特許 7617770 洗浄装置、洗浄方法、および、半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】洗浄装置、洗浄方法、および、半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250110BHJP

   B08B 7/00 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643Z

H01L21/304 645Z

B08B7/00

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021028742

(22)【出願日】2021-02-25

(65)【公開番号】P2022129883

(43)【公開日】2022-09-06

【審査請求日】2023-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】瀧本 晋輔

(72)【発明者】

【氏名】吉川 兼司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 正人

(72)【発明者】

【氏名】吉野 達郎

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７４２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８８５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７８２４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ３３／００

Ｂ０８Ｂ ７／００

Ｈ０１Ｓ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光バーを洗浄する洗浄装置であって、
複数の前記発光バーをストライプ状に整列して保持する保持具と、
前記複数の発光バーに粒子状のドライアイスを吹付ける少なくとも１つの吹付けノズルと、
を備え、
前記保持具は、前記発光バーの延在方向の両側の端部で前記複数の発光バーを保持し、且つ、前記複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、前記複数の発光バーを傾けずに隣り合う前記発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、前記複数の発光バーを保持する、
洗浄装置。

【請求項2】

発光バーを洗浄する洗浄装置であって、
複数の前記発光バーをストライプ状に整列して保持する保持具と、
前記複数の発光バーに粒子状のドライアイスを吹付ける少なくとも１つの吹付けノズルと、
を備え、
前記保持具は、前記複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、前記複数の発光バーを傾けずに隣り合う前記発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、前記複数の発光バーを保持し、
前記保持具は、前記複数の発光バーそれぞれの前記２面が上方から見える傾けた配置で、前記複数の発光バーを保持し、
前記複数の発光バーは、上方から見える前記２面それぞれの上方から見た面積の和が、上方から見える前記２面それぞれの上方から見た面積の和の面積の最大値の９５％以上となるような傾きで、前記保持具に保持される、
洗浄装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の洗浄装置であって、
前記複数の発光バーの表面から除去された異物を前記複数の発光バーに再度付着しないよう取り除く異物排除機構をさらに備える、
洗浄装置。

【請求項4】

請求項３に記載の洗浄装置であって、
気流発生部をさらに備え、
前記異物排除機構は、前記複数の発光バーの表面から除去された異物を、前記気流発生部の発生させる気流で前記複数の発光バーから遠ざける機構である、
洗浄装置。

【請求項5】

請求項３または４に記載の洗浄装置であって、
少なくとも１つの吸気部をさらに備え、
前記異物排除機構は、前記複数の発光バーの表面から除去された異物を前記少なくとも１つの吸気部で吸い込む機構である、
洗浄装置。

【請求項6】

請求項５に記載の洗浄装置であって、
前記少なくとも１つの吹付けノズルは前記複数の発光バーの片側から粒子状のドライアイスを吹付け、
前記少なくとも１つの吸気部は、前記複数の発光バーの、前記少なくとも１つの吹付けノズルが粒子状のドライアイスを吹付ける前記片側と逆側から吸気する、
洗浄装置。

【請求項7】

発光バーを洗浄する洗浄装置であって、
複数の前記発光バーをストライプ状に整列して保持する保持具と、
前記複数の発光バーに粒子状のドライアイスを吹付ける少なくとも１つの吹付けノズルと、
を備え、
前記保持具は、前記複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、前記複数の発光バーを傾けずに隣り合う前記発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、前記複数の発光バーを保持し、
前記少なくとも１つの吹付けノズルとして複数の吹付けノズルを備え、
前記複数の吹付けノズルは、前記複数の発光バーの上方および下方から粒子状のドライアイスを吹付ける、
洗浄装置。

【請求項8】

発光バーを洗浄する洗浄装置であって、
複数の前記発光バーをストライプ状に整列して保持する保持具と、
前記複数の発光バーに粒子状のドライアイスを吹付ける少なくとも１つの吹付けノズルと、
を備え、
前記保持具は、前記複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、前記複数の発光バーを傾けずに隣り合う前記発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、前記複数の発光バーを保持し、
前記複数の発光バーの表面から除去された異物を前記複数の発光バーに再度付着しないよう取り除く異物排除機構と、
少なくとも１つの吸気部と、
をさらに備え、
前記異物排除機構は、前記複数の発光バーの表面から除去された異物を前記少なくとも１つの吸気部で吸い込む機構であり、
前記少なくとも１つの吹付けノズルとして複数の吹付けノズルを備え、
前記少なくとも１つの吸気部として複数の吸気部を備え、
前記複数の吹付けノズルは、前記複数の発光バーの上方および下方から粒子状のドライアイスを吹付け、
前記複数の吸気部は、前記複数の吹付けノズルが粒子状のドライアイスを吹付ける方向上それぞれから吸気するよう設けられている、
洗浄装置。

【請求項9】

請求項１に記載の洗浄装置を用いた洗浄方法であって、
前記保持具により、前記発光バーの延在方向の両側の端部で前記複数の発光バーを保持し、且つ、前記複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、前記複数の発光バーを傾けずに隣り合う前記発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、前記複数の発光バーを前記ストライプ状に整列して保持した状態で、
前記少なくとも１つの吹付けノズルにより前記複数の発光バーに粒子状のドライアイスを吹付ける、
洗浄方法。

【請求項10】

請求項９に記載の洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法であって、
ウエハを加工して発光バーを複数形成する工程と、
前記ウエハから複数の発光バーを劈開する工程と、
請求項９に記載の洗浄方法により前記複数の発光バーを洗浄する工程と、
を備える、
半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、洗浄装置、洗浄方法、および、半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発光素子は半導体ウエハに形成されたのち、劈開により半導体ウエハから分割される。発光素子の表面のうち、レーザ光が主に出射する発光面と、発光面の反対の面である反射面は、劈開により得られる面である。発光面および反射面を保護するためと、レーザを共振させるために、発光面と反射面にはレーザの反射膜をコーティングするが、劈開時に発生する半導体ウエハの欠片等の異物が発光面と反射面に付着していると、レーザ性能が低下し、発光素子が不良となる。そのため反射膜をコーティングする前、または、コーティングした後に発光素子を洗浄する必要がある。発光素子を洗浄する手法として水洗やエアーブロー等の手法があるが、これらの手法では完全に異物を除去することは困難である。

【0003】

異物を効果的に除去する手法として、ドライアイス洗浄がある。ドライアイス洗浄は粒子状のドライアイスを洗浄対象物に吹付けて異物を除去する手法である。ドライアイス洗浄は、例えば特許文献１や特許文献２で開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６３８９９８８号公報

【文献】特開２０１８－０７８２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の発光素子を含む発光バーの洗浄においては、複数の発光バーを並べて一度に洗浄する。しかも、各発光バーの発光面と反射面から異物を除去するだけでなく、上面電極と下面電極からも異物を除去する、または上面電極と下面電極に異物が付着しないようにする必要がある。洗浄後に上面電極か下面電極に異物が付着していると、その後の実装工程および配線工程で、接合不良につながる。

【0006】

従来の洗浄装置や洗浄方法は、このように、並べられた複数の発光バーの各々の４面、すなわち、発光面、反射面、上面電極の設けられている上面、および下面電極の設けられている下面、を洗浄する必要のある発光バーの洗浄には必ずしも適していない。

【0007】

本開示は、発光バーの洗浄に適した洗浄装置および洗浄方法を提供すること、また発光バーの洗浄に適した洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の洗浄装置は、発光バーを洗浄する洗浄装置であって、複数の発光バーをストライプ状に整列して保持する保持具と、複数の発光バーに粒子状のドライアイスを吹付ける少なくとも１つの吹付けノズルと、を備え、保持具は、発光バーの延在方向の両側の端部で複数の発光バーを保持し、且つ、複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、複数の発光バーを傾けずに隣り合う発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、複数の発光バーを保持する、洗浄装置、である。

【0009】

本開示の洗浄方法は、本開示の洗浄装置を用いた洗浄方法であって、保持具により、発光バーの延在方向の両側の端部で複数の発光バーを保持し、且つ、複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、複数の発光バーを傾けずに隣り合う発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、複数の発光バーをストライプ状に整列して保持した状態で、少なくとも１つの吹付けノズルにより複数の発光バーに粒子状のドライアイスを吹付ける、洗浄方法、である。

【0010】

本開示の半導体装置の製造方法は、本開示の洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法であって、ウエハを加工して発光バーを複数形成する工程と、ウエハから複数の発光バーを劈開する工程と、本開示の洗浄方法により複数の発光バーを洗浄する工程と、を備える、半導体装置の製造方法、である。

【発明の効果】

【0011】

本開示の洗浄装置および本開示の洗浄方法では、発光バーの延在方向の両側の端部で複数の発光バーを保持し、且つ、複数の発光バーそれぞれの２面が上方から見える傾けた配置か、または、複数の発光バーを傾けずに隣り合う発光バーの間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置か、で、複数の発光バーを保持する。これにより、発光バーの洗浄に適した洗浄装置および洗浄方法が提供される。

【0012】

また、本開示の半導体装置の製造方法では、本開示の洗浄方法により複数の発光バーを洗浄する。これにより、発光バーの洗浄に適した洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】発光バーが形成された半導体ウエハの斜視図である。

【図2】複数の発光素子を含む発光バーの斜視図である。

【図3】複数の発光バーを洗浄する際の並べ方の例を示す斜視図である。

【図4】図３のＩ－Ｉ線を通りｙｚ平面と平行な面での断面図である。

【図5】実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す斜視図である。

【図6】実施の形態１に係る洗浄装置の、図５のＩＩ－ＩＩ線を通りｙｚ平面と平行な面での断面図である。

【図7】実施の形態１に係る洗浄装置の、図５のＩＩＩ－ＩＩＩ線を通りｘｚ平面と平行な面での断面図である。

【図8】実施の形態１に係る洗浄装置の変形例の構成を示す断面図である。

【図9】実施の形態２に係る洗浄装置の構成を示す斜視図である。

【図10】実施の形態２に係る洗浄装置の、図９のＩＶ－ＩＶ線を通りｙｚ平面と平行な面での断面図である。

【図11】実施の形態２に係る洗浄装置の、図９におけるＶ－Ｖ線を通りｘｚ平面と平行な面での断面図である。

【図12】実施の形態２に係る洗浄装置の変形例１の構成を示す断面図である。

【図13】実施の形態２に係る洗浄装置の変形例２の構成を示す断面図である。

【図14】実施の形態１または２に係る洗浄方法の手順を示すフローチャートである。

【図15】実施の形態３に係る半導体装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

まず、本開示の各実施の形態に係る洗浄装置が洗浄する対象の発光バーと、本開示の各実施の形態によらない洗浄方法と、について説明する。

【0015】

図１に、半導体ウエハ１の斜視図を示す。半導体ウエハ１には、半導体製造工程を経て、複数の発光素子７を含む発光バー２が、面内方向に並んだ形で複数形成される。半導体ウエハ１に形成された発光バー２は、劈開により分割され、バー状となる。

【0016】

図２に、発光バー２を示す。発光バー２の表面のうち、劈開で得られた断面のうちの１つの面であって発光バー２の延在方向に沿った面が発光面４、またその反対の面が反射面６である。発光バー２の表面のうち、半導体ウエハ１の上面であった面を上面、半導体ウエハ１の下面であった面を下面とする。発光バー２の上面には上面電極３が、発光バー２の下面には下面電極５が、それぞれ複数、上面と下面の対応する位置に形成されている。

【0017】

発光バー２の、図２の点線で区切られた、上面電極３、下面電極５を含む各領域は、発光素子７として働く。

【0018】

発光バー２の発光面４と反射面６に反射膜をコーティングする前に、発光面４と反射面６を洗浄し発光面４と反射面６に付着した異物を除去するために粒子状のドライアイスを発光バー２に吹付ける。複数の発光バー２をまとめて洗浄する際の複数の発光バー２の配置としては、図３のような配置が考えられる。

【0019】

図３に示すｘ、ｙ、ｚ方向は互いに直交している。ｘ方向は発光バー２の延在方向、ｙ方向は複数の発光バー２が並べられる方向である。ｘ方向とｙ方向で示される平面をｘｙ平面とする。また、ｘｙ平面と直交する方向をｚ方向とし、ｚ方向とｘ方向、ｚ方向とｙ方向で示される平面をそれぞれ、ｘｚ平面、ｙｚ平面とする。図４以降においても、各図においてｘ、ｙ、ｚ方向は互いに直交しており、ｘ方向とｙ方向、ｚ方向とｘ方向、ｚ方向とｙ方向、で示される平面をそれぞれ、ｘｙ平面、ｘｚ平面、ｙｚ平面とする。

【0020】

図４に、図３のＩ－Ｉ線を通りｙｚ平面と平行な面での断面図を示す。

【0021】

図３および図４に示される配置では、各発光バー２は、発光面４が吹付けノズル８の方向、すなわちｚ方向を向いて揃うように並べられている。また、図４に示されるように、各発光バー２は、隣り合う発光バー２の上面電極３と下面電極５が接するように並べられている。ここで図示しないが、図３において、複数の発光バー２は、治具等に固定されているか、ステージ上に吸着されている。

【0022】

図３および図４に示される配置で、各発光バー２の発光面４は、吹付けノズル８から吹付けられるドライアイスにより洗浄される。また、反射面６を洗浄するためには、治具を反転させる、または各発光バー２を反射面６がｚ方向に揃うように再配置する。図３および図４に示される配置においては、複数の発光バー２間では、上面電極３と下面電極５の表面の凹凸や、発光バー２の反りによって、微小な隙間が発生する。このような状態で粒子状のドライアイスを吹付けた場合、微小な隙間に異物が入り込み、その一部が微小な隙間に残留する可能性がある。その結果、洗浄後も上面電極３や下面電極５の表面に異物が付着して残り、その後の配線工程にて不具合を発生させる可能性がある。

【0023】

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ－１．構成＞
図５に実施の形態１に係る洗浄装置１００の構成を示す斜視図を示す。図６に、洗浄装置１００の、図５のＩＩ－ＩＩ線を通りｙｚ平面と平行な面での断面図を示す。

【0024】

図５に示されるように、洗浄装置１００は、保持具９と、吹付けノズル８と、吸気部１０と、を備える。図５に示されている発光バー２は洗浄装置１００が洗浄する対象であり、発光バー２は洗浄装置１００に含まれない。

【0025】

図５に示されるように、保持具９は複数の発光バー２をストライプ状に整列して保持する。図５において、複数の発光バー２は、各発光バー２の延在方向がｘ方向に沿うように、ｙ方向に並べられている。

【0026】

保持具９は、図５および図６に示されるように、複数の発光バー２それぞれの２面が上方から見える傾けた配置で保持する。図５および図６には、保持具９が各発光バー２を発光面４と下面の下面電極５が上方から見えるような配置で保持している場合が示されている。

【0027】

保持具９は、発光バー２の延在方向の両側の端部で複数の発光バー２を保持する。図５では具体的な保持方法は図示されていないが、複数の発光バー２は保持具９に機械的に保持されても良いし、吸着により保持されても良い。保持具９は、例えば、保持具９に設けられたスリット等の溝に複数の発光バー２を配置するなどにより、ｙ方向に一定の間隔で複数の発光バー２を保持する。また保持具９は、ｘ軸またはｙ軸の周りで回転して発光バー２を反転させ、発光バー２のｚ方向を向いている側と‐ｚ方向を向いている側を入れ替えることができる。

【0028】

吹付けノズル８は、保持具９に保持されている発光バー２に粒子状のドライアイスを吹付ける。吹付けノズル８は、保持具９に保持されている複数の発光バー２の上方に配置されている。上方は、図５では保持具９に保持されている複数の発光バー２のｚ方向であるが、保持具９に保持されている複数の発光バー２がストライプ状になっている面のどちらかであればよく、重力による上下とは関係ない。

【0029】

吸気部１０は、保持具９に固定されている複数の発光バー２の下方に配置されており、複数の発光バー２の、吹付けノズル８が粒子状のドライアイスを吹付ける側と逆側から吸気する。吹付けノズル８から粒子状のドライアイスを吹付けられたことにより発光バー２から吹飛ばされ、複数の発光バー２の隙間を通って複数の発光バー２の下方に飛んできた異物は、吸気部１０に吸引される。このように、洗浄装置１００は、複数の発光バー２の表面から除去された異物を複数の発光バー２に再度付着しないよう取り除く異物排除機構を備える。

【0030】

吹付けノズル８は、吹付けノズル８または保持具９またはその両方がｘｙ平面内で移動駆動されることにより、複数の発光バー２の上方を向いている面全体を粒子状のドライアイスで洗浄することができる。洗浄装置１００は、吹付けノズル８または保持具９またはその両方がｘｙ平面内で移動駆動される代わりに、複数の吹付けノズル８を備え、保持具９に保持されている複数の発光バー２の上方に複数の吹付けノズル８が配置されていることで、複数の発光バー２の上方を向いている面全体を洗浄することができる、という構成でもよい。

【0031】

吸気部１０は、保持具９の下方にあり、複数の発光バー２の、吹付けノズル８が粒子状のドライアイスを吹付ける側と逆側から吸気する。吸気部１０は、保持具９に固定されている複数の発光バー２の下方全体を吸引できる構造となっている。図５では吸気部１０は模式的にブロックで描かれている。吸気部１０は‐ｚ方向からの吸引であっても良いし、保持具９下方全体を吸引できるのであれば、ｘ方向やｙ方向からの吸引であっても良い。

【0032】

上記のように、保持具９は、発光バー２の２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２を保持する。図５および図６に示される配置では、発光バー２は、ｚ方向からは下面電極５が設けられている下面と発光面４が視認可能で、上面電極３が設けられている上面と反射面６が視認できない状態となっている。

【0033】

すなわち、粒子状のドライアイスを吹付けた場合、発光バー２の隣り合う２面、図５および図６に示される配置では下面と発光面４、に対して、必ず粒子状のドライアイスを吹付けることが可能である。さらに、図５および図６に示される配置から、保持具９をｘ軸もしくはｙ軸と平行な軸周りで１８０度回転させ、反転することで、上記２面以外の残りの２面、つまり上面電極３が設けられている上面と反射面６、に対しても、粒子状のドライアイスを吹付けることができる。このように、洗浄装置１００により、発光バー２の上面、下面、発光面４、反射面６、の４面全体を洗浄することができる。

【0034】

図６において、ｚ方向からの下面の視認可能幅をＷ１、ｚ方向からの発光面４の視認可能幅をＷ２とする。また、下面と反射面６の間の境界である辺と吹付けノズル８先端と、のｚ軸距離を下面距離Ｄ１、発光面４と上面の間の境界である辺と吹付けノズル８先端までのｚ軸距離を発光面距離Ｄ２、隣り合う発光バー２の間隔の大きさをＧ１、下面の幅をａ、発光面４の幅をｂ、発光バー傾斜角をθとする。発光バー傾斜角θは、ｘｙ平面と上面のなす角である。但し、θは、０＜θ＜π／２を満たすとする。ｚ軸距離は、対象とする２つのものの、ｚ座標の値の差である。図６において、発光バー２の下面と反射面６の間の境界である辺と、発光面４と上面の間の境界である辺と、は、ｘ軸に平行である。

【0035】

洗浄装置１００の洗浄力を上げるためには、下面視認幅Ｗ１と発光面視認幅Ｗ２の和が最大となるようにすることが望ましい。つまり、Ｗ１＋Ｗ２の最大値をＷとすると、
Ｗ＝Ｗ１+Ｗ２
＝ａ・ｃｏｓθ＋ｂ・ｓｉｎθ
を満足するように、発光バー２を傾けるのが望ましい。

【0036】

下面視認幅Ｗ１と発光面視認幅Ｗ２の和を最大とすることで、下面と発光面４それぞれの上方から見た面積の和が、最大となる。これにより、発光バー２に単位時間・単位面積当たりに衝突する粒子状のドライアイスの量を最大化でき、発光バー２の表面を効率的に洗浄できる。なお、上方から見た面積は、ｘｙ平面に射影して得られる面積である。実際には、上方から見た面積の和を最大とする必要はなく、例えば、複数の発光バー２を、上方から見える２面である下面と発光面４それぞれの上方から見た面積の和が、上方から見える２面である下面と発光面４それぞれの上方から見た面積の和の最大値の９５％以上となるような傾きで、保持具９に保持されているようにする。

【0037】

また、これは、以下のようにも考えられる。下面と発光面４が均一に洗浄されるようにするために、下面距離Ｄ１と発光面距離Ｄ２が同等、つまり、Ｄ１＝Ｄ２とすることが望ましい。Ｄ１＝Ｄ２という条件は、
ａ・ｓｉｎθ＝ｂ・ｃｏｓθ
と表される。

【0038】

下面距離Ｄ１と発光面距離Ｄ２とを同等とすることで、吹付けノズル８から噴射された粒子状のドライアイスの、下面に到達するまでの時間の最大値と、発光面４に到達するまでの時間の最大値とを同一にすることができる。これにより、下面と発光面４に到達する粒子状のドライアイスの粒径を同一にできるため、下面に対する洗浄力と発光面４に対する洗浄力を均一化できる。

【0039】

ａ・ｓｉｎθ＝ｂ・ｃｏｓθという条件は、Ｗ１+Ｗ２＝ａ・ｃｏｓθ＋ｂ・ｓｉｎθを最大にするという考え方に基づいて、Ｗ１+Ｗ２をθの関数と考えてθで微分して得られる条件と同じである。

【0040】

隣り合う発光バー２の間隔の大きさＧ１は、製造工程で発生する異物が通り抜けられるような値であることが望ましい。Ｇ１が十分に大きければ、粒子状のドライアイスで発光バー２の表面から除去された異物は、隣り合う発光バー２の間をとおって吸気部１０に吸引される。

【0041】

一方で、隣り合う発光バー２の間隔の大きさＧ１を製造工程で発生する異物サイズ以上にできない場合も考えられる。このような場合、洗浄装置１００は、図５に示される構成に加え、図７に示されるように、気流発生部２０をさらに備える。また、吹付けノズル８は、ドライアイスの吹付け方向がｚ軸と平行にならないよう傾いている。図７は、洗浄装置１００の、図５のＩＩＩ－ＩＩＩ線を通りｘｚ平面と平行な面での断面図である。

【0042】

隣り合う発光バー２の間隔より大きな異物は、粒子状のドライアイスで発光バー２の表面から除去された後、跳ね返って発光バー２の上方側に飛ばされる。その際、吹付けノズル８が、ドライアイスの吹付け方向がｚ軸と平行にならないよう傾いていることで、異物は、ｘｙ平面内で見た場合に一定方向に向けて吹き飛ばされる。図７では、吹付けノズル８は、ｘｙ平面内に射影した場合に‐ｘ方向にドライアイスを吹付けるように、傾けられている。図７において、発光バー２の上方では、気流発生部２０によって、‐ｘ方向、すなわち、粒子状のドライアイスによって除去された異物が吹き飛ぶ方向にむけて、ドライアイスの吹付けに影響のない程度に、気流が発生させられている。

【0043】

図７に示される構成では、洗浄装置１００の異物排除機構は、発光バー２の上方では気流発生部２０の発生させる気流で異物を遠ざけ、発光バー２の下方では吸気部１０で異物を吸い込むことによって、複数の発光バー２の表面から除去された異物を複数の発光バー２に再度付着しないよう取り除く機構である。洗浄装置１００の異物排除機構は、発光バー２の下方においても、吸気部１０で異物を吸い込む代わりに、気流発生部２０の発生させる気流で異物を遠ざけることで、複数の発光バー２の表面から除去された異物を複数の発光バー２に再度付着しないよう取り除く機構であってもよい。

【0044】

＜Ａ－２．動作＞
洗浄装置１００を用いた洗浄方法である、本実施の形態の洗浄方法について説明する。

【0045】

本実施の形態の洗浄方法のフローチャートは図１４に示されている。

【0046】

まず、複数の発光バー２を並べ、保持具９で保持する（ステップＳ１０）。＜Ａ－１．構成＞で説明したように、保持具９により、発光バー２の２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２をストライプ状に整列して保持する。望ましくは、複数の発光バー２を、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和が、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和の最大値の９５％以上となるような傾きで、保持具９に保持されているようにする。これにより、発光バー２を効率的に洗浄できる。

【0047】

次に、吹付けノズル８で複数の発光バー２に対し粒子状のドライアイスを吹付け、複数の発光バー２を洗浄する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、まず図５から図７に示される配置で下面と発光面４を洗浄した後、保持具９をｘ軸またはｙ軸周りで１８０度回転して発光バー２の向きを反転し、その後、上面と反射面６を洗浄する。より確実に発光バー２の表面から異物を取り除くため、下面と発光面４の洗浄と、上面と反射面６の洗浄を、複数回繰り返してもよい。

【0048】

保持具９が、発光バー２の２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２を保持しており、隣り合う発光バー２の面同士が向かい合っていない。そのため、図３や図４のように上面電極３と下面電極５を向かい合わせて発光バー２を並べた場合に起こる、異物が隣り合う発光バー２の向かい合った面間に形成される微小な隙間に入り込んで留まり、後工程の不具合に繋がるという問題が、本実施の形態の洗浄方法では起きない。

【0049】

保持具９は、発光バー２の延在方向の両側の端部で複数の発光バー２を保持するので、発光バー２の洗浄時に、両側の端部を除き、異物が保持具９と発光バー２の間の隙間に入り込んで留まるという問題が起きない。

【0050】

吹付けノズル８から吹付けられた粒子状のドライアイスにより発光バー２から除去された異物は、異物排除機構により発光バー２に再度付着しないよう取り除かれる。

【0051】

保持具９が発光バー２を傾けて保持していることで、発光バー２の２面に対して同時に粒子状のドライアイスを吹付けることができるため、図３や図４の場合のような、発光面４と反射面６のみの１面ずつの洗浄と比較して、発光バー２を効率よく洗浄でき、生産性を向上できる。

【0052】

このように、本実施の形態により、発光バー２の洗浄に適した洗浄装置１００および洗浄方法が提供される。

【0053】

＜Ａ－３．効果＞
保持具９は、複数の発光バー２それぞれの２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２を保持する。これにより、発光バー２の洗浄に適した洗浄装置１００および洗浄方法が提供される。

【0054】

望ましくは、複数の発光バー２は、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和が、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和の最大値の９５％以上となるような傾きで、保持具９に保持されている。これにより、発光バー２を効率的に洗浄できる。

【0055】

保持具９は、発光バー２の延在方向の両側の端部で複数の発光バー２を保持する。これにより、発光バー２の洗浄時に、両側の端部を除き、異物が保持具９と発光バー２の間の隙間に入り込んで留まることがない。

【0056】

洗浄装置１００は、複数の発光バー２の表面から除去された異物を複数の発光バー２に再度付着しないよう取り除く異物排除機構を備える。これにより、発光バー２の洗浄時に、一度取り除いた異物が発光バー２に再度付着する頻度を抑制でき、より効率的に発光バー２を洗浄できる。

【0057】

異物排除機構は、複数の発光バー２の表面から除去された異物を、気流発生部２０の発生させる気流で複数の発光バー２から遠ざける機構である。これにより、異物排除機構を容易に実現できる。

【0058】

異物排除機構は、複数の発光バー２の表面からから除去された異物を吸気部１０で吸い込む機構である。これにより、異物排除機構を容易に実現できる。

【0059】

吸気部１０は、複数の発光バー２の、吹付けノズル８が粒子状のドライアイスを吹付ける側と逆側から吸気する。これにより、吹付けノズル８から粒子状のドライアイスを吹付けられたことにより発光バー２から吹飛ばされ、複数の発光バー２の隙間を通って吹付けノズル８と逆側に飛んできた異物は、吸気部１０に吸引される。

【0060】

＜Ａ－４．変形例＞
図８に、実施の形態１に係る洗浄装置１００の変形例の構成を示す断面図を示す。図８は、図６に対応する断面での断面図である。＜Ａ－１．構成＞では、保持具９は、発光バー２の２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２を保持するとした。保持具９は、図８に示すように、発光バー２を傾けずに、上方から１面のみが視認可能な状態で配置しても良い。この場合、隣り合う発光バー２の間隔の大きさＧ１は、製造工程で発生する異物サイズ以上、かつ、配置できる発光バー２が少なくなることによる生産性の低下が著しくない大きさであれば良い。一般的な半導体製造工程であればＧ１は数十μｍ以上であれば良い。また、一般的な半導体ウエハの厚さは数百μｍ以上であり、Ｇ１は１００μｍ程度以下であることが好ましい。例えば、保持具９は、Ｇ１が２０μｍ以上１５０μｍ以下、つまり複数の発光バー２を傾けずに隣り合う発光バー２の間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置で、複数の発光バー２を保持する。発光バー２の傾きと、Ｇ１の大きさ以外については、洗浄装置１００の本変形例の構成は、＜Ａ－１．構成＞と同じである。

【0061】

洗浄装置１００の本変形例を用いた洗浄方法のフローチャートは、＜Ａ－２．動作＞と同様、図１４で与えられる。ステップＳ１１では、まず図８に示される配置で吹付けノズル８により粒子状のドライアイスを吹付けて発光面４を洗浄した後、保持具９をｘ軸またはｙ軸周りで１８０度回転して発光バー２の向きを反転し、その後、反射面６を洗浄する。その際、隣り合う発光バー２の間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空いていることで、発光面４や反射面６から取り除かれた異物が、隣り合う発光バー２の間に挟まって留まる頻度が抑制される。また、隣り合う発光バー２の間に間隔があいているため、吹付けノズル８が吹付ける粒子状のドライアイスのサイズをＧ１より小さくすることで、隣り合う発光バー２の間に粒子状のドライアイスが入り込み、隣り合う発光バー２の向かい合った面である、上面と下面も洗浄できる。

【0062】

本変形例において、保持具９は、複数の発光バー２を傾けずに隣り合う発光バー２の間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置で、複数の発光バー２を保持する。これにより、発光バー２の洗浄に適した洗浄装置１００および洗浄方法が提供される。また本洗浄方法により生産性を著しく低下させることもない。

【0063】

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ－１．構成＞
図９に実施の形態２に係る洗浄装置１０１の構成を示す斜視図を示す。図１０に、洗浄装置１０１の、図９のＩＶ－ＩＶ線を通りｙｚ平面と平行な面での断面図を示す。図１１に、洗浄装置１０１の、図９のＶ－Ｖ線を通りｘｚ平面と平行な面での断面図を示す。

【0064】

図９から図１１に示されるように、洗浄装置１０１は、保持具９と、吹付けノズル８と、吹付けノズル１１と、気流発生部２０と、を備える。吹付けノズル８と吹付けノズル１１は同じ吹付けノズルである。図９から図１１に示されている発光バー２は洗浄装置１０１が洗浄する対象であり、発光バー２は洗浄装置１０１に含まれない。また、図９において、気流発生部２０は、見やすさのために省略されている。

【0065】

本実施の形態における保持具９による発光バー２の保持方法や保持具９に保持される発光バー２の整列の仕方は、実施の形態１の＜Ａ－１．構成＞で説明したものと同様である。保持具９に固定された複数の発光バー２は、発光面４と下面電極５がｚ方向を向くように傾いている。ｚ方向からは下面電極５と発光面４が視認可能で、上面電極３と反射面６が視認できない状態とであり、かつ、-ｚ方向からは、上面電極３と反射面６が視認可能で、下面電極５と発光面４が視認できない状態となっている。本実施の形態では、保持具９は、実施の形態１の場合と異なり、ｘ軸またはｙ軸周りの回転をできなくてもよい。

【0066】

図９に示すように、洗浄装置１０１は、保持具９に保持された複数の発光バー２のｚ方向と-ｚ方向に、それぞれ、吹付けノズル８と、吹付けノズル１１が配置されている。これにより、下面と発光面４の２面と、上面と反射面６の２面と、の４面を、実施の形態１の場合のように保持具９を回転することなく洗浄できる。

【0067】

吹付けノズル８と吹付けノズル１１は、複数の発光バー２を中心に、それぞれ、ｚ方向、-ｚ方向に同一の距離で配置することが望ましい。これにより、吹付けノズル８と吹付けノズル１１から噴射されたドライアイスが発光バー２に当たるまでの時間が均一となり、発光バー２に当たる際のドライアイスのサイズも同じになるため、下面電極５と発光面４の２面と、上面電極３と反射面６の２面とを、より均一に洗浄できる。

【0068】

図１０に示すように、吹付けノズル８と吹付けノズル１１のｘｙ平面内方向での位置を合わせ、図１１のように吹付けノズル８と吹付けノズル１１を、粒子状のドライアイスがｘｙ平面内方向で見た場合に同じ方向に吹付けられるようにｚ軸から傾けることで、粒子状のドライアイスによって発光バー２の表面から除去された異物を、ｘｙ平面内方向で見て一定の方向に吹き飛ばすことができる。図１１では、吹付けノズル８と吹付けノズル１１は、異物が‐ｘ方向に飛ばされるように傾けられている。

【0069】

気流発生部２０は、吹付けノズル８および吹付けノズル１１を傾ける方向、すなわち図９、図１０、図１１における‐ｘ方向に、ドライアイスの吹付けに影響のない程度で気流を発生させる。これにより、複数の発光バー２の表面から除去された異物を複数の発光バー２に再度付着しないよう取り除く異物排除機構が実現される。

【0070】

＜Ｂ－２．動作＞
洗浄装置１０１を用いた洗浄方法のフローチャートは、＜Ａ－２．動作＞と同様、図１４で与えられる。ステップＳ１０では、＜Ｂ－１．構成＞で説明したように、保持具９で、複数の発光バー２それぞれの２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２をストライプ状に整列して保持する。望ましくは、複数の発光バー２を、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和が、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和の最大値の９５％以上となるような傾きで、保持具９で保持する。これにより、発光バー２を効率的に洗浄できる。

【0071】

ステップＳ１１では、図８に示される配置で、吹付けノズル８および吹付けノズル１１により複数の発光バー２の上方および下方から粒子状のドライアイスを吹付けて、下面と発光面４の２面と、上面と反射面６の２面と、の４面を洗浄する。発光バー２の表面から除去された異物は、気流発生部２０の発生させる気流により、複数の発光バー２に再度付着しないよう取り除かれる。

【0072】

保持具９が、発光バー２の２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２を保持しており、隣り合う発光バー２の面同士が向かい合っていない。そのため、図３や図４のように上面電極３と下面電極５を向かい合わせて発光バー２を並べた場合に起こる、異物が隣り合う発光バー２の向かい合った面間に形成される微小な隙間に入り込んで留まり、後工程の不具合に繋がるという問題が、本実施の形態の洗浄方法では起きない。

【0073】

保持具９は、発光バー２の延在方向の両側の端部で複数の発光バー２を保持するので、発光バー２の洗浄時に、両側の端部を除き、異物が保持具９と発光バー２の間の隙間に入り込んで留まるという問題が起きない。

【0074】

吹付けノズル８から吹付けられた粒子状のドライアイスにより発光バー２から除去された異物は、異物排除機構により発光バー２に再度付着しないよう取り除かれる。

【0075】

保持具９が発光バー２を傾けて保持しており、洗浄装置１０１は吹付けノズル８および吹付けノズル１１を備え、吹付けノズル８および吹付けノズル１１は、複数の発光バー２の上方および下方から粒子状のドライアイスを吹付ける。これにより、発光バー２の４面に対して粒子状のドライアイスを吹付けることができ、図３や図４の場合のような、発光面４と反射面６のみの１面ずつの洗浄と比較して、発光バー２を効率よく洗浄でき、生産性を向上できる。

【0076】

このように、本実施の形態により、発光バー２の洗浄に適した洗浄装置１０１および洗浄方法が提供される。

【0077】

＜Ｂ－３．効果＞
保持具９は、複数の発光バー２それぞれの２面が上方から見える傾けた配置で、複数の発光バー２を保持する。これにより、発光バー２の洗浄に適した洗浄装置１０１および洗浄方法が提供される。

【0078】

望ましくは、複数の発光バー２は、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和が、上方から見える２面それぞれの上方から見た面積の和の最大値の９５％以上となるような傾きで、保持具９に保持されている。これにより、発光バー２を効率的に洗浄できる。

【0079】

保持具９は、発光バー２の延在方向の両側の端部で複数の発光バー２を保持する。これにより、発光バー２の洗浄時に、両側の端部を除き、異物が保持具９と発光バー２の間の隙間に入り込んで留まることがない。

【0080】

洗浄装置１０１は、複数の発光バー２の表面から除去された異物を複数の発光バー２に再度付着しないよう取り除く異物排除機構を備える。これにより、発光バー２の洗浄時に、一度取り除いた異物が発光バー２に再度付着する頻度を抑制でき、より効率的に発光バー２を洗浄できる。

【0081】

洗浄装置１０１の異物排除機構は、複数の発光バー２の表面から除去された異物を、気流発生部２０の発生させる気流で複数の発光バー２から遠ざける機構である。これにより、異物排除機構を容易に実現できる。

【0082】

洗浄装置１０１は吹付けノズル８および吹付けノズル１１を備え、吹付けノズル８および吹付けノズル１１は、複数の発光バー２の上方および下方から粒子状のドライアイスを吹付ける。これにより、発光バー２の４面に対して粒子状のドライアイスを吹付けることができ、発光バー２を効率よく洗浄できる。

【0083】

＜Ｂ－４．変形例１＞
図１２に実施の形態２に係る洗浄装置１０１の変形例１の構成を示す断面図を示す。本変形例では、洗浄装置１０１は、＜Ｂ－１．構成＞で説明した構成に加え、吸気部１２と吸気部１３をさらに備える。

【0084】

複数の吸気部１２，１３は、複数の吹付けノズル８，１１が粒子状のドライアイスを吹付ける方向上それぞれから吸気するよう設けられている。すなわち、吸気部１３は吹付けノズル８からの粒子状のドライアイスの吹付け方向に配置されており、吸気部１２は吹付けノズル１１からの粒子状のドライアイスの吹付け方向に配置されている。

【0085】

吹付けノズル８や吹付けノズル１１から吹付けられた粒子状のドライアイスは、吹付け距離が長くなると広がるため、その広がり幅に合わせて、吸気部１２および吸気部１３の幅を設定する。複数の吸気部１２，１３が、複数の吹付けノズル８，１１が粒子状のドライアイスを吹付ける方向上それぞれから吸気するよう設けられていることで、複数の発光バー２の隙間をとおってきた異物を効果的に吸引でき、発光バー２への再付着を抑制できる。

【0086】

本変形例の洗浄装置１０１を用いた洗浄方法は、＜Ｂ－２．動作＞と比べ、異物排除機構に吸気部１２と吸気部１３によって異物を吸い込む機構が加わる他は、＜Ｂ－２．動作＞と同様である。

【0087】

本変形例の洗浄装置１０１は、-ｘ方向の前記気流を発生させる必要はなく、洗浄装置１０１は気流発生部２０を備えていなくてもよい。

【0088】

＜Ｂ－５．変形例２＞
図１３に、実施の形態２に係る洗浄装置１０１の変形例２の構成を示す断面図を示す。図１３は、図１０に対応する断面での断面図である。

【0089】

実施の形態２に係る洗浄装置１０１においても、複数の発光バー２を傾けた図１０のような配置の代わりに、図１３に示すように、発光バー２を、傾けずに上方から１面のみが視認可能な状態で配置しても良い。本変形例において、複数の発光バー２の配置は、＜Ａ－４．変形例＞同様である。図１３において、複数の発光バー２の間隔の大きさＧ１は、製造工程で発生する異物サイズ以上、かつ、配置できる発光バー２が少なくなることによる生産性の低下が著しくない大きさであれば良い。例えば、保持具９は、複数の発光バー２を傾けずに隣り合う発光バー２の間隔Ｇ１が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置で、複数の発光バー２を保持する。

【0090】

本変形例の洗浄装置１０１の構成は、保持具９に保持される複数の発光バー２の配置の他は、＜Ｂ－１．構成＞または＜Ｂ－４．変形例１＞で説明した構成と同じである。

【0091】

洗浄装置１０１の本変形例を用いた洗浄方法のフローチャートは、図１４で与えられる。ステップＳ１１では、図１３に示される配置で吹付けノズル８と吹付けノズル１１により粒子状のドライアイスを吹付けて発光面４と反射面６を洗浄する。その際、隣り合う発光バー２の間隔Ｇ１が２０μｍ以上１５０μｍ以下空いていることで、発光面４と反射面６から取り除かれた異物が、隣り合う発光バー２の間に挟まって留まる頻度が抑制される。また、隣り合う発光バー２の間に間隔があいているため、吹付けノズル８と吹付けノズル１１が吹付ける粒子状のドライアイスのサイズをＧ１より小さくすることで、隣り合う発光バー２の間に粒子状のドライアイスが入り込み、隣り合う発光バー２の向かい合った面である、上面と下面も洗浄できる。

【0092】

本変形例において、保持具９は、複数の発光バー２を傾けずに隣り合う発光バー２の間隔が２０μｍ以上１５０μｍ以下空くような配置で、複数の発光バー２を保持する。これにより、発光バー２の洗浄に適した洗浄装置１０１および洗浄方法が提供される。また本洗浄方法により生産性を著しく低下させることもない。

【0093】

＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ－１．構成＞
本実施の形態では、発光バーの洗浄に適した洗浄装置および洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法について説明する。具体的には、実施の形態１または実施の形態２に係る洗浄方法を用いた、半導体装置の製造方法について説明する。洗浄方法は、実施の形態１または実施の形態２の変形例で説明されたものでもよい。

【0094】

＜Ｃ－２．動作＞
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法のフローチャートは図１５に示されている。

【0095】

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、まず半導体ウエハを半導体製造工程で加工し、半導体ウエハに発光バー２を複数形成する（ステップＳ２０）。半導体製造工程では例えば不純物イオン注入や不純物活性化などを行う。また、ステップＳ２０で、上面電極３と下面電極５もウエハの上面および下面にそれぞれ形成する。ステップＳ２０により、図２に示されるように、面内方向に発光バー２が並んで形成された半導体ウエハ１が得られる。

【0096】

次に、劈開により、半導体ウエハ１から複数の発光バー２を分割する（ステップＳ２１）。

【0097】

次に、ステップＳ２１で得られた発光バー２を、実施の形態１または実施の形態２に係る洗浄方法により洗浄する（ステップＳ２２）。

【0098】

ステップＳ２２での実施の形態１または実施の形態２に係る洗浄方法により、発光面４と反射面６だけでなく、上面と下面も洗浄された発光バー２が得られる。

【0099】

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法で製造する対象である半導体装置（以下、半導体装置Ｔｒとする）は、発光バー２であってもよいし、発光素子７であってもよいし、発光バー２や発光素子７を組み込んだモジュールや装置であってもよい。半導体装置Ｔｒが発光バーである場合には、ステップＳ２２の後、必要に応じて、発光面４と反射面６に反射膜をコーティングするなどの処理をすることで、半導体装置Ｔｒとしての発光バー７が得られる。半導体装置Ｔｒが発光素子である場合には、発光バー２を図２の点線に沿った場所で分割することで、半導体装置Ｔｒとしての発光素子７が得られる。半導体装置Ｔｒが発光バー２や発光素子７を組み込んだモジュールや装置である場合には、ステップＳ２２の後、発光バー２または発光バー２を分割して得られる発光素子７をモジュールや装置に組み込むことにより、半導体装置Ｔｒが得られる。

【0100】

＜Ｃ－３．効果＞
実施の形態１または実施の形態２に係る洗浄方法を用いることにより、発光バーの洗浄に適した洗浄装置および洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法が提供される。

【0101】

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0102】

１ 半導体ウエハ、２ 発光バー、３ 上面電極、４ 発光面、５ 下面電極、６ 反射面、７ 発光素子、８，１１ 吹付けノズル、９ 保持具、１０，１２，１３ 吸気部、２０ 気流発生部、１００，１０１ 洗浄装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】