JP2013118325A

JP2013118325A - ウエーハの洗浄方法

Info

Publication number: JP2013118325A
Application number: JP2011265873A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Komatsu; 淳小松
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-06-13

Abstract

【課題】外周部に付着物が集中したウエーハでも洗浄時間を過剰に長く設定する必要がなく、従来に比べて生産性を向上可能なウエーハの洗浄方法を提供することである。
【解決手段】外周部に加工が施されるとともに該外周部に付着物を有するウエーハを洗浄するウエーハの洗浄方法であって、ウエーハを保持する保持面と該保持面に直交する回転軸とを有する保持テーブルでウエーハを保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該回転軸周りで回転する該保持テーブルで保持されたウエーハに対向した洗浄液噴出口から洗浄液を噴出させつつ、該洗浄液噴出口をウエーハの中心と外周との間で移動させてウエーハを洗浄する洗浄ステップと、を具備し、該洗浄ステップでは、ウエーハの中心から所定距離外周方向に離れた第１地点までを第１の速度で該洗浄液噴出口を移動させた後、該第１地点からウエーハの外周までを該第１の速度よりも低速の第２の速度で該洗浄液噴出口を移動させることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、外周部に加工が施されるとともに該加工により生じた付着物を外周部に有するウエーハを洗浄するウエーハの洗浄方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電機機器に広く利用されている。

ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエ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エーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削ユニットとを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚みに研削できる。

一般的に半導体ウエーハの外周には、表面から裏面に至る円弧状の面取り部が形成されており、ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄くすると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジ（庇形状）が残存して危険であるとともに外周に欠けが生じてデバイスの品質を低下させたり、ウエーハを破損させるという問題がある。

この問題を解決するために、特開２００４−２０７４５９号公報又は特開２０１１−１２４２６１号公報には、面取り部と平担部との境界部分の表面に切り込みを形成した後、ウエーハの板厚が切り込み深さよりも薄くなるまでウエーハの裏面研削を行うことにより、ウエーハの外周に形成された面取り部を除去する所謂エッジトリミング方法が開示されている。また、特開２００６−１０８５３２号公報は、レーザビームの照射によりエッジトリミングを行った後、裏面を研削するウエーハの研削方法を開示している。

これらの方法でエッジトリミング加工が施されたウエーハには、外周部に集中的に加工屑が付着する。通常切削加工後のウエーハは、特開２００８−１９８７０９号公報に開示されるようなスピンナ洗浄装置で洗浄されて加工屑が除去される。

特開２００４−２０７４５９号公報特開２０１１−１２４２６１号公報特開２００６−１０８５３２号公報特開２００８−１９８７０９号公報

しかし外周部に集中的に付着物（加工物）が付着したウエーハでは、所定時間洗浄しただけでは外周部において付着物を除去しきれないため、洗浄時間を長く設定せざるをえず、生産性が非常に悪いという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外周部に付着物が集中したウエーハでも洗浄時間を過剰に長く設定する必要がなく、従来に比べて生産性を向上可能なウエーハの洗浄方法を提供することである。

本発明によると、外周部に加工が施されるとともに該外周部に付着物を有するウエーハを洗浄するウエーハの洗浄方法であって、ウエーハを保持する保持面と該保持面に直交する回転軸とを有する保持テーブルでウエーハを保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該回転軸周りで回転する該保持テーブルで保持されたウエーハに対向した洗浄液噴出口から洗浄液を噴出させつつ、該洗浄液噴出口をウエーハの中心と外周との間で移動させてウエーハを洗浄する洗浄ステップと、を具備し、該洗浄ステップでは、ウエーハの中心から所定距離外周方向に離れた第１地点までを第１の速度で該洗浄液噴出口を移動させた後、該第１地点からウエーハの外周までを該第１の速度よりも低速の第２の速度で該洗浄液噴出口を移動させることを特徴とするウエーハの洗浄方法が提供される。

本発明のウエーハの洗浄方法によると、ウエーハの外周部付近では洗浄液噴出口の移動速度をウエーハ中央付近の移動速度に比べて低速にするため、ウエーハの外周部が集中的に洗浄される。

所定の洗浄時間でも外周部を集中的に洗浄できるため、外周部に集中した付着物を有するウエーハでも洗浄時間を過剰に長く設定する必要がなく、従来に比べて生産性を向上できる。

本発明の洗浄方法を実施するのに適した切削装置の斜視図である。半導体ウエーハの表面側斜視図である。エッジトリミングステップを示す平面図である。図３の正面図である。スピンナ洗浄装置の一部破断斜視図である。本発明の洗浄方法を説明する平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のウエーハの洗浄方法を適用するのに適した切削装置２の斜視図が示されている。切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像ユニットによって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示モニタ６が設けられている。

切削装置２の切削対象である半導体ウエーハ１１は、図２に示すように、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、複数のストリート１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面の平担部に備えている。半導体ウエーハ１１の外周部には円弧状の面取り部１１ｅが形成されている。２１はシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチである。

図２に示した半導体ウエーハ（以下単にウエーハと略称することがある）１１は、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着された後、図１に示したウエーハカセット８中に複数枚収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハ１１を搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入ユニット１０が配設されている。

ウエーハカセット８と搬出入ユニット１０との間には、搬出入対象のウエーハ１１が一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハ１１を一定の位置に位置合わせする位置合わせ機構１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハ１１を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されて位置合わせされたウエーハ１１は、搬送ユニット１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つ図示しない加工送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハ１１の切削すべき領域を検出するアライメントユニット２２が配設されている。２０は環状フレームＦをクランプするクランプである。

アライメントユニット２２は、ウエーハ１１の表面を撮像する撮像ユニット２４を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべき領域を検出することができる。撮像ユニット２４によって取得された画像は、表示モニタ６に表示される。

アライメントユニット２２の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハ１１に対して切削加工を施す切削ユニット２６が配設されている。切削ユニット２６はアライメントユニット２２と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削ユニット２６は、回転可能なスピンドル２８の先端に外周に切刃を有する切削ブレード３０が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード３０は撮像ユニット２４のＸ軸方向の延長線上に位置している。切削ユニット２６のＹ軸方向の移動は図示しない割り出し送り機構により達成される。

３４は切削加工の終了したウエーハ１１を洗浄するスピンナ洗浄ユニットであり、切削加工の終了したウエーハ１１は搬送ユニット３２によりスピンナ洗浄ユニット３４まで搬送され、スピンナ洗浄ユニット３４でスピン洗浄及びスピン乾燥される。

このように構成された切削装置２を使用してウエーハ１１のエッジトリミングを実施するには、ウエーハカセット８中に収容されているウエーハ１１を、搬出入ユニット１０により仮置き領域１２に引き出す。

仮置き領域１２では、位置合わせ機構１４により中心位置合わせが行われた後、搬送ユニット１６でウエーハ１１は吸着されてチャックテーブル１８上に載置され、チャックテーブル１８に吸引保持されるとともに、環状フレームＦがクランプ２０によりクランプされて固定される。

加工送り機構を駆動してチャックテーブル１８に保持されているウエーハ１１を撮像ユニット２４の直下に位置付け、撮像ユニット２４でウエーハ１１を撮像して、ウエーハ１１の外周部分を円形に切削加工（エッジトリミング）する加工領域を検出する。

次いで、加工送り機構及び割り出し送り機構を駆動してウエーハ１１の切削開始点を切削ブレード３０の直下に位置付け、図３及び図４に示すように、高速で回転する切削ブレード３０でウエーハ１１に所定量切り込みながらチャックテーブル１８を低速で回転することにより、ウエーハ１１の面取り部１１ｅを円形に切削加工して切削溝２３を形成するエッジトリミングを実施する。尚、図３及び図４ではダイシングテープＴと環状フレームＦは省略されている。

このエッジトリミングを実施すると、ウエーハ１１の外周部に加工屑等の付着物が集中的に付着する。エッジトリミングが終了したウエーハ１１を保持したチャックテーブル１８は図１に示される原点位置に戻された後、ウエーハ１１の吸引保持を解除するとともにクランプ２０をアンクランプしてから、搬送ユニット３２でウエーハ１１が吸引保持されてスピンナ洗浄装置３４まで搬送される。

図５を参照して、スピンナ洗浄装置３４の詳細構造について説明する。スピンナ洗浄装置３４は、スピンナテーブル機構３６と、スピンナテーブル機構３６を包囲して配設された洗浄水受け機構３８を備えている。

スピンナテーブル機構３６は、吸引保持部４２を有するスピンナテーブル（保持テーブル）４０と、スピンナテーブル４０を回転駆動する電動モータ４４と、電動モータ４４を上下方向に移動可能に支持する支持機構４６とから構成される。スピンナテーブル４０の外周には４個の振り子式のクランプ４８が配設されている。スピンナテーブル４０は吸引保持部４２の保持面に直交する回転軸を有している。

スピンナテーブル４０は、電動モータ４４の出力軸４４ａに連結されている。支持機構４６は、複数（本実施形態においては３本）の支持脚５０と、支持脚５０にそれぞれ連結された電動モータ４４に取り付けられた複数（本実施形態においては３本）のエアシリンダ５２とから構成される。

洗浄水受け機構３８は、洗浄水受け容器５４と、洗浄水受け容器５４を支持する３本（図６においては２本のみ図示）の支持脚５６と、電動モータ４４の出力軸４４ａに装着されたカバー部材５７とから構成される。

スピンナ洗浄装置３４は、スピンナテーブル４０に保持されたエッジトリミング後のウエーハ１１を洗浄するための洗浄液供給ノズル５８及びエア供給ノズル６０を具備している。洗浄液供給ノズル５８は、その先端に洗浄液噴出口５８ａを有している。洗浄液としては例えば純水が使用される。

洗浄液供給ノズル５８は図示しないモータに連結されており、このモータを駆動することにより洗浄液供給ノズル５８が洗浄位置と図示した待機位置との間で回動される。更に、洗浄位置において、スピンナテーブル４０の吸引保持部４２に保持されたウエーハ１１の中心から外周領域に渡り洗浄液噴出口５８ａが揺動される。

次に図６を参照して、本発明の特徴とする洗浄ステップについて説明する。この洗浄ステップでは、ウエーハ１１の中心から所定距離外周方向に離れた第１地点Ｐ１までを第１の速度Ｓ１で洗浄液噴出口５８ａを移動させた後、第１地点Ｐ１からウエーハ１１の外周までを第１の速度Ｓ１よりも低速の第２の速度Ｓ２で洗浄液噴出口５８ａを移動させながらウエーハ１１の表面を洗浄する。この洗浄時に、スピンナテーブル４０は矢印Ｒ１方向に回転される。

例えば、エッジトリミング後の１２インチウエーハを洗浄する場合には、第１地点Ｐ１はウエーハの中心から１３０〜１４０ｍｍに設定され、ウエーハ１１の外周部分１０〜２０ｍｍを低速の第２の速度Ｓ２で洗浄する。好ましくは、第１の速度Ｓ１は２０〜２５°／ｓ、第２の速度Ｓ２は２〜５°／ｓである。

このように、ウエーハ１１の外周部付近では洗浄液噴出口５８の移動速度をウエーハ１１の中央付近の移動速度に比べて低速にするため、ウエーハ１１の外周部を集中的に洗浄できる。

よって、所定の洗浄時間でも外周部を集中的に洗浄できるため、外周部に集中した加工屑等の付着物を有するウエーハ１１でも洗浄時間を過剰に長く設定することなく、従来の洗浄方法に比べて生産性を向上できる。

上述した実施形態では、ウエーハ１１の面取り部１１ｅを切削加工するエッジトリミングされたウエーハに本発明の洗浄方法を適用した例について説明したが、切削ブレードでウエーハの外周部分を円形に加工するサークルカットを施した場合や、レーザビームを用いたエッジトリミングやサークルカットの加工においても、本発明の洗浄方法を適用することができる。

２切削装置
１１半導体ウエーハ
１１ｅ面取り部
１８チャックテーブル
２３切削溝
２６切削ユニット
３０切削ブレード
３４スピンナ洗浄装置
４０スピンナテーブル
５８洗浄液供給ノズル
５８ａ洗浄液噴出口
６０エア供給ノズル
Ｐ１第１地点
Ｓ１第１の速度
Ｓ２第２の速度

Claims

外周部に加工が施されるとともに該外周部に付着物を有するウエーハを洗浄するウエーハの洗浄方法であって、
ウエーハを保持する保持面と該保持面に直交する回転軸とを有する保持テーブルでウエーハを保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該回転軸周りで回転する該保持テーブルで保持されたウエーハに対向した洗浄液噴出口から洗浄液を噴出させつつ、該洗浄液噴出口をウエーハの中心と外周との間で移動させてウエーハを洗浄する洗浄ステップと、を具備し、
該洗浄ステップでは、ウエーハの中心から所定距離外周方向に離れた第１地点までを第１の速度で該洗浄液噴出口を移動させた後、該第１地点からウエーハの外周までを該第１の速度よりも低速の第２の速度で該洗浄液噴出口を移動させることを特徴とするウエーハの洗浄方法。