TWI639187B - Wafer processing device and wafer processing method - Google Patents

Wafer processing device and wafer processing method Download PDF

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Abstract

本發明之課題是提供一種可以在不使裝置面積增大的情形下有效率地照射紫外線之晶圓處理裝置及晶圓之處理方法。解決手段為一種作為晶圓處理裝置之洗淨裝置，設有可保持晶圓的保持台，及可洗淨並乾燥保持於保持台上之晶圓表面的洗淨乾燥機構。保持台具備有保持構件與紫外線照射部。保持構件具有保持面且以可供紫外線穿透之材質形成，保持面形成有複數個可吸引保持晶圓背面側之吸引孔且可保持整個背面。紫外線照射部配置在保持構件之保持面的相反側。

Description

晶圓處理裝置及晶圓之處理方法 發明領域
本發明是有關於一種可洗淨晶圓表面之晶圓處理裝置及晶圓之處理方法。
發明背景
在切削裝置中，在切削完保持在框架上之晶圓後，是做成將紫外線照射於貼附有該晶圓之膠帶以降低黏性，使切削後之晶片的拾取變得容易，且可提升作業性。為了提升生產性，已有一種切削裝置被提出，其是做成將紫外線照射部組裝於切削裝置以設置紫外線照射區域，且利用切削晶圓期間的等待時間，進行對已完成切削之晶圓的紫外線照射(參照例如，專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平07-45556號公報
發明概要
然而，專利文獻1中所記載的切削裝置，為了能 將紫外線照射部組入，需要設置空間，且會有所謂的晶圓變成越大口徑時裝置面積便越增大的問題。
本發明是有鑑於上述問題而作成的，其目的在於提供一種可以在不使裝置面積增大的情形下，有效率地照射紫外線之晶圓處理裝置及晶圓之處理方法。
為了解決上述課題且達成目的，本發明之晶圓處理裝置為具備可保持晶圓之背面側而進行旋轉的保持台，及可洗淨並乾燥保持於該保持台上之晶圓表面之洗淨乾燥機構的晶圓處理裝置，特徵在於，該保持台具備有保持構件及紫外線照射部，該保持構件具有保持面且以可供紫外線穿透之材質形成，該保持面形成有可吸引保持晶圓背面之吸引部且可保持整個背面，該紫外線照射部配置在該保持構件之保持面的相反側。
又，本發明之晶圓之處理方法，為使用上述晶圓處理裝置以進行晶圓之處理的晶圓之處理方法，特徵在於，其包括：吸引保持步驟，將背面側貼附有紫外線硬化型保護膠帶的晶圓之背面側吸引保持在該保持台之保持面上；洗淨乾燥步驟，在實施過該吸引保持步驟後，旋轉該保持台並且藉由該洗淨乾燥機構將晶圓表面洗淨乾燥；及紫外線照射步驟，在實施過該洗淨乾燥步驟後，藉由該紫外線照射部對晶圓的整個背面照射紫外線。
本發明，因為是以可供紫外線穿透之材質構成晶 圓處理裝置之保持台之保持構件，並在保持構件下方設有紫外線照射部，所以不會有為了紫外線照射部而使裝置面積增大的情形，能夠謀求省空間化。又，因為在保持構件的下方具備紫外線照射部，所以能夠在晶圓之洗淨乾燥後立即照射紫外線。因此，變成可在不使裝置面積增大的情形下有效率地照射紫外線。
1‧‧‧洗淨裝置(晶圓處理裝置)
10‧‧‧洗淨室
100‧‧‧切削裝置
110‧‧‧夾頭台
120‧‧‧切削機構
121‧‧‧切削刀
130‧‧‧晶圓匣升降機
140‧‧‧搬出入機構
160‧‧‧搬送機構
20‧‧‧保持台
21‧‧‧保持構件
21a‧‧‧保持面
22‧‧‧保持台本體
23‧‧‧紫外線照射部
23a‧‧‧LED
24‧‧‧吸引孔(吸引部)
24-1‧‧‧吸引溝(吸引部)
25‧‧‧吸引通路
26‧‧‧夾具部
30‧‧‧洗淨乾燥機構
31‧‧‧洗淨水噴射噴嘴
31a‧‧‧噴射口
32‧‧‧氣體噴射噴嘴
32a‧‧‧噴出口
F‧‧‧環狀框架
K‧‧‧空間
R‧‧‧洗淨水
T‧‧‧保護膠帶
U‧‧‧紫外線
W‧‧‧晶圓
WS‧‧‧晶圓表面
X、Y、Z‧‧‧方向
WR‧‧‧晶圓背面
圖1是具備作為實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置的切削裝置的構成例之立體圖。
圖2是以剖面表示作為實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置之局部的立體圖。
圖3是表示使用作為實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置的晶圓之處理方法之洗淨乾燥步驟的剖面圖。
圖4是表示使用作為實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置的晶圓之處理方法之紫外線照射步驟的剖面圖。
圖5是以剖面表示作為實施形態之變形例的晶圓處理裝置之洗淨裝置之局部的立體圖。
圖6是表示使用作為實施形態之變形例的晶圓處理裝置之洗淨裝置的晶圓之處理方法之紫外線照射步驟的剖面圖。
用以實施發明之形態
以下，一邊參照圖式，一邊針對用於實施本發明之形態(實施形態)進行詳細說明。本發明並非受限於以下之 實施形態所記載之內容。又，以下記載之構成要素中，亦包含該領域技術人員可容易想到者、實質上屬於同一者。此外，以下記載之構成能夠適宜地加以組合。又，在不超出本發明要旨之範圍內能夠進行構成之各種省略、置換或變更。
[實施形態]
根據圖式說明關於本發明之實施形態之晶圓處理裝置及晶圓之處理方法。圖1是具備作為實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置的切削裝置的構成例之立體圖。圖2是以剖面表示實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置之局部的立體圖。圖3是表示使用實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置的晶圓之處理方法之洗淨乾燥步驟的剖面圖。圖4是表示使用實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置的晶圓之處理方法之紫外線照射步驟的剖面圖。
實施形態的晶圓處理裝置之洗淨裝置1，是設置在能夠對晶圓W進行切削、磨削、研磨等各種加工之加工裝置上，而用於洗淨晶圓W之表面WS之裝置。再者，在圖1所示之例中，洗淨裝置1是設置在作為加工裝置之對晶圓W施行切削加工的切削裝置100上。
再者，藉由以洗淨裝置1洗淨表面WS之晶圓W，在本實施形態中，是以矽、藍寶石、鎵等作為母材之圓板狀的半導體晶圓或光學裝置晶圓，且可在施行切削、磨削、研磨等各種加工後藉由洗淨裝置1進行洗淨。晶圓W，是在例如，於表面WS上以複數條分割預定線所劃分的各區域中 形成元件，且沿著分割預定線進行切削，而被分割成一個個的元件。如圖1所示，晶圓W是貼附於裝設在環狀框架F上之保護膠帶T上，而透過保護膠帶T被裝設在環狀框架F上。保護膠帶T，是以紫外線U(圖4所示)可穿透之材質所構成，且為可透過照射紫外線U而使黏著層降低黏性之材質所構成。亦即，保護膠帶T是紫外線硬化型之保護膠帶。
設置了洗淨裝置1之切削裝置100，如圖1所示，具備有：可保持晶圓W之夾頭台110、具備用以切削保持於夾頭台110上的晶圓W之切削刀121的切削機構120、使夾頭台110在X軸方向上移動之X軸移動機構(圖未示)、使切削機構120在Y軸方向上移動之Y軸移動機構(圖未示)、使切削機構120在Z軸方向上移動之Z軸移動機構(圖未示)，及使夾頭台110以環繞與Z軸平行之軸心的方式進行旋轉的旋轉驅動源(圖未示)等。切削裝置100是藉由X軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構及旋轉驅動源，而使夾頭台110與切削機構120可在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向上及環繞Z軸地相對地移動，以對晶圓W施行切削加工並分割成元件。
又，切削裝置100具備有：可收納複數個切削前後之晶圓W的晶圓匣升降機130、可使晶圓W進出晶圓匣升降機130之搬出入機構140，及可在涵蓋搬出入機構140、夾頭台110與洗淨裝置1的範圍搬送晶圓W的搬送機構160。
切削裝置100是藉由搬出入機構140從晶圓匣升降機130內取出切削加工前的晶圓W，且藉由搬送機構160將被取出之晶圓W搬送至夾頭台110。並且，切削裝置100 會將晶圓W保持在夾頭台110上，且藉由X軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構及旋轉驅動源，讓夾頭台110與切削機構120在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向上及環繞Z軸地相對地移動，以對晶圓W施行切削加工而分割成元件。切削裝置100是在藉由搬送機構160將切削加工後之晶圓W從夾頭台110搬送到洗淨裝置1之後，藉由洗淨裝置1進行洗淨。並且，切削裝置100可將切削加工後之晶圓W藉由搬送機構160搬送至搬出入機構140，並藉由搬出入機構140收容到晶圓匣升降機130內。
洗淨裝置1是透過一邊旋轉晶圓W一邊噴射洗淨水R(如圖3所示)，以洗淨晶圓W之表面WS之所謂的旋轉(spinner)洗淨裝置。又，在本發明中，洗淨裝置1也可以不設置在切削裝置100等之加工裝置上而單獨構成。
洗淨裝置1，如圖1及圖2所示，具備有：洗淨室10、可保持晶圓W之保持台20，及洗淨乾燥機構30。洗淨室10是用以在與外部隔離的狀態下進行晶圓W之洗淨的構成。洗淨室10在本實施形態中，為上方形成有開口的圓筒狀之形狀，且在內部配置有保持台20及洗淨乾燥機構30等。洗淨室10是藉由搬送機構160使晶圓W通過上方的開口進出。又，洗淨室10在洗淨晶圓W時，會藉由圖未示之封蓋等將上方的開口封閉。
洗淨乾燥機構30是可將保持在保持台20上的晶圓W之表面WS洗淨並乾燥之機構。洗淨乾燥機構30，如圖2所示，具備有：洗淨水噴射噴嘴31，及可噴射用於使洗淨 後之晶圓W乾燥之高壓氣體的氣體噴射噴嘴32。
洗淨水噴射噴嘴31是可對保持在保持台20上之晶圓W的表面WS噴射洗淨水R之噴嘴。洗淨水噴射噴嘴31是以具有導電性之金屬所構成，且在洗淨晶圓W時，是將前端的噴射口31a朝向保持台20上之晶圓W垂直地噴射洗淨水R。洗淨水噴射噴嘴31在洗淨晶圓W時，是藉由圖未示之馬達進行擺動以使前端之噴射口31a通過保持台20之旋轉中心。又，洗淨水噴射噴嘴31，在晶圓W於洗淨室10內進出時，會藉由圖未示之馬達從保持在保持台20上之晶圓W的上方退避。
氣體噴射噴嘴32為可朝洗淨後之晶圓W噴射加壓空氣或氮氣等之氣體，以使洗淨後之晶圓W乾燥之噴嘴。氣體噴射噴嘴32在乾燥晶圓W時，會將前端之噴射口32a朝向保持台20上之晶圓W噴射高壓氣體。又，在實施形態中，氣體噴射噴嘴32是安裝於洗淨水噴射噴嘴31上，且在乾燥晶圓W時，是藉由圖未示之馬達與洗淨水噴射噴嘴31一體地擺動以使前端之噴射口32a通過保持台20之旋轉中心。再者，是將洗淨水噴射噴嘴31與氣體噴射噴嘴32平行配置，且將氣體噴射噴嘴32形成得比洗淨水噴射噴嘴31還長。
保持台20是透過保護膠帶T保持晶圓W之背面WR側且以繞著與Z軸方向平行之軸心的方式進行旋轉之構成。保持台20，如圖2、圖3及圖4所示，具備有保持構件21、保持台本體22及紫外線照射部23。
保持構件21具有可保持晶圓W之整個背面WR的 保持面21a。在保持面21a上形成有複數個用以吸引保持晶圓W背面WR的吸引孔24(相當於吸引部)。吸引孔24是貫通保持構件21，而在保持面21a上形成開口。保持構件21是以玻璃等的可供紫外線U穿透之材質形成。保持台本體22是藉由在與保持構件21之保持面21a為相反側之面之間設置空間K，並將保持構件21之外緣包圍，而安裝在保持構件21上。在保持台本體22內之空間K中，形成有連結至圖未示之吸引機構的吸引通路25之開口。紫外線照射部23是配置在保持構件21之保持面21a的相反側。紫外線照射部23具備有複數個設置在空間K之底面等處且能照射紫外線U之LED23a。
保持台20是藉由將透過保護膠帶T裝設在環狀框架F上之晶圓W載置在保持面21a上，且透過吸引機構產生負壓作用以將晶圓W之背面WR吸引保持在保持面21a上。又，保持台20是在以洗淨乾燥機構30進行晶圓W之表面WS的洗淨、乾燥之後，將紫外線U從紫外線照射部23之複數個LED23a通過保持構件21照射在保護膠帶T之黏著層上。
又，在保持台20上連結有安裝在洗淨裝置1上之圖未示之電動馬達之驅動軸。保持台20是藉由電動馬達之旋轉驅動力，而繞著與Z軸方向平行之軸心旋轉。又，在保持台20之周圍上，設有複數個用以挾持晶圓W周圍之環狀框架F的夾具部26。此外，保持台20藉由圖未示之升降汽缸等，在晶圓W進出洗淨室10之時會上昇，在晶圓W之洗淨、乾燥中會下降。
又，在洗淨裝置1之洗淨室10中，設有用於排出洗淨水R等的圖未示之排出口。洗淨裝置1是藉由以切削裝置100的圖未示之微處理器為主體所構成之控制機構進行控制。
接著，針對使用了實施形態之洗淨裝置1之洗淨方法，亦即，針對使用洗淨裝置1進行晶圓W之處理的晶圓之處理方法進行說明。作為晶圓之處理方法的洗淨方法具備：吸引保持步驟、洗淨乾燥步驟及紫外線照射步驟。
在吸引保持步驟中，是藉由前述切削裝置100之搬送機構160，將施行切削加工且背面WR側貼附有保護膠帶T之晶圓W載置於洗淨裝置1之保持台20上。再者，於此狀態下，洗淨水噴射噴嘴31之噴射口31a、氣體噴射噴嘴32之噴出口32a會從保持台20之上方退避。然後，控制機構會令升降汽缸使保持台20下降，並且驅動吸引機構，將晶圓W之背面WR側透過保護膠帶T吸引保持在保持台20之保持面21a上。此外，會藉由夾具部26挾持環狀框架F。並且，藉由以封蓋封閉洗淨室10之開口，而進入洗淨乾燥步驟。
在洗淨乾燥步驟中，在實施過吸引保持步驟後，控制機構會驅動電動馬達，將保持台20與晶圓W以環繞軸心的方式進行旋轉並於洗淨乾燥機構30中洗淨乾燥晶圓W表面WS。具體而言，在洗淨乾燥步驟中，如圖3所示，控制機構會使洗淨水R從洗淨水噴射噴嘴31之噴射口31a對保持於保持台20上之晶圓W之表面WS進行噴射，且藉由圖未示之馬達使洗淨水噴射噴嘴31與氣體噴射噴嘴32擺動。
並且，在進行過預定時間的洗淨水R之噴射之後，控制機構會使來自洗淨水噴射噴嘴31之噴射口31a的洗淨水R之噴射停止，且將保持台20與晶圓W以環繞軸心的方式進行旋轉，並且藉由圖未示之馬達使洗淨水噴射噴嘴31與氣體噴射噴嘴32擺動，同時使高壓氣體從氣體噴射噴嘴32之噴射口32a對晶圓W之表面WS噴出。並且，在進行過預定時間的高壓氣體噴射之後，控制機構會使來自氣體噴射噴嘴32之噴射口32a的高壓氣體之噴射停止，且藉由圖未示之馬達使洗淨水噴射噴嘴31與氣體噴射噴嘴32從晶圓W的上方退避，並使保持台20環繞軸心進行之旋轉停止，以進入紫外線照射步驟。
在紫外線照射步驟中，在實施過洗淨乾燥步驟後，如圖4所示，控制機構會藉由紫外線照射部23之複數個LED23a對晶圓W的整個背面WR照射預定時間之紫外線U。再者，在紫外線照射步驟中，雖然是藉由電動馬達停止保持台20之旋轉，但是藉由慣性等使保持台20繼續環繞軸心地旋轉亦可，使保持台20停止亦可。並且，控制機構會解除保持台20之吸引保持及夾具部26對環狀框架F之挾持。控制機構會藉由搬送機構160等將保持台20上之晶圓W搬送至晶圓匣升降機130。再者，在洗淨乾燥步驟中所使用的洗淨水R，會通過設於洗淨室10中的排出口等排出至洗淨裝置1外。
如以上所述，根據實施形態之洗淨裝置1及洗淨方法，是將保持台20之保持構件21以紫外線U可穿透之材質 構成，並在保持構件21的下方設置紫外線照射部23。因此，因為是將紫外線照射部23與洗淨裝置1之保持台20之保持構件21重疊設置，所以能夠抑制為了設置紫外線照射部23而導致洗淨裝置1及切削裝置100大型化的情形。因此，並不會發生涉及到洗淨裝置1及切削裝置100之設置而使裝置面積增大的情形，且可有效率地進行紫外線U的照射。
此外，根據關於實施形態之洗淨裝置1及洗淨方法，因為是將紫外線照射部23設置在保持台20之保持構件21的下方，所以在實施過洗淨乾燥步驟後能夠迅速地實施紫外線照射步驟。因此，能夠有效率地進行紫外線U之照射。又，在本發明中，在洗淨乾燥步驟實施開始之後、於實施洗淨乾燥步驟的期間，也可讓紫外線照射部23對晶圓W的整個背面WR照射紫外線U。此種情況下，能更有效率地進行紫外線U之照射。像這樣，所謂的在實施過本發明之洗淨乾燥步驟之後即實施紫外線照射步驟，亦包含在開始實施洗淨乾燥步驟後，在實施洗淨乾燥步驟的期間實施紫外線照射步驟。
[變形例]
依據圖式針對關於本發明之實施形態之變形例的晶圓處理裝置及晶圓之處理方法進行說明。圖5是以剖面表示作為實施形態之變形例的晶圓處理裝置之洗淨裝置之局部的立體圖。圖6為表示使用作為實施形態之變形例的晶圓處理裝置之洗淨裝置的晶圓之處理方法之紫外線照射步驟的剖面圖。再者，在圖5及圖6中，對與前述之實施形態相同的 部分，會附加相同的符號而省略說明。
作為實施形態之變形例之晶圓處理裝置的洗淨裝置1-1，如圖5及圖6所示，在保持台20之保持面21a上形成有複數個作為吸引部之吸引溝24-1。吸引溝24-1是形成為從保持面21a凹陷，並從保持面21a之中央放射狀地延伸。吸引溝24-1是從保持面21a的中央朝外周方向直線狀地延伸。又，設於保持台本體22上之吸引通路25是連通於吸引溝24-1。
作為實施形態之變形例之晶圓處理裝置的洗淨裝置1-1，與實施形態同樣地，並不會發生於設置上使裝置面積增大的情形，且可有效率地進行紫外線U之照射。
在前述之實施形態中所示的，雖然是將切削裝置100作為加工裝置，然而本發明並非受限於此，也可適用於研磨裝置、磨削裝置、雷射加工裝置等之各種加工裝置。又，在前述實施形態中所示的，雖然是將洗淨裝置1作為晶圓處理裝置，然而本發明並非受限於此，也可適用於在晶圓W表面WS上塗佈保護膜後去除保護膜之保護膜形成兼洗淨裝置等的各種晶圓處理裝置。
再者，本發明並非是受限於上述實施形態、變形例之發明。亦即，在不脫離本發明的主旨的範圍內可進行各種變形而實施。

Claims (2)

  1. 一種晶圓處理裝置，為具備可保持晶圓之背面側而旋轉的保持台，及可洗淨並乾燥保持於該保持台上之晶圓的表面之洗淨乾燥機構的晶圓處理裝置，該保持台具備有：保持構件，具有保持面且以可供紫外線穿透之材質形成，該保持面形成有可吸引保持晶圓背面之吸引部且可保持整個背面；及紫外線照射部，配置在該保持構件之保持面的相反側。
  2. 一種使用請求項1之晶圓處理裝置以進行晶圓之處理的晶圓之處理方法，包含：吸引保持步驟，將背面側貼附有紫外線硬化型保護膠帶的晶圓之背面側吸引保持在該保持台之保持面上；洗淨乾燥步驟，在實施過該吸引保持步驟後，一邊旋轉該保持台一邊藉由該洗淨乾燥機構將晶圓表面洗淨乾燥；及紫外線照射步驟，在實施過該洗淨乾燥步驟後，藉由該紫外線照射部對晶圓的整個背面照射紫外線。
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