(57)【要約】【課題】切断途中における切断刃の変位乱れを防止しながら反り変形を強制的に修正するような負荷力が加わるのを防止する。【解決手段】切断開始前から半導体ウエハＷの片面Ｗ１を保持手段１で保持すると共に、反対面Ｗ２の切り終わり側端部Ｗ３のみを部分保持手段２で部分的に保持しながら切断刃Ｃで切断することにより、切断途中で切断刃Ｃの変位に影響する振動が発生しないと共に、この切断の進行に伴って反対面Ｗ２側が切り始め側端部Ｗ４から片面Ｗ１と離れる方向へ徐々に反り変形しても、逃げ空間部３内を移動するだけで切断中は何も接触しない。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に不純物拡散層（Ｗａ）が形成された半導体ウエハ（Ｗ）の片面（Ｗ１）を保持手段（１）で保持しながら、切断刃（Ｃ）により半導体ウエハ（Ｗ）の厚さ方向中間部を径方向へ切断して２分割する半導体ウエハ分離装置において、
前記保持手段（１）で保持される片面（Ｗ１）と反対面（Ｗ２）の切り終わり側端部（Ｗ３）と対向して、該切り終わり側端部（Ｗ３）のみを部分的に保持する部分保持手段（２）を設け、これら保持手段（１）及び部分保持手段（２）で半導体ウエハ（Ｗ）の両面（Ｗ１，Ｗ２）を保持しながら切断刃（Ｃ）により切断すると共に、この切断が進むにつれて片面（Ｗ１）と離れる方向へ反り変形する反対面（Ｗ２）の切り始め側端部（Ｗ４）と対向して、該反対面（Ｗ２）の切断終了時の反り量に相当する逃げ空間部（３）を形成したことを特徴とする半導体ウエハ分離装置。
【請求項２】
前記反対面（Ｗ２）の切り終わり側端部（Ｗ３）を除く切り始め側端部（Ｗ４）及び中央部分（Ｗ５）のどちらか一方か又は両方と対向する位置に、逃げ空間部（３）を挟んで、切断分離後の反対面（Ｗ２）を支持する支持手段（４）を配設し、この支持手段（４）と、切断分離された反対面（Ｗ２）側のウエハ（Ｗ″）を挟んで切断分離後に作動する回収用吸着手段（５）とを対峙させた請求項１記載の半導体ウエハ分離装置。
【請求項３】
前記切断刃（Ｃ）で切断分離されたウエハ（Ｗ′，Ｗ″）の切断面周縁部を全周に亘り面取り加工して面取り部（Ｗｂ）を形成した請求項１または２記載の半導体ウエハ分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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（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エハからディスクリート素子用基板を製造するために、枚葉式に２分割切断する半導体ウエハ分離装置に関する。
詳しくは、両面に不純物拡散層が形成された半導体ウエハの片面を保持手段で保持しながら、切断刃により半導体ウエハの厚さ方向中間部を径方向へ切断して２分割する半導体ウエハ分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の半導体ウエハ分離装置として、例えば特公平５−８３１７５号公報に開示される如く、半導体ウエハの切り終わり側周縁部に沿って熱硬化性樹脂による補強材を形成し、切断刃で半導体ウエハを完全に切断すると共に補強材の途中まで切り込んで一部を切り残すことにより、切断面の切り終わり側端部に例えばカケやチップなどの破損が発生するのを防止し、切断工程が完了した後は剥離液（有機溶剤）により補強材を剥離させるたものがある。
また、例えば実公平５−２５２４３号公報に開示される如く、半導体ウエハの片面と対向して切断開始前から保持する保持手段と、反対面の中央部分と対向する弾性吸盤体を夫々配設し、切断開始前から保持手段で半導体ウエハの片面全体を保持しながら、切断刃により径方向へ切断を開始して、その切断終了前に、切断が進むにつれて反り変形した反対面の中心部分を弾性吸盤体で吸着保持させることにより、該半導体ウエハの厚さ方向中間部分と両面の不純物拡散層との性質が異なることで発生した反りを強制的に曲げ戻すように無理な負荷力が加わるのを防止すると共に、切断開始前から保持し続ける保持手段と切断終了前に吸着開始した弾性吸盤体との振動系が相互に異なるものの、この振動差を弾性吸盤体で吸収して、該振動差に起因して発生するクラックなどの破損を防止したものがある。
更に、このものは切り終わり側端部が破損するのを防止するために、半導体ウエハの周縁に凹設された溝内に補強用のエポキシ樹脂を充填硬化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このような従来の半導体ウエハ分離装置では、前者の場合、切断後に熱硬化性樹脂製の補強材を剥離液（有機溶剤）で除去する必要があるため、その工程数や材料代などの費用面や、有機溶剤の取扱いに伴って発生する人体及び環境への悪影響を配慮しなければならないという問題がある。
また後者の場合には、切断途中で弾性吸盤体により反対面の吸着を開始すると、それに伴って振動が発生するものの、この振動を弾性吸盤体では完全に吸収することが困難なため、僅かな振動でも切断刃の変位が乱れてクラックなどが発生する恐れがあるという問題がある。
更に切断終了近くになると、半導体ウエハの周縁に充填された補強用のエポキシ樹脂を切断刃により必ず切るため、切断刃にエポキシ樹脂が目詰まりして切れ味が悪くなってしまい、長い期間に亘って使用できなくなるという問題がある。
【０００４】
本発明のうち請求項１記載の発明は、切断途中における切断刃の変位乱れを防止しながら反り変形を強制的に修正するような負荷力が加わるのを防止することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、切断分離後におけるウエハの回収を確実に行うことを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の目的に加えて、補強用樹脂を使用せずに破損に対処することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、以下の通りである。
請求項１では、保持手段で保持される片面と反対面の切り終わり側端部と対向して、該切り終わり側端部のみを部分的に保持する部分保持手段を設け、これら保持手段及び部分保持手段で半導体ウエハの両面を保持しながら切断刃により切断すると共に、この切断が進むにつれて片面と離れる方向へ反り変形する反対面の切り始め側端部と対向して、該反対面の切断終了時の反り量に相当する逃げ空間部を形成したことを特徴とする半導体ウエハ分離装置を採用する。
請求項２では、請求項１記載の構成に加えて、反対面の切り終わり側端部を除く切り始め側端部及び中央部分のどちらか一方か又は両方と対向する位置に、逃げ空間部を挟んで、切断分離後の反対面を支持する支持手段を配設し、この支持手段と、切断分離された反対面側のウエハを挟んで切断分離後に作動する回収用吸着手段とを対峙させた半導体ウエハ分離装置を採用する。
請求項３では、請求項１または２記載の構成に加えて、切断刃で切断分離されたウエハの切断面周縁部を全周に亘り面取り加工して面取り部を形成した半導体ウエハ分離装置を採用する。
【０００６】
【作用】
請求項１記載の方法を採用することにより以下の作用を生じる。
上記装置を採用することにより以下の作用を生じる。
請求項１では、切断開始前から半導体ウエハの片面を保持手段で保持すると共に、反対面の切り終わり側端部のみを部分保持手段で部分的に保持しながら切断刃で切断することにより、切断途中で切断刃の変位に影響する振動が発生しないと共に、この切断の進行に伴って反対面側が切り始め側端部から片面と離れる方向へ徐々に反り変形しても、逃げ空間部内を移動するだけで切断中は何も接触しない。
請求項２では、請求項１記載の作用に加えて、切断分離後は反り変形した反対面側のウエハの切り終わり側端部を部分保持手段で保持し続けると共に、その切り始め側端部及び中央部分の一方か又は両方が支持手段で支持することにより、その後に回収用吸着手段がウエハを吸着する際に、該回収用吸着手段でウエハを押圧しても上記支持手段がストッパーの役割を担って該ウエハの逃げが防止される。
請求項３では、請求項１または２記載の作用に加えて、切断刃による切断に伴って分離されたウエハの切り終わり側周縁部が破損しても、切断後にウエハの切断面周縁部を全周に亘って面取り加工し面取り部を形成することにより、破損部分が除去される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、図１〜図４に示す如く、両面Ｗ１，Ｗ２に不純物拡散層Ｗａ，Ｗａが形成されたシリコン半導体ウエハＷの片面Ｗ１を保持する保持手段１として、例えば多孔性セラミックなどで形成した平坦な吸着面１ａにより該片面Ｗ１の略全体を強固に吸着保持すると共に、この保持された半導体ウエハＷの径方向へ対向するように切断刃Ｃとして内周刃を配設し、これら保持手段１と切断刃Ｃのどちらか一方を互いに接近する方向へ移動させることにより、半導体ウエハＷの厚さ方向中間部を径方向へ切断してウエハＷ′，Ｗ″に２分割される場合を示すものである。
【０００８】
上記保持手段１で保持された半導体ウエハＷの片面Ｗ１と反対面Ｗ２と対向する位置には、支持アームＡが図示しない位置送り機構により該反対面Ｗ２に対して間隔調整自在に配設されると共に、半導体ウエハＷの切断に際して保持手段１側を移動させる場合には、図示しない切断送り機構により保持手段１と連動して半導体ウエハＷの径方向へ移動させる。
【０００９】
この支持アームＡには、上記保持手段１で保持された半導体ウエハＷの反対面Ｗ２の切り終わり側端部Ｗ３と対向して、該切り終わり側端部Ｗ３のみを部分的に保持する部分保持手段２が配設され、これら保持手段１及び部分保持手段２で半導体ウエハＷの両面Ｗ１，Ｗ２を保持しながら切断刃Ｃにより切断開始する。
【００１０】
この部分保持手段２は、例えば多孔性カーボンなどの硬質材料でその吸着面２ａを図示せる如く平坦状に形成するか又は吸盤状に形成し、この吸着面２ａを上記保持手段１の吸着面１ａと同様に図示しない吸気路を介して真空ポンプなどの吸気源に連通させると共に、これら保持手段１の吸着面１ａ及び該部分保持手段２の吸着面２ａとで所定の面積を確保することにより、半導体ウエハＷの切断開始前からその両面Ｗ１，Ｗ２を吸着して移動不能に保持される構造となっている。
【００１１】
更に、上記保持手段１で保持された半導体ウエハＷの反対面Ｗ２の切り始め側端部Ｗ４と支持アームＡとの間には、前記切断刃Ｃによる半導体ウエハＷの切断が進むにつれて片面Ｗ１と離れる方向へ反り変形する反対面Ｗ２の切り始め側端部Ｗ４と対向して、該反対面Ｗ２の切断終了時の反り量に相当する逃げ空間部３が区画形成される。
【００１２】
そして切断分離後は、反り変形した反対面Ｗ２側のウエハＷ″の切り終わり側端部Ｗ３のみを部分保持手段２で保持し続けるだけでは、その後の回収用吸着手段５によるウエハＷ″の吸着時に、該ウエハＷ″の不安定となる。
【００１３】
そこで、前記反対面Ｗ２の切り終わり側端部Ｗ３を除く切り始め側端部Ｗ４及び中央部分Ｗ５のどちらか一方か又は両方と対向する位置には、上記逃げ空間部３を挟んで、切断分離後の反対面Ｗ２を支持する支持手段４が配設され、この支持手段４と、切断分離された反対面Ｗ２側のウエハＷ″を挟んで、切断分離後に作動開始する回収用吸着手段５とを対峙させる。
【００１４】
本実施例の場合には、この支持手段４が例えばゴムや軟質合成樹脂などの軟質材料でその当接面４ａを図示せる如く平坦状に形成するか又は上記反りと嵌め合う曲面状に形成されると共に、上記支持アームＡの先端部Ａ１に複数個配設される。
図示例では図２に示す如く、反対面Ｗ２の切り始め側端部Ｗ４と対向して２個の支持手段４を配設したが、これに限定されず、図示せぬが上記支持手段４の当接面４ａを吸盤状に形成し、上記保持手段１の吸着面１ａ及び部分保持手段２の吸着面２ａと同様に図示しない吸気路を介して真空ポンプなどの吸気源に連通させることにより、切断分離後の反対面Ｗ２を吸着支持しても良い。
【００１５】
また、上記回収用吸着手段５としては、図３に示す如く切断分離されたウエハＷ′，Ｗ″の中央部分と対向して、例えば特公平６−９５５０４号公報に開示されるようなロボットアーム５ａの先端部両面に一対の回収用吸着盤５ｂ，５ｂを背中合わせに取り付けることにより、切断分離されたウエハＷ′，Ｗ″が確実で容易に同時回収可能なものを使用するか、或いはそれに類似した構造のものを使用する。
【００１６】
更に本実施例では、前記切断刃Ｃの切断前において、例えば特公平５−８３１７５号公報に開示されるような熱硬化性樹脂製の補強材を半導体ウエハＷの切り終わり側周縁部に沿って形成したり、例えば実公平５−２５２４３号公報に開示されるような半導体ウエハの周縁に凹設された溝内に補強用のエポキシ樹脂を充填硬化させてしないため、切断刃Ｃによる切断に伴って切断面の切り終わり側端部に例えばカケやチップなどの破損が発生する恐れがある。
【００１７】
そこで、前記切断刃Ｃによる切断後において図４に示す如く、分離されたウエハＷ′，Ｗ″の切断面周縁部を、全周に亘り面取り加工して面取り部Ｗｂを形成する。
なお、図示せぬが必要に応じて不純物拡散層Ｗａ，Ｗａが形成された両面Ｗ１，Ｗ２の周縁部を全周に亘り面取り加工しても良い。
【００１８】
次に、斯かる半導体ウエハ分離装置の作動について説明する。
先ず、切断開始前の状態で図１及び図２に示す如く、半導体ウエハＷの片面Ｗ１を保持手段１で強固に吸着保持すると共に、切断の進行に従い反り変形が極めて少ない反対面Ｗ２の切り終わり側端部Ｗ３のみを部分保持手段２で部分的に保持する。
【００１９】
これら保持手段１及び部分保持手段２による保持状態を維持しながら、切断刃Ｃの内周刃と接近移動させて切断を開始し、このまま切り終わり側端部Ｗ３まで一気に切断完了させてウエハＷ′，Ｗ″に２分割する。
【００２０】
それにより、切断途中で切断刃Ｃの変位に影響する振動が発生することなく切断工程が完了する。
更にこの切断の進行に伴い、半導体ウエハＷの厚さ方向中間部分と両面Ｗ１，Ｗ２の不純物拡散層Ｗａ，Ｗａとの性質が異なることを原因として反対面Ｗ２側が、その切り始め側端部Ｗ４から片面Ｗ１と離れる方向へ徐々に反り変形しても、逃げ空間部３内を移動するだけで切断中は何も接触しない。
【００２１】
その結果、切断途中における切断刃Ｃの変位乱れを防止しながら反り変形を強制的に修正するような負荷力が加わるのを防止できる。
【００２２】
そして、切断分離後は図３に示す如く、反り変形した反対面Ｗ２側のウエハＷ″の切り終わり側端部Ｗ３を部分保持手段２で保持し続けると共に、その切り始め側端部Ｗ４及び中央部分Ｗ５の一方か又は両方が支持手段４の当接面４ａで支持され、その後、回収用吸着手段５による切断分離されたウエハＷ′，Ｗ″の回収工程が開始される。
【００２３】
それにより、その後に回収用吸着手段５がウエハＷ″を吸着する際に、該回収用吸着手段５でウエハＷ″を押圧しても上記支持手段４がストッパーの役割を担って該ウエハＷ″の逃げが防止される。
その結果、切断分離後におけるウエハＷ′，Ｗ″の回収を確実に行えるという利点がある。
【００２４】
また、切断刃Ｃによる切断に伴って分離されたウエハＷ′，Ｗ″の切断面の切り終わり側端部に、例えばカケやチップなどの破損部分Ｗ６，Ｗ６が発生しても、図４に示す如く切断後にウエハＷ′，Ｗ″の切断面周縁部を全周に亘って面取り加工し面取り部Ｗｂ，Ｗｂを夫々形成すれば、破損部分Ｗ６，Ｗ６が除去される。
その結果、補強用樹脂を使用せずに破損に対処できるという利点がある。
【００２５】
尚、前示実施例では、半導体ウエハＷの径方向へ対向するように切断刃Ｃとして内周刃を配設し、この内周刃か保持手段１で保持された半導体ウエハＷのどちらか一方を互いに接近する方向へ移動させることにより、半導体ウエハＷの厚さ方向中間部を径方向へ切断する場合を示したが、これに限定されず、他の構造の切断刃Ｃにより半導体ウエハＷの厚さ方向中間部を径方向へ切断しても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、切断開始前から半導体ウエハの片面を保持手段で保持すると共に、反対面の切り終わり側端部のみを部分保持手段で部分的に保持しながら切断刃で切断することにより、切断途中で切断刃の変位に影響する振動が発生しないと共に、この切断の進行に伴って反対面側が切り始め側端部から片面と離れる方向へ徐々に反り変形しても、逃げ空間部内を移動するだけで切断中は何も接触しないので、切断途中における切断刃の変位乱れを防止しながら反り変形を強制的に修正するような負荷力が加わるのを防止できる。
従って、熱硬化性樹脂製の補強材を剥離液（有機溶剤）で除去する必要がある従来のものに比べ、費用面や有機溶剤による人体及び環境への悪影響を配慮する必要がなくなって使用勝手が良く、しかも切断途中に切断刃の変位乱れが発生しないと共に反り変形する反対面に対して無理な負荷力を与えないから、切断途中の吸着開始によって切断刃の変位を乱す振動が発生する従来のものに比べ、クラックなどが発生しない。
【００２７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、切断分離後は反り変形した反対面側のウエハの切り終わり側端部を部分保持手段で保持し続けると共に、その切り始め側端部及び中央部分の一方か又は両方が支持手段で支持することにより、その後に回収用吸着手段がウエハを吸着する際に、該回収用吸着手段でウエハを押圧しても上記支持手段がストッパーの役割を担って該ウエハの逃げが防止されるので、切断分離後におけるウエハの回収を確実に行える。
【００２８】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の効果に加えて、切断刃による切断に伴って分離されたウエハの切り終わり側周縁部が破損しても、切断後にウエハの切断面周縁部を全周に亘って面取り加工し面取り部を形成することにより、破損部分が除去されるので、補強用樹脂を使用せずに破損に対処できる。
従って、半導体ウエハの周縁に充填された補強用樹脂を切断刃により必ず切る従来のものに比べ、切断刃の目詰まりを防止できて長い期間に亘り使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す半導体ウエハ分離装置の縦断側面図であり、半導体ウエハの切断途中の状態を示している。
【図２】図１の（２）−（２）線に沿える縦断側面図である。
【図３】切断分離されたウエハの回収時の状態を示す縦断側面図である。
【図４】切断分離されたウエハの面取り加工後の状態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
Ｗ　半導体ウエハ　　　　　　　　　　Ｗ１　片面
Ｗ２　反対面　　　　　　　　　　　　Ｗ３　切り終わり側端部
Ｗ４　切り始め側端部　　　　　　　　Ｗ５　中央部分
Ｗａ　不純物拡散層　　　　　　　　　Ｗｂ　面取り部
Ｗ′，Ｗ″　切断分離されたウエハ　　Ｃ　切断刃
１　保持手段　　　　　　　　　　　　２　部分保持手段
３　逃げ空間部　　　　　　　　　　　４　支持手段
５　回収用吸着手段
【図１】
2004071685.tif 000003
【図２】
2004071685.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004071685.tif 000006