JP2564084B2

JP2564084B2 - 半導体ウエハの回収方法

Info

Publication number: JP2564084B2
Application number: JP5043594A
Authority: JP
Inventors: 勉佐藤
Original assignee: Naoetsu Electronics Co Ltd
Current assignee: Naoetsu Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH06254841A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はシリコン半導体ウエハ
の回収方法に関し、さらに詳しくは、シリコン半導体ウ
エハを内周式スライサーにより厚み方向から２分割に切
断する際において、切断により分割された個々のウエハ
を傷つけることなく合理的に回収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコン半導体ウエハの表裏両面
に不純物拡散層を形成し、その後の加工を経てディスク
リート用基板を製造する際の加工方法として、上記シリ
コン半導体ウエハをその厚さ中心から内周式スライサー
により２分割に切断して２枚のディスクリート用基板を
得る、所謂「２枚取り」の具体的な加工方法は２つに大
別できる。その一つは、拡散済みのウエハを多数枚密着
接着して通常のシリコンインゴットのような柱状と成
し、これを内周式スライサーで１枚ずつ連続に切断する
方法、又はワイヤーソウで同時に切断する方法であり、
もう一つは、拡散済みのウエハを内周式スライサーによ
り枚葉式に切断する方法である。本発明は後者の方法に
関するもので、その基本的加工思想は特開昭５５−１０
３７０号、さらには、特開昭６４−１９７２９号に開示
されている。しかしながら、上記した発明においては、
２枚取り加工を量産規模で実施する為に不可欠であるウ
エハの供給と加工ウエハの回収を行なう方法が具体的に
開示されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように拡散処
理したウエハを２枚取り加工する際においては、１枚の
ウエハを切断して２枚に分割することから、回収側のウ
エハキャリアの溝数が供給側ウエハキャリアの溝数の倍
になりウエハキャリア間のスペースとその移動のため、
切断加工装置の大型化を招いてしまう。この対策として
は、回収側のウエハキャリア１溝に分割したウエハを２
枚ずつ回収する方法が合理的である。図８は上記した回
収方法を実施し得る従来の切断加工装置を示している。
図中１０１はポーラセラミックスからなる保持盤であ
り、両面に拡散層Ｗａを形成したウエハＷを吸引保持
し、チャックボディ１０４により緊張されたブレードＢ
の回転中心線Ｃ上に位置する（図中イ）。加工時におい
て上記保持盤１０１はブレードＢ内周の刃先Ｂ１へ向け
て移動しながらウエハＷの厚さ中心を切断し、図中
（ロ）にて示すように補強部Ｐにまで切り込んだ時に切
断を止め、始点である回転中心へ向けて移動する。その
後、保持板１０１は回転中心線Ｃに沿って所定距離Ｌリ
トラクトし（図中ハ）、保持部Ｐを介して連結する２枚
のウエハＷ１，Ｗ２をウエハ回収機構（図示せず）によ
って一緒に回収する。

【０００４】しかしながら、上記した切断加工装置にあ
っては、ウエハＷを移動させながら回転するブレードＢ
により厚さ中心から２分割に切断した後、全く同じ経路
を戻ってウエハＷ１，Ｗ２の間からブレードＢを引き抜
かなければならない。よって、戻り行程中において、そ
れまで切断抵抗を受けて撓んでいたブレード刃先Ｂ１が
抵抗から開放させて戻り、ウエハＷ１の切断面に接触し
て著しく傷つけてしまうことがあった。従って、上記し
た切断加工を行なうには、ウエハの切断厚みにブレード
による損傷分の厚みを加える必要が生じ、この分が余計
な材料ロスとなっていた。

【０００５】本発明は上記した如き問題に鑑みなされた
ものであり、シリコン半導体ウエハを内周式スライサー
により厚さ中心から２分割に切断する際において、スラ
イサーのブレード刃先とウエハ断面との接触により破損
を防止すると共に、切断して分割した２枚のウエハを一
緒に回収し得る方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の半導体ウエハの回収方法は、半導体ウ
エハを内周式スライサーのブレードにより厚み中心から
切断して２枚に分割する切断加工において、上記半導体
ウエハの片面を保持盤により保持し、このウエハを内周
式スライサーのブレードにより切断を開始し、その途中
で該ウエハのもう一方の面を副保持盤により保持しなが
ら切断を完了させた後、上記保持盤と副保持盤とを離間
させて対向するウエハの間に所定の距離を維持し、その
まま両ウエハを内周式スライサーのブレード中心部に相
対移動させ、対面する両ウエハの切断面に水を噴霧した
上でその切断面同士を当接させ、水を介して密着一体化
した両ウエハを保持盤及び副保持盤に代わって挟持体に
より挟持し２枚一緒に回収するものである。また、上記
半導体ウエハが切断終了端側に補強部を有し、前記スラ
イサーのブレードによる切断が前記補強部を切断する途
中で副保持盤によりウエハの他面が保持され、その後に
切断が完了するようにしてもよい。上記シリコン半導体
ウエハは、両面に厚さ方向に不均一で、かつ厚み中心に
対して対称的な材質的特質を有する加工がなされている
ものである。

【０００７】

【作用】以上の手段によれば、内周式スライサーにより
厚みの中心から切断されるウエハは、外周の補強部まで
切断された時点で両面を保持盤と副保持盤とにより別々
に保持される。保持盤及び副保持盤は上記ウエハが完全
に分割切断された時点で離間し、２分割されたウエハの
間に所定の離間距離を置いてスライサーのブレード刃先
が両ウエハの切断面に接触するのを防止する。そして、
各々の保持盤は両ウエハを離間距離をおいて対向させた
状態のまま移動し、スライサーのブレードから両ウエハ
を引き抜くと同時に、両ウエハを内周式スライサーのブ
レード中心まで相対的に移動させる。尚、ウエハの移動
はブレードに対して保持盤を移動することによって行な
っても、若しくは保持盤に対してブレードを移動するこ
とによって行なってもよい。その後、両ウエハの切断面
の間に水が噴霧され、切断面同士が当接される。両ウエ
ハは噴霧した水による表面張力と付着性によりぴったり
と密着して一体化する。切断後の両ウエハは拡散層の影
響で相反する方向に反り変形を生じているが、上記した
ように水を介して密着させることにより両ウエハの反り
が相殺されて平板状となる。密着した２枚のウエハは保
持盤に代わって挟持体により挟持され、密着した状態で
２枚一緒に回収される。

【０００８】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、内周式ス
ライサーにより厚み中心から完全に切断分割した両ウエ
ハを保持盤と副保持盤とにより別々に保持し、所定距離
離間させてから内周式スライサーの中心部へ向けて移動
させるものであるから、スライサーによる切断の後にブ
レードがウエハの切断面に接触して破損する現象を防止
することができる。これによれば、切断加工後に行なう
研削加工において研削する研削代の中から、従来必要と
していたブレードによる破損分の厚さが不要となり、そ
の分の材料ロスを削減することができる。また、２枚に
分割したウエハの切断面に水を噴霧して密着させること
により、相反する方向に反り変形を生じる両ウエハを平
板状に密着させ、このウエハを挟持体により２枚一緒に
回収するようにしたので、２枚のウエハを無理なく一緒
に回収することができ、その結果、ウエハの回収機構の
構造を簡素化し、切断加工装置をコンパクトにまとめて
省スペース化することが可能となる。さらに、単体のウ
エハキャリアに対して通常の倍のウエハを収納させるこ
とが可能であるから、ウエハキャリアに収納した後に各
キャリア単位で行なう酸希釈水による補強部の剥離及び
粗洗浄行程の能率を大幅に向上させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明によるウエハの回収方法を図面
に基づいて説明する。図１乃至図５はシリコン半導体ウ
エハＷの切断加工装置を示している。同装置は、両面に
拡散層を形成したウエハＷを保持盤１によって保持し、
このウエハＷを内周式スライサーのブレードＢによって
厚さ中心から切断して２枚に分割すると共に、分割した
両ウエハＷ１，Ｗ２を水の噴霧により一枚状に密着させ
た後、保持盤１上のウエＷ１，Ｗ２を挟持体３により２
枚一緒に回収し、ウエハキャリア（図示せず）に収納す
るものである。

【００１０】内周式スライサーのブレードＢは図１にて
示すようにドーナッツ形の円盤であり、内周縁部に沿っ
てダイヤモンド粒子を電着させてなるブレード刃先Ｂ１
を構成し、チャックボディ４により緊張して回転自在に
支持してある。上記ブレードＢの回転中心Ｃに位置した
保持盤１はポーラスセラミックスからなる円形台であ
り、平坦な真空吸引面にてウエハＷを吸引保持する。ま
た保持盤１は移動ベース上をブレードＢへ向けて水平に
移動すると共に、回転中心軸Ｃに沿って設定距離Ｌの範
囲で移動可能である。

【００１１】上記した保持盤１に対向して吸盤式の副保
持盤２が移動自在なアーム２０の先端部に複数設置して
ある。これら副保持盤２は保持盤１と同じ移動ベース上
に設置され、保持盤１と共に一体的に移動する。副保持
盤２は、図６にて示すように、吸着パット２１と嵌合一
体化する摺動管２４を吸引管２６に螺着した中空状の基
螺２２内に対して摺動自在に嵌挿すると共に、上記基螺
２２と摺動管２４の鍔部２４ａとの間を連結するように
袋ナット２３を螺嵌し、該袋ナット２３の内部にコイル
スプリング２５を弾装して構成される。よって、後述す
るように副保持盤２をウエハＷに対して上方から当接さ
せる時や、分割したウエハＷ２をＷ１に対して密着させ
る際に、コイルスブリング２５の圧縮により吸着パット
２１が弾性的に後退し、ウエハＷに対して無理な負荷を
与えることの無いようになっている。また、上記副保持
盤２はアーム２０の先端部に並列させた状態で設けてあ
るが、個々の副保持盤２は図１にて示すように幾分傾斜
させた状態で取り付けてある。この傾斜は、切断により
変形するウエハＷ２の反りに合わせて両副保持盤２の吸
着パット２１をあてがうための配慮である。

【００１２】上記した切断加工装置は切断分割したウエ
ハＷ１，Ｗ２を回収する際に使用する噴霧ノズル５と挟
持体３を具備している。噴霧ノズル５は副保持盤２のア
ーム２０に取り付けられ、切断分割したウエハＷ１，Ｗ
２の間に向けて水を噴霧する。挟持体３は水の噴霧によ
り一枚状に密着させた両ウエハＷ１，Ｗ２を保持盤１よ
り回収して回収用のウエハキャリア（図示せず）の溝に
収納するものであり、２本の挟持片３ａの間にウエハＷ
１，Ｗ２の縁部を挟持するように構成してある。尚、保
持盤１の周縁部に切欠した溝１ａは挟持体３の挟持片３
ａを挿入する為のものである。

【００１３】以下、上記の如く構成した切断加工装置に
て行なうウエハの２枚取り加工と、切断されたウエハＷ
１，Ｗ２の回収方法を行程順に説明する。切断加工する
ウエハＷは、図７にて示すように、厚さ１ミリ程度のシ
リコン半導体ウエハ外周の一部にカーボンあるいはシリ
コン、エポキシ樹脂等からなる補強部Ｐを形成したもの
である。上記ウエハＷは未拡散層Ｗｂを挟んで両面に拡
散層Ｗａが形成され、厚さ中心Ｗｃを基準とし、切断し
て２分割することにより、片面が未拡散層、もう片面が
拡散層からなる２枚のディスクリート用基板を得る。

【００１４】図１にて示すように、ウエハ供給機構（図
示せず）により保持盤１の上に供給されたウエハＷはポ
ーラセラミックスの多孔を介して加えられる吸引力によ
り保持される。この時、ウエハＷ及び保持盤１は内周式
スライサーのブレードＢ中心Ｃに位置し、さらにウエハ
Ｗの厚さ中心Ｗｃがブレード刃先Ｂ１のレベルと正確に
一致している。上記保持盤１は、ブレード刃先Ｂ１の直
前まで水平に高速移動し、ブレード刃先Ｂ１がウエハＷ
の厚さ中心に接触する直前において切断に適した速度に
減速し、この速度を維持しながら切断は進行される。

【００１５】ブレード刃先Ｂ１がウエハＷを２分割切断
して外周部の補強部Ｐの中程まで進行した時、上方のウ
エハＷ２に対して副保持盤２を移動せしめて吸着保持す
る（図２）。その直後、ブレード刃先Ｂ１により補強部
Ｐが切断されてウエハＷ１，Ｗ２が完全に分割された
時、保持盤１と副保持盤２が図中の下方及び上方に各々
若干量移動する（図３）。これによって、両ウエハＷ
１，Ｗ２が所定距離離間し、両ウエハＷ１，Ｗ２の切断
面とブレード刃先Ｂ１との間に接触を回避する為の安全
距離が保たれる。次いで、上記保持盤１及び副保持盤２
はウエハＷ１，Ｗ２間に所定の離間距離を保った状態の
ままブレードＢ中心Ｃへ向けて移動する。

【００１６】図４にて示すように、ブレードＢ中心Ｃま
で移動したウエハＷ１，Ｗ２の間には噴霧ノズル５から
水が噴霧され、両ウエハＷ１，Ｗ２の切断面に適量の水
が添着する。次いで副保持盤２によって保持していたウ
エハＷ２を移動させ、保持盤１のウエハＷ１の上に当接
させた後、その状態を維持したまま保持盤１及び副保持
盤２をブレードＢ中心Ｃに沿って所定距離Ｌリトラクト
する（図５）。尚、上記したように副保持盤２を移動さ
せてウエハＷ２をウエハＷ１に対して当接させる際に
は、既述した如く両副保持盤２の吸着パット２１が所定
ストロークの範囲で弾性的に後退し、これにより傾斜を
つける為に生じていた両副保持盤２間の突出量が吸収さ
れて、ウエハＷ２をウエハＷ１に対して無理のないよう
平面的に当接させることができる。

【００１７】図５にて示すように、当接する両ブレード
Ｗ１，Ｗ２は、噴霧された水による表面張力と付着性に
よりぴったりと密着して一体化する。切断した後の両ウ
エハＷ１，Ｗ２は相反する方向に反り変形を生じるが、
上記したように水を介して両ウエハＷ１，Ｗ２を密着さ
せることによれば両ウエハＷ１，Ｗ２に生じていた反り
が相殺され、あたかも一枚のウエハのように平板状に密
着する。

【００１８】挟持体３によりウエハＷ１，Ｗ２を回収す
る為図５にて示す状態までリトラクトさせた保持盤１及
び副保持盤２は、ウエハＷ１，Ｗ２に加えていた吸引力
を止めて保持力を解除し、同時に挟持体３を側方から接
近させ、保持盤１の上に密着した状態で置かれるウエハ
Ｗ１，Ｗ２の周縁部を挟持して２枚一緒に取り上げる。
そして、挟持対３は所定の移動ベースに沿って移動した
後、挟持したウエハＷ１，Ｗ２を回収用のウエハキャリ
ア（図示せず）の溝に挿入して収納する。

【００１９】以上の回収方法によれば、切断加工後にお
けるブレード刃先Ｂ１と両ウエハＷ１，Ｗ２の切断面と
の接触を防止することができると共に、水の噴霧によっ
て密着させたウエハＷ１，Ｗ２を２枚一緒に回収してウ
エハキャリアの溝に収納することかできる利点がある。
さらに、回収用ウエハキャリアの溝に通常の倍のウエハ
を収納することができるので、切断加工の後に行なう酸
希釈水による補強部Ｐの剥離及び粗洗浄行程の作業能率
を向上させることができる。尚、上述した実施例はスラ
イサーのブレードを垂直方向回転自在に配置させた横型
装置として説明したが、ブレードを水平に配置させる縦
型装置とすることも任意であり、また両面に拡散層を形
成したシリコン半導体ウエハを対象に説明したが、被加
工物となる半導体ウエハは両面にダミーウエハを溶着し
たＳＯＩ用素材ウエハ等であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明を実施する切断加工装置を示す正
面図。

【図２】ウエハを補強部まで切断した状態を示す同
装置の正面図。

【図３】切断した両ウエハを離間させた状態を示す
同装置の正面図。

【図４】対向する両ウエハの間に水を噴霧している
状態を示す同装置の正面図。

【図５】保持盤をリトラクトして切断した両ウエハ
を密着させた状態を示す同装置の正面図。

【図６】副保持盤を示す縦断面図。

【図７】ウエハの拡大縦断面図。

【図８】従来の切断加工装置による切断加工行程を
示す概略図。

【符号の説明】

Ｂ・・・ブレードＢ１・・・ブレード刃先Ｃ・・・ブレード中心Ｗ・・・ウエハＷ１，Ｗ２・・・ウエハ（切断されたウエハ）Ｗａ・・・拡散層Ｐ・・・補強部１・・・保持盤２・・・副保持盤３・・・挟持体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウエハを内周式スライサーのブ
レードにより厚み中心から切断して２枚に分割する切断
加工において、上記半導体ウエハの片面を保持盤により
保持し、このウエハを内周式スライサーのブレードによ
り切断を開始し、その途中で該ウエハのもう一方の面を
副保持盤により保持しながら切断を完了させた後、上記
保持盤と副保持盤とを離間させて対向するウエハの間に
所定の距離を維持し、そのまま両ウエハを内周式スライ
サーのブレード中心部に相対移動させ、対面する両ウエ
ハの切断面に水を噴霧した上でその切断面同士を当接さ
せ、水を介して密着一体化した両ウエハを保持盤及び副
保持盤に代わって挟持体により挟持し２枚一緒に回収す
る半導体ウエハの回収方法。
【請求項２】上記半導体ウエハが切断終了端側に補
強部を有し、前記スライサーのブレードによる切断が前
記補強部を切断する途中で副保持盤によりウエハの他面
が保持され、その後に切断が完了する請求項１記載の半
導体ウエハの回収方法。
【請求項３】上記シリコン半導体ウエハは、両面に
厚さ方向に不均一で、かつ厚み中心に対して対称的な材
質的特質を有する加工がなされている請求項１記載の半
導体ウエハの回収方法。