脂等の円盤を利用して接着剤を塗着肉盛して硬化
形成しく第３図参照）、２枚の半導体ウェハＷを連結一
体化してなるものである。

上記当板等Ｐ、Ｐ’の形成は本出願人による先の提案（
特願平１−１６９２１２．特願平１−１６９２１３、特
願平１−１９５７５７．実願平１−８８６５１）を応用
したものである。

このような当板等Ｐ、Ｐ’の形成は、半導体Ｗの１枚づ
つ形成する場合に比し半分の作業量ですむことになる。

このように形成されたウェハ連結体Ｃは、第１図に示す
ような構造の内周式カッタからなる切断機構１で切断さ
れる。

この切断機構１は、回転軸１１に連結して高速回転する
皿形のチャック１２と、内周縁にダイアモンド層等の刃
先を有する円盤形の切断刃１３と、切断刃１３をチャッ
ク１２の円周縁に緊張固定するリング形の取付は部材１
４とを備えている。この切断ＩａＭ４１は装置全体の中
で固定的に設置され、固定的な切断面上で切断刃１３が
高速回転するようになっている。

さらに、この切断機構１で切断されるウェハ連結体Ｃは
、同じく第１図に示すような構造の保持機構２に保持さ
れて切断される。

この保持機構２は、バキュームポンプ（図示せず）に接
続した相対する多孔質材との吸着面２１゜２２と、シリ
ンダ等（図示せず〉に連結し一方の吸着面２１を他方の
吸着面２２に対し近接、離間するように移動させるロッ
ド２３と、Ａ／Ｃサーボモータ等の位置決め送り機構２
５により保持機構２全体をを前記切断刃１３に近接、離
間するよう移動させるベース２４とを備えている。なお
、両級着面２１．２２の最も近接した間隔は、ウェハ連
結体Ｃの厚さに加えて、ウェハ連結体Ｃを構成する半導
体ウェハＷが不純物を拡散されて生ずるそりによる変形
中を含むものである。また、両級着面２１．２２ｕ選択
的交互に吸＠機能を奏するように構成されており、前記
間隔はウェハ連結体Ｃを選択的交互に保持するため両級
着面２１．２２間を吸着移動可能な間隔に設定できる。

また、前述の切断機構１．保持機構２と、未加工のウェ
ハ連結体Ｃの供給カセット３．加工済のウェハ連結体Ｃ
′の回収カセット４との間には、未加工のウェハ連結体
Ｃ１加工済のウェハ連結体Ｃ′の供給１回収を行なう供
給回収機構５が配設されている（第５図参照〉。

この供給回収機構５は、一定範囲内を往復動可能なロッ
ドレスシリンダ等を利用した移動部５１と、移動部５１
に連結したロボッティングアーム部５２とを備えている
。移動部５１は、保持機構２が切断機ｍｉから最も離間
した受渡し位置と隣接配置された供給カセット３１回収
カセット４側との間に配設された第１移動部５１ａと、
第１移動部５１ａに支持されて第１移動部５１ａによる
往復動を補完するｗＳ２移動部５１ｂと、第２移動部５
１ｂに一定間隔を介して隣接して支持されロボッティン
グアーム部５２を直接動作する一対の第３移動部５１Ｃ
９第４移動部５ｔｄとを備えている。

ロボッティングアーム部５２は移動部５１の第３移動部
５１Ｃ１第４移動部５１ｄに対応して一対の構成からな
り、後端が移動部５１の第３移ｌ１１部５１Ｃ９第４移
動部５１ｄに連結された回ｅ打能なアーム５２ａと、ア
ーム５２ａの回動支点となるロータリーフクチ１エータ
ー等の１４ｉ１転部５２１）と、アーム５２ａの先端に
取付けられた未加工のウェハ連結体Ｃ２加工済のウェハ
連結体Ｃ′を掴む吸着盤等を右するハンド５２ｃとを備
えている。

尚、ここで回転部５２ｂを設けたのは、切断刃１３が定
位置に固定状に配置され、ワーク水平移動型切断機であ
るため、供給又は回収カセットでウェハ連結体は当板等
Ｐ、Ｐ’を下にして（又は上にして）収納されるため切
断時において当板等が切断終了側になるように９０度向
回転せる必要があるからである。

このような装置によると、まず第４図（Ａ）に示すよう
に、供給回収機構５が切断機構１の切断刃１３を回避し
て動作できるような受渡し位置に保持機＃ｌ！２を切断
機Ｍ４１から離間さ仕てさらにハンド５２Ｃが動作しや
すいように保持機構２の両級着面２１．２２を離間させ
る。そして、この際には、第５図（Ａ）に示すように、
供給回収機構５はその第１移動部５１ａ、第２移動部・
５１ｂが最も保持機構２の受渡し側に近接した箇所に動
作しており、第３移動部５１Ｃの下動作によりこれに連
結しているロボッティングアーム部５２のアーム５２ａ
を降下させハンド５２Ｃの吸着機能を解除すると共に、
保持機構２の他方の吸着面２２の吸着機能を動作するこ
とにより、未加工のウェハ連結体Ｃを吸着保持すること
ができる。

次に、第４図（Ｂ）に示すように、保持ｌ１Ｉａ２を切
断機構１に近接ざ仕ると共に、保持機４Ｍ２の両級着面
２１．２２を近接させる。この際、前記送りｌｌＩ構２
５により、保持機ａ２に吸着保持されている未加工のウ
ェハ連結体Ｃの吸着面２２側の半導体ウェハＷの略中心
に切断刃１３が位置するようにする。

この状態で、保持機構２を水平移動させて（図面上は上
下移動で示す〉ウェハ連結体Ｃの吸着面２２側の半導体
ウェハＷの略中心から当板等Ｐ。

（Ｐ′〉を残して非分離的に切断する。

雨後、第４図（Ｃ）に示すように、保持機構２の両級着
面２１．２２の吸着機能を切換えて、−７１の吸着面２
１の吸着機能を動作する。この吸着機能を切換えにより
、ウェハ連結体Ｃは他方の吸着面２２から離れて一方の
吸着面２１に吸着保持されることになる。この際、前記
送り機構２５により、保持機構２に吸着保持されている
ウェハ連結体Ｃの吸着面２１側の未切断の半導体ウェハ
Ｗの中心には切断機４１１の切断刃１３が位置するよう
にづる。この状態で、前述と同様に切断動作をし、その
結果、加工済のウェハ連結体Ｃ′が得られることになる
。

この結果、ウェハ連結体Ｃを構成している２枚の半導体
ウェハＷを略近装置で略同時期に切断することができる
ことになる。

このような第４図＜８＞、（Ｃ）の切断工程中において
は、前述の第５図（Ａ）の状態から、第５図（Ｂ）に示
すように第３移動部５１Ｃの上動作によりこれに連結し
ているロボッティングアーム部５２のアーム５２ａを上
昇させる。なお、第４移動部５１ｄに連結しているロボ
ッティングアーム部５２のハンド５２Ｃには切断加工済
のウェハ連結体Ｃ′が掴まれているが、これについては
後に詳説する。

続いて、第５図（Ｃ）に示すように、供給回収機構５を
その第１移動部５１ａ、第２移動部５１ｂが最も供給カ
セット３９回収カセット４側に近接した箇所に動作させ
、第５図（Ｄ）に示すように、第３移動部５１Ｃの不動
作によりこれに連結しているロボッティングアーム部５
２のアーム５２ａを真直させ降下させてハンド５２ｃの
吸着機能により供給カセット３の未加工のウェハ連結体
Ｃを掴み、同時に第４移動部５１ｄの不動作によりこれ
に連結しているロボッティングアーム部５２のアーム５
２ａを真直させ降下させてハンド５２Ｃの吸着機能の解
除により加工済のウェハ連結体Ｃ′を離す。そして、第
５図（Ｅ）に示すように、ロボッティングアーム部５２
のアーム５２ａを上昇させ回転部５２ｂを介して１字形
に屈曲させ、次いで第５図（「）に示すように、第４移
動部５１ｄに連結したロボッティングアーム部５２のア
ーム５２ａを保持機構２に対して直ちに動作できる位置
へ動作させ、第３移動部５１Ｃに連結したロボッティン
グアーム部５２のアーム５２ａに未加工のウェハ連結体
Ｃを用意して、先に保持機構２に保持させた未加工のウ
ェハ連結体Ｃの切断工程の終了を待機することになる。

即ち、未加工のウェハ連結体Ｃの切断工程中に、加工済
のウェハ連結体Ｃ′の回収と次の未加工のウェハ連結体
Ｃの供給との殆どの動作を同時進行させることができる
。

前述のウェハ連結体Ｃの切断工程の終了には、第４図（
Ａ）と同様に供給回収機構５が切断機構１の切断刃１３
を回避して動作できるような受渡し位置に、保持機構２
を切ＩＦｉｌ構１から離間させ、さらにハンド５２ｃが
動作しやすいように保持機構２の両級着面２１．２２を
離間させる。そして、第４図（Ｅ）、即ち第５図（Ｇ）
に示すように、第４移動部５１ｄを不動作させこれに連
結しているロボッティングアーム部５２のアーム５２ａ
を降下させてハンド５２Ｃの吸着機能により加工済のウ
ェハ連結体Ｃ′を掴み、保持機構２の一方の吸着面２１
の吸着機能を解除する。

この後には、第４移動部５１ｄを主動作させこれに連結
しているロボッティングアーム部５２のアーム５２ａを
ハンド５２ｃに加工済のウェハ連結体Ｃ′を徊んだまま
上昇させ、第５図（口〉に示すように第２移動部５１ｂ
を最も保持機構２の受渡し位置に近接した箇所に動作さ
せ、第４図（Ａ）、第５図（Ａ＞の操作を繰返すことに
なる。

尚、上記、供給カセット３１回収カセット４は、ウェハ
連結体の供給２回収工程毎に図示しないステッピングモ
ータによりカセットの１ピッチ分が一定方向へ移動され
る。

また未加工のウェハ連結体Ｃの供給系と加工済のウェハ
連結体Ｃ′の回収系とを隣接一体化しであるため、装置
の設置面積が低減されている。

上述した実施例においては、切断刃１３を定位置固定式
とし、ワーク（ウェハ〉移動型の場合を示したが、それ
に限定されるものではなく、例えばワーク固定式とし切
断刃移動型とすることもよい。

その場合には、供給回収機構の回転部５２ｂは不要とな
り、また特殊型ロッドレスシリンダを用いることによっ
て移動部５１ａ　、　５１ｂの２本のシリンダを１本に
まとめることができる。

又、前記移動部５１ｃ　、　５１ｄの２本のシリンダも
また、アーム５２ａの中間に回転可能な中間点を設け、
吸着ハンドを互いに反対向きに２個設ける等の変更によ
り１本のシリンダでまとめることも可能である。

尚、上記移動部はロッドレスシリンダに限定されるもの
ではない。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、２枚の半導体ウェハを連
結したウェハ連結体を用いて、選択的交互に吸着保持し
て切断し、切断工程中に供給２回収の主要な搬送動作を
行なうため、搬送速度を速くする必要がなく半導体ウェ
ハを損傷することなく正確かつ能率的に切断加工するこ
とができる効果がある。また、この効果により、半導体
ウェハの切断加工コストを低減することができる効果が
生ずる。

又、２枚の半導体ウェハを連結した１ク工ハ連結体を用
いるので、ウェハに当板等を取付は又は形成する作業の
低減が図れ生産性を高めることができる。

さらに上記効果を奏するに有効な装置を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体ウェハの切断装置の実施例
を示す要部断面図、第２図（Ａ）は本発明に係る半導体
ウェハの切断方法および装置に使用されるウェハ連結体
の構造を示す正面図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）の中
央縦断面図、第３図は第２図の変形例を示すものであり
第３図（Ａ＞は第２図（Ａ）の対応図で第３図（Ｂ）は
第２図（Ｂ）の対応図、第４図は本発明に係る半導体ウ
ェハの切断方法および装置の実施例の切断工程を示すも
ので（Ａ）〜（Ｅ）の順は工程順を示し、第５図は同供
給１回収工程を示すもので（Ａ）〜（１１）の順は工程
順を示すものである。 図中、 １・・・切断ｔａ構　　　　　２・・・保持機構３・・
・供給カセット　　　４・・・回収カセット５・・・供
給回収機構　　　１３・・・切断刃２１、２２・・・吸
着面　　　　２５・・・送り機構Ｃ・・・未加工のウェ
ハの連結体 Ｃ′ ・・・加工済のウェハ連結体 Ｐ・・・当板 Ｗ・・・半導体ウェハ 特 許 出 願 人 直江津電子工業株式会社 第１図 第２図 （４） （Ｂ） 第３図 （Ａ） （Ｂ） ビ ビ 穿 １５図 ！ ふ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有し中
   央に不純物が拡散されていない不純物未拡散層を有する
   半導体ウェハを２枚合わせにし当板等で連結したウェハ
   連結体を形成して、相対する吸着面を有する保持機構で
   ウェハ連結体の片面を選択的交互に保持して各半導体ウ
   ェハをその厚み巾の略中心部から夫々当板等を残して切
   断し、この切断工程中に加工済ウェハ連結体及び未加工
   ウェハ連結体の搬送動作を完了する半導体ウェハの切断
   方法。
2. （２）半導体ウェハを２枚合せにし当板等で連結したウ
   ェハ連結体と、前記ウェハ連結体を保持するため分離独
   立して機能する２つの相対する吸着面を有する保持機構
   と、前記ウェハ連結体のウェハをその厚み巾の略中心部
   より切断して２分割すべく高速回転する内周型切断刃と
   、前記ウェハ連結体を保持した保持機構と切断刃とを接
   離させる切断送り機構と、加工済ウェハ連結体を保持機
   構から回収し、未加工ウェハ連結体を保持機構へ供給す
   るとともに加工済ウェハ連結体及び未加工ウェハ連結体
   をカセットと保持機構近傍との間で搬送する供給回収機
   構とを備え、前記保持機構は各吸着面にウェハ連結体を
   交互して吸着保持し、その保持する間に各ウェハを切断
   刃により切断加工させるとともに前記供給回収機構の動
   作平面内に切断刃より一定距離リトラクトして供給回収
   機構にウェハ連結体の供給回収動作を可能にし、前記供
   給回収機構はウェハ連結体の切断工程中に前記加工済ウ
   ェハ連結体及び未加工ウェハ連結体の搬送動作が完了し
   ている半導体ウェハの切断装置。
3. （３）上記ウェハ連結体の各ウェハが、両面に不純物が
   拡散された不純物拡散層を有し中央に不純物が拡散され
   ていない不純物未拡散層を有する請求項２記載の半導体
   ウェハの切断装置。