JPH0917750A - 処理された半導体ウェハの部分の劈開を超高真空環境において行う方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、半導体のウェハ部分の超高真空環
境における劈開処理を行う方法および装置を得ることを
目的とする。 【解決手段】 本発明の装置は、ベースに固定され、得
られる半導体バーASL に対応したウェハPWP の中央領域
の部分をその上面で保持し、一方ウェハの側部領域は水
平に張出すように支持する支持ブロック１と、ウェハ部
分を中央に配置してその位置に保持するように支持ブロ
ックと密着し、その上に重なることができるセンタリン
グスラスト部材９と、ウェハ部分の表面だけに形成され
た予備ノッチPRI1〜PRI4に同時に衝撃的な機械的応力を
与える下降可能な成形部材MSC と、ウェハ部分の上方の
位置から前記ウェハ部分の下方の位置にこの成形部材MS
C を移動させるコイルばね等の付勢手段とを具備してい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超高真空環境にお
ける劈開により処理された半導体ウェハの部分から半導
体レーザ装置用のバーを得る方法、およびこのような方
法を実施する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】処理された半導体ウェハ部分の、整列レ
ーザ源が配置されるバーへの劈開は超真空環境で行われ
なければならない。これは、鏡面の信頼できる保護（パ
ッシベーション）のために後続する処理工程を成功的に
実行できるために大気中に存在する汚染物質から劈開鏡
面を保護する必要があるためである。処理されたウェハ
を形成し、結晶格子面に沿って発生する基本的な半導体
結晶の劈開は、できるだけ完全な表面を生成しなければ
ならない。このような必要性は、リッジ（ＲＩＤＧＥ）
および埋設（ＢＵＲＩＥＤ）レーザ源に対する厳しい正
確度の構造に対する要求から生じる。このようなレーザ
源の一族に対して、劈開面は、生成されて放射された放
射線の“刺激された放射”および“増幅”現象において
介在する小さいファブリィ・ペロー共振空洞の反射性端
部を自動的に生成する。

【０００３】通常、上述された超高真空環境における劈
開は、図１に示された軸を中心として回転するシャフト
上で劈開されるウェハ部分を対称的に結合することによ
って実行される。ウェハシャフト装置を低速度で回転す
ることによって、半導体の水平に突出した部分は２つの
固定したカッターに押付けられ、それにより劈開動作が
実行される。劈開が生じてしまうと、シャフトに固定さ
れた部分および結果的に生成された鏡面はそれに続く処
理を行なう準備ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェハ
シャフト装置の回転は、大気と超高真空環境との間の複
雑な真空密フィードスルーを必要とすることに留意しな
ければならない。さらに、半導体ウェハはその側面の一
側だけが処理され、したがってその部分が処理される。
劈開動作は、機械的な応力が与えられる方向における１
以上の予備ノッチＰＲ1 ，ＰＲ2 により容易にされ、空
間的に十分に限定される。図１に示された従来技術のシ
ステムでは、予備ノッチは必ず反対側にも形成されなけ
ればならず、これはウェハの前面および背面の両部分の
“操作”を含み、それは複雑であると共に、背面に対し
て操作が行われるとき、前面の処理された側の表面に配
置された１以上の装置に機械的な損傷を与える危険性が
高い。これは非常に望ましくない。本発明の目的は、そ
のような既知の技術の欠点を取除くことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的は、請求項１に
記載された処理された半導体ウェハの部分の超高真空環
境において劈開を実行する方法および請求項２に記載さ
れたこのような方法を実施する装置によって達成され
る。本発明の利点は、その他の請求項に記載されてい
る。本発明の１観点によると、超高真空環境における劈
開により処理されたウェハの部分から半導体レーザ装置
用のバーを得る方法が提供され、ウェハの部分は安定し
た状態で保持され、劈開機械応力は同時に、ウェハ部分
の処理された側の表面から衝撃的に同じ方向に与えられ
る。

【０００６】本発明の別の観点によると、得られるべき
バーに対応した中央領域にウェハ部分を保持し、一方そ
の側領域が水平に張出しており、金属ディスク上に取付
けられている固定支持部と、固定支持部上に重なること
ができ、ウェハ部分を中央に配置してその位置に保持す
るように設計されたセンタリングスラスト部材と、ウェ
ハの上方の上方位置からウェハ部分の下方の下方位置に
移動可能であり、その進行中にウェハ部分の処理された
側の表面に形成された予備ノッチによって個別化された
劈開ラインに沿って機械的な応力を与えるように設計さ
れている下降可能な成形部材とを具備している処理され
たウェハ部分の高真空環境での劈開用の機械的な装置が
提供される。

【０００７】上述された方法を実施するために設計され
たこの装置により、大気環境と超高真空環境との間の真
空密問題は解決され、さらに、予備ノッチはこの処理さ
れた側の表面上にのみ形成され、したがって背面からウ
ェハを操作する必要がないため、ウェハ部分の処理され
た側の表面上に配置された整列レーザ源の損傷が避けら
れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の顕著な特徴は添付された
特許請求の範囲に記載されているが、その種々の観点お
よび利点は、以下図１乃至５を参照して説明される好ま
しいが実施形態からさらに明らかになるであろう。な
お、この図面は例示のために添付されており、本発明は
これらの実施形態だけに限定されるものではない。図面
を詳細に参照すると、図２のａは、ウェハ部分を得るた
めの準備動作を示す。既知の通常の方法で一側だけを処
理された半導体ウェハＷＰから始めて、処理された側の
表面ＦＰを得る。

【０００９】さらに既知の通常の方法でこの処理された
ウェハから、処理されたウェハの部分ＰＷＰが獲得さ
れ、このエッジ上において予備ノッチＰＲＩ1 乃至ＰＲ
Ｉ4 は、整列レーザ源ＡＳＬの外側の処理された側の表
面から形成され、劈開動作を容易にし、空間的に限定す
るように設計されている。本発明による劈開工程は、図
２のｂに示されている。処理されたウェハ部分は、獲得
されるべきバーに対応したその中央領域に保持され、一
方その側部領域が水平に張出している。

【００１０】その後、超高真空環境（10^-8乃至10^-9ト
ル）が生成されて、劈開の衝撃的な機械的応力ＳＦＭ1
，ＳＦＭ2 が処理された側の表面から同時におよび垂
直方向に予備ノッチによって限定された劈開ラインと一
致して与えられ、２つの反射端部ＴＲ1 ，ＴＲ2 を備え
たバーを生成し、一方水平張出し部分は劈開の結果生じ
る削り屑ＳＦＲを形成する。

【００１１】以下、図３乃至図５を参照にして本発明の
好ましい実施形態において本発明による方法で劈開工程
を実行するために設計された機械的な装置を説明する。
なお、種々の図面において同じ参照符号は同じ部品を示
す。

【００１２】図３は、本発明による劈開装置を分解斜視
図で部分的に示す。図において、固定支持部ＳＦは、予
備ノッチＰＲＩ1 乃至ＰＲＩ4 により限定された中央領
域に処理されたウェハ部分ＰＷＰと、処理されたウェハ
ＰＷＰを固定支持部ＳＦ上の中央の位置に配置して保持
するセンタリングスラスト部材ＰＣと、劈開機械応力を
与える下降可能な成形部材ＭＳＣとを保持するように設
計される。固定支持部ＳＦは、台形の上方部分を含む上
面が獲得されるべきバーと同じ面積を有する台形断面を
有するクロスピース１によって形成される。クロスピー
ス１の両端には、適切な形状にされた２個の多面ブロッ
ク２，３がそれに強固に固定されている。それらの上方
部分には開口が対向するように実質的に２つのＵ型に成
形された水平方向のフレア部分が機械加工されており、
フレア部分の底面４，５がその両端部に２つの段が生じ
るようにクロスピース１の上方部分の上方に少し突出し
た支持平面を限定している。

【００１３】センタリングスラスト部材ＰＣは、下方部
分がクロスピース１の上方部分と同じ面積を有する方形
のクロスピース９によって形成される。その両端部に
は、固支持部の各フレア部分４，５に適合可能な２個の
多面ブロック７，８が設けられている。したがって、部
材ＰＣは支持部と密着し、接着剤を必要としない大きさ
を有する。

【００１４】下降可能な成形部材ＭＳＣは、固定支持部
を通過させ、それを正確に“包囲”するように成形され
たウインドウＳＦＳを備えたプレートである（図４のｄ
も参照されたい）。さらに、図４のｄにおいて破線で示
された２つの誘導円筒形シャフトＡＣＲが通過する２個
の規定された孔ＦＣが設けられている。

【００１５】図５は、本発明にしたがって組立てられた
全体的な装置を示す。固定支持部ＳＦは、図２のａに示
されたウェハＷＰと同じパターンおよび直径を有してい
ることが好ましいベース金属ディスクＤＭに取付けられ
る。下降可能な成形部材をその進行中に案内するように
設計された２つの誘導円筒形シャフトＡＣＲが同じディ
スクＤＭに固定されている。シャフトにはそれぞれらせ
んばねＭＥが取付けられており、その可動端部は下降可
能な部材の上方部分に接触し、その固定端部ＥＦ（図５
のｂ）は各シャフトＡＣＲ上にキーで固定(key) されて
例えば90°回転してシャフトの自由上端部に固定された
各ブッシュＢＢと接触している。

【００１６】ディスクＤＭ上には、下降可能な成形部材
ＭＳＣ用のロック装置ＳＢが取付けられている。それ
は、ディスクＤＭ上でその中心を軸として回動されるレ
バー（図５のａ）から構成され、一方の端部が下降可能
な成形部材ＭＳＣに下方で結合して、それをその上方位
置（図４のｃ）にロックする。

【００１７】図５のｂはまたセンタリングピン、および
ねじ孔または超高真空状態が得られるのを遅延するよう
なその他の屈曲通路(anfractuosities) 中に入った気体
物質を排出させるように設計された特別なアロウアンス
(allowance) 孔ＦＩ用のシートＳＳＣを示す。

【００１８】以下、上記において主に構造を説明された
本発明による装置の動作を図４のａ乃至ｄおよび図５の
ｂを参照して説明する。

【００１９】まず第１に、既に予備ノッチを形成された
処理されたウェハ部分ＰＷＰは、固定支持部ＳＦ上に位
置され、整列レーザ源ＡＳＬは上を向いている（図４の
ａ）。次に、その重さおよび支持部との密着性のために
ウェハ部分を中央に配置してその位置に保持するセンタ
リングスラスト部材ＰＣが重ねられる（図４のｂ）。

【００２０】続いて、下降可能な成形部材ＭＳＣは、そ
の上方または進行開始位置（図５のｂ）に移動され、ら
せんばねＭＥを負荷し、レバーＳＢ（図４のｃおよび図
５のａ）を回転することによってこの位置にロックされ
る。

【００２１】これらの工程（図４のａ乃至ｃ）は全て大
気環境中で実行される。この時点で、装置は劈開を実行
するためにらせんばねを付勢する準備ができており、し
たがってそれは超高真空環境に置かれ、ここでレバーＳ
Ｂに対して内側から適切に作用することによって、研磨
されたシャフトＡＣＲに非常に正確にキーで固定され、
ばねＭＥによって押されている下降可能な成形部材ＭＳ
Ｃが解放され、固定支持部と共通の平面上のその進行終
了位置に迅速に到達し、劈開を実行する。この動作は、
図４のｄおよび５のｂに示されている。図４のｄでは簡
明化のために、下降可能な成形部材ＭＳＣは、それが始
めに固定支持部をどのように“包囲”し、レーザ源の反
射性端部を形成する２つの劈開面が“暗く(obscure) ”
されない部分をどのように有しているのかを示すために
断面図で表わされており、一方図５のｂは、ばねの圧縮
（左側）および最大伸長（右側）の両方を示している。

【００２２】この動作は、特に大気汚染が全く存在しな
い状態での分子レベルにおける適切な物質の蒸発に専用
にされた１以上の真空環境を既に備えた半導体を製造す
る装置の内部で有効に実行されることができる。一般
に、装置の種々の環境を通った半導体の移送は、完全に
装置の内部で実行される標準的なウェハ支持部に作用す
るスライド運動を付勢することによって発生する。した
がって、金属ディスクＤＭは、ウェハの直径（50.8mm）
を有する示されたパターンで設計されると都合がよく、
可動支持部上に置かれ、任意の手段によってそれに固定
され（密着性、ねじ、ピン等）、一方下降可能な成形部
材ＭＳＣの解放は、環境に関して安定な固定された障害
物（例えば、カム）ＯＦ（図５のａを参照）とロックレ
バーＳＢの自由端部との作用によって有効に行われるこ
とができる。

【００２３】このようにして、本発明は上述された目的
を完全に達成するものである。実際に本発明によると、
装置は大気環境中に設定され、外部へのフィードスルー
なしに真空条件下でばねで駆動されるため、真空密問題
のない処理された半導体ウェハ部分の超高真空環境にお
けるばねの単一駆動により劈開を実行する方法および装
置が提供される。さらに、ウェハ部分の処理された側の
表面から下降可能な部材を移動することによって劈開の
機械的応力が与えられ、予備ノッチが全てこの側上に形
成され、ウェハはその背面を操作されず、したがって処
理された側の表面の整列レーザ源が損傷を受ける危険性
がなくなる。

【００２４】さらに、本発明による劈開装置は構造的に
簡単であり、信頼性がある。下降可能な部材の形状は、
進行終了時に組立てられた支持部・バー・スラスト部材
をそれが包囲して、劈開の削り屑を落して、得られた反
射性の完成した劈開面を妨害しないように選択される。

【００２５】ウェハの処理された表面側の表面から劈開
されるべきウェハ部分に垂直な方向において応力を同時
に与える衝撃的な動作は、最良の反射面を得る迅速な劈
開を実現する。

【００２６】本発明による装置は、半導体ウェハの製造
および処理時に既に使用された装置中に存在するような
超高真空環境において有効に動作することが可能であ
り、半導体ウェハの標準的な面積を有するベースディス
クのパターンのために、このような超高真空環境の内側
に移動されて、内側からばねで駆動され、したがって劈
開を実行することができる。

【００２７】本発明は特定の実施形態を参照して説明さ
れているが、本発明は示された実施形態に制限されるも
のではないと考えられ、当業者に明らかであり、本発明
の技術的範囲内にあるいくつかの修正および変更が容易
に行われることに留意すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】技術的に知られている超高真空環境において処
理されたウェハ部分からバーを得るための劈開プロセス
の概略図。

【図２】本発明の方法によりバーを得るために処理され
たウェハ上で実行されるべき工程の概略図。

【図３】図２に示された劈開動作を実行する機械的な装
置の部分的な分解斜視図。

【図４】図３に部分的に示された装置を使用した本発明
の方法により実行される工程の詳細図。

【図５】劈開を実行するために組立てられ、準備の整っ
た状態の本発明の装置の上平面図、およびこの図のライ
ンＸ−Ｘにおける断面図。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理された半導体のウェハ部分の超高真
   空環境における同時的な劈開による整列レーザ源を処理
   された側の表面に有し、前記ウェハ部分が劈開ラインに
   沿って予備ノッチを形成されている処理された半導体の
   バーを得る方法において、 前記ウェハ部分が前記処理された側の表面だけに予備ノ
   ッチを形成され、劈開中にウェハ部分が安定した状態に
   保持され、劈開の衝撃的な機械的応力がウェハ部分の処
   理された側の表面に対して利用可能な全長に沿って同じ
   方向に対称的に同時に与えられることを特徴とする半導
   体のバーを得る方法。
2. 【請求項２】 劈開ラインと一致して処理された側の表
   面に予備ノッチを形成され、処理された半導体のウェハ
   部分の超高真空環境における同時的な劈開により、処理
   された側の表面に整列レーザ源を得る請求項１の方法を
   実行するように構成されている処理された半導体のバー
   を得る装置において、 ベースと、 前記ベースに固定されており、得られるべきバーに対応
   したウェハの中央領域部分をその上方部分上で保持し、
   一方ウェハの側部領域は水平に張出すように支持する支
   持ブロックと、 前記ウェハ部分を中央に配置してその位置に保持するよ
   うに支持ブロックと密着し、その上に重なることができ
   るセンタリングスラスト部材と、 前記ウェハ部分の予備ノッチに同時に衝撃的な機械的応
   力を与える下降可能な成形部材と、 前記ウェハ部分の上方の上方位置から前記ウェハ部分の
   下方の下方位置に前記下降可能な成形部材を移動させる
   付勢手段とを具備していることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】 前記付勢手段は、 前記ベース上に固定された第１の端部を有し、それに対
   して垂直に延在し、前記下降可能な成形部材をスライド
   可能に支持するように構成された１対の円筒形シャフト
   と、 前記各シャフト上にそれぞれ同軸に取付けられ、前記下
   降可能な成形部材の上方部分に作用する第１の端部と、
   前記円筒形シャフトの第２の端部に強固に固定された第
   ２の端部とを有する１対のらせんばねと、 前記上方位置に前記下降可能な成形部材をロックし、命
   令で超高真空環境においてそれを解放するように設計さ
   れたロック装置とを具備していることを特徴とする請求
   項２記載の装置。
4. 【請求項４】 らせんばねの前記第２の端部は、前記各
   シャフト上に固定され、90°回転して前記シャフトに強
   固に固定された各ブッシュを介して前記各円筒形シャフ
   トに固定されていることを特徴とする請求項３記載の装
   置。
5. 【請求項５】 前記固定された支持ブロックは台形断面
   を有するクロスピースを備えており、台形の上方部分の
   上面がウェハ部分用の支持面であり、２つの対向したＵ
   形状の水平方向のフレア部分をそれぞれ有する２個の多
   面ブロックで端部が終端し、その底面が前記支持平面の
   上方に少し突出して支持平面を限定していることを特徴
   とする請求項２記載の装置。
6. 【請求項６】 前記センタリングスラスト部材は下方部
   分が前記支持面と同じ寸法を有する方形のクロスピース
   を備え、２個の端部ブロックは前記２個のＵ形のフレア
   中に適合し、また前記支持平面に接触するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項２記載の装置。
7. 【請求項７】 前記下降可能な成形部材は、前記固定し
   た支持ブロックをその進行中に通過させるように構成さ
   れた成形された開口を備え、前記シャフトをスライド可
   能に収容する２個の規定された孔を備えているプレート
   であることを特徴とする請求項２記載の装置。
8. 【請求項８】 前記ロック装置は、下降可能な成形部材
   を解放するように超高真空環境の内部で付勢可能に構成
   されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
9. 【請求項９】 前記ロック装置は、前記ベース上で回動
   可能に構成され、一方のアームが圧縮された前記らせん
   ばねの動作を阻止することによって前記下降可能な部材
   をその上方位置に保持するように構成され、前記装置が
   超高真空環境に移動されたとき、他方のアームが前記超
   高真空環境に関して安定な固定されたカムにより付勢さ
   れるように設計されている２個のアームのレバーから構
   成されていることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記ベースは、標準的な半導体ウェハ
    のパターンおよび直径を有する金属ディスクであること
    を特徴とする請求項２記載の装置。
11. 【請求項１１】 劈開ラインと一致して処理された側の
    表面のみに予備ノッチを形成され、処理された半導体の
    ウェハ部分の超高真空環境における同時的な劈開によ
    り、処理された側の表面に整列レーザ源を有する処理さ
    れた半導体のバーを得る装置。