JPH03181131A - 半導体ウエハの補強材形成方法および装置 - 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） 本発明は、半導体ウェハの補強材形成方法および装置に
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
（Ｓｉ）単結晶の円板形等からなる半導体ウェハからデ
ィスクリート素子用基板を製造する際に、半導体ウェハ
を２分割切断加工する工程において半導体ウェハの周縁
へ当板となる補強材を形成する方法と装置とに関する。

（従来の技術） 従来、本出願人は、シリコン単結晶の消耗低減等を目的
として、中央部に不純物が拡散されていない不純物未拡
散層を有し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、厚み幅の略中心部から切断し、各
半導体ウェハの夫々の切断面を新な不純物を拡散するた
めの不純物未拡散層とするディスクリート素子用基板の
製造方法等を先に提案している（特願昭６３ｉ２５５９
＋号）さらに、前記製造方法における半導体ウェハの切
断工作について、工作効率の確保、切断端の損傷防止等
を目的として、半導体ウェハの周縁にカーボン、シリコ
ン等で形成された当板を固着して行なう技術についても
先に提案しれている（特願平１−１３７０３７号）。

従来、前述の本出願人の先提案において、半導体ウェハ
の周縁に当板を固着する手段としては、例えばウェハキ
ャリアに並列した半導体ウェハの周縁上部に当板を一枚
ずつ接着剤で固着していくことが行なわれている。

（発明が解決しようとする課題） 前述の従来の半導体ウェハの周縁に接着する当板はカー
ボンやシリコン等から成るので比較的コスト高であり、
また、当板を接着する作業は手作業に頼る部分が多く、
この為に作業効率が悪く、接着強度不足や寸法精度、接
着剤の流下等、加工精度の点でも問題を生じることがあ
った。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、その課題は、半導体ウェハの当板となる補強
材を安価な材質に換え、これを半導体ウェハに対して高
精度、高い作業効率にて形成せしめる補強材形成方法と
これを実施するに好適な装置を提供するこである。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を達成するための、本発明に係る半導体ウェ
ハの補強材形成方法は、両面に不純物の拡散層を形成し
、厚み幅の中心から２分割に切断する半導体ウェハを垂
直状に保持すると共に、該ウェハの下部周縁を所要粘性
の硬化性樹脂を充填させた円弧状の凹溝型内に嵌入させ
、上記凹溝型内の樹脂を硬化させてウェハ下部周縁部に
沿う補強材を形成した後、この補強材を凹溝型内より脱
型させるものである。

また、本発明に係る半導体ウェハの補強材形成装置は、
複数枚の半導体ウェハを一定の間隔で垂直状に並列保持
するウェハキャリアの底部開口に対して組み込んで該キ
ャリア内に保持される半導体ウェハの下部周縁を差し込
む凹溝型を備え、前記凹溝型には各半導体ウェハの下部
周縁を個々に嵌入させる補強材成形用の円弧状凹溝をウ
ェハの保持間隔と対応させて形成すると共に、これら凹
溝の両端部に断面Ｖ形の保持溝部を同凹溝の円弧に沿わ
せて形成し、この保持溝部の中心を上記凹溝の中心に一
致させたものである。

さらに、上記した装置における円弧状凹溝両端の保持溝
部を別部材によって構成し、この保持溝部材を上下移動
調節自在に支持してもよい。

（作用） 前述した半導体ウェハの補強材形成方法では、垂直状に
保持した半導体ウェハの下部周縁を所定粘性の硬化性樹
脂を充填させた凹溝型内に嵌入させると、上記ウェハの
下部周縁が粘性の有る樹脂内に押し込まれる形で挿入さ
れ、その挿入部における１周囲の樹脂が盛り上がると同
時に、垂直状のウェハ表面と樹脂との当接面は、樹脂の
粘性と表面張力の関係で逆説角に保たれる。

その後、凹溝型内の樹脂を硬化させて凹溝型内から脱型
させると、半導体ウェハの下部周縁に沿って硬化樹脂に
よる円弧状の補強材がウェハ周縁を包み込む形態で固着
して形成される。

また、半導体ウェハの補強材形成装置によれば、ウェハ
キャリアによって垂直状に並列保持される複数の半導体
ウェハは、上記ウェハキャリアによって保持されると同
時に、夫々の下部周縁がウェハキャリアの底部開口部に
対して組み込まれた凹溝型の円弧状凹溝内に対して個々
に嵌入される。

その場合、各円弧状凹溝内に嵌入される半導体ウェハは
、該凹溝両端に形成される保持溝部のＶ字谷部に落ち込
んで凹溝内の中心部に位置合わせされる。

さらに、保持溝部部材を別部材によって構成し、上下方
向へ移動調節自在に支持することによれば、上記保持溝
部部材を移動調節することによって凹溝内に対するウェ
ハ下部周縁の嵌入深度が可変調節される。

（発明の効果） 本発明の半導体ウェハの補強材形成方法は、垂直状に保
持した半導体ウェハの下部周縁を凹溝型内に嵌入させた
状態で、そのウェハの下部周縁に沿って比較的安価な硬
化性樹脂から成る補強材を包む様に固着形成するもので
ある。従って、従来の半導体ウェハの補強材となる当板
の様に、比較的高価なカーボンやシリコンを用いて形成
したものを用意し、これを専用治具等を用いてウェハの
周縁部に対して手作業にて接着するものと比較すると、
補強材形成作業の効率を向上させることができると共に
、コストダウンを実現することができ、さらに、接着剤
の流下や接着強度不足を無くし、必要な加工精度を安定
して確保することが可能である。

また、半導体ウェハの周縁に沿って形成される補強材は
、ウェハ周縁の両縁部を包み込んで合理的に補強され、
さらに、ウェハ周縁と補強材樹脂との当接面は、硬化前
における樹脂の粘性と表面張力とによって逆鋭角に保た
れた状態で硬化形成されるので、半導体ウェハを２分割
に切断した後にウェハ周縁部に固着する補強材を特定の
薬液で容易に剥離することができる利点がある。

また、本発明に係る半導体ウェハの補強材形成装置は、
複数枚の半導体ウェハをウェハキャリアで垂直状に並列
保持し、これらウェハの下部周縁を凹溝型の円弧状凹溝
内に対して個々に差し込み、該凹溝両端部の保持溝部で
もってウェハの下部周縁を凹溝の中央に保持する様にし
たものであるから、−度に複数枚の半導体ウェハの周縁
部に対して、硬化樹脂製の補強材を両面の肉厚を均等に
して包む様に形成することができる。

さらに、円弧状凹溝両端の保持溝部を別部材によって構
成し、この保持溝部材を上下移動調節自在に支持するこ
とによれば、凹溝内に対するウェハ下部周縁の嵌入深さ
を調節して、補強材に対するウェハ周縁の埋め込み形態
を変更することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明に係る半導体ウェハの補強材形成方法およ
び装置の実施例を第１図から第１Ｏ図に基ついて説明す
る。

まず、本発明に係る半導体ウェハの補強材形成装置につ
いて説明する。

補強材形成装置（Ａ）は半導体ウェハ（Ｗ）の下部周縁
に沿って樹脂製の補強材（ａ）を形成するものであって
、複数の半導体ウェハ（Ｗ）を垂直状に並列保持するウ
ェハキャリア（Ａ１）と、このウェハキャリア（Ａ１）
の底部開口に対して組み込む凹溝型（Ａ２）とから構成
しである。

ウェハキャリア（Ａ１）は接着が全く効かない材質、例
えば四ふっ化エチレン樹脂からなり、半導体ウェハ（Ｗ
）を収容する四面よりなる枠体（１）の両側板部（１ａ
）内面にはウェハ（Ｗ）を垂直に差し込むスリット（２
）を一定の間隔を置いて形成してあり、このスリット（
２）にウェハ（Ｗ）の周縁を差し込みながら同キャリア
（Ａ１）内に複数枚のウェハ（Ｗ）′を垂直状態で並列
規制する様に構成されている。

そして、上記ウェハキャリア（Ａ１）の両側板部（１ａ
）を下方へ向けて折曲させて脚部（ｌｃ）を形成するこ
とによって、両脚部（ｌｃ）間にキャリア（Ａ、）全長
にわたる開口（ｌｂ）が形成してあり、この開口（Ｉｂ
）内に凹溝型（Ａ２）を嵌合させて組み込む様になって
いる。

凹溝型（Ａ２）はウェハキャリア（Ａ、）と同様に接着
の効かない材質にて成り、基板（３）上の中央に沿って
ウェハキャリア（Ａ１）底部の開口（１ｂ）内に嵌合し
て組み込む型部（４）を曲設し、この型部（４）の上面
に上記ウェハキャリア（Ａ１）によって保持される半導
体ウェハ（Ｗ）の下部周縁を差し込む凹溝（５）をウェ
ハの並列間隔と対応させて凹設すると共に、型部（４）
を固定する基板（３）上にはウェハキャリア（Ａ１）の
脚部下端を差し込み嵌合させる結合溝（１０）が凹設し
である。

上記した型ｉ　（４）の上面はウェハ（Ｗ）と略同径又
はそれ以上の円弧面が形成され、この円弧面に沿って、
各補強材（ａ）の形成用の樹脂を充填する凹＊　（５）
が円弧状に形成しである。また、凹溝（５）は第６図及
び第９図にて示す様に、断面をウェハ（Ｗ）の厚さより
も十分に広い台形状に形成して、ウェハキャリア（Ａ１
）によって垂直状に保持されるウェハ（Ｗ）の下部周縁
を嵌入する様に構成する。

さらに、上記各凹溝（５）の両端部にはウェハ（Ｗ）の
周縁を下から支える断面Ｖ字形の保持溝部（６）を形成
しである。

保持溝部（６）は第７図、第８図にて示す様に、外側か
ら内側へ向けてテーパ状に溝を深める断面Ｖ字形の溝で
あり、型部（４）の両側面に沿ってねじ（７）止めされ
る板部材（８）の上面に凹溝（５）の円弧に沿う様に形
成し、また、該保持溝（６）の中心は凹溝（５）の中心
に一致させである。而して、ウェハキャリア（Ａ１）に
よって夫々垂直状に保持されるウェハ（Ｗ）の下部周縁
が保持溝部（６）のＶ字溝に当接することにより、ウェ
ハ（Ｗ）下部周縁は凹Ｒ（５）内の中央に嵌入した状態
で下から支持される。

各凹溝（５）は、後述する様に硬化性の樹脂を充填硬化
させることにより半導体ウェハ（Ｗ）の周縁に沿って補
強材（ａ）を形成するものである。

従って、上記した様に断面Ｖ字形の保持溝部（６）でウ
ェハ（Ｗ）の周縁部を凹溝（５）の中央に保持すること
により、ウェハ（Ｗ）の周縁部に沿って補強材（ａ）を
精度良く形成することができる。

また、型部両側に取付けられる板部材（８）はねしく７
）を緩めることによって上下方向に移動調節することが
可能である。従って、板部材（８）の上下移動でもって
凹溝（５）内に対する半導体ウェハ（Ｗ）の下部周縁の
嵌入深度を調節し、これによって補強材（ａ）に対する
ウェハ周縁の埋め込み状態を変化させることが可能であ
る。

第３図にて示す（Ａ２°）は凹溝型の別の実施例を示す
。

この凹溝型（Ａ　２°）は凹溝（５°）の底部の曲率半
径を半導体ウェハ（Ｗ）の半径よりも小さくして凹溝（
５°）中央部の深さを増大させたものであり、これによ
ってウェハ（Ｗ）の周縁部に沿って形成される補強材（
ａｏ）が中央部で幅広く形成される様に構威しである。

凹溝（５°）の両端部には第４図及び第５図にて示す如
き保持溝部（６゛）が形成されている。

上記した様に補強材（ａｏ）中央部の幅を拡く形成した
半導体ウェハ（Ｗ）は、補強材（ａｏ）の途中まで切り
込んで２枚に切断分割する場合において、２分割された
ウェハ（Ｗ）を、幅拡く残される補強材（ａｏ）を介し
て強く連結しておくことができる。従って、２枚に切断
したウェハ（Ｗ）を、切り残される補強材（ａｏ）を介
して連結した状態で２枚−度に回収する非分離回収方法
に特に適したものとなる。

また、上記した凹溝型（Ａ　２°）は、基板（３）の下
面から凹溝（５°）の底面に至る中子体（９）が凹溝（
５°）内に対して少量だけ出没する様に嵌装してあり、
凹溝（５′）内で硬化形成された補強材（ａｏ）をこの
中子体（９）を取り外し下から押し上げることにより、
凹溝（５′）内面に付着する補強材（ａｏ）を剥離させ
て凹ａ（５°）からウェハ（Ｗ）に直接負荷を加えるこ
となく幅広状の補強材（ａｏ）を確実に脱型させること
ができる。

また、上記間？Ｒ（５’　）の両端には第４図及び第５
図にて示す様なＶ字形の保持溝部（６°）が凹溝（５°
）の円弧を延長する形で形成されている。

次に、本発明に係る半導体ウェハの補強材形成装置の実
施例について説明する。

この実施例では前述した補強材形成装置（Ａ）を用いて
行なわれる。

半導体ウェハ（Ｗ）は、シリコン単結晶の円板形等から
なり、中央部に不純物が拡散されていない不純物未拡散
層を有し両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有す
るものである。

上記した如き複数枚の半導体ウェハ（Ｗ）は、オリフラ
（Ｗ“）を上にした状態で補強材形成装置（Ａ）のウェ
ハキャリア（Ａ１）内のスリット（２）に一定間隔を置
いて並列保持される。この時この状態において、ウェハ
キャリア（Ａ１）の各ウェハ（Ｗ）は、下部周縁を両側
部のスリット（２）に嵌入すると共に、両側の周縁をウ
ェハキャリアの両側板部（Ｉａ）によって挾持されるこ
とによって、垂直状態でガタ付くことなく保持されてい
る。

一方、上記ウェハキャリア（Ａ１）の開口（１ｂ）に対
して組み込む凹溝型（Ａ２）の各凹溝（５）内には補強
材（ａ）を形成する材料となる硬化性樹脂を充填する。

硬化性樹脂は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂にタルク
等の粘性増加材を混合させて、凹ａ（５）内に充填した
際に流出しない程度の粘性を与えたものを用い、充填用
の治具等を利用して空気の閉塞に注意しなから各凹溝（
５）の上限まで充填する（第６図）。

次いで、上記凹溝型（Ａ２）の型部（４）に対してウェ
ハ（Ｗ）を収納したウェハキャリア（Ａ１）の開口（１
ｂ）を上から嵌合させて、該キャリア（Ａ１）の脚部（
Ｉｃ）下端を凹溝型（Ａ２）の結合溝（１０）内に差し
込むことにより、ウェハキャリア（Ａ１）と凹溝型（Ａ
２）とを組み合わせ、これによって、ウェハキャリア（
Ａ１）内に収納されていた各半導体ウェハ（Ｗ）の下部
周縁を凹溝型（Ａ２）の各凹溝（５）内に対してウェハ
（Ｗ）の自重若しくは上方からの適度な加圧を与えるこ
とにより嵌入させる（第１図）。

この時、各半導体ウェハ（Ｗ）の下部周縁は凹溝（５）
両端部の両保持溝部（６）のＶ字溝内に嵌合され下から
保持され、凹溝（５）内の中央に位置合わせされた状態
で、該凹溝（５）内に充填される樹脂内に押し込まれる
形で所定の深さ（ｂ）だけ挿入される。

半導体ウェハ（Ｗ）の下部周縁が凹溝（５）内の樹脂内
に挿入されると、樹脂が上方に盛り上がると同時に樹脂
の十分な粘性と表面張力によって、ウェハ周縁部の表面
と樹脂との当接面とが成す角（θ）が逆説角に形成され
、この状態のままに保たれる（第９図）。

また、凹溝（５）内に対するウェハ（Ｗ）下部周縁の嵌
入深度は、前述の如く凹溝型（Ａ２）の板部材（８）を
上下に移動して保持溝部（６）の高さを変えることによ
って任意に調節することができ、これによって、凹溝（
５）内にて形成される補強材（ａ）に対するウェハ周縁
の接着縁の上下方向の幅を任意に決定することができる
。

上記した様に組み合わせた補強材形成装置（Ａ）は、所
定温度の雰囲気中にて各凹溝（５）内の樹脂を加熱硬化
させる。

凹溝（５）内の樹脂が硬化すると、該凹溝（５）内に嵌
入されるウェハ（Ｗ）の下部周縁に沿って補強材（Ａ）
が固着した状態で形成され、ウェハキャリア（Ａ１）を
基板（３）より引き上げ等しくして各凹溝（５）内で形
成された補強材（ａ）を脱型させる。

尚、補強材（ａ）と凹溝（５）との剥離性は、前記した
様に凹溝側の部材を剥離性の高い材質にて形成すること
によって確保できるが、凹溝（５）の内面に離型剤の被
膜を形成することによっても良好な剥離性を得ることが
できる。

半導体ウェハ（Ｗ）周縁に形成された樹脂製の補強材（
ａ）は第９図にて示す様にウェハ（Ｗ）の周縁の両面を
包む様に形成される。

凹溝型（Ａ２）から脱型した半導体ウェハ（Ｗ）は２分
割する為に切断工程に移行し、ウェハキャリア（Ａ１）
及び凹溝型（Ａ２）は繰り返して使用される。

以上の様な補強材の形成方法によれば、半導体ウェハ（
Ｗ）をウェハキャリア（Ａ１）に収納したままで、手作
業による工程を加えることなくウェハ（Ｗ）の下部周縁
に対して樹脂製の補強材（ａ）を形成することができる
。従って、手作業による不合理を削減して高い精度にて
補強材（ａ）を形成すると共に、従来発生していた接着
剤の流出やハンドリング中による破損を低減することが
できる。

切断工程において、前記半導体ウェハ（Ｗ）は厚さ幅の
中心からダイヤモンドカッタ等によって２分割に切断さ
れるが、切断最後の箇所となるウェハ（Ｗ）下部周縁は
第９図にて示す様に補強材（ａ）によって両面から包む
様に補強されているので、切断時の負荷によって端部が
破損してしまうのを効果的に防止することができる。

また、切断工程が済むと、不要となった補強材（ａ）は
、２分割されたウェハ（Ｗ）から取り除く為に接着部分
に剥離液を含浸させるが、ウェハ（Ｗ）下部周縁と補強
材（ａ）との接着部は第９図にて示した様に逆鋭角（θ
）に形成されているので剥離液が接着面に含浸し易く、
さらに、補強材（ａ）に加わる外力が補強材（ａ）を剥
離させようとする力として都合良く作用するので、ウェ
ハ（Ｗ）から補強材（ａ）を簡単に剥離させることがで
きる利点がある。

尚、上記した様にウェハ（Ｗ）の補強材（ａ）がウェハ
（Ｗ）周縁の両面部を包む様に形成されると、ウェハ（
Ｗ）周縁の両面に補強材（ａ）が突出する。従って、ウ
ェハ（Ｗ）を２分割に切断する工程において、ウェハ（
Ｗ）片面の全域を真空保持することは出来ないが、補強
材（ａ）を避けた部分を真空保持することでも何らの支
障もなく切断できることが実証されている。

本発明の補強材形成方法によれば第１ｔ１図にて示す様
に、２枚（若しくは２枚以上）重ね合わせた半導体ウェ
ハ（Ｗ）の下部周縁に対して補強材（ａ”）を形成する
ことも可能である。

さらに、半導体ウェハ（Ｗ）を補強材（ａ）ごと２分割
する場合と、補強材（ａ）の一部を切り残し、２枚連結
した状態のウェハ（Ｗ）を−度に回収する場合とが有る
が、前者の場合は、前述した補強材形成装置（Ａ）の凹
溝（５）で形成される補強材（ａ）の様に均一幅に形威
し、また、後者の場合は凹溝型（Ａ２’）の凹溝（５°
）にて形成される補強材（ａ゛）の様に切断端となる中
央部の幅を大きくすることによって対応することができ
る。且又、補強材（ａ）による補強範囲を広くしたい場
合や、補強材（ａ）をオリフラ（Ｗ゛）部分に沿って形
成したい場合も凹溝型の凹溝の形態を変えることで対応
する。又通常のウェハに対してはウェハキャリアは市販
品のもので適用可能であるが、前述の様な２枚同時成形
や特別に厚いウェハ又はウェハ外周部により、範囲を広
く当板を形成する場合には特別に底形したウェハキャリ
アを用いるのがよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体ウェハの補強板形成装置に
ウェハを嵌入した状態を示す正面図、第２図は同装置の
凹溝型を示す平面図、第３図は凹溝の中央部を深く形成
した凹溝型を示す正面図、第４図は同装置の保持溝部を
示す正面図、第５図は同保持溝部の正面図、第６図は凹
溝の断面図、第７図は第１図の装置における保持溝部の
側面図、第８図は同保持溝部の正面図、第９図は凹溝内
にて補強材を形成する状態を示す縦断面図、第１０図は
２枚重ね合わせたウェハに補強材を形成する状態の縦断
面図である。 図中 Ａ：補強材形成装置 Ａ、：ウエハキャリア ２ ２ ：凹溝型 ａ。 ：補強材 Ｗ：半導体ウェハ ５゜ ５゜ ：凹溝 ６゜ ６゛ ：保持溝部 特 許

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）両面に不純物の拡散層を形成し、厚み幅の中心か
   ら２分割に切断する半導体ウェハを垂直状に保持すると
   共に、該ウェハの下部周縁を所要粘性の硬化性樹脂を充
   填させた円弧状の凹溝型内に嵌入させ、上記凹溝型内の
   樹脂を硬化させてウェハ下部周縁部に沿う補強材を形成
   した後、この補強材を凹溝型内より脱型させる半導体ウ
   ェハの補強材形成方法。
2. （２）複数枚の半導体ウェハを一定の間隔で垂直状に並
   列保持するウェハキャリアの底部開口に組み込んで該キ
   ャリア内に保持される各半導体ウェハの下部周縁を差し
   込む凹溝型を備え、前記凹溝型には各半導体ウェハの下
   部周縁を個々に嵌入させる補強材成形用の円弧状凹溝を
   ウェハの保持間隔と対応させて形成すると共に、これら
   凹溝の両端部に断面Ｖ形の保持溝部を同凹溝の円弧に沿
   わせて形成し、この保持溝部の中心を上記凹溝の中心に
   一致させた半導体ウェハの補強材形成装置。
3. （３）円弧状凹溝両端の保持溝部を別部材によって構成
   し、この保持溝部部材を上下移動調節自在に支持した請
   求項２記載の半導体ウェハの補強材形成装置。