JPH0225028A - 半導体ウェーハの分離方法及び装置 - 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 本発明は、半導体ウェーハの分離方法及び装置に係り、
特に半導体ウェーハを液体中に浸漬し、かつ該液体に高
周波数の振動を与えて該半導体ウェーハの各々の板間に
該液体を浸入させて半導体ウェーハ間の摩擦力を著しく
低下させた後、その表面に沿って最上部のものを移動さ
せて２枚目以下のものと分離することにより積層された
半導体ウェーハの分離を容易に行えるようにした半導体
ウェーハの分離方法及び装置に関する。

従来の技術 半導体ウェーハ、例えば半導体素子を製作する材料であ
るシリコンウェーハは、通常円柱状に精製された単結晶
母材から例えば直径Ｌｏｆｉ〜４００ｍｍφ、厚さ２０
０μＩ１１〜１０１ｍの円板状に切り出される。

そしてその表面にエツチング法等により微細加工を行っ
て半導体素子を製作するため、その表面は鏡面研摩され
ている。従って該半導体ウェーハを積層すると、該半導
体ウェーハの鏡面状の表面同士が密着してしまい、該半
導体ウェーハを手作業で１枚ごとに分離することはこれ
が薄（割れ易いため相当の熟練を必要とし、またこの作
業を機械化することも行われているが、技術的に種々の
問題があり、改良の余地があった。

例えば従来の半導体ウェーハの分離装置としては、第４
図に示すものが知られており、以下第５図及び第６図も
参照して該従来例について説明する。

半導体ウェーハの分離装置１は、容器２に収容された液
体の一例たる水３の中にエレベータ装置４に乗せられ、
積層された半導体ウェーハ（以下該従来例の説明におい
てウェーハと略称する。）５が浸漬されている。ウェー
ハ５の積層枚数は、例えば該ウェーハの製造工程である
スライシングマシンやベベリングマシン等では５０枚〜
５００枚である。

エレベータ装置４が矢印六方向に上昇すると、ウェーハ
５の表面５ａを検出装置８がその検出子８ａにより検出
して、該エレベータ装置は停止する。すると吸着装置９
が下降してウェーハ５の表面５ａに接触し、吸引空気の
作用によってウェーハ５を吸着する。エレベータ装置４
は、矢印Ｂ方向にわずかに下降して最上部の１枚のウェ
ーハ５を２枚目以下のものから分離し、吸着装置９が矢
印Ｃ方向に平行移動して最上部の１枚のウェーハ５を容
器２の外部に搬出する。

吸着装置９は、吸着作用を確実なものとするように、例
えばゴムで製作された弾性を持つ吸着バット１１をその
先端に備え、該吸着パットでウェーハ５を保持するよう
に構成されているため、吸着パラｌ−１１で吸着され矢
印Ｃ方向に移動するつ工−ハ５は、複雑な動きをしなが
ら移動する。従って、エレベータ装置４の下降量が少な
いと第５図に示す如く積層されたウェーハ５と吸着バッ
ト１１に吸着され平行移動するウェーハ５の後端部５ｂ
同士が接触して咳後端部５ｂの欠け（チッピング）が発
生してしまう欠点があった。またこれを防止するために
はエレベータ装置４の下降量を大きくしなければならな
いが、そうすると作業能率が低下してしまうことになる
。またウェーハ５は上述した如く鏡面研摩されているの
で、該つ工−ハ同士の密着力が強く、最上部の１枚だけ
が分離されず、複数枚のウェーハ５が吸着パット１１に
吸着されることもあり、このような状態のままで矢印Ｃ
方向に移動させると２枚目以下のウェーハ５が分離ガイ
ド１０に干渉してチッピングが、またひどい時には割れ
が発生してしまうという欠点があった。またチッピング
により発生した小片が付着したままエツチング等の微細
加工を行うと不良品が発生するという欠点があった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、積層された
半導体ウェーハを収納する半導体ウェーハ収納部と該積
層された半導体ウェーハから分離された１枚の半導体ウ
ェーハを分離収納する分離部とからなり液体が収容され
た容器と、半導体ウェーハを積載して該半導体ウェーハ
収納部で上下方向に移動できるようにしたエレベータ装
置と、回転駆動されるローラが半導体ウェーハ収納部の
上部に設けられ該ローラが半４体ウエーハの最上部のも
のの表面に接触したとき該最上部の半導体ウェーハをそ
の表面に沿って移動させるようにした搬送装置と、エレ
ベータ装置を所定の距離だけ上昇させた後停止させ、引
き続き該ローラを回転駆動する動作を繰り返し予め定め
られたタイミングで該エレベータ装置及び該ローラを制
御する制御装置と、半導体ウェーハ収納部の液体に高周
波数の振動を与え積層された半導体ウェーハの間に該液
体を浸入させるようにした高周波発生装置とを備えるこ
とにより、積層された半導体ウェーハから最上部の１枚
のものだけを確実に、かつ容易に分離できるようにする
ことである。また他の目的は、分離作業中の半導体ウェ
ーハ同士の或いは半導体ウェーハと分離ガイドとの干渉
をなくし、半導体ウェーハのチッピング及び割れを防止
することであり、またこれによってチッピングによって
発生した小片が半導体ウェーハに付着したままエツチン
グ等の微細加工を行うことによる不良品の発生を防止す
ることである。また他の目的は、積層された半導体ウェ
ーハの分離性能を向上させ、分離装置の作動サイクルを
短縮して作業能率を向上させることである。

構成 要するに本発明方法は、容器に収容された液体中に積層
した半導体ウェーハを浸漬し、該液体に高周波数の振動
を与えて前記半導体ウェーハの板間に前記液体を浸入さ
せ、該浸入した液体の潤滑作用により前記半導体ウェー
ハ同士の摩擦力を著しく低下させた後、該半導体ウェー
ハの最上部のものをその表面に沿って移動させて２枚目
以下のものと分離することを特徴とするものである。

また本発明装置は、積層された半導体ウェーハを収納す
る半導体ウェーハ収納部と該半導体ウェーハの２枚目以
下のものから分離された１枚の該半導体ウェーハを分離
収納する分離部とから構成され液体が収容される容器と
、前記半導体ウェーハ収納部内に設けられ該半導体ウェ
ーハを積載して上下方向に移動できるようにしたエレベ
ータ装置と、回転駆動されるローラが前記半導体ウェー
ハ収納部の上部に設けられ該ローラが前記半導体ウェー
ハの最上部のものの表面に接触したとき該最上部のもの
をその表面に沿って移動させるようにした搬送装置と、
前記エレベータ装置を所定の距離だけ上昇させた後停止
させると共に前記ローラを回転駆動する動作を繰り返し
予め定められたタイミングで該エレベータ装置及び該ロ
ーラを制御する制御装置と、前記半導体ウェーハ収納部
の液体に高周波数の振動を与え積層された前記半導体ウ
ェーハの板間に該液体を浸入させるようにした高周波発
生装置とを備えたことを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。第１
図から第３図において本発明に係る半導体ウェーハの分
離装置１２は、容器Ｉ３と、高周波発生装置１４と、エ
レベータ装置１５と、搬送装置１６と、制御装置１１８
とを備えている。

容器１３は、液体の一例たる水３が収容された容器であ
って、半導体ウェーハ５を５０枚から５００枚積層して
収納する半導体ウェーハ収納部１９と、該積層された半
導体ウェーハ５から分離された最上部の１枚の半導体ウ
ェーハ５を分離収納する分離部２０とに分離ガイド２１
によって分けられている。分離ガイド２１は容器１３の
底部２２に固着された棒状部材で、半導体ウェーハ収納
部１９に収納された最上部の半導体ウェーハ５Ａだけが
矢印Ｇ方向へ該分離ガイド２１の上方を通過して移動し
、分離部２０へ移動でき、積層された半導体ウェーハ５
の２枚目以下のものは移動できないように構成されてい
る。

高周波発生装置１４は、超音波を発生する発振器であり
、その発生する周波数は例えば２６　ｋ　Ｈｚ乃至３５
ｋＨｚである。また高周波発生装置１４は容器１３に備
えられ、水３にその発生した振動を与え、積層された半
導体ウェーハ５の板間に水３を浸入させるようにしたも
のである。

エレベータ装置１５は、直径１０龍から４００　ｍ箇、
厚さ２００μｍからＩｏｎで、一部にオリエンチーシコ
ンフラットＯＦを持つ円板状の半導体ウェーハ５を積層
したものを積載した腕２４を該半導体つ工−ハ収納部１
９内に備え、矢印Ｅ方向に図示しない駆動装置によって
移動できるよう構成されている。また該腕２４上に積載
された半導体ウェーハ５は、腕２４の矢印Ｅ方向への移
動に伴ない、容器１３の底部１３ａに固着された２本の
半導体ウェーハガイド２５により案内されて上昇するよ
うに構成されている。

搬送装置１６は、モータ等の駆動装置によって軸２６を
中心として矢印Ｆ方向に回転するローラ２８が後述する
制御装置１８の作用により一定位置となるように制御さ
れる最上部の半導体ウェーハ５Ａの表面５ａと接触し、
ローラ２８が回転することによって該最上部の１枚の半
導体ウェーハ５Ａが矢印Ｇ方向に搬送されるように構成
されている。分離部２０には、該ローラ２８で分離搬送
された半導体ウェーハ５Ａを保持し、次工程に供給する
篭状の搬送装置２９が備えられている。

制御装置１８は、ウェーハ５の有無を検出する検出装置
３０を含み、該ヰ食出装置が半導体ウェーハ５Ａの表面
５ａを検出するまで該エレベータ装置１５を矢印Ｅ方向
に上昇させ、検出装置３０から送出される半導体ウェー
ハ検出信号によってエレベータ装置１５の作動を停止さ
せるように該エレベータ装置を制御し、常に最上部の半
導体つ工−ハ５Ａの表面５ａの位置を一定に保つよう構
成されている。

そして本発明方法は、容器１３に収容された水３中に積
層した半導体ウェーハ５を浸漬し、該水に高周波数の振
動を与えて半導体ウェーハ５の板間に水３を浸入させ、
該浸入した水の潤滑作用により半導体ウェーハ５同士の
摩擦力を著しく低下させた後、半導体ウェーハ５の最上
部のものをその表面に沿って移動させて２枚目以下のも
のと分離する方法である。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図、第２図及び第３図において
、エレベータ装置１５に積層されている半導体ウェーハ
５は、その表面５ａが鏡面研摩されて表面アラサが極め
て良好であるので、隣接する半導体ウェーハ５の表面５
ａ同士が密着して分離し難い状態となっている。

そこで積層された半導体ウェーハ５を水３を満たした容
器１３中に浸漬し、高周波発生装置１４によって２６ｋ
Ｈｚ乃至３５ｋＨｚの超音波を約１５秒間与えると、第
２図に示す如く、密着していた半導体ウェーハ５の板間
に水３が浸入し、半導体ウェーハ５同士の密着力は著し
く弱まり、各々の半導体ウェーハ５は分離状態となる。

エレベータ装置１５を矢印Ｅ方向に上昇移動させると、
腕２４上に積載された半導体ウェーハ５も半導体ウェー
ハガイド２５により案内されるので、割れることなく上
昇する。やがて最上部のつ工−ハ５Ａの表面５ａが検出
装置３０の検出子３０ａにより検出される位置まで上昇
すると、エレベータ装置１５は制御装置１８の作用によ
り停止する。

この停止位置は、積層された半導体ウェーハ５の枚数に
関係なく、常に最上部のウェーハ５Ａの表面５ａを検出
装置３０が検出した位置となるので、該最上部の半導体
ウェーハ５Ａの表面５ａは一定位置で停止することにな
る。また該停止位置では最上部のウェーハ５Ａの表面５
ａとローラ２８とは接触状態にあり、制御装置１８から
の駆動信号に基いてモータ等の駆動装置を回転させてロ
ーラ２８を矢印Ｆ方向に回転させると、ローラ２８と最
上部の半導体ウェーハ５Ａの表面５ａとの摩擦抵抗によ
り該最上部の半導体ウェーハに矢印Ｇ方向の力が作用す
る。ここで半導体ウェーハ５の板間には水３が浸入して
分離状態にあり、更に半導体ウェーハ５間に浸入した水
３が潤滑剤の働きをするので、極くわずかな力で最上部
の半導体ウェーハ５Ａは矢印Ｇ方向に移動を始める。

このとき上から２枚目の半導体ウェーハ５Ｂは、最上部
の半導体ウェーハ５Ａのガイドの役目もするので、従来
技術のように該エレベータ装置１５を下降させる必要が
ない。更にローラ２８が矢印Ｆ方向に回転するに伴ない
最上部の半導体ウェーハ５Ａは２枚目の半導体ウェーハ
５Ｂの表面５ａにより案内されて移動し、ローラ２８と
半導体ウェーハ５Ａの後端部５ｂとの接触がなくなった
後は、慣性力によって分離ガイド２１上を矢印Ｇ方向に
移動し、分離部２０に搬送される。

なお、分離ガイド２１及び分離部２０を少し傾斜させる
と、より円滑に半導体ウェーハ５Ａを移動させることが
できる。

分離部２０に搬送された半導体ウェーハ５Ａは、水３中
を重力の作用によりゆっくりと下降するが、分離部２０
の下方には管状の搬送装置２９が備えられているので、
やがて該搬送装置の中に収納され、駆動装置によって搬
送装置２９と共に矢印Ｈ方向に搬送されて水３から空気
中に引き上げられ、次工程に供給される。

また搬送装置２９の搬送途中において、圧縮空気を半導
体ウェーハ５Ａに吹き付けることにより該半導体ウェー
ハ５に付着した水３が除去される。

また、半導体ウェーハ収納部１９においては、最上部の
半導体ウェーハ５Ａが分離部２０に搬送されてしまうの
で、２枚目の半導体ウェーハ５Ｂが最上部となり、ロー
ラ２８との間に半導体ウェーハ５の厚さだけの隙間がで
きるので、再びエレベータ装置１５を矢印Ｅ方向に、検
出装置３０が半導体ウェーハ５Ｂを検出するまで上昇さ
せ、ローラ２８でウェーハ５Ｂを分離部２０に搬送する
作用がエレベータ装置１５に積載された半導体ウェーハ
５がなくなるまで繰り返し行われる。また上記分離作用
はすべて水３中で行われるので、該水がクツション作用
をなし、薄い半導体ウェーハ５を傷付けることがない。

本発明に係る半導体ウェーへの分離装置１２は、上記の
ように作用し、矢印Ｇ方向に搬送される半導体ウェーハ
５Ａと次の半導体ウェーハ５Ｂとは干渉することがない
ので、チッピングの発生のおそれはない。また半導体ウ
ェーハ５Ａは高周波振動による水３の浸入によって分離
されてから搬送されるので、必ず１枚の半導体ウェーハ
５Ａだけが搬送され、複数枚の半導体ウェーハ５が同時
に搬送されて分離ガイド２１と干渉することもない。

効果 本発明は、上記のように積層された半導体ウェーハを収
納する半導体ウェーハ収納部と該積層された半導体ウェ
ーハから分離された１枚の半導体ウェーハを分離収納す
る分離部とからなり液体が収容された容器と、半導体ウ
ェーハを積載して該半導体ウェーハ収納部で上下方向に
移動できるようにしたエレベータ装置と、回転駆動され
るローラが半導体ウェーハ収納部の上部に設けられ該ロ
ーラが半導体ウェーハの最上部のものの表面に接触した
とき該最上部の半導体ウェーハをその表面に沿って移動
させるようにした搬送装置と、エレベータ装置を所定の
高さまで上昇させた後停止させ、引き続き該ローラを回
転駆動する動作を繰り返し予め定められたタイミングで
該エレベータ装置及び該ローラを制御する制御装置と、
半導体ウェーハ収納部の液体に高周波数の振動を与え積
層された半導体ウェーハの間に該液体を浸入させるよう
にした高周波発生装置とを備えたので、積層された半導
体ウェーハから最上部の１枚のものだけを確実に、かつ
容易に分離できるという効果がある。また分離作業中の
半導体ウェーハ同士の或いは半導体ウェーハと分離ガイ
ドとの干渉をなくすことができ、半導体ウェーハのチッ
ピング及び割れを完全に防止できる効果がある。更には
チッピングによって発生した小片が半導体ウェーハに付
着したままエツチング等の微細加工を行うことがなくな
るので、このことによる不良品の発生を防止できる効果
がある。また積層された半導体ウェーハの分離性能を向
上させることができるため、分離装置の作動サイクルを
短縮して作業能率を向上させることができる効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の実施例に係り、第１図は半
導体ウェーハの分離装置の作動状態を示す要部縦断面図
、第２図は半導体ウェーハの板間に水が浸入して各々の
半導体ウェーハが分離した状態で最上部のものがローラ
により分離される状態を示す要部拡大縦断面図、第３図
は半導体ウェーハとウェーハガイド及び分離ガイドとの
位置関係並びに半導体ウェーハの搬送状態を示す平面図
、第４図から第６図は従来例に係り、第４図は半導体ウ
ェーハの分離装置の要部縦断面図、第５図は半導体ウェ
ーハの分離装置による半導体ウェーハの搬送作業中にお
いて半導体ウェーハの端部同士が干渉する状態を示す部
分縦断面図、第６図は複数枚の半導体ウェーハを誤って
搬送している状態を示す部分縦断面図である。 ３は液体の一例たる水、５は半導体ウェーハ、５ａは表
面、１２は半導体ウェーハの分離装置、１３は容器、１
４は高周波発生装置、１５はエレベータ装置、１６は搬
送装置、１８は制御装置、１９は半導体ウェーハ収納部
、２０は分離部、２８はローラである。 特許出願人　　　エムテフク株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器に収容された液体中に積層した半導体ウェーハ
   を浸漬し、該液体に高周波数の振動を与えて前記半導体
   ウェーハの板間に前記液体を浸入させ、該浸入した液体
   の潤滑作用により前記半導体ウェーハ同士の摩擦力を著
   しく低下させた後、該半導体ウェーハの最上部のものを
   その表面に沿って移動させて２枚目以下のものと分離す
   ることを特徴とする半導体ウェーハの分離方法。 ２、積層された半導体ウェーハを収納する半導体ウェー
   ハ収納部と該半導体ウェーハの２枚目以下のものから分
   離された１枚の該半導体ウェーハを分離収納する分離部
   とから構成され液体が収容される容器と、前記半導体ウ
   ェーハ収納部内に設けられ該半導体ウェーハを積載して
   上下方向に移動できるようにしたエレベータ装置と、回
   転駆動されるローラが前記半導体ウェーハ収納部の上部
   に設けられ該ローラが前記半導体ウェーハの最上部のも
   のの表面に接触したとき該最上部のものをその表面に沿
   って移動させるようにした搬送装置と、前記エレベータ
   装置を所定の距離だけ上昇させた後停止させると共に前
   記ローラを回転駆動する動作を繰り返し予め定められた
   タイミングで該エレベータ装置及び該ローラを制御する
   制御装置と、前記半導体ウェーハ収納部の液体に高周波
   数の振動を与え積層された前記半導体ウェーハの板間に
   該液体を浸入させるようにした高周波発生装置とを備え
   たことを特徴とする半導体ウェーハの分離装置。 ３、前記高周波発生装置から発生する高周波は、振動数
   ２６ｋＨｚ乃至３６ｋＨｚの超音波であることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の半導体ウェーハの分
   離装置。