JPH1079414A - ウエーハ分離装置および該装置の使用方法 - Google Patents

ウエーハ分離装置および該装置の使用方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決めの問題の重要性を少なくしながら、
以前に言及された拘束の枠組み内でウエーハの分離の問
題の解決手段を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、ウエーハの平面に対して垂直
の方向の幅が前記ウエーハ（１１，１２）の端分間の最
大ギヤツプより小さい、少なくとも２つの可撓性の要素
からなる少なくとも１つの構体からなり、前記ウエーハ
（１１，１２）の少なくとも一方が斜めの端部を有する
ことを特徴とする吸引力によつて互いに結合されたウエ
ーハ（１１，１２）を分離するためのウエーハ分離装置
に関する。本発明はまた、この装置を使用するための方
法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウエーハ分離装置お
よびその使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の分野はエレクトロニクスおよび
構成要素製造技術である。
【０００３】ダブリュー・ピー・マスサラ、ジー・グー
ツ、エー・キヤビリアおよびジエイ・ビー・マキテリツ
クによる「絶縁体上のシリコン用シリコンウエーハの結
合」と題する論文（応用物理、６４（１０）、１９８８
年１１月１５日、４９４３ページ）において、２枚の
「結合された」ウエーハ間の接合または接着力を測定す
ることについての情報が提供されている。このために、
薄い板または箔１０が、図４に示されるごとく、２枚の
ウエーハ１１および１２間に挿入される。接着力は分離
がそれにわたつて延びる長さにより測定される。この論
文はかかる手順を使用して２つのウエーハを分離するこ
とができることを明らかにしている。
【０００４】しかしながら、この論文の板による分離は
それ自体目的として、しかもそれらの引き付け力を評価
するためにウエーハの分離に使用されない。かかる解決
は２枚のウエーハ間の接合に板を挿入するために板の非
常に精密な操作（観察および案内）を必要とする。かか
る精度は分離作動の迅速かつ安価な自動化に不適合てあ
る。
【０００５】パワーエレクトロニクスの分野において、
これまでより薄いシリコンウエーハが使用されている
（マイクロエレクトロニクス標準に比して）。このこの
展開は２つの主要な問題を生起し、その第１は衝撃に関
して非常に脆くかつ可撓性である基板の取扱い、そして
第２はより厚いウエーハを取り扱うのに設定または設計
された種々の装置の薄いウエーハとの非作動である。
【０００６】この問題はウエーハの直径が増加するなら
ば、通常のマイクロエレクトロニクスの問題となる。こ
の直径増加は機械的理由のために基板厚さ増加によつて
付け加えられ、これに反してエレクトロニクスデバイス
はこれまでより薄い表面層に設計されるのみである。そ
の場合に１つの解決は基本的な基板上に結合されるシリ
コンフイルムにデバイスを設計することからなる。
【０００７】薄いウエーハ上にデバイスを設計するため
に開発されたこの解決はその場合に実施されるような処
理に対する厚さに関連して適合されるが、同一の直径の
支持体上のウエーハの予備的「結合」を使用する。結合
は接着剤層を使用しないが、フアンデルワールスの力、
静電力または表面の親水性特性のごとき、単なる表面の
引き付け力である。
【０００８】製造中のウエーハの予備的結合はウエーハ
の操作に関して幾つかの拘束を付与し、すなわち、ウエ
ーハの活性部分の物理的または化学的劣化があるべきで
なく、すなわち、デバイスが構成される区域およびウエ
ーハは単に周辺で取り扱われねばならない。
【０００９】より詳しくは、活性ウエーハは感光性樹脂
のごとき活性フイルムによつて被覆され得る。加えて、
分離要素はウエーハにおいて物理的または化学的汚染を
引き起こさない材料において製造されねばならず、それ
は使用不能となるウエーハ上に製造されるデバイスを導
く。とくにエレクトロニクス構成要素の製造用ウエーハ
の場合において、分離要素がナトリウムまたはカリウム
のごときアルカリ化合物、または金のごとき重金属を導
入しないことを保証する必要がある。
【００１０】加えて、分離要素の材料の硬さは、ウエー
ハとの接触区域に擦り傷を生じないように、使用される
フイルムの層より小さくなければならない。
【００１１】最後に分離要素の材料は薄い層片への分裂
または剥離作用がなくかつウエーハに定着される粒子が
発生されないことを保証するのに十分に首尾一貫しなけ
ればならない。
【００１２】
【発明が解決すべき課題】かくして、本発明の課題は、
自動化されることができかつ迅速でそして活性ウエーハ
上に堆積されたウエーハおよび層のどのような劣化も導
かない、ウエーハの分離のための技術的解決を見い出す
ことにある。前述されたような、板または箔の使用は、
その周辺でウエーハ間に残された空間の非常に精密な観
察を付与する（少なくとも一方のウエーハは外形が形作
られた縁部を持つべきである）。ウエーハの分離に続い
て、２枚のウエーハの各々の運動を制御することが必要
である。
【００１３】それゆえ、本発明の目的は、位置決めの問
題の重要性を少なくしながら、以前に言及された拘束の
枠組み内でウエーハの分離の問題の解決を提供すること
にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記し
た目的を達成するために、ウエーハの平面に対して垂直
の方向の幅が前記ウエーハの端分間の最大ギヤツプより
小さい、少なくとも２つの可撓性の要素からなる少なく
とも１つの構体からなり、前記ウエーハの少なくとも一
方が斜めの端部を有することを特徴とする吸引力によつ
て互いに結合されたウエーハを分離するためのウエーハ
分離装置が提供され、また、同時に、分離がウエーハの
周部の少なくとも１点で行われかつ前記分離が維持され
ることを特徴とする上記装置の使用方法が提供される。
【００１５】第１の変形例において、可撓性の要素は薄
い板である。
【００１６】第２の変形例において、可撓性の要素はシ
リンダである。
【００１７】好都合には、前記装置は幾つかの分離構造
からなり、各々が少なくとも２つの可撓性の要素を有す
る。
【００１８】本装置は、例えば吸い込みピペツトであ
る、吸い込み機構を組み込むことができる。
【００１９】好都合には、可撓性の要素からなる各構体
（または分離構造）が横方向の変形を制限しかつ２枚の
ウエーハ間の良好な貫通を保証するために整形構造内に
維持される。
【００２０】好都合には、可撓性の要素の端部がウエー
ハの形状の結果として異なる。
【００２１】本発明はまた、分離がウエーハの周部の少
なくとも１点で行われかつ前記分離が２枚のウエーハ間
に少なくとも１つの機械的要素を挿入することによりま
たは２枚のウエーハが再び結合するのを阻止するために
ガスを吹き付けることによりまたはウエーハの少なくと
も一方を引き離すことにより引き起こされる装置を使用
する方法に関する。
【００２２】本発明はウエーハの取扱いに対する好都合
な解決を提案しかつそれゆえ装置製造業者およびこの分
野において機械を提供する供給者に関心がある。主な関
心のある市場はとくにパワー構成要素およびメモリ構成
要素、マイクロプロセツサおよび高集積密度構成要素の
製造業者、ならびにＳＯＩ型ウエーハ製造業者の市場で
ある。
【発明の実施の形態】
【００２３】本発明は、例えばシリコンからなるウエー
ハの分離用装置に関する。ウエーハの分離および該分離
を維持する２つの機能が連続して検討される。
【００２４】分離目的のために、本発明は、図２および
図３に示されるごとく、ウエーハ１１および１２の斜面
接触させられる、少なくとも２つの薄い、可撓性の要素
１３および１３’（また分離器または分離構造と呼ばれ
る）からなる構体を目途ととしており、前記ウエーハの
少なくとも一方は斜めの端部を有する。これらの図面は
６個の可撓性の要素を示す。
【００２５】図２において、要素１３および１３’は、
結合されるウエーハ１１，１２まで動かされ、要素１３
はもちろん良好な位置になり、要素１３’はその場合作
用しない。
【００２６】図３において、要素がウエーハに近いと
き、本件において２つである要素１３はウエーハ１１，
１２を個々に動かす。これらの要素１３および１３’は
ウエーハの表面に対して垂直な方向に縁部の１または複
数の斜面により残されたギヤツプより小さい厚さを有し
なければならない。例えば、対称斜面をもつ２枚の２４
０μｍの厚さのウエーハに関して、前記寸法は２３０μ
ｍより小さい。これらの要素１３および１３’は表面に
対して平行な方向に任意の寸法を有することができる。
【００２７】分離はウエーハの周辺の少なくとも１点ま
たは領域において保証されねばならないが、周辺にわた
つて分布される幾つかの点か図６および図７に示される
方法において使用され得る。
【００２８】図４において分離器は薄い板である。
【００２９】図５において分離器はシリンダである。
【００３０】図７において吸い込み装置１６、例えば吸
い込みピペツトは支持体ウエーハの引き離しを可能にし
かつ再結合を阻止する。再結合はまたウエーハ間にガス
を吹き付けることによりまたは機械的要素１９を挿入す
ることにより回避されることができる。
【００３１】本発明において、要素１３，１３’からな
る構体の使用は少なくとも１つの要素がもちろん、ウエ
ーハの間隔を保証するために良好な位置にあることを保
証する。
【００３２】ウエーハの中心に向かう可撓性要素の機械
的振幅は、ウエーハの活性領域の関係を保証する、活性
領域の外側の領域に制限される。
【００３３】分離作業は明らかに幾つかのウエーハに同
時に適用され得る。かくして、実施例において、カセツ
ト内に置かれた複数のウエーハを分離することができ
る。支持体ウエーハは例えば吸い込みピペツトによつて
除去され、これに反して残りの分離されたウエーハは次
の処理のためにカセツト内に残る。
【００３４】図６および図７に示されるように、分離要
素からなる構体は横方向の変形を制限しかつ２枚のウエ
ーハ間の良好な貫通を保証するために整形構造または箱
１７．１８内に維持され得る。
【００３５】分離要素の輪郭は変形可能であり、例え
ば、２枚のウエーハ１１および１２の分離を強めるため
に、図６に示されるように、外側から底部に向かって増
加する。分離要素の端部は、３つの考え得るが、分離要
素の端部の非限定輪郭を示す、図９、図１０および図１
１に示されるような、形状の結果として適合されること
ができる。かくして、前記輪郭は分離されるべきウエー
ハの成形の結果として最適化され得る（例えば、テーパ
ー付け、丸み付けまたは平行六面輪郭）。
【００３６】分離を維持するために、本発明による装置
は例えば２枚のウエーハ間の可撓性要素より好ましくは
硬い、機械的要素の挿入によりまたは２枚のウエーハが
再結合するのを防止するガスの吹き付けにより完成され
得る。
【００３７】ウエーハを分離しかつ分離を維持するこれ
ら２つの機能はまた複数対のウエーハの迅速かつ自動的
な分離を可能にする。
【００３８】実施例において、ナイロン粗毛の束から形
成される「歯ブラシ」型構造が使用される。各粗毛はお
よそ１００μｍの直径およびおよそ９ｍｍの長さを有す
る。各束は１．５ｍｍの直径を有する約５０本の粗毛に
より構成される。束は７本からなる４列に組織される。
各束は隣りの束から２．５ｍｍである。粗毛の端部は図
１０に示される形状に対応する。横方向通路は、３ｍｍ
を超える粗毛の端部を自由にする、ＰＶＣ箱により８ｍ
ｍに制限される。
【００３９】分離要素が、それに製造されるデバイスを
使用不能にする、ウエーハでの物理的または化学的汚染
を生じない材料から作られる。より詳しくは、電子部品
製造用のウエーハの場合において、ナトリウム、カリウ
ムのごときアルカリ化合物、または金のごとき重金属の
導入を回避する必要がある。材料の硬さは好ましくはウ
エーハとの接触区域に擦り傷を発生しないために層の硬
さより小さい。材料はまた好ましくは剥離作用または薄
片状に分裂せずかつウエーハに定着され得る粒子を発生
しないことを保証するように十分に首尾一貫している。
【００４０】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、吸引力によつ
て結合されたウエーハを分離するウエーハ分離装置にお
いて、ウエーハの平面に対して垂直の方向の幅が前記ウ
エーハの端分間の最大ギヤツプより小さい、少なくとも
２つの可撓性の要素からなる少なくとも１つの構体から
なり、前記ウエーハの少なくとも一方が斜めの端分を有
する構成としたので、ウエーハの分離に続いて、２枚の
ウエーハの各々の運動を制御することができる、位置決
めの問題の重要性を少なくしながら、ウエーハの分離の
問題の解決を得るウエーハ分離装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の装置を示す図である。
【図２】本発明による装置を示す図である。
【図３】本発明による装置を示す図である。
【図４】本発明による装置の変形例を示す図である。
【図５】本発明による装置の変形例を示す図である。
【図６】本発明による装置の変形例を示す図である。
【図７】本発明による装置の変形例を示す図である。
【図８】本発明による装置の変形例を示す図である。
【図９】本発明による装置の変形例を示す図である。
【図１０】本発明による装置の変形例を示す図である。
【図１１】本発明による装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１１ ウエーハ １２ ウエーハ １３ 可撓性の要素 １３’ 可撓性の要素 １４ 分離構造 １５ 分離構造

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸引力によつて結合されたウエーハを分
    離するウエーハ分離装置において、ウエーハの平面に対
    して垂直の方向の幅が前記ウエーハの端分間の最大ギヤ
    ツプより小さい、少なくとも２つの可撓性の要素からな
    る少なくとも１つの構体からなり、前記ウエーハの少な
    くとも一方が斜めの端分を有することを特徴とするウエ
    ーハ分離装置。
  2. 【請求項２】 前記可撓性の要素が薄い板であることを
    特徴とする請求項１に記載のウエーハ分離装置。
  3. 【請求項３】 前記可撓性の要素がシリンダであること
    を特徴とする請求項１に記載のウエーハ分離装置。
  4. 【請求項４】 幾つかの分離構造からなり、各々が少な
    くとも２つの可撓性の要素を有することを特徴とする請
    求項１に記載のウエーハ分離装置。
  5. 【請求項５】 吸い込み手段からなることを特徴とする
    請求項１に記載のウエーハ分離装置。
  6. 【請求項６】 可撓性の要素からなる構体が横方向の変
    形を制限しかつ２つのウエーハ間の良好な貫通を保証す
    るために整形構造内に維持されることを特徴とする請求
    項１に記載のウエーハ分離装置。
  7. 【請求項７】 前記可撓性の要素の一端がウエーハの形
    状にしたがつて異なることを特徴とする請求項１に記載
    のウエーハ分離装置。
  8. 【請求項８】 分離がウエーハの周部の少なくとも１点
    で行われかつ前記分離が維持されることを特徴とする請
    求項１に記載の装置の使用方法。
  9. 【請求項９】 前記分離の維持が２つのウエーハ間の少
    なくとも１つの機械的要素を挿入することにより引き起
    こされることを特徴とする請求項８に記載の装置の使用
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記分離の維持が、２つのウエーハが
    再結合するのを阻止する、ガスの吹き付けにより引き起
    こされることを特徴とする請求項８に記載の装置の使用
    方法。
  11. 【請求項１１】 前記分離の維持がウエーハの少なくと
    も一方を引き離すことにより引き起こされることを特徴
    とする請求項８に記載の装置の使用方法。
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