JP2607821B2 - 半導体ウエハの補強材形成方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等を厚み
幅の中央部より２分割してディスクリート用基板等を製
造する際に、半導体ウエハの外周部破損を防止するため
に半導体ウエハの外周一部に設ける補強材の形成方法お
よび装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】両面に不純物の拡散層を有するシリコン
半導体ウエハ等の外周一部に補強材を形成する方法とし
ては、本願出願人による特開平３−１８１１３１号公報
記載の如く、所要な熱硬化性樹脂（接着剤）をウエハ整
列治具の円弧状凹溝内に充填した状態でウエハを嵌入
し、そして前記接着剤を加熱硬化させてウエハ等の外周
一部に接着形成せしめる方法があり、この場合従来から
ある３軸直交座標系ロボットを使用して、接着剤吐出ノ
ズルを円弧状凹溝に沿って水平運動と上下運動及び凹溝
配設方向への移動運動を繰り返せば接着剤塗布の自動化
は不可能ではなかったが、現実には作業者の手作業によ
り個別になされていたものであった。尚、この補強材
は、切り落とし加工済みのウエハ２枚を一体型として回
収する場合、又は切り落とされる側のウエハを切断刃が
補強材部分に切り込んだ時にタイミングを合わせて吸着
保持するのにも不可欠の部分である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】即ち、この種の半導体
ウエハは厚み幅の中央部より２分割して切断した後、特
定の処理により前記補強材が容易に剥離できる必要があ
ることから、使用する接着剤が限定され、かつ切断性を
損なわないため及び充填された接着剤が中央部に流下し
ないようにするためにタルク等を混合して高粘度として
いるため、その接着剤の吐出仕方によって、特に円弧状
凹溝の中央の深溝部は接着剤が空気を閉塞してしまい仕
上がり状態の良好なウエハを得ることができないという
問題点があり、従来の３軸直交座標系ロボットではその
微妙な調整が困難であったことから手作業に頼らざるを
得ず、作業繁雑で実質的に生産能率の低下を招いていた
という不具合があった。

【０００４】そこで、本願出願人は開発を重ねた結果、
接着剤の選定及び吐出方法に影響されることなく機械的
操作によって補強材を半導体ウエハの外周一部に接着形
成できる方法及び装置を見出だし、従来の問題点解決に
寄与せしめることが可能となった。

【０００５】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、半導体ウエハの外周一部への補強材接着形成におけ
る接着剤供給工程を自動化させ、大幅な生産性の向上を
図ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明がなした技術的手段は、ウエハ整列治具の円弧
状凹溝内に、補強材を形成する所要粘度の接着剤を充填
した状態で半導体ウエハを垂直状に嵌入して、該ウエハ
外周の一部に補強材を形成する半導体ウエハの補強材形
成方法において、ウエハ整列治具の円弧状凹溝略中央に
設けた深溝部に補強材形成用加工物を挿入し、前記円弧
状凹溝の円弧面に沿う回転の中心で正逆回転可能に支持
された接着剤吐出ノズルを前記凹溝内に沿って移動させ
つつ前記接着剤を充填し、接着剤吐出後ウエハ整列治具
を前記ノズルの回転平面に直交する方向へ所定ピッチ分
移動させ、その接着剤吐出とウエハ整列治具移動とを交
互に反復させることである

【０００７】また、前記方法において接着剤吐出ノズル
を複数備え、複数の円弧状凹溝に同時に接着剤を充填せ
しめるものとしてもよい。

【０００８】さらに、吐出ノズルの構成を、ウエハ整列
治具の円弧状凹溝一端側から他端側へと移動しながら接
着剤を吐出し、他端側へ到着と同時に回転停止すると共
に接着剤吐出停止し、そしてウエハ整列治具を所望範囲
移動させた後、逆方向へとその停止位置から再び回転及
び接着剤吐出を開始するものとしてもよい。

【０００９】また、上記補強材を形成する半導体ウエハ
は、厚さ方向に不均一で、かつ中心線に対して対称的材
質特性を有するシリコン半導体ウエハである。

【００１０】また、前記方法を実施する装置は、半導体
ウエハ下部を垂直状に嵌入可能な円弧状凹溝を所望数並
設し、該凹溝略中央に補強材形成用加工物を挿入する深
溝部を形成した凹型のウエハ整列治具と、接着剤供給側
に連絡され、前記ウエハ整列治具の円弧状凹溝の円弧面
に沿う回転の中心で正逆回転可能に支持された接着剤吐
出ノズルと、前記ウエハ整列治具を吐出ノズルの回転平
面と直交する方向へと移動せしめる移動機構とで構成さ
れ、前記吐出ノズルをウエハ整列治具の円弧状凹溝一端
側から他端側へと移動しながら接着剤を吐出し、他端側
へ到着と同時に回転停止すると共に接着剤吐出停止し、
そしてウエハ整列治具を所望範囲移動させた後、逆方向
へとその停止位置から再び回転及び接着剤吐出を開始す
るように制御するものとした。

【００１１】

【作用】前記技術的手段により、吐出ノズルの正逆回転
運動のみで容易かつ確実に接着剤を凹溝に充填できる。
また、タルク等を混合した高粘度の接着剤であっても、
接着剤吐出ノズルを凹溝内に挿入するようにして接着剤
を吐出すれば空気の閉塞がなく効率よく充填できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。

【００１３】本発明は、補強材形成用加工物挿入工程，
接着剤吐出工程，及びウエハ整列治具移動工程，半導体
ウエハ嵌入工程，硬化工程を経る。

【００１４】図１はウエハ整列治具１の一実施例で、
（Ａ）は一部切欠いて示す平面図，（Ｂ）は正面図、そ
して（Ｃ）は補強材形成用加工物２０および接着剤２１
塗布後状態を夫々示している。

【００１５】ウエハ整列治具１は、中央部分１ａと両側
部分１ｂ，１ｂとの三分割からなり、ボルト５等で一体
とした円弧状内面２を有する凹型で、中央部１ａは深さ
Ｄ，幅Ｗとした深溝３…を長さ方向に並設し、一方両側
部分１ｂ，１ｂは，夫々半導体ウエハ２２半径の曲率の
円弧状で、かつ半導体ウエハ２２の下部を嵌入可能な幅
を有する断面Ｕ型状の凹溝部４ａ…，４ａ…を長さ方向
に並設しており、一体に組立てた際に半導体ウエハ２２
を嵌入可能な円弧状凹溝４…を形成する。

【００１６】また、前記ウエハ整列治具１の材質的には
接着剤２１の影響を受けることなく、かつ熱にも強い、
例えばテフロン製が好ましく、最終的にはウエハキャリ
ア２３の底部に嵌め合う形状に形成される（図２）。

【００１７】前記ウエハ整列治具１は、図３及び図４に
示すように移動台６上に載置され使用される。

【００１８】移動台６は、ガイドレール７上をステッピ
ングモーター８及びそのカップリング９を介して回転す
る駆動軸１０に嵌合している移送部材１１上に固定さ
れ、図中矢印Ｘ方向に移動可能な移動機構を構成してい
る。

【００１９】接着剤吐出ノズル１２は、所望長さの複数
のノズル部１２ａ…を有し、夫々マニホルド１３を介し
て一定時間，一定吐出量に調整され、耐圧チューブ１４
を介して接着剤供給側（図示省略）に連結されると共
に、減速機付きモーター１５より歯車１６，１７を介し
た一段減速により回転軸１９の正逆回転によって正逆回
転可能（図３矢印Ｒ−Ｌ方向）に構成され、前記移動台
６に載置されたウエハ整列治具１の移動進路上方に位置
する。その位置は、吐出ノズル１２の回転平面がウエハ
整列治具１と直交する方向であり、そして前記吐出ノズ
ル１２の配設位置は、前記移動可能に支持されるウエハ
整列治具１の円弧状凹溝４の円弧面に沿う回転の中心で
支持される。

【００２０】尚、ノズル部１２…を複数としたのは能率
向上のためであり単数であっても何等構わないものであ
るが、本実施例の如く４連とした意義がある。即ち、限
定使用されている接着剤２１は、常温で時間の経過と共
に硬化が始まるため、より多連とすると複雑な流路形成
により液溜まり部を形成し、その部分の硬化による流路
閉塞を防止するためである。尚、将来的に接着剤の選定
限界が広がれば更に多連とすることも可能である。

【００２１】また、吐出ノズル１２は、下方に位置した
ウエハ整列治具１の円弧状凹溝４の一端４′側から他端
４″側へと移動しながら接着剤２１を吐出し、他端４″
側へ到着と同時に回転停止すると共に接着剤吐出停止
し、そしてその後ウエハ整列治具１が所望範囲移動（吐
出ノズル１２の回転平面に直交する方向へ次の凹溝配設
ピッチ分）し、次に接着剤２１を吐出する円弧状凹溝４
上に前記吐出ノズル１２が位置した時に、今度は逆方向
へとその停止位置（他端４″側）から再び回転及び接着
剤吐出を開始するように、モ…ター１５の発停と吐出ノ
ズル１２の正逆回転およびステッピングモーター８の発
停を制御しており、またこの工程を反復するよう制御さ
れている。これら制御は、従来周知の制御装置による。

【００２２】接着剤２１は、従来同様エポキシ樹脂にタ
ルク等を混合した高粘度のものであるが、適宜変更可能
である。

【００２３】従って、まずウエハ整列治具１の各深溝部
３…内に補強材形成用の所望な加工物２０…、例えば予
め平面所望矩形状に形成したシリコン，カーボン，ソー
ダガラス等の脆性材料加工物を、その上面が左右の凹溝
部４ａ，４ａ底面を連設するように夫々挿入して配設
し、そして前記加工物２０…を配設した前記ウエハ整列
治具１を移動台６上に載置させて吐出ノズル１２下位に
位置させる（補強材形成用加工物挿入工程）。

【００２４】そして作動を開始すると、まず吐出ノズル
１２の各ノズル部１２ａ…は円弧状凹溝４…内に挿入さ
れて一定流量の接着剤２１を吐出しながら円弧状凹溝４
の一端４′側から他端４″側へ向けて回転移動して、円
弧状凹溝４…内に接着剤２１を塗布する（接着剤吐出工
程）。

【００２５】そして、前記吐出ノズル１２は他端４″側
に到着すると同時に回転を停止すると共に接着剤２１の
吐出を停止し、しかる後、移動台６が図中Ｘ方向に（吐
出ノズル数×凹溝配列ピッチ分）だけ移動してウエハ整
列治具１を所望範囲ずらすと、吐出ノズル１２が今度は
逆方向（一端４′側）へとその停止位置（他端４″側）
から再び接着剤２１の吐出を開始して次に位置する円弧
状凹溝４…内に一定流量の接着剤２１を塗布する。そし
て、順次前記接着剤２１の吐出とウエハ整列治具１の移
動とを交互に反復させることで接着剤の供給工程の自動
化が図れる（接着剤吐出工程，ウエハ整列治具移動工
程）。

【００２６】しかる後、両面に不純物（リン(P) ，ボロ
ン(B) ，アルミニウム(Al)，ガリウム(Ga)，ヒ素(As)，
アンチモン(Sb)等）の拡散層を形成した周知の半導体ウ
エハ２２…を上記凹溝配列ピッチと同ピッチでウエハキ
ャリア２３に所要数保持し、そしてそのウエハキャリア
２３を、前記の如く接着剤２１を塗布したウエハ整列治
具１上に垂直状に下ろしてその底部開口２３ａに前記治
具１を嵌め合わせ、そしてそのオリフラ側２２ａと反対
側の円弧面２２ｂを、接着剤２１を塗布した円弧状凹溝
４…内に夫々垂直状に嵌入し、そして加熱せしめて接着
剤２１…及び補強材形成用加工物２０…を硬化させる
と、前記半導体ウエハ２２…の外周一部に、硬化した接
着剤２１及び加工物２０からなる補強材が形成される
（半導体ウエハ嵌入工程，硬化工程）。尚、上記硬化工
程では積極的に加熱せしめて硬化させるもので説明した
が、自然硬化せしめるものであってもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、半導体ウエハを、ウエ
ハ整列治具の円弧状凹溝内に垂直状に嵌入して、半導体
ウエハ外周の一部に補強材を形成する補強材形成方法に
おいて、従来ウエハ整列治具の円弧状凹溝内に接着剤を
充填するに繁雑な手作業によっていたものを自動化でき
るため、所要時間の大幅な短縮化が図れ生産性を向上で
きると共に、円弧状凹溝の円弧面に沿う回転の中心で正
逆回転可能に支持された接着剤吐出ノズルを前記凹溝内
に沿って移動させつつ接着剤を充填するものであるた
め、接着剤により空気が閉塞されることがなく良形な補
強材を形成可能な方法及びその装置を提供できる。

【００２８】また、その結果切断時のクーラントの掛り
具合が安定し、より良好なディスクリート基板等が形成
可能である。

【００２９】さらに本発明によれば、触れるとかぶれる
虞れのある接着剤（エポキシ樹脂）使用でも直接扱う手
作業がなくなり、安全性の面においても有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用されるウエハ整列治具の一実施例

【図２】ウエハ整列治具を拡大して示すと共にウエハキ
ャリアと合体した状態を仮想線で示す正面図

【図３】本発明にて使用される形成装置の一実施例を示
す正面図

【図４】全体側面図を示す概略図

【符号の説明】

１：ウエハ整列治具 ３：深溝部 ４：円弧状凹溝 ４′：一端側 ４″：他端側 ６：移動台 １２：吐出ノズル ２０：補強材形成用
加工物 ２１：接着剤 ２２：半導体ウエハ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハ整列治具の円弧状凹溝内に、補強材
   を形成する所要粘度の接着剤を充填した状態で半導体ウ
   エハを垂直状に嵌入して、該ウエハ外周の一部に補強材
   を形成する半導体ウエハの補強材形成方法において、ウ
   エハ整列治具の円弧状凹溝略中央に設けた深溝部に補強
   材形成用加工物を挿入し、前記円弧状凹溝の円弧面に沿
   う回転の中心で正逆回転可能に支持された接着剤吐出ノ
   ズルを前記凹溝内に沿って移動させつつ前記接着剤を充
   填し、接着剤吐出後ウエハ整列治具を前記ノズルの回転
   平面に直交する方向へ所定ピッチ分移動させ、その接着
   剤吐出とウエハ整列治具移動とを交互に反復させる半導
   体ウエハの補強材形成方法。
2. 【請求項２】複数備えた接着剤吐出ノズルによって複数
   の円弧状凹溝に同時に接着剤を充填する請求項１記載の
   半導体ウエハの補強材形成方法。
3. 【請求項３】吐出ノズルは、ウエハ整列治具の円弧状凹
   溝一端側から他端側へと移動しながら接着剤を吐出し、
   他端側へ到着と同時に回転を停止すると共に接着剤の吐
   出を停止し、そしてウエハ整列治具を所望範囲移動させ
   た後、逆方向へとその停止位置から再び回転及び接着剤
   吐出を開始する請求項１又は２記載の半導体ウエハの補
   強材形成方法。
4. 【請求項４】半導体ウエハが厚さ方向に不均一で、かつ
   中心線に対して対称的材質特性を有するシリコン半導体
   ウエハである請求項１記載の半導体ウエハの補強材形成
   方法。
5. 【請求項５】半導体ウエハ下部を垂直状に嵌入可能な円
   弧状凹溝を所望数並設し、該凹溝略中央に補強材形成用
   加工物を挿入する深溝部を形成した凹型のウエハ整列治
   具と、接着剤供給側に連絡され、前記ウエハ整列治具の
   円弧状凹溝の円弧面に沿う回転の中心で正逆回転可能に
   支持された接着剤吐出ノズルと、前記ウエハ整列治具を
   吐出ノズルの回転平面と直交する方向へと移動せしめる
   移動機構とで構成され、前記吐出ノズルをウエハ整列治
   具の円弧状凹溝一端側から他端側へと移動しながら接着
   剤を吐出し、他端側へ到着と同時に回転停止すると共に
   接着剤吐出停止し、そしてウエハ整列治具を所望範囲移
   動させた後、逆方向へとその停止位置から再び回転及び
   接着剤吐出を開始するように制御した半導体ウエハの補
   強材形成装置。