(57)【要約】【課題】エッジトリミングによって形成された面を十分に洗浄するとともに、洗浄によりウェーハが割れるのを防ぐ。【解決手段】回転支持手段１２ａ〜１２ｃの回転支持体２１がウェーハ９０の外周に接触してウェーハ９０を支持するとともにウェーハ９０を回転させ、回転駆動部３２がスポンジ部３１のロール状の洗浄スポンジを回転させ、移動手段３４が洗浄スポンジの回転軸３９をウェーハ９０の径方向に移動させ、回転駆動部３２が回転させている洗浄スポンジの側面をウェーハ９０の研削面に接触させて、ウェーハ９０の研削面を洗浄する。洗浄ノズル３３は、洗浄スポンジの側面に洗浄液を噴射して洗浄スポンジの側面を洗浄する。ウェーハ９０の研削面に洗浄スポンジを接触させ拭き取るようにして研削面を重点的に洗浄するので、研削面を十分に洗浄することができ、研削面に洗浄液を直接噴射しないので、ウェーハが割れるのを防ぐことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状のウェーハの外周に沿って研削砥石で研削することにより形成された研削面を洗浄するウェーハ洗浄装置であって、
該ウェーハの外周に接触して該ウェーハを支持するとともに該ウェーハを回転させる少なくとも３つの回転支持体と、
ロール状の洗浄スポンジと、該洗浄スポンジを回転させる回転軸を有する回転駆動部と、該回転駆動部の該回転軸を該ウェーハの径方向に移動させて該回転駆動部が回転させている該洗浄スポンジの該側面を該ウェーハの該研削面に接触させる移動手段と、を有し、該回転支持体が回転させている該ウェーハの該研削面を洗浄する洗浄ユニットと、
該洗浄スポンジの側面に洗浄液を噴射して該洗浄スポンジの該側面を洗浄する洗浄ノズルと、
を備える、ウェーハ洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄ユニットは、
前記ウェーハの外周縁を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて該移動手段を制御し、該洗浄スポンジの該回転軸の停止位置を制御する停止位置制御部と、
を備える、請求項１記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄ユニットは、
前記回転駆動部を制御して、前記回転支持体が回転させている前記ウェーハの回転速度に対する前記洗浄スポンジの回転速度を変化させる回転速度変更部
を備える、請求項１または２記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項４】
円板状のウェーハの外周に沿って研削砥石で研削することにより形成された研削面を洗浄するウェーハ洗浄方法であって、
回転支持体が、該ウェーハの外周を支持するとともに、該ウェーハを回転させるウェーハ回転工程と、
該ウェーハ回転工程で回転している該ウェーハから洗浄スポンジが離間した状態で、回転駆動部が、該回転支持体の回転方向と同一方向に該洗浄スポンジを回転させる洗浄スポンジ回転工程と、
移動手段が、該スポンジ回転工程で回転している該洗浄スポンジを該ウェーハ回転工程で回転している該ウェーハの中央に向けて移動させることにより、該洗浄スポンジの側面を該ウェーハの該研削面に接触させて該研削面を洗浄するウェーハ洗浄工程と、
該ウェーハ洗浄工程で該ウェーハの該研削面を洗浄している該洗浄スポンジの該側面のうち、該ウェーハの該研削面に接触していない領域に、洗浄ノズルが洗浄液を噴射することにより、該洗浄スポンジの該側面を洗浄するスポンジ洗浄工程と、
を備える、ウェーハ洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジトリミングされたウェーハを洗浄する洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外周部分が丸く面取りされたウェーハを研削して薄化すると、外周側に向かって尖ったシャープエッジが形成され、これが原因となって、ウェーハの外周の強度が低下し、外周が衝撃を受けると割れやすくなる。これを防ぐため、ウェーハを薄化する前に、デバイスが形成されていない外周部分を、研削などによりトリミングすることにより、薄化後のウェーハにシャープエッジが形成されないようにしている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば特許文献２に記載されているように複数のウェーハを貼り合わせて積層ウェーハを形成する場合は、各ウェーハをエッジトリミングしてから貼り合わせることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４９８７７号公報
【特許文献２】特表２００７−５３６１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エッジトリミングには、ウェーハの外周部分を完全に切り落とす方法と切り落とさない方法とがあるが、いずれの場合も、ウェーハの外周部分には、ウェーハの表面に対してほぼ垂直な面が形成される。また、ウェーハの外周部分を完全に切り落とさない場合は、ウェーハの表面に対してほぼ垂直な面に加え、ウェーハの表面に対してほぼ平行でかつウェーハの表面とは高さが異なる面も形成される。そして、エッジトリミングによって形成されたこれらの面は、ウェーハの表面を洗浄する際に、同時に洗浄される。かかる洗浄は、ウェーハの薄化前に行われる場合があり、例えば、積層ウェーハでは、ウェーハを貼り合わせる前に、エッジトリミングにより形成された面を洗浄する必要がある。
【０００５】
しかし、エッジトリミングによって形成された、ウェーハの表面に対してほぼ垂直な面は、ウェーハの表面とは向きが異なるため、十分な洗浄ができない場合がある。また、外周部分を完全に切り落とさないエッジトリミングによって形成された、ウェーハの表面に対してほぼ平行な面も、当該表面とは高さが異なるために、十分な洗浄ができない場合がある。
【０００６】
これらの面を十分に洗浄するために、例えば、これらの面に対して重点的に高圧の洗浄液を噴射して洗浄することも考えられるが、薄化前においては、これらの面のエッジがシャープエッジに近い形状を有しているため、ウェーハが割れる可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、エッジトリミングによって形成された面を十分に洗浄するとともに、洗浄によりウェーハが割れるのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、円板状のウェーハの外周に沿って研削砥石で研削することにより形成された研削面を洗浄するウェーハ洗浄装置であって、該ウェーハの外周に接触して該ウェーハを支持するとともに該ウェーハを回転させる少なくとも３つの回転支持体と、ロール状の洗浄スポンジと、該洗浄スポンジを回転させる回転軸を有する回転駆動部と、該回転駆動部の該回転軸を該ウェーハの径方向に移動させて該回転駆動部が回転させている該洗浄スポンジの該側面を該ウェーハの該研削面に接触させる移動手段と、を有し、該回転支持体が回転させている該ウェーハの該研削面を洗浄する洗浄ユニットと、該洗浄スポンジの側面に洗浄液を噴射して該洗浄スポンジの該側面を洗浄する洗浄ノズルと、を備える。
【０００９】
前記洗浄ユニットは、前記ウェーハの外周縁を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて該移動手段を制御し、該洗浄スポンジの該回転軸の停止位置を制御する停止位置制御部と、を備えることが好ましい。
また、前記洗浄ユニットは、前記回転駆動部を制御して、前記回転支持体が回転させている前記ウェーハの回転速度に対する前記洗浄スポンジの回転速度を変化させる回転速度変更部
を備えることが好ましい。
【００１０】
第２の発明は、円板状のウェーハの外周に沿って研削砥石で研削することにより形成された研削面を洗浄するウェーハ洗浄方法であって、回転支持体が、該ウェーハの外周を支持するとともに、該ウェーハを回転させるウェーハ回転工程と、該ウェーハ回転工程で回転している該ウェーハから洗浄スポンジが離間した状態で、回転駆動部が、該回転支持体の回転方向と同一方向に該洗浄スポンジを回転させる洗浄スポンジ回転工程と、移動手段が、該スポンジ回転工程で回転している該洗浄スポンジを該ウェーハ回転工程で回転している該ウェーハの中央に向けて移動させることにより、該洗浄スポンジの側面を該ウェーハの該研削面に接触させて該研削面を洗浄するウェーハ洗浄工程と、該ウェーハ洗浄工程で該ウェーハの該研削面を洗浄している該洗浄スポンジの該側面のうち、該ウェーハの該研削面に接触していない領域に、洗浄ノズルが洗浄液を噴射することにより、該洗浄スポンジの該側面を洗浄するスポンジ洗浄工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るウェーハ洗浄装置及びウェーハ洗浄方法によれば、ウェーハの研削面に洗浄スポンジを接触させることで拭き取るようにして研削面を重点的に洗浄するので、研削面を十分に洗浄することができる。また、研削面に洗浄液を直接噴射しないので、ウェーハが割れるのを防ぐことができる。さらに、洗浄スポンジに洗浄液を噴射して、洗浄スポンジに付着した研削屑を除去するので、洗浄スポンジに付着した研削屑がウェーハに再付着するのを防ぐことができる。
【００１２】
ウェーハの外周縁を検出する検出部と、検出結果に基づいて移動手段を制御し洗浄スポンジの回転軸の停止位置を制御する停止位置制御部とを備えることにより、ウェーハを洗浄するための適正な位置に洗浄スポンジを自動的に位置付けることができる。
【００１３】
回転速度変更部を備え、ウェーハの回転速度に対する洗浄スポンジの回転速度を変化させれば、最も効果的に洗浄ができる回転速度で洗浄スポンジを回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウェーハ洗浄装置を示す斜視図。
【図２】エッジトリミング前のウェーハを示す側面図。
【図３】エッジトリミング処理を示す側面視断面図。
【図４】スポンジ部を示す拡大側面図。
【図５】ウェーハ回転工程を示す側面図。
【図６】スポンジ回転工程を示す側面図。
【図７】ウェーハ洗浄工程を示す側面図。
【図８】スポンジ洗浄工程を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すウェーハ洗浄装置１０は、基台１１と、ウェーハ９０の外周部分を支持して回転させる３つの回転支持手段１２ａ〜１２ｃと、ウェーハ９０の外周部分を洗浄する洗浄ユニット１３とを備えている。
【００１６】
回転支持手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、ウェーハ９０の外周部分に接触してウェーハ９０を支持し回転さえる回転支持体２１と、±Ｚ方向に平行な回転軸２９を中心として回転支持体２１を回転させるモータ２２とを備えている。３つの回転支持手段１２ａ〜１２ｃは、基台１１の上面に例えば正三角形状に配置され、±Ｚ方向に対して垂直なＸＹ平面に平行な状態でウェーハ９０を支持する。モータ２２が回転支持体２１を回転させると、ウェーハ９０は、±Ｚ方向に平行な中心軸９９を中心として、回転支持体２１とは逆の方向に回転する。なお、回転支持手段の数は、３つに限らず、４つ以上であってもよい。
【００１７】
洗浄ユニット１３は、ウェーハ９０の外周部分を洗浄するスポンジ部３１と、±Ｚ方向に平行な回転軸３９を中心としてスポンジ部３１を回転させる回転駆動部３２と、光センサなどにより構成されウェーハ９０の外周縁を検出する検出部３５と、スポンジ部３１、回転駆動部３２及び検出部３５を±Ｙ方向に移動させる移動手段３４と、検出部３５の検出結果に基づいて移動手段３４を制御してスポンジ部３１の回転軸３９の停止位置を制御する停止位置制御部３６と、回転駆動部３２を制御してスポンジ部３１の回転速度を変化させる回転速度変更部３７とを備えている。また、洗浄ユニット１３に隣接する位置には、スポンジ部３１を洗浄する洗浄ノズル３３が配設されている。
【００１８】
移動手段３４は、±Ｙ方向に平行なねじ軸３４１をモータ３４２が回転させることにより、ねじ軸３４１に係合した移動部３４３がガイド３４４に案内されて±Ｙ方向に移動する構成となっている。回転駆動部３２、洗浄ノズル３３及び検出部３５は、移動部３４３に固定され、移動部３４３の移動に伴って±Ｙ方向に移動する。また、回転駆動部３２の移動に伴って、スポンジ部３１やその回転軸３９も±Ｙ方向に移動する。
【００１９】
移動手段３４が移動部３４３を＋Ｙ方向に移動させると、スポンジ部３１や検出部３５がウェーハ９０の中心軸９９に近づく。停止位置制御部３６は、検出部３５によるウェーハ９０の外周縁の検出結果に基づいて、ウェーハ９０の外周縁の位置を取得し、移動手段３４を制御して、スポンジ部３１がウェーハ９０の外周部分を洗浄できる位置に停止させる。一方、移動手段３４が移動部３４３を−Ｙ方向に移動させると、スポンジ部３１や検出部３５がウェーハ９０の中心軸９９から遠ざかる。停止位置制御部３６は、検出部３５によるウェーハ９０の外周縁の検出結果に基づいて、ウェーハ９０の外周縁の位置を取得し、移動手段３４を制御して、スポンジ部３１がウェーハ９０の外周部分から離間した位置に停止させる。このようにして、スポンジ部３１やその回転軸３９は、ウェーハ９０の径方向に移動する。
【００２０】
回転速度変更部３７は、回転駆動部３２を制御することにより、スポンジ部３１の回転速度を変化させる。ウェーハ９０の回転速度に対するスポンジ部３１の回転速度を変化させることにより、ウェーハ９０の外周部分と、それに接触するスポンジ部３１の側面との相対速度が変化する。これにより、ウェーハ９０の外周部分とスポンジ部３１の側面との相対速度を、最も効果的に洗浄ができる速度にすることができる。
【００２１】
図２に示す円板状のウェーハ９０は、上面９１と、上面９１と平行な下面９２とを備え、外周部分にアール状の面取り部９４が設けられている。ウェーハ９０の上面９１側には、デバイス（不図示）が形成されている。
【００２２】
図３に示すように、例えば、円筒状の研削砥石４１と、ウェーハ９０の上面９１に平行な回転軸４９を中心として研削砥石４１を回転させるモータ４２とを備えた研削手段４０を用い、研削砥石４１の外周面をウェーハ９０の外周部分に接触させてウェーハ９０の外周に沿って研削することにより、ウェーハ９０をエッジトリミングする。これにより、ウェーハ９０の外周部分の上面９１側に研削面９３が形成される。
【００２３】
研削面９３には、ウェーハ９０の中心軸を中心とする円柱側面状の研削側面９３１と、ウェーハ９０の上面９１及び下面９２に平行な円環状の研削上面９３２とがある。研削側面９３１の高さは、ウェーハ９０を分割して形成されるデバイスチップの仕上げ厚さよりも大きい。なお、エッジトリミングによりウェーハ９０の外周部分全体を切り落としてもよく、その場合の研削面９３は、研削側面９３１のみからなり、研削上面９３２は形成されない。研削面９３が研削側面９３１と研削上面９３２とから形成される場合も、研削側面９３１のみからなる場合も、研削により発生した研削屑がウェーハ９０の研削面９３などに付着するので、付着した研削屑を洗浄する必要がある。
【００２４】
図４に示すように、スポンジ部３１は、±Ｚ方向に平行な円柱状の芯３１２と、芯３１２の周りに巻きつけられたロール状（円筒状）の洗浄スポンジ３１１と、芯３１２の上端（＋Ｚ側の端）に接続した上側円板３１３と、芯３１２の下端（−Ｚ側の端）に接続した下側円板３１４とを備えている。
【００２５】
洗浄スポンジ３１１は、例えばアイオン株式会社製のベルイーターＤ（商品名。「ベルイーター」は登録商標）で形成されている。洗浄スポンジ３１１の高さは、ウェーハ９０の厚さよりも大きい。また、洗浄スポンジ３１１の厚さ３１９は、研削上面９３２の幅９３９よりも大きい。例えば、研削側面９３１の高さ９３８が０．１５ｍｍ、研削上面９３２の幅９３９が０．５ｍｍである場合、洗浄スポンジ３１１の厚さ３１９を例えば２．５ｍｍに設定する。例えば、洗浄スポンジ３１１の外周のうちウェーハ９０に最も近い部分は、図１に示した検出部３５の直上に位置している。
【００２６】
ウェーハ９０の研削面９３の洗浄は、ウェーハ９０を回転させるウェーハ回転工程と、洗浄スポンジ３１１を回転させる洗浄スポンジ回転工程と、洗浄スポンジ３１１の側面をウェーハ９０の研削面９３に接触させて洗浄するウェーハ洗浄工程と、洗浄スポンジ３１１の側面を洗浄するスポンジ洗浄工程とから構成される。なお、これらの工程の間には、時間的な前後関係があるとは限らず、同時並行的に実行される工程もある。以下、各工程について説明する。なお、以下では、図１に示した回転支持手段１２ａ〜１２ｃを、回転支持手段１２と総称する。
【００２７】
（１）ウェーハ回転工程
図５に示すように、回転支持手段１２の回転支持体２１は、円柱状の小径部２１１と、小径部２１１の−Ｚ側に設けられ小径部２１１よりも径が大きい大径部２１２とを備えている。ウェーハ回転工程では、ウェーハ９０の下面９２を−Ｚ側に向け、上面９１を＋Ｚ側に向けた状態で、３つの回転支持手段１２の大径部２１２の間に、ウェーハ９０を架け渡す。３つの回転支持手段１２は、ウェーハ９０の径に合わせた間隔で配置されており、ウェーハ９０の下面９２が大径部２１２の上面に載置され、小径部２１１の側面がウェーハ９０の外周縁に接触する。このようにして回転支持体１２がウェーハ９０の外周を支持した状態で回転支持体２１が回転することにより、回転支持体２１の回転方向とは反対の方向にウェーハ９０が回転する。
【００２８】
（２）洗浄スポンジ回転工程
図６に示すように、洗浄スポンジ回転工程では、移動手段３４が洗浄スポンジ３１１を移動させて洗浄スポンジ３１１の側面がウェーハ９０の外周部分に接触しない位置に退避させることにより、ウェーハ回転工程で回転しているウェーハ９０から洗浄スポンジ３１１が離間している状態で、回転駆動部３２が洗浄スポンジ３１１を回転させる。洗浄スポンジ３１１が回転する方向は、回転支持体２１が回転する方向と同一方向であり、ウェーハ９０が回転する方向とは反対の方向である。これにより、洗浄スポンジ３１１の側面がウェーハ９０の研削面９３に接触したとき、洗浄スポンジ３１１の側面とウェーハ９０の研削面９３との間の相対速度が小さくなる。
【００２９】
（３）ウェーハ洗浄工程
図７に示すように、ウェーハ洗浄工程では、移動手段３４が、洗浄スポンジ回転工程で回転している洗浄スポンジ３１１を、ウェーハ回転工程で回転しているウェーハ９０の中央に向けて移動させ、回転駆動部３２２とともにウェーハ９０に近づく方向（＋Ｙ方向）に移動させていく。かかる移動にともない、図１に示した検出部３５も同方向に移動する。そして、検出部３５がウェーハ９０の外周縁を検出すると、停止位置制御部３６は、スポンジ部３１をさらに所定距離同方向に移動させた後、移動を停止させる。検出部３５がウェーハ９０の外周縁を検出した後のスポンジ部３１の＋Ｙ方向の移動距離は、研削上面９３２の幅９３９の広さに応じて停止位置制御部３６が制御し、幅９３９が広くなるように加工されている場合はスポンジ部３１の移動距離も大きくなり、幅９３９が狭くなるように加工されている場合はスポンジ部３１の移動距離も小さくなる。
【００３０】
洗浄スポンジ３１１は、容易に変形可能であり、ウェーハ９０の外周部分が洗浄スポンジ３１１に食い込んだ状態となる。例えば、前述のように研削上面９３２の幅９３９が０．５ｍｍである場合は、検出部３５がウェーハ９０の外周縁を検出した後にスポンジ部３１を＋Ｙ方向に例えば０．６ｍｍ移動させることで、研削側面９３１及び研削上面９３２の全面に洗浄スポンジ３１１を接触させることができる。このようにして、ウェーハ９０を洗浄するための適正な位置に洗浄スポンジ３１１を自動的に位置付け、洗浄スポンジ３１１をウェーハ９０の径方向に押し付けながら洗浄を行うことができる。
【００３１】
ウェーハ９０及び洗浄スポンジ３１１が回転しているので、研削面９３に接触した洗浄スポンジ３１１が研削面９３に付着した研削屑を拭い取り、研削面９３を洗浄することができる。また、ウェーハ９０が回転する方向と洗浄スポンジ３１１が回転する方向とが反対の方向であり、ウェーハ９０の回転速度に対して洗浄スポンジ３１１の回転速度を制御しているので、ウェーハ９０と洗浄スポンジ３１１とが接触する位置における両者間の相対速度が比較的小さく、ウェーハ９０と洗浄スポンジ３１１との摩擦抵抗を低減することができ、ウェーハ９０や洗浄スポンジ３１１には、比較的小さい応力しかかからない。したがって、ウェーハ９０が割れたり、洗浄スポンジ３１１が切れたりするのを防ぐことができる。
【００３２】
（４）スポンジ洗浄工程
図８に示すように、スポンジ洗浄工程では、ウェーハ洗浄工程で洗浄スポンジ３１１がウェーハ９０の研削面９３を洗浄するのと並行して、洗浄ノズル３３が洗浄スポンジ３１１の側面に洗浄液３３１を噴射することにより、ウェーハ洗浄工程でウェーハ９０の研削面を研削している洗浄スポンジ３１１の側面を洗浄する。洗浄ノズル３３が噴射する洗浄液３３１は、洗浄スポンジ３１１の側面のうち、ウェーハ９０と接触している部分とは異なる部分に対して噴射される。ウェーハ９０に洗浄液３３１が直接当たることはないので、洗浄液３３１の圧力によってウェーハ９０が割れるのを防ぐことができる。また、洗浄スポンジ３１１が回転しているので、洗浄スポンジ３１１がウェーハ９０から拭き取った研削屑を、洗浄液３３１で吹き飛ばすことができる。そして、洗浄スポンジ３１１の側面から研削屑が除去されてきれいになった部分が、再びウェーハ９０に接触して研削屑を拭き取るため、洗浄スポンジ３１１に付着した研削屑がウェーハ９０に再付着するのを防ぐことができる。
【００３３】
このように、ウェーハ９０の洗浄と、洗浄スポンジ３１１の洗浄とを並行して実行するので、ウェーハ９０を連続して洗浄することができ、洗浄の効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ウェーハ洗浄装置、１１  基台
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  回転支持手段、２１  回転支持体、２１１  小径部、
２１２  大径部、２２  モータ、２９  回転軸、
１３  洗浄ユニット、
３１  スポンジ部、３１１  洗浄スポンジ、３１２  芯、３１３  上側円板、
３１４  下側円板、３１９  厚さ、
３２  回転駆動部、３３  洗浄ノズル、３３１  洗浄液、
３４  移動手段、３４１  ねじ軸、３４２  回転軸、３４３  移動部、３４４  ガイド、３５  検出部、３６  停止位置制御部、３７  回転速度変更部、３９  回転軸、
４０  研削手段、４１  研削砥石、４２  モータ、４９  回転軸、
９０  ウェーハ、９１  上面、９２  下面、９３  研削面、
９３１  研削側面、９３２  研削上面、９３８  高さ、９３９  幅、９４  面取り部、９  中心軸。
【図１】
2015170741.tif 000003
【図２】
2015170741.tif 000004
【図３】
2015170741.tif 000005
【図４】
2015170741.tif 000006
【図５】
2015170741.tif 000007
【図６】
2015170741.tif 000008
【図７】
2015170741.tif 000009
【図８】
2015170741.tif 000010