WO2023188154A1 - 電子部品洗浄方法 - Google Patents

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WO2023188154A1
WO2023188154A1 PCT/JP2022/016130 JP2022016130W WO2023188154A1 WO 2023188154 A1 WO2023188154 A1 WO 2023188154A1 JP 2022016130 W JP2022016130 W JP 2022016130W WO 2023188154 A1 WO2023188154 A1 WO 2023188154A1
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WO
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cleaning
electronic component
wafer
hydrogen water
unit
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広 菊地
瑾 李
純一 井田
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ヤマハロボティクスホールディングス株式会社
栗田工業株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/24—Preliminary treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/52—Mounting semiconductor bodies in containers

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for cleaning the surface of electronic components such as wafers, semiconductor chips, and substrates.
  • Patent Document 1 describes that when bonding two wafers, the surface of the wafer is scrubbed with a cleaning device, the surface of the wafer is modified with plasma treatment, and the surface of the wafer is made hydrophilic with pure water. A joining system for joining is disclosed.
  • Patent Document 1 when the surface of the wafer is modified with plasma and then hydrophilized with pure water, the hydrophilicity of the surface deteriorates over time. In some cases, the bonding quality deteriorates.
  • the present disclosure aims to maintain the surface of an electronic component in a highly hydrophilic state.
  • the electronic component cleaning method of the present disclosure is an electronic component cleaning method that cleans the surface of an electronic component, and includes a wet cleaning step of wet cleaning the surface of the electronic component with a liquid, and after the wet cleaning, an atmospheric pressure plasma is used to clean the surface of the electronic component.
  • the surface of the electronic component can be kept in a highly hydrophilic state, and the bonding quality can be improved.
  • the hydrogen water treatment step may be started immediately after the dry cleaning step ends.
  • the hydrogen water treatment step may be started within 30 seconds after the end of the dry cleaning step, or the hydrogen water treatment step may be started within 10 seconds after the end of the dry cleaning step.
  • the surface of the electronic component can be kept in a highly hydrophilic state for a longer period of time.
  • the hydrogen water treatment step may include spraying ultrasonically excited hydrogen water onto the surface of the electronic component.
  • the hydrophilicity of the surface of the electronic component can be increased.
  • the electronic component may be a wafer, a semiconductor chip, or a substrate for a semiconductor device.
  • the semiconductor chip may be attached onto the support material.
  • the surface of an electronic component can be kept in a highly hydrophilic state.
  • FIG. 1 is a plan view of the first floor of an electronic component cleaning apparatus for carrying out an electronic component cleaning method according to an embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the second floor of the electronic component cleaning apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is an elevational sectional view of a wet cleaning unit and a dry cleaning unit of the electronic parts cleaning apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a system diagram showing a control system of the electronic parts cleaning apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a flowchart showing operations when the electronic component cleaning apparatus shown in FIG. 1 executes the electronic component cleaning method of the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an operation when the electronic component cleaning apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 executes the electronic component cleaning method of the embodiment, and is an elevational sectional view showing a state in which a wafer is held on a processing stage.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation when the electronic component cleaning apparatus shown in FIG. 3 executes the electronic component cleaning method of the embodiment, and is a vertical sectional view during wet cleaning. 4 is a diagram illustrating the operation of the electronic component cleaning apparatus shown in FIG. 3 when performing the electronic component cleaning method of the embodiment, and is an elevational cross-sectional view illustrating a state in which a wafer is moved from a wet cleaning chamber to a dry cleaning chamber.
  • FIG. . FIG. 4 is a diagram illustrating an operation when the electronic component cleaning apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 executes the electronic component cleaning method of the embodiment, and is a vertical sectional view during dry cleaning.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation when the electronic component cleaning apparatus shown in FIG. 3 executes the electronic component cleaning method of the embodiment, and is a sectional view during hydrogen water treatment. Changes in pure water contact angle and hydrophilicity over time after dry cleaning with atmospheric pressure plasma, and changes in pure water contact angle and hydrophilicity after hydrogen water treatment after dry cleaning with atmospheric pressure plasma. It is a graph showing a change over time.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of an electronic component cleaning apparatus according to another embodiment that executes the electronic component cleaning method according to the embodiment. 13 is a system diagram showing a control system of the electronic parts cleaning apparatus shown in FIG. 12.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an operation when the electronic parts cleaning apparatus shown in FIG. 12 executes an electronic parts cleaning method of another embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a semiconductor chip pasted on a dicing film and a ring to which the dicing film is attached.
  • an electronic component cleaning apparatus 100 that executes an electronic component cleaning method according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the electronic component cleaning apparatus 100 cleans the surface 81 of the wafer 80, which is an electronic component. Cleaning can be performed, and the surface of a substrate for a semiconductor device to which the semiconductor chip 85 is bonded can also be cleaned.
  • the electronic component cleaning apparatus 100 has a two-story structure with a first-story surface shown in FIG. 1 and a second-story surface shown in FIG. 2.
  • a wet cleaning unit 10 and a horizontal transport unit 60 are arranged adjacent to each other on the first floor.
  • a control unit 17 is arranged on the first floor.
  • a dry cleaning unit 40 is arranged to overlap the wet cleaning unit 10.
  • the wet cleaning unit 10 includes a substantially rectangular parallelepiped casing 11, a wet cleaning chamber 13 disposed inside the casing 11, a processing stage 14, and a stage drive for driving the processing stage 14.
  • the device 16 the water nozzle 21, the ultrasonic vibrator 22, the nozzle arm 23, the nozzle arm drive section 24, the wiping head 31, the head arm 32, the head arm drive section 33, and the rotary press drive section 35.
  • a wiping member 34 , a pure water tank 26 , a hydrogen water tank 27 , an ozone water tank 28 , and a cleaning water tank 37 .
  • the processing stage 14 is a disk-shaped member that holds the wafer 80 on its upper surface.
  • a shaft 15 is connected to the lower side of the processing stage 14 .
  • the shaft 15 is rotated by the stage drive device 16 as shown by an arrow 95a in FIG. 3, and is also driven in the vertical direction as shown by an arrow 95b in FIG. Therefore, the processing stage 14 is rotated and driven in the vertical direction while holding the wafer 80 by the stage driving device 16.
  • the processing stage 14 transports the wafer 80 in the vertical direction between the wet cleaning chamber 13 of the wet cleaning unit 10 and the dry cleaning chamber 44 of the dry cleaning unit 40 when the shutter 48 is opened. Configure a transport unit to
  • the water nozzle 21 is arranged above the processing stage 14 and sprays pure water, ozone water, and hydrogen water onto the wafer 80 held on the upper surface of the processing stage 14.
  • the water nozzle 21 is attached to the tip of a nozzle arm 23.
  • a root portion of the nozzle arm 23 is connected to a nozzle arm drive section 24.
  • the nozzle arm drive section 24 rotates the nozzle arm 23 within a plane as shown by an arrow 91 in FIG. .
  • An ultrasonic vibrator 22 is attached to the top of the water nozzle 21 to apply ultrasonic vibrations to the pure water, hydrogen water, and ozone water jetted from the water nozzle 21.
  • the wiping head 31 is arranged above the processing stage 14, and rotates the wiping member 34 attached to the lower end in the direction of an arrow 95c shown in FIG.
  • the wiping member 34 is brought into contact with the upper surface to wipe and clean the surface 81 of the wafer 80.
  • the wiping member 34 may be, for example, a woven or knitted fabric using microfibers.
  • the wiping head 31 includes a cleaning water nozzle that sprays cleaning water toward the wafer 80 .
  • the wiping head 31 is attached to the tip of the head arm 32.
  • the base of the head arm 32 is connected to a head arm drive section 33.
  • the head arm driving unit 33 rotates the head arm 32 within a plane as shown by an arrow 92 in FIG. .
  • the wet cleaning chamber 13 is a circular pan that is provided below the processing stage 14 and receives pure water, ozone water, hydrogen water jetted from the water nozzle 21, or cleaning water jetted from the wiping head 31. , the opening narrows towards the top. The upper opening is large enough to allow the wafer 80 to be taken in and taken out.
  • the pure water tank 26, hydrogen water tank 27, and ozone water tank 28 are tanks that store pure water, hydrogen water, and ozone water, respectively.
  • hydrogen water is water in which hydrogen gas is dissolved
  • ozone water is water in which ozone gas is dissolved in water.
  • the cleaning water tank 37 stores cleaning water such as pure water, hydrogen water, alkali-added hydrogen water, carbonated water, etc., for example.
  • the pure water tank 26, hydrogen water tank 27, and ozone water tank 28 are connected to the water nozzle 21 through a pure water valve 26a, a hydrogen water valve 27a, an ozone water valve 28a, and piping 25, respectively. Further, the cleaning water tank 37 is connected to the wiping head 31 through a cleaning water valve 37a and piping 36.
  • a horizontal transport unit 60 is arranged adjacent to the wet cleaning unit 10 on the first floor.
  • the lateral transfer unit 60 includes a casing 61, a wafer transfer stage 63 disposed inside the casing 61, and a lateral transfer robot 64 as a lateral transfer device.
  • the wafer transfer stage 63 is a stage that receives an uncleaned wafer 80 from the outside and also transfers a cleaned wafer 80.
  • An opening 66 for transporting the wafer 80 between the horizontal transport unit 60 and the wet cleaning unit 10 is provided in the side wall 11a of the casing 11 of the wet cleaning unit 10 and the side wall 61a of the horizontal transport unit 60.
  • the lateral transfer robot 64 transfers the wafer 80 between the wafer transfer stage 63 and the processing stage 14 of the wet cleaning unit 10 through the opening 66, as shown by an arrow 93 in FIG.
  • the dry cleaning unit 40 has a substantially rectangular parallelepiped casing 41 that is placed over the top of the casing 11 of the wet cleaning unit 10, a floor plate 42, a ceiling plate 43, and a ceiling rail 46. , an atmospheric pressure plasma head 51 , a plasma ignition device 52 , a plasma gas tank 53 , and a plasma head drive section 56 .
  • a space partitioned by the wall of the casing 41, the floor plate 42, and the ceiling plate 43 constitutes a dry cleaning chamber 44 in which a dry cleaning process is performed using atmospheric pressure plasma injected from the atmospheric pressure plasma head 51. Further, the space above the ceiling plate 43 constitutes an equipment arrangement space 45 into which atmospheric pressure plasma does not enter.
  • the atmospheric pressure plasma head 51 includes, for example, a ceramic tube through which plasma gas flows, a negative electrode placed outside the ceramic tube, and a ground electrode placed inside the ceramic tube.
  • a device may also be used in which a plurality of plasma generators are arranged in a row to generate a discharge in the ceramic tube by applying a high voltage therebetween, and to eject plasma from the tip.
  • the atmospheric pressure plasma head 51 is attached to the ceiling rail 46 via a plasma head drive section 56.
  • the plasma head drive unit 56 reciprocates the atmospheric pressure plasma head 51 in the horizontal direction, as shown by an arrow 94a in FIG.
  • an opening 47 is provided that allows the processing stage 14 to move in the vertical direction.
  • a shutter 48 for opening and closing the opening 47 is provided below the floorboard 42.
  • the shutter 48 opens and closes the opening 47 by sliding as shown by an arrow 94b in FIG. 2 by a drive unit (not shown).
  • the processing stage 14 of the wet cleaning unit 10 can move upward as shown by an arrow 95d and move from the wet cleaning chamber 13 into the dry cleaning chamber 44. becomes.
  • Shutter 48 is closed after processing stage 14 has been moved into dry cleaning chamber 44 .
  • a semicircular notch 49 (see FIG. 2 ) is provided.
  • the plasma ignition device 52 is a device that supplies high voltage to electrodes arranged inside the atmospheric pressure plasma head 51, and is connected to the atmospheric pressure plasma head 51 by a connecting wire 55.
  • the plasma gas tank 53 is a tank that stores plasma gas.
  • an inert gas such as argon or helium may be used.
  • the plasma gas tank 53 and the atmospheric pressure plasma head 51 are connected by a plasma gas valve 53a and a pipe 54.
  • the control unit 17 is a computer that includes a CPU 18 and a memory 19 inside. As shown in FIG. 4, the control unit 17 includes the nozzle arm drive unit 24 of the wet cleaning unit 10, the ultrasonic vibrator 22, the pure water valve 26a, the hydrogen water valve 27a, the ozone water valve 28a, the head arm drive unit 33, It is connected to the rotary pressure drive unit 35, the cleaning water valve 37a, the stage driving device 16, and the shutter 48, and adjusts the operation of each device of the wet cleaning unit 10 and the processing stage 14 that constitutes the transport unit. Further, the control unit 17 is connected to the atmospheric pressure plasma head 51, the plasma head drive unit 56, the plasma ignition device 52, and the plasma gas valve 53a, and adjusts the operation of each device of the dry cleaning unit 40. Further, the control unit 17 is connected to the lateral transfer robot 64 of the lateral transfer unit 60 and adjusts the operation of the lateral transfer robot 64.
  • the shutter 48 is closed, and the wet cleaning unit 10 and the dry cleaning unit 40 are separated by the floor plate 42 of the casing 41 of the dry cleaning unit 40 and the shutter 48. . Further, as shown in FIG. 1, the nozzle arm 23 and the head arm 32 are retracted to a position where the water nozzle 21 and the wiping head 31 do not overlap the processing stage 14.
  • control unit 17 operates the horizontal transfer robot 64 shown in FIG. It is then carried into the wet cleaning unit 10 and placed on the processing stage 14.
  • the control unit 17 causes the wafer 80 to be held on the upper surface of the processing stage 14 .
  • the control unit 17 performs wet cleaning on the front surface 81 of the wafer 80 in steps S102 to S104 in FIG.
  • steps S102 to S104 in FIG. 5 constitute a wet cleaning process.
  • the control unit 17 performs hydrogen water cleaning as shown in step S102 in FIG.
  • the control unit 17 operates the nozzle arm drive section 24 to rotate the nozzle arm 23 and move the water nozzle 21 upward to the processing stage 14. Then, the control unit 17 rotates the processing stage 14 using the stage driving device 16, opens the hydrogen water valve 27a, and sprays hydrogen water from the water nozzle 21 toward the wafer 80 to clean the wafer 80. At this time, the control unit 17 operates the ultrasonic vibrator 22 to apply ultrasonic vibration to the hydrogen water, and injects the ultrasonic-excited hydrogen water onto the surface of the wafer 80 .
  • the control unit 17 performs wiping cleaning with pure water in step S103 of FIG.
  • the control unit 17 operates the head arm drive section 33 to rotate the head arm 32 and move the wiping head 31 above the processing stage 14. Since the water nozzle 21 has been moved upward to the processing stage 14 during the previous hydrogen water cleaning, the control unit 17 opens the pure water valve 26a and injects pure water from the water nozzle 21 toward the wafer 80.
  • the rotation pressing drive unit 35 of the wiping head 31 is operated to rotate the wiping member 34 and bring it into contact with the upper surface of the wafer 80 .
  • the control unit 17 causes the head arm driving section 33 to move the wiping head 31 along the surface 81 of the wafer 80 to wipe and clean the surface 81 of the wafer 80 .
  • the control unit 17 may perform wiping cleaning of the surface 81 of the wafer 80 while opening the cleaning water valve 37a and jetting cleaning water from the wiping head 31.
  • step S104 of FIG. 5 the control unit 17 again performs hydrogen water cleaning similar to step S102 of FIG.
  • step S102 By wet cleaning from step S102 to step S104 in FIG. 5, inorganic and organic foreign matter are removed from the surface 81 of the wafer 80.
  • control unit 17 transports the wet-cleaned wafer 80 from the wet cleaning chamber 13 to the dry cleaning chamber 44 in steps S105 to S108 in FIG.
  • the control unit 17 opens the shutter 48 in step S105 of FIG. Further, the control unit 17 operates the nozzle arm drive section 24 and the head arm drive section 33, so that the nozzle arm 23, the head arm 32, the water nozzle 21, and the wiping head 31 are in a position where they do not overlap the processing stage 14. Evacuate.
  • the control unit 17 opens the shutter 48 as shown in FIG. 8
  • the control unit 17 operates the stage drive device 16 to move the processing stage 14 in the direction indicated by the arrow 95d in FIG. 8 in step S107 in FIG. so that it rises. Accordingly, the control unit 17 moves the processing stage 14 from the wet cleaning chamber 13 into the dry cleaning chamber 44 and transports the wafer 80 from the wet cleaning chamber 13 into the dry cleaning chamber 44 .
  • control unit 17 closes the shutter 48 in step S108 in FIG.
  • step S109 in FIG. 5 constitutes a dry cleaning process.
  • the control unit 17 operates the plasma head drive section 56 to move the atmospheric pressure plasma head 51 above the processing stage 14, as shown in FIG. Then, the control unit 17 operates the plasma ignition device 52 to supply high voltage from the plasma ignition device 52 to the atmospheric pressure plasma head 51, and opens the plasma gas valve 53a to supply a large amount of plasma gas from the plasma gas tank 53.
  • the atmospheric pressure plasma is supplied to the atmospheric pressure plasma head 51, and atmospheric pressure plasma is generated within the atmospheric pressure plasma head 51.
  • the control unit 17 operates the plasma head drive section 56 as shown by an arrow 96 in FIG. Inject to.
  • step S109 in FIG. 5 foreign matter adhering to the surface 81 of the wafer 80 is removed by irradiation with atmospheric pressure plasma, and the surface of the wafer 80 is subjected to hydrophilic treatment. Therefore, after dry cleaning, the surface 81 of the wafer 80 is highly hydrophilic.
  • control unit 17 transports the dry cleaned wafer 80 from the dry cleaning chamber 44 to the wet cleaning chamber 13 in steps S110 to S112 in FIG.
  • the control unit 17 opens the shutter 48 in step S110 of FIG. 5, operates the stage drive device 16 to lower the processing stage 14 in step S111 of FIG.
  • the wafer 80 is transferred from the dry cleaning chamber 44 into the wet cleaning chamber 13 by moving the wafer 80 from the cleaning chamber 44 into the wet cleaning chamber 13 .
  • the control unit 17 closes the shutter 48 in step S112 of FIG.
  • step S113 in FIG. 5 constitutes a hydrogen water treatment process. Similar to the hydrogen water cleaning described in step S102 of FIG. 5, as shown in FIG.
  • the processing stage 14 is rotated by the stage drive device 16, and the hydrogen water valve 27a is opened to inject hydrogen water from the water nozzle 21 toward the wafer 80 to perform hydrogen water treatment on the wafer 80.
  • the control unit 17 operates the ultrasonic vibrator 22 to apply ultrasonic vibration to the hydrogen water, and injects the ultrasonic-excited hydrogen water onto the surface of the wafer 80 .
  • the hydrogen water treatment is similar to the hydrogen water cleaning in steps S102 and S104 in FIG.
  • the time is shorter than the hydrogen water cleaning in steps S102 and S104 in FIG.
  • control unit 17 After finishing the hydrogen water treatment, the control unit 17 proceeds to step S114 in FIG. 5 and performs a spin drying process.
  • the control unit 17 rotates the processing stage 14 at high speed using the stage drive device 16, and uses centrifugal force to blow hydrogen water remaining on the surface 81 of the wafer 80 to the outer circumferential side, thereby drying the surface 81.
  • control unit 17 proceeds to step S115 in FIG. 5 and unloads the wafer 80 from the wet cleaning unit 10.
  • the control unit 17 operates the horizontal transfer robot 64 shown in FIG. The wafer is placed on the wafer transfer stage 63 of the horizontal transfer unit 60.
  • a solid line a in FIG. 11 indicates that, like the cleaning operation of the wafer 80 of the electronic component cleaning apparatus 100 of the embodiment described above, hydrophilization by hydrogen water treatment is performed immediately after dry cleaning by atmospheric pressure plasma is performed.
  • 12 shows the time change of the contact angle of pure water on the surface 81 in the case of the present invention.
  • a broken line b in FIG. 11 shows the change over time in the contact angle of pure water on the surface 81 when only dry cleaning using atmospheric pressure plasma is performed.
  • the pure water contact angle is the angle formed between the liquid level and the surface 81 at a place where the free surface of stationary pure water contacts the surface 81, and when the pure water contact angle is large, the hydrophilicity is low; When the pure water contact angle is small, the hydrophilicity becomes high.
  • the contact angle of pure water on the surface of the wafer 80 changes from time t2 to time t3 as shown by the arrow d in FIG. During this period, the temperature shifts to a higher state than at the end of the dry cleaning, and after that, it gradually rises. To put this in terms of changes in hydrophilicity, the hydrophilicity of the surface 81 of the wafer 80 transitions to a state lower than that at the end of hydrophilization between time t2 and time t3, and then gradually decreases. becomes.
  • hydrophilicity is performed by hydrogen water treatment immediately after dry cleaning using atmospheric pressure plasma, hydrophilicity higher than the hydrophilicity at the end of hydrogen water treatment can be maintained for a long time.
  • hydrophilicity increases over time after the hydrogen water treatment is completed is thought to be because hydroxyl groups are attached to the surface 81 of the wafer 80 due to the hydrogen water treatment.
  • the inventor's research has shown that if the time between dry cleaning using atmospheric pressure plasma and the start of hydrogen water treatment is not short, hydrophilicity increases over time after the hydrogen water treatment ends, as described above. I know that I will not be able to get it.
  • the dry cleaning unit 40 is stacked on top of the wet cleaning unit 10, and the processing stage 14 is moved up and down to transfer the wafer 80 to the dry cleaning unit. 40 and the wet cleaning unit 10, the interval between the dry cleaning process using atmospheric pressure plasma and the hydrophilization process using hydrogen water treatment process is shortened.
  • the hydrogen water treatment process can be started immediately after the dry cleaning process using atmospheric pressure plasma ends, more specifically, 5 to 10 seconds after the dry cleaning process ends. Therefore, the electronic component cleaning apparatus 100 of the embodiment can maintain the hydrophilicity of the surface 81 of the wafer 80 in a high state for a long time, and can improve bonding quality.
  • FIGS. 12 to 14 An electronic component cleaning apparatus 200 that executes the electronic component cleaning method of the embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 14.
  • the same parts as those of the electronic component cleaning apparatus 100 previously described with reference to FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • a vertical conveyance unit 70 is arranged adjacent to the side walls 11b and 41b of the wet cleaning unit 10 and the dry cleaning unit 240, which are arranged one above the other.
  • the vertical transport unit 70 transports the wafer 80 between the wet cleaning chamber 13 and the dry cleaning chamber 44 .
  • the electronic component cleaning apparatus 200 includes a control unit 17.
  • the vertical transport unit 70 includes a casing 71 and a vertical transport device 75 disposed inside the casing 71.
  • the casing 71 is a substantially rectangular parallelepiped member that is disposed adjacent to the side surfaces of the wet cleaning unit 10 and the dry cleaning unit 240 and extends vertically across the wet cleaning unit 10 and the dry cleaning unit 240.
  • An opening 72a is provided in the first floor side wall 72 of the casing 71 and communicates with the opening 11c of the side wall 11b of the casing 11 of the wet cleaning unit 10.
  • the side wall 73 on the second floor is provided with an opening 73a that communicates with the opening 41c of the side wall 41b of the casing 41 of the dry cleaning unit 240.
  • Shutters 72b and 73b are attached to the openings 72a and 73a, respectively.
  • the vertical transport device 75 is disposed inside the casing 71 and transports the wafer 80 in and out of the wet cleaning chamber 13 and the dry cleaning chamber 44, and also transports the wafer 80 between the wet cleaning chamber 13 and the dry cleaning chamber 44. .
  • the vertical conveyance device 75 includes a main body 76 that moves vertically as indicated by an arrow 99 in FIG. 12, and a chuck 77 that is attached to the top of the main body 76 and slides horizontally. ing.
  • the chuck 77 grips the wafer 80 and reciprocates in the horizontal direction as indicated by arrows 98a and 98b shown in FIG.
  • the wet cleaning unit 10 has the same configuration as the wet cleaning unit 10 of the electronic component cleaning apparatus 100 previously described with reference to FIGS. 1 to 11, except that the side wall 11b of the casing 11 is provided with an opening 11c. .
  • the dry cleaning unit 240 includes a processing stage 58 that holds the wafer 80 inside the dry cleaning chamber 44, and a slide drive section 57 that reciprocates the processing stage 58 in the direction of arrow 97 shown in FIG.
  • the atmospheric pressure plasma head 51 is attached to the ceiling rail 46 with a bracket 56a, and unlike the dry cleaning unit 40 previously described with reference to FIGS. 1 to 11, the atmospheric pressure plasma head 51 does not move back and forth. Furthermore, an opening 41c is provided in the side wall 41b of the casing 41.
  • the control unit 17 includes the nozzle arm drive section 24 of the wet cleaning unit 10, the ultrasonic vibrator 22, the pure water valve 26a, the hydrogen water valve 27a, and the ozone water valve 28a. , the head arm drive section 33, the rotary pressure drive section 35, the wash water valve 37a, the stage drive device 16, and the shutter 72b, and adjusts the operation of each device of the wet cleaning unit 10. Further, the control unit 17 is connected to the atmospheric pressure plasma head 51, the slide drive unit 57, the plasma ignition device 52, the plasma gas valve 53a, and the shutter 73b, and adjusts the operation of each device of the dry cleaning unit 40. Furthermore, the control unit 17 is connected to the vertical conveyance device 75 of the vertical conveyance unit 70 and adjusts the operation of the vertical conveyance device 75.
  • step S101 of FIG. 14 the control unit 17 of the electronic parts cleaning apparatus 200 operates the vertical transport device 75 to carry the wafer 80 into the wet cleaning unit 10, and similarly to the electronic parts cleaning apparatus 100, the process starts from step S102 of FIG. A wet cleaning process is performed in S104.
  • the control unit 17 opens the shutters 72b and 73b in step S105 in FIG. 14, operates the vertical conveyance device 75 in step S201 in FIG. The wafer 80 is transported. After the transfer of the wafer 80 is completed, the control unit 17 closes the shutters 72b and 73b in step S108 of FIG. Then, in step S109 of FIG. 14, the control unit 17 performs a dry cleaning process by reciprocating the processing stage 58 holding the wafer 80 on its upper surface using the slide drive unit 57. When the dry cleaning process is completed, the control unit 17 opens the shutters 72b and 73b in step S110 of FIG. 14, and transports the wafer 80 to the wet cleaning unit 10 by the vertical transport device 75 in step S202 of FIG.
  • control unit 17 closes the shutters 72b and 73b in step S112 of FIG. 14, proceeds to step S113 of FIG. 14, and performs a hydrogen water treatment process in the wet cleaning unit 10.
  • control unit 17 unloads the wafer 80 from the wet cleaning unit 10 using the vertical transport device 75 in step S115 in FIG.
  • the electronic component cleaning apparatus 200 can start hydrophilization by the hydrogen water treatment process immediately after the dry cleaning process using atmospheric pressure plasma is completed, so that the surface 81 of the wafer 80 can be made hydrophilic. It is possible to maintain a high condition and improve bonding quality.
  • the electronic component cleaning apparatuses 100 and 200 were described as cleaning the surface 81 of the wafer 80 by executing the electronic component cleaning method of the embodiment, but they can also clean the surface of the semiconductor chip 85.
  • the semiconductor chips 85 are divided by attaching a silicon dicing film 87 as a supporting material to the lower surface of the disk-shaped wafer 80 and making cuts in a grid pattern from the upper side with a dicing saw. It is something.
  • the upper surface of the outer periphery of the dicing film 87 is attached to a ring 86 . Therefore, the semiconductor chip 85 is attached to the upper surface of the dicing film 87 and is handled together with the ring 86.
  • Reference numeral 89 shown in FIG. 15 indicates the front surface 89 of the semiconductor chip 85.
  • the semiconductor chip 85 is not limited to being stuck on the dicing film 87, but may be stuck on a silicon wafer, a glass plate, or a substrate.
  • the wet cleaning process was described as being performed using hydrogen water, but the wet cleaning process is not limited to this, and may be performed using ozone water. Further, in the hydrogen water cleaning step and the hydrogen water treatment step, hydrogen water may be injected onto the surface 81 of the wafer 80 without ultrasonic vibration.

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Abstract

ウェーハの表面の洗浄を行う電子部品洗浄方法であって、水素水と純水によりウェーハの表面のウェット洗浄を行うウェット洗浄工程（Ｓ１０２～Ｓ１０４）と、ウェット洗浄の後に、大気圧プラズマにより電子部品の表面のドライ洗浄を行うドライ洗浄工程（Ｓ１０９）と、ドライ洗浄工程の後に、水素ガスを水に溶解した水素水を用いてウェーハの表面の洗浄を行う水素水処理工程（Ｓ１１３）と、を含む。

Description

電子部品洗浄方法
　本開示は、ウェーハ、半導体チップ、基板等の電子部品の表面の洗浄を行う方法に関する。
　接合により半導体装置を製造する際には、シリコンウェーハや化合物半導体ウェーハ等のウェーハの表面の洗浄が必要となる。特許文献1には、２枚のウェーハの接合を行う際に、洗浄装置によってウェーハの表面を擦り洗いし、プラズマ処理によりウェーハの表面改質を行い、純水によってウェーハの表面を親水化した後に接合する接合システムが開示されている。
特開２０２０－１５５７５９号公報
　しかし、特許文献１に記載された従来技術のように、プラズマによって表面の改質処理を行った後、純水によってウェーハの表面の親水化処理を行う場合には、時間と共に表面の親水性が低下してしまい、ボンディング品質が低下する場合があった。
　そこで、本開示は、電子部品の表面を親水性の高い状態に保つことを目的とする。
　本開示の電子部品洗浄方法は、電子部品の表面の洗浄を行う電子部品洗浄方法であって、液体により電子部品の表面のウェット洗浄を行うウェット洗浄工程と、ウェット洗浄の後に、大気圧プラズマにより電子部品の表面のドライ洗浄を行うドライ洗浄工程と、ドライ洗浄工程の後に、水素ガスを水に溶解した水素水を用いて電子部品の表面の親水化を行う水素水処理工程と、を含むことを特徴とする。
　このように、大気圧プラズマによるドライ洗浄の後に水素水処理を行うことにより、電子部品の表面を親水性の高い状態に保つことができ、ボンディング品質を向上させることができる。
　本開示の電子部品洗浄方法において、ドライ洗浄工程の終了の直後に水素水処理工程を開始してもよい。ここで、ドライ洗浄工程の終了後３０秒以内に水素水処理工程を開始してよいし、ドライ洗浄工程の終了後１０秒以内に水素水処理工程を開始してよい。
　これにより、より長い時間電子部品の表面を親水性の高い状態に保つことができる。
　本開示の電子部品洗浄方法において、水素水処理工程は、超音波加振した水素水を電子部品の表面に噴射してもよい。
　これにより、電子部品の表面の親水性を高めることができる。
　本開示の電子部品洗浄方法において、電子部品は、ウェーハ、半導体チップ、又は半導体装置用の基板でもよい。ここで、半導体チップは、支持材の上に貼り付けられてもよい。
　本開示は、電子部品の表面を親水性の高い状態に保つことができる。
実施形態の電子部品洗浄方法を実行するための電子部品洗浄装置の一階面の平面図である。 図１に示す電子部品洗浄装置の二階面の平面図である。 図１に示す電子部品洗浄装置のウェット洗浄ユニットとドライ洗浄ユニットの立断面図である。 図１に示す電子部品洗浄装置の制御系統を示す系統図である。 図１に示す電子部品洗浄装置が実施形態の電子部品洗浄方法を実行する際の動作を示すフローチャートである。 図３に示す電子部品洗浄装置が実施形態の電子部品洗浄方法を実行する際の動作を示す図であって、処理ステージの上にウェーハを保持させた状態を示す立断面図である。 図３に示す電子部品洗浄装置が実施形態の電子部品洗浄方法を実行する際の動作を示す図であって、ウェット洗浄中の立断面図である。 図３に示す電子部品洗浄装置が実施形態の電子部品洗浄方法を実行する際の動作を示す図であって、ウェーハをウェット洗浄チャンバからドライ洗浄チャンバに移動させた状態を示す立断面図である。 図３に示す電子部品洗浄装置が実施形態の電子部品洗浄方法を実行する際の動作を示す図であって、ドライ洗浄中の立断面図である。 図３に示す電子部品洗浄装置が実施形態の電子部品洗浄方法を実行する際の動作を示す図であって、水素水処理中の断面図である。 大気圧プラズマによるドライ洗浄終了後の純水接触角と親水性の時間変化と、大気圧プラズマによるドライ洗浄の後に水素水処理を行った際の水素水処理後の純水接触角と親水性の時間変化とを示すグラフである。 実施形態の電子部品洗浄方法を実行する他の実施形態の電子部品洗浄装置の立断面図である。 図１２に示す電子部品洗浄装置の制御系統を示す系統図である。 図１２に示す電子部品洗浄装置が他の実施形態の電子部品洗浄方法を実行する際の動作を示すフローチャートである。 ダイシングフィルムの上に貼り付けられた半導体チップとダイシングフィルムが取り付けられたリングとを示す断面図である。
　以下、図面を参照しながら実施形態の電子部品洗浄方法を実行する電子部品洗浄装置１００について説明する。尚、以下の説明では、電子部品洗浄装置１００によって電子部品であるウェーハ８０の表面８１の洗浄を行う場合について説明するが、電子部品洗浄装置１００は半導体チップ８５の表面８９（図１５参照）の洗浄を行うこともできるし、半導体チップ８５をボンディングする半導体装置用の基板の表面の洗浄を行うこともできる。
　図１、２に示すように、電子部品洗浄装置１００は、図１に示す一階面と、図２に示す二階面との二階構造である。図１に示すように、一階面には、ウェット洗浄ユニット１０と、横搬送ユニット６０とが隣接して配置されている。また、一階面には、制御ユニット１７が配置されている。二階面には、ウェット洗浄ユニット１０の上部に重ね合わせてドライ洗浄ユニット４０が配置されている。
　図１、３に示すように、ウェット洗浄ユニット１０は、略直方体のケーシング１１と、ケーシング１１の内部１２に配置されたウェット洗浄チャンバ１３と、処理ステージ１４と、処理ステージ１４を駆動するステージ駆動装置１６と、水ノズル２１と、超音波振動子２２と、ノズルアーム２３と、ノズルアーム駆動部２４と、拭き取りヘッド３１と、ヘッドアーム３２と、ヘッドアーム駆動部３３と、回転押圧駆動部３５と、拭き取り部材３４と、純水タンク２６、水素水タンク２７と、オゾン水タンク２８と、洗浄水タンク３７とを含んでいる。
　処理ステージ１４は、上面にウェーハ８０を保持する円板状部材である。処理ステージ１４の下側にはシャフト１５が接続されている。シャフト１５は、ステージ駆動装置１６によって図３の矢印９５ａに示すように回転駆動されるとともに図３に示す矢印９５ｂのように上下方向に駆動される。従って、処理ステージ１４は、ステージ駆動装置１６によってウェーハ８０を保持した状態で回転及び上下方向に駆動される。処理ステージ１４は、後で説明するようにシャッタ４８が開の際に、ウェット洗浄ユニット１０のウェット洗浄チャンバ１３と、ドライ洗浄ユニット４０のドライ洗浄チャンバ４４との間で上下方向にウェーハ８０を搬送する搬送ユニットを構成する。
　水ノズル２１は、処理ステージ１４の上方に配置され、純水、オゾン水、水素水を処理ステージ１４の上面に保持されたウェーハ８０に噴射する。水ノズル２１はノズルアーム２３の先端に取り付けられている。ノズルアーム２３の根元部はノズルアーム駆動部２４に接続されている。ノズルアーム駆動部２４は、図１の矢印９１に示すように平面内でノズルアーム２３を回転移動してノズルアーム２３の先端に取り付けられた水ノズル２１を処理ステージ１４の上面に対して出し入れする。水ノズル２１の上部には、水ノズル２１から噴射する純水、水素水、オゾン水に超音波振動を与える超音波振動子２２が取り付けられている。
　拭き取りヘッド３１は、処理ステージ１４の上側に配置され、上端に取付けられた回転押圧駆動部３５によって下端に取り付けられた拭き取り部材３４を図３に示す矢印９５ｃのように回転駆動するとともにウェーハ８０の上面に拭き取り部材３４を接触させてウェーハ８０の表面８１を拭き取り洗浄する。拭き取り部材３４は、例えば、マイクロファイバーを用いた織物又は編み物でもよい。また、拭き取りヘッド３１には、洗浄水をウェーハ８０に向けて噴射する洗浄水ノズルが組み込まれている。
　拭き取りヘッド３１は、ヘッドアーム３２の先端に取り付けられている。ヘッドアーム３２の根元部はヘッドアーム駆動部３３に接続されている。ヘッドアーム駆動部３３は、図１の矢印９２に示すように平面内でヘッドアーム３２を回転移動してヘッドアーム３２の先端に取り付けられた拭き取りヘッド３１を処理ステージ１４の上面に対して出し入れする。
　ウェット洗浄チャンバ１３は、処理ステージ１４の下側に設けられ、水ノズル２１から噴射された純水、オゾン水、水素水、或いは、拭き取りヘッド３１から噴射された洗浄水を受け止める円形のパンであり、上部に向かって開口が狭くなっている。上部の開口は、ウェーハ８０を出し入れ可能な大きさとなっている。
　純水タンク２６、水素水タンク２７、オゾン水タンク２８は、それぞれ純水、水素水、オゾン水を駐留するタンクである。ここで、水素水は、水に水素ガスを溶解させた水であり、オゾン水は、水にオゾンガスを溶解させた水である。尚、水素水タンク２７、オゾン水タンク２８に代えて、水素水を生成する水素水生成器、オゾン水を生成するオゾン水生成機を配置してもよい。また、洗浄水タンク３７は、例えば、純水、水素水、アルカリ添加水素水、炭酸水等の洗浄水を貯留する。
　純水タンク２６、水素水タンク２７、オゾン水タンク２８は、それぞれ純水バルブ２６ａ、水素水バルブ２７ａ、オゾン水バルブ２８ａと、配管２５とによって水ノズル２１に接続されている。また、洗浄水タンク３７は、洗浄水バルブ３７ａ、配管３６によって拭き取りヘッド３１に接続されている。
　図１に示すように、一階面にはウェット洗浄ユニット１０に隣接して横搬送ユニット６０が配置されている。横搬送ユニット６０は、ケーシング６１と、ケーシング６１の内部６２に配置されたウェーハ受け渡しステージ６３と、横搬送装置である横搬送ロボット６４とを備えている。ウェーハ受け渡しステージ６３は、外部から未洗浄のウェーハ８０を受け入れるとともに、洗浄済のウェーハ８０を受け渡しするステージである。ウェット洗浄ユニット１０のケーシング１１の側壁１１ａと横搬送ユニット６０の側壁６１ａとには、ウェーハ８０を横搬送ユニット６０とウェット洗浄ユニット１０との間で搬送するための開口６６が設けられている。横搬送ロボット６４は、図１中の矢印９３に示すように、開口６６を通してウェーハ８０をウェーハ受け渡しステージ６３と、ウェット洗浄ユニット１０の処理ステージ１４との間で搬送する。
　図２、３に示すように、ドライ洗浄ユニット４０は、略直方体でウェット洗浄ユニット１０のケーシング１１の上部に重ね合わせて配置されたケーシング４１と、床板４２と、天井板４３と、天井レール４６と、大気圧プラズマヘッド５１と、プラズマ点火装置５２と、プラズマ用ガスタンク５３と、プラズマヘッド駆動部５６とを含んでいる。
　ケーシング４１の壁と、床板４２と、天井板４３とで仕切られる空間は、大気圧プラズマヘッド５１から噴射される大気圧プラズマによるドライ洗浄処理行うドライ洗浄チャンバ４４を構成する。また、天井板４３の上側の空間は、大気圧プラズマが進入しない機器配置空間４５を構成する。
　大気圧プラズマヘッド５１は、例えば、プラズマ用のガスが流れるセラミックスチューブと、セラミックスチューブの外側に配置した負電極と、セラミックスチューブの中に配置した接地電極とを含み、負電極と接地電極との間に高電圧を印加してセラミックスチューブの中で放電を発生させ、先端からプラズマを噴出させるプラズマ発生装置を複数並べて配置した装置でもよい。大気圧プラズマヘッド５１は、プラズマヘッド駆動部５６を介して天井レール４６に取付けられている。プラズマヘッド駆動部５６は、図３中の矢印９４ａに示すように、大気圧プラズマヘッド５１を水平方向に往復移動させる。
　床板４２の中央部で、下側に配置されたウェット洗浄ユニット１０の処理ステージ１４の上側には、処理ステージ１４が上下方向に移動可能な開口４７が設けられている。床板４２の下側には開口４７を開閉するシャッタ４８が設けられている。シャッタ４８は、図示しない駆動部によって図２中の矢印９４ｂに示すようにスライドして開口４７を開閉する。シャッタ４８が開放されると、図８に示すように、ウェット洗浄ユニット１０の処理ステージ１４が矢印９５ｄに示すように上方向に移動してウェット洗浄チャンバ１３からドライ洗浄チャンバ４４の中に移動可能となる。シャッタ４８は、処理ステージ１４がドライ洗浄チャンバ４４の中に移動した後に閉じられる。この際、シャフト１５がウェット洗浄ユニット１０とドライ洗浄ユニット４０との間で貫通できるような開口を形成するように、２つのシャッタ４８の合わせ面の中央には半円形の切欠き４９（図２参照）が設けられている。
　プラズマ点火装置５２は、大気圧プラズマヘッド５１の内部に配置された電極に高電圧を供給する装置であり、接続線５５によって大気圧プラズマヘッド５１に接続されている。
　プラズマ用ガスタンク５３は、プラズマ用のガスを貯留するタンクである。プラズマ用のガスとしては、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いてもよい。プラズマ用ガスタンク５３と大気圧プラズマヘッド５１とはプラズマ用ガスバルブ５３ａと配管５４で接続されている。
　制御ユニット１７は、内部にＣＰＵ１８とメモリ１９とを備えるコンピュータである。図４に示すように、制御ユニット１７は、ウェット洗浄ユニット１０のノズルアーム駆動部２４、超音波振動子２２、純水バルブ２６ａ、水素水バルブ２７ａ、オゾン水バルブ２８ａ、ヘッドアーム駆動部３３、回転押圧駆動部３５、洗浄水バルブ３７ａ、ステージ駆動装置１６、シャッタ４８に接続されて、ウェット洗浄ユニット１０の各機器と、搬送ユニットを構成する処理ステージ１４の動作を調整する。また、制御ユニット１７は、大気圧プラズマヘッド５１、プラズマヘッド駆動部５６、プラズマ点火装置５２、プラズマ用ガスバルブ５３ａに接続されてドライ洗浄ユニット４０の各機器の動作を調整する。更に、制御ユニット１７は、横搬送ユニット６０の横搬送ロボット６４に接続されて横搬送ロボット６４の動作を調整する。
　次、図５から図１０を参照して上記のように構成された電子部品洗浄装置１００が実施形態の電子部品洗浄方法を実行してウェーハ８０の洗浄を行う際の電子部品洗浄装置１００の動作について説明する。
　図６に示すように、初期状態では、シャッタ４８は閉となっており、ウェット洗浄ユニット１０とドライ洗浄ユニット４０とはドライ洗浄ユニット４０のケーシング４１の床板４２とシャッタ４８とで仕切られている。また、図１に示すように、ノズルアーム２３と、ヘッドアーム３２とは、水ノズル２１と拭き取りヘッド３１を処理ステージ１４にかからない位置に退避している。
　制御ユニット１７は、図５のステップＳ１０１に示すように、図１に示す横搬送ロボット６４を動作させ、ウェーハ受け渡しステージ６３に載置された未洗浄のウェーハ８０をピックアップし、図６に示すようにウェット洗浄ユニット１０の中に搬入し、処理ステージ１４の上に載置する。制御ユニット１７は、処理ステージ１４の上面にウェーハ８０を保持させる。
　制御ユニット１７は、図５のステップＳ１０２からステップＳ１０４において、ウェーハ８０の表面８１のウェット洗浄を行う。ここで、図５のステップＳ１０２からステップＳ１０４はウェット洗浄工程を構成する。まず、制御ユニット１７は、図５のステップＳ１０２に示すように水素水洗浄を実行する。
　制御ユニット１７は、図７に示すように、ノズルアーム駆動部２４を動作させてノズルアーム２３を回転させ、水ノズル２１を処理ステージ１４に上方に移動させる。そして、制御ユニット１７は、ステージ駆動装置１６によって処理ステージ１４を回転させると共に、水素水バルブ２７ａを開として水ノズル２１から水素水をウェーハ８０に向かって噴射させてウェーハ８０の洗浄を行う。この際、制御ユニット１７は、超音波振動子２２を動作させて水素水に超音波振動を印加し、超音波加振した水素水をウェーハ８０の表面に噴射する。
　次に制御ユニット１７は、図５のステップＳ１０３で純水による拭き取り洗浄を行う。制御ユニット１７は、図７に示すように、ヘッドアーム駆動部３３を動作させてヘッドアーム３２を回転させ、拭き取りヘッド３１を処理ステージ１４の上方に移動させる。水ノズル２１は、先の水素水洗浄の際に処理ステージ１４に上方に移動しているので、制御ユニット１７は、純水バルブ２６ａを開として水ノズル２１から純水をウェーハ８０に向かって噴射させると共に、拭き取りヘッド３１の回転押圧駆動部３５を動作させて拭き取り部材３４を回転駆動させながらウェーハ８０の上面に接触させる。制御ユニット１７は、ヘッドアーム駆動部３３によってウェーハ８０の表面８１に沿って拭き取りヘッド３１を移動させてウェーハ８０の表面８１を拭き取り洗浄する。この際、制御ユニット１７は、洗浄水バルブ３７ａを開として拭き取りヘッド３１から洗浄水を噴射させながらウェーハ８０の表面８１の拭き取り洗浄を行ってもよい。
　次に、制御ユニット１７は、図５のステップＳ１０４で再度、図５のステップＳ１０２と同様の水素水洗浄を実行する。
　図５のステップＳ１０２からステップＳ１０４のウェット洗浄により、無機物、有機質の異物がウェーハ８０の表面８１から除去される。
　制御ユニット１７はウェット洗浄を終了したら、図５のステップＳ１０５からステップＳ１０８において、ウェット洗浄チャンバ１３からドライ洗浄チャンバ４４にウェット洗浄済のウェーハ８０を搬送する。
　制御ユニット１７は、図５のステップＳ１０５でシャッタ４８を開とする。また、制御ユニット１７は、ノズルアーム駆動部２４とヘッドアーム駆動部３３とを動作させ、ノズルアーム２３と、ヘッドアーム３２と、水ノズル２１と拭き取りヘッド３１とが、処理ステージ１４にかからない位置に退避させる。制御ユニット１７は、図８に示すようにシャッタ４８を開としたら、図５のステップＳ１０７、図８に示すように、ステージ駆動装置１６を動作させて処理ステージ１４を図８中の矢印９５ｄのように上昇させる。これにより、制御ユニット１７は、処理ステージ１４をウェット洗浄チャンバ１３からドライ洗浄チャンバ４４の中に移動し、ウェーハ８０をウェット洗浄チャンバ１３からドライ洗浄チャンバ４４の中に搬送する。
　そして、制御ユニット１７は、処理ステージ１４をドライ洗浄チャンバ４４の中に移動させたら図５のステップＳ１０８でシャッタ４８を閉とする。
　次に、制御ユニット１７は、図５のステップＳ１０９において大気圧プラズマによるドライ洗浄を行う。ここで図５のステップＳ１０９はドライ洗浄工程を構成する。制御ユニット１７は、プラズマヘッド駆動部５６を動作させ、図９に示すように、大気圧プラズマヘッド５１を処理ステージ１４の上方に移動させる。そして、制御ユニット１７は、プラズマ点火装置５２を動作させてプラズマ点火装置５２から高電圧を大気圧プラズマヘッド５１に供給させるとともに、プラズマ用ガスバルブ５３ａを開としてプラズマ用ガスタンク５３からプラズマ用ガスを大気圧プラズマヘッド５１に供給させ、大気圧プラズマヘッド５１の中で大気圧プラズマを発生させる。そして、制御ユニット１７は、図９中の矢印９６に示すようにプラズマヘッド駆動部５６を動作させて大気圧プラズマヘッド５１をウェーハ８０の上方で往復移動させて大気圧プラズマをウェーハ８０の表面８１に噴射する。
　図５のステップＳ１０９のドライ洗浄によって大気圧プラズマの照射によりウェーハ８０の表面８１に付着している異物が除去されると共に、ウェーハ８０の表面の親水化処理がされる。このため、ドライ洗浄後には、ウェーハ８０の表面８１の親水性は高い状態となっている。
　次に、制御ユニット１７は、図５のステップＳ１１０からＳ１１２において、ドライ洗浄チャンバ４４からウェット洗浄チャンバ１３にドライ洗浄済のウェーハ８０を搬送する。先に説明したと同様、制御ユニット１７は、図５のステップＳ１１０でシャッタ４８を開とし、図５のステップＳ１１１でステージ駆動装置１６を動作させて処理ステージ１４を下降させ、処理ステージ１４をドライ洗浄チャンバ４４からウェット洗浄チャンバ１３の中に移動させてウェーハ８０をドライ洗浄チャンバ４４からウェット洗浄チャンバ１３の中に搬送する。そして、制御ユニット１７は、図５のステップＳ１１２でシャッタ４８を閉とする。
　次に、制御ユニット１７は、図５のステップＳ１１３に進んで水素水処理による表面８１の親水化を行う。ここで、図５のステップＳ１１３は、水素水処理工程を構成する。図５のステップＳ１０２で説明した水素水洗浄と同様、図１０に示すように、ノズルアーム駆動部２４を動作させてノズルアーム２３を回転させ、水ノズル２１を処理ステージ１４に上方に移動させ、ステージ駆動装置１６によって処理ステージ１４を回転させると共に、水素水バルブ２７ａを開として水ノズル２１から水素水をウェーハ８０に向かって噴射させてウェーハ８０の水素水処理を行う。この際、制御ユニット１７は、超音波振動子２２を動作させて水素水に超音波振動を印加し、超音波加振した水素水をウェーハ８０の表面に噴射する。
　水素水処理は、図５のステップＳ１０２、ステップＳ１０４の水素水洗浄と同様の処理であるが、ウェーハ８０の表面８１の異物の除去ではなく、表面８１の親水化処理を行うものであり、処理時間は図５のステップＳ１０２、ステップＳ１０４の水素水洗浄よりも短くなっている。
　制御ユニット１７は、水素水処理を終了したら、図５のステップＳ１１４に進んで、スピン乾燥処理を行う。制御ユニット１７は、ステージ駆動装置１６によって処理ステージ１４を高速で回転させ、遠心力でウェーハ８０の表面８１に残っている水素水を外周側に飛ばして表面８１を乾燥させる。
　制御ユニット１７は、スピン乾燥処理が終了したら、図５のステップＳ１１５に進んで、ウェット洗浄ユニット１０からウェーハ８０を搬出する。制御ユニット１７は、図１に示す横搬送ロボット６４を動作させて処理ステージ１４の上面に載置された洗浄済のウェーハ８０をピックアップしてウェット洗浄ユニット１０からウェーハ８０を搬出し、ウェーハ８０を横搬送ユニット６０のウェーハ受け渡しステージ６３の上に載置する。
　次に、図１１を参照しながら、ウェーハ８０の表面８１の親水性の変化について説明する。図１１中の実線ａは、先に説明した実施形態の電子部品洗浄装置１００のウェーハ８０の洗浄動作のように、大気圧プラズマによるドライ洗浄を実行した直後に水素水処理による親水化を行った場合の表面８１の純水接触角の時間変化を示す。また、図１１中の破線ｂは、大気圧プラズマによるドライ洗浄のみを実行した場合の表面８１の純水接触角の時間変化を示す。
　ここで、純水接触角は、静止した純水の自由表面が表面８１に接する場所における液面と表面８１とのなす角であり、純水接触角が大きい場合には、親水性が低く、純水接触角が小さい場合には、親水性は高くなる。
　最初に図１１に破線ｂで示す大気圧プラズマによるドライ洗浄のみを実行した場合の表面８１の純水接触角、親水性の変化について説明する。
　図１１の時刻ｔ１に大気圧プラズマによるドライ洗浄を実行すると大気圧プラズマの照射により表面８１の異物が除去されると共に、表面８１が親水化され、純水接触角はドライ洗浄前より大きく低下する。つまり、親水性が高くなる。大気圧プラズマによるドライ洗浄後、ウェーハ８０を大気中に放置すると、ドライ洗浄が終了した時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、純水接触角は時間の経過とともに緩やかに大きくなっていく。そして、時刻ｔ２を過ぎると時刻ｔ３までの間は、純水接触角は時刻ｔ１からｔ２の間よりも大きく上昇する。そして、時刻ｔ３を過ぎると、純水接触角は、再び緩やかに上昇する。
　このように、大気圧プラズマによるドライ洗浄を実行した後、ウェーハ８０を大気中に放置すると、ウェーハ８０の表面の純水接触角は、図１１中の矢印ｄに示すように時刻ｔ２から時刻ｔ３の間にドライ洗浄終了時よりも高い状態に移行し、その後は、緩やかに上昇していく。これを親水性の変化で言えば、ウェーハ８０の表面８１の親水性は、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間に親水化終了時よりも低い状態に移行し、その後は、緩やかに低下していくこととなる。
　一方、大気圧プラズマによるドライ洗浄の直後に水素水処理による親水化を実行した場合には、図１１中の矢印ｃに示すように、水素水処理が終了した時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、ウェーハ８０を大気中に放置しても表面８１の純水接触角は緩やかに低下し、時刻ｔ２以後は、表面８１の純水接触角は緩やかに上昇していく。これを親水性の変化で言えば、水素水処理が終了した時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、表面８１の親水性は緩やかに高くなり、時刻ｔ２以後は、表面８１の親水性は緩やかに低下していくこととなる。
　このため、大気圧プラズマによるドライ洗浄の直後に水素水処理による親水化を実行した場合には、水素水処理の終了時の親水性よりも高い親水性を長い時間保持することができる。
　このように水素水処理の終了後に親水性が時間ともに高くなるのは、水素水処理により、ウェーハ８０の表面８１に水酸基が付くことによると思われる。ここで、発明者の研究により、大気圧プラズマによるドライ洗浄の後、水素水処理を開始するまでの時間が短くないと、上記のように水素水処理の終了後に親水性が時間ともに高くなる効果が得られなくなることが分かっている。
　このため、実施形態の電子部品洗浄方法を実行する電子部品洗浄装置１００では、ウェット洗浄ユニット１０の上にドライ洗浄ユニット４０を重ねて配置し、処理ステージ１４を上下させてウェーハ８０をドライ洗浄ユニット４０とウェット洗浄ユニット１０との間で搬送することにより、大気圧プラズマによるドライ洗浄工程と水素水処理工程による親水化との間隔を短くする構成としている。これにより、実施形態の電子部品洗浄方法は、大気圧プラズマによるドライ洗浄工程の終了直後、より詳しくは、ドライ洗浄工程の終了の５～１０秒後に水素水処理工程を開始することができる。このため、実施形態の電子部品洗浄装置１００は、ウェーハ８０の表面８１の親水性を長時間にわたって高い状態に保つことができ、ボンディング品質を向上させることができる。
　次に図１２から１４を参照しながら実施形態の電子部品洗浄方法を実行する電子部品洗浄装置２００について説明する。先に図１から図１１を参照して説明した電子部品洗浄装置１００と同一の部分には、同一の符号を付して説明は省略する。
　図１２に示す電子部品洗浄装置２００は、上下に重ね合わせて配置したウェット洗浄ユニット１０とドライ洗浄ユニット２４０の側壁１１ｂ、４１ｂに隣接して縦搬送ユニット７０を配置したものである。縦搬送ユニット７０は、ウェット洗浄チャンバ１３とドライ洗浄チャンバ４４との間でウェーハ８０を搬送する。また、図１２には図示しないが電子部品洗浄装置２００は、制御ユニット１７を備えている。
　縦搬送ユニット７０は、ケーシング７１と、ケーシング７１の内部に配置された縦搬送装置７５とを備えている。
　ケーシング７１は、ウェット洗浄ユニット１０とドライ洗浄ユニット２４０の側面に隣接して配置され、ウェット洗浄ユニット１０とドライ洗浄ユニット２４０とに跨って上下方向に延びる略直方体の部材である。ケーシング７１の一階の側壁７２にはウェット洗浄ユニット１０のケーシング１１の側壁１１ｂの開口１１ｃに連通する開口７２ａが設けられている。同様に、二階の側壁７３にはドライ洗浄ユニット２４０のケーシング４１の側壁４１ｂの開口４１ｃに連通する開口７３ａが設けられている。開口７２ａ、７３ａには、それぞれシャッタ７２ｂ、７３ｂが取り付けられている。
　縦搬送装置７５は、ケーシング７１の内部に配置され、ウェーハ８０をウェット洗浄チャンバ１３とドライ洗浄チャンバ４４とに出し入れするとともに、ウェーハ８０をウェット洗浄チャンバ１３とドライ洗浄チャンバ４４との間で搬送する。
　図１２に示すように、縦搬送装置７５は、図１２の矢印９９のように上下方向に移動する本体７６と、本体７６の上に取り付けられて水平方向にスライド移動するチャック７７とで構成されている。チャック７７は、ウェーハ８０を把持して図１２に示す矢印９８ａ，９８ｂのように水平方向に往復移動する。
　ウェット洗浄ユニット１０は、ケーシング１１の側壁１１ｂに開口１１ｃが設けられている点以外、先に図１から１１を参照して説明した電子部品洗浄装置１００のウェット洗浄ユニット１０と同一の構成である。
　ドライ洗浄ユニット２４０は、ドライ洗浄チャンバ４４の内部にウェーハ８０を保持する処理ステージ５８と、処理ステージ５８を図１２に示す矢印９７の方向に往復移動させるスライド駆動部５７とを備えている。大気圧プラズマヘッド５１は、ブラケット５６ａで天井レール４６に取り付けられており、先に図１～１１を参照して説明したドライ洗浄ユニット４０と異なり大気圧プラズマヘッド５１は往復移動しない。また、ケーシング４１の側壁４１ｂには開口４１ｃが設けられている。
　図１３に示すように、電子部品洗浄装置２００では、制御ユニット１７は、ウェット洗浄ユニット１０のノズルアーム駆動部２４、超音波振動子２２、純水バルブ２６ａ、水素水バルブ２７ａ、オゾン水バルブ２８ａ、ヘッドアーム駆動部３３、回転押圧駆動部３５、洗浄水バルブ３７ａ、ステージ駆動装置１６、シャッタ７２ｂに接続されて、ウェット洗浄ユニット１０の各機器の動作を調整する。また、制御ユニット１７は、大気圧プラズマヘッド５１、スライド駆動部５７、プラズマ点火装置５２、プラズマ用ガスバルブ５３ａ、シャッタ７３ｂに接続されてドライ洗浄ユニット４０の各機器の動作を調整する。更に、制御ユニット１７は、縦搬送ユニット７０の縦搬送装置７５に接続されて縦搬送装置７５の動作を調整する。
　次に、図１４を参照して上記のように構成された電子部品洗浄装置２００が実施形態の電子部品洗浄方法を実行してウェーハ８０の洗浄を行う際の電子部品洗浄装置２００の動作について説明する。先に図５を参照して説明した電子部品洗浄装置１００の動作と同様の動作については同様のステップ番号を付して説明は省略する。
　電子部品洗浄装置２００の制御ユニット１７は、図１４のステップＳ１０１において、縦搬送装置７５を動作させてウェット洗浄ユニット１０にウェーハ８０を搬入し電子部品洗浄装置１００と同様、図１４のステップＳ１０２からＳ１０４でウェット洗浄工程を実行する。
　ウェット洗浄が終了したら、制御ユニット１７は、図１４のステップＳ１０５でシャッタ７２ｂ、７３ｂを開放し、図１４のステップＳ２０１で縦搬送装置７５を動作させて、ウェット洗浄ユニット１０からドライ洗浄ユニット２４０にウェーハ８０を搬送する。そして、制御ユニット１７は、ウェーハ８０の搬送が終了したら、図１４のステップＳ１０８でシャッタ７２ｂ、７３ｂを閉とする。そして、制御ユニット１７は、図１４のステップＳ１０９において、スライド駆動部５７によりウェーハ８０を上面に保持している処理ステージ５８を往復移動させてドライ洗浄工程を行う。ドライ洗浄工程が終了したら、制御ユニット１７は、図１４のステップＳ１１０でシャッタ７２ｂ、７３ｂを開放し、図１４のステップＳ２０２で縦搬送装置７５によってウェーハ８０をウェット洗浄ユニット１０に搬送する。そして、制御ユニット１７は、図１４のステップＳ１１２でシャッタ７２ｂ、７３ｂを閉として図１４のステップＳ１１３に進み、ウェット洗浄ユニット１０で水素水処理工程を行う。そして、制御ユニット１７は、図１４のステップＳ１１４でスピン乾燥処理工程を行った後、図１４のステップＳ１１５で、縦搬送装置７５によってウェット洗浄ユニット１０からウェーハ８０を搬出する。
　電子部品洗浄装置２００は、電子部品洗浄装置１００と同様、大気圧プラズマによるドライ洗浄工程の終了直後に水素水処理工程による親水化を開始することができるので、ウェーハ８０の表面８１を親水性の高い状態に保つことができ、ボンディング品質を向上させることができる。
　以上の説明では、電子部品洗浄装置１００、２００は、実施形態の電子部品洗浄方法を実行してウェーハ８０の表面８１を洗浄することとして説明したが半導体チップ８５表面を洗浄することもできる。半導体チップ８５は、図１５に示すように、円板状のウェーハ８０の下面に支持材であるシリコン製のダイシングフィルム８７を貼り付け、上側からダイシングソーで格子状に切り込みを入れて分割されたものである。また、ダイシングフィルム８７の外周の上側の面は、リング８６に取り付けられている。従って、半導体チップ８５は、ダイシングフィルム８７の上面に貼り付けられた状態でリング８６と一体にハンドリングされる。図１５に示す符号８９は、半導体チップ８５の表面８９を示す。尚、半導体チップ８５はダイシングフィルム８７の上に貼り付けられているものに限らず、シリコンウェーハ、ガラス板、または基板の上に貼り付けられていてもよい。
　また、以上の説明では、ウェット洗浄工程は水素水を用いて行うこととして説明したがこれに限らず、オゾン水を用いて行ってもよい。また、水素水洗浄工程、水素水処理工程において、水素水を超音波加振せずにウェーハ８０の表面８１に噴射してもよい。
　１０　ウェット洗浄ユニット、１１、４１、６１、７１　ケーシング、１１ａ、１１ｂ、４１ｂ、６１ａ、７２、７３　側壁、１１ｃ、４１ｃ、４７、６６、７２ａ、７３ａ　開口、１２、６２　内部、１３　ウェット洗浄チャンバ、１４、５８　処理ステージ、１５　シャフト、１６　ステージ駆動装置、１７　制御ユニット、１８　ＣＰＵ、１９　メモリ、２１　水ノズル、２２　超音波振動子、２３　ノズルアーム、２４　ノズルアーム駆動部、２５、３６、５４　配管、２６　純水タンク、２６ａ　純水バルブ、２７　水素水タンク、２７ａ　水素水バルブ、２８　オゾン水タンク、２８ａ　オゾン水バルブ、３１　拭き取りヘッド、３２　ヘッドアーム、３３　ヘッドアーム駆動部、３４　拭き取り部材、３５　回転押圧駆動部、３７　洗浄水タンク、３７ａ　洗浄水バルブ、４０、２４０　ドライ洗浄ユニット、４２　床板、４３　天井板、４４　ドライ洗浄チャンバ、４５　機器配置空間、４６　天井レール、４８、７２ｂ，７３ｂ　シャッタ、４９　切欠き、５１　大気圧プラズマヘッド、５２　プラズマ点火装置、５３　プラズマ用ガスタンク、５３ａ　プラズマ用ガスバルブ、５５　接続線、５６　プラズマヘッド駆動部、５６ａ　ブラケット、５７　スライド駆動部、６０　横搬送ユニット、６３　ウェーハ受け渡しステージ、６４　横搬送ロボット、７０　縦搬送ユニット、７５　縦搬送装置、７６　本体、７７　チャック、８０　ウェーハ、８１、８９　表面、８５　半導体チップ、８６　リング、８７　ダイシングフィルム、１００、２００　電子部品洗浄装置。
 

Claims (7)

  1. 　電子部品の表面の洗浄を行う電子部品洗浄方法であって、
    　液体により前記電子部品の表面のウェット洗浄を行うウェット洗浄工程と、
    　前記ウェット洗浄の後に、大気圧プラズマにより前記電子部品の表面のドライ洗浄を行うドライ洗浄工程と、
    　前記ドライ洗浄工程の後に、水素ガスを水に溶解した水素水を用いて前記電子部品の表面の洗浄処理を行う水素水処理工程と、
    　を含むことを特徴とする電子部品洗浄方法。
  2. 　請求項１に記載の電子部品洗浄方法であって、
    　前記ドライ洗浄工程の終了の直後に前記水素水処理工程を開始すること、
    　を特徴とする電子部品洗浄方法。
  3. 　請求項２に記載の電子部品洗浄方法であって、
    　前記ドライ洗浄工程の終了後３０秒以内に前記水素水処理工程を開始すること、
    　を特徴とする電子部品洗浄方法。
  4. 　請求項３に記載の電子部品洗浄方法であって、
    　前記ドライ洗浄工程の終了後１０秒以内に前記水素水処理工程を開始すること、
    　を特徴とする電子部品洗浄方法。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の電子部品洗浄方法であって、
    　前記水素水処理工程は、超音波加振した前記水素水を前記電子部品の表面に噴射すること、
    　を特徴とする電子部品洗浄方法。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の電子部品洗浄方法であって、
    　前記電子部品は、ウェーハ、半導体チップ、又は半導体装置用の基板であること、
    　を特徴とする電子部品洗浄方法。
  7. 　請求項６に記載の電子部品洗浄方法であって、
    　前記半導体チップは、支持材の上に貼り付けられていること、
    　を特徴とする電子部品洗浄方法。
     
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