(57)【要約】【課題】たとえばワイヤソーによる切断の後に、人手を介することなく半導体ウエハを１枚ずつ分離することが可能な半導体ウエハ製造方法を提供すること。【解決手段】互いに隙間を隔てて対向するように列をなした状態で各々の端縁が保持部材１に接合された、半導体材料からなる複数のウエハ２を、保持部材１から分離する工程を有する、半導体ウエハ製造方法であって、上記分離する工程においては、複数のウエハ２のうち上記列の先頭に位置するものから順に、１枚ずつ保持部材１から分離して落下させ、複数のウエハ２の下方に配置された収容カセット４によってウエハ２を１枚ずつ列方向に離間した状態で収容する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隙間を隔てて対向するように列をなした状態で各々の端縁が保持部材に接合された、半導体材料からなる複数のウエハを、上記保持部材から分離する工程を有する、半導体ウエハ製造方法であって、
上記分離する工程においては、上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものから順に、１枚ずつ上記保持部材から分離して落下させ、上記複数のウエハの下方に配置された収容カセットによって上記ウエハを１枚ずつ列方向に離間した状態で収容することを特徴とする、半導体ウエハ製造方法。
【請求項２】
上記収容カセットは、収容する上記ウエハの間を仕切って上記ウエハを上記列方向に所定間隔で並べるためのセパレータを備える、請求項１に記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項３】
上記セパレータの上記列方向におけるピッチは、上記複数のウエハの上記列方向におけるピッチよりも大とされており、
上記収容カセットによる上記ウエハの収容は、上記収容カセットを上記列方向に適宜移動させながら行う、請求項２に記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項４】
上記分離する工程の前に、上記保持部材に側面が接合された柱状の半導体材料を、ワイヤソーによって切断することにより、上記複数のウエハを生成する切断工程をさらに有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項５】
上記ウエハの上記端縁と上記保持部材との接合部の少なくとも一部を非接合状態とし得る分離手段を、上記端縁に沿って移動させることにより、上記ウエハの分離を行う、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項６】
上記複数のウエハと上記保持部材とは、接着剤によって接合されており、上記分離手段は、上記接着剤を溶解する溶液を噴射する、請求項５に記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項７】
上記分離手段は、上記保持部材の一部を削除しうるレーザ光を照射する、請求項５に記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項８】
上記切断工程は、上記隙間とつながる切り込みを上記保持部材に形成する工程を含み、
上記分離する工程においては、上記切り込みに向かって上記保持部材の一部を破砕する破砕力を加えることにより上記ウエハを分離する、請求項４に記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項９】
上記破砕力は、上記ウエハの上記端縁に平行である、平板の縁で、上記保持部材を突くことにより生じる、請求項８に記載の半導体ウエハ製造方法。
【請求項１０】
上記分離する工程は、上記複数のウエハが湿った状態で行う、請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体ウエハ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば太陽電池の材料に用いられる半導体ウエハ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、半導体ウエハの製造におけるワイヤソー装置を用いた切断工程を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたワイヤソー装置Ｘは、４つのガイドローラ９３およびワイヤ９４を備えており、半導体材料９２をウエハ状に切断する装置である。ワイヤ９４は、たとえばメッキが施されたピアノ線であり、４つのガイドローラ９３に掛け回されており、図示された矢印の方向に送られる。半導体材料９２は、たとえばガラスからなる保持部材９１に接着剤によって接合された状態で、ワイヤ９４に押し付けられる。ワイヤ９４が半導体材料９２を超えて保持部材９１に到達すると、半導体材料９２の切断が完了する。この切断により、保持部材９１に各々の端縁が接合された状態で、複数のウエハが得られる。
【０００３】
しかしながら、切断を終えた後には、最終的に上記ウエハを１枚ずつ分離した状態にする必要がある。この分離作業に先立って、切断粉の洗浄や、保持部材９１からの剥離を目的として、上記ウエハは、洗浄液や接着剤を溶解する溶液に漬けられる。これらの液体によって上記ウエハがウエットの状態になると、となり合う上記ウエハどうしが張り付いてしまいやすい。このようなことでは、上記ウエハを１枚ずつ分離した状態とすることは容易ではなく、たとえば作業者が手作業によって上記半導体ウエハを１枚ずつ取り上げるといった作業が強いられていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６０４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、たとえばワイヤソーによる切断の後に、人手を介することなく半導体ウエハを１枚ずつ分離することが可能な半導体ウエハ製造方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される半導体ウエハ製造方法は、互いに隙間を隔てて対向するように列をなした状態で各々の端縁が保持部材に接合された、半導体材料からなる複数のウエハを、上記保持部材から分離する工程を有する、半導体ウエハ製造方法であって、上記分離する工程においては、上記複数のウエハのうち上記列の先頭に位置するものから順に、１枚ずつ上記保持部材から分離して落下させ、上記複数のウエハの下方に配置された収容カセットによって上記ウエハを１枚ずつ列方向に離間した状態で収容することを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記複数のウエハを上記保持部材から分離した後に上記複数のウエハどうしがくっついてしまうことを回避できる。このため、分離後の上記複数のウエハをたとえば手作業によって仕分けする必要がなく、上記半導体ウエハ製造方法を自動で行うのに適している。また、保持部材から分離した上記ウエハは、落下しながら下方にある収容カセットに直接そのまま収容されることになる。したがって、上記ウエハの回収ないし収容作業を別途行う必要はなく、上記ウエハを分離してから収容するまでの取り扱いが簡単になる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記収容カセットは、収容する上記ウエハの間を仕切って上記ウエハを上記列方向に所定間隔で並べるためのセパレータを備える。このような構成によれば、セパレータの存在によって、分離された上記ウエハが互いに張り付いてしまうことなどを防止することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記セパレータの上記列方向におけるピッチは、上記複数のウエハの上記列方向におけるピッチよりも大とされており、上記収容カセットによる上記ウエハの収容は、上記収容カセットを上記列方向に適宜移動させながら行う。このように、セパレータのピッチが分離される前の複数のウエハのピッチよりも大とされていると、収容カセットによってウエハを収容する際に寸法の融通をもたせやすく、分離された上記ウエハを確実に１枚ずつ離間した状態として収容することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記分離する工程の前に、上記保持部材に側面が接合された柱状の半導体材料を、ワイヤソーによって切断することにより、上記複数のウエハを生成する切断工程をさらに有する。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ウエハの上記端縁と上記保持部材との接合部の少なくとも一部を非接合状態とし得る分離手段を、上記端縁に沿って移動させることにより、上記ウエハの分離を行う。このような構成によれば、上記複数のウエハのうち上記列の先頭にあるものだけを確実に分離することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のウエハと上記保持部材とは、接着剤によって接合されており、上記分離手段は、上記接着剤を溶解する溶液を噴射する。このような構成によれば、分離作業によって上記ウエハが損傷することを抑制することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記分離手段は、上記保持部材の一部を削除しうるレーザ光を照射する。このような構成によれば、上記分離作業を乾いた状態で行うことができる。これは、分離された上記ウエハが張り付いてしまうことを防止するのに有利である。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記切断工程は、上記隙間とつながる切り込みを上記保持部材に形成する工程を含み、上記分離する工程においては、上記切り込みに向かって上記保持部材の一部を破砕する破砕力を加えることにより、上記ウエハを分離する。このような構成によれば、上記ウエハに力を加えないため、上記分離作業の際に上記ウエハが損傷することを抑制することができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記破砕力は、上記ウエハの上記端縁に平行である、平板の縁で、上記保持部材を突くことにより生じる。このような構成によれば、１回の操作によって保持部材から各ウエハを分離することができ、ウエハ分離作業の簡素化を図ることができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記分離する工程は、上記複数のウエハが湿った状態で行う。このような構成によれば、隣接するウエハどうしが適度に張り付きあった状態となるので、保持部材から分離されたウエハは、ゆっくりと落下する。これにより、ウエハが収容カセットに落下する際の衝撃を和らげることが可能である。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
図１〜図５は、本発明の第１実施形態に基づく半導体ウエハ製造方法を示している。図１に示すように、本実施形態の半導体ウエハ製造方法においては、保持部材１に接合された複数のウエハ２を、保持部材１から分離する。複数のウエハ２は、たとえば保持部材１にその一側面が接着剤によって接合された柱状の半導体材料を、図１０に示すようなワイヤソー装置Ｘによって切断することによって得られる。上記半導体材料は、たとえば断面形状が１５６ｍｍ角、長手方向の長さが４００ｍｍ程度である。この半導体材料がワイヤソー装置Ｘによって切断されることにより、厚さがたとえば０．１４〜０．１８ｍｍのウエハ２が１，０００枚程度形成される。
【００２０】
ワイヤソー装置Ｘを用いた切断においては、上記半導体材料の下端をワイヤ９４に押し当てる。ワイヤ９４としては、たとえば直径１４０μｍ程度のピアノ線にＣｕ，Ｚｎなどのメッキを施したものを用いる。さらに、上記半導体材料を下方に押し下げると、ワイヤ９４は、上記半導体材料に対して相対的に上方に移動することとなる。ワイヤ９４が保持部材１に到達すると、上記半導体材料の切断が完了する。これにより、複数のウエハ２が得られる。複数のウエハ２の列方向におけるピッチは、たとえば０．３６ｍｍ程度である。各ウエハ２は、それぞれの端縁２１が保持部材１に接合された格好となっている。図３に示すように、ウエハ２は接着剤３によって保持部材１に接着されている。この接着剤３は、上述した半導体材料を保持部材１に接合するために塗布されたものである。本実施形態では、保持部材１のうち端縁２１の近傍部分を、接合部１２ａ，１２ｂとする。保持部材１には、複数の切り込み１１が形成されている。切り込み１１は、ワイヤ９４によって保持部材１の一部が除去された部分である。ワイヤソー装置Ｘによる切断の後には、たとえば、切り粉を除去するための洗浄工程を行う。この工程を行うと、ウエハ２は、洗浄液によって湿った状態となる。
【００２１】
本実施形態においては、図１に表れているように、ウエハ２の分離・収容に収容カセット４を使用する。収容カセット４は、複数のウエハ２の下方に配置されており、複数のセパレータ４１を備えている。これらのセパレータ４１は、図１および図２から理解できるように、正面視におけるウエハ２の４隅近傍に各々配置された４つのセパレータ４１によって１つの組をなしており、ウエハ２の列方向に沿って複数組のセパレータ４１が一定間隔で並んでいる。図１および図２に表れているように、となり合う組のセパレータ４１の間の空間は、分離されたウエハ２を収容するための収容空間４２とされている。図２によく表れているように、ウエハ２が分離されると、当該ウエハ２は、となり合う組のセパレータ４１間に収容される。となり合う組のセパレータ４１の列方向におけるピッチは、ウエハ２の配列ピッチよりも充分に大きくされており、たとえば５ｍｍ程度とされている。各セパレータ４１は、２つの円錐を接合したそろばん玉状となっており、支軸４３に支持されている。セパレータ４１の円錐傾斜部は、ウエハ２を収容空間４２に導入するためのガイドとして機能する。
【００２２】
収容カセット４は、たとえばネジ軸４４１と、このネジ軸４４１に螺合され、かつ収容カセット４の下部に固定されたナット部材４４２とからなるネジ送り機構４４によって、上記列方向に沿って移動可能とされている。このような構成によれば、たとえば図示しないモータを駆動させてネジ軸４４１を一定角度ずつ回転させることによって、収容カセット４を上記列方向に一定ピッチで移動させることが可能である。
【００２３】
本実施形態の半導体ウエハ製造においては、保持部材１からウエハ２を１枚ずつ分離する。具体的には、図１、図３および図４に示すように、複数のウエハ２のうち列の先頭に位置するウエハ２ａと対向するように、平板５をウエハ２ａから所定距離だけ離間させ配置する。このとき、この平板５を、その縁５１が端縁２１と平行になるように、かつ、ウエハ２の列方向（図中左右方向）に沿うように配置する。平板５の先端はくさび状とされている。図４によく表れているように、縁５１の長さは、ウエハ２の端縁２１の長さとほぼ同一である。平板５は、ウエハ２の列方向に移動可能に構成されている。平板５の一連の移動はサーボモータ（図示略）により制御される。
【００２４】
次に、平板５を図中左方にスライドさせ、縁５１を保持部材１の接合部１２ａに突き当てる。そうすると、接合部１２ａには、切り込み１１ａに向かう力が働く。そして、接合部１２ａが端縁２１に沿って破砕する。突き当て時における平板５の速度は、接合部１２ａを破砕可能な程度の大きさとする。これにより、ウエハ２ａが保持部材１から分離され、下方へと落下する。
【００２５】
このとき、収容カセット４は、落下するウエハ２を収容空間４２に収容することができる位置に配置されている。また、ここで、複数のウエハ２は、先の洗浄工程を経ていることから、湿った状態となっている。そのため、保持部材１から分離されたウエハ２ａは、これに隣接する、保持部材１に接合されたウエハ２ｂに対して、適度に張り付いた状態となり、ゆっくりと落下する。そして、セパレータ４１上部の円錐傾斜部がガイドとして機能することにより、ウエハ２ａはスムーズに収容空間４２に収容される。
【００２６】
次に、平板５を図中右方にスライドさせる。平板５がウエハ２ｂから上記所定距離だけ離間した時点で、平板５のスライドを停止させる。次に、収容カセット４をウエハ２の列方向に所定距離移動させる。ここで、収容カセット４の移動距離は、セパレータ４１のピッチからウエハ２のピッチを差し引いた値とされる。次に、平板５の縁５１を保持部材１の接合部１２ｂに突き当てて、ウエハ２ｂを分離させる。分離されたウエハ２ｂは、ゆっくりと落下し、図５に表れているように、ウエハ２ａの隣の収容空間４２に収容される。そして、このような操作を繰り返すことにより、複数のウエハ２は、１枚ずつ分離されて、収容空間４２に順番に収容される。
【００２７】
次に、本実施形態の半導体ウエハの製造方法の作用について説明する。
【００２８】
本実施形態によれば、保持部材１から複数のウエハ２を分離する作業を自動的に行うことができる。このため、たとえば保持部材１に接合されたままの複数のウエハ２を、接着剤３を溶解しうる溶液が満たされた槽に漬けることにより接着剤３を溶解し、さらに溶液を洗浄する工程などを経た後に、湿った状態で互いに張り付きあった複数のウエハ２を１枚ずつ手作業で分離するといったことが不要である。これは、ウエハ２の製造効率を向上させるとともに、手作業によってウエハ２を損傷してしまうといった不具合を解消するのに適している。
【００２９】
保持部材１から分離したウエハ２は、落下しながら下方にある収容カセット４に、１枚ずつ離間した状態で直接収容されることになる。したがって、ウエハ２の回収ないし収容作業を別途行う必要はなく、簡単な操作によってウエハ２を枚葉化した状態として収容することができる。また、収容カセット４には、ウエハ２の間を仕切るためのセパレータ４１が設けられているため、分離されたウエハ２は、互いに張り付くことなく離間した状態として収容カセット４に収容される。
【００３０】
本実施形態においては、保持部材１からウエハ２を分離する作業は、平板５の縁５１を接合部１２，１２ｂ等に突き当てて行うので、ウエハ２には縁５１からの力が直接付与されない。そのため、ウエハ２を分離する作業の際に、ウエハ２が損傷してしまうといった不具合を防止することができる。また、平板５を用いたウエハ２の分離によれば、１回の操作によって保持部材１から各ウエハ２を分離することができ、分離作業の簡素化を図ることができる。
【００３１】
本実施形態では、複数のウエハ２を保持部材１から分離する工程は、当該ウエハ２が湿った状態で行われる。そのため、保持部材１から分離されたウエハ２は、これに隣接する、保持部材１に接合されたウエハ２に対して、適度に張り付いた状態となり、ゆっくりと落下する。したがって、ウエハ２が収容カセットに落下する際の衝撃を和らげることが可能である。かかる構成は、ウエハ２の損傷を防止するのに適している。
【００３２】
図６および図７は、本発明の第２実施形態に基づく半導体ウエハ製造方法を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。また、図６以降の図面においては、収容カセット４を省略している。本実施形態においては、ウエハ２と保持部材１とを分離する手段として溶液噴射ノズル６を用いている点が、上述した実施形態と異なっている。
【００３３】
本実施形態においては、図６および図７に示すように、複数のウエハ２のうち列の先頭に位置するものと保持部材１との境界に、溶液噴射ノズル６を配置する。溶液噴射ノズル６は、接着剤３を溶解しうる溶液を噴射可能に構成されている。溶液噴射ノズル６を端縁２１の一端に配置した状態で、溶液６１の噴射を開始する。この噴射を継続しつつ、溶液噴射ノズル６を端縁２１に沿って平行移動させる。これにより、端縁２１と保持部材１とを接着している接着剤３が端から徐々に溶解される。そして、溶液噴射ノズル６が端縁２１の他端に到達すると、図７に示すように、先頭に位置するウエハ２が保持部材１から分離され下方へと落下する。これにより、１枚のウエハ２を保持部材１から分離することができる。分離されたウエハ２は、たとえば上述した実施形態と同様にして収容カセット４の収容空間４２に１枚ずつ収容される。
【００３４】
このような実施形態によっても、ウエハ２を１枚ずつ保持部材１から分離することができる。溶液噴射ノズル６を端縁２１に沿って移動させることにより接着剤３を溶解すれば、保持部材１に接合された複数のウエハ２から１枚のウエハ２を確実に分離することができる。溶液６１を噴射することによりウエハ２を分離することは、分離作業によってウエハ２が損傷したり溶解したりするといった不具合を解消するのに有利である。
【００３５】
図８は、本発明の第３実施形態に基づく半導体ウエハ製造方法を示している。なお、同図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態においては、分離手段としてレーザ光７１を発するレーザトーチ７を用いる点が、上述した実施形態と異なっている。
【００３６】
本実施形態においては、図８に示すように、複数のウエハ２のうち先頭に位置するものと対向するようにレーザトーチ７を配置する。レーザトーチ７は、レンズなどの光学系（図示略）を内蔵しており、図外のレーザ発信器からたとえば光ファイバ（図示略）を経由してレーザ光７１が供給される。
【００３７】
レーザトーチ７から発せられるレーザ光７１は、保持部材１のうち端縁２１の直上に位置する部分に焦点が合った状態で照射される。レーザ光７１は、保持部材１の構成材料であるガラスを溶解し、除去することが可能な波長のものが選択されている。このため、レーザトーチ７を上述した実施形態における溶液噴射ノズル６と同様に端縁２１に沿って移動させると、保持部材１のうち接着剤３を介して端縁２１が接着されていた部分が除去される。この結果、先頭に位置するウエハ２が保持部材１から分離され下方へと落下する。これにより、１枚のウエハ２を保持部材１から分離することができる。分離されたウエハ２は、たとえば上述した実施形態と同様にして収容カセット４の収容空間４２に１枚ずつ収容される。
【００３８】
このような実施形態によっても、ウエハ２を１枚ずつ保持部材１から分離することができる。レーザ光７１によって分離する工程においては、ウエハ２にはなんら液体は噴射されない。このため、ウエハ２をできるだけドライな状態で分離することが可能であり、分離されたウエハ２どうしが不当にくっつきあってしまうことを防止するのに適している。
【００３９】
本発明に係る半導体ウエハ製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体ウエハ製造方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００４０】
本発明でいう収容カセットとしては、上述したそろばん玉状のセパレータ４１を有する構成に限定されず、ウエハの間を仕切って所定間隔で並べるように構成されたセパレータを有していればよく、たとえば隔壁によってセパレータが構成されてもよい。
【００４１】
本発明でいう分離手段は、上述した溶液噴射ノズル６およびレーザトーチ７に限定されず、保持部材１からウエハ２を１枚ずつ分離しうる手段であればよい。保持部材１とウエハ２とは接着剤３によって接合されているものに限定されない。
【００４２】
半導体材料を複数のウエハに切断する手法としては、上記実施形態のようにワイヤソー装置を用いて切断する手法が均一な厚さのウエハ２を高い歩留まりで生成するのに適しているが、本発明はこれに限定されるものではない。そして、本発明に係る半導体ウエハ製造方法におけるウエハを分離する工程は、ワイヤソー装置以外の手段によって生成されたウエハの分離に適用してもよいのはもちろんである。
【００４３】
また、本発明でいう破砕力は、図９に示すように、先端がのこぎり歯状とされた平板５’を用いて生じさせてもよい。また、当該破砕力をウォータージェットにより生じさせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく半導体ウエハ製造方法の一工程を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の要部断面図である。
【図４】図１の要部平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に基づく半導体ウエハ製造方法の一工程を示す側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に基づく半導体ウエハ製造方法の一工程を示す要部斜視図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩに沿う要部断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に基づく半導体ウエハ製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図９】本発明の他の例を示す図４と同様の図である。
【図１０】従来の半導体ウエハ製造方法におけるワイヤソー装置を用いた切断工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      保持部材
１１，１１ａ，１１ｂ  切り込み
１２ａ，１２ｂ  接合部
２，２ａ，２ｂ  ウエハ
２１    端縁
３      接着剤
４      収容カセット
４１    セパレータ
４２    収容空間
４３    支軸
４４    ネジ送り機構
４４１  ネジ軸
４４２  ナット部材
５      平板
５１    縁
６      溶液噴射ノズル（分離手段）
６１    溶液
７      レーザトーチ（分離手段）
７１    レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010103417.tif 000007
【図６】
2010103417.tif 000008
【図７】
2010103417.tif 000009
【図８】
2010103417.tif 000010
【図９】
2010103417.tif 000011
【図１０】
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