(57)【要約】【課題】加工水を使用しながら切削や研磨等の砥石による加工を行う場合において、切削ブレード等の砥石の寿命を低下させずに十分な洗浄効果を確保すると共に、被加工物の品質も低下させないようにする。【解決手段】純水に水素分子または酸素分子のいずれかを混入させた活性化水を生成し、その活性化水をウェーハに供給しながら、ウェーハを加工手段により研削する。被加工物がコンタミによって汚染されず、品質を低下させないと共に、砥石を構成する金属も浸食されず、砥石の寿命が延びる。【選択図】図２
2005150360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハに砥石による加工を施す加工手段と、該ウェーハに加工水を供給する加工水供給手段とを備えた加工装置を用いたウェーハの加工方法であって、
該加工水は、純水に水素分子または酸素分子のいずれかを混入させた活性化水であり、該加工水供給手段によって該活性化水を該ウェーハに供給しながら、該ウェーハに該加工手段により加工を施すウェーハの加工方法。
【請求項２】
前記加工装置は切削装置であり、前記加工手段は回転可能な切削ブレードを備えた切削手段であり、前記加工は切削加工である請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【請求項３】
前記活性化水は、純水に１．０〜２．０ｐｐｍの水素分子を混入させて構成される請求項１または２に記載のウェーハの加工方法。
【請求項４】
前記活性化水は、純水に２０〜４０ｐｐｍの酸素分子を混入させて構成される請求項１または２に記載のウェーハの加工方法。
【請求項５】
前記加工水供給手段に超音波発振部を備え、前記加工時には、該超音波発振部から前記活性化水に対して超音波が供給される請求項１、２、３または４に記載のウェーハの加工方法。
【請求項６】
前記活性化水には、０．５〜１．５ｐｐｍのアンモニアが混入される請求項１、２、３、４または５に記載のウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハに加工水を供給しながら加工を行う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のＩＣ、ＬＳＩ等の回路がストリートによって区画されて形成された半導体ウェーハは、加工装置の一種である切削装置によってストリートが縦横に切削されることにより個々の半導体チップに分割される。
【０００３】
ストリートの切削時には、切削装置を構成する切削ブレードが高速回転しながらウェーハに切り込むため、ウェーハと切削ブレードとの接触部を冷却するために、当該接触部に加工水として切削水が噴出される。また、切削水は、切削によって生じた切削屑のウェーハへの付着を防止すると共に、付着した切削屑を除去してウェーハの表面を洗浄する役割も果たしている。
【０００４】
この切削水としては、純水を用いると静電気が生じやすいことから、純水に二酸化炭素を混入させたものを生成し、この切削水をウェーハの表面に噴出しながら切削を行うことにより、切削ブレードとウェーハとの接触部を冷却すると共に、ウェーハの表面が切削屑により汚染されるのを防止している（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９１０６５号公報
【特許文献２】特開平１０−３２１５６２号公報
【特許文献３】特公平６―１０５７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、二酸化炭素の混入により活性化された切削水は酸性が強いため、その切削水によって切削ブレードを構成する母体金属が侵食され、切削ブレードの寿命を著しく低下させるという問題がある。また、半導体チップの表面に形成されたボンディングパッドが侵食され、半導体チップの品質を低下させるという問題もある。このような問題は、切削加工だけでなく、砥石を用いた他の加工でも発生する問題である。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削や研削等の砥石を用いた加工において、切削ブレード等の砥石の寿命を低下させないと共に、切削屑、研削屑等のコンタミの付着を防止して被加工物の品質を低下させないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハに砥石による加工を施す加工手段と、ウェーハに加工水を供給する加工水供給手段とを備えた加工装置を用いたウェーハの加工方法であって、加工水は、純水に水素分子または酸素分子のいずれかを混入させた活性化水であり、加工水供給手段によって活性化水をウェーハに供給しながら、ウェーハに加工手段により加工を施すウェーハの加工方法を提供する。
【０００９】
加工装置としては、例えば切削ブレードを備えた切削装置があるが、研削装置等のその他の砥石による加工を行う装置も含まれる。
【００１０】
活性化水は、純水に１．０〜２．０ｐｐｍの水素分子を混入させて構成されるもの、純水に２０〜４０ｐｐｍの酸素分子を混入させて構成されるものが好ましい。
【００１１】
また、加工水供給手段に超音波発振部を備え、加工時に、超音波発振部から活性化水に対して超音波を供給するようにすることもできる。
【００１２】
更に、活性化水には、０．５〜１．５ｐｐｍのアンモニアを混入させてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、純水に水素分子または酸素分子を混入させた活性化水を加工水とし、その加工水を加工部位に供給しながら加工を行うようにしたことにより、コンタミによってウェーハが汚染されることがなく、ウェーハの品質を向上させることができると共に、砥石を構成する金属が加工水によって浸食されることがなく、ウェーハが浸食されることもない。例えばウェーハが半導体ウェーハの場合は、半導体チップに形成されたボンディングパッドが浸食されず、個々の半導体チップの品質を低下させない。
【００１４】
更に、加工水に対して超音波がくわえられることにより、洗浄効果をより増大させることができ、加工水にアンモニアを混入させることにより、洗浄効果も高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示す切削装置1は、本発明が適用される加工装置の一種である。この切削装置１は、半導体ウェーハ等のウェーハを収容するカセット２ａからウェーハを搬出すると共に切削後のウェーハをカセット２ａに収容する搬出入手段２と、カセット２ａから搬出されたウェーハまたはカセット２ａに搬入されるウェーハが一時的に載置される仮置き領域３と、ウェーハを搬送する第一の搬送手段４と、ウェーハを保持するチャックテーブル５と、チャックテーブル５に保持されたウェーハを撮像手段６ａにより撮像して加工すべき加工領域を検出するアライメント手段６と、チャックテーブル５に保持されたウェーハに切削加工を施す加工手段である切削手段７と、切削後のウェーハを洗浄する洗浄手段８と、切削後のウェーハをチャックテーブル５から洗浄手段８に搬送する第二の搬送手段９とを備えている。
【００１６】
以下では、ウェーハの一例として図１に示す半導体ウェーハＷを挙げ、これを切削する場合について説明する。図１に示すように、切削しようとする半導体ウェーハＷは、保持テープＴを介してフレームＦと一体となった状態となっており、その状態でカセット２ａに収容された半導体ウェーハＷは、搬出入手段２によって仮置き領域３に搬出された後に、第一の搬送手段４によってチャックテーブル５に搬送されて保持される。チャックテーブル５に保持された半導体ウェーハＷは、チャックテーブル５の＋Ｘ方向の移動によってアライメント手段６の直下に位置付けられる。
【００１７】
そして、アライメント手段６を構成する撮像手段６ａによって半導体ウェーハＷの表面が撮像され、パターンマッチング等の画像処理によって加工領域が検出された後に、更にチャックテーブル５が＋Ｘ方向に移動することによって半導体ウェーハＷが切削手段７の近傍に位置付けられる。
【００１８】
図２に示すように、切削手段７は、回転可能なスピンドル７０の先端部に切削ブレード７１が装着された構成となっている。切削ブレード７１は、外周の砥石部７１ａとハブ７１ｂとから構成されており、砥石部７１ａは、ダイヤモンド砥粒をニッケル等の母体金属で固めた構成となっている。また、切削ブレード７１の両側には、切削ブレード７１と半導体ウェーハＷとの接触部に加工水を噴出する加工水供給手段１０が配設されている。加工水供給手段１０の基部には超音波を発振する超音波発振部１０ａを備えている。
【００１９】
２つの加工水供給手段１０は、溶解部１１に連結されている。溶解部１１は、バルブ１２、１３を介してそれぞれ純水タンク１４、ガス発生器１５に連結されており、溶解部１１とバルブ１２とバルブ１３と純水タンク１４とガス発生器１５とで加工水生成部１６を構成している。ガス発生器１５においては水素ガスＨ２または酸素ガスＯ２を発生させることができ、純水タンク１４内の純水及びガス発生器１５で発生したガスは、バルブ１２、１３によってそれぞれ流量を調節されて溶解部１１に流入し、ここでガスが純水に溶解することにより、活性化水（水素水または酸素水）が生成される。
【００２０】
半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル５がＸ軸方向に移動すると共に、切削ブレード７１が高速回転しながら切削手段７が下降することにより、半導体ウェーハＷが切削される。このとき、切削ブレード７１と半導体ウェーハＷとの接触部位には、溶解部１１において生成された活性化水が加工水１００として噴出される。
【００２１】
このようにして切削を行うことにより切削屑（コンタミ）が生じるが、活性化水によって半導体ウェーハＷの表面にコンタミが付着するのを防止することができるため、半導体ウェーハＷの切削により形成されるチップの品質を低下させることがない。特に、半導体ウェーハＷが、ＣＣＤのようにコンタミの付着が品質に大きな影響を及ぼすものである場合は、より効果的である。また、切削ブレード７１の砥石部７１ａを構成する母体金属が浸食されたり、半導体チップを構成するボンディングパッドが浸食されたりすることもない。
【００２２】
加工水として使用する活性化水は、純水に１．０〜２．０ｐｐｍの水素分子を混入させたもの、純水に２０〜４０ｐｐｍの酸素分子を混入させたものが好ましい。また、図２に示した溶解部１１において活性化水にアンモニアを添加してもよい。アンモニアは、例えば０．５〜１．５ｐｐｍ程度添加することが好ましい。
【００２３】
活性化水による洗浄効果は、水素分子の混入により酸化還元電位が低下して還元力が増すことや、半導体ウェーハＷの表面及びコンタミの表面のゼータ電位をマイナス同士にすることによる静電気的な反発力によりもたらされる。更に活性化水にアンモニアを混入させると、前者については酸化還元電位がより低下し、後者についてはコンタミのゼータ電位が変化し、共に洗浄効果がより高くなる。
【００２４】
加工水１００の供給時に超音波発振部１０ａから超音波を発振させて加工水に振動を与えてもよい。水素水に超音波を供給した場合は、反応性の高い余剰Ｈラジカルが発生し、この余剰Ｈラジカルが効果的に半導体ウェーハＷやコンタミ表面に作用することにより、コンタミに対して半導体ウェーハＷからの離脱を促すと考えられる。超音波の周波数は、例えば１〜２ＭＨｚが好ましい。
【００２５】
なお、加工水供給手段１０から噴出された加工水１００を半導体ウェーハＷの上に滞留させることにより半導体ウェーハＷを加工水中に水没させた状態で切削を行うこともでき、その場合においても活性化水を使用することができる。
【００２６】
また、図３に示すように、ノズル１７から噴出する活性化水によってウォーターカーテン１７０を形成してもよい。
【００２７】
切削後の半導体ウェーハＷは、図１に示した第二の搬送手段９によって洗浄手段８に搬送される。洗浄手段８においては、洗浄水が噴出されて半導体ウェーハＷの洗浄が行われるが、洗浄水についても、図２に示した溶解部１１で生成された活性化水を使用することができる。活性化水を使用することにより、切削時に生じたコンタミが付着していたとしても、効果的に洗い流すことができる。
【００２８】
こうして洗浄手段８において洗浄された半導体ウェーハＷは、保持テープＴを介してフレームＦと一体となった状態で仮置き領域３に搬送された後に、搬出入手段２によってカセット２ａに収容される。
【００２９】
上記においては、加工装置として切削装置を例に挙げて説明したが、例えばウェーハの面を研削する研削装置も加工装置であり、本発明が適用される。
【００３０】
例えば図４に示す研削装置２００においては、被加工物を保持するチャックテーブル２０１と、チャックテーブル２０１に保持された被加工物を研磨する加工手段である研削手段２０２とを備えている。
【００３１】
研削手段２０２は、回転可能なスピンドル２０３の先端部にマウンタ２０４を介して研削ホイール２０５が固定され、研削ホイール２０５の下面に研削砥石２０６が固着された構成となっており、スピンドル２０３、マウンタ２０４及び研削ホイール２０５の内部には加工水が流通する加工水流通路２０７が形成されている。
【００３２】
例えば半導体ウェーハＷ１の面の研削時には、研削砥石２０６が回転しながら研削手段２０２が下降することにより、回転する研削砥石２０６が半導体ウェーハＷ１に接触して研削が行われるが、この際に研削水流通路２０７を流れる加工水２１０が研削砥石２０６と半導体ウェーハＷ１との接触部に供給されて冷却が行われる。即ち、研削手段２０２には加工水供給手段が含まれている。
【００３３】
加工水としては、切削の場合と同様に、純水に水素ガスまたは酸素ガスを混入させた活性化水を用いることにより、研削面に研削屑（コンタミ）が付着するのを防止することができるため、半導体ウェーハＷ１の品質を低下させることがない。
【実施例】
【００３４】
純水または、図２に示した溶解部１１において生成した種々の活性化水を加工水として超音波を供給せずに使用し、図１に示した切削装置１を用いて半導体ウェーハを縦横に切削（ダイシング）した。そして、ダイシング後に撮像手段６ａによってダイシング後の半導体チップの表面を撮像し、表面に付着したコンタミの個数をアライメント手段６による画像処理により求めた。その結果は以下のようになった。
【００３５】
（１）加工水として純水を用いた場合における０．１２μｍ以上のコンタミの個数は、９５個／ｃｍ２であった。
【００３６】
（２）加工水として、純水に１．２ｐｐｍの水素分子を混入させた活性化水を用いた場合における０．１２μｍ以上のコンタミの個数は、３個／ｃｍ２であった。
【００３７】
（３）加工水として、純水に１．２ｐｐｍの水素分子を混入させると共に１ｐｐｍのアンモニアを混入させた活性化水を用いた場合における０．１２μｍ以上のコンタミの個数は、１個／ｃｍ２であった。
【００３８】
（４）加工水として、純水に３０ｐｐｍの酸素分子を混入させた活性化水を用いた場合における０．１２μｍ以上のコンタミの個数は、２４個／ｃｍ２であった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、コンタミによって汚染されない高品質のウェーハやチップの製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】加工装置の一種である切削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】加工水の噴出と共に半導体ウェーハを切削する様子を示す斜視図である。
【図３】ウォーターカーテンを形成して半導体ウェーハを切削する様子を示す斜視図である。
【図４】加工装置の一例である研削装置を用いて半導体ウェーハの面を研削する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：切削装置
２：搬出入手段  ２ａ：カセット  ３：仮置き領域  ４：第一の搬送手段
５：チャックテーブル  ６：アライメント手段  ６ａ：撮像手段
７：切削手段
７０：スピンドル  ７１：切削ブレード
８：洗浄手段
９：第二の搬送手段
１０：加工水供給手段
１０ａ：超音波発振部
１６：加工水生成部
１１：溶解部  １２、１３：バルブ  １４：純水タンク  １５：ガス発生器
Ｗ：ウェーハ  Ｔ：保持テープ  Ｆ：フレーム
１７：ノズル
１７０：ウォーターカーテン
１００：加工水
２００：研削装置
２０１：チャックテーブル  ２０２：研削手段  ２０３：スピンドル
２０４：マウンタ  ２０５：研削ホイール  ２０６：研削砥石
２０７：加工水流通路
【図１】
2005150360.tif 000003
【図２】
2005150360.tif 000004
【図３】
2005150360.tif 000005
【図４】
2005150360.tif 000006