JP2512631B2

JP2512631B2 - 外周補強部材を備えた半導体ウェハ、その製造方法及び装置

Info

Publication number: JP2512631B2
Application number: JP33460490A
Authority: JP
Inventors: 強佐藤
Original assignee: Naoetsu Electronics Co Ltd
Current assignee: Naoetsu Electronics Co Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPH04199705A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、外周補強部材を備えた半導体ウエハ、その
製造方法及び装置に関する。

さらに詳しくは、周縁に熱硬化性樹脂からなる補強部
が形成された外周補強部材を備えた半導体ウエハと、こ
の外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造方法と、こ
の製造方法を実施するに好適な製造装置とに関する。

［従来の技術］従来、例えば、トランジスタ、ダイオード等のディス
クリート素子等として利用されるシリコン単結晶の円板
形からなる半導体ウエハからディスクリート素子用基板
を製造する際に、シリコン単結晶の消耗低減等を目的と
して、両面に不純物が拡散された不純物拡散層が形成さ
れた半導体ウエハの厚み幅の略中心部から内周型切断刃
で２分割する具体的手段が本出願人により提案されてい
る（特願平１−285287号）。

内周型切断刃による２分割の際には、切断工作に伴な
う損傷（クラック、チップ）の防止等のために半導体ウ
エハの周縁の切断終端となる一部分に補強部を設けるこ
とが行なわれており、既に本出願人によって具体的技術
が提案されている（特願平１−322222号参照）。

また、このような半導体ウエハの加工工作に際しての
技術的背景として、例えば片側が拡散層で反対側が未拡
散層であるディスクリート素子用基板としては径が125
φで厚さ230μ以下のものまでの極薄性の半導体ウエハ
が出現しており、仮に２分割の切断代を240μ、両切断
面の鏡面加工のための研削研磨代を100μとすると、２
分割対象のウエハ厚さは800μで間に合うことになる
が、現実の問題として非常に薄いため（現状では薄くと
も1100μ前後）、切断時に外周縁の補強部以外に欠け等
の破損が発生しやすく切断できなかった。

［発明が解決しようとする課題］前述の如くより薄い半導体ウエハを切断の対象とする
ときは周縁の一部だけに補強部を設ける技術では、半導
体の薄性化に対応して切断工作に伴ない外周縁に発生す
る損傷を有効に防止することができないという問題点を
有している。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもの
で、薄性化に対応して損傷を伴なわずに２分割すること
が可能な補強部材を備えた半導体ウエハと、この外周補
強部材を備えた半導体ウエハの製造方法と、この製造方
法を実施するに好適な製造装置とを提供することを課題
とする。

［課題を解決するための手段］前述の課題を解決するため、本発明に係る外周補強部
材を備えた半導体ウエハは、請求項１に記載のように、
周縁全周の外周部破損が生じやすい切終り側から少なく
とも半分以上に連続して熱硬化性樹脂を薄肉形に硬化形
成した補強部を設けてなる手段を採用する。なお、請求
項２に記載のように、補強部の一部を半径方向に厚肉か
つ幅広にしたり、請求項３に記載のように、両面に不純
物が拡散された不純物拡散層を有するウエハに好適であ
る。

また、本発明に係る外周補強部材を備えた半導体ウエ
ハの製造方法は、請求項４に記載のように、全体に熱硬
化性樹脂を充填した半円弧形の多数の凹溝を有する樋状
治具に半導体ウエハを挿入し、この治具から露出してい
る半導体ウエハの残外周部に対して、全部に熱硬化性樹
脂を充填した半円弧形の同数の凹溝を有する他の樋状治
具を被せ、両治具を型合せし、その治具を被せた状態で
熱硬化性樹脂を硬化させて半導体の周縁に熱硬化性樹脂
の補強部を形成した後、補強部が形成された半導体ウエ
ハから両治具を脱型する手段を採用する。

また、本発明に係る外周補強部材を備えた半導体ウエ
ハの製造装置は、請求項５に記載にように、熱硬化性樹
脂を充填して半導体ウエハの半部を挿入可能な半円弧形
の凹溝を、多数枚の半導体ウエハを並列収納するウエハ
キャリアの並列間隔と同一の間隔で多数個並設した治具
と、この治具と略同一構造に形成され、前記治具に接合
可能な他の治具とからなる手段を採用する。なお、請求
項６に記載のように、一方の治具の一部に凹溝の溝深さ
を深く、溝幅を広くした部分を設けることも可能であ
る。

［作用］前述の手段によると、請求項１では、周縁の全周の少
なくとも半分という広い部分に円弧形に補強部が切終り
側に形成され切断されることから、補強範囲が拡大され
補強形態が半導体ウエハを囲繞するようになって補強強
度が高められるため、薄性化に対応して損傷を伴なわず
に２分割することが可能な外周補強部材を備えた半導体
ウエハを提供するという課題が解決される。また、請求
項２では、請求項１の作用において、半径方向へ厚肉形
の部分を切断終端側にすることで、切落されるウエハ保
持のための吸着のタイミングはより薄いウエハの切断に
関して過大に発生する反りの影響をなくすため補強部ま
で切込んだ時がよく、そのための位置設定が厚肉形のた
め容易であり、より損傷の防止が確実になる。また、請
求項３では、請求項１、２の作用において、デスクリー
ト素子用基板の製造にも支障なく実施することができ
る。さらに、請求項４では、半導体ウエハの半部づつ別
の治具で補強部を成形することから、成形、脱型が容易
であり確実に半導体ウエハに補強部を形成することがで
きるため、外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造方
法を提供するという課題が解決される。

さらに、請求項５では、治具を半導体ウエハが並列収
納されているウエハキャリアと連係できるようにしたこ
とから、多数枚の半導体ウエハに効率的に補強部を形成
することができるため、前記方法を実施するに好適な外
周補強部材を備えた半導体ウエハの製造装置を提供する
という課題が解決される。また、請求項６では、請求項
５の作用において、補強部の厚肉形の部分の成形が容易
に行なわれる。

［実施例］以下、本発明に係る外周補強部材を備えた半導体ウエ
ハと、外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造方法
と、外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造装置との
実施例を、図面に基いて説明する。

まず、第１図〜第３図に基いて、本発明に係る外周補
強部材を全周に備えた半導体ウエハの製造装置の第１実
施例を説明する。

第１図には、一方の治具１が示されている。

この治具１は、４弗化エチレン樹脂等の樹脂接着力の
影響し難い材質で断面が半円形で全体が樋形に形成さ
れ、内周面に凹溝11及び深溝部11′が形成され、上面12
の片側に突起13が設けられ反対側に突起13が挿通可能な
大きさの溝孔14が設けられている。凹溝11は、半導体ウ
エハＷが並列収納されて運搬等に供せられるウエハキャ
リアＣの半導体ウエハＷの並列間隔に対応して、治具１
の長さ方向に多数個並設されている。また、この凹溝11
は、半導体ウエハＷの半径Ｒに対して同一の中心からの
若干短い曲率半径R₁からなる内周面と同じ中心からの若
干長い曲率半径R₂からなる底部とで形成される線を溝の
上下限とし、一方、深溝部11′は半導体ウエハＷの半径
Ｒに対して異なる中心からの若干長い曲率半径R₃からな
る内周部と異なる中心からの若干短い曲率半径R₄からな
る底部とで形成される線を溝の下限としている。即ち、
R₁とR₂との差が凹溝11の深さになり、R₃とR₄との先端差
が底部の深溝部11′の深さになる。なお、凹溝11の溝の
深さは、0.3mm以上あるのが好ましい。また、R₃によっ
てR₁の線を変更しているのは、この部分に半導体ウエハ
ＷのオリフラＷ′を位置させるためであり、R₄によって
R₂の線を変更しているのは、この部分の凹溝11の深さを
深くした深溝部11′を形成するためである。

第２図には、他方の治具２が示されている。

この治具２は、基本的には前記一方の治具１と同一構
造であり、上面22に設けられた突起23、溝孔24の配置が
逆に嵌合され凹溝21の前記R₃，R₄による線の変更がない
点が相違している。

次に、第４図〜第７図に基いて、前述の外周補強部材
を備えた半導体ウエハの製造装置の第１実施例の使用例
により、本発明に係る外周補強部材を備えた半導体ウエ
ハの製造方法の実施例とを説明する。

まず、前述した一方の治具１の凹溝11の内部全体に離
型剤を塗布してから、凹溝11の内部の離間した２箇所
（第１図（Ｂ）に示すＡ点、Ｂ点）にエポキシ樹脂系接
着剤等の熱硬化性樹脂Ｓをスポット充填して硬化させる
等して、第４図に示すように、凹溝11内に所定高さの基
底部S₁を形成して半導体ウエハＷの位置決め規制を可能
にする。その後、凹溝11内全体にさらに熱硬化性樹脂Ｓ
を充填し、余分の熱硬化性樹脂Ｓを第７図に示すような
櫛歯状のヘラで掻取り、凹溝11内全体に所定高さの充填
層S₂を形成する。なお、熱硬化性樹脂Ｓについては、タ
ルク粉末の混入等により粘度を調整し、流出等を防止し
ておくのが好ましい。

また、他方の治具２の凹溝21にも、離型剤を塗布し熱
硬化性樹脂Ｓを充填しておく。

而後、第５図（Ａ）に示すように、この一方の治具１
を側部を傾斜支持する傾斜面31と治具１の底部を当接支
持するストッパ面32とを有する基台３等を利用し、第５
図（Ｂ），（ｃ）に示すように、多数枚の半導体ウエハ
Ｗが並列収納されたウエハキャリアＣを治具１に被せる
ようにして治具１に突起及び嵌孔を介して接合し、多数
枚の半導体ウエハＷを熱硬化性樹脂Ｓが充填された凹溝
11内に一挙に挿入する。この結果、第４図に示すよう
に、半導体ウエハＷが熱硬化性樹脂Ｓの充填層S₂内に没
入する格好となり、半導体ウエハＷの両面側へ熱硬化性
樹脂Ｓが溢れ盛上部S₃が形成され半導体ウエハＷの周縁
を包込むようになる。尚、第４図は第１図（Ｂ）の
（Ｙ）−（Ｙ）線断面図であるが、深溝部11′の断面図
は第３図に示す。ウエハキャリアＣは、第６図に示すよ
うに、上面Caがウエハの出し入れのため大きく開放され
下面Cbが小さく開放された構造であるため、半導体ウエ
ハＷの治具１方向への押込みは容易である。

さらに、第５図（Ｄ）に示すように、ウエハキャリア
Ｃを治具１から取り外すと半導体ウエハＷの半部が露出
することになるから、第５図（Ｅ）に示すように、他方
の治具２を一方の治具１に被せるようにして突起及び嵌
孔を介して接合し、露出している半導体ウエハＷの半部
を熱硬化性樹脂Ｓが充填された凹溝21内に挿入する。

その後は、両治具1,2を接合したまま加熱により熱硬
化性樹脂Ｓを硬化させ、半導体ウエハＷの周縁に熱硬化
性樹脂Ｓからなる補強部Ｐを接着成形し、さらに両治具
1,2を脱型する。なお、治具1,2は、第１図（Ｂ）を示す
矢印方向へ拡開するようにすると脱型が容易である。

この時の前述の外周補強部材を備えた半導体ウエハの正
面図及び側面断面図を第８図に示す。

前述のように製造された半導体ウエハＷは、凹溝11,2
1の全てに熱硬化性樹脂Ｓを充填しておくことにより、
半導体ウエハＷの周縁の全周に半径方向薄肉形の補強部
Ｐが形成されている。

また、前記深溝部11′によって、補強部Ｐに厚肉形部
分Ｐ′が形成されている。なお、この半導体ウエハＷ
は、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有するも
のなど、厚さ方向に不均一な特性をもつウエハである。

したがって切断に関して、このような補強部Ｐを備え
た半導体ウエハＷは、従来に比し補強範囲が全周にわた
り補強形態が半導体ウエハＷを囲繞するようになってい
るため、補強効果が特に大きく、薄い半導体ウエハＷの
２分割でも損傷等を完全に防止することができる。ま
た、補強部Ｐの厚肉形部分Ｐ′は、損傷等の起こりやす
い切断終端付近をより強固に補強すると共に、前述のよ
うに、より薄い半導体ウエハＷの切り落とされる側のウ
エハの吸着保持のタイミングの設定のしやすさ又は一括
回収することにも寄与する。

次に、第９図に基いて、本発明に係る外周補強部材を
備えた半導体ウエハの製造装置の第２実施例を説明す
る。

この実施例では、第１実施例の熱硬化性樹脂Ｓによる
基底部S₁に代えて、基底ピン4,5を採用している。な
お、この基底ピン4,5の位置は、第８図（Ａ）に角度θ
で示すように90度以内が好ましい。

この実施例によると、熱硬化性樹脂Ｓによる基底部S₁
の調整が不要となるが、以下に記述されているＶ形状の
溝を利用して第１及び第２実施例の基底部S₁の位置決め
作業を省略することも可能であり、第１及び第２実施例
よりも作業性が良好となる利点がある。

上述した実施例は、ウエハ全周縁に補強材を形成した
場合を示したが、対象とするウエハが極端に薄くない場
合は、第10図（Ａ）示す如く、切断中より破損の発生し
やすい切終り側の半周分だけ連続状に補強するととも
に、切断開始直後、すなわち内周刃にウエハが当触した
ときに発生しやすい外周破損だけでも防止したいという
ことで切り込み個所のみに治具２′を用いて、Ｖ形状溝
等で位置決めができるようにして軽く部分的に補強して
防止し（第10図（Ｂ））、ウエハ全体として不連続な補
強部を形成する応用も可能である。

尚、この補強部は切断終了後、特定の薬液により剥離
除去される。

［発明の効果］以上のように本発明に係る外周補強部材を備えた半導
体ウエハは、請求項１では、補強部によって半導体ウエ
ハの補強強度が高められるため、薄性の半導体ウエハで
も損傷を伴なわずに２分割切断することができ、非常に
高価であるシリコン半導体の材料を節減しコストを大幅
に減少させる効果がある。また、請求項２では、補強部
の厚肉形部分によって、前記効果が特に損傷等が起こり
やすい切断終端側で有効に発揮され、また２分割された
半導体ウエハの吸着保持関係を容易にすることができる
特有の効果がある。また、請求項３では、デスクリート
素子用基板の製造において、前記効果を有効に得ること
ができる特有の効果がある。

さらに、本発明に係る外周補強部材を備えた半導体ウ
エハの製造方法は、半導体ウエハの半部づつ挿入される
治具により、半導体ウエハに補強部を接着成形するた
め、外周補強部材を備えた半導体ウエハを確実に製造す
ることができる効果がある。

さらに、本発明に係る外周補強部材を備えた半導体ウ
エハの製造装置は、請求項５では、ウエハキャリアに並
列収納された多数枚の半導体ウエハを同時的に処理する
ことができるようにしたため、常温でも時々刻々と硬化
していくエポキシ樹脂系等の強度の優れた熱硬化性樹脂
を利用して外周補強部材を備えた半導体ウエハを製造す
る前記製造方法に好適であり、製造効率が良好である効
果がある。また、請求項６では補強部と一体的、同時的
に厚肉形部分を形成することができる特有の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る外周補強部材を備えた半導
体ウエハの製造装置の第１実施例を示す要部の平面図、
第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の側面断面図、第２図
（Ａ）第１図とは別の要部の底面図、第２図（Ｂ）は第
２図（Ａ）の側面断面図、第３図は第１図（Ｂ）のＸ−
Ｘ線拡大断面図、第４図は第１図（Ｂ）のＹ−Ｙ線拡大
断面図、第５図は本発明に係る外周補強部材を備えた半
導体ウエハの製造装置の第１実施例の使用例と本発明に
係る外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造方法の実
施例とを示すもので（Ａ）〜（Ｅ）の順に工程を示す、
第６図は第８図の工程に使用されるウエハキャリアの例
を示す断面図、第７図は第８図の工程に使用される櫛歯
状ヘラの例を示す部分平面図、第８図（Ａ）は本発明に
係る外周補強部材を備えた半導体ウエハの実施例を示す
正面図、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ）の中央縦断面図、
第９図は本発明に係る外周補強部材を備えた半導体ウエ
ハの製造装置の第２実施例を示す側面断面図、第10図
（Ａ）は他の実施例の要部の側面断面図、第10図（Ｂ）
は治具２′のＶ型溝の横断面図である。 1,2…治具、11,21…凹溝Ｃ…ウエハキャリア、Ｓ…熱硬化性樹脂Ｐ…補強部、Ｐ′…厚肉形部分Ｗ…半導体ウエハ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウエハ周縁の少なくとも半分に連続
して熱硬化性樹脂を薄肉形に接着成形した補強部を設け
てなる外周補強部材を備えた半導体ウエハ。
【請求項２】請求項１の半導体ウエハにおいて、補強部
の一部を半径方向に厚肉かつ周方向に幅広くしたことを
特徴とする外周補強部材を備えた半導体ウエハ。
【請求項３】請求項１または請求項２の半導体ウエハに
おいて、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有す
ることを特徴とする外周補強部材を備えた半導体ウエ
ハ。
【請求項４】多数の凹溝に熱硬化性樹脂を充填した半円
弧形の樋状治具に半導体ウエハを挿入し、該ウエハ周縁
を熱硬化性樹脂に埋設させ、前記治具から露出している
半導体ウエハの残外周部に対して、熱硬化性樹脂を充填
した半円弧形の同数の凹溝を有する他の樋状治具に同様
に熱硬化性樹脂にウエハ周縁を埋設させるように被せ、
両治具を型合せし、その状態で熱硬化性樹脂を硬化させ
て半導体の周縁に熱硬化性樹脂で補強部を形成した後、
補強部が形成された半導体ウエハから両治具を脱型す
る、外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造方法。
【請求項５】熱硬化性樹脂を充填して半導体ウエハの半
部を挿入可能な半円弧形の凹溝を多数枚の半導体ウエハ
を並列収納するウエハキャリアの並列間隔と同一の間隔
で多数個並設した樋状治具と、この治具と略同一構造に
形成され、前記治具に接合可能な他の樋状治具とからな
る外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造装置。
【請求項６】請求項５の外周補強部材を備えた半導体ウ
エハの製造装置において、一方の樋状治具の一部に凹溝
の溝深さを深く、周方向に広くした部分を設けたことを
特徴とする外周補強部材を備えた半導体ウエハの製造装
置。