JP2000049065A - 被処理体の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 割れた半導体ウェハを使用しても生産性が低
下することのなく半導体デバイスを作製することが可能
な半導体ウェハの処理方法を提供する。 【解決手段】 半導体デバイスの作製に使用する割れた
半導体ウェハの処理方法であって，割れた半導体ウェハ
１を元の半導体ウェハ１に復元して発泡テープ２を介し
て所定の基板５に接着して，さらに，復元した半導体ウ
ェハ１上に樹脂６をコーティングし，樹脂６を乾燥して
前記半導体ウェハ１の形状に切り込みを入れ，発泡テー
プ２を発泡させて，半導体ウェハ１の形状で半導体ウェ
ハ１を剥離し，樹脂６を所定の樹脂硬化手段で硬化す
る。このようにして復元された半導体ウェハに対して所
定の後処理を施すことにより，スループットおよび歩留
まりを向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，半導体ウェハなど
の被処理体の処理方法に係り，さらに詳細には，半導体
デバイスの製造工程において割れた半導体ウェハを処理
して，効率的に後続の処理を施すための被処理体の処理
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年において，ＬＳＩ，レーザ，ＬＥＤ
などの各種半導体デバイスが高密度化，高性能化したこ
とにより，各種電子部品，電気製品の高機能化，小型化
が実現している。この半導体デバイスは，半導体単結晶
基板などの被処理体（以下，半導体ウェハという）上
に，エピタキシャル成長加工などを施し，各種デバイス
構造を作製することによって実現される。この半導体ウ
ェハとして，Ｇｅ，Ｓｉなどの単体の半導体やＧａＡ
ｓ，ＩｎＰ，ＧａＰなどの化合物半導体の半導体ウェハ
が用いられる。

【０００３】この半導体ウェハは，チョクラルスキー
法，水平ブリッジマン法，垂直ブリッジマン法，ＶＧＦ
法などの方法で所定方位に成長させた単結晶インゴット
から所定の方位面で所定の厚さ，例えば約１ｍｍの厚さ
にスライスされ，粗研磨，細研磨，鏡面加工など加工処
理を施すことによって作製される。

【０００４】このように作製された半導体ウェハの厚さ
は，３００〜７００μｍ程度と非常に薄いため，半導体
デバイスの各製造工程において，半導体ウェハの取扱い
中に割れてしまうことが多い。特に，化合物半導体のウ
ェハは，特定の結晶方位で劈開する性質を有しているの
で，少しの衝撃でも容易に割れてしまう。例えば，Ｇａ
Ａｓウェハは（１１０）面で劈開する特性を有している
ので，衝撃が加わると容易に（１１０）面で劈開する。

【０００５】そして，このような半導体ウェハ上に，Ｌ
ＰＥ法，ＭＯＣＶＤ法などの方法で所望組成の結晶をエ
ピタキシャル成長したのち，各種デバイス構造を作製す
るための加工工程を経て半導体デバイスが作製される。
通常，この半導体ウェハも一体として半導体デバイスを
構成しているが，デバイスの種類によっては，基板とな
る半導体ウェハ部分を取り除いて最終製品である半導体
デバイスを製造する場合もある。例えば，赤色又は赤外
ＬＥＤを作製する場合には，ＧａＡｓウェハ上にＧａＡ
ｌＡｓ組成の結晶をエピタキシャル成長させてクラッド
層，活性層などを作製した後，基板となるＧａＡｓウェ
ハを除去している。これは，ウェハを除去しないでおく
とＧａＡｓウエハ界面で赤色又は赤外光が吸収され発光
効率が減じるからである。このように，ＧａＡｓウェハ
を除去して作製されたＧａＡｌＡｓウェハは，エッチン
グ，電極形成，保護膜形成，ダイシングなどの工程を経
て赤色又は赤外ＬＥＤチップとなる。このＧａＡｓウェ
ハを除去したＧａＡｌＡｓウェハの厚さは，１８０〜２
５０μｍ程度と非常に薄いものであるため破損しやすい
ものである。

【０００６】一方，このような半導体ウェハ，特にＧａ
ＡｌＡｓウェハなどのエピ成長により作製したウェハ
は，容易に量産することができない貴重なものであるの
で，割れたウェハであっても，そのまま使用して後工程
を実施する必要がある。このため，従来においては，割
れた半導体ウェハに対してそのまま所定処理を施して後
工程を実施するか，あるいは，割れた半導体ウェハの片
面に樹脂を塗布し硬化させることによって，割れた半導
体ウェハがこれ以上割れないように補強して後工程の作
業を実行していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
半導体ウェハの処理方法では，割れた分だけ半導体ウェ
ハ枚数が増えてしまうので，後工程の処理枚数が増加す
るという問題があった。例えば，１０枚の半導体ウェハ
が割れて２０枚の半導体ウェハになった場合には，後工
程で２０枚の半導体ウェハを処理しなければならなかっ
た。すなわち，１０枚の半導体ウェハを収納するバスケ
ットを用いるエッチング作業は，割れて２０枚になった
半導体ウェハをエッチング処理するため，本来１回で済
んでいたエッチング作業を２回おこなわなければならな
かった。

【０００８】このように，従来の方法では，本来の半導
体ウェハを使用した場合と比較して処理回数が増えてし
まうので，後工程の処理効率が悪くなり，スループット
も低下してしまうという問題があった。また，割れた半
導体ウェハでは，一枚当たりに製造できる半導体デバイ
ス個数が本来の半導体ウェハで製造できる半導体デバイ
ス個数よりも大幅に減ってしまうので，生産性が低下し
製造コストが上昇してしまうという問題があった。さら
に，割れた半導体ウェハの各形状が異なるため取り扱い
が面倒であり，また，割れた半導体ウェハの角に衝撃が
加わると割れた半導体ウェハが更に割れてしまうという
問題もあった。

【０００９】したがって，本発明は，従来技術が有する
上記のような問題点に鑑みてなされたものであり，本発
明の目的は，割れた半導体ウェハを使用しても生産性が
低下することのなく半導体デバイスを作製することが可
能な，新規かつ改良された半導体ウェハの処理方法を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１によれば，半導体デバイスの製造工程にお
いて複数片に割れた半導体ウェハなどの被処理体の処理
方法であって，割れた被処理体を実質的に元の被処理体
形状に復元する復元工程と，復元された被処理体をその
状態で仮固定手段により仮固定する仮固定工程と，仮固
定された被処理体に対して後続処理を施す後工程とから
成ることを特徴とする被処理体の処理方法が提供され
る。

【００１１】かかる構成によれば，割れた被処理体を使
用した場合であっても，元の被処理体形状に復元して後
工程を実行することができるので，後工程で処理する被
処理体の枚数増加を防ぐことができるばかりでなく，一
枚当たりの被処理体で生産できる半導体デバイス個数の
低減を抑制することができる。この結果，半導体デバイ
スの製品歩留まりや生産効率を向上することができる。

【００１２】なお，仮固定工程を，請求項２に記載のよ
うに，被処理体に樹脂を塗布する塗布工程と，前記樹脂
を硬化させる硬化工程とから構成すれば，硬化させた樹
脂により，割れた被処理体の形状を元の被処理体の形状
に復元して固定する共に，同時に復元した半導体ウェハ
を補強することができる。

【００１３】さらに，請求項３に記載のように，復元工
程は，割れた被処理体を基板上において実質的に元の被
処理体形状に固定する工程を含み，仮固定工程は，基板
上に固定された被処理体に対して樹脂を塗布する工程を
含むように構成すれば，被処理体の復元を容易かつ確実
に行うことが可能であり，また被処理体を基板に乗せた
まま，例えばスピンコータなどにより樹脂を塗布するこ
とが可能となる。

【００１４】さらにまた，請求項４に記載のように，復
元工程は，被処理体を発泡樹脂の発泡面に接着し，発泡
面の裏面を基板上に接着する工程を含むように構成すれ
ば，被処理体に傷等をつけることなく，元の形状の復元
を容易に行うことができる。

【００１５】また，請求項５に記載のように，仮固定工
程は，基板上に固定された被処理体に対して樹脂を塗布
した後に乾燥させ，被処理体の形状に沿って乾燥させた
樹脂に切り込みを入れ，発泡面を発泡させて被処理体を
基板から剥離し，その後樹脂を熱硬化させる工程を含む
ように構成すれば，元の形状に復元された被処理体を容
易に基板から剥離することが可能である。

【００１６】さらに，請求項６に記載のように，復元作
業を行う基板をシリコン基板とすれば，平坦な基板上に
割れた被処理体を搭載することができるので，復元した
被処理体を平坦に設置することができる。また，重量が
軽いシリコン基板を付着した状態であっても，スピンコ
ータを支障なく使用して復元した被処理体上に樹脂を塗
布することができる。また，発泡樹脂の発泡温度で熱処
理して被処理体をシリコン基板から剥離しても，シリコ
ン基板が歪むことがないため，復元した被処理体に応力
が加わることもない。また，ハンドリングも容易であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に，添付図面を参照しなが
ら，本発明の実施の形態について詳細に説明する。な
お，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能構
成を有する部材に対しては，同一の符号を付することに
より重複説明を省略することにする。

【００１８】本実施形態においては，図１に示すよう
に，半導体ウェハなどの被処理体（以下，半導体ウェハ
と称する。）１が割れて３枚の半導体ピース１ａ，１
ｂ，１ｃになったものとして説明する。そして，この半
導体ピース１ａ，１ｂ，１ｃは，図２に示すように，処
理面を下にして，元の半導体ウェハ１の形状に復元され
て発泡テープ２に貼り付けられる。この発泡テープ２
は，図３に示すように，発泡面３と粘着面４を有してお
り，発泡テープ２の発泡面３に半導体ピース１ａ，１
ｂ，１ｃの処理面が接着される。なお，この発泡面３は
所定の温度で発泡する性質を有しているので，必要な場
合には，発泡面２を加熱することにより，発泡させ，半
導体ウェハ１を発泡テープ２から容易に剥離することが
できる。

【００１９】次いで，半導体ピース１ａ，１ｂ，１ｃが
貼り付けられている発泡テープ２の粘着面４をシリコン
基板５上に接着する。この状態では，形状が復元された
半導体ピース１ａ，１ｂ，１ｃが発泡テープ２を介して
シリコン基板５と接着するとともに，その裏面が露出す
る状態となっている。なお，このシリコン基板５は，平
坦度が高いので，割れた半導体ピース１ａ，１ｂ，１ｃ
のウェハ面をその平坦に合わせて設置することができ
る。

【００２０】次いで，復元された半導体ピース１ａ，１
ｂ，１ｃの露出面上にスピンコータなどの装置により樹
脂６を塗布する。このときシリコン基板５も同時にスピ
ンコータに搭載されるが，シリコン基板５は比較的軽い
のでスピンコータに過度な負荷を欠けることなく使用す
ることができる。この状態では，図４に示すように，シ
リコン基板５上に発泡テープ２を介して接着された半導
体ピース１ａ，１ｂ，１ｃの露出面上に樹脂６が塗布さ
れている。なお，この樹脂６は，半導体ピース１ａ，１
ｂ，１ｃ上だけでなくシリコン基板５の全体に塗布され
ている。

【００２１】そして，樹脂６を塗布した半導体ピース１
ａ，１ｂ，１ｃを，通風型乾燥機やオーブンなどの乾燥
機にいれ，５０〜１３０℃の温度で乾燥させたのち，半
導体ピース１ａ，１ｂ，１ｃの外周に沿って切り込みを
入れる。この切り込みを入れることによって，半導体ピ
ース１ａ，１ｂ，１ｃを簡単に剥離することができる。

【００２２】次いで，切り込みを入れた半導体ピース１
ａ，１ｂ，１ｃを，発泡テープ２の発泡温度に加熱す
る。このことにより，発泡テープ２の発泡面３が発泡し
て切り込みを入れた半導体ピース１ａ，１ｂ，１ｃをシ
リコン基板５から剥離することができる。なお，このシ
リコン基板５は，発泡テープ２の発泡温度では歪むこと
がないため半導体ピース１ａ，１ｂ，１ｃに応力が加わ
ることがない。なお，この状態では，復元された半導体
ピース１ａ，１ｂ，１ｃに樹脂６が塗布された状態にな
っている。

【００２３】そして，この復元された半導体ピース１
ａ，１ｂ，１ｃを，乾燥機，炉，ホットプレートなどの
加熱装置に入れて，１５０〜４００℃の温度で所定時間
ベーキング処理する。このことにより，半導体ピース１
ａ，１ｂ，１ｃに塗布された樹脂６が硬化し，割れた半
導体ウェハ１を元の形状に復元すると共に半導体ウェハ
１を補強することができる。以上のように，図５に示す
ように，裏面に樹脂が塗布されて元の形状に復元された
半導体ウェハ１を得ることが可能である。このようにし
て，形状が復元された半導体ウェハ１に対しては，通常
の処理を施すことが可能である。

【００２４】（第１実施例）本実施例においては，割れ
たＧａＡｌＡｓウェハを本実施形態に示した方法に基づ
いて処理したものであり，その結果を以下に説明する。

【００２５】まず，厚さ１８０〜２５０μｍの割れたＧ
ａＡｌＡｓウェハを合わせて元の形に復元し，発泡テー
プの発泡面に接着した。そして，発泡テープの粘着面を
シリコン基板に接着した。

【００２６】次いで，発泡テープを介してシリコン基板
に接着している復元したＧａＡｌＡｓウェハをスピンコ
ータにセットし，初速を５００ｒｐｍの回転速度で５秒
間，続けて２０００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの回転速度
で２０秒間の条件で基板の熱膨張係数とほぼ等しい係数
を有する厚膜タイプのポリイミド樹脂（以下，該樹脂と
記す）を復元したＧａＡｌＡｓウェハ上に塗布した。

【００２７】そして，該樹脂が塗布されたＧａＡｌＡｓ
ウェハをオーブンに入れ，５０〜１３０℃の温度で５〜
３０分間，該樹脂６を乾燥した。次いで，この乾燥した
該樹脂６上に復元したＧａＡｌＡｓウェハの外周に沿っ
て切り込みを入れ，さらに，オーブンで１００〜１５０
℃で５〜３０分間加熱して発泡テープの発泡面を発泡さ
せ，該樹脂がコーティングされているＧａＡｌＡｓウェ
ハを元のＧａＡｌＡｓウェハの形状で発泡テープから剥
離した。

【００２８】次いで，該樹脂がコーティングされている
ＧａＡｌＡｓウェハを，１５０〜２５０℃で３０分〜２
時間，３００〜４００℃で２〜３時間かけてベーキング
して該樹脂を硬化させた。このように復元されたＧａＡ
ｌＡｓウェハを使用して，エッチング，電極形成，保護
膜形成，該樹脂の剥離，ダイシングなどの後工程の作業
をおこない赤色ＬＥＤチップを作製した。

【００２９】この方法により，復元したＧａＡｌＡｓウ
ェハの加工歩留まりは９０％以上となり，かつ，従来に
比較して生産性は２倍以上となった。

【００３０】（第１比較例）次に，割れたＧａＡｌＡｓ
ウェハを従来の方法で処理して後工程を実施した比較例
を説明する。

【００３１】まず，厚さ１８０〜２５０μｍの割れたＧ
ａＡｌＡｓウェハを割れた状態のまま，それぞれスピン
コータにセットし，初速を５００ｒｐｍの回転速度で５
秒間，続けて２０００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの回転速
度で２０秒間の条件で該樹脂を割れたＧａＡｌＡｓウェ
ハのそれぞれに塗布した。

【００３２】そして，該樹脂が塗布されたＧａＡｌＡｓ
ウェハをそれぞれオーブンに入れ，５０〜１３０℃の温
度で５〜３０分間，該樹脂を乾燥した。次いで，樹脂が
コーティングされている割れたＧａＡｌＡｓウェハを，
１５０〜２５０℃で３０分〜２時間，３００〜４００℃
で２〜３時間かけてベーキングして該樹脂を硬化させ
た。このように樹脂を塗布したＧａＡｌＡｓウェハを割
れたままの形状で使用して，エッチング，電極形成，保
護膜形成，該樹脂の剥離，ダイシングなどの後工程の作
業をおこない赤色ＬＥＤチップを作製した。この方法に
より，復元したＧａＡｌＡｓウェハの歩留まりは６０〜
７０％であった。

【００３３】本実施形態は，以上のように構成されてお
り，割れた半導体ウェハを元の半導体ウェハ形状に復元
して後工程を実行しているので，後工程で処理する半導
体ウェハ枚数の増加を防ぐことができるばかりでなく，
一枚当たりの半導体ウェハで生産できる半導体デバイス
個数を増やすことができる。この結果，半導体デバイス
の製品歩留まりや生産効率の低減を抑制することができ
る。

【００３４】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる半導体デバイスの製造方法の好適な実施形態につい
て説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業
者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の
範疇内において各種の変更例または修正例に想到するこ
とは明らかであり，それらについても当然に本発明の技
術的範囲に属するものと了解される。

【００３５】例えば，上記実施の形態においては，割れ
た半導体ウェハをシリコン基板上に接着する構成を挙げ
て説明したが，本発明はかかる構成に限定されるもので
はなく，平坦な基板であって，樹脂塗布時のスピンコー
タに支障を与えない重量であり，発泡温度で歪みの小さ
い基板であればいかなる基板をも使用することができ
る。

【００３６】また，上記実施の形態においては，割れた
半導体ウェハに塗布した樹脂を熱処理によって硬化す
る，いわゆる熱硬化性樹脂を採用した構成を挙げて説明
したが，本発明はかかる構成に限定されるものではな
く，所定の手段の硬化する樹脂であれば光硬化性樹脂な
ど他の樹脂を採用することによっても本発明を実施する
ことができる。

【００３７】また，上記実施の形態においては，割れた
半導体ウェハを接着し補強するために樹脂を塗布する構
成を挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定され
るものではなく，割れた基板を接着して補強することが
できるものであればあらゆる材料を使用することができ
る。

【００３８】また，上記実施の形態においては，割れた
ＧａＡｌＡｓ基板を採用した構成を挙げて説明したが，
本発明はかかる構成に限定されるものではなく，ＧａＡ
ｌＡｓ基板以外のエピウェハやＧａＡｓ，ＩｎＰなどの
化合物半導体ウェハ，Ｓｉ，Ｇｅなどの単体の半導体ウ
ェハなどあらゆる半導体ウェハについて実施することが
できる。

【００３９】また，上記実施の形態においては，割れた
半導体ウェハを処理して後工程を実行する構成を挙げて
説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものでは
なく，両面を使用する半導体ウェハ，片面を使用する半
導体ウェハなどの条件に応じて，樹脂を片面に塗布した
り両面に塗布することは何ら差し支えがない。また，半
導体ウェハが割れた時の工程等の条件に応じて，半導体
ウェハが割れたままの状態で所定の工程を終了し，その
後に本発明を実施してもよい。

【００４０】

【発明の効果】割れた半導体ウェハを元の半導体ウェハ
形状に復元して後工程を実行することができるので，後
工程で処理する半導体ウェハ枚数の増加を防止すること
ができるばかりでなく，一枚当たりの半導体ウェハで生
産できる半導体デバイス個数の低減を抑制することがで
きる。この結果，半導体デバイスの製品歩留まりや生産
効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態で使用した３枚に割れた半導体ウェ
ハの状態を示した斜視図である。

【図２】本実施形態にかかる割れた半導体ウェハを発泡
テープに接着した状態を示した斜視図である。

【図３】本実施形態にかかる割れた半導体ウェハを発泡
テープに接着した状態を示した側面図である。

【図４】本実施形態にかかる割れた半導体ウェハ上に樹
脂を塗布した状態を示した断面図である。

【図５】本実施形態にかかる方法により復元された半導
体ウェハの状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 半導体ウェハ ２ 発泡テープ ３ 発泡面 ４ 粘着面 ５ シリコン板 ６ 樹脂

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体デバイスの製造工程において複数
   片に割れた被処理体の処理方法であって，前記割れた被
   処理体を実質的に元の被処理体形状に復元する復元工程
   と，復元された被処理体をその状態で仮固定手段により
   仮固定する仮固定工程と；前記仮固定された被処理体に
   対して後続処理を施す後工程と；から成ることを特徴と
   する，被処理体の処理方法。
2. 【請求項２】 前記仮固定工程は，被処理体に樹脂を塗
   布する塗布工程と，前記樹脂を硬化させる硬化工程とを
   含むことを特徴とする，請求項１に記載の被処理体の処
   理方法。
3. 【請求項３】 前記復元工程は，前記割れた被処理体を
   基板上において実質的に元の被処理体形状に固定する工
   程を含み，前記仮固定工程は，前記基板上に固定された
   前記被処理体に対して樹脂を塗布する工程を含むことを
   特徴とする，請求項２に記載の被処理体の処理方法。
4. 【請求項４】 前記復元工程は，被処理体を発泡樹脂の
   発泡面に接着し，前記発泡面の裏面を前記基板上に接着
   する工程を含むことを特徴とする，請求項３に記載の被
   処理体の処理方法。
5. 【請求項５】 前記仮固定工程は，前記基板上に固定さ
   れた前記被処理体に対して樹脂を塗布した後に乾燥さ
   せ，前記被処理体の形状に沿って前記乾燥させた樹脂に
   切り込みを入れ，前記発泡面を発泡させて前記被処理体
   を前記基板から剥離し，その後前記樹脂を熱硬化させる
   工程を含むことを特徴とする，請求項４に記載の被処理
   体の処理方法。
6. 【請求項６】 前記基板は，シリコン基板であることを
   特徴とする，請求項１，２，３，４または５のいずれか
   に記載の被処理体の処理方法。