JP2007073670A - 水溶性樹脂被覆方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダイシングテープを介して環状のフレームとウェーハに水溶性樹脂を被覆する場合において、フレームに水溶性樹脂を付着させないことにより、その後の搬送を円滑に行うようにする。
【解決手段】スピンナーテーブル８０に保持されたウェーハＷに水溶性樹脂を滴下して水溶性樹脂を被覆した後に、フレームＦの上面に対して洗浄水ノズル８５から洗浄水を噴出すると共に、スピンナーテーブル８０を回転させてフレームＦの上面に付着した水溶性樹脂を洗浄除去する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ウェーハの表面に水溶性樹脂を被覆する方法に関するものである。
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスがストリートによって区画されて複数形成されたウェーハは、ストリートが縦横に分離されて個々のデバイスに分割される。ストリートの分離は、レーザ光の照射によって行われることがある。
ところが、レーザ光をウェーハの表面に照射すると、溶融により生じたデブリと呼ばれる飛沫が飛散し、デバイスの表面に付着して品質を低下させるという問題がある。
そこで、本出願人は、ウェーハの表面に水溶性の樹脂を被覆し、水溶性樹脂が被覆された状態の当該表面にレーザ光を照射して加工すれば、デブリが飛散してもデバイスに付着することはないことを見出し、特許出願した（特許文献１参照）。かかる出願においては、実施例として、ダイシングテープを介してウェーハを環状のフレームと一体とし、その状態でウェーハの表面に水溶性樹脂を滴下し、ウェーハを回転させて水溶性樹脂を表面に均一に被覆する技術が開示されている。
特開２００４−３２２１６８号公報
しかし、水溶性樹脂を被覆する段階でウェーハがダイシングテープを介してフレームと一体となっていると、フレームがウェーハの外周側にあるため、ウェーハに水溶性樹脂を滴下した後にウェーハを回転させることにより、水溶性樹脂が飛散してフレームの上面にも付着し、当該上面に水溶性樹脂が付着した状態で以降の工程に進むことになる。そして、ウェーハの搬送時にはフレームが吸着パッドにより吸着された状態で搬送されるため、吸着を解除して一定の場所に載置しようとすると、水溶性樹脂の粘着性により、フレームが吸着パッドから離脱しないことがあるという問題がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ダイシングテープを介して環状のフレームと一体になったウェーハに水溶性樹脂を被覆する場合において、フレームに水溶性樹脂を付着させないようにしてその後のウェーハの搬送を円滑に行うようにすることである。
本発明は、ダイシングテープを介して環状のフレームと一体になったウェーハを保持して回転するスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルに保持されたウェーハに水溶性樹脂を滴下する水溶性樹脂ノズルと、洗浄水を噴出する洗浄水ノズルとを備えた樹脂被覆装置を用い、ウェーハの表面に水溶性樹脂を被覆する水溶性樹脂被覆方法に関するもので、スピンナーテーブルに保持されたウェーハの上方に水溶性樹脂ノズルを位置付けてウェーハの表面に水溶性樹脂を滴下し、スピンナーテーブルを回転させてウェーハの表面に水溶性樹脂を被覆する水溶性樹脂被覆工程と、フレームの上方に洗浄水ノズルを位置付けてフレームの上面に洗浄水を噴出すると共に、スピンナーテーブルを回転させてフレームの上面に付着した水溶性樹脂を洗浄除去するフレーム洗浄工程とから構成されることを特徴とする。
水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド等の水溶性ポリマーが用いられる。
水溶性樹脂被覆工程におけるスピンナーテーブルの回転速度は５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍであり、フレーム洗浄工程におけるスピンナーテーブルの回転速度は１ｒｐｍ〜１００ｒｐｍであることが好ましい。
本発明では、ウェーハの表面に水溶性樹脂を被覆した後に、フレームの上面に洗浄水を噴出して付着した水溶性樹脂の洗浄を行うようにしたため、その後のウェーハの搬送時に吸着パッドによりフレームを吸着しても、フレームを吸着パッドから円滑に離脱させることができる。
図１に示す樹脂被覆装置としての機能も有するレーザ加工装置１は、チャックテーブル２に保持されたウェーハに対して水溶性樹脂を被覆し、レーザ加工手段３によってウェーハに対して加工を施す装置である。
加工対象のウェーハＷは、ダイシングテープＴに貼着される。ダイシングテープＴの外周縁部には環状のフレームＦが貼着され、ウェーハＷがダイシングテープＴを介してフレームＦと一体になって支持された状態となる。
こうしてダイシングテープＴを介してフレームＦと一体になったウェーハＷは、ウェーハカセット４０に複数収容され、ウェーハカセット４０は、カセット載置テーブル４の上に載置される。カセット載置テーブル４は昇降可能となっており、ウェーハカセット４０を適宜の高さに位置付けることができる。
カセット載置テーブル４の−Ｙ方向側には、ウェーハカセット４０から加工前のウェーハＷを搬出するとともに、加工後のウェーハをウェーハカセット４０に搬入する搬出入手段５が配設されている。カセット載置テーブル４と搬出入手段５との間には、搬出入対象のウェーハが一時的に載置される領域である仮置き領域６が設けられており、仮置き領域６には、ウェーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段６０が配設されている。
仮置き領域６の近傍には、ウェーハＷと一体になったフレームＦを吸着して搬送する第一の搬送手段７が配設されている。第一の搬送手段７は、旋回及び昇降可能なアーム部７０と、フレームＦを吸着する複数の吸着パッド７１とを備えている。
第一の搬送手段７の可動域には樹脂被覆兼洗浄手段８及びチャックテーブル２が配設されている。樹脂被覆兼洗浄手段８は、図２に示すように、ダイシングテープＴを介してフレームＦと一体になったウェーハＷを保持するスピンナーテーブル８０を備えている。スピンナーテーブル８０は、回転軸８１を介してモータ８２に連結されており、モータ８２によって駆動されて回転可能となっている。モータ８２は、昇降手段８３によって昇降自在に支持されている。昇降手段８３は、モータ８２の側面側に固定された複数のエアシリンダ８３０とロッド８３１とから構成され、エアシリンダ８３０の昇降によってモータ８２及びスピンナーテーブル８０が昇降する構成となっている。
スピンナーテーブル８０の外周側には、スピンナーテーブル８０に保持されたウェーハＷに向けて水溶性樹脂を滴下する水溶性樹脂ノズル８４と、洗浄水を噴出する洗浄水ノズル８５と、高圧エアーを噴出するエアーノズル８６とが配設されている。図３に示すように、各ノズルの下端はモータ８７に連結されており、それぞれのモータに駆動されて旋回可能となっている。なお、図３においては水溶性樹脂ノズル８４及び洗浄水ノズル８５に連結されたモータのみ図示するが、エアーノズル８６も同様にモータに連結されて旋回可能となっている。
スピンナーテーブル８０の下方においては、回転軸８１を包囲するようにして受け部８８が配設されており、受け部８８においては、余分な洗浄水や水溶性樹脂を受け止め、ドレーン８８０を通じて装置外部に排出する。
図１に戻って説明を続けると、チャックテーブル２は、Ｘ軸方向に移動可能であると共に回転可能となっている。チャックテーブル２は、ダイシングテープＴを介してウェーハＷを保持する吸引部２０と、フレームＦを固定するクランプ部２１とを備えている。
チャックテーブル２０のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウェーハＷの加工すべき位置を検出するアライメント手段９が配設されている。アライメント手段９には、ウェーハＷの表面を撮像する撮像手段９０を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって加工すべきストリートを検出することができる。
アライメント手段９の＋Ｘ方向側には、チャックテーブル２に保持されたウェーハＷに対してレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工手段３が配設されている。加工手段３は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な加工ヘッド３０を備えている。加工ヘッド３０は、ハウジング３１によって支持されており、下方に向けてレーザ光を照射する機能を有する。
加工ヘッド３０から出力されるレーザ光の出力は、出力調整手段３２よって調整される。出力されるレーザ光は、発振手段３３によって発振してパルスレーザ光となる。発振手段３３は、周波数設定手段３４によって設定された周波数にしたがってパルスレーザ光を発振させる。
樹脂被覆兼洗浄手段８の上方には、第二の搬送手段１０が配設されている。第二の搬送手段１０には、Ｙ軸方向に移動可能なアーム部１００と、アーム部１００に対して昇降する昇降部１０１と、昇降部１０１の下端に設けられた吸着パッド１０２とを備え、吸着パッド１０２がフレームＦを吸着してアーム部１００がＹ軸方向に移動すると共に昇降部１０１が昇降することにより、フレームに支持されたウェーハＷをチャックテーブル２と樹脂被覆洗浄手段８との間で搬送することができる。
以下では、レーザ加工装置１による加工例として、ウェーハＷの表面のストリートにレーザ光を照射して溝を形成する場合に挙げて説明する。
ウェーハカセット４０に収容されたウェーハＷは、カセット載置テーブル４が昇降して搬出できる高さになった状態で、搬出入手段５によってフレームＦが挟持され、搬出入手段５が−Ｙ方向に移動し、仮置き領域６においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域６に載置される。そして、位置合わせ手段６０が互いに接近する方向に移動することにより、ウェーハＷが一定の位置に位置付けられる。
次に、第一の搬送手段７を構成するアーム部７０が下降して複数の吸着パッド７１がフレームＦを吸着し、アーム部７０が上昇してから旋回して樹脂被覆兼洗浄手段８の直上にウェーハＷを位置付ける。そして、図２及び図３に示すように、スピンナーテーブル８０が上昇してウェーハの搬入及び搬出が行われる位置に位置付け、アーム部７０を下降させてフレームＦと一体になったウェーハＷをスピンナーテーブル８０に載置し、吸着パッド７１によるフレームＦの吸着を解除し、フレームＦと一体となったウェーハＷがスピンナーテーブル８０によって保持される。このとき、水溶性樹脂ノズル８４、洗浄水ノズル８５、エアーノズル８６は、いずれもスピンナーテーブル８０の上方から退避し、フレームＦと一体になったウェーハＷの下降を邪魔しない位置に位置付けられる。
こうしてウェーハＷがスピンナーテーブル８０に保持された状態で、ウェーハＷの表面に水溶性樹脂を被覆する水溶性樹脂被覆工程が遂行される。水溶性樹脂被覆工程では、まず、図４及び図５に示すように、スピンナーテーブル８０を下降させ、図３に示したモータ８７によって駆動されて水溶性樹脂ノズル８４がウェーハＷの上方に位置付けられ、その先端部がウェーハＷの中心部に位置するようにする。そして、スピンナーテーブル８０が静止した状態で、水溶性樹脂ノズル８４から水溶性樹脂８４ａを滴下する。水溶性樹脂８４ａとしては水溶性ポリマーを使用する。具体的には、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド等が挙げられる。
次に、スピンナーテーブル８０を、例えば５００〜３０００ｒｐｍの回転速度で３０〜１２０秒回転させることにより、滴下された水溶性樹脂８４ａをウェーハＷの表面一面に
行き渡らせて塗布する。ここで、水溶性樹脂８４ａの膜厚は、例えば０．１〜１０μｍ程度とする。
上記のようにして水溶性樹脂被覆工程が遂行されると、スピンナーテーブル８０の回転により水溶性樹脂８４ａがウェーハＷよりも更に外周側に飛散し、ダイシングテープＴやフレームＦの上面に付着することがある。水溶性樹脂８４ａが被覆されたウェーハＷは、その後、フレームＦが吸着された状態で搬送されるため、フレームＦに水溶性樹脂が付着したままの状態にしておくと、搬送時にフレームＦが離脱できないという弊害が生じる。そこで、少なくともフレームＦに付着した水溶性樹脂を洗浄除去するフレーム洗浄工程を遂行する。
フレーム洗浄工程においては、図６に示すように、水溶性樹脂ノズル８４を退避位置に退避させると共に、洗浄水ノズル８５をフレームＦの上方に移動させる。そして、スピンナーテーブル８０を、例えば１〜１００ｒｐｍの回転速度で回転させると共に、洗浄水ノズル８５から例えば水圧０．２ＭＰａの洗浄水８５ａを５〜３０秒程、１０ｍｌ／分〜１００ｍｌ／分程度の割合でフレームＦに向けて噴出する。そうすると、フレームＦに付着した水溶性樹脂８４ａが溶融すると共に、その溶融した水溶性樹脂８４ａが洗浄水によって飛ばされ、フレームＦに付着した水溶性樹脂８４ａが除去される。
その後、洗浄水ノズル８５をフレームＦの上方から退避させると共にエアーノズル８６をフレームＦの上方に位置付け、スピンナーテーブル８０を、例えば５００〜３０００ｒｐｍの回転速度で３０〜１２０秒程回転させると共にエアーノズル８６から例えばエアー圧０．４ＭＰａのエアー８６ａを噴出して洗浄水を除去して乾燥させる。こうしてフレーム洗浄工程が遂行された後は、スピンナーテーブル８０が、ウェーハを搬入及び搬出可能な位置に上昇する。なお、フレーム洗浄工程においては、洗浄水及びエアーの両方を噴出することができる２流体ノズルを用いることができる。例えば水圧０．２ＭＰａの洗浄水とエアー圧０．４ＭＰａのエアーとを混合し、フレームＦに対して２流体ノズルから噴出して水溶性樹脂を洗浄除去することができる。
図１に戻って説明すると、ウェーハＷは、第一の搬送手段７の吸着パッド７０にフレームＦが吸着された後、アーム部７０が旋回することによりチャックテーブル２の直上に位置付けられ、アーム部７０が下降してウェーハＷをチャックテーブル２に載置すると共に吸着パッド７１による吸着を解除して、チャックテーブル２に保持される。このとき、フレームＦには水溶性樹脂が付着していないため、フレームＦから吸着パッド７１が円滑に離脱する。
次に、チャックテーブル２が＋Ｘ方向に移動してアライメント手段９の直上に位置付けられ、撮像部９０によってウェーハＷの表面が撮像され、その画像に基づいてアライメント手段９によって下降すべきストリートが検出される。
その後は、更にチャックテーブル２が＋Ｘ方向に移動し、検出されたストリートに対してレーザ加工手段３の加工ヘッド３０からレーザ光が照射される。ここで照射するレーザ光としては、ＹＶＯ４レーザまたはＹＡＧレーザを用いることができる。例えば波長を３５５ｎｍ、平均出力を４．０Ｗ、繰り返し周波数を５０ｋＨｚとする。
上記条件におけるレーザ光の照射は、チャックテーブル２をＸ軸方向に往復移動させると共にレーザ加工手段３をＹ軸方向にインデックス送りすることにより同方向のすべてのストリートに対して行い、更にチャックテーブル２を９０度回転させてから同様の照射を行う。例えば、チャックテーブル２のＸ軸方向への送り速度は２００ｍｍ／秒とし、レーザ光がウェーハＷの裏面に貫通しないようにして、表面に溝を形成する。加工の内容としては、ウェーハＷが極めて薄く形成される場合は、裏面まで貫通させてストリートを分離させることも可能である。
すべてのストリートに溝が形成された後は、チャックテーブル２が元の位置に戻る。そして、第二の搬送手段１０を構成するアーム部１００が＋Ｙ方向に移動し、昇降部１０１が下降すると共に、吸着パッド１０２がフレームＦを吸着する。そして、昇降部１０１が上昇してからアーム部１００が−Ｙ方向に移動してウェーハＷを樹脂被覆兼洗浄手段８の直上に位置付けた後、昇降部１０１を下降させてスピンナーテーブル８０に載置し、吸着パッド１０２によるフレームＦの吸着を解除し、昇降部１０１を上昇させ、フレームＦと一体になったウェーハＷをスピンナーテーブル８０に保持させる。このとき、フレームＦには水溶性樹脂が付着していないため、フレームＦが吸着パッド１０２から容易に離脱し、ウェーハＷをスピンナーテーブル８０に保持させる動作が円滑に行われる。なお、このときのスピンナーテーブル８０の位置は、図３に示した上昇した位置である。
次に、スピンナーテーブル８０を下降させると共に、洗浄水ノズル８５をウェーハＷの中心部の直上に位置付け、スピンナーテーブル８０を例えば８００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、洗浄水ノズル８５から例えば水圧０．２ＭＰａの洗浄水を噴出させる。このとき、図３に示したモータ８７による駆動により洗浄水ノズル８５を揺動させ、洗浄水がウェーハの全面に噴出されるようにする。そうすると、ウェーハＷの表面に被覆されていた水溶性樹脂が溶融し、回転により外周側に飛散する。更に、洗浄水ノズル８５をウェーハＷの上方から退避させた後に、エアーノズル８６をウェーハＷの上方に位置付け、スピンナーテーブル８０を、例えば５００〜３０００ｒｐｍの回転速度で３０〜１２０秒程回転させると共にエアーノズル８６を揺動させながら、例えばエアー圧０．４ＭＰａのエアー８６ａを噴出して洗浄水を除去して乾燥させる。そうすると、溶融した水溶性樹脂が完全に除去され、ウェーハＷの表面が露出する。なお、ウェーハの洗浄において、前記した２流体ノズルを用いることもできる。
こうして水溶性樹脂が除去された後は、スピンナーテーブル８０が上昇すると共に、第一の搬送手段７を構成する吸着パッド７１がフレームＦを吸着し、アーム部７０が上昇すると共に旋回して仮置き領域の直上にウェーハＷを位置付けた後に、アーム部７０を下降させ、吸着部７１による吸着を解除させ、アーム部７０を上昇させて、フレームＦと一体になったウェーハＷを仮置き領域６に載置する。フレームＦに水溶性樹脂が付着していないため、ウェーハＷの載置は円滑に行われる。
仮置き領域６に載置されたウェーハＷは、ウェーハカセット４０がカセット載置テーブル４の昇降によって適宜の高さに位置付けられた後に、搬出入手段５によってウェーハカセット４０の空きスロットに搬入される。
レーザ加工装置の一例を示す斜視図である。 樹脂被覆兼洗浄手段の一例を示す斜視図である。 樹脂被覆兼洗浄手段の一例を略示的に示す断面図である。 水溶性樹脂被覆工程を示す斜視図である。 水溶性樹脂被覆工程を示す略示的に示す断面図である。 フレーム洗浄工程を略示的に示す断面図である。
符号の説明
１：レーザ加工装置（樹脂被覆装置）
２：チャックテーブル
２０：吸引部 ２１：クランプ部
３：レーザ加工手段
３０：加工ヘッド ３１：ハウジング ３２：出力調整手段 ３３：発振手段
３４：周波数設定手段
４：カセット載置テーブル
４０：ウェーハカセット
５：搬出入手段
６：仮置き領域
６０：位置合わせ手段
７：第一の搬送手段
７０：アーム部 ７１：吸着パッド
８：樹脂被覆兼洗浄手段
８０：スピンナーテーブル ８１：回転軸 ８２：モータ
８３：昇降手段
８３０：エアシリンダ ８３１：ロッド
８４：水溶性樹脂ノズル
８５：洗浄水ノズル
８５ａ：洗浄水
８６：エアーノズル
８６ａ：エアー
８７：モータ
８８：受け部
８８０：受け部
９：アライメント手段
９０：撮像部
１０：第二の搬送手段
１００：アーム部 １０１：昇降部 １０２：吸着パッド
Ｗ：ウェーハ Ｔ：ダイシングテープ Ｆ：フレーム

Claims (3)

  1. ダイシングテープを介して環状のフレームと一体になったウェーハを保持して回転する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ェーハに水溶性樹脂を滴下する水溶性樹脂ノズルと、洗浄水を噴出する洗浄水ノズルとを備えた樹脂被覆装置を用い、該ウェーハの表面に水溶性樹脂を被覆する水溶性樹脂被覆方法であって、
    該スピンナーテーブルに保持されたウェーハの上方に該水溶性樹脂ノズルを位置付けて該ウェーハの表面に水溶性樹脂を滴下し、該スピンナーテーブルを回転させて該ウェーハの表面に該水溶性樹脂を被覆する水溶性樹脂被覆工程と、
    該フレームの上方に洗浄水ノズルを位置付けて該フレームの上面に洗浄水を噴出すると共に、該スピンナーテーブルを回転させて該フレームの上面に付着した水溶性樹脂を洗浄除去するフレーム洗浄工程と
    から構成される水溶性樹脂被覆方法。
  2. 前記水溶性樹脂は、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシドを含む水溶性ポリマーである請求項１に記載の水溶性樹脂被覆方法。
  3. 前記水溶性樹脂被覆工程におけるスピンナーテーブルの回転速度は５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍであり、
    前記フレーム洗浄工程におけるスピンナーテーブルの回転速度は１ｒｐｍ〜１００ｒｐｍである請求項１または２に記載の水溶性樹脂被覆方法。
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