JP2015173233A - ウエーハ処理装置及びウエーハの処理方法 - Google Patents

ウエーハ処理装置及びウエーハの処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】装置面積を増大させることなく効率的に紫外線を照射可能なウエーハ処理装置及びウエーハの処理方法を提供すること。【解決手段】ウエーハ処理装置としての洗浄装置１は、ウエーハＷを保持する保持テ−ブル２０と保持テーブル２０に保持されたウエーハＷの表面ＷＳを洗浄し乾燥する洗浄乾燥手段を備えている。保持テーブル２０は保持部材２１と紫外線照射部２３とを備えている。保持部材２１はウエーハＷ裏面ＷＲを吸引保持する吸引孔２４が複数形成され裏面ＷＲ全面を保持する保持面２１ａを有し且つ紫外線Ｕを透過する材質で形成されている。紫外線照射部２３は保持部材２１の保持面２１ａと反対側に配設されている。【選択図】図４

Description

本発明は、ウエーハの表面を洗浄するウエーハ処理装置及びウエーハの処理方法に関する。
切削装置においては、フレームに保持されたウエーハを切削した後に、そのウエーハを貼着しているテープに紫外線を照射して粘性を低下させ、切削後のチップのピックアップを容易にし、作業性を高めるようにしている。生産性向上のために、切削装置に紫外線照射部を組み込んで紫外線照射領域を設け、ウエーハを切削している間の待ち時間を利用して、既に切削が終了したウエーハへの紫外線照射を行えるようにした切削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０７-４５５５６号公報
しかし、特許文献１に記載された切削装置は、紫外線照射部を組み込めるように、スペースを設ける必要があり、ウエーハが大口径になるほど装置面積が増大してしまうという問題がある。
本発明は、上記問題にかんがみなされたもので、その目的は、装置面積を増大させることなく効率的に紫外線を照射可能なウエーハ処理装置及びウエーハの処理方法を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハ処理装置は、ウエーハの裏面側を保持して回転可能な保持テーブルと、該保持テーブルに保持されたウエーハの表面を洗浄し乾燥する洗浄乾燥手段とを備えたウエーハ処理装置であって、該保持テーブルは、ウエーハ裏面を吸引保持する吸引部が形成され裏面全面を保持する保持面を有し且つ紫外線を透過する材質で形成された保持部材と、該保持部材の保持面と反対側に配設された紫外線照射部とを備えていることを特徴とする。
また、本発明のウエーハの処理方法は、上記ウエーハ処理装置を使用してウエーハの処理を行うウエーハの処理方法であって、裏面側に紫外線硬化型の保護テープが貼着されたウエーハの裏面側を該保持テーブルの保持面に吸引保持する吸引保持ステップと、該吸引保持ステップを実施した後に、該保持テーブルを回転しつつ該洗浄乾燥手段によりウエーハ表面を洗浄乾燥する洗浄乾燥ステップと、該洗浄乾燥ステップを実施した後に、該紫外線照射部によりウエーハ裏面全面に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明は、ウエーハ処理装置の保持テーブルの保持部材を紫外線が透過可能な材質で形成し、保持部材の下方に紫外線照射部を備えたので、紫外線照射部のために装置面積が増大することがなく省スペース化を図ることができる。また、保持部材の下方に紫外線照射部を備えたので、ウエーハの洗浄乾燥後に直ちに紫外線を照射することが可能である。したがって、装置面積を増大させることなく効率的に紫外線を照射可能となる。
図１は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を備えた切削装置の構成例の斜視図である。 図２は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置の一部を断面で示す斜視図である。 図３は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を用いたウエーハの処理方法の洗浄乾燥ステップを示す断面図である。 図４は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を用いたウエーハの処理方法の紫外線照射ステップを示す断面図である。 図５は、実施形態の変形例に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置の一部を断面で示す斜視図である。 図６は、実施形態の変形例に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を用いたウエーハの処理方法の紫外線照射ステップを示す断面図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るウエーハ処理装置及びウエーハの処理方法を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を備えた切削装置の構成例の斜視図である。図２は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置の一部を断面で示す斜視図である。図３は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を用いたウエーハの処理方法の洗浄乾燥ステップを示す断面図である。図４は、実施形態に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を用いたウエーハの処理方法の紫外線照射ステップを示す断面図である。
実施形態にかかるウエーハ処理装置としての洗浄装置１は、ウエーハＷを切削、研削、研磨などの各種の加工を施す加工装置に設置されて、ウエーハＷの表面ＷＳを洗浄するものである。なお、図１に示す例では、洗浄装置１は、加工装置としてのウエーハＷに切削加工を施す切削装置１００に設置されている。
なお、洗浄装置１により表面ＷＳが洗浄されるウエーハＷは、本実施形態では、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハであり、切削、研削、研磨などの各種の加工が施された後に洗浄装置１により洗浄される。ウエーハＷは、例えば、表面ＷＳに複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成され、分割予定ラインに沿って切削されて、個々のデバイスに分割される。ウエーハＷは、図１に示すように、環状フレームＦに装着された保護テープＴに貼着されて、環状フレームＦに保護テープＴを介して装着される。保護テープＴは、紫外線Ｕ（図４に示す）を透過する材質で構成され、紫外線Ｕが照射されることで粘着層が粘性を低下する材質で構成されている。即ち、保護テープＴは、紫外線硬化型の保護テープである。
洗浄装置１を設置した切削装置１００は、図１に示すように、ウエーハＷを保持するチャックテーブル１１０と、チャックテーブル１１０に保持されたウエーハＷを切削するための切削ブレード１２１を備えた切削手段１２０と、チャックテーブル１１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段（図示せず）と、切削手段１２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段（図示せず）と、切削手段１２０をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１１０をＺ軸と平行な軸心回りに回転させる回転駆動源（図示せず）等を備えている。切削装置１００は、Ｘ軸移動手段と、Ｙ軸移動手段と、Ｚ軸移動手段及び回転駆動源により、チャックテーブル１１０と切削手段１２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸回りに相対的に移動させて、ウエーハＷに切削加工を施しデバイスに分割するものである。
また、切削装置１００は、切削前後のウエーハＷを複数収容するカセットエレベータ１３０と、カセットエレベータ１３０にウエーハＷを出し入れする搬出入手段１４０と、搬出入手段１４０とチャックテーブル１１０と洗浄装置１とに亘ってウエーハＷを搬送する搬送手段１６０と、を備えている。
切削装置１００は、搬出入手段１４０によりカセットエレベータ１３０内から切削加工前のウエーハＷを取り出し、取り出されたウエーハＷを搬送手段１６０によりチャックテーブル１１０に搬送する。そして、切削装置１００は、チャックテーブル１１０にウエーハＷを保持し、Ｘ軸移動手段と、Ｙ軸移動手段と、Ｚ軸移動手段及び回転駆動源により、チャックテーブル１１０と切削手段１２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸回りに相対的に移動させて、ウエーハＷに切削加工を施してデバイスに分割する。切削装置１００は、切削加工後のウエーハＷを搬送手段１６０によりチャックテーブル１１０から洗浄装置１に搬送した後、洗浄装置１により洗浄する。そして、切削装置１００は、切削加工後のウエーハＷを搬送手段１６０により搬出入手段１４０に搬送し、搬出入手段１４０によりカセットエレベータ１３０内に収容する。
洗浄装置１は、ウエーハＷを回転させながら洗浄水Ｒ（図３に示す）を噴射することで、ウエーハＷの表面ＷＳを洗浄する、所謂、スピンナ洗浄装置である。また、本発明では、洗浄装置１は、切削装置１００などの加工装置に設置されることなく単独で構成されてもよい。
洗浄装置１は、図１及び図２に示すように、洗浄チャンバー１０と、ウエーハＷを保持する保持テーブル２０と、洗浄乾燥手段３０とを備えている。洗浄チャンバー１０は、ウエーハＷの洗浄を外部と隔離した状態で行うためのものである。洗浄チャンバー１０は、本実施形態では、上方が開口した円筒状の形状であり、内部に、保持テーブル２０と、洗浄乾燥手段３０などが配設されている。洗浄チャンバー１０は、上方の開口を通して、搬送手段１６０によりウエーハＷが出し入れされる。また、洗浄チャンバー１０は、ウエーハＷを洗浄する際には、上方の開口が図示しない蓋等により塞がれる。
洗浄乾燥手段３０は、保持テーブル２０に保持されたウエーハＷの表面ＷＳを洗浄し乾燥するものである。洗浄乾燥手段３０は、図２に示すように、洗浄水噴射ノズル３１と、洗浄後のウエーハＷを乾燥させるための高圧エアーを噴射するエア噴射ノズル３２を備えている。
洗浄水噴射ノズル３１は、保持テーブル２０に保持されたウエーハＷの表面ＷＳに洗浄水Ｒを噴射するものである。洗浄水噴射ノズル３１は、導電性を有する金属で構成され、ウエーハＷを洗浄する際には、先端の噴射口３１ａが保持テーブル２０上のウエーハＷに向かって垂直に洗浄水Ｒを噴射する。洗浄水噴射ノズル３１は、ウエーハＷを洗浄する際には、先端の噴射口３１ａが保持テーブル２０の回転中心を通るように、図示しないモータにより揺動される。また、洗浄水噴射ノズル３１は、洗浄チャンバー１０内にウエーハＷを出し入れする際には、図示しないモータにより保持テーブル２０に保持されたウエーハＷの上方から退避される。
エア噴射ノズル３２は、加圧された空気や窒素などの気体を洗浄後のウエーハＷに噴射して、洗浄後のウエーハＷを乾燥させるものである。エア噴射ノズル３２は、ウエーハＷを乾燥する際には、先端の噴射口３２ａが保持テーブル２０上のウエーハＷに向かって高圧エアーを噴射する。また、実施形態では、エア噴射ノズル３２は、洗浄水噴射ノズル３１に取り付けられて、ウエーハＷを乾燥する際には、先端の噴射口３２ａが保持テーブル２０の回転中心を通るように、洗浄水噴射ノズル３１と一体に図示しないモータにより揺動される。なお、洗浄水噴射ノズル３１とエア噴射ノズル３２とは平行に配置され、エア噴射ノズル３２は洗浄水噴射ノズル３１よりも長く形成されている。
保持テーブル２０は、ウエーハＷの裏面ＷＲ側を保護テープＴを介して保持して、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転可能なものである。保持テーブル２０は、図２、図３及び図４に示すように、保持部材２１と、テーブル本体２２と、紫外線照射部２３とを備えている。
保持部材２１は、ウエーハＷの裏面ＷＲ全面を保持する保持面２１ａを有している。保持面２１ａには、ウエーハＷ裏面ＷＲを吸引保持する吸引孔２４（吸引部に相当）が複数形成されている。吸引孔２４は、保持部材２１を貫通して、保持面２１ａに開口している。保持部材２１は、ガラスなどの紫外線Ｕを透過する材質で形成されている。テーブル本体２２は、保持部材２１の保持面２１ａと反対側の面との間に空間Ｋを設け、保持部材２１の外縁を囲んで、保持部材２１に取り付けられている。テーブル本体２２内の空間Ｋには、図示しない吸引手段に連結された吸引通路２５が開口している。紫外線照射部２３は、保持部材２１の保持面２１ａと反対側に配設されている。紫外線照射部２３は、空間Ｋの底面などに設置されかつ紫外線Ｕを照射可能なＬＥＤ２３ａを複数備えている。
保持テーブル２０は、環状フレームＦに保護テープＴを介して装着されたウエーハＷが保持面２１ａに載置され、吸引手段により負圧が作用されることによりウエーハＷの裏面ＷＲを保持面２１ａに吸引保持する。また、保持テーブル２０は、洗浄乾燥手段３０によるウエーハＷの表面ＷＳの洗浄、乾燥後に、紫外線照射部２３の複数のＬＥＤ２３ａから紫外線Ｕを保持部材２１を通して保護テープＴの粘着層に照射する。
また、保持テーブル２０には、洗浄装置１に取り付けられた図示しない電動モータの駆動軸が連結している。保持テーブル２０は、電動モータの回転駆動力により、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転される。また、保持テーブル２０の周囲には、ウエーハＷの周囲の環状フレームＦを挟持するクランプ部２６が複数設けられている。さらに、保持テーブル２０は、図示しない昇降シリンダなどにより、ウエーハＷが洗浄チャンバー１０に出し入れされる際には上昇され、ウエーハＷの洗浄、乾燥中には下降される。
また、洗浄装置１の洗浄チャンバー１０には、洗浄水Ｒなどを排出するための図示しない排出口が設けられている。洗浄装置１は、切削装置１００の図示しないマイクロプロセッサを主体として構成された制御手段により制御される。
次に、実施形態に係る洗浄装置１を使用した洗浄方法、即ち、洗浄装置１を使用してウエーハＷの処理を行うウエーハの処理方法を説明する。ウエーハの処理方法としての洗浄方法は、吸引保持ステップと、洗浄乾燥ステップと、紫外線照射ステップとを備える。
吸引保持ステップでは、前述した切削装置１００の搬送手段１６０により、洗浄装置１の保持テーブル２０に切削加工が施されかつ裏面ＷＲ側に保護テープＴが貼着されたウエーハＷが載置される。なお、この状態では、洗浄水噴射ノズル３１の噴射口３１ａ、エア噴射ノズル３２の噴出口３２ａは保持テーブル２０の上方から退避している。そして、制御手段が、昇降シリンダに保持テーブル２０を下降させるとともに、吸引手段を駆動して、ウエーハＷの裏面ＷＲ側を保護テープＴを介して保持テーブル２０の保持面２１ａに吸引保持する。さらに、クランプ部２６により環状フレームＦを挟持する。そして、蓋等により洗浄チャンバー１０の開口を塞いで、洗浄乾燥ステップに進む。
洗浄乾燥ステップでは、吸引保持ステップを実施した後に、制御手段が電動モータを駆動して、保持テーブル２０とウエーハＷを軸心回りに回転しつつ洗浄乾燥手段３０にウエーハＷ表面ＷＳを洗浄乾燥する。具体的には、洗浄乾燥ステップでは、図３に示すように、制御手段が保持テーブル２０に保持されたウエーハＷの表面ＷＳに洗浄水噴射ノズル３１の噴射口３１ａから洗浄水Ｒを噴射させ、図示しないモータにより洗浄水噴射ノズル３１とエア噴射ノズル３２とを揺動させる。
そして、洗浄水Ｒの噴射を所定時間行った後、制御手段は、洗浄水噴射ノズル３１の噴射口３１ａからの洗浄水Ｒの噴射を停止させ、保持テーブル２０とウエーハＷを軸心回りに回転しつつ図示しないモータにより洗浄水噴射ノズル３１とエア噴射ノズル３２とを揺動させながら、エア噴射ノズル３２の噴射口３２ａから高圧エアーをウエーハＷの表面ＷＳに噴出させる。そして、高圧エアーの噴射を所定時間行った後、制御手段は、エア噴射ノズル３２の噴射口３２ａからの高圧エアーの噴射を停止させ、図示しないモータにより洗浄水噴射ノズル３１とエア噴射ノズル３２とをウエーハＷの上方から退避させ、保持テーブル２０の軸心回りの回転を停止させて、紫外線照射ステップに進む。
紫外線照射ステップでは、洗浄乾燥ステップを実施した後に、制御手段は、図４に示すように、紫外線照射部２３の複数のＬＥＤ２３ａによりウエーハＷ裏面ＷＲ全面に所定時間紫外線Ｕを照射する。なお、紫外線照射ステップでは、電動モータによる保持テーブル２０の回転を停止しているが、慣性などにより保持テーブル２０が軸心回りに回転していてもよく、保持テーブル２０が停止していてもよい。そして、制御手段は、保持テーブル２０の吸引保持とクランプ部２６の環状フレームＦの挟持を解除する。制御手段は、搬送手段１６０などにより保持テーブル２０上のウエーハＷをカセットエレベータ１３０に搬送する。なお、洗浄乾燥ステップにおいて用いられた洗浄水Ｒは、洗浄チャンバー１０に設けられた排出口などを通して洗浄装置１外に排出される。
以上のように、実施形態に係る洗浄装置１及び洗浄方法によれば、保持テーブル２０の保持部材２１を紫外線Ｕが透過可能な材質で構成し、保持部材２１の下方に紫外線照射部２３を設けている。このために、紫外線照射部２３を、洗浄装置１の保持テーブル２０の保持部材２１と重ねて設置するので、紫外線照射部２３を設置するために洗浄装置１や切削装置１００が大型化することを抑制できる。したがって、洗浄装置１や切削装置１００の設置にかかる装置面積を増大させることなく、効率的に紫外線Ｕの照射が可能となる。
さらに、実施形態に係る洗浄装置１及び洗浄方法によれば、紫外線照射部２３を保持テーブル２０の保持部材２１の下方に設けたので、洗浄乾燥ステップを実施した後に速やかに紫外線照射ステップを実施することができる。したがって、効率的に紫外線Ｕの照射が可能となる。また、本発明では、洗浄乾燥ステップ実施開始後、洗浄乾燥ステップを実施している最中に、紫外線照射部２３に紫外線ＵをウエーハＷ裏面ＷＲ全面に照射してもよい。この場合、より効率的に紫外線Ｕの照射が可能となる。このように、本発明の洗浄乾燥ステップを実施した後に紫外線照射ステップを実施するとは、洗浄乾燥ステップ実施開始後、洗浄乾燥ステップを実施している最中に紫外線照射ステップを実施することも含まれる。
〔変形例〕
本発明の実施形態の変形例に係るウエーハ処理装置及びウエーハの処理方法を図面に基いて説明する。図５は、実施形態の変形例に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置の一部を断面で示す斜視図である。図６は、実施形態の変形例に係るウエーハ処理装置としての洗浄装置を用いたウエーハの処理方法の紫外線照射ステップを示す断面図である。なお、図５及び図６において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
実施形態の変形例にかかるウエーハ処理装置としての洗浄装置１−１は、図５及び図６に示すように、保持テーブル２０の保持面２１ａに吸引部としての吸引溝２４−１が複数形成されている。吸引溝２４−１は、保持面２１ａから凹に形成され、保持面２１ａの中央から放射状に延在している。吸引溝２４−１は、保持面２１ａの中央から外周方向に直線状に延在している。また、テーブル本体２２に設けられた吸引通路２５は、吸引溝２４−１に連通している。
実施形態の変形例にかかるウエーハ処理装置としての洗浄装置１−１は、実施形態と同様に、設置にかかる装置面積を増大させることなく、効率的に紫外線Ｕの照射が可能となる。
前述した実施形態では、加工装置として切削装置１００を示しているが、本発明では、これに限定されることなく、研磨装置、研削装置、レーザー加工装置などの種々の加工装置に適用してもよい。また、前述した実施形態では、ウエーハ処理装置として洗浄装置１を示しているが、本発明では、これに限定することなく、ウエーハＷの表面ＷＳに保護膜を塗布した後に保護膜を除去する保護膜形成兼洗浄装置などの種々のウエーハ処理装置に適用してもよい。
なお、本発明は上記実施形態、変形例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１ 洗浄装置（ウエーハ処理装置）
２０ 保持テーブル
２１ 保持部材
２１ａ 保持面
２３ 紫外線照射部
２４ 吸引孔（吸引部）
２４−１ 吸引溝（吸引部）
３０ 洗浄乾燥手段
Ｔ 保護テープ
Ｕ 紫外線
Ｗ ウエーハ
ＷＳ 表面
ＷＲ 裏面

Claims (2)

  1. ウエーハの裏面側を保持して回転可能な保持テーブルと、該保持テーブルに保持されたウエーハの表面を洗浄し乾燥する洗浄乾燥手段とを備えたウエーハ処理装置であって、
    該保持テーブルは、ウエーハ裏面を吸引保持する吸引部が形成され裏面全面を保持する保持面を有し且つ紫外線を透過する材質で形成された保持部材と、該保持部材の保持面と反対側に配設された紫外線照射部とを備えているウエーハ処理装置。
  2. 請求項１記載のウエーハ処理装置を使用してウエーハの処理を行うウエーハの処理方法であって、
    裏面側に紫外線硬化型の保護テープが貼着されたウエーハの裏面側を該保持テーブルの保持面に吸引保持する吸引保持ステップと、
    該吸引保持ステップを実施した後に、該保持テーブルを回転しつつ該洗浄乾燥手段によりウエーハ表面を洗浄乾燥する洗浄乾燥ステップと、
    該洗浄乾燥ステップを実施した後に、該紫外線照射部によりウエーハ裏面全面に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
    を備えるウエーハの処理方法。
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