JP2004096023A

JP2004096023A - 物体の洗浄方法

Info

Publication number: JP2004096023A
Application number: JP2002258351A
Authority: JP
Inventors: Michio Tanimoto; 谷本　道夫; Yoshiyuki Abe; 阿部　由之
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】物体に付着した微細な付着物を洗浄除去する。付着物除去効果を低下させないで洗浄除去する方法を提供する。
【解決手段】物体２を回転させながらポンプ４で加圧された一定高圧の高圧洗浄水５を断続的に物体２の被洗浄部に衝突させて付着した微細な物質を除去する物体の洗浄方法である。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物体の洗浄方法に関し、特に、半導体ウェーハ及びブレード（ダイシング用切削刃）の洗浄方法に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェーハのダイシング（切削）後の洗浄は、半導体ウェーハを回転させながら一定圧力の高圧洗浄水を被洗浄物体に連続的に衝突させて付着した微細な物質を除去している。
また、半導体ウェーハのダイシング時には、ブレード（ダイシング用切削刃）の冷却及び切削屑の除去は切削面近傍に水をかけて行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の半導体ウェーハの洗浄方法では、洗浄水の衝突力で付着物を剥ぎ取って行うが、洗浄水が連続して流れた場合、ウェーハ（物体）の表面に境界層ができ圧力変度（圧力変化）がなくなったウェーハ（物体）側の付着物除去効果が低下するため、微細な付着物、例えば、１〜５μｍのシリコ切削屑及び４０〜７０μｍのテープ屑、のり屑等の有機物屑は洗浄後でも除去することができないという問題があった。
また、薄い半導体ウェーハの切削においては、粒度の小さいブレードを使用すると、目詰りを起して切削不可能となるという問題があった。
本発明の目的は、物体に付着した微細な付着物を洗浄して除去することが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
第１の発明は、物体を回転させながら、ポンプで加圧された圧力一定の高圧洗浄水を断続的に物体の被洗浄部に衝突させて、付着した微細な物質を除去する物体の洗浄方法である。前記一定圧力の高圧洗浄水を断続的に物体の被洗浄部に衝突させる手段は、一定圧力の高圧パルス洗浄水を物体の被洗浄部に衝突させる手段である。
前記第１の発明の手段によれば、加圧された一定圧力の高圧洗浄水を断続的に物体の被洗浄部に衝突させることにより、付着物除去効果を低下させないので、微細な付着物を洗浄することができる。
【０００５】
第２の発明は、物体を回転させながら、エア（空気）に洗浄水を混入させたエア混入洗浄水を断続的に物体の被洗浄部に衝突させて、付着した微細な物質を除去する物体の洗浄方法である。前記エア混入洗浄水を断続的に物体の被洗浄部に衝突させる手段は、エア混入パルス洗浄水を物体の被洗浄部に衝突させる手段である。
前記第２の発明の手段によれば、エア（空気）に洗浄水を混入させ、このエア混入洗浄水を断続的に物体の被洗浄部に衝突させることにより、付着物除去効果を低下させないので微細な付着物を洗浄することができる。
【０００６】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明の物体の洗浄方法において、前記物体は、半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分離するためのダイシング（切削）を施こした半導体ウェーハであることを特徴とする。
【０００７】
第４の発明は、前記第１又は第２の発明の物体の洗浄方法において、前記物体は、半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分離するためのブレード（ダイシング用切削刃）であることを特徴とする。
【０００８】
洗浄は高圧洗浄水の衝突力で付着物を剥ぎ取って行うが、高圧洗浄水が連続して流れた場合、ウェーハ（物体）の表面に境界層ができ圧力変度（圧力変化）がなくなったウェーハ（物体）側の付着物除去効果が低下するが、前記本願発明の手段によれば、一定圧力の高圧洗浄水又はエア（空気）に洗浄水を混入したエア混入洗浄水を断続的に物体（ウェーハ）の被洗浄部に衝突させることにより、付着物除去効果を低下させないので、付着した微細な物質を効率よく除去することができる。
【０００９】
特に、本発明の洗浄方法は、半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、個々の半導体チップに分離するためのダイシングを施こした半導体ウェーハ、あるいは半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、個々の半導体チップに分離するためのブレード（ダイシング用切削刃）に適用すると有効であった。
以下、本発明について、図面を参照して実施形態とともに詳細に説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明による実施形態１の半導体ウェーハの洗浄方法を説明するための模式図である。
本実施形態１による半導体ウェーハ（物体）の洗浄方法は、図１に示すように、まず、スピンテーブル１の上に半導体ウェーハ（物体）２の複数の回路素子が形成された主面（表面）側を上にして載置する。次に、前記スピンテーブル１を回転させながら、半導体ウェーハ２の上方向の位置に回転自在に設置されたパルス洗浄ノズル装置３のノズル部３Ａから、高圧パルス洗浄水（断続的な洗浄水）５を、前記半導体ウェーハ２の主面（物体の被洗浄部）に衝突させて、半導体ウェーハ（物体）２に付着した微細な物質を除去する。
【００１１】
前記高圧パルス洗浄水（断続的な洗浄水）５は、洗浄水Ｗが高圧ポンプ４で一定圧力まで加圧された高圧洗浄水ＨＷが前記パルス洗浄ノズル装置３に送られ、ここで高圧パルス洗浄水が得られる。
【００１２】
次に、前記パルス洗浄ノズル装置３について説明する。
前記パルス洗浄ノズル装置３は、図２に示すように、円筒状本体１１が設けられ、該円筒状本体１１の中心線部に円筒状固定支持部材１２が設けられている。該円筒状固定支持部材１２の外周側壁面と前記円筒状本体１１の内周側壁との間に一定圧力の高圧洗浄水ＨＷを流通させるための隙間Ｓが形成されている。
【００１３】
前記円筒状固定支持部材１２の内に棒状可動支持部材１３の一端部が上下移動可能に嵌め込まれ、該棒状可動支持部材１３の所定位置に強磁性体１４が取り付けられている。前記棒状可動支持部材１３は、前記強磁性体１４と円筒状固定支持部材１２の端部との間に嵌め込まれたスプリング１５で上下移動可能に取り付けられている。前記強磁性体１４が取り付けられた棒状可動支持部材１３の他端部と前記円筒状本体１１の先端のノズル部１１Ａとでバルブ１６が構成されており、このバルブ１６は、常時は前記スプリング１５により前記棒状可動支持部材１３の他端部が押圧されて閉じられている。前記強磁性体１４に対向して開閉電磁コイル１７が設けられている。
【００１４】
前記閉じられている状態のバルブ１６は、前記棒状可動支持部材１３に取り付けられている前記強磁性体１４に、開閉電磁コイル１７から磁界が印加されると、前記スプリング１５が圧縮されて前記バルブ１６が開く構成になっている。
【００１５】
前記開閉電磁コイル１７には、例えば、洗浄パルスの間隔が１０〜７０ｍｓの間隔となるようなパルス電流が供給される。例えば、印加電流のパルス間隔は５０ｍｓ程度が好ましい。
【００１６】
このように開閉電磁コイル１７にパルス電流を印加することにより前記バルブ１６の開閉が断続的に制御され、前記パルス洗浄ノズル装置３から高圧ポンプ４で加圧された一定圧力の高圧パルス洗浄水５が断続的に前記半導体ウェーハ２の主面（物体の被洗浄部）に衝突し、付着した微細な物質が除去される。
【００１７】
本実施形態１によるパルス洗浄方法の実験において、例えば、以下の洗浄条件（パラメータ）で表１に示す洗浄結果が得られた。
“洗浄条件（パラメータ）”
（１）純水圧力：１００ｋｇ／ｃｍ^２
（２）洗浄パルス：５０ｍｓ間隔
（３）洗浄時間：６０ｓ
（４）ウェーハ回転数：４００ｒｐｍ
（５）乾燥時間：６０ｓ
（６）乾燥回転数：１５００ｒｐｍ
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１における洗浄結果は半導体ウェーハの１／４の領域においての結果である。
前記表１に示すように、従来の洗浄方法では、約４０μｍ以下の付着物が１４００個、約４０μｍ以上の付着物が２００個が残っているのに対して、本実施形態１のパルス洗浄方法では、約４０μｍ以下の付着物が２００個、約４０μｍ以上の付着物が３個しか残っていない。このように、本実施形態１のパルス洗浄方法の方がはるかに洗浄効果が大きいことがわかる。
【００２０】
前記本実施形態１によれば、高圧パルス洗浄水（断続的な洗浄水）を半導体ウェーハ２の被洗浄部に衝突させることにより、付着物除去効果を低下させないので、付着した微細な物質を効率よく除去することができた。
【００２１】
（実施形態２）
図３は本発明による実施形態２の半導体ウェーハの洗浄方法を説明するための模式図である。
本実施形態２の半導体ウェーハの洗浄方法は、前記実施形態１と同様に、図１に示すように、まず、スピンテーブル１の上に半導体ウェーハ（物体の被洗浄部）２の複数の回路素子が形成された主面（表面）側を上にして載置する。次に、前記スピンテーブル１を回転させながら、エアジェット方式のノズル装置６によりエア（Ａｉｒ：空気）Ｅに洗浄水Ｗを混入させ、このエア混入洗浄水７をエアジェット方式のノズル装置６のノズル２３から断続的に半導体ウェーハ２に衝突させて付着した微細な物質を除去する。
【００２２】
前記エアジェット方式のノズル６装置は、図３に示すように、円筒状本体２１が設けられ、該円筒状本体２１の中心線部に円筒状洗浄水供給用部材２２が設けられている。該円筒状洗浄水供給用部材２２の外周側壁面と前記円筒状本体２１の内周側壁面との間にエアＥを流通させるための隙間Ｓが形成され、その先端部にノズル２３が形成されている。
【００２３】
前記エアジェット方式のノズル装置６において、エアＥと洗浄水Ｗとの混入は、エアＥを制御するエア制御用電磁バルブ８Ａと洗浄水Ｗを制御する洗浄水制御用電磁バルブ８Ｂとを同期させて行う。
【００２４】
前記エアＥを制御するエア制御用電磁バルブ８Ａと洗浄水Ｗを制御する洗浄水制御用電磁バルブ８Ｂには、例えば、洗浄パルスの間隔が１０〜７０ｍｓの間隔となるようなパルス電流が供給される。例えば、供給電流のパルス間隔は５０ｍｓ程度が好ましい。
【００２５】
本実施形態２によれば、エア混入洗浄水７をエアジェット方式のノズル装置６のノズル２３から断続的に半導体ウェーハ２に衝突させることにより、付着物除去効果を低下させないので、付着した微細な物質を除去することができる。
本実施形態２による半導体ウェーハの洗浄実験では、前記実施形態１の洗浄結果と同等もしくはそれ以上の洗浄効果が得られた。
【００２６】
（実施形態３）
図４は本発明による実施形態３のブレード（ダイシング用切削刃）による半導体ウェーハの切削時のブレードの洗浄方法を説明するための模式図、図５は本発明による実施形態３のブレード（ダイシング用切削刃）による半導体ウェーハの切削方法を説明するための模式図である。
【００２７】
本実施形態３のブレードによる半導体ウェーハの切削時のブレードの洗浄方法は、前記実施形態１と同様に、図１に示すように、まず、スピンテーブル１の上に半導体ウェーハ２の複数の回路素子が形成された主面（表面）側（物体の被洗浄部）を上にして載置する。次に、前記スピンテーブル１を回転させながら、図４及び図５に示すように、洗浄ノズル装置３５により前記高圧洗浄水５又は前記エア混入洗浄水７を断続的に半導体ウェーハの切削時のブレード３１に衝突させて付着した微細な物質を除去する。
【００２８】
前記半導体ウェーハの切削装置は、図４に示すように、ブレード３１を挟持装置３２で挟持固定し、スピンドル３３でブレード３１を回転させて、ブレード３１の切削部３１Ａを冷却ノズル装置３４により冷却しながら半導体ウェーハ２を切削する構成になっている。
前記洗浄ノズル装置３５としては、前記実施形態１のパルス洗浄ノズル装置３又は前記実施形態２のエアジェット方式のノズル装置６を用いる。
【００２９】
本発明の実施実験において、以下の洗浄条件（パラメータ）で表２に示す洗浄結果が得られた。
“洗浄条件（パラメータ）”
（１）純水圧力：１００ｋｇ／ｃｍ^２
（２）洗浄パルス：５０ｍｓ間隔
（３）粒径：５μｍ
（４）ブレード回転数：５００００ｐｍ
（５）ウェーハ切残し：０（フルカット）
（６）カットスピード：３０ｍｍ／ｓ
【００３０】
【表２】

【００３１】
前記表２に示すように、従来の洗浄方法では、チッピング１５〜２０μｍであるのに対して、本発明のパルス洗浄方法では、チッピング１０〜１５μｍであった。このように、本発明のパルス洗浄方法の方がはるかに洗浄効果が大きいことがわかる。
【００３２】
本実施形態３によれば、前記スピンテーブル１を回転させながら、洗浄ノズル装置３５により前記高圧パルス洗浄水５又は前記エア混入パルス洗浄水（断続的な洗浄水）７に半導体ウェーハ２の切削時のブレード３１に衝突させることにより、付着物除去効果を低下させないので、付着した微細な物質を除去することができる。
【００３３】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００３４】
前記実施形態１、２、３では、半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、個々の半導体チップに分離するためにダイシングを施こした半導体ウェーハ、あるいは半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、個々の半導体チップに分離するダイシング用ブレードに本発明を適用した例で説明したが、本発明は、他のウェーハ（物体）の付着物除去のための洗浄手段にも適用できることはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
本願において開示される発明によって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
洗浄は洗浄水の衝突力で付着物を剥ぎ取って行うが、洗浄水が連続して流れた場合、ウェーハ（物体）の表面に境界層ができ圧力変度がなくなったウェーハ（物体）側の付着物除去効果が低下するが、本発明によれば、一定圧力の高圧洗浄水又はエアに洗浄水を混入した洗浄水を断続的に物体（ウェーハ）の被洗浄部に衝突させることにより、付着物除去効果を低下させないので付着した微細な物質を効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態１の半導体ウェーハの洗浄方法を説明するための模式図である。
【図２】本実施形態１のパルス洗浄ノズル装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明による実施形態２の半導体ウェーハの洗浄方法を説明するための模式図である。
【図４】本発明による実施形態３のブレード（ダイシング用切削刃）による半導体ウェーハの切削時のブレードの洗浄方法を説明するための模式図である。
【図５】本発明による実施形態３のブレード（ダイシング用切削刃）による半導体ウェーハの切削方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１…スピンテーブル　　　　　　　　２…半導体ウェーハ（物体）
３…パルス洗浄ノズル装置　　　　　３Ａ…ノズル部
４…高圧ポンプ　　　　　　　　　　５…高圧パルス洗浄水（断続的洗浄水）
６…エアジェット方式のノズル装置　７…エア混入洗浄水
８Ａ…エア制御用電磁バルブ　　　　８Ｂ…洗浄水制御用電磁バルブ
１１…円筒状本体　　　　　　　　　１２…円筒状固定支持部材
１３…棒状可動支持部材　　　　　　１４…強磁性体
１５…スプリング　　　　　　　　　１６…バルブ
１７…開閉電磁コイル　　　　　　　２１…円筒状本体
２２…円筒状洗浄水供給用部材　　　２３…ノズル
３１…ブレード　　　　　　　　　　３１Ａ…切削部
３２…挟持装置　　　　　　　　　　３３…スピンドル
３４…冷却ノズル装置　　　　　　　３５…洗浄ノズル装置
Ｗ…洗浄水　　　　　　　　　　　　Ｓ…隙間
ＨＷ…高圧洗浄水　　　　　　　　　Ｅ…エア

Claims

物体を回転させながら、ポンプで加圧された圧力一定の高圧洗浄水を断続的に前記物体の被洗浄部に衝突させて、付着した微細な物質を除去することを特徴とする物体の洗浄方法。
物体を回転させながら、エア（空気）に洗浄水を混入させたエア混入洗浄水を断続的に前記物体の被洗浄部に衝突させて、付着した微細な物質を除去することを特徴とする物体の洗浄方法。
前記物体は、半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、個々の半導体チップに分離するためのダイシングを施こした半導体ウェーハであることを特徴とする請求項１又は２に記載の物体の洗浄方法。
前記物体は、半導体ウェーハの主面に複数の回路素子を形成し、該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分離するためのブレードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の物体の洗浄方法。