JPH0210727A - 半導体ウエハの分割方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、半導体ウェハの分割方法および装置に関する
。さらに詳しくは、トランジスタ、ダイオード等のディ
スクリート素子（個別素子）等として利用されるシリコ
ン（ＳＬ）Ｉｌ結晶の円板形等からなる半導体ウェハに
ついて、ディスクリート素子用基板として製造加工する
途中の中間工程手段とその装置とに関する。

［従来の技術］ 従来、シリコン単結晶の円板形等からなる半導体ウェハ
からなるトランジスタ、ダイオード等のディスクリート
素子用基板の製造手段としては、例えば第６図〜第８図
に示すものが知られている。

この従来のディスクリート素子用基板の製造手段は、棒
状のシリコン単結晶からなるインゴット等からダイヤモ
ンドカッター等で一定厚み巾に半導体ウェハ１を切断成
形して、まず第６図に示ずように半導体ウェハ１を拡散
炉に入れる等してその両面に不純物を拡散して不純物拡
散層２を形成し、その後第７図に示づように研削装置Ｇ
等ににり半導体ウェハ１の片面を研削して不純物の拡散
されていない不純物未拡散層３を形成し、ざらに第８図
に示すように不純物未拡散層３に新たな不純物４、例え
ばＩ・ランジスタではベース、エミッタ等を形成する新
たな不純物を拡散し、その後チップ化し実装するもので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来のディスクリ−１−素子用基板の製造手段で
は、半導体ウェハ１の両面に不純物拡散層２と不純物未
拡散層３とを備えなければならないという構造に対応す
るために、第７図等に示すような半導体ウェハ１の片面
の研削を行なうことから、高価なシリコン単結晶をキリ
コとして損失してしまい、また拡散工程によってわざわ
ざ形成した片面の不純物拡散層２がキリコとして除去さ
れてしまうという問題点を有している。

なお、本発明者らは、このような問題点解消の手段とし
て、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有する半
導体ウェハを、Ｊ’Ｊみ１］の中心から切断して二分割
し、二分割された各半導体ウェハの夫々の切断面側を新
たな不純物を拡散する不純物未拡散層とする技術を開発
した。この二分割技術では、簡便な二分割手段が製造効
率の上から開発課題となっている。

本発明はこのような問題点、開発課題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、シリ：１ン単結晶、不純物拡
散層の損失、除去に伴う無駄を防止することができる前
記二分割技術を簡便に行なうことのできる半導体ウェハ
の分割方法と、これを実施するための装置とを提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、本発明に係る半導体ウェハ
の分割方法および装置は、次のような手段を採用する。

即ら、請求項１は半導体ウェハの分割方法に係り、両面
に不純物が拡散された不純物拡散層を有する半導体ウェ
ハを、少なくと−ｂ片面を保持して定位置で高速回転す
るカッターに供給し、少なくとも切断終了前に両面から
保持しつつカッターで厚み中の中心から切断して二分割
することを特徴とする手段である。

また、請求項２は半導体ウェハの分割装置に係り、両面
に不純物が拡散された不純物拡散層を有する半導体ウェ
ハを夫々片面から保持可能な保持機構、ロボッティング
アームと、この半導体ウェハを切断して二分割覆る定位
置で高速回転可能なカッターとからなり、前記保持機構
は少なくとも半導体ウェハを保持してその厚み巾の中心
を刃先に当接するよにカッターに供給し、ロボッティン
グアームは少なくとも半導体ウェハの切断終了前より保
持を継続する動作構造を有してなる手段である。

［作用］ 前述の本発明者らの二分割技術によると、両面に不純物
拡散層を有する半導体ウェハを二分割づ゛ることにより
、前述の従来の重研削を行なわずに不純物未拡散層を形
成することができるため、シリコン中結晶、不純物拡散
層の損失、除去に伴う無駄を防止することができる。

そして、前述の手段によると、このように二分割される
半導体ウェハを、高速回転するカッターへ少なくとも片
面を保持して供給し切断終了の際には両面から保持する
ことで、簡便かつ正確な二分割を可能にするという目的
が達成される。

［実施例］ 以下、本発明に係る半導体ウェハの分割方法およびその
装置の実施例を第１図〜第５図に基いて説明する。

まず、本発明者らの開発した二分割技術について説明す
ると、第１図（Ａ）に示ケような両面に不純物拡散層２
を有する半導体ウェハ１を、第１図（８）に示すように
厚み巾の中心から切断して二分割し、その切断面側を新
たな不純物を拡散するための不純物未拡散層３とするも
のである。

この二分割技術によると、半導体ウェハ１の不純物拡散
層ｉ層２はそのまま利用され、−枚の半導体ウェハ１か
ら不純物未拡散層３を有する二枚のディスクリート素子
用基板１ａ、　１ａ’が形成されることになる。このた
め、半導体ウェハ１の不純物拡散１ｉ２はそのまま利用
され除去されておらず、また半導体ウェハ１を構成する
シリコン単結晶も従来に比し損失が低減されている。

また、第４図（従来例）、第５図（二分割技術）は、前
述のシリコン単結晶の損失を対比するものである。

従来例では、第４図（Ａ）に示すようにインゴット８か
らカッティングのキリコａを消耗して厚み巾すの半導体
ウェハ１が切断成形され、第４図（Ｂ）に示すようにこ
の半導体ウェハ１に不純物拡散Ｉ２が形成されその厚み
巾を変化なくｂとすると（研磨等の消耗は微量なため無
視する）、不純物未拡散層３を形成するための研削によ
ってその厚み巾すの約半分１／２ｂがキリコとして消耗
され、第４図（Ｃ）に示すように厚み巾１／２ｂのディ
スクリート素子用基板１′が得られる。このため１／２
ｂのディスクリート素子用基板の一枚の製造につきａ　
＋　１／２ｂｌｌのシリコン単結晶が消耗されることに
なる。

一方、二分割技術では、第５図（Ａ＞に示すようにイン
ゴット８からカッティングのキリコａを消耗して厚み巾
Ｃの半導体ウェハ１が切断成形されることになるが、ｃ
　＝　１／２ｂ＋　１／２ｂ＋ｄ　＋　ｄ＋ａであり、
〈ａは半導体ウェハ１のキリコ代でありインゴット８か
らカッティングのキリコと同量としてあり、またｄは前
記表面修正式５である。）、最終的に第５図に（Ｃ）に
示すように厚み巾１７２ｂのディスクリート索子用基板
１ａ、　１ａ’が二枚得られる。このため、１／２ｂの
ディスクリート素子用基板１ａ、　１ａ’の一枚の製造
につき１／２（ａ＋ａ＋ｄ＋ｄ）＝ａ＋ｄｆｆｉのシリ
コン単結晶が消耗されることになり、従来の消耗Ｗ！　
ａ　＋　１／２ｂとの対比において、ｄは現状技術では
十分微量で足りｄ　＜　１／２ｂであるから、本発明で
はシリコン単結晶の消耗が低減されることになる。

このような二分割技術においては、まずインゴット８の
切断等による半導体ウェハ１の成形の際に、半導体ウェ
ハ１の厚み巾を二分割可能な厚み巾に成形しておき、次
に半導体ウェハ１の厚み巾の中心を検出してカッター７
でこの中心から二分割に切断することになる。

すなわち、本発明の実施例では第２図及び第３図に示す
ように、分割装置をカッター７、ロボッティングアーム
９、保持機構１０及び搬送ｍ構部１１ａ、　　ｌｌｂ、
　　１２ａ、　　１２ｂ、　　１３ａ、　　１３ｂから
構成させ、−中、１１ａはベルトコンベア、１１ｂはロ
ーラコンベア、１２ａは切断前のウェハ収納用のカセッ
ト、１２ｂは切断（二分割）後の基板収納用のカセット
、　１３ａはカセット、１２ａよりウェハ１をローラコ
ンベアＩｌｂへ搬送する板状のストレートアーム、１３
ｂは０−ラコンベア１１ｂより基板をカセット１２ｂへ
搬送するストレートアームである。

カッター７は定位置で＾速回転し半導体ウェハ１を切断
するもので、リング７１に内周刃７２を緊張固定してな
るダイヤモンドカッター等からなる。

０ボツテイングアーム９は伸縮機構９ｂを介して先端に
、真空ポンプ等へ通じ適時に吸着作用を生ずる吸着盤９
ａを有し、下向きから水平方向までの区間を回動自在に
するとともに昇降動自在に設置してなる。

保持ｌｌ構１０はカッター７と直角に交叉する如く水平
状に設置され、先端に真空ポンプに接続した吸気経路へ
通じるポーラスなセラミック等の強固な吸着面１０ａを
備える。

この保持機構１０は前記吸着面１０ａがカッター７の内
周刃７２を基準に一定位置に設置され、かつ図示しない
機構により昇降動自在である。

而して上記装置の動作を説明すれば、先端上面に吸着機
能を持つ板状のストレートアーム１３ａによってウェハ
１が下面を吸着されてカセット１２ａより１枚宛取り出
されてローラコンベア１１ｂへ搬送された後、該コンベ
アｌｌｂ及びベルトコンベア１１ａによりウェハ１は所
定位置へ搬送され、そこでロボッティングアーム９がウ
ェハ１を吸着盤９ａにより吸着し、上向きに回動して保
持機構１０の吸着面１０ａに受渡しさせる。尚、この間
、カセット１２ａ内のウェハ１はストレートアーム１３
ａによって吸着される位置まで上背され、次の搬送の準
備を終了している。

保持機構１０の吸着面１０ａがウェハ１を吸着保持した
状態では、ロボッティングアーム９の吸着盤９ａはその
吸着作用を停止してウェハ１を吸着面１０ａに強固に吸
着保持させ、その優に保持機構１０及びロボッティング
アーム９が上動しカッター７によりウェハ１をその中心
より切断して二分割する（第２図２点破線）。

上記カッター７による切断終了前にロボッティングアー
ム９の吸着盤９ａが吸着作用を再開して、ウェハ１の切
断された一半部である基板１ａ’を吸着保持する。そし
て切断終了後に保持機構１０はウェハ１の他半部である
基板１ａを保持したまま下降りるとともに、ロボッティ
ングアーム９はその吸着盤９ａに基板１ａ’を保持した
状態で伸縮機構９ｂが収縮して他物に接触しないように
し、その状態で下向きに回動しながら下降し、ベルトコ
ンベア１１ａ上に位置した時点で収縮動作を解除して基
板１ａ’をベルトコンベア１１ａ上へ載承する。ベルト
コンベア１１ａよりローラコンベア１１ｂに移乗された
基板１ａ’はストレートアーム１３ｂによりその下面を
吸着されてカセット１２ｔｌ内に搬送収納される。

保持機構１０が基点位置へ復帰した後に、該機構１０の
吸着面１０ａに保持されている基板１ａもロボッティン
グアーム９の上記した作動によりベルトコンベア１１ａ
上へ搬送され、ローラコンベア１１ｂに移乗したストレ
ートアーム１３ｂによりカセット１２ｂへ搬送収納され
る。そして、カセット１２ｂは基板１ａのピッチ分だけ
上背する。

次いでストレートアーム１３ａにより新たなウェハ１が
カセット１２ａより取出され、前述と同様の作業をくり
返す。

尚、上記実施例ではベルトコンベア１１ａを１台のみ配
設してウェハ１と基板１ａ、　１ａ’　との搬送路に共
用したが、作業速度を高めるためにそれぞれの搬送路を
別にする２系列のベルトコンベアを設置することもよい
。

又、保持機構１０の吸着面１０ａに保持した基板１ａを
回収するために、ロボッティングアームと別に他のロボ
ッティングアームを用いることも任意であり、それによ
りさらに作業速度を高めることができる。

さらに実施例においては、保持機構１０を昇降動させて
切断動作をさせた場合を説明したが、保持ｔｆｉ４Ｍ１
０を定位置に固定し、カッター７を昇降動させることに
より切断動作をさせることも任意である。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係る半導体ウェハの分割方法およ
び装置は、保持機構における基準面は所定の位置に設定
後は繰り返し動作中も不変であり、従ってそれに保持さ
れているウェハし基準面に対して極めて正確に切断（二
分割）を行なうことが出来る効果がある。

さらに、ディスクリート素子用基板を製造する前述の二
分割技術の効果であるシリコン単結晶。

不純物拡散層の損失、除去に伴う無駄の防止さらにこれ
による製造コスｉ−の低減に貢献することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る半導体ウェハの分
割方法および装置の前提技術である二分割技術を示す断
面図、第２図は本発明に係る半導体ウェハの分割方法お
よび装置の実施例を示す正面図、第３図はその平面図、
第４図（Ａ）。 （Ｂ）、（Ｃ）はシリコン単結晶の消耗量（従来例）を
示す断面図、第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は第４図と
対比される本出願人の二分割技術の断面図、第６図〜第
８図は従来例の工程を丞す断面図である。 １・・・半導体ウェハ　　　　２・・・不純物拡散層３
・・・不純物未拡散層　　　４・・・新な不純物７・・
・カッター　　　　　　８・・・インゴット９・・・ロ
ボッティングアーム １０・・・保持機構 特許出願人　　　　直江津電子工業株式会社第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有する
   半導体ウェハを、少なくとも片面を保持して定位置で高
   速回転するカッターに供給し、少なくとも切断終了前に
   両面から保持しつつカッターで厚み巾の中心から切断し
   て二分割することを特徴とする半導体ウェハの分割方法
   。
2. （２）両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有する
   半導体ウェハを夫々片面から保持可能な保持機構、ロボ
   ッティングアームと、この半導体ウェハを切断して二分
   割する定位置で高速回転可能なカッターとからなり、前
   記保持機構は半導体ウェハを保持してその厚み巾の中心
   を刃先に当接するようにカッターに供給し、ロボッティ
   ングアームは少なくとも半導体ウェハの切断終了前より
   保持を継続する動作構造を有してなる半導体ウェハの分
   割装置。