JPH04199705A - 外周補強部材を備えた半導体ウェハ、その製造方法及び装置 - 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、外周補強構造を備えた半導体ウェハ、その製
造方法及び装置に関する。

さらに詳しくは、周縁に熱硬化性樹脂からなる補強部が
形成された外周補強構造を備えた半導体ウェハと、この
外周補強構造を備えた半導体ウェハの製造方法と、この
製造方法を実施するに好適な製造装置とに関する。

Ｕ従来の技術］ 従来、例えば、トランジスタ、ダイオード等のディスク
リート素子等として利用されるシリコン単結晶の円板形
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、シリコン単結晶の消耗低減等を目的とし
て、両面に不純物が拡散された不純物拡散層が形成され
た半導体ウェハの厚み幅の略中心部から内周型切断刃で
２分割する具体的手段が本出願人により提案されている
（特願平１−２８５２８７号）。

内周型切断刃による２分割の際には、切断工作に伴なう
損傷（クラック、チップ）の防止等のために半導体ウェ
ハの周縁の切断終端となる一部分に補強部を設けること
か行なわれており、既に本出願人によって具体的技術が
提案されている（特願平１−３２２２２２号参照）。

また、このような半導体ウェハの加工工作に際しての技
術的背景として、例えば片側が拡散層で反対側が未拡散
層であるディスクリート素子用基板としては径が１２５
φで厚さ２３０μ以下のものまでの極薄性の半導体ウェ
ハか出現しており、仮に２分割の切断代を２４０μ、両
切断面の鏡面加工のための研磨研削代を１９０μとする
と、２分割対象のウェハ厚さは８００μで間に合うこと
になるか、現実の問題として非常に薄いため（現状では
薄くとも１１００μ前後）、切断時に外周縁の補強部以
外に欠は等の破損が発生しやすく切断できなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の如くより薄い半導体ウェハの周縁の一部に補強部
を設ける技術では、半導体の薄性化に対応して切断工作
に伴ない外周縁に発生する損傷を有効に防止することが
できないという問題点を有している。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので
、薄性化に対応して損傷を伴なわずに２分割することが
可能な補強構造を備えた半導体ウェハき、この外周補強
構造を備えた半導体ウェハの製造方法と、この製造方向
を実施するに好適な製造装置とを提供することを課題と
する。

［課題を解決するための手段］ 前述の課題を解決するため、本発明に係る外周補強構造
を備えた半導体ウェハは、請求項１に記載のように、周
縁全周の切線り側少なくとも半分以上に連続して熱硬化
性樹脂を薄肉形に接着成形した補強部を設けてなる手段
を採用する。なお、請求項２に記載のように、補強部の
一部を半径方向に厚肉かつ幅広にしたり、請求項３に記
載のように、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を
有するウェハに好適である。

また、本発明に係る外周補強構造を備えた半導体ウェハ
の製造方法は、請求項４に記載のように、全体に熱硬化
性樹脂を充填した半円弧形の多数の凹溝を有する治具に
半導体ウェハを挿入し、この治具から露出している半導
体ウェハの半部に対して全部に熱硬化性樹脂を充填した
半円弧形の同数の凹溝を有する他の治具を被せ、又は、
少なくともウェハの一部に対し熱硬化性樹脂の充填した
同数の溝部を有する同数の他の治具を被せ、両治具を型
合せし、又は他の治具を被せた状態で熱硬化性樹脂を硬
化させて半導体の周縁に熱硬化性樹脂で接着成形された
補強部を形成した後、補強部が形成された半導体ウェハ
から両治具を脱型する手段を採用する。

また、本発明に係る外周補強構造を備えた半導体ウェハ
の製造装置は、請求項５に記載にように、熱硬化性樹脂
を充填して半導体ウェハの半部を挿入可能な半円弧形の
凹溝を多数枚の半導体ウェハを並列収納するウェハキャ
リアの並列間隔と同一の間隔で多数個並設した治具と、
この治具と略同一構造に形成され、前記治具に接合可能
な他の治具とからなる手段を採用する。なお、請求項６
に記載のように、一方の治具の一部に凹溝の溝深さを深
く、溝幅を広くした部分を設けることも可能である。

［作　用］ 前述の手段によると、請求項１では、周縁の全周の少な
くとも半分という広い部分に円弧形に補強部が切線り側
に形成され切断されることから、補強面積が拡大され補
強形態が半導体ウェハを囲繞するようになって補強強度
が高められるため、薄性化に対応して損傷を伴なわずに
２分割することが可能な外周補強構造を備えた半導体ウ
ェハを提供するという課題が解決される。また、請求項
２では、請求項１の作用において、半径方向へ厚肉形の
部分を切断終端側にすることで、切落されるウェハ保持
のための吸着のタイミングがより薄いウェハの切断に関
して過大に発生する反りの影響をなくすため補強部まで
切込んだ位置がよく、そのための位置設定が厚肉形のた
め容易であり、より損傷の防止が確実になる。また、請
求項３では、請求項１．２の作用において、デスクリー
ト素子用基板の製造にも支障な〈実施することができる
。

さらに、請求項４では、半導体ウェハの半部づつ別の治
具で補強部を成形することから、成形、脱型が容易であ
り簡単に半導体ウェハに補強部を形成することができる
ため、外周補強構造を備えた半導体ウェハの製造方法を
提供するという課題が解決される。

さらに、請求項５では、治具を半導体ウェハが並列収納
されているウェハキャリアと連係できるようにしたこと
から、多数枚の半導体ウェハに効率的に補強部を形成す
ることができるため、前記方法を実施するに好適な外周
補強構造を備えた半導体ウェハの製造装置を提供すると
いう課題が解決される。また、請求項６では、請求項５
の作用において、補強部の厚肉形の部分の成形が容易に
行なわれる。

［実施例］ 以下、本発明に係る外周補強構造を備えた半導体ウェハ
と、外周補強構造を備えた半導体ウェハの製造方法と、
外周補強構造を備えた半導体ウェハの製造装置との実施
例を、図面に基いて説明する。

まず、第１図〜第３図に基いて、本発明に係る外周補強
構造を全周に備えた半導体ウェハの製造装置の第１実施
例を説明する。

第１図には、一方の治具１が示されている。

この治具１は、４弗化エチレン樹脂等の樹脂接着力の影
響し難い材質で断面が半円形で全体が槌形に形成され、
内周面に凹溝１１及び深溝部１１’　が形成され、上面
１２の片側に突起１３が設けられ反対側に突起１３が挿
通可能な大きさの溝孔１４が設けられている。凹溝１１
は、半導体ウェハＷが並列収納されて運搬等に供せられ
るウェハキャリアＣの半導体ウェハＷの並列間隔に対応
して、治具１の長さ方向に多数個並設されている。また
、この凹溝１１は、半導体ウェハＷの半径Ｒに対して同
一の中心からの若干短い曲率半径Ｒ１からなる側部と同
じ中心からの若干長い曲率半径Ｒ２からなる底部とで形
成される線（治具１の内周面）を溝の上下限とし、一方
、深溝部ＩＩ’　は半導体ウェハＷの半径Ｒに対して異
なる中心からの若干長い曲率半径Ｒ３からなる側部と異
なる中心からの若干短い曲率半径Ｒ４からなる底部とで
形成される線を溝の下限としている。即ち、Ｒ１とＲ２
との差が凹溝１１の側部の深さになり、Ｒ３とＲ４との
先端差が深溝部１１゛　の底部の深さになる。なお、凹
溝１１の溝の深さは、　０．３ｍｍ以上あるのが好まし
い。また、Ｒ３によってＲ１の線を変更しているのは、
この部分に半導体ウェハＷのオリフラＷ゛を位置させる
ためであり、Ｒ４によってＲ２の線を変更しているのは
、この部分の凹溝１１の深さを深くした深溝部１１゛　
を形成するためである。

第２図には、他方の治具２が示されている。

この治具２は、基本的には前記一方の治具１と同一構造
であり、上面２２に設けられた突起２３、溝孔２４の配
置が逆に嵌合され凹溝２Ｉの前記Ｒ３＋Ｒ４による線の
変更がない点が相違している。

次に、第４図〜第７図に基いて、前述の外周補強構造を
備えた半導体ウェハの製造装置の第１実−１〇　− 施例の使用例により、本発明に係る外周補強構造を備え
た半導体ウェハの製造方法の実施例とを説明する。

まず、前述した一方の治具１の凹溝ＩＩの内部全体に離
型剤を塗布してから、凹溝１１の内部の離間した２箇所
（第１図（Ｂ）に示すＡ点、Ｂ点）にエポキシ樹脂系接
着剤等の熱硬化性樹脂Ｓをスポット充填して硬化させる
等して、第４図に示すように、凹溝１１内に所定高さの
基底部Ｓ１を形成して半導体ウェハＷの位置決め規制を
可能にする。その後、凹溝１１内全体にさらに熱硬化性
樹脂Ｓを充填し、余分の熱硬化性樹脂Ｓを第７図に示す
ような櫛歯状のヘラで掻取り、凹溝１１内全体に所定高
さの充填層Ｓ、を形成する。なお、熱硬化性樹脂Ｓにつ
いては、タルク粉末の混入等により粘度を調整し、流出
等を防止しておくのか好ましい。

また、他方の治具２の凹溝２１にも、離型剤を塗布し熱
硬化性樹脂Ｓを充填しておく。

面接、第５図（Ａ）に示すように、この一方の冶具１を
側部を傾斜支持する傾斜面３１と治具１の底部を当接支
持するストッパ面３２とを有する基台３にセットし、第
５図（Ｂ）、　（Ｃ）に示すように、多数枚の半導体ウ
ェハＷが並列収納されたウェハキャリアＣを治具１に被
せるようにして治具１に突起及び嵌孔を介して接合し、
多数枚の半導体ウェハＷを熱硬化性樹脂Ｓが充填された
凹溝１１内に一挙に挿入する。この結果、第４図に示す
ように、半導体ウェハＷが熱硬化性樹脂Ｓの充填層Ｓ２
内に没入する格好となり、半導体エバＷの両面側へ熱硬
化性樹脂Ｓが溢れ盛土部Ｓ３が形成され半導体ウェハＷ
の周縁を包込むようになる。尚、第４図は第１図ＦＢ）
の（Ｙ）−（Ｙ）線断面図であるが、深溝部１１゛　の
断面図は第３図に示す。ウェハキャリアＣは、第６図に
示すように、上面Ｃａがウェハの出し入れのため大きく
開放され下面ｃｂが小さく開放された構造であるため、
半導体ウェハＷの治具１方向への押込みは容易である。

さらに、第５図（Ｄ）　に示すように、ウェハキャリア
Ｃを治具１−から引離すと半導体ウェハＷの半部が露出
することになるから、第５図（Ｅ）に示す−１２＝ ように、他方の治具２を一方の治具１に被せるようにし
て突起及び嵌孔を介して接合し露出している半導体ウェ
ハＷの半部を熱硬化性樹脂Ｓが充填された凹溝２１内に
挿入する。

その後は、両治具１，２を接合したまま加熱により熱硬
化性樹脂Ｓを硬化させ、半導体ウェハＷの周縁に熱硬化
性樹脂Ｓからなる補強部Ｐを接着成形し、さらに両治具
１，２を脱型する。なお、治具１，２は、第１図（Ｂ）
示す矢印方向へ拡開するようにすると脱型が容易である
。また、他方の治具２を脱型した後、ウェハキャリアＣ
を被せて一方の治具１を脱型することにより、多数枚の
半導体ウェハＷを一括脱型処理することができる。

次に、第８図に基いて、前述の外周補強構造を備えた半
導体ウェハの製造装置の第１実施例の使用例と外周補強
構造を備えた半導体ウェハの製造方法の実施例とによる
製造結果物である半導体ウェハの実施例を説明する。

前述のように製造された半導体ウェハＷは、凹溝１１．
２＋の全てに熱硬化性樹脂Ｓを充填しておく＝　１３　
＝ ことにより、半導体ウェハＷの周縁の全周に半径方向薄
肉形の補強部Ｐが形成されている。

また、前記深溝部ＩＩ’　によって、補強部Ｐに厚肉形
部分Ｐ′が形成されている。なお、この半導体ウェハＷ
は、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有するも
のなど、厚さ方向に不均一な特性をもつウェハである。

このような補強部Ｐを備えた半導体ウェハＷは、従来に
比し補強面積が拡大され補強形態が半導体ウェハＷを囲
繞するようになっているため、補強効果が高められ、薄
い半導体ウェハＷの２分割でも損傷等を完全に防止する
ことができる。また、補強部Ｐの厚肉形部分Ｐ′は、損
傷等の起こりやすい切断終端付近をより強固に補強する
と共に、前述のように、より薄い半導体ウェハＷの２分
割後のウェハの吸着保持におけるタイミングの設定のし
やすさ又は−括回収することにも寄与する。

次に、第９図に基いて、本発明に係る外周補強構造を備
えた半導体ウェハの製造装置の第２実施例を説明する。

−１−４〜 この実施例では、第１実施例の熱硬化性樹脂Ｓによる基
底部Ｓ１に代えて、基底ピン４，５を採用している。な
お、この基底ピン４，５の位置は、第８図（Ａｌ　に角
度θで示すように９０度以内で、半導体ウェハＷのオリ
フラＷ′　と反対側の通常切断始端側とするのが好まし
い。

この実施例によると、熱硬化性樹脂Ｓによる基底部Ｓ、
の調整が不要であり、第１実施例よりも製造効率が良好
となる利点がある。

上述した実施例は、ウェハ全周縁に補強材を形成した場
合を示したが、対象とするウェハが極端に薄くない場合
は、第１０図（Ａ）示す如く、切線り側の半周分だけ連
続状に補強するとともに、切断開始直後に外周破損が発
生しやすいため切り込み個所に治具２”を用いて、■形
状溝等で位置決めができるようにして軽く部分的に補強
して防止しく第１θ図（Ｂ）　）　、ウェハ全体として
不連続な補強部を形成することもよい。

尚、この補強部は切断終了後、特定の薬液により剥離除
去される。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係る外周補強構造を備えた半導体
ウェハは、請求項１では、補強部によって半導体ウェハ
の補強強度が高められるため、薄性の半導体ウェハでも
損傷を伴なわずに２分割切断することができ、非常に高
価であるシリコン半導体の材料を節減しコストを大幅に
減少させる効果がある。また、請求項２では、補強部の
厚肉形部分によって、前記効果が特に損傷等が起こりや
すい切断終端側で有効に発揮され、また２分割された半
導体ウェハの吸着保持関係を容易にすることができる特
有の効果がある。また、請求項３では、デスクリート素
子用基板の製造において、前記効果を有効に得ることが
できる特有の効果かある１゜ さらに、本発明に係る外周補強構造を備えた半導体ウェ
ハの製造方法は、半導体ウェハの半部づつ挿入される治
具により、半導体ウェハに補強部を接着成形するため、
外周補強構造を備えた半導体ウェハを簡単に製造するこ
とができる効果かある。

さらに、本発明に係る外周補強構造を備えた半導体ウェ
ハの製造装置は、請求項５では、ウェハキャリアに並列
収納された多数枚の半導体ウェハを同時的に処理するこ
とができるようにしたため、常温でも時々刻々と硬化し
ていくエポキシ樹脂系等の強度の優れた熱硬化性樹脂を
利用して外周補強構造を備えた半導体ウェハを製造する
前記製造方法に好適であり、製造効率が良好である効果
がある。また、請求項６では補強部と一体的、同時的に
厚肉形部分を形することができる特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る外周補強構造を備えた半導
体ウェハの製造装置の第１実施例を示す要部の平面図、
第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の側面断面図、第２図（Ａ
）第１図とは別の要部の底面図、第２図（Ｂ）は第２図
（Ａ）の側面断面図、第３図は第１図（Ｂ）のＸ−Ｘ線
拡大断面図、第４図は第１図（Ｂ）のＹ−Ｙ線拡大断面
図、第５図は本発明に係る外周補強構造を備えた半導体
ウェハの製造装置の第１実施例の使用例と本発明に係る
外周補強構造を備えた半導体ウェハの製造方法の実施例
とを示すもので（Ａ）〜（Ｅ）の順に工程を示す、第６
図は第８図の工程に使用されるウェハキャリアの例を示
す断面図、第７図は第８図の工程に使用される櫛歯状ヘ
ラの例を示す部分平面図、第８図（Ａ）は本発明に係る
外周補強構造を備えた半導体ウェハの実施例を示す正面
図、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ）の中央縦断面図、第９
図は本発明に係る外周補強構造を備えた半導体ウェハの
製造装置の第２実施例を示す側面断面図、第１０図（Ａ
）は他の実施例の要部の側面断面図、第１０図（Ｂ）は
治具２′の■型溝の横断面図である。 １．２・・・治具　　　　　１１．２１・・・凹溝Ｃ・
・・ウェハキャリア Ｓ・・・熱硬化性樹脂 Ｐ・・・補強部 Ｐ゛・・・厚肉形部分 Ｗ・・・半導体ウェハ 第１０図＜Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周縁の全周の少なくとも半分に連続して熱硬化性樹
   脂を薄肉形に接着成形した補強部を設けてなる外周補強
   構造を備えた半導体ウェハ。 ２、請求項１の半導体ウェハにおいて、補強部の一部を
   半径方向に厚肉かつ幅広にしたことを特徴とする外周補
   強構造を備えた半導体ウェハ。 ３、請求項１または請求項２の半導体ウェハにおいて、
   両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有することを
   特徴とする外周補強構造を備えた半導体ウェハ。 ４、全体に熱硬化性樹脂を充填した半円弧形の多数の凹
   溝を有する治具に半導体ウェハを挿入し、この治具から
   露出している半導体ウェハの半部に対して全体に熱硬化
   性樹脂を充填した半円弧形の同数の凹溝を有する他の治
   具を被せ、又は、少なくともウェハの一部に対し熱硬化
   性樹脂の充填した同数の溝部を有する他の治具を被せ、
   両治具を型合せし、又は他の治具を被せた状態で熱硬化
   性樹脂を硬化させて半導体の周縁に熱硬化性樹脂で接着
   成形された補強部を形成した後、補強部が形成された半
   導体ウェハから両治具を脱型する外周補強構造を備えた
   半導体ウェハの製造方法。 ５、熱硬化性樹脂を充填して半導体ウェハの半部を挿入
   可能な半円弧形の凹溝を多数枚の半導体ウェハを並列収
   納するウェハキャリアの並列間隔と同一の間隔で多数個
   並設した治具と、この治具と略同一構造に形成され、前
   記治具に接合可能な他の治具とからなる外周補強構造を
   備えた半導体ウェハの製造装置。 ６、請求項５の外周補強構造を備えた半導体ウェハの製
   造装置において、一方の治具の一部に凹溝の溝深さを深
   く、溝幅を広くした部分を設けたことを特徴とする外周
   補強構造を備えた半導体ウェハの製造装置。