(57)【要約】【課題】  切断後のウェーハを１枚づつ確実に分離できるとともに分離の際にウェーハを破損することがない半導体ウェーハの分離方法を提供する。【解決手段】分離槽１内では、微粒子Ｐを含んだ分離液が循環しているため、切断されたウェーハ間に存在している冷却剤や切り屑等のスラッジはウェーハ間の隙間から除去され、分離槽１の底面からスラリーとして排出され、また、ウェーハ間からはスラッジが除かれるとともに微粒子Ｐが侵入して留まり、ウェーハ同士の張り付きを防止するとともに間隔を一定に維持する。  【選択図】        図６
2011249640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体のインゴットを接着剤を介してホルダに固定し、この固定されたインゴットを切断治具にて所定厚のウェーハに切断し、切断後のインゴットを微粒子が浮遊する液体中に浸漬し、前記微粒子を液体とともに切断されたウェーハ間に侵入させ、この微粒子によってウェーハ間の間隔を維持した状態で、１枚づつウェーハを分離して取出すことを特徴とする半導体ウェーハの分離方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウェーハの分離方法において、前記微粒子が浮遊する液体は循環流であることを特徴とする半導体ウェーハの分離方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体ウェーハの分離方法において、前記ウェーハの取出しは、最上位のウェーハから順に行うとともに最上位のウェーハの下面をブラシで取出し方向と逆に払拭しつつ行うことを特徴とする半導体ウェーハの分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロック状の多結晶シリコンなどのインゴットを所定厚のウェーハに切断した後に１枚ごとに分離する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池基板等に用いられるシリコンウェーハの製造方法は、特許文献１或いは特許文献２に記載されるように、ブロック状の多結晶シリコンのインゴットを接着剤を介して台座などに固定し、この固定したインゴットをワイヤーソーや内周にダイヤモンドブレードを形成した円環状のカッターによって所定厚のウェーハにスライスし、次いで、剥離液に浸漬して、台座からウェーハを分離するようにしている。
【０００３】
一方、ウェーハの厚みはますます薄いものが要求され、最近では１００〜２００μｍになっている。このようにウェーハの厚みが薄くなると、切断後にウェーハ同士が貼り付いてしまい、分離が困難になる。
【０００４】
そこで、非特許文献１に以下に述べる（１）〜（３）の分離方法が提案されている。
（１）スライス後のインゴットを噴流中にセットし、吸着パッドを用いて最上部のウェーハから１枚づつ払い出す方法。
（２）マイクロバブルが発生している水中にスライス後のインゴットを浸漬し、ウェーハ間にマイクロバブルを侵入させ、ローラを用いて最上部のウェーハから１枚づつ払い出す方法。
（３）インゴットをスライスした後、これを斜めにセットして角度とウェーハの厚みを測定し、２枚目のウェーハをストッパで押えた状態で１枚目のウェーハを吸着パッドを用いて払い出す方法。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２００３７４号公報
【特許文献２】特開２００９−２５４１４１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ２０１０年５月号  Ｐ８３〜８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の非特許文献１に開示される（１）〜（３）の分離方法は、ウェーハに大きな力が作用してウェーハが破損したり、複数枚同時に分離されたり、分離に時間がかかる或いは分離までの時間が一定にならないなど多くの問題点が解決されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため本発明に係る半導体ウェーハの分離方法は、多結晶シリコン等のインゴットを接着剤を介してホルダに固定し、この固定されたインゴットをワイヤーソーなどの切断治具にて所定厚のウェーハに切断し、切断後のインゴットを微粒子が浮遊する液体中に浸漬し、前記微粒子を液体とともに切断されたウェーハ間に侵入させ、この微粒子によってウェーハ間の間隔を維持した状態で、１枚づつウェーハを分離して取出すようにした。
【０００９】
前記微粒子としては切断されたウェーハ間に侵入し得る径の粒子であれば特にその材質は限定されないが、ウェーハ表面に傷を付けず取り扱いの容易性を考慮すると、樹脂、ガラス、セラミックなどからなり且つ角がなく球形に近いものが好ましい。
前記微粒子を浮遊させる液体としては水あるいは従来の分離液とする。また微粒子が浮遊した液体を循環させることで、切断されたウェーハ間に微粒子が侵入しやすくなる。尚、液体を循環させる代わりに切断されたウェーハをインゴットごと往復動させてもよい。
【００１０】
微粒子が浮遊した液体中に切断されたウェーハをインゴットごと浸漬した後にホルダをインゴットから外すが、個々のウェーハがばらばらにならないように、押え板で切断されたウェーハのブロックの両サイドを押えるか、バスケットに入れることが好ましい。
【００１１】
また、間に微粒子が侵入して分離されているウェーハの取出しは、ウェーハを上下方向に積層し、吸着パッドなどのピックアップ治具を用いて最上位のウェーハから順に行う。このとき最上位のウェーハの下面をブラシで取出し方向と逆に払拭しつつ行うことで、２枚重なったまま取出すことが防止でき、また下面に付着している微粒子も除去できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、切断後のウェーハを１枚づつ確実に分離して払い出すことができる。また、分離の際にウェーハを破損する割合が極めて少なくなり、更に分離に要する時間を一定にでき且つ短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るウェーハの分離方法の実施に用いる装置の正面図
【図２】同装置の平面図
【図３】図１のＡ−Ａ方向矢視図
【図４】図１のＢ−Ｂ方向矢視図
【図５】（ａ）はワイヤーソーによる切断工程を説明した図、（ｂ）は切断後のインゴットの斜視図
【図６】切断後のインゴットを浸漬した分離槽内の状態を説明した図
【図７】ウェーハ間に微粒子が侵入している状態を説明した図
【図８】ウェーハを分離してカセットに収納するまでの工程を説明した図
【図９】ウェーハを分離する部分の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
分離装置は分離槽１に隣接してピックアップ搬送機構２を配置し、ピックアップ搬送機構２に隣接して収納カセット３を配置し、この収納カセット３を昇降装置４によって所定のピッチで昇降動させるようにしている。
【００１５】
分離槽１内には切断後の多結晶シリコンなどのインゴットＩｎを載置するボート５が配置されている。インゴットＩｎは図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、一面が接着剤を介してホルダ６に固定され、この状態でワイヤーソー７などの切断治具を用いて所定厚みに切断する。この場合、ホルダ６に掛かる位置まで切ることで完全に切断することができる。
【００１６】
前記ボート５は軸８を中心として回動自在とされ、モータ等を駆動することで水平状態から起立状態になり、更に起立状態のボート５の下方に昇降装置９を配置し、この昇降装置９によって上下方向に積層されたウェーハＷを１枚づつ上昇させるようにしている。
【００１７】
また分離槽１に沿ってプッシャー１０を配置している。このプッシャー１０は水平状態のボート５に載置されている切断後のインゴットＩｎをボートの端板に押し付けるものでレール１１に沿って往復動可能とされている。
【００１８】
また図６に示すように、分離槽１内には加温された分離液が満たされ、この分離液を循環させる配管１２が分離槽１に設けられ、この配管１２の途中に微粒子Ｐの添加部１３が設けられている。微粒子Ｐとしては、樹脂、ガラス或いはセラミック製ビーズを用い、平均径は切断されたウェーハ間に侵入し得る径とする。
【００１９】
更に分離槽１の内壁には分離液を攪拌するための超音波振動装置１４またはバブリング装置が取付けられ、分離槽１内において切断後のインゴットＩｎの両側面を押え板１５で押えることで切断後のウェーハ間の隙間を一定に保持している。尚、ウェーハを傷つけないため、押え板１５には弾性体を貼り付け、この弾性体をインゴットＩｎに接触させている。
【００２０】
一方、ピックアップ搬送機構２は起立状態のボート５にセットされている切断後のインゴットＩｎの最上段のウェーハの先部を吸着して持ち上げる吸着パッド１６と、この吸着パッド１６が往復動するレール１７と、吸着パッド１６から受け取ったウェーハＷを１枚づつ収納カセット３に送り込むコンベアベルト１８と、コンベアベルト１８よりも上流側に配置されるブラシローラ１９を備えている。
【００２１】
ブラシローラ１９は吸着パッド１６によるウェーハＷの搬送方向と反対方向に回転する。その結果ウェーハＷの下面に付着している微粒子Ｐは除去される。またブラシローラ１９は搬送方向と反対方向に回転しているため、万一最上段のウェーハが２枚重なっている場合でも、これらを分離することができる。
【００２２】
以上の分離装置を用いた分離方法を以下に説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、インゴットＩｎの一面をワックスなどの接着剤を介してホルダ６に固定し、この状態でインゴットＩｎをワイヤーソー７を用いて所定厚みのウェーハに切断する。切断後の状態を図５（ｂ）に示している。
【００２３】
次いで図６に示すように、切断後のインゴットＩｎの両面を押え板１５で保持したまま、分離槽１内に浸漬する。分離槽１内の分離液（温水）の温度は約８０℃であるので、ホルダ６とインゴットＩｎとの間のワックス（接着剤）は溶解し、また超音波振動装置１４またはバブリング装置からの振動も加わるため、ホルダ６はインゴットＩｎから容易に取り外される。
尚、インゴットＩｎの下面をホルダ６で保持している場合も同様にホルダ６をインゴットＩｎから取り外す。
【００２４】
前記分離槽１内では、微粒子Ｐを含んだ分離液が循環しているため、切断されたウェーハ間に存在している冷却剤や切り屑等のスラッジはウェーハ間の隙間から除去され、分離槽１の底面からスラリーとして排出される。
【００２５】
また、図７に示すように、ウェーハ間からはスラッジが除かれるとともに微粒子Ｐが侵入して留まり、ウェーハ同士の張り付きを防止するとともに間隔を一定に維持する。
【００２６】
ホルダ６が除かれたインゴットＩｎはプッシャー１０によってボート５の端板に押し付けられる。そして図８に示すように、軸８を中心としてボート５を９０°回動させ垂直状態とする。この状態で切断されたウェーハＷは上下方向に積層され且つウェーハ間には微粒子Ｐが介在している。
【００２７】
次いで、昇降装置９によってボート５に載置されている切断されたインゴットＩｎを所定位置まで上昇させ、図９に示すように、最上段のウェーハＷの先端部を吸着パッド１６で吸着し、吸着パッド１６を水平方向に移動して最上段のウェーハＷをコンベアベルト１８に受け渡す。
【００２８】
このとき、ウェーハＷの下面は移動方向と反対方向に回転するブラシローラ１９にて払拭されるため、ウェーハＷの下面に付着している微粒子Ｐなどは除去され、且つ２枚重なって送られることも防止される。
【００２９】
分離されたウェーハＷはコンベアベルト１８によって収納カセット３の内壁に形成された水平方向のスリットに挿入保持される。またウェーハＷが１枚収納される毎に収納カセット３は１段（スリットの間隔）づつ上昇又は下降し、収納カセット３内に一定間隔で所定枚数（通常１００枚）のウェーハＷが収納される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る半導体ウェーハの分離方法は、通常の集積回路用基板や太陽電池基板などを分離する場合に利用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１…分離槽、２…ピックアップ搬送機構、３…収納カセット、４…昇降装置、５…ボート、６…ホルダ、７…ワイヤーソー、８…軸、９…昇降装置、１０…プッシャー、１１…レール、１２…配管、１３…添加部、１４…超音波振動装置、１５…押え板、１６…吸着パッド、１７…レール、１８…コンベアベルト、１９…ブラシローラ、Ｉｎ…半導体の多結晶インゴット、Ｐ…微粒子、Ｗ…ウェーハ。
【図１】
2011249640.tif 000003
【図２】
2011249640.tif 000004
【図３】
2011249640.tif 000005
【図４】
2011249640.tif 000006
【図５】
2011249640.tif 000007
【図６】
2011249640.tif 000008
【図７】
2011249640.tif 000009
【図８】
2011249640.tif 000010
【図９】
2011249640.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月27日(2010.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダに接着剤を介して固定されるとともに切断治具にて所定厚のウェーハに切断された半導体のインゴットを１枚づつ分離する半導体ウェーハの分離装置であって、この分離装置はウェーハ間に侵入する微粒子が浮遊する分離液が満たされた分離槽を備え、この分離槽内には、切断された半導体のインゴットの両側面を弾性体で押えてウェーハ間の隙間を一定に保持する押え板と、前記切断された半導体のインゴットが載置されるとともに水平状態と垂直状態との間で回動可能なボートと、前記垂直状態のボートに載置されている半導体のインゴットをウェーハの厚さ１枚づつ上昇させる昇降装置が設けられ、また前記分離槽に隣接してピックアップ搬送機構が設けられ、このピックアップ搬送機構には搬送されるウェーハの下面を搬送方向と逆方向に払拭するブラシローラが設けられていることを特徴とする半導体ウェーハの分離装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ブロック状の多結晶シリコンなどのインゴットを所定厚のウェーハに切断した後に１枚ごとに分離する装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記の課題を解決するため本発明に係る分離装置は、ホルダに接着剤を介して固定されるとともに切断治具にて所定厚のウェーハに切断された半導体のインゴットを１枚づつ分離する半導体ウェーハの分離装置であって、ウェーハ間に侵入する微粒子が浮遊する分離液が満たされた分離槽を備え、この分離槽内には、切断された半導体のインゴットの両側面を弾性体で押えてウェーハ間の隙間を一定に保持する押え板と、前記切断された半導体のインゴットが載置されるとともに水平状態と垂直状態との間で回動可能なボートと、前記垂直状態のボートに載置されている半導体のインゴットをウェーハの厚さ１枚づつ上昇させる昇降装置が設けられ、また前記分離槽に隣接してピックアップ搬送機構が設けられ、このピックアップ搬送機構には搬送されるウェーハの下面を搬送方向と逆方向に払拭するブラシローラが設けられた構成である。
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月5日(2010.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダに接着剤を介して固定されるとともに切断治具にて所定厚のウェーハに切断された半導体のインゴットを１枚づつ分離する半導体ウェーハの分離装置であって、この分離装置はウェーハ間に侵入する微粒子が浮遊する分離液が満たされた分離槽を備え、この分離槽内には、切断された半導体のインゴットの両側面を弾性体で押えてウェーハ間の隙間を一定に保持する押え板と、前記切断された半導体のインゴットが載置されるとともに水平状態と垂直状態との間で回動可能なボートと、前記垂直状態のボートに載置されている半導体のインゴットをウェーハの厚さ１枚づつ上昇させる昇降装置が設けられ、また前記分離槽に隣接してピックアップ搬送機構が設けられ、このピックアップ搬送機構には前記垂直状態のボートに載置されている最上位のウェーハの先部を吸着して搬送する吸着パッドとこの吸着パッドによって搬送される前記最上位のウェーハの下面を搬送方向と逆方向に払拭するブラシローラが設けられていることを特徴とする半導体ウェーハの分離装置。