JP2843256B2 - シリコン半導体ウエハの切断方法 - Google Patents

シリコン半導体ウエハの切断方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン半導体ウエハの
表裏両面にパターンが形成され、その厚み幅の中央部よ
り枚葉式に二分割する切断方法に係り、詳しくは切断時
の外力によるパターンの損傷防止と、切断中の内周刃に
よる切り離される側のウエハ傷痕を防止して安定したウ
エハを加工し得る切断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコン半導体ウエハの表裏両面にパタ
ーン(素子領域)を形成し、原材料としての素材ウエハ
の使用低減、及び拡散工程等における両面同時加工の必
然的な容易性に着目し、「シリコン半導体ウエハの表裏
両面にパターンを形成し、これを二分割切断し、半導体
装置を形成する」という基本的な概念は特開昭53−1
8951号公報に開示されている。
【0003】しかしながら、シリコン半導体ウエハの表
裏両面にパターンを形成するという生産方式の変更に伴
う装置上及び方法上の問題に加え、元来薄性体であるシ
リコン半導体ウエハをその表裏両面に形成したパターン
を損傷することなく、且つ高い収率で安定して加工し得
る方法は実現されるまでには至っていない。なぜなら、
元来切断対象としているシリコン半導体ウエハは表裏両
面のパターンを保護するためパッシベーション膜で全面
が被覆保護されてはいるものの、ミクロン単位以下の薄
膜であるため切断時の機械的外力(真空保持力)等に対
しては無力で、パターンを損傷するといった問題点を有
し、且つ例えば特開昭60−2310号公報に述べられ
ている様な切断中のウエハがその内周刃刃先の状態によ
り主に表裏の加工歪の強弱により内周刃に接触する弯曲
を形成する弊害等が解決されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は表裏両面にパ
ターンを形成したシリコン半導体ウエハを高い収率で安
定して切断加工する方法を課題とし、具体的には微小な
凹凸を有するシリコン半導体ウエハ表面のパターンの損
傷防止を計った切断方法と、シリコン半導体ウエハの二
分割切断の進行と共に切り離される側のウエハが弯曲し
て内周刃に接触し、振動伝達によって切断面の状態が悪
化(切断傷痕)し、最悪な場合はウエハを割れ等に至ら
しめるウエハの弯曲を矯正しながら切断することが出来
る切断方法を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明が講じた請求項1に係る技術的手段は、表
裏両面にパターンを形成したシリコン半導体ウエハの両
面にワックスを塗布して表面の微小な凹凸(段差)を吸
収し、そのワックスを介してシリコン半導体ウエハの口
径と同等以上の口径を有する保護薄板を貼り付けて固着
しパターン全域を覆い、しかる後二分割切断することを
特徴とする。
【0006】又、請求項2に係る技術的手段は、シリコ
ン半導体ウエハを二分割切断して切り離される側のウエ
ハに発生する弯曲の大きさ(弯曲の方向も含む)に対応
した弯曲を有する時計皿状の保護薄板を、その凸面側を
切り離されるシリコン半導体ウエハの表面に対面させて
平らに伸展させて貼り付け固着し、切断の進行と共に切
り離される側のウエハの解放端が内周刃から離反する方
向に弯曲させながら切断することを特徴とする。尚、表
裏両面にパターンが形成されたシリコン半導体ウエハを
厚み幅の中央部で二分割切断する方法は、シリコン半導
体ウエハの表裏面のうちの片面を吸着手段等で保持し、
内周刃式切断装置で枚葉式に切断する方法とする。
【0007】
【作用】請求項1による手段によれば、シリコン半導体
ウエハの表裏両面に貼り付けられている保護薄板はウエ
ハ全域をカバーして完全な保護壁としての作用をなし、
しかもウエハと保護薄板との間のワックスはウエハ表面
に形成されたパターンの段差を吸収し、保護薄板を固着
保持すると共に、切断加工後における保護薄板の剥離は
加熱によって容易に行うことができ、パターンを損傷す
ることがない。
【0008】請求項2による手段によれば、シリコン半
導体ウエハに貼り付けられる保護薄板が、切断によって
切り離される側のウエハに発生する内周刃と接触するよ
うな弯曲を矯正する作用を有する時計皿状を呈し、その
凸面側がウエハに対面させて貼り付けられているため、
切り離されるウエハは切断の進行に伴い内周刃から離反
する方向に強制的に弯曲される。それにより、体験的に
も習得されているがシリコン半導体ウエハの切断の基本
原理にも叶い、極めて良好なウエハ加工が可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は表裏両面にパターンが形成されたシリコン
半導体ウエハ1に保護薄板2を貼り付ける工程を示し、
表裏両面にパターンが形成されたシリコン半導体ウエハ
1のパターン形成面にワックス3が塗布形成され、その
ワックス3を介して前記シリコン半導体ウエハ1の口径
と同等以上の口径を有するシリコン半導体ウエハからな
る保護薄板2がほぼその下端を揃えられて加熱圧着され
て貼り付け一体化され、図1(b) に示す保護薄板2が両
面に貼り付け固着された積層半導体ウエハ1′が得られ
る。それにより、シリコン半導体ウエハ1の両面に形成
されたパターンは保護薄板2によって完全に保護され、
パターンの損傷を防止することが出来る。
【0010】図2は上述した保護薄板2を真空保持側と
し、時計皿状に弯曲した保護薄板4をシリコン半導体ウ
エハ1の切り離される側に貼り付ける形態を示し、その
時計皿状に弯曲した保護薄板4はその凸面側4aをシリコ
ン半導体ウエハ1のパターン形成面に対面させて前記し
たと同様の手法によって該保護薄板4は平らに伸展して
貼り付けられ、固着され一体化する。
【0011】上記の如く構成される積層半導体ウエハ
1′を同時に多数組製作する方法としては、図3及び図
4に示すように逆台形状の凹部6を有する基台5に、シ
リコン半導体ウエハ1と保護薄板2(又は4)を鉛直状
に立てて交互に並列し、並列方向の両側から押し板7で
加圧しつつ恒温槽内で圧着する。この時、保護薄板が時
計皿状に弯曲したものである場合は、その凸面側4aがウ
エハ表面に接するので空気は中心部から半径方向に向け
て押し出され、シリコン半導体ウエハ1と保護薄板4と
の間に閉塞されることはなく高精度の加工が可能とな
る。即ち、保護薄板4の弯曲は貼り合わせ時における空
気の排出という点で効果的に作用するものである。そし
て、上述した作業の後シリコン半導体ウエハ1の頂部と
両側の保護薄板4との間の隙間に、接着剤を塗布した合
成樹脂製(例えばエポキシ樹脂)の補強部材8を圧着
し、硬化後押し板7の加圧を解き、分離すれば図1(b)
、図2(b) に示すような積層半導体ウエハ1′を同時
に多数組得ることができる。
【0012】上記の如く構成した積層半導体ウエハ1′
を内周刃式切断装置で枚葉式にするが、この時は図5及
び図6に示すように積層半導体ウエハ1′の片面を真空
保持盤9で吸着保持し、内周刃10でシリコン半導体ウエ
ハ1の厚み幅の中央部より切断する。その切断が進行す
るに伴い真空保持盤9で保持されたウエハから切り離さ
れる側のウエハ1aはその切り離される側のウエハ表面に
貼り付けられている保護薄板4が貼り付け前の弯曲状態
に復元するよう徐々に弯曲し、それにより切断で切り離
された先端側は内周刃10より離反するように変位(δ)
し、同時に内周刃刃先の2番角にも接触することもな
く、切断面の状態が良好で外周部の破損のないウエハを
切断加工することが出来る。
【0013】上記した時計皿状に弯曲した保護薄板4を
形成する方法について説明すると、円形をしたシリコン
半導体ウエハの薄板の一方の面にリン、ボロン等の不純
物拡散層11を形成することで、その拡散層11の面が収縮
して不純物拡散層11とは反対側の面が凸面となる時計皿
状に弯曲する。又、円形をしたシリコン半導体ウエハの
薄板の一方の面にSiO2 膜を形成した場合は、そのS
iO2 膜側が凸面状に弯曲する。更に、上述した両方の
手段を組み合わせた場合は両者の相乗作用によって弯曲
度が大きくなる。尚、上述した方法によって形成される
弯曲は、例えば口径 100φで 300μであり、厚さは 350
μである。
【0014】
【発明の効果】本発明の切断方法は請求項1記載の切断
方法により、シリコン半導体ウエハのパターンが形成さ
れた両面はワックスを介して貼り付けられた保護薄板で
覆われ、その保護薄板は切断加工時の機械的外力、又は
その他ウエハ取扱い上の外力等に対し強靭な保護壁の役
目をなし、パターンの損傷を防止することができる。そ
れにより、二分割切断、及びそれに引き続く加工、例え
ば切断面側の平面研削を支障なく行うことができる。
【0015】又、請求項2に示すように保護薄板を時計
皿状に弯曲したものとし、その保護薄板の凸面側をシリ
コン半導体ウエハのパターン形成面に対面させて伸展貼
り付けたことにより、切断の進行にともない切り離され
る側のウエハの弯曲を、保護薄板の貼り付け前の弯曲形
状に戻ろうとする働きによって内周刃より離反する方向
に強制的に修正することができる。従って切断面の安定
した切断加工を確保する事ができると共に、シリコン半
導体材料の低減を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の切断方法に供される積層半導体ウエハ
の一実施例を示す断面図である。
【図2】積層半導体ウエハを構成する保護薄板が時計皿
状に弯曲したものである同断面図である。
【図3】複数の積層半導体を同時に製作する製作状態を
示す断面図である。
【図4】図3の同側面図である。
【図5】積層半導体ウエハを内周刃で二分割切断する状
態を示す断面図である。
【図6】図5の同側面図である。
【図7】時計皿状に弯曲した保護薄板を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1…シリコン半導体ウエハ 2、4…保護薄板 3…ワックス 1′…積層半導体
ウエハ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表裏両面にパターンを形成したシリコン
    半導体ウエハを、その外周の一部に補強部を形成し、且
    つ表裏面の一方の面のみを保持して内周刃式切断装置で
    枚葉式にその厚み幅の中央部より二分割に切断する方法
    において、該シリコン半導体ウエハの口径と同等以上の
    口径を有する保護薄板をワックス層を介して前記シリコ
    ン半導体ウエハの表裏両面に貼り付けて固着したのち二
    分割切断することを特徴とするシリコン半導体ウエハの
    切断方法。
  2. 【請求項2】 上記の切断方法において、少なくとも切
    り離される側に貼り付けられる保護薄板が時計皿状を呈
    し、その凸面側をシリコン半導体ウエハに対面させて平
    らに伸展貼り付け固着することを特徴とする請求項1記
    載のシリコン半導体ウエハの切断方法。
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