JP2010022990A

JP2010022990A - 保護膜形成装置およびレーザー加工機

Info

Publication number: JP2010022990A
Application number: JP2008190446A
Authority: JP
Inventors: Tatsugo Oba; 龍吾大庭; Yoji Morikazu; 洋司森數; Takehiko Higaki; 岳彦檜垣; Nobuyasu Kitahara; 信康北原; Kentaro Odanaka; 健太郎小田中
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】被加工物の保護膜を被覆すべき領域に確実に保護膜を被覆することができる保護膜形成装置を提供する。
【解決手段】被加工物の加工面における所定の被覆領域に液状樹脂を被覆する保護膜形成装置であって、被加工物保持手段と、被加工物保持手段に保持された被加工物に液状樹脂を微細粒子として噴射する噴射手段と、噴射手段と被加工物保持手段を相対的に移動せしめる加工送り手段と、加工送り手段によって相対移動する噴射手段と被加工物保持手段との相対位置関係を検出する加工送り位置検出手段と、加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する制御手段とを具備し、制御手段は被加工物の加工面における被覆領域が設定された座標マップを格納するメモリを具備し、メモリに格納された座標マップに設定された被覆領域と該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて噴射手段を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物の加工面に保護膜を被覆する保護膜形成装置および保護膜形成装置を装備したレーザー加工機に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスがストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、このストリートに沿って切断することによって個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板等の表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層され光デバイスが形成された光デバイスウエーハは、ストリートに沿って個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

このような半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハ等の被加工物に形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３０５４２０号公報

レーザー加工は切削加工に比して加工速度を速くすることができるとともに、サファイヤのように硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。しかしながら、ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射すると、照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという新たな問題が生じる。

上記デブリによる問題を解消するために、ウエーハの加工面にポリビニルアルコール（PVA）等の保護膜を被覆し、保護膜を通してウエーハにレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工機が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００７−２０１１７８号公報

上記特許文献２に開示された保護膜の被覆方法は、スピンナーテーブルに保持された被加工物の中心部にポリビニルアルコール（PVA）等の液状樹脂を供給し、スピンナーテーブルを回転することにより遠心力によって液状樹脂を被加工物の外周に向けて移動させ、被加工物の表面に保護被を形成する所謂スピンコート法である。

而して、デバイスが形成されたウエーハにはデバイスに電極が形成されていたり段差があるため、ウエーハの表面に均一の厚さの保護膜を形成することができない。また、保護膜はレーザー光線の妨げとなることから、レーザー加工すべき領域を除いて保護膜を形成することが望ましいが、上記スピンコート法においてはレーザー加工すべき領域を除いた領域に選択的に保護膜を形成することができない。また、スピンコート法においては供給した液状樹脂の９０％以上が飛散して廃棄されるので不経済であるという問題もある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物の保護膜を被覆すべき領域に確実に保護膜を被覆することができる保護膜形成装置およびレーザー加工機を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物の加工面における所定の被覆領域に液状樹脂を被覆する保護膜形成装置であって、
被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に液状樹脂を微細粒子として噴射する噴射手段と、該噴射手段と該被加工物保持手段を相対的に移動せしめる加工送り手段と、該加工送り手段によって相対移動する該噴射手段と該被加工物保持手段との相対位置関係を検出する加工送り位置検出手段と、該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、被加工物の加工面における被覆領域が設定された座標マップを格納するメモリを具備し、該メモリに格納された該座標マップに設定された被覆領域と該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する、
ことを特徴とする保護膜形成装置が提供される。

上記噴射手段は、液状樹脂を電歪素子の振動によって微細粒子を生成し該微細粒子を多数の噴射孔から噴射する複数の噴射ノズルを備え、該複数の噴射ノズルが上記加工送り手段による移動方向と直交する方向に直線状に配設されている。
また、被加工物は表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハであり、上記所定の被覆領域はデバイス領域であって、該デバイス領域の設計値が上記メモリに格納される。

また、本発明によれば、被加工物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被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、レーザー加工を施す加工前の被加工物の加工面における所定の被覆領域に液状樹脂を被覆する保護膜形成装置と、を具備するレーザー加工機において、
該保護膜形成装置は、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に液状樹脂を微細粒子として噴射する噴射手段と、該噴射手段と該被加工物保持手段を相対的に移動せしめる加工送り手段と、該加工送り手段によって相対移動する該噴射手段と該被加工物保持手段との相対移動位置を検出する加工送り位置検出手段と、該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、被加工物の加工面における被覆領域が設定された座標マップを格納するメモリを具備し、該メモリに格納された該座標マップに設定された被覆領域と該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工機が提供される。

本発明による保護膜形成装置は、制御手段が被加工物の加工面における被覆領域が設定された座標マップを格納するメモリを具備し、該メモリに格納された座標マップに設定された被覆領域に液状樹脂を噴射するように噴射手段を制御するので、液状樹脂の使用量を必要最小限にすることができるとともに、被加工物の加工面に段差があっても所望の厚みの保護膜を形成することができる。

以下、本発明に従って構成された保護膜形成装置およびレーザー加工機の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成された保護膜形成装置を装備したレーザー加工機の斜視図が示されている。
図１に示すレーザー加工機は、略直方体状の機体ハウジング２を具備している。この機体ハウジング２内には、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル３が加工送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に装着された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の表面である載置面上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル３の吸着チャック支持台３１には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。

図示の実施形態におけるレーザー加工機は、上記チャックテーブル３の吸着チャック３２上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４を備えている。レーザー光線照射手段４は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４１を含んでいる。ケーシング４１内には図示しないＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング４１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器４２が装着されている。

図示の実施形態におけるレーザー加工機は、上記チャックテーブル３の吸着チャック３２上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記レーザー光線照射手段４の集光器４２から照射されるレーザー光線によって加工すべき領域を検出する撮像手段５を具備している。この撮像手段５は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しないコントローラに送る。また、図示の実施形態におけるレーザー加工機は、撮像手段５によって撮像された画像を表示する表示手段６を具備している。

図示の実施形態におけるレーザー加工機は、被加工物である半導体ウエーハ１０を収容するカセットが載置されるカセット載置部１３ａを備えている。カセット載置部１３ａには図示しない昇降手段によって上下に移動可能にカセットテーブル１３１が配設されており、このカセットテーブル１３１上にカセット１３が載置される。半導体ウエーハ１０は、環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着されており、保護テープ１２を介して環状のフレーム１１に支持された状態で上記カセット１３に収容される。

図示の実施形態におけるレーザー加工機は、上記カセット１３に収納された加工前の半導体ウエーハ１０を搬出するとともに加工後の半導体ウエーハ１０をカセット１３に搬入する被加工物搬出搬入手段１４と、該被加工物搬出搬入手段１４によって搬出された加工前の半導体ウエーハ１０を仮置きする仮置きテーブル１５と、仮置きテーブル１５に搬出された加工前の半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３に搬送する第１の搬送経路に配設され加工前の半導体ウエーハ１０の加工面に保護膜を被覆するための本発明による保護膜形成装置７と、チャックテーブル３に保持された加工後の半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１５に搬送する第２の搬送経路に配設され加工後の半導体ウエーハ１０の加工面に被覆されている保護膜を洗浄除去する洗浄手段８を具備している。また、図示のレーザー加工機は、仮置きテーブル１５に搬出された加工前の半導体ウエーハ１０を保護膜形成装置７に搬送するとともに洗浄手段８によって洗浄された加工後の半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１５に搬送する第１の搬送手段１６と、保護膜形成装置７によって保護膜が被覆された加工前の半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３に搬送するとともにチャックテーブル３に保持された加工後の半導体ウエーハ１０を洗浄手段８に搬送する第２の搬送手段１７を備えている。

次に、上記保護膜形成装置７について、図２および図３を参照して説明する。
図示の実施形態における保護膜形成装置７は、上方が開放した矩形状の装置ハウジング７１を具備している。装置ハウジング７１内には被加工物としての上記半導体ウエーハ１０を保持する被加工物保持手段７２が配設されている。被加工物保持手段７２は、図３に示すように被加工物保持テーブル７２１と、該被加工物保持テーブル７２１の両側に配設されたクランプ７２２と、被加工物保持テーブル７２１を上下方向に移動可能に支持するテーブル支持手段７２３とを具備している。被加工物保持テーブル７２１には上面に開口する複数の吸引孔７２１aが設けられており、この複数の吸引孔７２１aが図示しない吸引手段に連通されている。従って、被加工物保持テーブル７２１の上面に上記環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着されて半導体ウエーハ１０を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ１０は被加工物保持テーブル７２１上に吸引保持される。そして、環状のフレーム１１は、クランプ７２２によって被加工物保持テーブル７２１に固定される。上記テーブル支持手段７２３は、図示の実施形態においてはエアシリンダ機構からなり、そのピストンロッド７２３aが被加工物保持テーブル７２１の下面に連結されている。このテーブル支持手段７２３は、被加工物保持テーブル７２１を図３において実線で示す作業位置と、該作業位置より上方の図３において２点鎖線で示す被加工物搬入搬出位置に位置付けるようになっている。

図２および図３を参照して説明を続けると、図示の実施形態における保護膜形成装置７は、上記被加工物保持テーブル７２１に保持された被加工物に液状樹脂を微細粒子として噴射する噴射手段７３と、該噴射手段７３に液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段７４と、該噴射手段７３を図２において矢印Yで示す方向に移動せしめる加工送り手段７５を具備している。噴射手段７３は、液状樹脂供給手段７４によって供給された液状樹脂を所謂インクジェット素子等の電歪素子７３１aの振動によって微細粒子を生成し該微細粒子を多数の噴射孔から噴射する複数の噴射ノズル７３１を含んでいる。なお、噴射ノズル７３１の好適例としては、武蔵エンジニアリング株式会社から「インクジェット塗装装置 MIDシリーズ」として販売されている噴射手段や、株式会社日立産業システムから「日立産業用IJプリンタ PXRシリーズ」として販売されている噴射手段を挙げることができる。複数の噴射ノズル７３１は、ノズルホルダ７３２に配列され矢印Yと直交する矢印Xで示す方向に直線状に配設されている、ノズルホルダ７３２には、上記複数の噴射ノズル７３１と接続する樹脂供給口７３２aが設けられており、この樹脂供給口７３２aが上記液状樹脂供給手段７４に接続されている。なお、ノズルホルダ７３２は、上記装置ハウジング７１の側壁に矢印Yで示す方向に延在して設けられた案内溝７１１を挿通して配設される。上記液状樹脂供給手段７４は、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、ＰＥＧ（Poly Ethylene Glycol）、PEO(Poly Ethylene Oxide)等の水溶性の液状樹脂を、上記噴射手段７３の各噴射ノズル７３１に供給する。

上記加工送り手段７５は、上記ノズルホルダ７３２に連結された支持部材７５１と、装置ハウジング７１の側壁に配設され支持部材７５１を矢印Yで示す方向に移動可能に案内する案内レール７５２と、支持部材７５１を案内レール７５２に沿って移動せしめる移動手段７５３とからなっている。支持部材７５１は、L字状に形成され上端が上記ノズルホルダ７３２と転結する連結部７５１aと、該連結部７５１aの下端から水平に延びる支持部７５１bとからなっており、該支持部７５１bには上記案内レール７５２に摺動可能に嵌合する被案内溝７５１cが形成されている。従って、被案内溝７５１cを案内レール７５２に摺動可能に嵌合することにより、上記ノズルホルダ７３２に連結された支持部材７５１は案内レール７５２に沿って移動可能に支持される。

上記加工送り手段７５を構成する移動手段７５３は、装置ハウジング７１の前壁に配設されたパルスモータ７５３aと、該パルスモータ７５３aの駆動軸に装着された駆動ローラ７５３bと間隔を置いて装置ハウジング７１の側壁における後端部に配設された従動ローラ７５３cと、駆動ローラ７５３bと従動ローラ７５３cに巻回された無端ベルト７５３dとからなっており、無端ベルト７５３dが上記支持部材７４１の支持部７５１bに取付けられている。このように構成された移動手段７５３は、パルスモータ７５３aを一方向に回転すると無端ベルト７５３dに取付けられた支持部材７５１が矢印Y1で示す方向に移動し、パルスモータ７５３aを他方向に回転すると支持部材７５１が矢印Y2で示す方向に移動せしめられる。

図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態における保護膜形成装置７は、上記噴射手段７３の複数の噴射ノズル７３１と被加工物保持テーブル７２の相対位置関係を検出する加工送り位置検出手段７６を具備している。加工送り位置検出手段７６は、上記案内レール７５２に沿って配設されたリニアスケール７６１と、上記支持部材７５１の支持部７５１bに配設されリニアスケール７６１に沿って移動する読み取りヘッド７６２とからなっている。この加工送り位置検出手段７６の読み取りヘッド７６２は、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、噴射手段７３と被加工物保持テーブル７２の相対位置関係を検出する。なお、上記移動手段７５３の駆動源としてパルスモータ７５３aを用いた場合には、パルスモータ７５３aに駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、噴射手段７３と被加工物保持テーブル７２の相対位置関係を検出することもできる。

図示の実施形態における保護膜形成装置７は、図２に示す制御手段２０を具備している。制御手段２０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）２０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２０２と、後述する被加工物の設計値の座標マップや演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３と、カウンター２０４と、入力インターフェース２０５および出力インターフェース２０６とを備えている。制御手段２０の入力インターフェース２０５には、上記加工送り位置検出手段７６の読み取りヘッド７６２等からの検出信号が入力される。そして、制御手段２０の出力インターフェース２０６からは、上記噴射手段７３の複数の噴射ノズル７３１、液状樹脂供給手段７４、パルスモータ７５３a、エアシリンダ機構からなるテーブル支持手段７２３等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３は、後述するウエーハの設計値の座標マップを記憶する第１の記憶領域２０３aや他の記憶領域を備えている。このように構成された制御手段２０は、保護膜形成装置７以外の上記各機構を制御する図示しないコントローラにその機能を組み込んでもよい。

次に、上記洗浄手段８について、図４乃至図６を参照して説明する。
図示の実施形態における洗浄手段８は、スピンナーテーブル機構８１と、該スピンナーテーブル機構８１を包囲して配設された洗浄水受け手段８２を具備している。スピンナーテーブル機構８１は、スピンナーテーブル８１１と、該スピンナーテーブル８１１を回転駆動する電動モータ８１２と、該電動モータ８１２を上下方向に移動可能に支持する支持機構８１３を具備している。スピンナーテーブル８１１は多孔性材料から形成された吸着チャック８１１ａを具備しており、この吸着チャック８１１ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル８１１は、吸着チャック８１１ａに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック８１１上にウエーハを保持する。なお、スピンナーテーブル８１１には、上記環状のフレーム１１を固定するためのクランプ８１４が配設されている。電動モータ８１２は、その駆動軸８１２ａの上端に上記スピンナーテーブル８１１を連結する。上記支持機構８１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚８１３ａと、該支持脚８１３ａをそれぞれ連結し電動モータ８１２に取り付けられた複数本（図示の実施形態においては３本）のエアシリンダ８１３ｂとからなっている。このように構成された支持機構８１３は、エアシリンダ８１３ｂを作動することにより、電動モータ８１２およびスピンナーテーブル８１１を図5に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図６に示す下方位置である作業位置に位置付ける。

上記洗浄水受け手段８２は、洗浄水受け容器８２１と、該洗浄水受け容器８２１を支持する３本（図４には２本が示されている）の支持脚８２２と、上記電動モータ８１２の駆動軸８１２ａに装着されたカバー部材８２３とを具備している。洗浄水受け容器８２１は、図５および図６に示すように円筒状の外側壁８２１ａと底壁８２１ｂと内側壁８２１ｃとからなっている。底壁８２１ｂの中央部には上記電動モータ８１２の駆動軸８１２ａが挿通する穴８２１ｄが設けられおり、この穴８２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁８２１ｃが形成されている。また、図４に示すように底壁８２１ｂには排液口８２１ｅが設けられており、この排液口８２１ｅにドレンホース８２４が接続されている。上記カバー部材８２３は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部８２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材８２３は、電動モータ８１２およびスピンナーテーブル８１１が図６に示す作業位置に位置付けられると、カバー部８２３ａが上記洗浄水受け容器８２１を構成する内側壁８２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。

図示の洗浄手段８は、上記スピンナーテーブル８１１に保持された加工後の被加工物であるウエーハを洗浄するための洗浄水供給手段８４を具備している。洗浄水供給手段８４は、スピンナーテーブル８１１に保持された加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する洗浄水ノズル８４１と、該洗浄水ノズル８４１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ８４２を備えており、該洗浄水ノズル８４１が図示しない洗浄水供給源に接続されている。洗浄水ノズル８４１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部８４１ａと、該ノズル部８４１ａの基端から下方に延びる支持部８４１ｂとからなっており、支持部８４１ｂが上記洗浄水受け容器８２１を構成する底壁８２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され図示しない洗浄水供給源に接続されている。なお、洗浄水ノズル８４１の支持部８４１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部８４１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。

図示の洗浄手段８は、スピンナーテーブル８１１に保持された洗浄後のウエーハの表面にエアーを吹き付けるエアー供給手段８５を具備している。エアー供給手段８５は、スピンナーテーブル８１１に保持されたウエーハに向けてエアーを噴出するエアーノズル８５１と、該エアーノズル８５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ(図示せず)を備えており、該エアーノズル８５１が図示しないエアー供給源に接続されている。エアーノズル８５１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部８５１ａと、該ノズル部８５１ａの基端から下方に延びる支持部８５１ｂとからなっており、支持部８５１ｂが上記洗浄水受け容器８２１を構成する底壁８２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され図示しないエアー供給源に接続されている。なお、エアーノズル８５１の支持部８５１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部８５１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。

次に、上記第１の搬送手段１６および第２の搬送手段１７について、図１を参照して説明する。
第１の搬送手段１６は、仮置きテーブル１５と保護膜形成装置７と洗浄手段８に対して等距離の位置に配設されている。この第１の搬送手段１６は、一般に使用されている搬送手段と同一の構成でよく、上記環状のフレーム１１を吸引保持する保持手段１６１と、該保持手段１６１を上下方向に昇降可能で且つ旋回可能に支持する支持手段１６２とからなっている。このように構成された第１の搬送手段１６は、仮置きテーブル１５に搬出された加工前の半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着された状態）を保護膜形成装置７に搬送するとともに洗浄手段８によって洗浄された加工後の半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着された状態）を仮置きテーブル１５に搬送する。

上記第２の搬送手段１７は、上記チャックテーブル３と保護膜形成装置７と洗浄手段８に対して等距離の位置に配設されている。この第２の搬送手段１７は、上記第１の搬送手段１６と実質的に同一の構成でよく、上記環状のフレーム１１を吸引保持する保持手段１７１と、該保持手段１７１を上下方向に昇降可能で且つ旋回可能に支持する支持手段１７２とからなっている。このように構成された第２の搬送手段１７は、保護膜形成装置７によって保護膜が被覆された加工前の半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着された状態）をチャックテーブル３に搬送するとともにチャックテーブル３に保持された加工後の半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着された状態）を洗浄手段８に搬送する。

図示の実施形態におけるレーザー加工機は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
ここで、上記半導体ウエーハ１０について、図７を参照して説明する。
図７に示す半導体ウエーハ１０は、シリコンウエーハからなっており、その表面１０ａに格子状に配列された複数のストリート１０１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２がそれぞれ形成されている。この半導体ウエーハ１０については、各デバイス１０２のX,Y座標の設計値のデータが図８に示す座標マップとして上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１に記憶領域２０３aに格納されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、図１に示すように環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着された状態で加工面である表面１０ａを上側にして上記カセット１３に収容されている。カセット１３の所定位置に収容された加工前の半導体ウエーハ１０は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル１３１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出搬入手段１４が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１５に搬出する。仮置きテーブル１５に搬出された半導体ウエーハ１０は、中心位置を合わせる中心位置合せ工程が実施される。次に、仮置きテーブル１５によって中心位置合わせされた加工前の半導体ウエーハ１０は、第１の搬送手段１６の保持手段１６１によって吸引保持され、支持手段１６２を中心とする旋回動作によって保護膜形成装置７を構成する被加工物保持テーブル７２１上に搬送される。そして、図示しない吸引手段を作動することによって、半導体ウエーハ１０は保護テープ１２を介して被加工物保持テーブル７２１上に吸引保持される(ウエーハ保持工程)。また、環状のフレーム１１がクランプ７２２によって固定される。このとき、被加工物保持テーブル７２１は図３において２点鎖線で示す被加工物搬入搬出位置に位置付けられている。このようにして被加工物保持テーブル７２１上に保持された半導体ウエーハ１０は、図８に示す座標位置に位置付けられた状態となる。そして、図８に示す座標位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０と噴射手段７３とは、図示の位置関係となる。

加工前の半導体ウエーハ１０を保護膜形成装置７の被加工物保持テーブル７２１上に保持するウエーハ保持工程を実施したならば、制御手段２０は被加工物保持テーブル７２１を図３において実線で示す作業位置に位置付ける。そして、制御手段２０は、液状樹脂供給手段７４を作動し、移動手段７５３のパルスモータ７５３aを正転駆動するとともに、噴射手段７３の複数の噴射ノズル７３１に制御信号を出力する。即ち、制御手段２０は、加工送り位置検出手段７６の読み取りヘッド７６２bからの位置情報とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３の第１に記憶領域２０３aに格納されている上記図８に示す座標マップから各デバイス１０２が形成された領域に液状樹脂を噴射するように噴射手段７３の複数の噴射ノズル７３１の電歪素子７３１aを制御する（保護膜被覆工程）。この結果、図９の(a)に示すように複数の噴射ノズル７３１から各デバイス１０２の表面に液状樹脂が照射され、図９の(b)に示すように各デバイス１０２の表面に保護膜１１０が形成される。このように、保護膜１１０は各デバイス１０２の表面にだけに形成されるので、液状樹脂の使用量を必要最小限にすることができる。また、上述したように液状樹脂を噴射して保護膜１１０を形成するので、デバイス１０２の表面に電極等が形成され段差があっても所望の厚みの保護膜１１０を形成することができる。この保護膜被覆工程を図８に示す座標マップにおける半導体ウエーハ１０の下端まで実施したら、制御手段２０は液状樹脂供給手段７４の作動を停止し、移動手段７５３のパルスモータ７５３aの駆動を停止するとともに、複数の噴射ノズル７３１の制御を停止する。

次に、制御手段２０は、移動手段７５３のパルスモータ７５３aを逆転駆動して噴射手段７３を図２および図８に示す待機位置に戻す。そして、制御手段２０は、テーブル支持手段７２３を作動して被加工物保持テーブル７２１を図３において２点鎖線で示す被加工物搬入搬出位置に位置付ける。このようにして、被加工物保持テーブル７２１が被加工物搬入搬出位置に位置付けられたならば、被加工物保持テーブル７２１に保持されている半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除するとともに、クランプ７２２による環状のフレーム１１の固定を解除する。次に、被加工物保持テーブル７２１上の半導体ウエーハ１０は、第２の搬送手段１７の保持手段１７１によって吸引保持され、支持手段１７２を中心とする旋回動作によってチャックテーブル３の吸着チャック３２上に搬送され、該吸着チャック３２に吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３は、図示しない加工送り手段によってレーザー光線照射手段４に配設された撮像手段５の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５および図示しないコントローラによって半導体ウエーハ１０に所定方向に形成されているストリート１０１と、ストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４の集光器４２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理が実行され、レーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。また、半導体ウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート１０１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ１０のストリート１０１には保護膜１１０が形成されていないので、ストリート１０１を容易に撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル３上に保持されている半導体ウエーハ１０に形成されているストリート１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図１０の（ａ）で示すようにチャックテーブル３をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４の集光器４２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート１０１を集光器４２の直下に位置付ける。このとき、図１０の（ａ）で示すように半導体ウエーハ１０は、ストリート１０１の一端(図１０の（ａ）において左端)が集光器４２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段４の集光器４２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（レーザー光線照射工程）。そして、図１０の（ｂ）で示すようにストリート１０１の他端（図１０の（ｂ）において右端）が集光器４２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３即ち半導体ウエーハ１０の移動を停止する。このレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをストリート１０１の表面付近に合わせる。

上述したレーザー光線照射工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０のストリート１０１には図１１に示すようにレーザー加工溝１２０が形成される。このとき、図１１に示すようにレーザー光線の照射によりデブリ１３０が発生しても、このデブリ１３０は保護膜１１０によって遮断され、デバイス１０２およびボンディングパッド等に付着することはない。また、レーザー光線が照射されるストリート１０１には保護膜１１０が形成されていないので、保護膜１１０がレーザー光線の妨げとなることはない。上述したレーザー光線照射工程を半導体ウエーハ１０の全てのストリート１０１に実施する。

なお、上記レーザー光線照射工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：２０ｋＨｚ
出力：３W
集光スポット径：φ５μm
加工送り速度：１００ｍｍ／秒

上述したレーザー光線照射工程を半導体ウエーハ１０の全てのストリート１０１に沿って実施したならば、半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３は、最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。そして、半導体ウエーハ１０は、第２の搬送手段１７の保持手段１７１によって吸引保持され、支持手段１７２を中心とする旋回動作によって洗浄手段８を構成するスピンナーテーブル８１１の吸着チャック８１１ａ上に搬送され、該吸着チャック８１１ａに吸引保持される。このとき、洗浄水ノズル８４１およびエアーノズル８５１は、図５に示すようにスピンナーテーブル８１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。

加工後の半導体ウエーハ１０が洗浄手段８のスピンナーテーブル８１１上に保持されたならば、洗浄工程を実行する。即ち、スピンナーテーブル８１１を図６に示す作業位置に位置付けるとともに、洗浄水供給手段８６の電動モータ８４２を駆動して洗浄水供給ノズル８４１のノズル部８４１ａの噴出口をスピンナーテーブル８１１上に保持された半導体ウエーハ１０の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル８１１を例えば３００〜５００ｒｐｍの回転速度で回転しつつノズル部８４１ａの噴出口から純水とエアーとからなる洗浄水を噴出する。即ち、ノズル部８４１ａは所謂２流体ノズルで構成され０．２ＭＰａ程度の純水が供給されるとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度のエアーが供給され、純水がエアーの圧力で噴出して半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａを洗浄する。このとき、電動モータ８４２が駆動して洗浄水供給ノズル８４１のノズル部８４１ａの噴出口から噴出された洗浄水がスピンナーテーブル８１１に保持された半導体ウエーハ１０の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された保護膜１１０が上述したように水溶性の樹脂によって形成されているので、保護膜１１０を容易に洗い流すことができるとともに、レーザー加工時に発生したデブリ１３０も除去される。

上述した洗浄工程が終了したら、乾燥工程を実行する。即ち、洗浄水供給ノズル８４１を待機位置に位置付けるとともに、エアー供給手段８５のエアーノズル８５１を構成するノズル部８５１ａの噴出口をスピンナーテーブル８１１上に保持された半導体ウエーハ１０の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル８１１を例えば２０００〜３０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつノズル部８５１ａの噴出口からエアーを１５秒程度噴出する。このとき、エアーノズル８５１をノズル部８５１ａの噴出口から噴出されたエアーがスピンナーテーブル８１１に保持された半導体ウエーハ１０の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、半導体ウエーハ１０の表面が乾燥される。

上述したように加工後の半導体ウエーハ１０の洗浄および乾燥が終了したら、スピンナーテーブル８１１の回転を停止するとともに、エアー供給手段８５のエアーノズル８５１を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル８１１を図７に示す被加工物搬入搬出位置に位置付けるとともに、スピンナーテーブル８１１に保持されている半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、スピンナーテーブル８１１上の加工後の半導体ウエーハ１０は、第１の搬送手段１６によって仮置きテーブル１５に搬出する。仮置きテーブル１５に搬出された加工後の半導体ウエーハ１０は、被加工物搬出手段１４によってカセット１３の所定位置に収納される。

なお、上述したレーザー光線照射工程が実施された半導体ウエーハ１０を洗浄手段８に搬送し洗浄工程および乾燥工程を実施している間に、被加工物搬出搬入手段１４を作動して次に加工する加工前の半導体ウエーハ１０をカセット１３から仮置きテーブル１５に搬出し、仮置きテーブル１５に搬出された半導体ウエーハ１０を第１の搬送手段１６によって保護膜形成装置７に搬送する。そして、保護膜形成装置７に搬送された次に加工する半導体ウエーハ１０に対して上述した保護膜被覆工程を実施する。このようにして保護膜被覆工程が実施された半導体ウエーハ１０は、第２の搬送手段１７によって保護膜形成装置７からチャックテーブル３に搬送され上述したレーザー光線照射工程が実施される。そして、レーザー光線照射工程が実施された半導体ウエーハ１０は、第２の搬送手段１７によって洗浄手段８に搬送され、上記洗浄工程および乾燥工程が実施される。

本発明に従って構成されたレーザー加工機の斜視図。図１に示すレーザー加工機に装備される本発明に従って構成された保護膜形成装置の斜視図。図２に示す保護膜形成装置の断面図。図１に示すレーザー加工機に装備される洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。図４に示す洗浄手段のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。図４に示す洗浄手段のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。図１に示すレーザー加工機によって加工される被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。図３に示す半導体ウエーハが図２に示す保護膜形成装置の被加工物保持テーブルの所定位置に保持された状態における座標との関係を示す説明図。図２に示す保護膜形成装置によって実施される保護膜被覆工程を示す説明図。図１に示すレーザー加工機によるレーザー光線照射工程を示す説明図。図１０に示すレーザー光線照射工程によってレーザー加工された被加工物としての半導体ウエーハの要部拡大断面図。

符号の説明

２：機体ハウジング
３：チャックテーブル
４：レーザー光線照射手段
４１：レーザー光線発振手段
４２：集光器
５：撮像機構
６：表示手段
７：保護膜形成装置
７１：装置ハウジング
７２：被加工物保持手段
７２１：被加工物保持テーブル
７２３：テーブル支持手段
７３：噴射手段
７３１：噴射ノズル
７３２：ノズルホルダ
７４：液状樹脂供給手段
７５：加工送り手段
７５３：移動手段
７６：加工送り位置検出手段
８：洗浄手段
８１：スピンナーテーブル機構
８１１：スピンナーテーブル
８１２：電動モータ
８２：洗浄水受け手段
７８：洗浄水供給手段
８４１：洗浄水ノズル
８５：エアー供給手段
８５１：エアーノズル
１０：半導体ウエーハ
１０１：ストリート
１０２：デバイス
１１０：保護膜
１１：環状のフレーム
１２：保護テープ
１３：カセット
１４：被加工物搬・搬入手段
１５：仮置きテーブル
１６：第１の搬送手段
１７：第２の搬送手段
２０：制御手段

Claims

被加工物の加工面における所定の被覆領域に液状樹脂を被覆する保護膜形成装置であって、
被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に液状樹脂を微細粒子として噴射する噴射手段と、該噴射手段と該被加工物保持手段を相対的に移動せしめる加工送り手段と、該加工送り手段によって相対移動する該噴射手段と該被加工物保持手段との相対位置関係を検出する加工送り位置検出手段と、該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、被加工物の加工面における被覆領域が設定された座標マップを格納するメモリを具備し、該メモリに格納された該座標マップに設定された被覆領域と該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する、
ことを特徴とする保護膜形成装置。
該噴射手段は、液状樹脂を電歪素子の振動によって微細粒子を生成し該微細粒子を多数の噴射孔から噴射する複数の噴射ノズルを備え、該複数の噴射ノズルが該加工送り手段による移動方向と直交する方向に直線状に配設されている、請求項１記載の保護膜形成装置。
被加工物は表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハであり、該所定の被覆領域はデバイス領域であって、該デバイス領域の設計値が該メモリに格納される、請求項１又は２記載の保護膜形成装置。
被加工物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被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、レーザー加工を施す加工前の被加工物の加工面における所定の被覆領域に液状樹脂を被覆する保護膜形成装置と、を具備するレーザー加工機において、
該保護膜形成装置は、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に液状樹脂を微細粒子として噴射する噴射手段と、該噴射手段と該被加工物保持手段を相対的に移動せしめる加工送り手段と、該加工送り手段によって相対移動する該噴射手段と該被加工物保持手段との相対移動位置を検出する加工送り位置検出手段と、該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、被加工物の加工面における被覆領域が設定された座標マップを格納するメモリを具備し、該メモリに格納された該座標マップに設定された被覆領域と該加工送り位置検出手段からの検出信号に基いて該噴射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工機。