JP5959529B2 - ウェーハ又はダイの処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ウェーハ又はダイ用の表面を処理する方法、この処理を実施するための装置及びこの種の方法向きに設計された専用リングに関する。
ウェーハ、特に電子部品を搭載したウェーハが処理されているとき、クリーニングステップ又は表面を改質し若しくは表面を部分的に改質するステップが必要とされる場合が多い。ウェーハが例えばシンニング（thinning：薄肉化）されているとき、シンニングによりウェーハの表面から除去された材料の残骸を除去するためにクリーニングステップが必要である。多くの場合、ウェーハの表面の小領域の表面の改質も又、望ましく又は必要であり、その目的は、プロセス中の次のステップのための表面を前処理し、例えば、表面を領域又は小領域について親水性にすることにある。
処理されている間、ウェーハは、半導体業界で従来用いられているフィルム上に貼り付けられる場合が多い。このような場合、フィルムそれ自体は、フレーム上に定期的に引っ張られて配置され、これに対し、表面のクリーニング時又は表面の改質時における非貼り合わせウェーハ又はこれに類似したダイに関する選択手段は、浸漬浴中における浸漬である場合があり、貼り合わせウェーハ又はこれに類似したダイを液体処理剤で処理することができるのは、ほんの制限された程度までである場合がある。これは、例えば、処理剤とフィルム及び／又はフィルムを支持したフレームの不適合性に起因している場合がある。
したがって、本発明の目的は、特に処理液が反応する表面を容易に制御することができるウェーハ又はダイ上表面を処理する穏やかな方法を提供することにある。また、好ましくは、ウェーハ上（及び更にダイ上）の表面を部分的に本発明の方法の一部としての液体で選択的に処理することができることが望ましい。それと同時に、又、好ましくは、本発明の方法をウェーハの処理のための従来プロセスに満足の行く程度に組み込むことができると共に処理速度を増大させることができると共に／或いは処理液の節約を行うことができることが望ましい。
この目的は、本発明によれば、ウェーハ又はダイ上の表面領域を処理する方法であって、
ａ）ウェーハ又はダイを用意するステップと、
ｂ）ウェーハ又はダイを支持体上に配置するステップと、
ｃ）処理されるべき表面を包囲する境界部を形成する材料を用意するステップと、
ｄ）、処理されるべき表面周りに窪みが形成され、液体が窪みから逃げ出ることができないようにするよう包囲境界部のための材料を被着させるステップと、
ｅ）窪みに処理液を充填するステップとを有することを特徴とする方法によって達成される。
ａ）ウェーハ又はダイを用意するステップと、
ｂ）ウェーハ又はダイを支持体上に配置するステップと、
ｃ）処理されるべき表面を包囲する境界部を形成する材料を用意するステップと、
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ｅ）窪みに処理液を充填するステップとを有することを特徴とする方法によって達成される。
本発明の目的上、表面という用語は、表面全体か表面の一部かのいずれかを意味している。クリーニング用の物品がウェーハである場合、この物品は、原理的には、３つの表面、即ち、ａ）後側の面又は側、ｂ）前側の面又は側（電子部品が設けられている可能性がある）及びｃ）ループ状にぐるりと延びると共にウェーハが円形である場合、ウェーハの周囲に沿ってぐるりと延びる縁面を有する。当業者であれば、当然のことながら、これら定義をダイ及び更に非円形のウェーハに準用することができる。
したがって、本発明の方法が更に含むものは、処理中のクリーニング用の物品の表面のうちの２つ以上である。
本発明によって提供される方法は、所与のプロセス条件下において、処理液が窪みから非制御状態で逃げ出ることができないようにするよう起こる。これは、接着、機械的固定、包囲材料に真空若しくは重力又はこの包囲材料に及ぼされる力を加えることによって達成できる。当業者であれば、この関連で、所与の要件に合うよう材料を被着させる他の考えられる方法を採用するにあたって困難がないであろう。
本発明の目的上、この場合における処理は、好ましくは、クリーニングである。しかしながら、他の場合、処理が例えば親水化又は疎水化目的の表面改質であることが好ましい場合がある。処理は又、１つ（又は場合によっては２つ以上）の層の被着であっても良い。本発明の目的上、当然のことながら、複数の互いに異なる処理（例えば、クリーニングや親水化）を平行して又は連続して実施することも又可能である。
驚くべきこととして、本発明の方法を従来のウェーハ及び第２の処理方法に申し分なく組み込むことができるということが判明した。それと同時に、処理液のための接触面が窪みによって正確に定められるので有利である。このように、例えば処理されるべきウェーハ／ダイを支持したフィルムを引っ張り状態で取り付けたフレームとして窪みの外部に位置する領域を処理液から保護することが可能である。
また、処理液が作用する時間が調節されることも又有利であり、しかも、新鮮な処理液が作用するようになった領域からかかる新鮮な処理液が非制御状態で逃げ出るのでこれを計量しなければならないということが回避される。
包囲境界部を作るための材料被着は、材料が処理中のウェーハ／ダイに接触しないように実施されるのが良く、かくして、中央に（縁に接触しないで）処理されるべきウェーハ／ダイが位置した窪みが作られる。しかしながら、多くの場合、包囲境界部を窪みのフロア全体が処理されるべきウェーハ／ダイによって完全に形成されるように被着形成することも又可能であり、多くの場合、そのようにすることが好ましい。この場合、処理液は、他の装置が又は装置が部分的に問題の窪み中に慎重に導入されないということがない限り、ウェーハ／ダイ及び包囲境界部のための材料にのみ接触する。処理されるべきウェーハ／ダイが窪みのフロアを形成する場合、包囲境界部のための材料は、ウェーハ／ダイの周囲に沿って０．２〜２ｍｍ、好ましくは０．５〜１ｍｍだけ覆うことが好ましい。これにより、ウェーハ／ダイの表面の大部分が処理を受けるようになる。
本発明によれば、包囲境界部のための材料は、リングの形態で利用されることが好ましい。かかるリングは、容易に下方に配置でき、これは、適切な設計のものである場合、特に所望の形態（以下参照）のものである場合、適当な密封機能を実行するようにする上で特に適している。
「ウェーハ」という用語が以下の記載中で用いられる場合、これは、別段の明示の指定がなければ、「ダイ」という用語も含む。
本発明の方法を実施するため、クリーニング目的のウェーハをフィルム上に貼り合わせることが好ましい。好ましいフィルムは、この目的上、例えば半導体の製造プロセスにおいて今日既に用いられている標準型ダイシングテープ又は裏面研削テープである。実際の例は、リンテック・カンパニー（Lintec company）製のAdwill D-175、Adwill D-650、Adwill D-678又はAdwill E-8320、ウルトロン・カンパニー（Ultron company）製のDicingTape 1044Rであり、ニットー・デンコー・カンパニー（Nitto Denko company）製の同様なテープが存在する。
このフィルムは、本発明の方法のステップｂ）の意味の範囲内における支持体として働く。フィルムそれ自体は、好ましくは、フレーム上に引っ張り状態で配置され、そして好ましくは取り付け装置に取り付けられる（フレーム上に引っ張り状態で配置されている間）。ウェーハ／フィルム向きの取り付け装置のその支持面の少なくとも部分部分が多孔質であることが好ましく、かくして、フィルム（及びかくしてフィルム上に貼り付けられたウェーハも又）を吸引して支持面に当てることができ、そして真空によってしっかりと又は安定状態に保つことができる。それと同時に、フィルムを引っ張るフレームを追加的に機械的固定によって装置上に保持することが好ましい場合がある。
本発明によれば、包囲境界部のための材料をステップｄ）に従って、クリーニングのために境界部の頂縁から表面まで下方に傾斜したベベルが存在するよう被着することが好ましい。
ベベルの傾斜角度は、３０〜６０°、好ましくは４０〜５０°、特に好ましくは４５°であることが好ましい。これにより、先ず最初に包囲境界部（好ましくは、リングの形態をしている）のための材料を被着させることによって、窪みを作ることが可能であり、処理液がこの窪み内に導入され、そして処理液がこの窪みから逃げ出ないようにする。次に、適当な滞留時間後、好ましい形態では、処理剤を遠心作用により窪みから除去することが可能である。この目的のため、本発明の方法では、縁（及びフロア）を含む窪み全体が回転するようにすることが可能であり、かくして、処理液は、遠心力により窪みから放出される。これは、この方法の好ましい形態において下方に傾斜したベベルによって支援される。
また、本発明に従って、処理液の処理効果を処理液の振動及び／又は加熱によって向上させることが好ましい。
処理は、クリーニングを含むことが好ましい。また、特に、この好ましい場合、本発明によれば、クリーニング効果をステップｅ）の実施後に処理液中に浸かる超音波エミッタによって増強することが好ましい。この超音波エミッタは、処理液を振動させ、かくして処理液が増強状態でその作用を実行することができる。
処理液の加熱が本発明に従って採用される場合、処理液が処理されるべき表面に接触する前であっても処理液を加熱することが可能である。しかしながら、処理液を直接又は間接的加熱、例えばＩＲ放射線によって窪み内で加熱することも可能である。間接的加熱は、例えば処理されるべき表面の温度を直接上げることによっても実施できる。既に上述したように、本発明によれば、処理がクリーニングであることが好ましい。この関係で特に好ましくは、シリコーンを含む残留物、特にシリコーン油を含む残留物のクリーニングが行われる。
本発明の方法は又、極めて過酷なほど例えば最低１０〜５０μｍまでシンニングされたウェーハについて実施可能である。さらに、この方法は又、５０μｍを超える厚さ、例えば５０〜２００μｍの厚さまでシンニングされたウェーハについて特に満足の行く程度に利用できる。
本発明の方法は又、遠心作用に加えて又は遠心作用に変えて、吸引による処理液の抽出が装置の適当な部分によって行われるよう設計されているのが良い。
代替的に又は追加的に、処理液の除去の少なくとも一部を排出によって実施することが可能である。この目的のため、当業者は、装置全体の一部として排出装置を提供し、これは、窪みの縁の中においてか窪みが影響を受けるクリーニング向きの表面しか備えていないような形態のものである場合、窪みのフロア内かのいずれかで提供されるのが良い。この種の装置は、好ましくは、吸引による抽出を可能にするのに適当な真空が加えられる弁又はコックである。排出装置が排出のための真空が加えられるよう設計されている場合、この排出装置を吸引による抽出用の装置とも呼ばれる。
本発明の方法の場合、処理液を利用した後、処理液を再使用のために送り出すことができるよう処理液を集めることも又好ましい場合ある。
また、本発明の方法では、クリーニングを目的とした表面をノズルによって圧縮空気により、不活性ガスにより又は他の適当なガスによって乾燥させることが好ましい場合がある。
表面処理の本発明の一部をなす別のステップとして、フラッシング用液体を実際の処理後に窪み中に一度又は二度以上導入して処理液の残留量分を除去することが好ましい場合がある。この意味において好ましいフラッシング液体は、有機溶剤、例えば、イソプロパノール、エタノール、アセトン又はガソリン留分及び場合によっては添加剤、例えば洗浄剤と水を混合したものである。
本発明に従って用いられるべき処理液は、例えば、ウェーハ上に存在するポリマーを膨潤させ又は溶解させる有機溶剤、例えばＮＭＰ、エチルアセテート、ＤＭＳＯ、アセトン、ガソリン留分又はアルコール、塩基性溶液、例えば水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム溶液又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液又はアルコール溶液、金属又は半金属表面を酸化させる溶液、例えば硝酸、弗化物含有溶液、例えば弗化水素酸、ブタノンに溶かしたテトラブチルアンモニウムフルオリド若しくはジメチルカーボネートに溶かした弗化カリウム又は添加剤、例えば有機溶剤、例えばエチルアセテート、ヘキサン又はガソリン留分を含むポリジメチルシロキサンを主成分とする配合物及び／又は触媒、例えばホスホロニトリッククロリド（phosphoronitrilic chloride）及びその誘導体及び／又は貴金属触媒である。
本発明の一部は、本発明の方法を実施するよう設計されている装置であり、これは、特に、その好ましい変形例を含む。これは、特に処理液用の窪みが作られ、処理液がこの窪みから逃げ出ることがないよう包囲境界部のための材料の被着を実施することができるこの装置を含む。
また、本発明の一部は、本発明の方法の実施に用いられる専用形態のリングであって、リングは、ループ状にぐるりと延びる表面を有し、表面は、頂縁から斜めに内側の方向に下方に傾斜しており、表面は、ループ状にぐるりと延びると共に斜めに下方に傾斜した表面の底縁の付近に密封のための構造体を有することを特徴とするリングである。
密封構造体は、好ましくは、リングの内周部のところで下面から突き出たループの状態にぐるりと延びる縁である。ループの状態にぐるりと延びるこの縁の幅は、好ましくは、０．５〜５ｍｍであり、特に好ましくは、０．７〜２ｍｍである。
また、代替的に又は追加的に、リングは、Ｏリングシールが下面の付近でこのリング内に導入されるよう設計されると共にその内側側部の近くでループの状態にぐるりと延びることが好ましい場合がある。シールは、この場合、Ｏリングにより構成される。この目的のために密封材料として適したものは、用いられるクリーニング剤と化学的適合性がある弾性材料の全てである。
Ｏリングシールの代替手段として又はこれに加えて、考慮できるのは、密封リップ又は他の断面形状のシールであり、当業者であれば、この場合、妥当な選択を行うであろう。
本発明のリング、密封リップ及びＯリングシールが納められる溝の好ましい実施形態も又、図面から理解できる。
密封プロセスは、本発明のリングに及ぼされる圧力によって起こることが保証できる。密封効果は、この場合、リングに適した材料を選択することによって増強できる。多くの場合、密封は又、クリーニング目的の表面（それぞれ、関連のウェーハ）を弾性フィルム上に貼り合わせることによって支援される。この弾性フィルムは、力がリングによって加えられると僅かに撓み、かくして密封効果が支援される。
本発明の有利な特定の特徴を図２及び図３に関する記載によって説明する。
以下において図面を参照して本発明を説明する。
図１では、シンニングプロセスを受けたウェーハ１７がフレーム９上に引っ張り状態に配置されたフィルム１１上に貼り付けられている。このフィルムは、多孔質支持面１５上に載っており、この支持面には真空１３が加えられ、かくして、フィルムは、支持面に固定されると共にこの支持面上にしっかりと保持されている。
リング５は、これがウェーハ１７周りに窪み３を形成するよう被着されており、窪み３内にはクリーニング剤が注ぎ込まれている。密封リップ１９がこの場合、これがクリーニング剤が逃げ出ないように窪みを封止するよう取り付けられている。
超音波エミッタ１が窪み３内のクリーニング剤中に浸かっている。超音波エミッタの動作により、クリーニング剤が振動し、かくして、より強力なクリーニングが行われる。
クリーニングに要する時間をこのようにして短縮することができる。
クリーニングに要する時間をこのようにして短縮することができる。
リング５は、シンニングされたウェーハに向かって下方に傾斜したベベルを有する。このベベルにより、クリーニング剤を滞留時間後に遠心作用によって窪みから除去することができる。この目的のため、リング及び多孔質支持面（及び場合によっては支持面の任意他の領域）を含む窪み全体が回転するようになっており、かくしてクリーニング剤は、遠心力により窪み３から出される。
図２は、２００ｍｍウェーハが処理される場合の窪みのためのリングの変形実施形態を示す略図である。この場合、リングは、窪みがウェーハ上のフィルムから封止されるよう設計されている。この目的のため、平均直径がウェーハの外径よりも小さい溝がリングに形成されている。密封コードがこの溝内に挿入され、すると、この密封コードは、リングとウェーハとの間にシールを形成する。このようにして達成されることとして、クリーニング液は、全てフィルムに接触することができず、このことは、フィルムの材料を選択する際に高い融通性が得られることを意味している。
サイズの詳細が数値（単位ｍｍ）として図面に記載されている。図２に示された密封のためのシールリング５は、クリーニング目的の表面に向かって下方に傾斜したベベルの底部領域において、この密封リングが溝内に設けられたＯリング２０から成るような形態のものである。Ｏリングは、ループをなしてぐるりと延びている。Ｏリング２０のための溝は、この場合、リング５の内側に位置する境界部がこのリングの下面上の最も低い箇所よりも高いように設計されている。下面上の最も低い箇所は、支持された表面２１により形成される。図２の場合、支持面２１は、ループをなしてぐるりと延びる１ｍｍ幅の表面である。
図２に示されたリングは、この場合、密封が存在する状況においてＯリング２０がウェーハに当接し、他方、支持面２１がウェーハを貼り付けたフィルム上に載るように設計されている。しかしながら、支持面２１並びにＯリングがウェーハ上に位置することも又可能である。
図２と関連して、念頭に置くべきこととして、支持面２１は、リング５の下面上の最も低い箇所であることが好ましい。
図３は、その左側に、本発明のリング５の比較的簡単な形態を示している。これは、ループ周りにぐるりと１ｍｍ幅のものである支持面２１を有している。また、リング５の場合、フレームのための凹部２５が設けられている。図３の左側から理解できるように、凹部２５の内端から支持面２１まで延びるベベルが設けられている。このベベルは、リングの内部に向かって下方に傾斜するよう形作られている。移行部がベベルによってではなく全体として１つ又は２つ以上の段部によって形成されても良い。図３の右側には、真空のための凹部２３が本発明のリング５のために設けられている。この凹部２３は、ループをなしてぐるりと延びるキャビティを形成し、真空を吸引による抽出のための通路２７を経てこのキャビティに加えることができる。このリング５は、フレームのための凹部２５を更に有している。
真空を加えると、リングを吸引してこれを支持体に当てる対応の力が真空のための凹部２３によって生じる。これにより、シールが存在するようになる。吸引による抽出のための通路２７の変形例として、リング５を載せた支持体が多孔質である場合にもシールを提供することが可能であり、そして真空をこれに加えることができ、かくして、リングは下方に吸引されて支持体に押し付けられる。これは、例えば、ウェーハが貼り付けられるフィルムが多孔質である場合に可能である。凹部２３をこの種の密封のために設ける必要はない。
１ 超音波エミッタ
３ クリーニング剤を収容した窪み
５ リング
７ リングを固定する機械的手段（及び必要ならばフレーム）
９ フレーム
１１ フィルム
１３ 真空の印加箇所
１５ 多孔質支持面
１７ クリーニングを目的としたウェーハ（シンニングされている）
１９ 密封リップ
２０ Ｏリング（ループの状態にぐるりと延びている）
２１ 支持された表面
２３ 真空用の凹部
２５ フレーム用の凹部
２７ 吸引による抽出通路
３ クリーニング剤を収容した窪み
５ リング
７ リングを固定する機械的手段（及び必要ならばフレーム）
９ フレーム
１１ フィルム
１３ 真空の印加箇所
１５ 多孔質支持面
１７ クリーニングを目的としたウェーハ（シンニングされている）
１９ 密封リップ
２０ Ｏリング（ループの状態にぐるりと延びている）
２１ 支持された表面
２３ 真空用の凹部
２５ フレーム用の凹部
２７ 吸引による抽出通路
Claims (7)
- ウェーハ又はダイの表面を処理する方法であって、
ａ）ウェーハ又はダイを用意するステップと、
ｂ）前記ウェーハ又はダイを支持体上に配置するステップと、
ｃ）処理されるべき前記表面を包囲する境界部を形成する材料を用意するステップと、
ｄ）前記処理されるべき表面周りに窪みが形成され、液体が前記窪みから逃げ出ることができないようにするよう前記包囲境界部のための前記材料を被着させるステップであって、前記包囲境界部のための前記材料は、前記境界部の頂縁からクリーニングしようとする前記表面まで下方に傾斜したベベルが存在するよう被着されるステップと、
ｅ）前記窪みに処理液を充填するステップと、
ｆ）前記処理液を遠心力により除去するステップであって、前記包囲境界部を含む窪み全体が回転させられるステップと、
を有する、方法。 - 前記包囲境界部のための前記材料は、リングを形成する、請求項１記載の方法。
- 前記処理液の処理効果は、前記処理液の振動及び／又は加熱によって向上する、請求項１又は２に記載の方法。
- 前記処理は、クリーニングを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クリーニング効果は、ステップｅ）後に前記処理液中に浸かる超音波エミッタによって支援される、請求項３又は４記載の方法。
- 前記窪みは、前記窪みのフロア全体が前記ウェーハ又は前記ダイによって完全に形成されるよう設計されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法を実施するよう設計された装置。
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