JP2003209089A - ウェハの洗浄方法、洗浄装置およびダイシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイシングの切削屑を十分に除去できるウェハ
の洗浄方法、洗浄装置およびダイシング装置を提供す
る。 【解決手段】上面側に複数の素子が形成され、素子間を
分離するようにダイシングされたウェハ（ワーク１１）
を、真空吸着（Ｆ）により上面側で固定する工程と、ウ
ェハ下面にロールブラシ２３で洗浄を行う工程と、ウェ
ハ下面に下方のノズル２４から洗浄液２５を噴射し、ウ
ェハ上面に洗浄液が達しないようにしながらウェハ下面
に洗浄を行う工程と、下面にエアーナイフ２６からエア
ーブロー２７を供給し、ウェハを乾燥させる工程とを有
するウェハの洗浄方法と、それに用いる洗浄装置および
ダイシング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハの洗浄方
法、洗浄装置およびダイシング装置に関し、特に、半導
体素子が形成されたウェハをダイシングし、洗浄する工
程で用いられるウェハの洗浄方法、洗浄装置およびダイ
シング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置あるいは液晶表示装置や固体
撮像素子等に搭載される半導体素子（チップ）は、ウェ
ハ上に複数形成された後、ダイシングによって個々のチ
ップに分離される。ダイシングされたチップは、リード
フレームと接続され、プラスチック等によりパッケージ
ングされる。

【０００３】ウェハのダイシング方法として、ウェハの
裏面（素子が形成されていない側）にダイシングテープ
を貼付し、ウェハの表面（素子が形成されている側）か
らウェハを切断する方法がある。この方法によれば、ダ
イシングされたチップが離散するのを防止できる。

【０００４】ダイシングテープを用いるダイシング方法
には、セミ・フルカット方式とフルカット方式がある。
セミ・フルカット方式によれば、ウェハを完全に切断せ
ずにブレードで溝を形成してから、ウェハに機械的応力
を与えて割る（ブレーキング）。フルカット方式によれ
ば、ブレードでウェハを完全に切断する。

【０００５】ダイシング後、ダイシングテープをチップ
から剥離する。あるいは、ダイシングテープに紫外線硬
化型樹脂が用いられている場合には、ダイシング後にテ
ープに紫外線を照射して、テープを硬化させ、テープが
チップに貼付されたままパッケージングを行うこともあ
る。

【０００６】また、例えば特開平７−２４０４５２号公
報には、ウェハにダイシングテープを貼付せずにダイシ
ングを行う装置が開示されている。この装置によれば、
ウェハを例えば氷を介して冷凍固定し、高速回転するブ
レードでウェハにダイシングを行う。さらに、ダイシン
グされたチップとリードフレームとの接続（ダイボンデ
ィング）が、ダイシングと連続的に行われる。これによ
り、ダイシングからダイボンディングまでの処理時間が
短縮される。

【０００７】この公報の実施例では、ダイシング後のウ
ェハを洗浄するための洗浄装置が設けられており、ダイ
ボンディングを行う前にウェハが洗浄される。洗浄装置
として、例えばブラシ洗浄、エアーブロー洗浄、純水洗
浄が好適であることが記載されているが、具体的な洗浄
方法についての説明はなく、例えば純水等の供給方向
や、これらの洗浄の組み合わせについては示されていな
い。

【０００８】特開２０００−２１８２８号公報（特許第
３１１７１３２号）には、ダイシング前のウェハに裏面
研削を行い、引き続きウェハの両面を洗浄できるウェハ
の平面加工装置が開示されている。この平面加工装置
は、ウェハの裏面（研削された面）を洗浄する第１洗浄
装置と、ウェハの表面を洗浄する第２洗浄装置を含む。

【０００９】図６に示すように、第１洗浄装置３１は吸
着パッド３２と、吸着パッド３２の下面に連結されたス
ピンドル３３と、吸着パッド３２の上方に設けられたノ
ズル３４を有する。ウェハ３５は吸着パッド３２上に固
定され、スピンドル３３がモータ３６によって回転す
る。ノズル３４から洗浄水３７を噴射しながら、ウェハ
３５を回転させて洗浄を行う。

【００１０】ウェハの裏面に洗浄を行った後、ウェハ裏
面側を第２洗浄装置の吸着パッドに吸着させ、この吸着
パッドをモータに接続されたスピンドルで回転させる。
ウェハをこのように回転させながら、ウェハの表面側
（素子が形成されている側）にブラシを押し当て、ウェ
ハの表面側を洗浄する。この公報には、ウェハの裏面を
研削する平面研削装置のかわりに、ダイシング装置にこ
の発明を適用してもよいことが記載されている。

【００１１】上記の特開平７−２４０４５２号公報ある
いは特開２０００−２１８２８号公報に記載されている
ように、ウェハにダイシングテープを貼付せずにダイシ
ングを行った場合、ダイシングテープの貼付工程と剥離
工程（あるいは硬化工程）を省略できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−２１８２８号公報に記載されているように、ウ
ェハを吸着パッド上に吸着させ、ウェハに対して上方か
ら洗浄水を供給した場合（図６参照）、ダイシングの切
削屑が洗浄水によって流され、ウェハ裏面側にまわり込
むという問題が起こる。図２にダイシングの概略図を示
す。

【００１３】ダイシングされるウェハと、ダイシングさ
れたチップは、ワークと総称される。図２に示すよう
に、ワーク１１は吸着パッド１２に真空吸着された状態
で、ブレード１３によってダイシングされる。ダイシン
グテープを貼付せずにフルカットを行うと、ダイシング
されたチップが離散するため、各チップは個別に吸着パ
ッド１２に固定される。ワーク１１には吸着パッド１２
により矢印Ｆで示す吸引力が働く。

【００１４】ダイシングは切削液１４を供給しながら行
われる。ワーク１１の上方から供給される切削液１４
は、ワーク１１の切削屑１５とともにワーク１１の裏面
側に流れる。切削液１４の比抵抗が高く、ワーク１１と
してシリコンウェハが用いられている場合には、研削屑
１５が静電気を帯びて、ワーク１１に特に付着し易くな
る。

【００１５】図２に示すようにダイシングされた複数の
チップ（ワーク１１）には、例えば図６に示すように洗
浄が行われる。この場合、複数の吸着パッドが用いら
れ、各チップがそれぞれ吸着パッド上に固定される。図
６に示すウェハ３５と同様に、図２のワーク１１に対し
て上方から洗浄水を供給して洗浄した場合、ダイシング
工程でワーク１１の裏面にまわり込んだ切削屑１５を十
分に除去できない。

【００１６】図２の切削屑１５は、図６の洗浄水３７に
よってワークの側面または切断面からワークの裏面を伝
わり、吸着パッドに沿って流れるが、ワークと吸着パッ
ドとの吸着面には浸入しない。したがって、図３に示す
ように、ワーク１１の裏面１６には、吸着面１７の外縁
に沿って切削屑１５が付着する。

【００１７】このように、ワーク１１の吸着面１７の境
界に付着した切削屑１５は、主に酸化物からなる洗浄シ
ミ（ウォーターマーク）の要因となる。また、切削屑１
５が電極表面に付着して、ボンディングの接合不良を起
こすこともある。また、チップに付着した切削屑１５が
原因で、配線の切断やチップの損傷が起こることもあ
る。

【００１８】なお、例えば特開２０００−２１８２８号
公報には、ダイシングの際にウェハの表面側（素子が形
成されている側）に保護膜を形成することが記載されて
いる。保護膜はダイシング後に除去されるため、保護膜
を形成する場合には、保護膜形成工程と剥離工程が必要
となり、工程数が増加する。また、保護膜の剥離には有
機溶剤が用いられるため、作業の安全性と環境への影響
の両方を配慮する必要がある。

【００１９】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、したがって本発明は、ダイシングの切削屑を
十分に除去できるウェハの洗浄方法、洗浄装置およびダ
イシング装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のウェハの洗浄方法は、ウェハを真空吸着に
より上面側で固定する工程と、前記ウェハの下面にスク
ラブ洗浄を行う工程と、前記下面に下方から洗浄液を噴
射し、前記上面に前記洗浄液が達しないようにしながら
前記下面に洗浄を行う工程とを有することを特徴とす
る。

【００２１】上記の目的を達成するため、本発明のウェ
ハの洗浄方法は、上面側に複数の素子が形成され、かつ
前記素子間を分離するようにダイシングされたウェハ
を、真空吸着により前記上面側で固定する工程と、前記
ウェハの下面にスクラブ洗浄、好適にはブラシ洗浄を行
う工程と、前記下面に下方から洗浄液を噴射し、前記上
面に前記洗浄液が達しないようにしながら前記下面に洗
浄を行う工程と、前記下面にエアーブローを供給し、前
記ウェハを乾燥させる工程とを有することを特徴とす
る。

【００２２】これにより、ウェハの裏面（素子が形成さ
れていない側）にダイシングの切削屑が残留するのを防
止できる。したがって、ウェハ裏面の洗浄シミの発生
や、ウェハ裏面に付着した切削屑に起因する不良が抑制
される。また、本発明のウェハの洗浄方法は、保護膜が
形成されていないウェハにも適用可能であり、保護膜の
形成・剥離工程が不要である。したがって、保護膜の剥
離のための有機溶剤の使用も不要となる。

【００２３】上記の目的を達成するため、本発明の洗浄
装置は、ウェハの上面側を上方から真空吸着により固定
する真空吸着手段と、前記真空吸着手段の下方に設けら
れ、前記真空吸着手段に固定されたウェハの下面をスク
ラブ洗浄する洗浄手段と、前記真空吸着手段の下方に設
けられ、前記下面に下方から洗浄液を噴射し、かつ前記
上面に前記洗浄液が達しないように前記下面を洗浄する
洗浄液噴射手段と、前記下面にエアーブローを供給し
て、前記下面を乾燥させる乾燥手段とを有することを特
徴とする。

【００２４】上記の目的を達成するため、本発明のダイ
シング装置は、上面側に複数の素子が形成されたウェハ
の下面側を下方から真空吸着により固定する第１の吸着
パッドと、前記第１の吸着パッド上に固定されたウェハ
を、前記素子間で前記上面側から切断するブレードと、
前記上面に上方から切削液を供給し、前記切断で発生す
る切削屑を洗浄する切削液供給手段と、切断されたウェ
ハを移動させる搬送手段と、切断され、移動されたウェ
ハの上面側を上方から真空吸着により固定する第２の吸
着パッドと、前記第２の吸着パッドの下方に設けられ、
前記第２の吸着パッドに固定されたウェハの下面をブラ
シ洗浄するロールブラシと、前記第２の吸着パッドの下
方に設けられ、前記下面に下方から洗浄液を噴射し、か
つ前記上面に前記洗浄液が達しないように前記下面を洗
浄するノズルと、前記下面にエアーブローを供給して、
前記下面を乾燥させるエアーナイフとを有することを特
徴とする。

【００２５】これにより、ダイシングによりウェハの裏
面（素子が形成されていない側）にダイシングの切削屑
が残留するのを防止できる。したがって、ウェハ裏面の
洗浄シミの発生や、ウェハ裏面に付着した切削屑に起因
する不良が抑制される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のウェハの洗浄方
法、洗浄装置およびダイシング装置の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のダ
イシング装置の概略を示す平面図である。図１のダイシ
ング装置１はローダー２、アライメントステージ３、カ
ッティングテーブル４および洗浄装置５を含む。

【００２７】ローダー２には、ダイシングされる複数の
ウェハ（ワーク）が搬入される。ローダー２から搬送用
ロボットによりワークが１枚ずつ取り出され、例えば、
搬送径路６、７を経由してアライメントステージ３に搬
送される。アライメントステージ３上では、通常、オリ
エンテーション・フラットを含むウェハの外形を利用し
て、アライメントが行われる。

【００２８】アライメントが終了したワークは、アライ
メントステージ３からカッティングテーブル４に移動さ
れる。カッティングテーブル４では、例えばオリエンテ
ーション・フラットに平行な方向と、それに直交する方
向にダイシングが行われる。図２にダイシングの概略図
を示す。

【００２９】図２に示すように、ワーク１１は吸着パッ
ド１２に真空吸着された状態で、ブレード１３によって
ダイシングされる。ダイシングテープを貼付せずにフル
カットを行うと、ダイシングされたチップが離散するた
め、各チップは個別に吸着パッド１２に固定される。ワ
ーク１１には吸着パッド１２により矢印Ｆで示す吸引力
が働く。ブレード１３としては、例えばダイヤモンド砥
粒を薄い円盤状のボンド材に埋め込んだものが用いられ
る。ブレード１３を例えば３０，０００ｒｐｍ程度で高
速回転させ、ワーク１１を切削する。

【００３０】ダイシングは切削液１４を供給しながら行
われ、ダイヤモンドブレードでダイシングを行う場合に
は、切削液１４として純水が用いられる。ワーク１１の
上方から供給される切削液１４は、ワーク１１の切削屑
１５とともにワーク１１の裏面側に流れる。切削液１４
の比抵抗が高い場合、研削屑１５が静電気を帯びて、シ
リコンウェハ等のワーク１１に特に付着し易くなる。

【００３１】切削液１４は、ワーク１１の側面からワー
ク１１の裏面を伝わり、吸着パッド１２に沿って流れる
が、ワーク１１と吸着パッド１２との吸着面には浸入し
ない。したがって、ワーク１１の裏面１６には、図３に
示すように、吸着面１７の外縁に沿って切削屑１５が付
着する。

【００３２】以上のようにダイシングが行われたワーク
は、図１のカッティングテーブル４から洗浄装置５に搬
送される。図４は、本実施形態のダイシング装置１に設
けられる洗浄装置５の斜視図である。図５は、この洗浄
装置５の上面図であり、図４は図５のＡ部分に対応す
る。

【００３３】図４に示すように、洗浄装置５において
は、ワーク１１が吸着パッド２１の下方に真空吸着によ
って固定される。ワーク１１には吸着パッド２１により
矢印Ｆで示す吸引力が働く。図４および図５に示すよう
に、吸着ステージ２２はダイシングされるウェハと同程
度の大きさであり、少なくともチップと同数の吸着パッ
ド２１を備える。吸着ステージ２２の下方に、ロールブ
ラシ２３とノズル２４が設けられている。

【００３４】ノズル２４から上方のワーク１１に向けて
洗浄水２５を供給しながら、ロールブラシ２３をワーク
１１に接触させて回転させる。ロールブラシ２３は回転
しながら矢印Ｍの方向に移動する。洗浄水２５としては
純水を用いるが、純水の比抵抗を下げて、切削屑の帯電
を防止する目的で、純水に炭酸ガスを溶解してもよい。
これにより、切削屑のワークへの付着量を削減すること
ができる。

【００３５】図５に示すように、ロールブラシ２３の幅
Ｗ_b は吸着ステージ２２の幅Ｗ_s と同程度以上とするこ
とが望ましい。これにより、ロールブラシ２３を矢印Ｍ
で示す方向と直交する方向に移動させる必要がなく、複
数のワーク１１に同時にブラシ洗浄を行うことができ
る。

【００３６】ノズル２４については、吸着ステージ２２
の下方に複数の固定式のノズルが均等に配置されていて
も、あるいは、ロールブラシ２３の移動と連動して移動
するような可動式のノズルであっても、いずれでもよ
い。但し、ノズル２４から供給される洗浄水２５が、ワ
ーク１１と吸着パッド２１との間に入り込まないよう
に、水流を調節する。水流は、例えば洗浄水の流量やノ
ズル形状等によって調節できる。

【００３７】本実施形態のダイシング装置に設けられる
洗浄装置によれば、ブラシ洗浄を行うことにより、ダイ
シングで付着した切削屑を機械的に効率よく除去でき
る。また、洗浄水をワークに対して下方から供給し、ワ
ークと吸着パッドとの間に洗浄水を流さないため、吸着
面の周囲に切削屑が付着するのを防止できる。

【００３８】図４および図５に示すように、吸着ステー
ジ２２の下方にはエアーナイフ２６も設けられる。エア
ーナイフ２６はロールブラシ２３を追従するように、矢
印Ｍの方向に移動する。エアーナイフ２６から上方のワ
ーク１１に向けてエアーブロー２７を供給し、ワーク１
１を乾燥させる。

【００３９】図１の洗浄装置５において、以上のように
洗浄および乾燥が行われたワーク（チップ）は、ピック
アップ８を介して、ダイシング装置１から搬出される。
ダイシング装置１から搬出されたワークには、ボンディ
ングが行われる。本実施形態のダイシング装置１によれ
ば、ワークに付着する切削屑が低減されるため、ボンデ
ィング時の接合不良や配線の切断等が防止される。

【００４０】上記の本発明の実施形態のウェハの洗浄方
法、洗浄装置およびダイシング装置によれば、ダイシン
グで発生し、ワークに付着した切削屑を、ワークと吸着
パッドとの吸着面に残さずに除去することができる。し
たがって、洗浄後のワークに洗浄シミが発生せず、切削
屑に起因する不良も防止できる。

【００４１】また、上記の本発明の実施形態のウェハの
洗浄方法またはダイシング装置によれば、ウェハの表面
（素子が形成されている側）に保護膜を形成しなくて
も、ウェハにダイシングとその後の洗浄を行うことがで
きる。したがって、保護膜の形成・剥離工程を削減で
き、剥離工程での有機溶剤の使用も不要となる。これに
より、作業の安全性が向上し、環境負荷も軽減できる。

【００４２】本発明のウェハの洗浄方法、洗浄装置およ
びダイシング装置の実施形態は、上記の説明に限定され
ない。例えば、シリコンウェハ以外のワークに本発明を
適用することも可能であり、洗浄液を純水以外に変更す
ることもできる。ブラシ洗浄を例えばスポンジ洗浄等、
摩擦を利用する他のスクラブ洗浄に変更することもでき
る。また、本発明のウェハの洗浄方法や洗浄装置を、ダ
イシング以外のウェハ加工、例えばダイシング前の裏面
研削工程の後に適用してもよい。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

【００４３】

【発明の効果】本発明のウェハの洗浄方法によれば、工
程数を増加させずに、ダイシングの切削屑をウェハから
十分に除去できる。本発明の洗浄装置によれば、真空吸
着でウェハを固定して洗浄を行う場合に、吸着面に洗浄
シミが発生するのを防止できる。本発明のダイシング装
置によれば、ダイシングとその後の洗浄を連続して行う
ことができ、ダイシングの切削屑がワークに残留するの
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のダイシング装置の概略図であ
る。

【図２】図２は本発明のダイシング装置におけるダイシ
ングを示す概略図である。

【図３】図３はダイシング後のワークに研削屑が付着し
た状態を示す図である。

【図４】図４は本発明の洗浄装置の斜視図である。

【図５】図５は本発明の洗浄装置の上面図である。

【図６】図６は従来の洗浄装置の概略図である。

【符号の説明】

１…ダイシング装置、２…ローダー、３…アライメント
ステージ、４…カッティングテーブル、５…洗浄装置、
６、７…搬送径路、８…ピックアップ、１１…ワーク、
１２…吸着パッド、１３…ブレード、１４…切削液、１
５…切削屑、１６…ワーク裏面、１７…吸着面、２１…
吸着パッド、２２…吸着ステージ、２３…ロールブラ
シ、２４…ノズル、２５…洗浄水、２６…エアーナイ
フ、２７…エアーブロー、３１…第１洗浄装置、３２…
吸着パッド、３３…スピンドル、３４…ノズル、３５…
ウェハ、３６…モータ、３７…洗浄水。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハを真空吸着により上面側で固定する
   工程と、 前記ウェハの下面にスクラブ洗浄を行う工程と、 前記下面に下方から洗浄液を噴射し、前記上面に前記洗
   浄液が達しないようにしながら前記下面に洗浄を行う工
   程とを有するウェハの洗浄方法。
2. 【請求項２】前記洗浄液で洗浄を行った後、前記下面に
   エアーブローを供給し、前記ウェハを乾燥させる工程を
   さらに有する請求項１記載のウェハの洗浄方法。
3. 【請求項３】上面側に複数の素子が形成され、かつ前記
   素子間を分離するようにダイシングされたウェハを、真
   空吸着により前記上面側で固定する工程と、 前記ウェハの下面にスクラブ洗浄を行う工程と、 前記下面に下方から洗浄液を噴射し、前記上面に前記洗
   浄液が達しないようにしながら前記下面に洗浄を行う工
   程と、 前記下面にエアーブローを供給し、前記ウェハを乾燥さ
   せる工程とを有するウェハの洗浄方法。
4. 【請求項４】前記スクラブ洗浄は、ロールブラシを前記
   下面に接触させて回転させ、前記ロールブラシを前記ウ
   ェハに対して相対的に移動させる工程を含む請求項３記
   載のウェハの洗浄方法。
5. 【請求項５】前記エアーブローの供給にエアーナイフを
   用いる請求項３記載のウェハの洗浄方法。
6. 【請求項６】ウェハの上面側を上方から真空吸着により
   固定する真空吸着手段と、 前記真空吸着手段の下方に設けられ、前記真空吸着手段
   に固定されたウェハの下面をスクラブ洗浄する洗浄手段
   と、 前記真空吸着手段の下方に設けられ、前記下面に下方か
   ら洗浄液を噴射し、かつ前記上面に前記洗浄液が達しな
   いように前記下面を洗浄する洗浄液噴射手段と、 前記下面にエアーブローを供給して、前記下面を乾燥さ
   せる乾燥手段とを有する洗浄装置。
7. 【請求項７】上面側に複数の素子が形成されたウェハの
   下面側を下方から真空吸着により固定する第１の吸着パ
   ッドと、 前記第１の吸着パッド上に固定されたウェハを、前記素
   子間で前記上面側から切断するブレードと、 前記上面に上方から切削液を供給し、前記切断で発生す
   る切削屑を洗浄する切削液供給手段と、 切断されたウェハを移動させる搬送手段と、 切断され、移動されたウェハの上面側を上方から真空吸
   着により固定する第２の吸着パッドと、 前記第２の吸着パッドの下方に設けられ、前記第２の吸
   着パッドに固定されたウェハの下面をブラシ洗浄するロ
   ールブラシと、 前記第２の吸着パッドの下方に設けられ、前記下面に下
   方から洗浄液を噴射し、かつ前記上面に前記洗浄液が達
   しないように前記下面を洗浄するノズルと、 前記下面にエアーブローを供給して、前記下面を乾燥さ
   せるエアーナイフとを有するダイシング装置。