(57)【要約】【課題】エッチング工程における樹脂の飛散を抑制するために、はみ出した樹脂を除去するためのウエーハの洗浄装置を提供することである。【解決手段】洗浄装置１により洗浄されるウエーハＷは表面ＷＳから裏面ＷＲに向かって埋設されたＶｉａ電極Ｅと面取り部を備えている。表面ＷＳに樹脂Ｊを介してキャリアプレートＰが配設されている。洗浄装置１はスピンナーテーブル３と洗浄液噴射ノズル４と溶剤噴射ノズル５とを備えている。スピンナーテーブル３は上面３ａにウエーハＷを保持し回転可能である。洗浄液噴射ノズル４はスピンナーテーブル３に保持されたウエーハＷに洗浄液を噴射する。溶剤噴射ノズル５はスピンナーテーブル３の上面３ａに保持された樹脂Ｊを介してキャリアプレートＰに配設されたウエーハＷの少なくとも面取り部からはみ出した樹脂ＪＡに向けて樹脂Ｊを溶融させる溶剤Ｙを噴射する。【選択図】図４
2014038991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され、デバイスの電極から半導体基板の裏面に向かって埋設されたＶｉａ電極を有するデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に面取り部を備えたウエーハの表面に樹脂を介してキャリアプレートが配設されたウエーハの洗浄装置であって、
上面にウエーハを保持し回転可能なスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルに保持されたウエーハの上面に洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルと、該スピンナーテーブルの上面に保持された該樹脂を介してキャリアプレートに配設されたウエーハの少なくとも面取り部からはみ出した該樹脂に向けて該樹脂を溶融させる溶剤を噴射する溶剤噴射ノズルと、を備えるウエーハの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハを洗浄するウエーハの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年新たな３次元実装技術として複数の半導体チップを積層し、積層した半導体チップを貫く貫通電極（Ｖｉａ電極）を形成して半導体チップ同士を接続する積層技術や、複数の半導体ウエーハ同士を積層し、積層した半導体ウエーハを貫く貫通電極を形成して半導体ウエーハ同士を接続する積層技術（ＴＳＶ：Through Silicon Via）が開発されつつある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０７６０６号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＴＳＶプロセスにおいて、ウエーハをサブストレートに樹脂で貼着する際にウエーハの外周から樹脂がはみ出し、エッチング工程においてはみ出した樹脂がエッチング時に飛散しウエーハ表面に付着してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、エッチング工程における樹脂の飛散を抑制するために、はみ出した樹脂を除去するためのウエーハの洗浄装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１記載の本発明に係るウエーハの洗浄装置は、半導体基板の表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され、デバイスの電極から半導体基板の裏面に向かって埋設されたＶｉａ電極を有するデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に面取り部を備えたウエーハの表面に樹脂を介してキャリアプレートが配設されたウエーハの洗浄装置であって、上面にウエーハを保持し回転可能なスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルに保持されたウエーハの上面に洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルと、該スピンナーテーブルの上面に保持された該樹脂を介してキャリアプレートに配設されたウエーハの少なくとも面取り部からはみ出した該樹脂に向けて該樹脂を溶融させる溶剤を噴射する溶剤噴射ノズルと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のウエーハの洗浄装置によると、洗浄装置内でエッチング前の研削後のウエーハに貼着された樹脂のうちの少なくとも面取り部からはみ出した樹脂を溶融する。このために、エッチング前にウエーハに貼着された樹脂のうちの少なくとも面取り部からはみ出した樹脂を除去できるので、エッチングにおいてウエーハに貼着された樹脂が飛散することを抑制できる。
【０００８】
また、洗浄装置内でウエーハに貼着された樹脂のうちの少なくとも面取り部からはみ出した樹脂を除去するので、はみ出した樹脂を除去するために別途専用の樹脂除去装置を設ける必要が無く、コストの高騰を抑制できる。さらに、ウエーハを洗浄する際に、ウエーハに貼着された樹脂のうちの少なくとも面取り部からはみ出した樹脂を除去するので、はみ出した樹脂を除去するために別途専用の工程を行なう必要が無く、生産性も低下することはない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係るウエーハの洗浄装置により洗浄されるウエーハを示す図である。
【図２】図２は、図１に示されたウエーハにキャリアプレートが取り付けられる状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示されたキャリアプレートが取り付けられたウエーハに研削加工が施される状態を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るウエーハの洗浄装置の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１１】
本実施形態に係るウエーハの洗浄装置（以下、単に洗浄装置と呼ぶ）を、図１から図４に基づいて説明する。図１（ａ）は、実施形態に係るウエーハの洗浄装置により洗浄されるウエーハを示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図であり、図２は、図１（ａ）に示されたウエーハにキャリアプレートが取り付けられる状態を示す断面図であり、図３は、図１（ａ）に示されたキャリアプレートが取り付けられたウエーハに研削加工が施される状態を示す断面図であり、図４は、実施形態に係るウエーハの洗浄装置の構成例を示す断面図である。
【００１２】
図４に示す本実施形態にかかる洗浄装置１は、表面ＷＳに樹脂Ｊを介してキャリアプレートＰが配設されたウエーハＷの裏面ＷＲを洗浄するものである。
【００１３】
なお、本実施形態に係る洗浄装置１により裏面ＷＲが洗浄されるウエーハＷ（半導体基板に相当）は、本実施形態では、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、図１（ａ）に示すように、表面ＷＳに複数のデバイスＤが分割予定ラインＳによって区画されている。また、ウエーハＷは、図１（ｂ）に示すように、デバイスＤの電極から裏面ＷＲ（上面に相当）に向かって埋設されたＶｉａ電極Ｅを有するデバイス領域ＤＲと、図１（ａ）に示すように、デバイス領域ＤＲを囲繞する外周余剰領域ＧＲに面取り部Ｃを備えている。Ｖｉａ電極Ｅは、銅などの金属で構成され、ウエーハＷの表面ＷＳ側に端面が露出し、ウエーハＷの厚み方向の中央まで、表面ＷＳから裏面ＷＲに向かって埋設されている。
【００１４】
また、ウエーハＷは、洗浄装置１により洗浄される前に、面取り部Ｃが表面ＷＳ側から当該面取り部Ｃの厚みの半分程除去される面取加工が施された後に、図２に示すように、表面ＷＳに粘着性を有する樹脂Ｊを介してキャリアプレートＰが配設される。そして、ウエーハＷは、図３に示すように、研削砥石Ｇなどを用いて裏面ＷＲから研削加工が施され、Ｖｉａ電極Ｅの裏面ＷＲ側の端面が露出しないように、厚みが半分程除去されて、薄化されて、面取り部Ｃが除去される。なお、樹脂Ｊを構成する材質としては、例えば、紫外線が照射されると硬化するＵＶ硬化型や加熱されると硬化するエポキシ樹脂やアクリル樹脂が用いられる。また、ウエーハＷの表面ＷＳに樹脂Ｊを介してキャリアプレートＰが配設された際には、図３に示すように、樹脂Ｊのうちの一部の樹脂Ｊ（はみ出した樹脂を他の樹脂と区別して、以下符号ＪＡで示す）が、面取り部Ｃ（以下、同様に面取り部Ｃが除去された後のウエーハＷの外縁ともいう）からはみ出している。即ち、本発明では、面取り部Ｃからはみ出すとは、面取り部Ｃからはみ出すことと、面取り部Ｃが除去された後のウエーハＷの外縁からはみ出すことをいう。
【００１５】
洗浄装置１は、図４に示すように、洗浄チャンバー２と、スピンナーテーブル３と、洗浄液噴射ノズル４と、溶剤噴射ノズル５と、図示しない制御手段を備えている。洗浄チャンバー２は、ウエーハＷの洗浄を外部と隔離した状態で行うためのものである。洗浄チャンバー２は、本実施形態では、上方が開口した円筒状の形状であり、内部に、スピンナーテーブル３と、洗浄液噴射ノズル４と、溶剤噴射ノズル５とが配設されている。洗浄チャンバー２は、上方の開口を通して、図示しない搬送手段によりウエーハＷが出し入れされる。
【００１６】
スピンナーテーブル３は、洗浄チャンバー２内に設けられて、上面３ａにウエーハＷを吸引・保持し、回転可能なものである。スピンナーテーブル３は、上面３ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない吸引手段に連結されている。スピンナーテーブル３は、上面３ａにキャリアプレートＰを介してウエーハＷが載置され、吸引手段により負圧が作用されることによりウエーハＷを吸引・保持する。また、スピンナーテーブル３には、洗浄装置１の図示しない装置本体に取り付けられた電動モータ６の駆動軸６ａが連結している。スピンナーテーブル３は、電動モータ６の回転駆動力により、鉛直方向と平行な軸心回りに回転される。
【００１７】
洗浄液噴射ノズル４は、スピンナーテーブル３に保持されたウエーハＷの上面としての裏面ＷＲに図示しない薬液供給手段から供給された洗浄液を噴射しながら洗浄するものである。洗浄液噴射ノズル４は、図示しないモータにより、先端がスピンナーテーブル３に保持されたウエーハＷの上方に相対する位置と、スピンナーテーブル３に保持されたウエーハＷの上方から退避する位置とに亘って、揺動可能に設けられている。なお、本発明では、洗浄液として、純水、酸性、アルカリ性の溶液を用いることができる。また、本発明では、洗浄液噴射ノズル４が複数設けられて、複数の洗浄液を用いても良い。
【００１８】
溶剤噴射ノズル５は、スピンナーテーブル３の上面３ａに保持された樹脂Ｊを介してキャリアプレートＰに配設されたウエーハＷの少なくとも面取り部Ｃからはみ出した樹脂ＪＡに向けて溶剤Ｙを噴射するものである。溶剤噴射ノズル５は、溶剤Ｙを噴射する噴射口が、スピンナーテーブル３に保持されたウエーハＷの表面ＷＳに貼着された樹脂Ｊの側方に配設されている。なお、溶剤噴射ノズル５が噴射する溶剤Ｙは、樹脂Ｊを溶融させる溶剤であって、例えば、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド等の溶剤が用いられる。
【００１９】
また、洗浄装置１は、洗浄チャンバー２とスピンナーテーブル３とを相対的に鉛直方向に移動させる図示しない移動手段と、スピンナーテーブル３に加圧された空気を吹き付ける図示しないエアー噴射ノズルとを備えている。
【００２０】
制御手段は、洗浄装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段は、キャリアプレートＰの配設及び研削加工等が施されたウエーハＷに対する洗浄動作を洗浄装置１に行なわせるものである。なお、制御手段は、例えば、ＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。
【００２１】
次に、本実施形態に係る洗浄装置１の洗浄動作について説明する。移動手段によりスピンナーテーブル３が洗浄チャンバー２に対して上方に位置した状態で、図示しない搬送手段により、キャリアプレートＰの配設及び研削加工が施されたウエーハＷの表面ＷＳに樹脂Ｊを介して配設されたキャリアプレートＰがスピンナーテーブル３の上面３ａに載置される。なお、この状態では、洗浄液噴射ノズル４の先端はスピンナーテーブル３の上方から退避している。そして、制御手段が、吸引手段を駆動して、スピンナーテーブル３の上面３ａにウエーハＷを吸引・保持させるとともに、移動手段を駆動して、スピンナーテーブル３を洗浄チャンバー２に対して相対的に降下させる。
【００２２】
その後、図４に示すように、制御手段が、電動モータ６を駆動して、スピンナーテーブル３とウエーハＷを軸心回りに回転させるとともに、溶剤噴射ノズル５の噴射口から溶剤Ｙをスピンナーテーブル３に保持されたウエーハＷの表面ＷＳに貼着された樹脂ＪＡの外周面に向けて一定時間噴射する。すると、樹脂ＪＡ，Ｊが、外周面側から徐々に溶融され、溶融した樹脂ＪＡ，Ｊは、洗浄チャンバー２の底面に設けられた図示しない排出口などを通して洗浄装置１外に排出される。
【００２３】
また、溶剤噴射ノズル５の噴射口から一定時間溶剤Ｙを噴射することで、樹脂Ｊのうちの少なくとも面取り部Ｃからはみ出した一部の樹脂ＪＡが溶融される。本発明では、溶剤噴射ノズル５が樹脂ＪＡの外周面に向けて溶剤Ｙを噴射することで、樹脂Ｊのうちの面取り部Ｃからはみ出した樹脂ＪＡを溶融させることができれば、ウエーハＷとキャリアプレートＰとが位置ずれしない範囲において樹脂Ｊのうちの面取り部Ｃからはみ出すことなくウエーハＷとキャリアプレートＰとで挟まれた樹脂Ｊの外周部を溶融させても良い。要するに、本発明では、少なくとも面取り部Ｃからはみ出した樹脂ＪＡを溶剤Ｙにより溶融させれば良い。
【００２４】
溶剤噴射ノズル５の噴射口から一定時間溶剤Ｙを噴射した後、制御手段は、溶剤噴射ノズル５の噴射口からの溶剤Ｙの噴射を停止し、その後、洗浄液噴射ノズル４を揺動させて、当該洗浄液噴射ノズル４の先端をウエーハＷの裏面ＷＲに相対させる。そして、制御手段が、薬液供給手段に洗浄液を洗浄液噴射ノズル４に供給させて、洗浄液をスピンナーテーブル３に保持されたウエーハＷに向けて噴射させる。すると、スピンナーテーブル３の回転による遠心力により、ウエーハＷに向けて噴射された洗浄液は、ウエーハＷ上を外周方向に流れて、ウエーハＷの裏面ＷＲなどに付着したコンタミとともにウエーハＷ上から流れ落ちる。そして、ウエーハＷの洗浄に用いられた洗浄液は、洗浄チャンバー２の底面に設けられた排出口などを通して洗浄装置１外に排出される。
【００２５】
洗浄液を予め定められた一定時間噴射した後、制御手段が、洗浄液噴射ノズル４を揺動させてウエーハＷの上方から退避させる。その後、制御手段が、図示しないエアー噴射ノズルから加圧された空気をウエーハＷに吹き付けて、スピンナーテーブル３に吸引・保持したウエーハＷを乾燥させた後、スピンナーテーブル３の回転を停止する。そして、制御手段が、移動手段を駆動して、スピンナーテーブル３を洗浄チャンバー２に対して相対的に上昇させた後、吸引手段を停止させて、スピンナーテーブル３の吸引・保持を解除する。その後、制御手段が、搬送手段によりウエーハＷを洗浄チャンバー２外に取り出して、当該ウエーハＷを次工程に搬送する。次工程では、ウエーハＷは、裏面ＷＲ側にプラズマエッチングなどのエッチングが施されて、Ｖｉａ電極Ｅが露出された後、裏面ＷＲ側に絶縁膜が被覆され、Ｖｉａ電極Ｅの裏面ＷＲ側の端面にバンプが取り付けられた後、切削加工やレーザー加工等によりデバイスＤ毎に分割される。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る洗浄装置１は、洗浄チャンバー２内で研削後でエッチング前のウエーハＷに貼着された樹脂Ｊのうちの少なくとも面取り部Ｃからはみ出した樹脂ＪＡを溶融する。このために、エッチング前にウエーハＷに貼着された樹脂Ｊのうちの少なくとも面取り部Ｃからはみ出した樹脂ＪＡを除去できるので、エッチングにおいてウエーハＷに貼着された樹脂Ｊが飛散することを抑制できる。
【００２７】
また、洗浄チャンバー２内でウエーハＷに貼着された樹脂Ｊのうちの少なくとも面取り部Ｃからはみ出した樹脂Ｊを除去するので、はみ出した樹脂Ｊを除去するために別途専用の樹脂除去装置を設ける必要が無く、コストの高騰を抑制できる。さらに、ウエーハＷを洗浄する際に、ウエーハＷに貼着された樹脂Ｊのうちの少なくとも面取り部Ｃからはみ出した樹脂Ｊを除去するので、はみ出した樹脂ＪＡを除去するために別途専用の工程を行なう必要が無く、生産性も低下することはない。
【００２８】
本実施形態に係る洗浄装置１は、単独で、ウエーハＷを洗浄する装置として構成されているが、本発明では、洗浄装置１は例えば研削加工などの種々の加工を施す装置に一体に設けられて構成されても良い。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  ウエーハの洗浄装置
３  スピンナーテーブル
３ａ  上面
４  洗浄液噴射ノズル
５  溶剤噴射ノズル
Ｗ  ウエーハ（半導体基板）
ＷＳ  表面
ＷＲ  裏面（上面）
Ｊ，ＪＡ  樹脂
Ｙ  溶剤
Ｐ  キャリアプレート
Ｄ  デバイス
Ｓ  分割予定ライン
Ｅ  Ｖｉａ電極
ＤＲ  デバイス領域
ＧＲ  外周余剰領域
Ｃ  面取り部
【図１】
2014038991.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2014038991.tif 000006