JP2005150360A - Method for processing wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェーハに加工水を供給しながら加工を行う方法に関するものである。 The present invention relates to a method for performing processing while supplying processing water to a wafer.
複数のIC、LSI等の回路がストリートによって区画されて形成された半導体ウェーハは、加工装置の一種である切削装置によってストリートが縦横に切削されることにより個々の半導体チップに分割される。 A semiconductor wafer formed by dividing a plurality of circuits such as ICs and LSIs by streets is divided into individual semiconductor chips by cutting the streets vertically and horizontally by a cutting device which is a kind of processing device.
ストリートの切削時には、切削装置を構成する切削ブレードが高速回転しながらウェーハに切り込むため、ウェーハと切削ブレードとの接触部を冷却するために、当該接触部に加工水として切削水が噴出される。また、切削水は、切削によって生じた切削屑のウェーハへの付着を防止すると共に、付着した切削屑を除去してウェーハの表面を洗浄する役割も果たしている。 At the time of street cutting, the cutting blade constituting the cutting device cuts into the wafer while rotating at a high speed. Therefore, in order to cool the contact portion between the wafer and the cutting blade, cutting water is jetted as processing water to the contact portion. Further, the cutting water prevents the chips generated by the cutting from adhering to the wafer, and also serves to clean the surface of the wafer by removing the attached chips.
この切削水としては、純水を用いると静電気が生じやすいことから、純水に二酸化炭素を混入させたものを生成し、この切削水をウェーハの表面に噴出しながら切削を行うことにより、切削ブレードとウェーハとの接触部を冷却すると共に、ウェーハの表面が切削屑により汚染されるのを防止している(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
As this cutting water, when pure water is used, static electricity is likely to be generated, so that carbon dioxide is mixed with pure water, and cutting is performed while jetting the cutting water onto the surface of the wafer. While cooling the contact part of a braid | blade and a wafer, it prevents that the surface of a wafer is contaminated with cutting waste (for example, refer patent document 1,
しかしながら、二酸化炭素の混入により活性化された切削水は酸性が強いため、その切削水によって切削ブレードを構成する母体金属が侵食され、切削ブレードの寿命を著しく低下させるという問題がある。また、半導体チップの表面に形成されたボンディングパッドが侵食され、半導体チップの品質を低下させるという問題もある。このような問題は、切削加工だけでなく、砥石を用いた他の加工でも発生する問題である。 However, since the cutting water activated by the mixing of carbon dioxide has strong acidity, there is a problem that the base metal constituting the cutting blade is eroded by the cutting water and the life of the cutting blade is significantly reduced. Also, there is a problem that the bonding pad formed on the surface of the semiconductor chip is eroded and the quality of the semiconductor chip is deteriorated. Such a problem is a problem that occurs not only in cutting processing but also in other processing using a grindstone.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削や研削等の砥石を用いた加工において、切削ブレード等の砥石の寿命を低下させないと共に、切削屑、研削屑等のコンタミの付着を防止して被加工物の品質を低下させないようにすることである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is that, in processing using a grindstone such as cutting and grinding, the life of the grindstone such as a cutting blade is not reduced and adhesion of contamination such as cutting waste and grinding waste is prevented. It is to prevent degradation of the quality of the work piece.
本発明は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハに砥石による加工を施す加工手段と、ウェーハに加工水を供給する加工水供給手段とを備えた加工装置を用いたウェーハの加工方法であって、加工水は、純水に水素分子または酸素分子のいずれかを混入させた活性化水であり、加工水供給手段によって活性化水をウェーハに供給しながら、ウェーハに加工手段により加工を施すウェーハの加工方法を提供する。 The present invention relates to a wafer using a chuck table that holds a wafer, a processing unit that processes the wafer held by the chuck table with a grindstone, and a processing water supply unit that supplies processing water to the wafer. In this processing method, the processing water is activated water in which either hydrogen molecules or oxygen molecules are mixed into pure water, and the processing water is supplied to the wafer by the processing water supply means and processed into the wafer. Provided is a wafer processing method for processing by means.
加工装置としては、例えば切削ブレードを備えた切削装置があるが、研削装置等のその他の砥石による加工を行う装置も含まれる。 As the processing apparatus, for example, there is a cutting apparatus provided with a cutting blade, but an apparatus for performing processing with other grindstones such as a grinding apparatus is also included.
活性化水は、純水に1.0〜2.0ppmの水素分子を混入させて構成されるもの、純水に20〜40ppmの酸素分子を混入させて構成されるものが好ましい。 The activated water is preferably composed of pure water mixed with 1.0 to 2.0 ppm of hydrogen molecules, or purified water mixed with 20 to 40 ppm of oxygen molecules.
また、加工水供給手段に超音波発振部を備え、加工時に、超音波発振部から活性化水に対して超音波を供給するようにすることもできる。 Further, the processing water supply means may be provided with an ultrasonic wave oscillating unit, and ultrasonic waves may be supplied from the ultrasonic wave oscillating unit to the activated water during processing.
更に、活性化水には、0.5〜1.5ppmのアンモニアを混入させてもよい。 Further, 0.5 to 1.5 ppm of ammonia may be mixed into the activated water.
本発明においては、純水に水素分子または酸素分子を混入させた活性化水を加工水とし、その加工水を加工部位に供給しながら加工を行うようにしたことにより、コンタミによってウェーハが汚染されることがなく、ウェーハの品質を向上させることができると共に、砥石を構成する金属が加工水によって浸食されることがなく、ウェーハが浸食されることもない。例えばウェーハが半導体ウェーハの場合は、半導体チップに形成されたボンディングパッドが浸食されず、個々の半導体チップの品質を低下させない。 In the present invention, the activated water in which hydrogen molecules or oxygen molecules are mixed into pure water is used as the processing water, and the processing is performed while supplying the processing water to the processing site. Therefore, the quality of the wafer can be improved, the metal constituting the grindstone is not eroded by the processing water, and the wafer is not eroded. For example, when the wafer is a semiconductor wafer, the bonding pads formed on the semiconductor chip are not eroded and the quality of the individual semiconductor chips is not deteriorated.
更に、加工水に対して超音波がくわえられることにより、洗浄効果をより増大させることができ、加工水にアンモニアを混入させることにより、洗浄効果も高くなる。 Furthermore, since the ultrasonic wave is added to the processed water, the cleaning effect can be further increased, and the cleaning effect can be enhanced by mixing ammonia in the processed water.
図1に示す切削装置1は、本発明が適用される加工装置の一種である。この切削装置1は、半導体ウェーハ等のウェーハを収容するカセット2aからウェーハを搬出すると共に切削後のウェーハをカセット2aに収容する搬出入手段2と、カセット2aから搬出されたウェーハまたはカセット2aに搬入されるウェーハが一時的に載置される仮置き領域3と、ウェーハを搬送する第一の搬送手段4と、ウェーハを保持するチャックテーブル5と、チャックテーブル5に保持されたウェーハを撮像手段6aにより撮像して加工すべき加工領域を検出するアライメント手段6と、チャックテーブル5に保持されたウェーハに切削加工を施す加工手段である切削手段7と、切削後のウェーハを洗浄する洗浄手段8と、切削後のウェーハをチャックテーブル5から洗浄手段8に搬送する第二の搬送手段9とを備えている。
A cutting apparatus 1 shown in FIG. 1 is a kind of processing apparatus to which the present invention is applied. This cutting apparatus 1 carries out a wafer from a
以下では、ウェーハの一例として図1に示す半導体ウェーハWを挙げ、これを切削する場合について説明する。図1に示すように、切削しようとする半導体ウェーハWは、保持テープTを介してフレームFと一体となった状態となっており、その状態でカセット2aに収容された半導体ウェーハWは、搬出入手段2によって仮置き領域3に搬出された後に、第一の搬送手段4によってチャックテーブル5に搬送されて保持される。チャックテーブル5に保持された半導体ウェーハWは、チャックテーブル5の+X方向の移動によってアライメント手段6の直下に位置付けられる。
Below, the semiconductor wafer W shown in FIG. 1 is mentioned as an example of a wafer, and the case where this is cut is demonstrated. As shown in FIG. 1, the semiconductor wafer W to be cut is integrated with the frame F via the holding tape T, and the semiconductor wafer W accommodated in the
そして、アライメント手段6を構成する撮像手段6aによって半導体ウェーハWの表面が撮像され、パターンマッチング等の画像処理によって加工領域が検出された後に、更にチャックテーブル5が+X方向に移動することによって半導体ウェーハWが切削手段7の近傍に位置付けられる。 Then, after the surface of the semiconductor wafer W is imaged by the imaging means 6a constituting the alignment means 6, and the processing region is detected by image processing such as pattern matching, the chuck table 5 is further moved in the + X direction to thereby move the semiconductor wafer. W is positioned in the vicinity of the cutting means 7.
図2に示すように、切削手段7は、回転可能なスピンドル70の先端部に切削ブレード71が装着された構成となっている。切削ブレード71は、外周の砥石部71aとハブ71bとから構成されており、砥石部71aは、ダイヤモンド砥粒をニッケル等の母体金属で固めた構成となっている。また、切削ブレード71の両側には、切削ブレード71と半導体ウェーハWとの接触部に加工水を噴出する加工水供給手段10が配設されている。加工水供給手段10の基部には超音波を発振する超音波発振部10aを備えている。
As shown in FIG. 2, the cutting means 7 has a configuration in which a
2つの加工水供給手段10は、溶解部11に連結されている。溶解部11は、バルブ12、13を介してそれぞれ純水タンク14、ガス発生器15に連結されており、溶解部11とバルブ12とバルブ13と純水タンク14とガス発生器15とで加工水生成部16を構成している。ガス発生器15においては水素ガスH2または酸素ガスO2を発生させることができ、純水タンク14内の純水及びガス発生器15で発生したガスは、バルブ12、13によってそれぞれ流量を調節されて溶解部11に流入し、ここでガスが純水に溶解することにより、活性化水(水素水または酸素水)が生成される。
The two processing water supply means 10 are connected to the dissolving
半導体ウェーハWを保持したチャックテーブル5がX軸方向に移動すると共に、切削ブレード71が高速回転しながら切削手段7が下降することにより、半導体ウェーハWが切削される。このとき、切削ブレード71と半導体ウェーハWとの接触部位には、溶解部11において生成された活性化水が加工水100として噴出される。
The chuck table 5 holding the semiconductor wafer W moves in the X-axis direction, and the cutting means 7 descends while the
このようにして切削を行うことにより切削屑(コンタミ)が生じるが、活性化水によって半導体ウェーハWの表面にコンタミが付着するのを防止することができるため、半導体ウェーハWの切削により形成されるチップの品質を低下させることがない。特に、半導体ウェーハWが、CCDのようにコンタミの付着が品質に大きな影響を及ぼすものである場合は、より効果的である。また、切削ブレード71の砥石部71aを構成する母体金属が浸食されたり、半導体チップを構成するボンディングパッドが浸食されたりすることもない。
Although cutting waste (contamination) is generated by performing cutting in this way, it is possible to prevent the contamination from adhering to the surface of the semiconductor wafer W by the activated water, and therefore, formed by cutting the semiconductor wafer W. The chip quality is not degraded. In particular, it is more effective when the semiconductor wafer W has a large influence on the quality due to contamination as in a CCD. Further, the base metal constituting the
加工水として使用する活性化水は、純水に1.0〜2.0ppmの水素分子を混入させたもの、純水に20〜40ppmの酸素分子を混入させたものが好ましい。また、図2に示した溶解部11において活性化水にアンモニアを添加してもよい。アンモニアは、例えば0.5〜1.5ppm程度添加することが好ましい。
The activated water used as the processing water is preferably one in which 1.0 to 2.0 ppm of hydrogen molecules are mixed in pure water, or one in which 20 to 40 ppm of oxygen molecules are mixed in pure water. Further, ammonia may be added to the activated water in the dissolving
活性化水による洗浄効果は、水素分子の混入により酸化還元電位が低下して還元力が増すことや、半導体ウェーハWの表面及びコンタミの表面のゼータ電位をマイナス同士にすることによる静電気的な反発力によりもたらされる。更に活性化水にアンモニアを混入させると、前者については酸化還元電位がより低下し、後者についてはコンタミのゼータ電位が変化し、共に洗浄効果がより高くなる。 The cleaning effect by the activated water is that the redox potential decreases due to the mixing of hydrogen molecules and the reducing power increases, and the electrostatic repulsion by making the zeta potential of the surface of the semiconductor wafer W and the surface of the contamination negative. Brought by power. Further, when ammonia is mixed in the activated water, the oxidation-reduction potential is further lowered for the former, and the zeta potential of contamination is changed for the latter, and the cleaning effect is further enhanced.
加工水100の供給時に超音波発振部10aから超音波を発振させて加工水に振動を与えてもよい。水素水に超音波を供給した場合は、反応性の高い余剰Hラジカルが発生し、この余剰Hラジカルが効果的に半導体ウェーハWやコンタミ表面に作用することにより、コンタミに対して半導体ウェーハWからの離脱を促すと考えられる。超音波の周波数は、例えば1〜2MHzが好ましい。
When the
なお、加工水供給手段10から噴出された加工水100を半導体ウェーハWの上に滞留させることにより半導体ウェーハWを加工水中に水没させた状態で切削を行うこともでき、その場合においても活性化水を使用することができる。
In addition, it is also possible to perform the cutting while the semiconductor wafer W is submerged in the processing water by retaining the
また、図3に示すように、ノズル17から噴出する活性化水によってウォーターカーテン170を形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 3, the
切削後の半導体ウェーハWは、図1に示した第二の搬送手段9によって洗浄手段8に搬送される。洗浄手段8においては、洗浄水が噴出されて半導体ウェーハWの洗浄が行われるが、洗浄水についても、図2に示した溶解部11で生成された活性化水を使用することができる。活性化水を使用することにより、切削時に生じたコンタミが付着していたとしても、効果的に洗い流すことができる。
The semiconductor wafer W after cutting is transferred to the cleaning means 8 by the second transfer means 9 shown in FIG. In the cleaning means 8, the cleaning water is jetted to clean the semiconductor wafer W, and the activated water generated in the dissolving
こうして洗浄手段8において洗浄された半導体ウェーハWは、保持テープTを介してフレームFと一体となった状態で仮置き領域3に搬送された後に、搬出入手段2によってカセット2aに収容される。
The semiconductor wafer W thus cleaned by the cleaning means 8 is transported to the temporary placement region 3 in a state of being integrated with the frame F via the holding tape T, and then accommodated in the
上記においては、加工装置として切削装置を例に挙げて説明したが、例えばウェーハの面を研削する研削装置も加工装置であり、本発明が適用される。 In the above description, the cutting apparatus has been described as an example of the processing apparatus. However, for example, a grinding apparatus that grinds the surface of the wafer is also a processing apparatus, and the present invention is applied.
例えば図4に示す研削装置200においては、被加工物を保持するチャックテーブル201と、チャックテーブル201に保持された被加工物を研磨する加工手段である研削手段202とを備えている。
For example, the grinding
研削手段202は、回転可能なスピンドル203の先端部にマウンタ204を介して研削ホイール205が固定され、研削ホイール205の下面に研削砥石206が固着された構成となっており、スピンドル203、マウンタ204及び研削ホイール205の内部には加工水が流通する加工水流通路207が形成されている。
The grinding means 202 has a configuration in which a
例えば半導体ウェーハW1の面の研削時には、研削砥石206が回転しながら研削手段202が下降することにより、回転する研削砥石206が半導体ウェーハW1に接触して研削が行われるが、この際に研削水流通路207を流れる加工水210が研削砥石206と半導体ウェーハW1との接触部に供給されて冷却が行われる。即ち、研削手段202には加工水供給手段が含まれている。
For example, at the time of grinding the surface of the semiconductor wafer W1, the grinding means 202 descends while the
加工水としては、切削の場合と同様に、純水に水素ガスまたは酸素ガスを混入させた活性化水を用いることにより、研削面に研削屑(コンタミ)が付着するのを防止することができるため、半導体ウェーハW1の品質を低下させることがない。 As in the case of cutting, activated water obtained by mixing hydrogen gas or oxygen gas into pure water can be used as the processing water to prevent grinding dust (contamination) from adhering to the grinding surface. Therefore, the quality of the semiconductor wafer W1 is not deteriorated.
純水または、図2に示した溶解部11において生成した種々の活性化水を加工水として超音波を供給せずに使用し、図1に示した切削装置1を用いて半導体ウェーハを縦横に切削(ダイシング)した。そして、ダイシング後に撮像手段6aによってダイシング後の半導体チップの表面を撮像し、表面に付着したコンタミの個数をアライメント手段6による画像処理により求めた。その結果は以下のようになった。
Pure water or various activated waters generated in the
(1)加工水として純水を用いた場合における0.12μm以上のコンタミの個数は、95個/cm2であった。 (1) When pure water was used as the processing water, the number of contaminants of 0.12 μm or more was 95 / cm 2 .
(2)加工水として、純水に1.2ppmの水素分子を混入させた活性化水を用いた場合における0.12μm以上のコンタミの個数は、3個/cm2であった。 (2) The number of contaminants of 0.12 μm or more was 3 / cm 2 when activated water in which 1.2 ppm of hydrogen molecules were mixed in pure water was used as the processed water.
(3)加工水として、純水に1.2ppmの水素分子を混入させると共に1ppmのアンモニアを混入させた活性化水を用いた場合における0.12μm以上のコンタミの個数は、1個/cm2であった。 (3) The number of contaminants of 0.12 μm or more in the case of using activated water in which 1.2 ppm of hydrogen molecules are mixed in pure water and 1 ppm of ammonia is mixed as processed water is 1 piece / cm 2. Met.
(4)加工水として、純水に30ppmの酸素分子を混入させた活性化水を用いた場合における0.12μm以上のコンタミの個数は、24個/cm2であった。 (4) The number of contaminants of 0.12 μm or more was 24 / cm 2 when activated water in which 30 ppm oxygen molecules were mixed in pure water was used as the processed water.
本発明は、コンタミによって汚染されない高品質のウェーハやチップの製造に適用することができる。 The present invention can be applied to the production of high-quality wafers and chips that are not contaminated by contamination.
1:切削装置
2:搬出入手段 2a:カセット 3:仮置き領域 4:第一の搬送手段
5:チャックテーブル 6:アライメント手段 6a:撮像手段
7:切削手段
70:スピンドル 71:切削ブレード
8:洗浄手段
9:第二の搬送手段
10:加工水供給手段
10a:超音波発振部
16:加工水生成部
11:溶解部 12、13:バルブ 14:純水タンク 15:ガス発生器
W:ウェーハ T:保持テープ F:フレーム
17:ノズル
170:ウォーターカーテン
100:加工水
200:研削装置
201:チャックテーブル 202:研削手段 203:スピンドル
204:マウンタ 205:研削ホイール 206:研削砥石
207:加工水流通路
1: Cutting device 2: Loading / unloading means 2a: Cassette 3: Temporary placement area 4: First transport means 5: Chuck table 6: Alignment means 6a: Imaging means 7: Cutting means 70: Spindle 71: Cutting blade 8: Cleaning Means 9: Second transport means 10: Processing water supply means 10a: Ultrasonic oscillator 16: Processing water generation part 11: Dissolution part 12, 13: Valve 14: Pure water tank 15: Gas generator W: Wafer T: Holding tape F: Frame 17: Nozzle 170: Water curtain 100: Processing water 200: Grinding device 201: Chuck table 202: Grinding means 203: Spindle 204: Mounter 205: Grinding wheel 206: Grinding wheel 207: Working water flow passage
Claims (6)
該加工水は、純水に水素分子または酸素分子のいずれかを混入させた活性化水であり、該加工水供給手段によって該活性化水を該ウェーハに供給しながら、該ウェーハに該加工手段により加工を施すウェーハの加工方法。 Wafer processing using a processing device comprising a chuck table for holding a wafer, processing means for processing the wafer held by the chuck table with a grindstone, and processing water supply means for supplying processing water to the wafer A method,
The processing water is activated water obtained by mixing either hydrogen molecules or oxygen molecules in pure water, and the processing means is supplied to the wafer while supplying the activated water to the wafer by the processing water supply means. The processing method of the wafer which processes by.
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- 2003-11-14 JP JP2003385254A patent/JP2005150360A/en active Pending
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