JP2843259B2 - 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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JP2843259B2 JP6139970A JP13997094A JP2843259B2 JP 2843259 B2 JP2843259 B2 JP 2843259B2 JP 6139970 A JP6139970 A JP 6139970A JP 13997094 A JP13997094 A JP 13997094A JP 2843259 B2 JP2843259 B2 JP 2843259B2
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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
の外力によるウエハ面上の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の切断傷痕を
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。何故なら、
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ウエハ面上への機械的外力(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50−11287
8号公報、特開昭60−2310号公報、特開昭62−
56108号公報に述べられている様な切断中のウエハ
が主にその内周刃刃先の状態に起因する表裏の加工歪の
強弱により、又はパッシベーション膜例えばSiO2
の伸張力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、素材ウエハ表裏に形成されてい
るパッシベーション膜の性状又は刃先の「切れ」の状態
により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
面に接着剤層を有するプラスチックシートを貼り付け、
接着剤層で表面の微小な凹凸(段差)を吸収すると共
に、プラスチックシートでシリコン半導体ウエハに形成
された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、素材ウ
エハがもともと有している性状又は内周刃の刃先の状態
により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をその程度によ
り強制的に修正できる熱収縮性を有するプラスチックシ
ートを切り離されるシリコン半導体ウエハの表面に貼り
付け、所定の加熱処理でプラスチックシートに収縮しよ
うとする収縮力を加えて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、補強部も含
めて完全に切断分離される前に切り落とされる側のウエ
ハを吸着保持しておく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プラスチックシ
ートはウエハ全域をカバーして完全な保護壁としての作
用をなすと共に、シリコン半導体ウエハとプラスチック
シートとの間の接着剤層は流動的でウエハ表面に形成さ
れたパターンの微細な段差を吸収することができ2分割
切断はもとより表面の微細な段差により加工中のワレに
直結しやすいシリコン半導体ウエハの切断後の切断面の
平面研削加工に対しても十分対応できる。
【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プラスチックシートが、加
熱処理によりシリコン半導体ウエハの切り落される側の
ウエハ外面に収縮力を加えているため、その切り離され
るウエハを切断の進行に伴い内周刃から離反する方向に
強制的に弯曲させることができる。このことは体験的に
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を安定して加工する
ことが可能となる。
【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に接着剤層3(例えば、25μ)を有する
プラスチックシート2(例えば、塩化ビニルシート100
μ)が貼り付けられて一体化され、図1(b) に示すプラ
スチックシート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プラスチックシ
ート2によって完全に保護すると共に、接着剤層が微細
な段差を吸収し、パターンの損傷を防止することが出来
る。又、シリコン半導体ウエハ1にプラスチックシート
2を貼り付ける実作業は市販の「ウエハテープラミネー
ト機」を利用して行うことができ、より収縮性の強い方
向をウエハの切断方向と一致させるのがよい。
【0010】図1(c) は通常のプラスチックシート2を
真空保持側とし、熱収縮性を有するプラスチックシート
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、そのプラスチックシート4に約70℃の加熱処理を
施して該プラスチックシート4の収縮力によシリコン半
導体ウエハが弯曲された状態を示し、実際には厚さ1m
m前後の素材ウエハに対しては外見上観えにくいが誇張
して示したものである。尚、収縮性のないプラスチック
シートでも切断方向に一定の引っ張り力を加えて貼り付
けることにより同様の効果を得ることができる。
【0011】次に切断前の準備工作として上記の如く構
成される積層半導体ウエハ1′の切り終り相当部に切断
終了時点の外周部の破損防止及び切り落される側のウエ
ハの回収を容易ならしめるための補強部を同時に多数組
形成する方法としては、図2及び図3に示すように逆台
形状の凹部6を有する基台5に、積層シリコン半導体ウ
エハ1′とテフロン等材質の中間板10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で加圧しシ
リコン半導体ウエハ1′の頂部と両側の中間板10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2及び図3に示すような積層半導
体ウエハ1′の補強部を同時に多数組形成することがで
きる。尚プラスチックシート2,4も中間板10も半導体
ウエハ1より口径が大きいのはプラスチックシート表面
が切断時及びそれに引き続く平面研削加工時の基準面と
なるため接着剤の盛り上り等を規制するためである。
【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4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11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
られているプラスチックシート4の収縮力により徐々に
弯曲し、それにより切断で切り離された先端側は内周刃
11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。前述の実施例では口径100 φで厚さ325 μで弯曲の
ないウエハを加熱処理直後で250 μ〜350 μの弯曲を発
生させる収縮力を有している。
【0013】
【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
れた両面は接着剤層を有するプラスチックシートで覆わ
れパターンの微細な段差を吸収し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(切断面側の平面研削)を支障なく行うことができ
る。
【0014】又、請求項2に示すように熱収縮性を有す
るプラスチックシートを切り落される側のシリコン半導
体ウエハのパターン形成面に貼り付け、その後で加熱処
理して収縮力を与えることにより、切断の進行にともな
い元来内周刃に接触する様な弯曲であっても切り離され
る側のウエハにその程度に応じ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、切断面の安定した品
質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、(a) は貼り合わせ前の状
態、(b) は貼り合わせた状態、(c) はプラスチックシー
トに加熱処理を施して収縮力を与え、シリコン半導体ウ
エハを弯曲させた状態を示す。
【図2】複数の積層半導体に補強部を同時に形成する状
態を示す断面図である。
【図3】図2の同側面図である。
【図4】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。
【符号の説明】
1…シリコン半導体ウエハ 2、4…プラスチッ
クシート 3…接着剤層 1′…積層半導体
ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/304 B28D 5/02

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
    口径を有するプラスチックシートを接着剤層を介して前
    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プラスチックシートは熱
    収縮性を有し、貼り付け後該プラスチックシートへの加
    熱処理により発生する収縮力を該シリコン半導体ウエハ
    の片面に加えたまま切断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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