KR20160057966A - 처리 장치, 노즐 및 다이싱 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 형태의 처리 장치는, 시료를 적재 가능한 스테이지와, 스테이지를 회전시키는 회전 기구와, 시료에 물질을 분사하는 노즐과, 스테이지와 노즐을 스테이지의 회전축에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와, 이동 기구를 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

처리 장치, 노즐 및 다이싱 장치{PROCESSING APPARATUS, NOZZLE AND DICING APPARATUS}
본 발명의 실시 형태는 처리 장치, 노즐 및 다이싱 장치에 관한 것이다.
본 출원은, 일본 특허 출원 제2014-231876호(출원일: 2014년 11월 14일), 일본 특허 출원 제2014-231877호(출원일: 2014년 11월 14일) 및 일본 특허 출원 제2015-6812호(출원일: 2015년 1월 16일)를 기초 출원으로 하는 우선권을 향수한다. 본 출원은 상기 기초 출원을 참조함으로써 기초 출원의 모든 내용을 포함한다.
웨이퍼 등의 반도체 기판 상에 형성된 복수의 반도체 소자는, 반도체 기판에 형성된 다이싱 영역을 따라 다이싱함으로써 복수의 반도체 칩으로 분할된다. 반도체 기판의 한쪽 면에, 반도체 소자의 전극으로 되는 금속막이나, 다이 본딩 필름 등의 수지막이 형성되어 있는 경우, 다이싱할 때 다이싱 영역의 금속막이나 수지막도 제거할 필요가 있다.
금속막이나 수지막을 제거하는 방법으로서, 예를 들어 반도체 기판과 금속막 또는 수지막을 동시에 블레이드 다이싱에 의하여 제거하는 방법이 있다. 이 경우, 금속막 또는 수지막에 돌기(버) 등의 형상 이상이 발생하기 쉽다. 금속막이나 수지막의 형상 이상이 발생하면, 반도체 칩의 외관 검사 불량이라고 판정되거나, 베드와 반도체 칩의 접합 불량이 발생하거나 함으로써 제품 수율이 저하되기 때문에, 문제가 된다.
본 발명의 실시 형태는, 형상 이상의 발생을 억제 가능한 처리 장치, 노즐 및 다이싱 장치를 제공한다.
실시 형태의 처리 장치는, 시료를 적재 가능한 스테이지와, 상기 스테이지를 회전시키는 회전 기구와, 상기 시료에 물질을 분사하는 노즐과, 상기 스테이지와 상기 노즐을 상기 스테이지의 회전축에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와, 상기 이동 기구를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 형상 이상의 발생을 억제 가능한 처리 장치, 노즐 및 다이싱 장치가 제공된다.
도 1a, 1b는 제1 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g는 제1 실시 형태의 디바이스의 제조 방법을 도시하는 모식 공정 단면도.
도 3a, 3b는 제2 실시 형태의 처리 장치의 작용의 설명도.
도 4a, 4b는 제3 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 5는 제4 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 6은 제5 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 7은 제6 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 8은 제7 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 9는 제8 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 10은 제9 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 11a, 11b는 제10 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g는 제10 실시 형태의 디바이스의 제조 방법을 도시하는 모식 공정 단면도.
도 13은 제11 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 14는 제12 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 15는 제13 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 16a, 16b는 제14 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 17은 제15 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 18은 제16 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 19는 제17 실시 형태의 처리 장치의 모식도.
도 20은 제18 실시 형태의 다이싱 장치의 블록도.
도 21은 제18 실시 형태의 다이싱 유닛의 모식도.
도 22a, 22b는 제18 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 23a, 23b, 23c는 제18 실시 형태의 다이싱 방법을 도시하는 모식 공정 단면도.
도 24는 제19 실시 형태의 다이싱 장치의 블록도.
도 25는 제19 실시 형태의 수지 시트 리커버링 유닛의 모식도.
도 26a, 26b, 26c, 26d는 제19 실시 형태의 다이싱 방법의 일례를 도시하는 모식 공정 단면도.
도 27a, 27b, 27c, 27d, 27e는 제19 실시 형태의 다이싱 방법의 다른 일례를 도시하는 모식 공정 단면도.
도 28은 제20 실시 형태의 다이싱 장치의 블록도.
도 29a, 29b는 제21 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 30a, 30b는 제22 실시 형태의 처리 유닛의 작용의 설명도.
도 31a, 31b는 제23 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 32는 제24 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 33은 제25 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 34는 제26 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 35는 제27 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 36a, 36b는 제28 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 37은 제29 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 38은 제30 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 39는 제31 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 40a, 40b는 제32 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 41은 제33 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 42는 제34 실시 형태의 처리 유닛의 모식도.
도 43은 제35 실시 형태의 다이싱 유닛의 모식도.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 또한 이하의 설명에서는, 동일 및 유사한 부재 등에는 동일한 부호를 붙이고, 한번 설명한 부재 등에 대해서는 적절히 그 설명을 생략한다.
(제1 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 시료를 적재 가능한 스테이지와, 스테이지를 회전시키는 회전 기구와, 시료에 물질을 분사하는 노즐과, 스테이지와 노즐을 스테이지의 회전축에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와, 이동 기구를 제어하는 제어부를 구비한다. 본 실시 형태의 처리 장치는, 시료를 적재 가능한 스테이지와, 시료에, 시료에 형성되는 금속막 또는 수지막을 제거하는 물질을 분사하여, 시료를 분리하는 노즐를 구비한다.
본 실시 형태의 처리 장치는, 예를 들어 반도체 기판의 다이싱에 사용되는 반도체 제조 장치이다. 예를 들어 반도체 기판의 한쪽 면에 형성되어 반도체 소자의 전극 등으로 되는 금속막을 다이싱 시에 제거하는 경우에 사용된다.
또한 본 실시 형태에서는, 금속막에 분사하는 물질이 이산화탄소를 포함하는 입자인 경우를 예로 들어 설명한다. 또한 이산화탄소를 함유하는 입자(이하, 간단히 이산화탄소 입자라고도 기술함)란, 이산화탄소를 주성분으로 하는 입자이다. 이산화탄소 외에, 예를 들어 불가피적인 불순물이 함유되어 있어도 된다.
도 1a, 1b는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 1a는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 1b는 스테이지의 상면도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 스테이지(10), 지지축(12), 회전 기구(14), 노즐(16), 이동 기구(18), 제어부(20), 처리실(22)을 구비한다.
스테이지(10)는, 처리하는 시료 W를 적재 가능하게 구성되어 있다. 스테이지(10)는, 예를 들어 다이싱 프레임에 고정된 다이싱 시트에 접착된 반도체 웨이퍼를 적재한다.
스테이지(10)는 지지축(12)에 고정된다. 회전 기구(14)는 스테이지(10)를 회전시킨다. 회전 기구(14)는, 예를 들어 모터와, 지지축(12)을 회전 가능하게 보유 지지하는 베어링을 구비한다. 회전 기구(14)에 의하여 스테이지(10)는 회전축 C를 중심으로 하여 회전한다.
노즐(16)로부터는, 금속막을 제거하는 이산화탄소 입자가 분사된다. 이산화탄소 입자가 분사되어 금속막을 제거함으로써, 예를 들어 시료 W가 분리된다. 이산화탄소 입자는 고체 상태의 이산화탄소이다. 이산화탄소 입자는 소위, 드라이아이스이다. 이산화탄소 입자의 형상은, 예를 들어 펠릿형, 분말형, 구형, 또는 부정형이다.
노즐(16)은, 예를 들어, 도시하지 않은 액화 탄산 가스의 봄베에 접속된다. 봄베 내의 액화 탄산 가스를 단열팽창에 의하여 고체화하여 이산화탄소 입자가 생성된다. 노즐(16)은, 예를 들어, 도시하지 않은 질소 가스의 공급원에 접속된다. 생성된 이산화탄소 입자를, 예를 들어 질소 가스와 함께, 스테이지(10)에 적재된 시료 W를 향하여 노즐(16)로부터 분사한다.
노즐(16)의 직경은, 예를 들어 φ1㎜ 이상 φ3㎜ 이하이다. 또한 노즐(16)과 시료 W의 표면의 거리는, 예를 들어 10㎜ 이상 20㎜ 이하로 설정된다.
이동 기구(18)는, 도 1에 화살표로 나타낸 바와 같이, 스테이지(10)와 노즐(16)을 스테이지(10)의 회전축 C에 수직인 방향으로 직선적으로 상대 이동시킨다. 예를 들어 스테이지(10)의 회전축 C와 시료 W의 단부 사이를 반복하여 주사하도록 노즐(16)을 이동시킨다. 도 1에서는, 이동 기구(18)에 의하여 스테이지(10)가 아니라 노즐(16)을 이동시키는 경우를 도시한다.
이동 기구(18)는, 노즐(16)을 스테이지(10)에 대하여 직선적으로 왕복 이동시킬 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 벨트, 풀리, 및 풀리를 회전시키는 모터를 조합한 벨트 구동 셔틀 기구를 사용한다. 또한, 예를 들어 랙 피니언 기구와 모터의 조합을 사용한다. 또한, 예를 들어 리니어 모터를 사용한다.
또한 이동 기구(18)는, 노즐(16)이 아니라 고정된 노즐(16)에 대하여 스테이지(10)를 이동시키는 기구여도 된다.
제어부(20)는 이동 기구(18)를 제어한다. 예를 들어 스테이지(10)에 대한 노즐(16)의 주사 범위, 스테이지(10)에 대한 노즐(16)의 상대 속도 등을, 원하는 값으로 제어한다. 제어부(20)는, 예를 들어 회로 기판 등의 하드웨어여도, 하드웨어와, 메모리에 기억되는 제어 프로그램 등의 소프트웨어의 조합이어도 된다. 제어부(20)는, 회전 기구(14)와 동기시켜 이동 기구(18)를 제어하는 구성이어도 된다. 또한, 예를 들어 제어부(20)는 스테이지(10)와 노즐(16)을 스테이지(10)의 표면과 평행인 방향으로 상대 이동시킨다.
하우징(22)은 스테이지(10), 노즐(16), 이동 기구(18) 등을 내장한다. 하우징(22)은 스테이지(10), 노즐(16), 이동 기구(18) 등을 보호함과 함께, 시료 W에의 처리가 외부 환경으로부터의 영향을 받는 것을 방지한다.
다음으로, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용한 반도체 디바이스의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 이하, 제조하는 반도체 디바이스가, 반도체 디바이스의 양면에 금속 전극을 구비하는, 실리콘(Si)을 사용한 종형(縱型) 파워 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g는 본 실시 형태의 디바이스의 제조 방법을 도시하는 모식 공정 단면도이다.
먼저, 제1 면(이하, 표면이라고도 칭함)과 제2 면(이하, 이면이라고도 칭함)을 구비하는 실리콘 기판(반도체 기판)(30)의 표면측에, 종형 MOSFET(반도체 소자)의 베이스 영역, 소스 영역, 게이트 절연막, 게이트 전극, 소스 전극 등의 패턴을 형성한다. 그 후, 최상층에 보호막을 형성한다. 보호막은, 예를 들어 폴리이미드 등의 수지막, 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막 등의 무기 절연막이다. 표면측에 형성된 다이싱 영역의 표면에는 실리콘 기판(30)이 노출되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 실리콘 기판(30)의 표면측에 지지 기판(32)을 접합한다(도 2a). 지지 기판(32)은, 예를 들어 석영 유리이다.
다음으로, 실리콘 기판(30)의 이면측을 연삭에 의하여 제거하여 실리콘 기판(30)을 박막화한다. 그 후, 실리콘 기판(30)의 이면측에 금속막(34)을 형성한다(도 2b).
금속막(34)은 MOSFET의 드레인 전극이다. 금속막(34)은, 예를 들어 이종의 금속의 적층막이다. 금속막(34)은, 예를 들어 실리콘 기판(30)의 이면측으로부터 알루미늄/티타늄/니켈/금의 적층막이다. 금속막(34)은, 예를 들어 스퍼터법에 의하여 형성된다.
다음으로, 실리콘 기판(30)의 이면측에 수지 시트(36)를 부착한다. 수지 시트(36)는 소위, 다이싱 시트이다. 수지 시트(36)는, 예를 들어 금속 프레임(38)에 고정되어 있다. 수지 시트(36)는 금속막(34)의 표면에 접착된다. 그 후, 실리콘 기판(30)으로부터 지지 기판(32)을 박리한다(도 2c).
다음으로, 실리콘 기판(30)의 표면측에 형성된 다이싱 영역을 따라, 표면측으로부터 이면측의 금속막(34)이 노출되도록 실리콘 기판(30)에 홈(40)을 형성한다(도 2d). 여기서 다이싱 영역이란, 반도체 칩을 다이싱에 의하여 분할하기 위한 소정의 폭을 구비하는 예정 영역이며, 실리콘 기판(30)의 표면측에 형성된다. 다이싱 영역에는 반도체 소자의 패턴은 형성되지 않는다. 다이싱 영역은, 예를 들어 실리콘 기판(30) 표면측에 격자형으로 형성된다.
홈(40)은, 예를 들어 플라즈마 에칭에 의하여 형성한다. 플라즈마 에칭은, 예를 들어 F계 라디칼을 사용한 등방성 에칭 스텝, CF4계 라디칼을 사용한 보호막 형성 스텝, F계 이온을 사용한 이방성 에칭을 반복하는, 소위, 보쉬 프로세스이다.
홈(40)은, 실리콘 기판(30)의 표면측의 보호막을 마스크에, 전체면 에칭에 의하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 리소그래피를 사용하지 않기 때문에 제조 공정의 간략화 및 저비용화가 가능하다.
다음으로, 실리콘 기판(30)의 표면측에 수지 시트(42)를 부착한다. 수지 시트(42)는 소위, 다이싱 시트이다. 수지 시트(42)는, 예를 들어 금속 프레임(44)에 고정되어 있다. 수지 시트(42)는 표면측의 보호막이나 금속 전극의 표면에 접착된다. 그 후, 이면측의 수지 시트(36)를 박리한다(도 2e).
다음으로, 도 1의 반도체 제조 장치를 사용하여 실리콘 기판(30)의 이면측으로부터 금속막(34)에 이산화탄소 입자를 분사한다(도 2f). 먼저, 수지 시트(42)가 스테이지(10)(도 1)의 표면에 오도록 프레임(44)을 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 회전 구동 기구(14)에 의하여 스테이지(10)를 회전시킨다. 노즐(16)을 이동 기구(18)에 의하여 스테이지(10)의 회전축에 수직인 방향으로 직선 왕복 운동시키면서, 노즐(16)로부터 이산화탄소 입자를 분사한다.
이산화탄소 입자를 분사함으로써 홈(40)의 이면측의 금속막(34)을 제거한다. 금속막(34)이 제거됨으로써 실리콘 기판(30)이 복수의 MOSFET으로 분리된다. 금속막(34)은 이산화탄소 입자에 의하여, 물리적으로 공동부인 홈(40)으로 깎아 떨어뜨려짐으로써 제거된다(도 2g).
이산화탄소 입자는 고체 상태의 이산화탄소이다. 이산화탄소 입자는 소위, 드라이아이스이다. 이산화탄소 입자의 형상은, 예를 들어 펠릿형, 분말형, 구형, 또는 부정형이다.
이산화탄소 입자는 질소 가스와 함께 노즐로부터 분사되어, 금속막(34)에 분사된다. 이산화탄소 입자의 평균 입경이 10㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이산화탄소 입자의 평균 입경은, 예를 들어 노즐로부터 분사되는 이산화탄소 입자를 고속 카메라로 촬상하고, 촬상한 화상 내의 입자를 측장함으로써 구하는 것이 가능하다. 또한 하나의 입자의 입경은, 예를 들어 화상의 입자에 외접하는 직사각형의 긴 직경과 짧은 직경의 평균값으로 한다. 또한 입자의 입경은, 노즐로부터 분출된 직후의 입경으로 한다. 또한 이산화탄소 입자가 금속막(34)에 분사될 때의 금속막(34) 표면에서의 스폿 직경은, 예를 들어 φ3㎜ 이상 φ10㎜ 이하인 것이 바람직하다.
이산화탄소 입자를 분사하여 금속막(34)을 제거할 때, 도 2f에 도시한 바와 같이 수지 시트(42)의 영역을 마스크(46)로 덮는 것이 바람직하다. 수지 시트(42)의 영역을 마스크(46)로 덮음으로써, 예를 들어 수지 시트(42)가 이산화탄소 입자에 의한 충격으로 프레임(44)으로부터 박리되는 것을 억제할 수 있다. 마스크(46)는, 예를 들어 금속이다.
그 후, 실리콘 기판(30)의 표면측의 수지 시트(42)를 박리함으로써, 분할된 복수의 MOSFET가 얻어진다.
이하, 본 실시 형태의 처리 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
종형 MOSFET과 같이 실리콘 기판(30)의 이면측에도 금속막(34)이 형성되는 경우, 다이싱할 때 다이싱 영역의 이면측의 금속막(34)도 제거할 필요가 있다. 예를 들어 블레이드 다이싱에 의하여 반도체 기판(30)과 금속막(34)을 표면측으로부터 동시에 제거하는 경우, 다이싱 영역의 홈(40) 단부의 금속막(34)이 이면측으로 말려 올라가, 소위, 버가 발생한다.
금속막(34)의 버가 발생하면, 예를 들어 반도체 칩이 외관 검사 불량으로 되어 제품화되지 못할 우려가 있다. 또한, 예를 들어 반도체 칩과 베드를 땜납 등의 접합재에 의하여 접합할 때, 버 부분에서 밀착성이 나빠짐으로써 접합 불량이 발생할 우려가 있다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용한 다이싱에서는, 실리콘 기판(30)의 다이싱 영역을 따라 홈(40)을 형성한 후, 금속막(34)에 이면측으로부터 이산화탄소 입자를 분사하여, 홈부(40)에 걸쳐져 있는 부분의 금속막(34)을 제거한다. 제거된 금속막(34)은, 공동으로 되어 있는 홈부(40)로 깎아 떨어뜨려지기 때문에 버의 발생이 억제된다. 또한 홈부(40)의 금속막(34)만을 자기 정합적으로 제거하는 것이 가능하다.
홈부(40)에 걸쳐져 있는 부분의 금속막(34)의 제거는, 주로 이산화탄소 입자의 물리적 충격에 의하여 발생하고 있는 것이라 생각된다. 게다가 금속막(34)이 저온의 이산화탄소 입자에 의하여 급냉되는 것, 및 금속막(34)에 충돌한 이산화탄소가 기화 팽창하는 힘이 가해지는 것에 의하여, 물리 충격에 의한 금속막(34)의 제거 효과를 촉진하는 것이라 생각된다.
또한 본 실시 형태의 반도체 제조 장치에서는, 회전하는 스테이지(10) 상의 시료에 이산화탄소 입자를 분사한다. 따라서 고정된 스테이지 상의 시료에 이산화탄소 입자를 분사하는 경우에 비하여, 시료 표면에 불균일 없이 이산화탄소 입자를 분사하는 것이 가능해진다. 따라서 금속막(34)을 높은 균일성으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 회전하는 시료에 이산화탄소 입자를 분사하기 때문에, 이산화탄소 입자의 충돌 속도에 시료의 속도가 가산된다. 따라서 이산화탄소 입자가 금속막(34)에 충돌할 때의 속도가 커진다. 따라서 금속막(34)을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 실리콘 기판(30)의 이면측에 금속막 대신 수지막을 구비하는 반도체 디바이스를 제조하는 경우에도, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 이산화탄소 입자를 분사함으로써 금속막 대신 수지막을 제거한다.
이상, 본 실시 형태의 처리 장치에 의하면, 다이싱 시의 금속막 또는 수지막의 형상 이상의 억제가 가능해진다. 또한 다이싱 시의 금속막 또는 수지막의 제거를 균일하고 또한 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.
(제2 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 제어부가 스테이지와 노즐의 상대 이동의 속도를, 스테이지의 회전축으로부터의 노즐의 거리가 커질수록 느리게 하도록 제어하는 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 3a, 3b는 본 실시 형태의 처리 장치의 작용의 설명도이다. 도 3a는 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(16)의 거리가 작은 경우, 도 3b는 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(16)의 거리가 큰 경우의 도면이다.
본 실시 형태에서는, 도 3a에 도시한 바와 같이 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(16)의 거리가 작은 경우에는 노즐(16)의 이동 속도를 빠르게 한다. 한편, 도 3b에 도시한 바와 같이 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(16)의 거리가 큰 경우에는 노즐(16)의 이동 속도를 느리게 한다. 도 3a, 3b 중의 화살표의 길이가 상대적인 이동 속도의 차이를 나타내고 있다.
가령 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(16)의 거리에 관계없이 노즐(16)의 이동 속도를 일정하게 하면, 회전축 C에서 먼 영역의 시료 W의 단위 면적당 분사되는 이산화탄소 입자의 양이, 회전축 C에서 가까운 영역의 시료 W의 단위 면적당 분사되는 이산화탄소 입자의 양보다도 적어질 우려가 있다.
본 실시 형태에 따르면, 회전축 C로부터의 거리에 관계없이 시료 W에 분사되는 이산화탄소 입자의 단위 면적당 양을 동일한 정도로 하는 것이 가능하다. 따라서 시료 W의 가공의 균일성을 보다 높이는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 예를 들어 금속막이나 수지막 제거의 균일성이 향상된다.
(제3 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 노즐의, 스테이지의 표면에 대한 경사각을 변화시키는 경사 기구를 갖는 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 4a, 4b는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 4a는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 4b는 도 4a와 수직인 방향의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 경사 기구(24)를 구비한다. 경사 기구(24)는 노즐(16)의, 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 변화시킨다. 경사 기구(24)의 경사각은, 예를 들어 제어부(20)에 의하여 제어된다.
경사 기구(24)는, 예를 들어 회전축과 스테핑 모터를 조합한 회전 경사 기구이다. 노즐(16)의 경사각이, 회전하는 시료 W 표면에의 이산화탄소 입자의 충돌 속도가, 경사각이 90°인 경우와 비교하여 증대되는 방향으로 제어되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 분출되는 이산화탄소 입자의, 시료 W 표면에 있어서의 방향이, 시료 W 표면의 회전 이동의 방향과 반대가 되도록 노즐(16)의 경사각을 설정하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용한 제조 방법에서는, 노즐(16)의, 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 90° 미만으로 한 상태, 예를 들어 15° 이상 45° 이하의 상태에서 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다.
본 실시 형태에 따르면, 이산화탄소 입자의 분사가 시료 W 표면에 대하여 수평 방향 성분을 구비한다. 이로 인하여, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 금속막이나 수지막이 다이싱의 홈 내에 인입하기 어려워진다. 따라서 제거된 금속막이나 수지막이 홈 내의 잔사로 되는 것을 억제할 수 있다. 또한 이산화탄소 입자의 시료 W에의 충돌 속도를 증대시킬 수 있기 때문에, 금속막(34)을 더 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한 경사각을, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해져, 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
또한 노즐(16)이 스테이지(10)의 표면에 대하여 90° 미만의 경사각을 갖도록 고정된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 구성에 의하더라도, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 금속막이나 수지막이 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되는 것을 억제할 수 있다. 또한 이산화탄소 입자의 시료 W에의 충돌 속도를 증대시킬 수 있기 때문에, 금속막(34)을 더 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
(제4 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 하우징에 설치되는 흡기구와 하우징에 설치되는 배기구를 구비하는 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 5는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 5는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 하우징(22)에 설치되는 흡기구(48)와 하우징(22)에 설치되는 배기구(50)를 구비한다. 흡기구(48)는, 예를 들어 하우징(22)의 상부에 설치되고, 배기구(50)는, 예를 들어 하우징(22)의 하부에 설치된다.
공기나 질소 가스 등의 기체가 흡기구(48)로부터 하우징(22) 내에 공급되어, 배기구(50)로부터 배출된다. 배기구(50)에는, 예를 들어, 도시하지 않은 펌프가 접속되어 하우징(22) 내의 기체를 배기한다. 기체는 하우징(22) 내에서 상부로부터 하부를 향하여 흐른다. 하우징(22) 내에 소위, 다운 플로우를 형성할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 금속막이나 수지막이 하우징(22) 내의 기체의 흐름으로 인하여 배기구(50)로부터 배출된다. 따라서 제거된 금속막이나 수지막이 시료 W에 재부착되거나, 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(제5 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 스테이지의 표면이, 중력 방향에 수직인 면에 대하여 경사지는 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 6은 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 6은 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 스테이지(10)의 표면이, 중력 방향에 수직인 면에 대하여 경사진다. 바꾸어 말하면, 스테이지(10)의 표면이 수평면에 대하여 경사진다. 도 6에서는, 스테이지(10)의 표면이, 중력 방향에 수직인 면에 대하여 90°의 경사각으로 경사지는 경우를 도시하고 있다.
본 실시 형태에 따르면, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 금속막이나 수지막이 하우징(22) 내에서 중력 방향, 즉 하방으로 낙하하기 쉬워진다. 따라서 제거된 금속막이나 수지막이 시료 W에 재부착되거나, 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한 제거된 금속막이나 수지막이 시료 W에 재부착되는 것을 억제하는 관점에서, 스테이지(10)의 표면이 중력 방향을 향하도록 경사지는 것이 보다 바람직하다.
(제6 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 하우징 내의 분위기를 냉각하는 냉각 기구를 구비하는 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 7은 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 7은 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 하우징 내(22)의 분위기를 냉각하는 냉각 기구(52)를 구비한다. 냉각 기구(52)는, 예를 들어 히트 펌프를 사용한다.
본 실시 형태에 따르면, 하우징 내(22)의 온도를 낮춤으로써, 노즐로부터 분출되는 이산화탄소 입자의 기화를 억제한다. 따라서 금속막이나 수지막의 제거 효율이 향상된다.
(제7 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 노즐을 복수 구비하는 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 8은 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 8은 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 3개의 노즐(16)을 구비하고 있다. 노즐(16)은 2개 이상이면 되며, 3개에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에 따르면, 복수의 노즐(16)을 구비함으로써 처리의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(제8 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 스테이지와 노즐을 스테이지의 회전축 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 9는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 9는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 9에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 스테이지(10)와 노즐(16)을 스테이지의 회전축 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구(18)를 구비한다. 여기서는, 이동 기구(18)는, 스테이지(10)와 노즐(16)을 스테이지(10)의 회전축 C에 수직인 방향으로도 상대 이동시키는 기능을 구비한다. 스테이지(10)와 노즐(16)을 스테이지의 회전축 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를, 스테이지(10)와 노즐(16)을 스테이지(10)의 회전축 C에 수직인 방향으로 이동시키는 이동 기구와 상이한, 별개의 이동 기구로서 설치해도 상관없다.
본 실시 형태에 따르면, 스테이지(10)와 노즐(16) 사이의 거리를, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해져, 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
(제9 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 스테이지의 표면이 오목형인 것 이외에는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 10은 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 10은 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 10에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 스테이지(10)의 표면이 오목형이다. 이로 인하여, 스테이지(10)에 시료 W를 적재했을 때 스테이지(10)와 시료 W 사이에 공간(60)이 형성된다.
본 실시 형태에 따르면, 스테이지(10)와 시료 W 사이에 공간(60)이 형성되기 때문에, 예를 들어 실리콘 기판(30)을 다이싱 할 때, 다이싱에 의하여 분할된 복수의 MOSFET을 스테이지의 오목부에서 받는 것이 가능해진다. 따라서 표면측 및 이면측의 다이싱 시트를 부착하는 공정을 생략하는 것이 가능해진다. 따라서 처리의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
이상, 제1 내지 제9 실시 형태에서는, 반도체 소자가 종형 MOSFET인 경우를 예로 들어 설명했지만, 반도체 소자는 종형 MOSFET에 한정되는 것은 아니다.
또한 제1 내지 제9 실시 형태에서는, 다이싱 시의 금속막 또는 수지막의 제거를 예로 들어 설명했지만, 실시 형태의 처리 장치를, 예를 들어 반도체 기판 표면의 세정에 적용하는 것도 가능하다.
또한 제1 내지 제9 실시 형태에서는, 분사하는 물질이 이산화탄소를 포함하는 입자인 경우를 예로 들어 설명했지만, 분사하는 물질은, 예를 들어 가압된 물, 지립을 포함하는 가압된 물, 이산화탄소 입자 이외의 입자 등, 그 외의 물질이어도 된다. 예를 들어 노즐로부터의 분사 시에는 고체이고, 상온 등의, 기판이 놓인 분위기 중에서는 기화하는 기타 입자를 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어 질소 입자나 아르곤 입자를 적용하는 것도 가능하다.
또한 제1 내지 제9 실시 형태에서는 반도체 제조 장치를 예로 들어 설명했지만, 본 발명을 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 제조 장치에 적용하는 것도 가능하다.
또한 제1 내지 제9 실시 형태에서는, 노즐이 시료의 일부 영역에 물질을 분사하고, 스테이지와 노즐을 상대 이동시킴으로써 시료의 전역(전체 영역)을 처리하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 예를 들어 시료 전역에 노즐로부터 물질을 동시에 분사 가능하게 구성하여, 시료 전역을 일괄하여 처리할 수도 있다. 예를 들어 노즐 직경을 시료의 크기와 동등 이상으로 하거나 다수의 노즐을 조합하거나 함으로써, 시료 전역을 일괄하여 처리하는 노즐을 구성할 수 있다.
(제10 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 표면이, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 경사지고, 표면에 시료를 적재 가능한 스테이지와, 시료에 물질을 분사하는 노즐과, 스테이지와 노즐을 내장한 하우징과, 스테이지와 노즐을 스테이지의 표면에 평행인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와, 이동 기구를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 실시 형태의 처리 장치는, 예를 들어 반도체 기판의 다이싱에 사용된다. 예를 들어 반도체 기판의 한쪽 면에 설치되어 반도체 소자의 전극 등으로 되는 금속막을 다이싱 시에 제거하는 경우에 사용된다.
또한 본 실시 형태에서는, 금속막에 분사하는 물질이 이산화탄소를 포함하는 입자인 경우를 예로 들어 설명한다. 또한 이산화탄소를 함유하는 입자(이하, 간단히 이산화탄소 입자라고도 기술함)란, 이산화탄소를 주성분으로 하는 입자이다. 이산화탄소 외에, 예를 들어 불가피적인 불순물이 함유되어 있어도 된다.
도 11a, 11b는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 11a는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 11b는 스테이지의 상면도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 스테이지(10), 노즐(112), 하우징(114), 흡기구(116), 배기구(118), 이동 기구(120), 제어부(122)를 구비한다.
스테이지(10)는, 표면에 처리하는 시료 W를 적재 가능하게 구성되어 있다. 스테이지(10)는, 예를 들어 다이싱 프레임에 고정된 다이싱 시트에 접착된 반도체 웨이퍼를 적재한다.
스테이지(10)의 표면은, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 경사져 있다. 도 11a에서는, 스테이지(10)의 표면은, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 90° 경사져 있다. 스테이지(10)의 표면의, 중력 방향에 수직인 평면에 대한 경사각은 90°와 달라도 된다.
노즐(112)로부터는, 금속막을 제거하는 이산화탄소 입자가 분사된다. 이산화탄소 입자는 고체 상태의 이산화탄소이다. 이산화탄소 입자는 소위, 드라이아이스이다. 이산화탄소 입자의 형상은, 예를 들어 펠릿형, 분말형, 구형, 또는 부정형이다.
노즐(112)은, 예를 들어, 도시하지 않은 액화 탄산 가스의 봄베에 접속된다. 봄베 내의 액화 탄산 가스를 단열팽창에 의하여 고체화하여 이산화탄소 입자가 생성된다. 노즐(112)은, 예를 들어, 도시하지 않은 질소 가스의 공급원에 접속된다. 생성된 이산화탄소 입자를, 예를 들어 질소 가스와 함께, 스테이지(10)에 적재된 시료 W를 향하여 노즐(112)로부터 분사한다.
노즐(112)의 직경은, 예를 들어 φ1㎜ 이상 φ3㎜ 이하이다. 또한 노즐(112)과 시료 W의 표면의 거리는, 예를 들어 10㎜ 이상 20㎜ 이하로 설정된다.
이동 기구(120)는, 스테이지(10)와 노즐(112)을 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 직선적, 2차원적으로 상대 이동시킨다. 예를 들어 도 11b에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이, 스테이지(10) 상의 시료 W의 표면 전역을 주사하도록 노즐(112)을 이동시킨다. 도 1에서는, 이동 기구(120)에 의하여 스테이지(10)가 아니라 노즐(112)을 이동시키는 경우를 도시한다.
이동 기구(120)는, 노즐(112)을 스테이지(10)에 대하여 2차원적으로 이동시킬 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 벨트, 풀리, 및 풀리를 회전시키는 모터를 조합한 벨트 구동 셔틀 기구를 사용한다. 또한, 예를 들어 랙 피니언 기구와 모터의 조합을 사용한다. 또한, 예를 들어 리니어 모터를 사용한다.
제어부(122)는 이동 기구(120)를 제어한다. 예를 들어 스테이지(10)에 대한 노즐(112)의 주사 범위, 스테이지(10)에 대한 노즐(112)의 상대 속도 등을, 원하는 값으로 제어한다. 제어부(122)는, 예를 들어 회로 기판 등의 하드웨어여도, 하드웨어와, 메모리에 기억되는 제어 프로그램 등의 소프트웨어의 조합이어도 된다.
하우징(114)은 스테이지(10), 노즐(112), 이동 기구(120) 등을 내장한다. 하우징(114)은 스테이지(10), 노즐(112), 이동 기구(120) 등을 보호함과 함께, 시료 W에의 처리가 외부 환경으로부터의 영향을 받는 것을 방지한다.
흡기구(116)는, 예를 들어 하우징(114)의 상부에 설치되고, 배기구(118)는, 예를 들어 하우징(114)의 하부에 설치된다.
공기나 질소 가스 등의 기체가 흡기구(116)로부터 하우징(114) 내에 공급되어, 배기구(118)로부터 배출된다. 배기구(118)에는, 예를 들어, 도시하지 않은 펌프가 접속되어 하우징(114) 내의 기체를 배기한다. 기체는 하우징(114) 내에서 상부로부터 하부를 향하여 흐른다. 하우징(114) 내에 소위, 다운 플로우를 형성할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용한 반도체 디바이스의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 이하, 제조하는 반도체 디바이스가, 반도체 디바이스의 양면에 금속 전극을 구비하는, 실리콘(Si)을 사용한 종형 파워 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g는 본 실시 형태의 디바이스의 제조 방법을 도시하는 모식 공정 단면도이다.
먼저, 제1 면(이하, 표면이라고도 칭함)과 제2 면(이하, 이면이라고도 칭함)을 구비하는 실리콘 기판(반도체 기판)(130)의 표면측에, 종형 MOSFET(반도체 소자)의 베이스 영역, 소스 영역, 게이트 절연막, 게이트 전극, 소스 전극 등의 패턴을 형성한다. 그 후, 최상층에 보호막을 형성한다. 보호막은, 예를 들어 폴리이미드 등의 수지막, 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막 등의 무기 절연막이다. 표면측에 형성된 다이싱 영역의 표면에는 실리콘 기판(130)이 노출되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 실리콘 기판(130)의 표면측에 지지 기판(132)을 접합한다(도 12a). 지지 기판(132)은, 예를 들어 석영 유리이다.
다음으로, 실리콘 기판(130)의 이면측을 연삭에 의하여 제거하여 실리콘 기판(130)을 박막화한다. 그 후, 실리콘 기판(130)의 이면측에 금속막(134)을 형성한다(도 12b).
금속막(134)은 MOSFET의 드레인 전극이다. 금속막(134)은, 예를 들어 이종의 금속의 적층막이다. 금속막(134)은, 예를 들어 실리콘 기판(130)의 이면측으로부터 알루미늄/티타늄/니켈/금의 적층막이다. 금속막(134)은, 예를 들어 스퍼터법에 의하여 형성된다.
다음으로, 실리콘 기판(130)의 이면측에 수지 시트(136)를 부착한다. 수지 시트(136)는 소위, 다이싱 시트이다. 수지 시트(136)는, 예를 들어 금속 프레임(138)에 고정되어 있다. 수지 시트(136)는 금속막(134)의 표면에 접착된다. 그 후, 실리콘 기판(130)으로부터 지지 기판(132)을 박리한다(도 12c).
다음으로, 실리콘 기판(130)의 표면측에 형성된 다이싱 영역을 따라, 표면측으로부터 이면측의 금속막(134)이 노출되도록 실리콘 기판(130)에 홈(140)을 형성한다(도 12d). 여기서 다이싱 영역이란, 반도체 칩을 다이싱에 의하여 분할하기 위한 소정의 폭을 구비하는 예정 영역이며, 실리콘 기판(130)의 표면측에 형성된다. 다이싱 영역에는 반도체 소자의 패턴은 형성되지 않는다. 다이싱 영역은, 예를 들어 실리콘 기판(130) 표면측에 격자형으로 형성된다.
홈(140)은, 예를 들어 플라즈마 에칭에 의하여 형성된다. 플라즈마 에칭은, 예를 들어 F계 라디칼을 사용한 등방성 에칭 스텝, CF4계 라디칼을 사용한 보호막 형성 스텝, F계 이온을 사용한 이방성 에칭을 반복하는, 소위, 보쉬 프로세스이다.
홈(140)은, 실리콘 기판(130)의 표면측의 보호막을 마스크에, 전체면 에칭에 의하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 리소그래피를 사용하지 않기 때문에 제조 공정의 간략화 및 저비용화가 가능하다.
다음으로, 실리콘 기판(130)의 표면측에 수지 시트(142)를 부착한다. 수지 시트(142)는 소위, 다이싱 시트이다. 수지 시트(142)는, 예를 들어 금속 프레임(144)에 고정되어 있다. 수지 시트(142)는 표면측의 보호막이나 금속 전극의 표면에 접착된다. 그 후, 이면측의 수지 시트(136)를 박리한다(도 12e).
다음으로, 도 11a, 11b의 반도체 제조 장치를 사용하여 실리콘 기판(130)의 이면측으로부터 금속막(134)에 이산화탄소 입자를 분사한다(도 12f). 먼저, 수지 시트(142)가 스테이지(10)(도 11a, 11b)의 표면에 오도록 프레임(144)을 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 노즐(112)을 이동 기구(120)에 의하여, 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 직선적이고 또한 2차원적으로 이동시키면서, 노즐(112)로부터 이산화탄소 입자를 분사한다. 이동 기구(120)에 의하여 노즐(112)을, 시료 W의 전체면에 이산화탄소 입자가 조사되도록 이동시킨다.
이때, 공기나 질소 가스 등의 기체가 흡기구(116)로부터 하우징(114) 내에 공급되어, 배기구(118)로부터 배출된다. 하우징(114) 내에 다운 플로우가 형성된다.
이산화탄소 입자를 분사함으로써 홈(140)의 이면측의 금속막(134)을 제거한다. 금속막(134)은 이산화탄소 입자에 의하여, 물리적으로 공동부인 홈(140)으로 깎아 떨어뜨려짐으로써 제거된다(도 12g).
이산화탄소 입자는 고체 상태의 이산화탄소이다. 이산화탄소 입자는 소위, 드라이아이스이다. 이산화탄소 입자의 형상은, 예를 들어 펠릿형, 분말형, 구형, 또는 부정형이다.
이산화탄소 입자는 질소 가스와 함께 노즐로부터 분사되어, 금속막(134)에 분사된다. 이산화탄소 입자의 평균 입경이 10㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한 이산화탄소 입자가 금속막(134)에 분사될 때의 금속막(134) 표면에서의 스폿 직경은, 예를 들어 φ3㎜ 이상 φ10㎜ 이하인 것이 바람직하다.
이산화탄소 입자를 분사하여 금속막(134)을 제거할 때, 도 12f에 도시한 바와 같이 수지 시트(142)의 영역을 마스크(146)로 덮는 것이 바람직하다. 수지 시트(142)의 영역을 마스크(146)로 덮음으로써, 예를 들어 수지 시트(142)가 이산화탄소 입자에 의한 충격으로 프레임(144)으로부터 박리되는 것을 억제할 수 있다. 마스크(146)는, 예를 들어 금속이다.
그 후, 실리콘 기판(130)의 표면측의 수지 시트(142)를 박리함으로써, 분할된 복수의 MOSFET가 얻어진다.
이하, 본 실시 형태의 처리 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
종형 MOSFET와 같이 실리콘 기판(130)의 이면측에도 금속막(134)이 형성되는 경우, 다이싱할 때 다이싱 영역의 이면측의 금속막(134)도 제거할 필요가 있다. 예를 들어 블레이드 다이싱에 의하여 반도체 기판(130)과 금속막(134)을 표면측으로부터 동시에 제거하는 경우, 다이싱 영역의 홈(140) 단부의 금속막(134)이 이면측으로 말려 올라가, 소위, 버가 발생한다.
금속막(134)의 버가 발생하면, 예를 들어 반도체 칩이 외관 검사 불량으로 되어 제품화되지 못할 우려가 있다. 또한, 예를 들어 반도체 칩과 베드를 땜납 등의 접합재에 의하여 접합할 때, 버 부분에서 밀착성이 나빠짐으로써 접합 불량이 발생할 우려가 있다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용한 다이싱에서는, 실리콘 기판(130)의 다이싱 영역을 따라 홈(140)을 형성한 후, 금속막(134)에 이면측으로부터 이산화탄소 입자를 분사하여, 홈부(140)에 걸쳐져 있는 부분의 금속막(134)을 제거한다. 제거된 금속막(134)은, 공동으로 되어 있는 홈부(140)로 깎아 떨어뜨려지기 때문에, 버의 발생이 억제된다. 또한 홈부(140)의 금속막(134)만을 자기 정합적으로 제거하는 것이 가능하다.
홈부(140)에 걸쳐져 있는 부분의 금속막(134)의 제거는, 주로 이산화탄소 입자의 물리적 충격에 의하여 발생하고 있는 것이라 생각된다. 게다가 금속막(134)이 저온의 이산화탄소 입자에 의하여 급냉되는 것, 및 금속막(134)에 충돌한 이산화탄소가 기화 팽창하는 힘이 가해지는 것에 의하여, 물리 충격에 의한 금속막(134)의 제거 효과를 촉진하는 것이라 생각된다.
또한 본 실시 형태의 반도체 제조 장치에서는, 스테이지(10)의 표면이, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 경사져 있다. 그리고 흡기구(116)와 배기구(118)를 설치하여, 하우징(114) 내에 제어된 기류가 형성된다. 이 구성에 의하여, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 금속막(134)이 하우징(114) 내의 기체의 흐름으로 인하여 배기구(118)로부터 배출된다. 따라서 제거된 금속막(134)이 시료 W에 재부착되거나, 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한 제거된 금속막(134)이 시료 W에 재부착되는 것을 억제하는 관점에서, 노즐(12)은 도 11a에 도시한 바와 같이 수평면보다도 중력 방향을 향하여 경사져 있는 것이 바람직하다.
또한 실리콘 기판(130)의 이면측에 금속막 대신 수지막을 구비하는 반도체 장치를 제조하는 경우에도, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 이산화탄소 입자를 분사함으로써 금속막 대신 수지막을 제거한다.
이상, 본 실시 형태의 처리 장치에 의하면, 다이싱 시의 금속막 또는 수지막의 형상 이상의 억제가 가능해진다. 또한 제거하는 금속막 또는 수지막의 재부착이나, 잔사로서의 잔존을 억제하는 것이 가능해진다.
(제11 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 스테이지의 표면의, 중력 방향에 수직인 평면에 대한 경사각을 변화시키는 제1 경사 기구를 갖는 점, 이동 기구가 노즐이 아니라 스테이지를 이동시키는 점 이외에는 제10 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제10 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 13은 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 13은 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 제1 경사 기구(124)를 구비한다. 제1 경사 기구(124)는, 스테이지(10)의 표면의, 중력 방향에 수직인 평면에 대한 경사각을 변화시킨다. 제1 경사 기구(124)의 경사각은, 예를 들어 제어부(122)에 의하여 제어된다.
제1 경사 기구(124)는, 예를 들어 회전축과 스테핑 모터를 조합한 회전 경사 기구이다. 스테이지(10)의 경사각에서, 제거된 금속막이나 수지막이, 흡기구(116)와 배기구(118)를 사용하여 형성되는 하우징(114) 내의 기류에 의하여 효율적으로 운반되도록 설정하는 것이 가능하다.
또한 본 실시 형태에서는, 이동 기구(120)는 노즐(112)이 아니라 스테이지(10)를 2차원적으로 이동시킨다. 노즐(112)은 고정되어 있다.
본 실시 형태에 따르면, 제10 실시 형태 효과 외에, 제거된 금속막이나 수지막이 재부착되거나 홈 내의 잔사로 되는 것을 억제하는 관점에서, 스테이지(10)의 경사각을, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
(제12 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 하우징 내의 분위기를 냉각하는 냉각 기구를 구비하는 것 이외에는 제10 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제10 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 14는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 14는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 하우징(114) 내의 분위기를 냉각하는 냉각 기구(126)를 구비한다. 냉각 기구(126)는, 예를 들어 히트 펌프를 사용한다.
본 실시 형태에 따르면, 하우징(114) 내의 온도를 낮춤으로써, 노즐로부터 분출되는 이산화탄소 입자의 기화를 억제한다. 따라서 금속막이나 수지막의 제거 효율이 향상된다. 또한 하우징(114) 내의 온도를 실온 이하의 소정의 온도로 유지함으로써, 시료 W의 가공 처리를 높은 재현성으로 행하는 것이 가능해진다.
(제13 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 노즐의, 스테이지의 표면에 대한 경사각을 변화시키는 제2 경사 기구를 갖는 것 이외에는 제10 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제10 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 15는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 15는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 제2 경사 기구(128)를 구비한다. 제2 경사 기구(128)는, 노즐(112)의 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 변화시킨다. 제2 경사 기구(128)의 경사각은, 예를 들어 제어부(122)에 의하여 제어된다.
제2 경사 기구(128)는, 예를 들어 회전축과 스테핑 모터를 조합한 회전 경사 기구이다. 노즐(112)의 경사각을, 시료 W의 금속막이나 수지막을 제거하는 데 있어서 최적의 조건으로 설정하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치를 사용한 제조 방법에서는, 노즐(112)의, 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 90° 미만으로 한 상태, 예를 들어 15° 이상 45° 이하의 상태에서 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다.
본 실시 형태에 따르면, 제10 실시 형태 효과 외에, 제거된 금속막이나 수지막이 재부착되거나 홈 내의 잔사로 되는 것을 억제하는 관점에서, 노즐(112)의 경사각을, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
또한 노즐(112)이 스테이지(10)의 표면에 대하여 90° 미만의 경사각을 갖도록 고정된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 구성에 의하더라도, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 금속막이나 수지막이 재부착되거나, 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되는 것을 억제할 수 있다.
(제14 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 스테이지를 회전시키는 회전 기구를 구비하는 점, 이동 기구에 의하여 노즐이 1차원적으로 이동하는 점 이외에는 제10 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제10 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 16a, 16b는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 16a는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 16b는 스테이지의 상면도이다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 지지축(162), 회전 기구(164)를 더 구비한다.
스테이지(10)는 지지축(162)에 고정된다. 회전 기구(164)는 스테이지(10)를 회전시킨다. 회전 기구(164)는, 예를 들어 모터와, 지지축(162)을 회전 가능하게 보유 지지하는 베어링을 구비한다. 회전 기구(164)에 의하여 스테이지(10)는 회전축 C를 중심으로 하여 회전한다.
이동 기구(120)는 도 16a, 16b에 화살표로 나타낸 바와 같이, 스테이지(10)와 노즐(112)을 스테이지의 회전축 C에 수직인 방향으로 직선적으로 상대 이동시킨다. 예를 들어 스테이지의 회전축 C와 시료 W의 단부 사이를 반복하여 주사하도록 노즐(112)을 이동시킨다. 도 16a, 16b에서는, 이동 기구(120)에 의하여 스테이지(10)가 아니라 노즐(112)을 이동시키는 경우를 도시한다.
이동 기구(120)는, 노즐(112)을 스테이지(10)에 대하여 직선적으로 왕복 이동할 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 벨트, 풀리, 및 풀리를 회전시키는 모터를 조합한 벨트 구동 셔틀 기구를 사용한다. 또한, 예를 들어 랙 피니언 기구와 모터의 조합을 사용한다. 또한, 예를 들어 리니어 모터를 사용한다.
본 실시 형태의 반도체 장치의 제조 방법에서는, 도 16a, 16b의 반도체 제조 장치를 사용하여 실리콘 기판(130)의 이면측으로부터 금속막(134)에 이산화탄소 입자를 분사한다. 이때, 수지 시트(142)가 스테이지(10)(도 16a, 16b)의 표면에 오도록 프레임(144)을 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 회전 구동 기구(164)에 의하여 스테이지(10)를 회전시킨다. 도 16b에 도시한 바와 같이, 노즐(112)을 이동 기구(120)에 의하여 스테이지(10)의 회전축에 수직인 방향으로 직선 왕복 운동시키면서 노즐(112)로부터 이산화탄소 입자를 분사한다.
본 실시 형태의 반도체 제조 장치에서는, 회전하는 스테이지(10) 상의 시료에 이산화탄소 입자를 분사한다. 따라서 고정된 스테이지 상의 시료에 이산화탄소 입자를 분사하는 경우에 비하여, 시료 표면에 불균일 없이 이산화탄소 입자를 분사하는 것이 가능해진다. 따라서 제1 실시 형태의 효과 외에, 금속막(134)을 높은 균일성으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 회전하는 시료에 이산화탄소 입자를 분사하기 때문에, 이산화탄소 입자의 충돌 속도에 시료의 속도가 가산된다. 따라서 이산화탄소 입자가 금속막(134)에 충돌할 때의 속도가 커진다. 따라서 금속막(134)을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
(제15 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 노즐을 복수 구비하는 것 이외에는 제10 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제10 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 17은 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 17은 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 17에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 반도체 제조 장치는 3개의 노즐(112)을 구비하고 있다. 노즐(112)은 2개 이상이면 되며, 3개에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에 따르면, 복수의 노즐(112)을 구비함으로써, 처리의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(제16 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 스테이지와 노즐을 스테이지의 표면에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는 것 이외에는 제10 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제10 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 18은 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 18은 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 18에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 스테이지(10)와 노즐(112)을 스테이지의 표면에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구(120)를 구비한다. 여기서는, 이동 기구(120)는, 스테이지(10)와 노즐(112)을 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로도 상대 이동시키는 기능을 구비한다. 스테이지(10)와 노즐(112)을 스테이지의 표면에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를, 스테이지(10)와 노즐(112)을 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 이동시키는 이동 기구와 상이한, 별도의 이동 기구로서 설치해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 스테이지(10)와 노즐(112) 사이의 거리를, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해져, 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
(제17 실시 형태)
본 실시 형태의 처리 장치는, 스테이지의 표면이 오목형인 것 이외에는 제10 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제10 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 19는 본 실시 형태의 처리 장치의 모식도이다. 도 19는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 19에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 반도체 제조 장치는, 스테이지(10)의 표면이 오목형이다. 이로 인하여, 스테이지(10)에 시료 W를 적재했을 때 스테이지(10)와 시료 W 사이에 공간(60)이 형성된다.
본 실시 형태에 따르면, 스테이지(10)와 시료 W 사이에 공간(160)이 형성되기 때문에, 예를 들어 실리콘 기판(130)을 다이싱할 때, 다이싱에 의하여 분할된 복수의 MOSFET을 스테이지의 오목부에서 받는 것이 가능해진다. 따라서 표면측 및 이면측의 다이싱 시트를 부착하는 공정을 생략하는 것이 가능해진다. 따라서 처리의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
이상, 제10 내지 제17 실시 형태에서는, 반도체 소자가 종형 MOSFET인 경우를 예로 들어 설명했지만, 반도체 소자는 종형 MOSFET에 한정되는 것은 아니다.
또한 제10 내지 제17 실시 형태에서는, 다이싱 시의 금속막 또는 수지막의 제거를 예로 들어 설명했지만, 실시 형태의 처리 장치를, 예를 들어 반도체 기판 표면의 세정에 적용하는 것도 가능하다.
또한 제10 내지 제17 실시 형태에서는, 분사하는 물질이 이산화탄소를 포함하는 입자인 경우를 예로 들어 설명했지만, 분사하는 물질은, 예를 들어 가압된 물, 지립을 포함하는 가압된 물, 이산화탄소 입자 이외의 입자 등, 그 외의 물질이어도 된다. 예를 들어 노즐로부터의 분사 시에는 고체이고, 상온 등의, 기판이 놓인 분위기 중에서는 기화하는 기타 입자를 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어 질소 입자나 아르곤 입자를 적용하는 것도 가능하다.
또한 제10 내지 제17 실시 형태에서는, 반도체 제조 장치를 예로 들어 설명했지만, 본 발명을 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 제조 장치에 적용하는 것도 가능하다.
또한 제10 내지 제17 실시 형태에서는, 노즐이 시료의 일부 영역에 물질을 분사하고, 스테이지와 노즐을 상대 이동시킴으로써 시료의 전역을 처리하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 예를 들어 시료 전역에 노즐로부터 물질을 동시에 분사 가능하게 구성하여, 시료 전역을 일괄하여 처리할 수도 있다. 예를 들어 노즐 직경을 시료의 크기와 동등 이상으로 하거나 다수의 노즐을 조합하거나 함으로써, 시료 전역을 일괄하여 처리하는 노즐을 구성할 수 있다.
(제18 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 시료에 홈을 형성하는 다이싱 유닛과, 홈이 형성된 시료에 입자를 분사하여 시료의 적어도 일부를 제거하는 노즐을 갖는 처리 유닛을 구비한다.
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 예를 들어 반도체 기판의 다이싱에 사용되는 다이싱 장치이다.
본 실시 형태에서는, 시료에 분사하는 입자가 이산화탄소를 포함하는 입자인 경우를 예로 들어 설명한다. 또한 이산화탄소를 함유하는 입자(이하, 간단히 이산화탄소 입자라고도 기술함)란, 이산화탄소를 주성분으로 하는 입자이다. 이산화탄소 외에, 예를 들어 불가피적인 불순물이 함유되어 있어도 된다.
도 20은 본 실시 형태의 다이싱 장치의 블록도이다. 본 실시 형태의 다이싱 장치는 카세트 다이(100), 다이싱 유닛(200), 처리 유닛(300)을 구비한다.
본 실시 형태의 다이싱 장치에는, 도시하지 않은 반송 기구가 설치된다. 반송 기구는, 카세트 다이(100), 다이싱 유닛(200), 처리 유닛(300)의 각각의 사이에서의 시료(워크)의 이동을 가능하게 한다. 반송 기구는, 예를 들어 시료를 흡착하여 보유 지지하는 반송 아암과, 반송 아암을 이동시키는 반송 로봇을 구비한다.
카세트 다이(100)은 시료가 보유 지지되는 카세트를 적재한다. 시료에는, 예를 들어 다이싱 영역(분할 예정 라인)으로 구획된 복수의 디바이스가 형성되어 있다.
본 실시 형태의 다이싱 장치에서 가공되는 시료는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 실리콘, 질화갈륨계 반도체, 실리콘 카바이드 등의 반도체 웨이퍼, 반도체 제품의 패키지, 또는 세라믹, 유리 등의 무기 재료 기판 등이다. 시료의 한쪽 면, 또는 양쪽 면에 금속막 또는 수지막이 형성된 시료여도 된다.
시료는, 예를 들어 환형 다이싱 프레임에 부착된 다이싱 시트 상에 부착됨으로써 다이싱 프레임에 고정된다. 다이싱 시트는 수지막이다. 카세트 다이(100)에 적재되는 카세트에는, 예를 들어 각각이 다이싱 프레임에 고정된 복수의 시료가 보유 지지된다.
도 21은 본 실시 형태의 다이싱 유닛의 모식도이다. 다이싱 유닛(200)은 시료 W의 다이싱 영역에 홈을 형성하는 기능을 구비한다.
다이싱 유닛(200)은 XY 테이블(2), 회전 블레이드(4)를 구비하고 있다. XY 테이블(2)은 시료 W를 적재한다. XY 테이블(2)은 2차원 평면 내에서 이동한다. 회전 블레이드(4)는 회전축을 중심으로 하여 회전하여, 시료에의 홈의 형성, 또는 홈의 형성에 의한 시료의 절단을 행한다. 회전 블레이드(4)는 XY 테이블(2)에 대하여 상하 방향으로 이동이 가능하다.
도 22a, 22b는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 22a는 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 22b는 스테이지의 상면도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 스테이지(10), 노즐(216), 이동 기구(218), 제어부(220), 처리실(222)을 구비한다.
스테이지(10)는, 처리하는 시료 W를 적재 가능하게 구성되어 있다. 스테이지(10)는, 예를 들어 다이싱 프레임 F에 고정된 시료 W를 적재한다.
노즐(216)은, 홈이 형성된 시료 W에 입자를 분사하여 시료 W의 적어도 일부를 제거한다. 노즐(216)은, 홈에 대응하는 부분의 시료 W를 제거한다. 노즐(216)로부터는 이산화탄소 입자가 분사된다. 이산화탄소 입자는 고체 상태의 이산화탄소이다. 이산화탄소 입자는 소위, 드라이아이스이다. 이산화탄소 입자의 형상은, 예를 들어 펠릿형, 분말형, 구형, 또는 부정형이다.
입자는 이산화탄소 입자에 한정되는 것은 아니다. 입자는, 이산화탄소 입자와 같이 상압 하에서 승화하는 재료의 입자인 것이 바람직하다.
노즐(216)은, 예를 들어, 도시하지 않은 액화 탄산 가스의 봄베에 접속된다. 봄베 내의 액화 탄산 가스를 단열팽창에 의하여 고체화하여 이산화탄소 입자가 생성된다. 노즐(216)은, 예를 들어, 도시하지 않은 질소 가스의 공급원에 접속된다. 생성된 이산화탄소 입자를, 예를 들어 질소 가스와 함께, 스테이지(10)에 적재된 시료 W를 향하여 노즐(216)로부터 분사한다.
노즐(216)의 직경은, 예를 들어 φ1㎜ 이상 φ3㎜ 이하이다. 또한 노즐(216)과 시료 W의 표면의 거리는, 예를 들어 10㎜ 이상 20㎜ 이하로 설정된다.
이동 기구(218)는, 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 직선적, 2차원적으로 상대 이동시킨다. 예를 들어 도 22b에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이, 스테이지(10) 상의 시료 W의 표면 전역을 주사하도록 노즐(216)을 이동시킨다. 도 22a, 22b에서는, 이동 기구(218)에 의하여 스테이지(10)가 아니라 노즐(216)을 이동시키는 경우를 도시한다.
이동 기구(218)는, 노즐(216)을 스테이지(10)에 대하여 2차원적으로 이동시킬 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 벨트, 풀리, 및 풀리를 회전시키는 모터를 조합한 벨트 구동 셔틀 기구를 사용한다. 또한, 예를 들어 랙 피니언 기구와 모터의 조합을 사용한다. 또한, 예를 들어 리니어 모터를 사용한다.
제어부(220)는 이동 기구(218)를 제어한다. 예를 들어 스테이지(10)에 대한 노즐(216)의 주사 범위, 스테이지(10)에 대한 노즐(216)의 상대 속도 등을, 원하는 값으로 제어한다. 제어부(220)는, 예를 들어 회로 기판 등의 하드웨어여도, 하드웨어와, 메모리에 기억되는 제어 프로그램 등의 소프트웨어의 조합이어도 된다.
하우징(222)은 스테이지(10), 노즐(216), 이동 기구(218) 등을 내장한다. 하우징(222)은 스테이지(10), 노즐(216), 이동 기구(218) 등을 보호함과 함께, 시료 W에의 처리가 외부 환경으로부터의 영향을 받는 것을 방지한다.
다음으로, 본 실시 형태의 다이싱 장치를 사용한 다이싱 방법의 일례를 나타낸다. 이하, 다이싱되는 시료 W가, 반도체 디바이스의 양면에 금속 전극을 구비하는, 실리콘(Si)을 사용한 종형 파워 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 23a, 23b, 23c는 본 실시 형태의 다이싱 방법을 도시하는 모식 공정 단면도이다.
시료 W는, 제1 면(이하, 표면이라고도 칭함)과 제2 면(이하, 이면이라고도 칭함)을 구비하는 실리콘 기판(반도체 기판)(230)의 표면측에, 종형 MOSFET(반도체 소자)의 베이스 영역, 소스 영역, 게이트 절연막, 게이트 전극, 소스 전극 등의 패턴이 형성되어 있다. 최상층에는 보호막이 형성되어 있다. 보호막은, 예를 들어 폴리이미드 등의 수지막, 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막 등의 무기 절연막이다. 표면측에 형성된 다이싱 영역의 표면에는 실리콘 기판(230)이 노출되어 있다.
실리콘 기판(230)의 이면측에는 금속막(234)이 형성되어 있다(도 23a). 금속막(234)은 MOSFET의 드레인 전극이다. 금속막(234)은, 예를 들어 이종의 금속의 적층막이다. 금속막(234)은, 예를 들어 실리콘 기판(230)의 이면측으로부터 알루미늄/티타늄/니켈/금의 적층막이다.
시료 W는 금속 다이싱 프레임(238)에 고정된다. 실리콘 기판(230)의 이면측에 수지 시트(236)를 부착한다. 수지 시트(236)는 소위, 다이싱 시트이다. 수지 시트(236)는 다이싱 프레임(238)에 고정되어 있다. 수지 시트(236)는 금속막(234)의 표면에 접착된다.
다이싱 프레임(238)에 고정된 시료 W는 카세트에 삽입된다. 카세트는 카세트 다이(100)(도 20)에 적재된다.
다음으로, 카세트로부터 시료 W가 반송 기구에 의하여 다이싱 유닛(200)의 XY 스테이지(2) 상에 적재된다. 다음으로, 회전 블레이드(4)가 시료 W의 다이싱 영역에 위치 정렬된다. 그리고 회전 블레이드(4)가 시료 W를 향하여 하방으로 이동하여, 시료 W가 회전 블레이드(4)에 의하여 절입된다.
회전 블레이드(4)에 의하여, 시료 W의 다이싱 영역을 따라 홈(240)이 형성된다. 홈(240)은 이면의 금속막(234)도 관통하도록 형성된다.
다이싱 영역은, 예를 들어 실리콘 기판(230) 표면측에 격자형으로 형성된다. 실리콘 기판(230)은, 다이싱 영역을 따라 절단되어 복수의 MOSFET으로 분리된다(도 23b).
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 처리 유닛(300)의 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 실리콘 기판(230)의 표면측으로부터 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다(도 23c).
먼저, 수지 시트(236)가 스테이지(10)의 표면에 오도록 다이싱 프레임(238)을 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 도 22b에 도시한 바와 같이, 노즐(216)을 이동 기구(218)에 의하여, 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 직선적이고 또한 2차원적으로 이동시키면서, 노즐(216)로부터 이산화탄소 입자를 분사한다. 이동 기구(218)에 의하여 노즐(216)을, 시료 W의 전체면에 이산화탄소 입자가 분사되도록 이동시킨다. 노즐(16)은 시료 W의 표면을 주사하여, 시료 W의 표면의 전체면에 이산화탄소 입자를 분사한다.
이산화탄소 입자를 분사함으로써, 회전 블레이드(4)에 의한 다이싱 시에, 홈(240)의 측면이나 코너부 등의 가공면에 발생하는 버를 제거한다. 동시에, 회전 블레이드(4)에 의한 다이싱 시에, 시료 W에 부착된 파티클 등도 제거된다.
이산화탄소 입자는 질소 가스와 함께 노즐로부터 분사되어, 시료 W에 분사된다. 이산화탄소 입자의 평균 입경이 10㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한 이산화탄소 입자가 시료 W에 분사될 때의 시료 W에 표면에서의 스폿 직경은, 예를 들어 φ3㎜ 이상 φ10㎜ 이하인 것이 바람직하다.
이산화탄소 입자를 분사할 때, 도 23c에 도시한 바와 같이 수지 시트(236)의 영역을 마스크(246)로 덮는 것이 바람직하다. 수지 시트(236)의 영역을 마스크(246)로 덮음으로써, 예를 들어 수지 시트(236)가 이산화탄소 입자에 의한 충격으로 다이싱 프레임(238)으로부터 박리되는 것을 억제할 수 있다. 마스크(246)는, 예를 들어 금속이다.
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 카세트 다이(100) 상의 카세트에 수납한다. 그 후, 예를 들어 다른 시료 W를 카세트로부터 취출하여, 마찬가지의 방법으로 다이싱을 행해도 된다.
이하, 본 실시 형태의 처리 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
종형 MOSFET과 같이 실리콘 기판(230)의 이면측에도 금속막(234)이 형성되는 경우, 다이싱할 때 다이싱 영역의 이면측의 금속막(234)도 제거할 필요가 있다. 예를 들어 회전 블레이드에 의한 블레이드 다이싱에 의하여 반도체 기판(230)과 금속막(234)을 표면측으로부터 동시에 제거하는 경우, 다이싱 영역의 홈(240) 단부(코너부)의 금속막(234)이 이면측으로 말려 올라가, 소위, 버가 발생한다. 또한 홈(240)의 측면의 실리콘 기판(230)이나 홈(240)의 측면의 금속막(234)에도 버가 발생한다.
금속막(234)의 버가 발생하면, 예를 들어 반도체 칩이 외관 검사 불량으로 되어 제품화되지 못할 우려가 있다. 또한, 예를 들어 반도체 칩과 베드를 땜납 등의 접합재에 의하여 접합할 때, 버 부분에서 밀착성이 나빠짐으로써 접합 불량이 발생할 우려가 있다. 따라서 제품 수율이 저하될 우려가 있다.
또한 홈(240)의 측면의 실리콘 기판(230)이나 홈(240)의 측면의 금속막(234)에 발생하는 버도 반도체 칩의 실장 불량의 요인으로 되어, 제품 수율이 저하될 우려가 있다.
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 시료 W의 다이싱 영역을 따라 홈(240)을 형성한 후, 시료 W의 표면측으로부터 이산화탄소 입자를 분사하여, 실리콘 기판(230)이나 금속막(234)의 가공면에 발생하는 버를 제거한다.
홈(240)의 가공면의 버의 제거는, 주로 이산화탄소 입자의 물리적 충격에 의하여 발생하는 것이라 생각된다. 게다가 실리콘 기판(230)이나 금속막(234)이 저온의 이산화탄소 입자에 의하여 급냉되는 것, 및 실리콘 기판(230)이나 금속막(234)에 충돌한 이산화탄소가 기화 팽창하는 힘이 가해지는 것에 의하여, 물리 충격에 의한 버의 제거 효과를 촉진하는 것이라 생각된다.
또한 본 실시 형태의 다이싱 장치에서는, 버의 제거뿐만 아니라, 예를 들어 회전 블레이드(4)에 의한 홈(240)의 형성 시에, 시료 W에 부착된 파티클 등을 이산화탄소 입자의 분사에 의하여 제거하는 것이 가능해진다.
또한 실리콘 기판(230)의 이면측에 금속막 대신 수지막을 구비하는 시료를 다이싱하는 경우에도, 본 실시 형태의 다이싱 장치를 사용하여 다이싱하는 것이 가능하다. 또는 금속막이나 수지막을 구비하지 않는 실리콘 기판을, 본 실시 형태의 다이싱 장치를 사용하여 다이싱하는 것이 가능하다. 어떠한 경우에 있어서도, 홈(240)의 가공면에 발생하는 버를 제거하는 것이 가능해진다.
이상, 본 실시 형태에 따르면, 시료를 다이싱할 때 발생하는 버나 파티클의 제거를 가능하게 하는 다이싱 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
(제19 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 시료의 한쪽 면측에 부착된 제1 수지 시트를 박리하고, 시료의 다른 쪽 면에 제2 수지 시트를 부착하는 수지 시트 리커버링 유닛을 더 구비한다. 본 실시 형태의 다이싱 장치는, 수지 시트 리커버링 유닛을 구비하는 점 이외에는 제18 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제18 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 24는 본 실시 형태의 다이싱 장치의 블록도이다. 본 실시 형태의 다이싱 장치는 카세트 다이(100), 다이싱 유닛(200), 처리 유닛(300), 수지 시트 리커버링 유닛(400)을 구비한다.
도 25는 본 실시 형태의 수지 시트 리커버링 유닛의 모식도이다. 수지 시트 리커버링 유닛(400)은, 시료 W의 한쪽 면측에 부착된 제1 수지 시트를 박리하고, 시료의 다른 쪽 면에 제2 수지 시트를 부착하는 기능을 구비한다.
수지 시트 리커버링 유닛(400)은 제1 척부(6), 제2 척부(8)를 구비하고 있다. 제1 척부(6)는 제1 다이싱 프레임 F1을 보유 지지한다. 제1 다이싱 프레임 F1에는, 시료 W가 제1 수지 시트에 부착되어 고정된다.
제2 척부(8)는, 리커버링용 제2 수지 시트가 부착된 제2 다이싱 프레임 F2를 보유 지지한다. 제2 척부(8)는 상하 이동 및 회전 이동이 가능하다.
예를 들어 제2 다이싱 프레임 F2를 보유 지지한 제2 척부(8)를 하방으로 이동시킨다. 그리고 제2 수지 시트를 시료 W에 밀착시킴으로써, 제2 수지 시트에 부착된 시료 W를 제2 다이싱 프레임 F2에 고정한다. 그 후, 시료 W와 제1 수지 시트를 박리함으로써 수지 시트를 리커버링한다.
다음으로, 본 실시 형태의 다이싱 장치를 사용한 다이싱 방법의 일례를 나타낸다. 이하, 다이싱되는 시료 W가, 반도체 디바이스의 양면에 금속 전극을 구비하는, 실리콘(Si)을 사용한 종형 파워 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 26a, 26b, 26c, 26d는 본 실시 형태의 다이싱 방법의 일례를 도시하는 모식 공정 단면도이다.
시료 W는, 제1 면(이하, 표면이라고도 칭함)과 제2 면(이하, 이면이라고도 칭함)을 구비하는 실리콘 기판(반도체 기판)(230)의 표면측에, 종형 MOSFET(반도체 소자)의 베이스 영역, 소스 영역, 게이트 절연막, 게이트 전극, 소스 전극 등의 패턴이 형성되어 있다. 최상층에는 보호막이 형성되어 있다. 보호막은, 예를 들어 폴리이미드 등의 수지막, 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막 등의 무기 절연막이다. 표면측에 형성된 다이싱 영역의 표면에는 실리콘 기판(230)이 노출되어 있다.
실리콘 기판(230)의 이면측에는 금속막(234)이 형성되어 있다(도 26a). 금속막(234)은 MOSFET의 드레인 전극이다. 금속막(234)은, 예를 들어 이종의 금속의 적층막이다. 금속막(234)은, 예를 들어 실리콘 기판(230)의 이면측으로부터 알루미늄/티타늄/니켈/금의 적층막이다.
시료 W는 금속 다이싱 프레임(제1 다이싱 프레임)(238)에 고정된다. 실리콘 기판(230)의 이면측에 수지 시트(제1 수지 시트)(236)를 부착한다. 수지 시트(236)는 소위, 다이싱 시트이다. 수지 시트(236)는 다이싱 프레임(238)에 고정되어 있다. 수지 시트(236)는 금속막(234)의 표면에 접착된다.
다이싱 프레임(238)에 고정된 시료 W는 카세트에 삽입된다. 카세트는 카세트 다이(100)(도 24)에 적재된다.
다음으로, 카세트로부터 시료 W가 반송 기구에 의하여 다이싱 유닛(200)의 XY 스테이지(2) 상에 적재된다. 다음으로, 회전 블레이드(4)가 시료 W의 다이싱 영역에 위치 정렬된다. 그리고 회전 블레이드(4)가 시료 W를 향하여 하방으로 이동하여, 시료 W가 회전 블레이드(4)에 의하여 절입된다.
회전 블레이드(4)에 의하여, 시료 W의 다이싱 영역을 따라 홈(240)이 형성된다. 홈은 이면의 금속막(234)도 관통하도록 형성된다.
다이싱 영역은, 예를 들어 실리콘 기판(230) 표면측에 격자형으로 형성된다. 실리콘 기판(230)은 다이싱 영역을 따라 절단되어 복수의 MOSFET으로 분리된다(도 26b).
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 수지 시트 리커버링 유닛(400)의 제1 척부(6) 상에 보유 지지한다. 그리고 제2 척부(8)를 하강시켜, 시료 W의 표면(다른 쪽의 면)측에 수지 시트(제2 수지 시트)(242)를 부착한다. 수지 시트(242)는 표면측의 보호막이나 금속 전극의 표면에 접착된다. 수지 시트(242)는 다이싱 프레임(제2 다이싱 프레임)(244)에 고정되어 있다.
다음으로, 시료 W의 이면(한쪽 면)측에 부착된 수지 시트(제1 수지 시트)(236)를 박리한다. 시료 W는 다이싱 프레임(제2 다이싱 프레임)(244)에 고정된다(도 26c).
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 처리 유닛(300)의 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 실리콘 기판(230)의 이면측, 즉 금속막(234)측으로부터 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다(도 26d).
먼저, 수지 시트(242)가 스테이지(10)의 표면에 오도록 다이싱 프레임(238)을 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 도 22b에 도시한 바와 같이 노즐(216)을 이동 기구(218)에 의하여, 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 직선적이고 또한 2차원적으로 이동시키면서, 노즐(216)로부터 이산화탄소 입자를 분사한다. 이동 기구(218)에 의하여 노즐(216)을, 시료 W의 전체면에 이산화탄소 입자가 분사되도록 이동시킨다.
이산화탄소 입자를 분사할 때, 도 26d에 도시한 바와 같이 수지 시트(242)의 영역을 마스크(246)로 덮는 것이 바람직하다. 수지 시트(242)의 영역을 마스크(246)로 덮음으로써, 예를 들어 수지 시트(242)가 이산화탄소 입자에 의한 충격으로 다이싱 프레임(244)으로부터 박리되는 것을 억제할 수 있다. 마스크(246)는, 예를 들어 금속이다.
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 카세트 다이(100) 상의 카세트에 수납한다. 그 후, 예를 들어 다른 시료 W를 카세트로부터 취출하여, 마찬가지의 방법으로 다이싱을 행해도 된다.
이상의 다이싱 방법에 의하면, 수지 시트 리커버링 유닛(400)을 사용함으로써, 버가 발생하기 쉬운 시료 W의 이면측으로부터 이산화탄소 입자를 분사한다. 따라서 제1 실시 형태의 다이싱 방법과 비교하여, 버의 제거 작용이 더 향상된다.
도 27a, 27b, 27c, 27d, 27e는 본 실시 형태의 다이싱 방법의 다른 일례를 도시하는 모식 공정 단면도이다.
시료 W는, 제1 면(이하, 표면이라고도 칭함)과 제2 면(이하, 이면이라고도 칭함)을 구비하는 실리콘 기판(반도체 기판)(230)의 표면측에, 종형 MOSFET(반도체 소자)의 베이스 영역, 소스 영역, 게이트 절연막, 게이트 전극, 소스 전극 등의 패턴이 형성되어 있다. 최상층에는 보호막이 형성되어 있다. 보호막은, 예를 들어 폴리이미드 등의 수지막, 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막 등의 무기 절연막이다. 표면측에 형성된 다이싱 영역의 표면에는 실리콘 기판(230)이 노출되어 있다.
실리콘 기판(230)의 이면측에는 금속막(234)이 형성되어 있다(도 27a). 금속막(234)은 MOSFET의 드레인 전극이다. 금속막(234)은, 예를 들어 이종의 금속의 적층막이다. 금속막(234)은, 예를 들어 실리콘 기판(230)의 이면측으로부터 알루미늄/티타늄/니켈/금의 적층막이다.
시료 W는 금속 다이싱 프레임(제1 다이싱 프레임)(238)에 고정된다. 실리콘 기판(230)의 이면측에 수지 시트(제1 수지 시트)(236)를 부착한다. 수지 시트(236)는 소위, 다이싱 시트이다. 수지 시트(236)는 다이싱 프레임(238)에 고정되어 있다. 수지 시트(236)는 금속막(234)의 표면에 접착된다.
다이싱 프레임(238)에 고정된 시료 W는 카세트에 삽입된다. 카세트는 카세트 다이(100)(도 24)에 적재된다.
다음으로, 카세트로부터 시료 W가 반송 기구에 의하여 다이싱 유닛(200)의 XY 스테이지(2) 상에 적재된다. 다음으로, 회전 블레이드(4)가 시료 W의 다이싱 영역에 위치 정렬된다. 그리고 회전 블레이드(4)가 시료 W를 향하여 하방으로 이동하여, 시료 W가 회전 블레이드(4)에 의하여 절입된다.
회전 블레이드(4)에 의하여, 시료 W의 다이싱 영역을 따라 홈(240)이 형성된다. 홈(240)은, 이면의 금속막(234)이 노출되고, 또한 금속막(234)이 잔존하도록 형성된다(도 27b).
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 수지 시트 리커버링 유닛(400)의 제1 척부(6) 상에 유지한다. 그리고 제2 척부(8)를 하강시켜, 시료 W의 표면측에 수지 시트(제2 수지 시트)(242)를 부착한다. 수지 시트(242)는 표면측의 보호막이나 금속 전극의 표면에 접착된다. 수지 시트(242)는 다이싱 프레임(제2 다이싱 프레임)(244)에 고정되어 있다.
다음으로, 시료 W의 이면측에 부착된 수지 시트(제1 수지 시트)(236)를 박리한다. 시료 W는 다이싱 프레임(제2 다이싱 프레임)(244)에 고정된다(도 27c).
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 처리 유닛(300)의 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 실리콘 기판(230)의 이면측, 즉 금속막(234)측으로부터 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다(도 27d). 노즐(216)은 홈(240)의 반대측에 이산화탄소 입자를 분사한다.
먼저, 수지 시트(242)가 스테이지(10)의 표면에 오도록 다이싱 프레임(238)을 스테이지(10) 상에 적재한다. 그리고 도 22b에 도시한 바와 같이 노즐(216)을 이동 기구(218)에 의하여, 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 직선적이고 또한 2차원적으로 이동시키면서, 노즐(216)로부터 이산화탄소 입자를 분사한다. 이동 기구(218)에 의하여 노즐(216)을, 시료 W의 전체면에 이산화탄소 입자가 분사되도록 이동시킨다.
이산화탄소 입자를 분사함으로써 홈(240)의 이면측의 금속막(234)을 제거한다. 금속막(234)이 제거됨으로써 실리콘 기판(230)이 복수의 MOSFET으로 분리된다. 금속막(234)은 이산화탄소 입자에 의하여, 물리적으로 공동부인 홈(240)으로 깎아 떨어뜨려짐으로써 제거된다(도 27e).
홈부(240)에 걸쳐져 있는 부분의 금속막(234)의 제거는, 주로 이산화탄소 입자의 물리적 충격에 의하여 발생하고 있는 것이라 생각된다. 게다가 금속막(234)이 저온의 이산화탄소 입자에 의하여 급냉되는 것, 및 금속막(234)에 충돌한 이산화탄소가 기화 팽창하는 힘이 가해지는 것에 의하여, 물리 충격에 의한 금속막(234)의 제거 효과를 촉진하는 것이라 생각된다.
이산화탄소 입자를 분사할 때, 도 27d에 도시한 바와 같이 수지 시트(242)의 영역을 마스크(246)로 덮는 것이 바람직하다. 수지 시트(242)의 영역을 마스크(246)로 덮음으로써, 예를 들어 수지 시트(242)가 이산화탄소 입자에 의한 충격으로 다이싱 프레임(244)으로부터 박리되는 것을 억제할 수 있다. 마스크(246)는, 예를 들어 금속이다.
다음으로, 시료 W를 반송 기구에 의하여 이동시켜 카세트 다이(100) 상의 카세트에 수납한다. 그 후, 예를 들어 다른 시료 W를 카세트로부터 취출하여, 마찬가지의 방법으로 다이싱을 행해도 된다.
이상의 다이싱 방법에 의하면, 수지 시트 리커버링 유닛(400)을 사용함으로써 시료 W의 이면측의 금속막(234)을 이산화탄소 입자에 의하여 제거하는 것이 가능해진다. 따라서 금속막(234)을 블레이드 다이싱에 의하여 제거하지 않기 때문에, 회전 블레이드에 의한 금속막(234)의 말려 올라감에 의한 버의 발생을 억제할 수 있다.
이상, 본 실시 형태에 따르면, 제18 실시 형태와 마찬가지로, 시료를 다이싱할 때 발생하는 버나 파티클의 제거를 가능하게 하는 다이싱 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 또한 수지 시트 리커버링 유닛(400)을 구비함으로써 버의 제거 작용이 향상된다. 또는 버의 발생 자체를 억제하는 것이 가능해진다.
(제20 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 시료에 유체를 분사하는 세정 유닛을 더 구비한다. 본 실시 형태의 다이싱 장치는, 세정 유닛을 구비하는 점 이외에는 제18 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제18 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 28은 본 실시 형태의 다이싱 장치의 블록도이다. 본 실시 형태의 다이싱 장치는 카세트 다이(100), 다이싱 유닛(200), 처리 유닛(300), 세정 유닛(500)을 구비한다.
세정 유닛(500)은, 다이싱 유닛(200)에서 시료 W를 다이싱할 때 발생한 파티클 등을 시료 W로부터 제거하는 기능을 구비한다. 세정 유닛(500)은, 예를 들어 시료 W를 적재하고 회전 가능한 회전 스테이지, 시료 W에 유체를 분사하는 노즐을 구비한다. 유체는, 예를 들어 순수나, 물과 질소 가스의 혼합 유체(이류체)이다.
본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 시료를 다이싱할 때 발생하는 버나 파티클의 제거를 가능하게 하는 다이싱 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 또한 세정 유닛(500)에서 블레이드 다이싱 후의 시료 W를 세정함으로써 파티클 등의 제거 효율이 향상된다.
(제21 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 시료를 적재 가능한 스테이지와, 스테이지를 회전시키는 회전 기구와, 스테이지와 노즐을 스테이지의 회전축에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와, 이동 기구를 제어하는 제어부를 갖는다. 이하, 제18 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 29a, 29b는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 29a는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 29b는 스테이지의 상면도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 스테이지(10), 지지축(212), 회전 기구(214), 노즐(216), 이동 기구(218), 제어부(220), 처리실(222)을 구비한다.
스테이지(10)는, 처리하는 시료 W를 적재 가능하게 구성되어 있다. 스테이지(10)는, 예를 들어 다이싱 프레임에 고정된 다이싱 시트에 접착된 반도체 웨이퍼를 적재한다.
스테이지(10)는 지지축(212)에 고정된다. 회전 기구(214)는 스테이지(10)를 회전시킨다. 회전 기구(214)는, 예를 들어 모터와, 지지축(212)을 회전 가능하게 보유 지지하는 베어링을 구비한다. 회전 기구(214)에 의하여 스테이지(10)는 회전축 C를 중심으로 하여 회전한다.
노즐(216)로부터는 이산화탄소 입자가 분사된다. 이산화탄소 입자는 고체 상태의 이산화탄소이다. 이산화탄소 입자는 소위, 드라이아이스이다. 이산화탄소 입자의 형상은, 예를 들어 펠릿형, 분말형, 구형, 또는 부정형이다.
이동 기구(218)는, 도 29a, 29b에 화살표로 나타낸 바와 같이 스테이지(10)와 노즐(216)을, 스테이지(10)의 회전축 C에 수직인 방향으로 직선적으로 상대 이동시킨다. 예를 들어 스테이지(10)의 회전축 C와 시료 W의 단부 사이를 반복하여 주사하도록 노즐(216)을 이동시킨다. 도 29a, 29b에서는, 이동 기구(218)에 의하여 스테이지(10)가 아니라 노즐(216)을 이동시키는 경우를 도시한다.
이동 기구(218)는, 노즐(216)을 스테이지(10)에 대하여 직선적으로 왕복 이동시킬 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 벨트, 풀리, 및 풀리를 회전시키는 모터를 조합한 벨트 구동 셔틀 기구를 사용한다. 또한, 예를 들어 랙 피니언 기구와 모터의 조합을 사용한다. 또한, 예를 들어 리니어 모터를 사용한다.
또한 이동 기구(218)는, 노즐(216)이 아니라 고정된 노즐(216)에 대하여 스테이지(10)를 이동시키는 기구여도 된다.
제어부(220)는 이동 기구(218)를 제어한다. 예를 들어 스테이지(10)에 대한 노즐(216)의 주사 범위, 스테이지(10)에 대한 노즐(216)의 상대 속도 등을, 원하는 값으로 제어한다. 제어부(220)는, 예를 들어 회로 기판 등의 하드웨어여도, 하드웨어와, 메모리에 기억되는 제어 프로그램 등의 소프트웨어의 조합이어도 된다. 제어부(220)는, 회전 기구(214)와 동기시켜 이동 기구(218)를 제어하는 구성이어도 된다. 또한, 예를 들어 제어부(220)는, 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지(10)의 표면과 평행인 방향으로 상대 이동시킨다.
하우징(222)은 스테이지(10), 노즐(216), 이동 기구(218) 등을 내장한다. 하우징(222)은 스테이지(10), 노즐(216), 이동 기구(218) 등을 보호함과 함께, 시료 W에의 처리가 외부 환경으로부터의 영향을 받는 것을 방지한다.
본 실시 형태의 다이싱 장치에서는, 회전하는 스테이지(10) 상의 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다. 따라서 고정된 스테이지 상의 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사하는 경우에 비하여, 시료 표면에 불균일 없이 이산화탄소 입자를 분사하는 것이 가능해진다. 따라서 버나 파티클 등을 높은 균일성으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한 시료 W에 형성되는 금속막이나 수지막 등을 높은 균일성으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 회전하는 시료에 이산화탄소 입자를 분사하기 때문에, 이산화탄소 입자의 충돌 속도에 시료의 속도가 가산된다. 따라서 이산화탄소 입자가 시료 W에 충돌할 때의 속도가 커진다. 따라서 버나 파티클 등을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한 시료 W에 형성되는 금속막이나 수지막 등을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 따르면, 제18 실시 형태와 마찬가지로, 시료를 다이싱할 때 발생하는 버나 파티클의 제거를 가능하게 하는 다이싱 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 또한 버나 파티클의 제거를 균일적이고 또한 효율적으로 행하는 것이 가능해진다. 또한 금속막이나 수지막의 제거를 균일적이고 또한 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.
(제22 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛의 제어부가, 스테이지와 노즐의 상대 이동의 속도를, 스테이지의 회전축으로부터의 노즐의 거리가 커질수록 느리게 하도록 제어하는 것 이외에는 제21 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제21 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 30a, 30b는 본 실시 형태의 처리 유닛의 작용의 설명도이다. 도 30a는 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(216)의 거리가 작은 경우, 도 30b는 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(216)의 거리가 큰 경우의 도면이다.
본 실시 형태에서는, 도 30a에 도시한 바와 같이 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(216)의 거리가 작은 경우에는, 노즐(216)의 이동 속도를 빠르게 한다. 한편, 도 30b에 도시한 바와 같이 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(216)의 거리가 큰 경우에는, 노즐(216)의 이동 속도를 느리게 한다. 도 30a, 30b 중의 화살표의 길이가 상대적인 이동 속도의 차이를 나타내고 있다.
가령 스테이지(10)의, 회전축 C로부터의 노즐(216)의 거리에 관계없이 노즐(216)의 이동 속도를 일정하게 하면, 회전축 C에서 먼 영역의 시료 W의 단위 면적당 분사되는 이산화탄소 입자의 양이, 회전축 C에서 가까운 영역의 시료 W의 단위 면적당 분사되는 이산화탄소 입자의 양보다도 적어질 우려가 있다.
본 실시 형태에 따르면, 회전축 C로부터의 거리에 관계없이 시료 W에 분사되는 이산화탄소 입자의 단위 면적당 양을 동일한 정도로 하는 것이 가능하다. 따라서 시료 W의 가공의 균일성을 보다 높이는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 예를 들어 버나 파티클 등의 제거의 균일성이 향상된다. 또한 구체적으로는, 예를 들어 금속막이나 수지막 제거의 균일성이 향상된다.
(제23 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 노즐의, 스테이지의 표면에 대한 경사각을 변화시키는 경사 기구를 갖는 것 이외에는 제21 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제21 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 31a, 31b는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 31a는 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 31b는 도 31a와 수직인 방향의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 경사 기구(224)를 구비한다. 경사 기구(224)는 노즐(216)의, 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 변화시킨다. 경사 기구(224)의 경사각은, 예를 들어 제어부(220)에 의하여 제어된다.
경사 기구(224)는, 예를 들어 회전축과 스테핑 모터를 조합한 회전 경사 기구이다. 노즐(216)의 경사각이, 회전하는 시료 W 표면에의 이산화탄소 입자의 충돌 속도가, 경사각이 90°인 경우와 비교하여 증대되는 방향으로 제어되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 분출되는 이산화탄소 입자의 시료 W 표면에 있어서의 방향이, 시료 W 표면의 회전 이동의 방향과 반대가 되도록 노즐(216)의 경사각을 설정하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)을 사용한 제조 방법에서는, 노즐(216)의 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 90° 미만으로 한 상태, 예를 들어 15° 이상 45° 이하의 상태에서 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다.
본 실시 형태에 따르면, 이산화탄소 입자의 분사가 시료 W 표면에 대하여 수평 방향 성분을 구비한다. 이로 인하여, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막 등이 다이싱의 홈 내에 인입하기 어려워진다. 따라서 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 홈 내의 잔사로 되는 것을 억제할 수 있다. 또한 이산화탄소 입자의 시료 W에의 충돌 속도를 증대시킬 수 있기 때문에, 버, 파티클, 금속막이나 수지막을 더 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 또한 경사각을, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해져, 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
또한 노즐(216)이 스테이지(10)의 표면에 대하여 90° 미만의 경사각을 갖도록 고정된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 구성에 의하더라도, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되는 것을 억제할 수 있다. 또한 이산화탄소 입자의 시료 W에의 충돌 속도를 증대시킬 수 있기 때문에, 버, 파티클, 금속막이나 수지막을 더 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
(제24 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 하우징에 설치되는 흡기구와 하우징에 설치되는 배기구를 구비하는 것 이외에는 제21 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제21 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 32는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 32는 처리 유닛(300)의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은, 하우징(222)에 설치되는 흡기구(215)와 하우징(222)에 설치되는 배기구(217)를 구비한다. 흡기구(215)는, 예를 들어 하우징(222)의 상부에 설치되고, 배기구(217)는, 예를 들어 하우징(222)의 하부에 설치된다.
공기나 질소 가스 등의 기체가 흡기구(215)로부터 하우징(222) 내에 공급되어, 배기구(217)로부터 배출된다. 배기구(217)에는, 예를 들어, 도시하지 않은 펌프가 접속되어 하우징(222) 내의 기체를 배기한다. 기체는 하우징(222) 내에서 상부로부터 하부를 향하여 흐른다. 하우징(222) 내에 소위, 다운 플로우를 형성할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 하우징(222) 내의 기체의 흐름으로 인하여 배기구(217)로부터 배출된다. 따라서 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 시료 W에 재부착되거나, 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(제25 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이 하우징 내의 분위기를 냉각하는 냉각 기구를 구비하는 것 이외에는 제21 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제21 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 33은 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 33은 처리 유닛(300)의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은, 하우징 내(222)의 분위기를 냉각하는 냉각 기구(226)를 구비한다. 냉각 기구(226)는, 예를 들어 히트 펌프를 사용한다.
본 실시 형태에 따르면, 하우징 내(222)의 온도를 낮춤으로써, 노즐로부터 분출되는 이산화탄소 입자의 기화를 억제한다. 따라서 버, 파티클, 금속막이나 수지막의 제거 효율이 향상된다.
(제26 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이 노즐을 복수 구비하는 것 이외에는 제21 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제21 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 34는 본 실시 형태의 다이싱 장치의 모식도이다. 도 34는 처리 유닛(300)의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 34에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 3개의 노즐(216)을 구비하고 있다. 노즐(216)은 2개 이상이면 되며, 3개에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에 따르면, 복수의 노즐(216)을 구비함으로써 처리의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(제27 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 스테이지와 노즐을 스테이지의 회전축 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는 것 이외에는 제21 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제21 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 35는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 35는 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 35에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 처리 유닛(300)은, 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지의 회전축 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구(218)를 구비한다. 여기서는, 이동 기구(218)는, 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지(10)의 회전축 C에 수직인 방향으로도 상대 이동시키는 기능을 구비한다. 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지의 회전축 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를, 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지(10)의 회전축 C에 수직인 방향으로 이동시키는 이동 기구와 상이한, 별도의 이동 기구로서 설치해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 스테이지(10)와 노즐(216) 사이의 거리를, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해져, 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
(제28 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 표면이, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 경사지고, 표면에 시료를 적재 가능한 스테이지와, 스테이지와 노즐을 내장한 하우징과, 스테이지와 노즐을 스테이지의 표면에 평행인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와, 이동 기구를 제어하는 제어부를 갖는다. 이하, 제18 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 36a, 36b는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 36a, 36b는 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 36b는 스테이지의 상면도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 스테이지(10), 노즐(216), 하우징(222), 흡기구(215), 배기구(217), 이동 기구(218), 제어부(220)를 구비한다.
스테이지(10)는, 처리하는 시료 W를 적재 가능하게 구성되어 있다. 스테이지(10)는, 예를 들어 다이싱 프레임 F에 고정된 시료 W를 적재한다.
스테이지(10)의 표면은, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 경사져 있다. 도 36a에서는, 스테이지(10)의 표면은, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 90° 경사져 있다. 스테이지(10)의 표면의, 중력 방향에 수직인 평면에 대한 경사각은 90°와 달라도 된다.
노즐(216)로부터는, 금속막을 제거하는 이산화탄소 입자가 분사된다. 이산화탄소 입자는 고체 상태의 이산화탄소이다. 이산화탄소 입자는 소위, 드라이아이스이다. 이산화탄소 입자의 형상은, 예를 들어 펠릿형, 분말형, 구형, 또는 부정형이다.
이동 기구(218)는 스테이지(10)와 노즐(216)을, 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 직선적, 2차원적으로 상대 이동시킨다. 예를 들어 도 36b에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이, 스테이지(10) 상의 시료 W의 표면 전역을 주사하도록 노즐(216)을 이동시킨다. 도 36a, 36b에서는, 이동 기구(218)에 의하여 스테이지(10)가 아니라 노즐(216)을 이동시키는 경우를 도시한다.
이동 기구(218)는, 노즐(216)을 스테이지(10)에 대하여 2차원적으로 이동시킬 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 벨트, 풀리, 및 풀리를 회전시키는 모터를 조합한 벨트 구동 셔틀 기구를 사용한다. 또한, 예를 들어 랙 피니언 기구와 모터의 조합을 사용한다. 또한, 예를 들어 리니어 모터를 사용한다.
제어부(220)는 이동 기구(218)를 제어한다. 예를 들어 스테이지(10)에 대한 노즐(216)의 주사 범위, 스테이지(10)에 대한 노즐(216)의 상대 속도 등을, 원하는 값으로 제어한다. 제어부(220)는, 예를 들어 회로 기판 등의 하드웨어여도, 하드웨어와, 메모리에 기억되는 제어 프로그램 등의 소프트웨어의 조합이어도 된다.
하우징(222)은 스테이지(10), 노즐(216), 이동 기구(218) 등을 내장한다. 하우징(222)은 스테이지(10), 노즐(216), 이동 기구(218) 등을 보호함과 함께, 시료 W에의 처리가 외부 환경으로부터의 영향을 받는 것을 방지한다.
흡기구(215)는, 예를 들어 하우징(222)의 상부에 설치되고, 배기구(217)는, 예를 들어 하우징(222)의 하부에 설치된다.
공기나 질소 가스 등의 기체가 흡기구(215)로부터 하우징(222) 내에 공급되어, 배기구(217)로부터 배출된다. 배기구(217)에는 예를 들어, 도시하지 않은 펌프가 접속되어 하우징(222) 내의 기체를 배기한다. 기체는 하우징(222) 내에서 상부로부터 하부를 향하여 흐른다. 하우징(222) 내에 소위, 다운 플로우를 형성할 수 있다.
본 실시 형태의 다이싱 장치에서는, 스테이지(10)의 표면이, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 경사져 있다. 그리고 흡기구(215)와 배기구(217)를 설치하여, 하우징(222) 내에 제어된 기류가 형성된다. 이 구성에 의하여, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 하우징(222) 내의 기체의 흐름으로 인하여 배기구(217)로부터 배출된다. 따라서 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 시료 W에 재부착되거나, 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 시료 W에 재부착되는 것을 억제하는 관점에서, 노즐(216)은 도 36a에 도시한 바와 같이 수평면보다도 중력 방향을 향하여 경사져 있는 것이 바람직하다.
이상, 본 실시 형태의 다이싱 장치에 의하면, 제18 실시 형태의 효과 외에, 제거되는 버, 파티클, 금속막이나 수지막의 재부착이나 잔사로서의 잔존을 억제하는 것이 가능해진다.
(제29 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 스테이지의 표면의, 중력 방향에 수직인 평면에 대한 경사각을 변화시키는 제1 경사 기구를 갖는 점, 이동 기구가 노즐이 아니라 스테이지를 이동시키는 점 이외에는 제28 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제28 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 37은 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 37은 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 제1 경사 기구(225)를 구비한다. 제1 경사 기구(225)는 스테이지(10)의 표면의, 중력 방향에 수직인 평면에 대한 경사각을 변화시킨다. 제1 경사 기구(25)의 경사각은, 예를 들어 제어부(220)에 의하여 제어된다.
제1 경사 기구(225)는, 예를 들어 회전축과 스테핑 모터를 조합한 회전 경사 기구이다. 스테이지(10)의 경사각에서, 제거된 금속막이나 수지막이, 흡기구(215)와 배기구(217)를 사용하여 형성되는 하우징(222) 내의 기류에 의하여 효율적으로 운반되도록 설정하는 것이 가능하다.
또한 본 실시 형태에서는, 이동 기구(218)는 노즐(216)이 아니라 스테이지(10)를 2차원적으로 이동시킨다. 노즐(216)은 고정되어 있다.
본 실시 형태에 따르면, 제28 실시 형태의 효과 외에, 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 재부착되거나 홈 내의 잔사로 되거나 하는 것을 억제하는 관점에서, 스테이지(10)의 경사각을, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
(제30 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 하우징 내의 분위기를 냉각하는 냉각 기구를 구비하는 것 이외에는 제28 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제28 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 38은 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 38은 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은, 하우징 내(222)의 분위기를 냉각하는 냉각 기구(226)를 구비한다. 냉각 기구(226)는, 예를 들어 히트 펌프를 사용한다.
본 실시 형태에 따르면, 하우징 내(222)의 온도를 낮춤으로써, 노즐로부터 분출되는 이산화탄소 입자의 기화를 억제한다. 따라서 버, 파티클, 금속막이나 수지막의 제거 효율이 향상된다. 또한 하우징(222) 내의 온도를 실온 이하의 소정의 온도로 유지함으로써, 시료 W의 가공 처리를 높은 재현성으로 행하는 것이 가능해진다.
(제31 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 노즐의, 스테이지의 표면에 대한 경사각을 변화시키는 제2 경사 기구를 갖는 것 이외에는 제28 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제28 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 39는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 39는 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 제2 경사 기구(228)을 구비한다. 제2 경사 기구(228)는, 노즐(216)의, 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 변화시킨다. 제2 경사 기구(228)의 경사각은, 예를 들어 제어부(220)에 의하여 제어된다.
제2 경사 기구(228)는, 예를 들어 회전축과 스테핑 모터를 조합한 회전 경사 기구이다. 노즐(216)의 경사각을, 시료 W의 금속막이나 수지막을 제거하는 데 있어서 최적의 조건으로 설정하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태의 다이싱 장치를 사용한 제조 방법에서는, 노즐(216)의, 스테이지(10)의 표면에 대한 경사각을 90° 미만으로 한 상태, 예를 들어 15° 이상 45° 이하의 상태에서 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사한다.
본 실시 형태에 따르면, 제28 실시 형태의 효과 외에, 제거된 버, 파티클, 금속막이나 수지막이 재부착되거나 홈 내의 잔사로 되거나 하는 것을 억제하는 관점에서, 노즐(216)의 경사각을, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
또한 노즐(216)이 스테이지(10)의 표면에 대하여 90° 미만의 경사각을 갖도록 고정된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 구성에 의하더라도, 이산화탄소 입자에 의하여 제거된 금속막이나 수지막이 재부착되거나, 다이싱의 홈 내에 인입하여 잔사로 되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(제32 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이 스테이지를 회전시키는 회전 기구를 구비하는 점, 이동 기구에 의하여 노즐이 1차원적으로 이동하는 점 이외에는 제28 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제28 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 40a, 40b는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 40a는 장치의 단면 구조를 포함하는 모식도, 도 40b는 스테이지의 상면도이다.
본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 지지축(212), 회전 기구(214)를 더 구비한다.
스테이지(10)는 지지축(212)에 고정된다. 회전 기구(214)는 스테이지(10)를 회전시킨다. 회전 기구(214)는, 예를 들어 모터와, 지지축(212)을 회전 가능하게 보유 지지하는 베어링을 구비한다. 회전 기구(214)에 의하여 스테이지(10)는 회전축 C를 중심으로 하여 회전한다.
이동 기구(218)는, 도 40b에 화살표로 나타낸 바와 같이 스테이지(10)와 노즐(216)을, 스테이지의 회전축 C에 수직인 방향으로 직선적으로 상대 이동시킨다. 예를 들어 스테이지의 회전축 C와 시료 W의 단부 사이를 반복하여 주사하도록 노즐(216)을 이동시킨다. 도 40a, 40b에서는, 이동 기구(218)에 의하여 스테이지(10)가 아니라 노즐(216)을 이동시키는 경우를 도시한다.
이동 기구(218)는, 노즐(216)을 스테이지(10)에 대하여 직선적으로 왕복 이동할 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 벨트, 풀리, 및 풀리를 회전시키는 모터를 조합한 벨트 구동 셔틀 기구를 사용한다. 또한, 예를 들어 랙 피니언 기구와 모터의 조합을 사용한다. 또한, 예를 들어 리니어 모터를 사용한다.
본 실시 형태의 다이싱 장치에서는, 회전하는 스테이지(10) 상의 시료에 이산화탄소 입자를 분사한다. 따라서 고정된 스테이지 상의 시료 W에 이산화탄소 입자를 분사하는 경우에 비하여, 시료 표면에 불균일 없이 이산화탄소 입자를 분사하는 것이 가능해진다. 따라서 제11 실시 형태의 효과 외에, 버, 파티클, 금속막이나 수지막을 높은 균일성으로 제거하는 것이 가능해진다.
또한 회전하는 시료에 이산화탄소 입자를 분사하기 때문에, 이산화탄소 입자의 충돌 속도에 시료의 속도가 가산된다. 따라서 이산화탄소 입자가 버, 파티클, 금속막이나 수지막에 충돌할 때의 속도가 커진다. 따라서 버, 파티클, 금속막이나 수지막을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
(제33 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이 노즐을 복수 구비하는 것 이외에는 제28 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제28 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 41은 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 41은 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 41에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 처리 유닛(300)은 3개의 노즐(216)을 구비하고 있다. 노즐(216)은 2개 이상이면 되며, 3개에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에 따르면, 복수의 노즐(216)을 구비함으로써 처리의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(제34 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 처리 유닛이, 스테이지와 노즐을 스테이지의 표면에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는 것 이외에는 제28 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제28 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 42는 본 실시 형태의 처리 유닛의 모식도이다. 도 42는 처리 유닛의 단면 구조를 포함하는 모식도이다.
도 42에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 처리 유닛(300)은, 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지의 표면에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구(218)를 구비한다. 여기서는, 이동 기구(218)는 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로도 상대 이동시키는 기능을 구비한다. 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지의 표면에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구를, 스테이지(10)와 노즐(216)을 스테이지(10)의 표면에 평행인 방향으로 이동시키는 이동 기구와 상이한, 별도의 이동 기구로서 설치해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 스테이지(10)와 노즐(216) 사이의 거리를, 원하는 값으로 설정하는 것이 가능해져, 시료 W에 따른 최적의 처리 조건을 설정할 수 있다.
(제35 실시 형태)
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 다이싱 유닛은, 시료에 홈을 형성하는 레이저 광을 발하는 레이저 발진기를 갖는다. 다이싱 유닛이 상이한 점 이외에는 제18 실시 형태와 마찬가지이다. 따라서 제18 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 기술을 생략한다.
도 43은 본 실시 형태의 다이싱 유닛의 모식도이다. 다이싱 유닛(200)은 시료 W의 다이싱 영역에 홈을 형성하는 기능을 구비한다.
다이싱 유닛(200)은 XY 테이블(2), 레이저 발진기(3)를 구비하고 있다. XY 테이블(2)은 시료 W를 적재한다. XY 테이블(2)은 2차원 평면 내에서 이동한다. 레이저 발진기(3)는 레이저 광을 발한다.
다이싱 유닛(200)은 레이저 광을 시료 W에 조사함으로써, 시료 W에의 홈의 형성, 또는 홈의 형성에 의한 시료의 절단을 행한다.
레이저 광을 사용하여 시료 W를 다이싱하는 경우, 레이저 광으로 용융된 시료 W의 응고물이 파편으로서 시료 W에 부착될 우려가 있다. 예를 들어 시료 W가 반도체 기판인 경우, 레이저 광으로 용융된 반도체 기판의 응고물, 레이저 광으로 용융된 반도체 기판에 설치되어 있는 금속막이나 수지막의 응고물이, 파편으로서 반도체 기판에 부착된다.
시료 W에 부착된 파편은, 예를 들어 다이싱으로 개편화된 반도체 칩의 실장 불량을 발생시켜, 제품 수율이 저하될 우려가 있다.
본 실시 형태의 다이싱 장치는, 시료 W의 다이싱 영역을 따라 홈을 형성한 후, 시료 W의 표면측으로부터 이산화탄소 입자를 분사하여, 시료 W에 부착된 파편을 제거한다.
이상, 본 실시 형태에 따르면, 레이저 광을 사용하여 시료를 다이싱할 때 발생하는 파편의 제거를 가능하게 하는 다이싱 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
이상, 제18 내지 제35 실시 형태에서는, 노즐이 시료의 일부 영역에 물질을 분사하고, 스테이지와 노즐을 상대 이동시킴으로써 시료의 전역을 처리하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 예를 들어 시료 전역에 노즐로부터 물질을 동시에 분사 가능하게 구성하여, 시료 전역을 일괄하여 처리할 수도 있다. 예를 들어 노즐 직경을 시료의 크기와 동등 이상으로 하거나 다수의 노즐을 조합하거나 함으로써, 시료 전역을 일괄하여 처리하는 노즐을 구성할 수 있다.
본 발명의 몇 가지 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균 등의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 시료를 적재 가능한 스테이지와,
    상기 스테이지를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 시료에 물질을 분사하는 노즐과,
    상기 스테이지와 상기 노즐을 상기 스테이지의 회전축에 수직인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와,
    상기 이동 기구를 제어하는 제어부
    를 구비하는 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 상대 이동의 속도를, 상기 스테이지의 회전축으로부터의 상기 노즐의 거리가 커질수록 느리게 하도록 제어하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐이 상기 스테이지의 표면에 대하여 90° 미만의 경사각을 갖는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐의, 상기 스테이지의 표면에 대한 경사각을 변화시키는 경사 기구를 더 구비하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물질은 이산화탄소를 함유하는 입자인 장치.
  6. 시료를 적재 가능한 스테이지와,
    상기 시료에, 상기 시료에 형성되는 금속막 또는 수지막을 제거하는 물질을 분사하여, 상기 시료를 분리하는 노즐
    을 구비하는 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 물질은 이산화탄소를 함유하는 입자인 장치.
  8. 시료에, 상기 시료에 형성되는 금속막 또는 수지막을 제거하는 물질을 분사하여, 상기 시료를 분리하는 노즐.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 물질은 이산화탄소를 함유하는 입자인 노즐.
  10. 표면이, 중력 방향에 수직인 평면에 대하여 경사지고, 상기 표면에 시료를 적재 가능한 스테이지와,
    상기 시료에 물질을 분사하는 노즐과,
    상기 스테이지와 상기 노즐을 내장한 하우징과,
    상기 스테이지와 상기 노즐을 상기 스테이지의 표면에 평행인 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구와,
    상기 이동 기구를 제어하는 제어부
    를 구비하는 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징에 설치되는 흡기구와 상기 하우징에 설치되는 배기구를 더 구비하는 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 스테이지의 표면의, 상기 중력 방향에 수직인 평면에 대한 경사각을 변화시키는 제1 경사 기구를 더 구비하는 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 하우징 내를 냉각하는 냉각 기구를 더 구비하는 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 노즐이 상기 스테이지의 표면에 대하여 90° 미만의 경사각을 갖는 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 노즐의, 상기 스테이지의 표면에 대한 경사각을 변화시키는 제2 경사 기구를 더 구비하는 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 물질은 이산화탄소를 함유하는 입자인 장치.
  17. 시료에 홈을 형성하는 다이싱 유닛과,
    상기 홈이 형성된 시료에 입자를 분사하여 시료의 적어도 일부를 제거하는 노즐을 갖는 처리 유닛
    을 구비하는 다이싱 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 입자는 이산화탄소를 포함하는 입자인 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 다이싱 유닛은, 상기 시료에 홈을 형성하는 블레이드를 갖는 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 다이싱 유닛은, 상기 시료에 홈을 형성하는 레이저 광을 발하는 레이저 발진기를 갖는 장치.
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