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公開番号2025126571
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022868
出願日2024-02-19
発明の名称pH・酸化還元電位調整水の製造装置、pH・酸化還元電位調整水の製造方法および半導体装置の製造方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C02F 1/44 20230101AFI20250822BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】ブレードダイシングの冷却水として、ダイシングブレードの交換頻度を抑制することを可能とするpH・酸化還元電位調整水を製造するためのpH・酸化還元電位調整水の製造装置を提供する。
【解決手段】不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気膜を有する脱気膜装置5と、純水のpHを調整するpH調整装置4と、純水に不活性ガスを溶解させるガス溶解膜を有する溶解膜装置6と、を備え、pH9～14、25℃における酸化還元電位が-0.40V以上+0.40V未満(vsAg/AgCl)であるpH・酸化還元電位調整水を製造する、pH・酸化還元電位調整水製造装置1を採用する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気膜を有する脱気膜装置と、
純水のｐＨを調整するｐＨ調整装置と、
純水に不活性ガスを溶解させるガス溶解膜を有する溶解膜装置と、を備え、
ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、ｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
純水の通水方向に沿って、前記ｐＨ調整装置、前記脱気膜装置および前記溶解膜装置が、この順に並べられており、
前記ｐＨ調整装置は、液体のｐＨ調整剤を前記純水に添加するものである、請求項１に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項３】
前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラヒドロアンモニウム、コリン、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つの水溶液である、請求項２に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項４】
純水の通水方向に沿って、前記脱気膜装置および前記溶解膜装置が、この順に並べられており、
前記ｐＨ調整装置は、前記溶解膜装置の前記ガス溶解膜に、気体のｐＨ調整剤を供給するものであり、
前記溶解膜装置は、少なくとも前記ｐＨ調整剤を前記純水に溶解させるものである、請求項１に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項５】
前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つである、請求項４に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項６】
前記ｐＨ調整剤に、更に不活性ガスが含まれる、請求項５に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項７】
不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気膜を備えた脱気膜装置と、
純水のｐＨを調整するｐＨ調整装置と、と備え、
ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、ｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項８】
純水の通水方向に沿って、前記脱気膜装置および前記ｐＨ調整装置が、この順に並べられており、
前記ｐＨ調整装置は、気体および液体から選ばれる少なくとも１つのｐＨ調整剤を前記純水に溶解させるものである、請求項７に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項９】
前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラヒドロアンモニウム、コリン、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つの群から選ばれる少なくとも１つを含む水溶液である請求項８に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
【請求項１０】
前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つと、不活性ガスとを含む、請求項８に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｐＨ・酸化還元電位調整水の製造装置、ｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法および半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 5,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程のうち、半導体チップを組み立てる後工程プロセスのひとつとして、ダイシング工程がある。ダイシング工程は、多数の集積回路（ＩＣ）が形成された半導体基板を、集積回路（ＩＣ）ごとに切断して、ＩＣチップとして切り出す工程である。ダイシング工程は、例えば、集積回路作成後の半導体基板を、ダイシング用テープに貼付け、集積回路毎に半導体基板を切断し、次いで、洗浄、ダイシング用テープの除去、半導体チップ取り出し、という一連の段階を経ることで、個々のＩＣチップが製造される。
【０００３】
半導体基板を切断する方法としては、ブレードダイシング、レーザーアブレーションダイシング等の手法が知られている。ブレードダイシングは、ダイシングブレードと呼ばれる極薄ブレードを高速回転させて半導体基板を切断する手法である。また、レーザーアブレーションダイシングは、高エネルギーのレーザーを照射して半導体基板を部分的に蒸発・昇華させることにより切断する手法である。この中でも、ブレードダイシングが最も一般的な方法とされている。
【０００４】
ブレードダイシングでは、半導体基板上に並んでいる集積回路を切り離す際に、ダイシングブレードと半導体基板との摩擦による発熱や、切削屑が発生する。そのため、発熱抑制や切削屑除去のために、冷却水を噴射しながらブレードダイシングを行うことが一般的である。冷却水としては、純水や炭酸水が用いられている。このうち、純水は、比抵抗値が高いため、ダイシングブレードと半導体基板との摩擦によって基板の帯電とデバイス静電破壊を引き起こす場合がある。そのため、純水に炭酸ガスを溶解させることで比抵抗を低下させた炭酸水の適用がより一般的とされる。
【０００５】
ところで、ブレードダイシング時に使用されるダイシングブレードには、厚さ１５μｍ程度の円盤状のブレードの外周端面に、ダイヤモンド砥粒が結着材によって固定されたものがある。ダイヤモンド砥粒の結着材としては、ニッケル、コバルト、銅、錫、銀、タングステン等の金属が用いられている。ダイシングブレードは、ダイシング工程において繰返し使用されるため、使用に伴い、ブレードの外周端面周辺が物理的に摩耗してダイシング性能の低下に繋がるため、定期的に交換・廃棄されている。
【０００６】
しかし、ダイシングブレードの性能劣化は摩耗といった物理的要因だけでない。ダイシング時に冷却水として使用される弱酸性である炭酸水は、結着材である各種の金属を溶解させる。このため、摩耗のほか、結着材の消耗によるダイシング性能の劣化も懸念される。従って、冷却水としての炭酸水の使用が、ダイシングブレードの交換頻度を高める一因になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２２－７８４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ブレードダイシングの冷却水として、ダイシングブレードの交換頻度を抑制することが可能なpH・酸化還元電位調整水を製造するための製造装置、ｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法および半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
［１］不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気膜を有する脱気膜装置と、
純水のｐＨを調整するｐＨ調整装置と、
純水に不活性ガスを溶解させるガス溶解膜を有する溶解膜装置と、を備え、
ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、ｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［２］純水の通水方向に沿って、前記ｐＨ調整装置、前記脱気膜装置および前記溶解膜装置が、この順に並べられており、
前記ｐＨ調整装置は、液体のｐＨ調整剤を前記純水に添加するものである、［１］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［３］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラヒドロアンモニウム、コリン、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つの水溶液である、［２］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［４］純水の通水方向に沿って、前記脱気膜装置および前記溶解膜装置が、この順に並べられており、
前記ｐＨ調整装置は、前記溶解膜装置の前記ガス溶解膜に、気体のｐＨ調整剤を供給するものであり、
前記溶解膜装置は、少なくとも前記ｐＨ調整剤を前記純水に溶解させるものである、［１］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［５］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つである、［４］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［６］前記ｐＨ調整剤に、更に不活性ガスが含まれる、［５］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［７］不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気膜を備えた脱気膜装置と、
純水のｐＨを調整するｐＨ調整装置と、と備え、
ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、ｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［８］純水の通水方向に沿って、前記脱気膜装置および前記ｐＨ調整装置が、この順に並べられており、
前記ｐＨ調整装置は、気体および液体から選ばれる少なくとも１つのｐＨ調整剤を前記純水に溶解させるものである、［７］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［９］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラヒドロアンモニウム、コリン、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つの群から選ばれる少なくとも１つを含む水溶液である［７］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１０］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つと、不活性ガスとを含む、［７］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１１］ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）、２５℃における溶存酸素濃度が５０ｐｐｂ以下であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、［１］乃至［１０］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１２］ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）、過酸化水素濃度が３０ｐｐｂ以下であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、［１］乃至［１０］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１３］ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）、２５℃における溶存酸素濃度が５０ｐｐｂ以下、過酸化水素濃度が３０ｐｐｂ以下であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、［１］乃至［１０］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１４］前記脱気膜装置の前段に、不純物として溶存する過酸化水素を純水から除去する過酸化水素除去機構が備えられている、［１］乃至［１０］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１５］製造された前記ｐＨ・酸化還元電位調整水を、ニッケル、コバルト、銅、錫、銀、タングステン及び鉄の群から選ばれる少なくとも１つを含む結着材によってダイヤモンド砥粒が固定されてなるダイシングブレードの冷却水として供給する供給流路を備える、［１］乃至［１０］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１６］製造された前記ｐＨ・酸化還元電位調整水を、半導体製造工程のダイシング工程における冷却水として供給する供給流路を備える、［１］乃至［１０］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水製造装置。
［１７］純水に液体のｐＨ調整剤を添加することで、純水のｐＨを調整するｐＨ調整工程と、
脱気膜によって、不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気工程と、
ガス溶解膜によって、純水に不活性ガスを溶解させるガス溶解工程と、順次行うことにより、
ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、ｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［１８］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラヒドロアンモニウム、コリン、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つを含む水溶液である、［１７］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［１９］脱気膜によって、純水に不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気工程と、
ガス溶解膜によって、純水に気体のｐＨ調整剤を供給して純水のｐＨを調整する工程と、を順次行うことにより、
ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、ｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２０］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つである、［１９］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２１］前記ｐＨ調整剤に、更に不活性ガスが含まれる、［２０］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２２］脱気膜によって、純水中に不純物として溶存するガスを純水から除去する脱気工程と、
純水に気体および液体から選ばれる少なくとも１つのｐＨ調整剤を添加することで、純水のｐＨを調整するｐＨ調整工程と、を順次行うことにより、
ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、ｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２３］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラヒドロアンモニウム、コリン、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つを含む水溶液である、［２２］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２４］前記ｐＨ調整剤が、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミンの群から選ばれる少なくとも１つと、不活性ガスとを含む、［２２］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２５］ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）、２５℃における溶存酸素濃度が５０ｐｐｂ以下であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、［１７］乃至［２４］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２６］ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）、過酸化水素濃度が３０ｐｐｂ以下であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、［１７］乃至［２４］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２７］ｐＨ９～１４、２５℃における酸化還元電位が－０．４０Ｖ以上＋０．４０Ｖ未満（ｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）、２５℃における溶存酸素濃度が５０ｐｐｂ以下、過酸化水素濃度が３０ｐｐｂ以下であるｐＨ・酸化還元電位調整水を製造する、［１７］乃至［２４］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２８］前記ｐＨ調整工程の前に、純水に不純物として溶存する過酸化水素を純水から除去する過酸化水素除去工程を行う、［１７］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［２９］前記脱気工程の前に、純水に不純物として溶存する過酸化水素を純水から除去する過酸化水素除去工程を行う、［１９］または［２２］に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法。
［３０］［１７］乃至［２４］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法によって製造された前記ｐＨ・酸化還元電位調整水を、ダイヤモンド砥粒が、ニッケル、コバルト、銅、錫、銀、タングステン及び鉄の群から選ばれる少なくとも１つを含む金属層によって固定されてなるダイシングブレードの冷却水として使用する、半導体装置の製造方法。
［３１］［１７］乃至［２４］の何れか一項に記載のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造方法によって製造された前記ｐＨ・酸化還元電位調整水を、半導体製造工程のダイシング工程における冷却水として使用する、半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造装置によれば、溶存ガスの濃度が低く、ｐＨが９～１４に調整され、かつ不活性ガスの溶解によりｐＨおよび酸化還元電位が安定化されたｐＨ・酸化還元電位調整水を製造できる。このようなｐＨ・酸化還元電位調整水は、ダイシングブレードの結着材を構成する各種の金属の溶解を抑制可能である。従って、本発明によれば、ダイシングブレードの交換頻度を抑制することが可能な、ブレードダイシングの冷却水用のｐＨ・酸化還元電位調整水の製造装置を提供できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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