JP2011062740A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内で飛散等した液状樹脂の被加工物の被加工面への再付着を防止すること。
【解決手段】半導体ウェーハＷの被加工面に液状樹脂からなる保護膜を形成する保護膜形成機構６を備えるレーザー加工装置１において、保護膜形成機構６に、被加工面を露出した状態で半導体ウェーハＷを保持するワーク保持部６２２と、半導体ウェーハＷを保持した前記保持部を鉛直方向に回転軸として回転させ、被加工面に供給された液状樹脂を当該被加工面全体に広げるテーブル支持部６２１と、ワーク保持部６２２及び保持された半導体ウェーハＷを囲む筐体と、この筐体の底面に開口し当該筐体内の空気を筐体外へ排出する排気口６８とを設けたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザー加工装置に関し、特に、半導体ウェーハなどの被加工物にレーザー光線を照射して加工を施すレーザー加工装置に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、略円板形状を有する半導体ウェーハの表面に格子状に配列されたストリート（切断ライン）によって複数の領域が区画される。そして、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成された半導体ウェーハをストリートに沿って切断することによって回路毎に分割して個々の半導体チップが製造される。このような半導体ウェーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称される切削装置により行われる。

半導体ウェーハをストリートに沿って切断する加工方法として、本出願人においては、半導体ウェーハにレーザー光線を照射して切断する加工方法を試みている（例えば、特許文献１参照）。また、本出願人においては、半導体ウェーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射する場合、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するため、半導体ウェーハの表面にデブリが付着するのを防ぐために半導体ウェーハの表面に保護膜を形成する加工方法も提案している（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−３０５４２０号公報 特開２００４−１８８４７５号公報

ところで、上述したような半導体ウェーハの表面に保護膜を形成する加工方法においては、保護膜を形成する液状樹脂を塗布する過程で液状樹脂が装置内に飛散したり、舞ったりすることがあるため、そのような液状樹脂を排気する必要がある。しかしながら、液状樹脂の排気においては、筐体内に形成される排気経路に起因して、筐体内に飛散等した液状樹脂が再び半導体ウェーハの表面に付着してしまう事態が発生し得る。このような液状樹脂の再付着は、半導体ウェーハの表面に均一な膜厚の保護膜の形成を阻害するという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、筐体内で飛散等した液状樹脂の被加工物の被加工面への再付着を防止することができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。

本発明のレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、前記被加工物の被加工面に液状樹脂からなる保護膜を形成する保護膜形成機構と、前記保持テーブルに保持された前記被加工物の被加工面にレーザービームを照射して加工を施すレーザー加工機構とを備え、前記保護膜形成機構は、被加工面を露出した状態で前記被加工物を保持する保持部と、前記被加工物を保持した前記保持部を鉛直方向に回転軸として回転させ、被加工面に供給された前記液状樹脂を当該被加工面全体に広げる回転駆動部と、前記保持部及び当該保持部に保持された前記被加工物を囲む筐体と、前記筐体の底面に開口し当該筐体内の空気を筐体外へ排出する排気口とを有することを特徴とする。

この構成によれば、保護膜形成機構の筐体の底面に開口し、筐体内の空気を筐体外へ排出する排気口を設けたことから、筐体内に飛散等した液状樹脂を筐体の底面から排出することができるので、筐体内で飛散等した液状樹脂が被加工物の被加工面側に回って再付着するのを防止することが可能となる。

本発明のレーザー加工装置においては、前記筐体の上壁面を常に前記保持部に保持された前記被加工物の被加工面と対向配置させ、前記筐体の上壁面に、当該筐体内にクリーンエアを送り込むクリーンエア送入機構を配設することが好ましい。

本発明によれば、保護膜形成機構の筐体の底面に開口し、当該筐体内の空気を筐体外へ排出する排気口を設けたことから、筐体内に飛散等した液状樹脂を筐体の底面から排出することができるので、筐体内で飛散等した液状樹脂が被加工物の被加工面側に回って再付着するのを防止することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るレーザー加工装置の斜視図である。 上記実施の形態に係るレーザー加工装置が備えるチャックテーブルの周辺の斜視図である。 上記実施の形態に係るレーザー加工装置が備える保護膜形成機構の周辺の斜視図である。 上記実施の形態に係るレーザー加工装置が備える保護膜形成機構の保護膜形成時の動作の一例を示す説明図である。 上記実施の形態に係るレーザー加工装置が備える保護膜形成機構の保護膜形成時の動作の一例を示す説明図である。 上記実施の形態に係るレーザー加工装置で加工対象とされる半導体ウェーハの斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、本発明の実施の形態に係るレーザー加工装置について説明する前に、加工対象となる半導体ウェーハについて簡単に説明する。図６は、環状フレームに支持された半導体ウェーハの斜視図である。

図６に示すように、半導体ウェーハＷは、略円盤状に形成されており、表面に格子状に配列されたストリート１０１によって複数の領域に区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。また、半導体ウェーハＷは、貼着テープ１０３を介して環状フレーム１０４に支持され、カセット３（図１参照）内に収容された状態でレーザー加工装置１に搬入および搬出される。

なお、本実施の形態においては、被加工物（ワーク）としてシリコンウェーハ等の半導体ウェーハを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではなく、チップ実装用として半導体ウェーハの裏面に貼着されるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイヤ（Al₂O₃）系の無機材料基板、ＬＣＤドライバー等の各種電気部品やミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。

次に、図１を参照して、本発明の実施の形態に係るレーザー加工装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るレーザー加工装置の斜視図である。図２は、本実施の形態に係るレーザー加工装置が備えるチャックテーブルの周辺の斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示す左下方側を前方側と呼び、同図に示す右上方側を後方側と呼ぶものとする。

図１に示すように、レーザー加工装置１は、半導体ウェーハＷにデブリの付着を防止する保護膜を成膜すると共に、成膜後の半導体ウェーハＷをレーザー加工するように構成されている。レーザー加工装置１は、一部が前方に突き出た略直方体状の基台２を有し、基台２の突き出た部分にはカセット３が載置される搬入搬出機構４が設けられている。搬入搬出機構４の後方には、搬入搬出機構４に隣接し、加工済みの半導体ウェーハＷを洗浄する洗浄機構５と、洗浄機構５を挟んで搬入搬出機構４に対向し、半導体ウェーハＷに保護膜を形成する保護膜形成機構６とが設けられている。

洗浄機構５および保護膜形成機構６の側方には、保持テーブルとしてのチャックテーブル７１と、チャックテーブル７１上の半導体ウェーハＷにレーザー光線を照射するレーザー加工ヘッド７２とを有するレーザー加工機構７が設けられている。また、基台２の一側面２ａには、搬入搬出機構４に載置されたカセット３と保護膜形成機構６との間で、半導体ウェーハＷを搬送するプッシュプル機構８が設けられている。

洗浄機構５の後述する洗浄用テーブル５２および保護膜形成機構６の後述する成膜用テーブル６２のそれぞれの上方には、半導体ウェーハＷをスライド可能にガイドする一対のガイドレール９、１０が設けられている。また、基台２の上方には、一対のガイドレール９とチャックテーブル７１との間で半導体ウェーハＷの受け渡しを行う第１、第２のアッパーアーム１１、１２が設けられている。

搬入搬出機構４は、カセット３を載置する載置板４１を有し、載置板４１は昇降可能に構成されている。搬入搬出機構４は、カセット３を載置した状態で載置板４１を昇降させることにより、高さ方向における半導体ウェーハＷの出し入れ位置を調整している。

洗浄機構５は、上面に円形の開口部５１が形成され、開口部５１の中央に加工済みの半導体ウェーハＷが保持される洗浄用テーブル５２を有している。洗浄用テーブル５２は、半導体ウェーハＷを吸着保持する真空チャック式であり、周囲に環状フレーム１０４を保持する４つのクランプ部５３が設けられている。このクランプ部５３は、洗浄用テーブル５２の四方から延びる支持板５４に振り子状に支持されており、洗浄用テーブル５２の回転によって作用する遠心力により跳ね上げられてクランプする。また、洗浄用テーブル５２は、開口部５１と基台２内部との間で昇降可能に構成され、基台２内において高速回転されつつ、洗浄水が噴射されることで半導体ウェーハＷを洗浄する。

保護膜形成機構６は、上面に矩形状の開口部６１が形成され、開口部６１の中央に加工前の半導体ウェーハＷが保持される成膜用テーブル６２を有している。成膜用テーブル６２は、半導体ウェーハＷを吸着保持する真空チャック式であり、周囲に洗浄用テーブル５２と同様な４つのクランプ部６３が設けられている。また、成膜用テーブル６２の近傍には、後述する液状樹脂供給部６７が設けられており、この液状樹脂供給部６７により半導体ウェーハＷの被加工面である上面に液状樹脂が供給される。

開口部６１の上方には、開口部６１の後方の一辺部から上方に立ちあがり、開口部６１を覆うように延在する屋根部６４が設けられている。開口部６１の後方の一辺部を除く三辺部には、屋根部６４によって開放される３方を覆うシャッター部６５が設けられている。シャッター部６５は、基台２内に上下動可能に収容されており、半導体ウェーハＷの搬送時に下動して基台２内に収納される一方、成膜時に上動して保護膜形成機構６内を密閉する。より具体的には、半導体ウェーハＷの搬入搬出の際にプッシュプルアーム８１の通過を許容する開位置（図１に示す位置）と、保護膜を形成する際に液状樹脂の筐体外への飛散を防止する閉位置（図５参照）との間で上下動するものとなっている。

保護膜形成機構６においては、これらの屋根部６４とシャッター部６５とでその筐体の一部が構成される。シャッター部６５は、筐体の側壁面を開閉可能に配置されている。屋根部６４は、筐体の上壁面を構成するものであり、常に成膜用テーブル６２に保持された半導体ウェーハＷの上面と対向配置されている。このように筐体の上壁面を常に成膜用テーブル６２に保持された半導体ウェーハＷの上面と対向配置させていることから、屋根部６４の上面を、半導体ウェーハＷとの関係で位置精度が要求されるデバイスや、複雑な配線が必要なデバイス等を配設する部分として活用することができるものとなっている。

保護膜形成機構６は、半導体ウェーハＷの成膜時にシャッター部６５により密閉され、液状樹脂供給部６７により成膜用テーブル６２に保持された半導体ウェーハＷの上面に液状樹脂が塗布される。そして、成膜用テーブル６２が高速回転され、液状樹脂が半導体ウェーハＷの上面全体に広げられることにより保護膜が形成される。このとき、半導体ウェーハＷから飛散した液状樹脂の液滴は、シャッター部６５により筐体外への飛散が防止されるものとなっている。なお、保護膜形成機構６の詳細構成については、後述する。

屋根部６４の上面には、保護膜形成機構６内にクリーンエアを送り込むクリーンエア送入機構１３および半導体ウェーハＷに成膜された保護膜の状態を検出する検出機構１４が配設されている。クリーンエア送入機構１３は、例えば、送風機とこの送風機の送風先に配設されたヘパフィルタとを備え、外部の空気を保護膜形成機構６内に導入する。このように屋根部６４の上面にクリーンエア送入機構１３を配設することにより、半導体ウェーハＷの上面にクリーンエアを送り込むことができ、塗布された液状樹脂の固化を早めると共に、保護膜形成機構６の筐体内に存在する埃や粉塵が半導体ウェーハＷの上面に付着するの防止することができる。検出機構１４は、半導体ウェーハＷに成膜された保護膜の膜厚を測定する膜厚測定器で構成されるが、これに限定されるものではない。このように屋根部６４の上面に膜厚測定器を配設することにより、半導体ウェーハＷの上面に形成された保護膜を精度良く測定することができ、不適当な膜厚の保護膜が形成される半導体ウェーハＷの発生頻度を低減することができる。なお、これらのクリーンエア送入機構１３、検出機構１４は、保護膜形成機構６の筐体内の密閉性を維持した状態で屋根部６４に形成された所定の開口部に固定されている。

プッシュプル機構８は、カセット３と保護膜形成機構６との間で半導体ウェーハＷを搬送させるプッシュプルアーム８１と、プッシュプルアーム８１をＹ軸方向およびＺ軸方向に移動させる移動機構８２とを有し、プッシュプルアーム８１によりカセット３に半導体ウェーハＷを出し入れする他、保護膜形成機構６に半導体ウェーハＷを出し入れするように構成されている。また、プッシュプル機構８は、半導体ウェーハＷを、一対のガイドレール９上で洗浄用テーブル５２に対してＹ軸方向に位置決めする他、一対のガイドレール１０上で成膜用テーブル６２に対してＹ軸方向に位置決めする。

移動機構８２は、基台２の一側面２ａにおいてＹ軸方向に延在するガイド部８３と、ガイド部８３にスライド可能に係合されたロッド８４とを有している。ロッド８４は、上下方向に延在し、延在方向の中間部に形成されたナット部に、Ｙ軸方向に延在するボールネジ８５が螺合されている。ボールネジ８５は、その一端に連結された駆動モータ８６により回転駆動され、これに伴ってロッド８４がＹ軸方向に移動される。ロッド８４の先端は、図示しないアクチュエータにより上下方向に伸縮可能に構成されており、プッシュプルアーム８１を片持支持している。このように、ロッド８４の先端が伸長可能なため、半導体ウェーハＷの先端側（後端側）に位置するプッシュプルアーム８１を半導体ウェーハＷの後端側（先端側）に、半導体ウェーハＷの上方を通って回り込ませることが可能となっている。

プッシュプルアーム８１の先端には、半導体ウェーハＷを搬送可能に操作する操作部８７が設けられている。操作部８７のカセット３に対向する前面側には、半導体ウェーハＷの周囲の環状フレーム１０４を挟持する第１の挟持部８８ａが設けられている。また、操作部８７の保護膜形成機構６に対向する背面側には、半導体ウェーハＷの周囲の環状フレーム１０４を挟持する第２の挟持部８８ｂが設けられている。第１、第２の挟持部８８ａ、８８ｂは、それぞれ操作部８７から突出した一対の平行板で構成され、その一方が上下方向に離間接近可能に構成されている。一方の平行板が他方の平行板に接近することで環状フレーム１０４を挟持する一方、他方の平行板から離間することで環状フレーム１０４を開放する。

操作部８７の前面は、Ｙ軸方向に対して垂直な平面であり、環状フレーム１０４の外周面に当接する第１の当接部８９ａを形成している。第１の当接部８９ａは、第１の挟持部８８ａの非挟持状態で環状フレーム１０４の外周面に当接可能となっている。また、操作部８７の背面は、第１の当接部８９ａと同様に、環状フレーム１０４の外周面に当接する第２の当接部８９ｂを形成している。

このように構成されたプッシュプル機構８においては、第１、第２の挟持部８８ａ、８８ｂに環状フレーム１０４を挟持させた状態でプッシュプルアーム８１を移動させることで、半導体ウェーハＷを引き出し、第１、第２の当接部８９ａ、８９ｂを環状フレーム１０４の外周面に当接させた状態でプッシュプルアーム８１を移動させることで、半導体ウェーハＷを押し込むように動作する。

一対のガイドレール９は、半導体ウェーハＷの搬送時には相互に接近して半導体ウェーハＷをガイドすると共に、洗浄用テーブル５２に対してＸ軸方向の位置決めを行う。また、一対のガイドレール９は、半導体ウェーハＷの非搬送時には洗浄用テーブル５２の載置面を空けるように相互に離間する。また、一対のガイドレール９は、上下動可能に構成されており、相互に接近した状態で上下動することにより、洗浄用テーブル５２との間で半導体ウェーハＷの受け渡しを行う。この場合、一対のガイドレール９の延在方向の中間部分には、逃げ部９ａが形成されており、この逃げ部９ａにより洗浄用テーブル５２のクランプ部５３との衝突が防止される。

一対のガイドレール１０は、保護膜形成機構６への半導体ウェーハＷの出し入れ時には相互に接近して半導体ウェーハＷをガイドすると共に、成膜用テーブル６２に対してＸ軸方向の位置決めを行う。また、一対のガイドレール１０は、半導体ウェーハＷの非出し入れ時には成膜用テーブル６２の載置面を空けるように相互に離間する。また、一対のガイドレール１０は、上下動可能に構成されており、相互に接近した状態で上下動することにより、成膜用テーブル６２との間で半導体ウェーハＷの受け渡しを行う。この場合、一対のガイドレール１０の延在方向の中間部分には、逃げ部１０ａが形成されており、この逃げ部１０ａにより成膜用テーブル６２のクランプ部６３との衝突が防止される。

第１、第２のアッパーアーム１１、１２は、一対のガイドレール９上の半導体ウェーハＷをピックアップして、チャックテーブル７１に載置する他、加工済みの半導体ウェーハＷをチャックテーブル７１からピックアップして、一対のガイドレール９上に載置する。

レーザー加工機構７側の基台２の上面は、矩形状に開放されており、Ｙ軸方向に移動可能な枠体１５と、枠体１５の移動に伴って伸縮可能な防塵カバー１６とが設けられている。枠体１５の内側には、チャックテーブル７１と共にＸ軸方向に移動可能な移動板１７と、移動板１７の移動に伴って伸縮可能な防塵カバー１８とが設けられている。このように、レーザー加工機構７側の基台２の上面は、枠体１５、移動板１７、防塵カバー１６、１８により被覆されている。また、移動板１７の中央には、円形の開口部が形成され、この円形の開口部を介してチャックテーブル７１の上部が外部に露出される。

図２に示すように、基台２内には、チャックテーブル７１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるチャックテーブル移動機構２０が設けられている。チャックテーブル移動機構２０は、支持台２１上においてＹ軸方向に延在し、互いに平行な一対のガイドレール２２と、一対のガイドレール２２にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル２３とを有している。また、チャックテーブル移動機構２０は、Ｙ軸テーブル２３上においてＸ軸方向に延在し、互いに平行な一対のガイドレール２４と、一対のガイドレール２４にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル２５とを有している。Ｘ軸テーブル２５の上部には、チャックテーブル７１が設けられている。

なお、Ｘ軸テーブル２５およびＹ軸テーブル２３の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ２６、２７が螺合されている。そして、ボールネジ２６、２７の一端部には、それぞれ駆動モータ２８、２９が連結され、これら駆動モータ２８、２９によりボールネジ２６、２７が回転駆動される。

チャックテーブル７１は、Ｘ軸テーブル２５の上面においてＺ軸回りに回転可能なテーブル支持部７１１と、テーブル支持部７１１の上部に設けられ、半導体ウェーハＷを吸着保持するワーク保持部７１２とを有している。ワーク保持部７１２は、半導体ウェーハＷを吸着保持する真空チャック式であり、所定の厚みを有する円盤状に形成されている。ワーク保持部７１２の周囲には、テーブル支持部７１１の四方から径方向外側に延びる一対の支持アームを介して４つのクランプ部７１３が設けられている。この４つのクランプ部７１３は、エアーアクチュエータにより駆動し、半導体ウェーハＷの周囲の環状フレーム１０４を挟持固定する。

図１に戻り、レーザー加工機構７は、チャックテーブル７１の後方側において基台２上に立設した支柱部７３と、支柱部７３の上部から前方に延びる支持部７４とを有している。支持部７４内には、パルスレーザー光線を発振する図示しない発振部およびレーザー光学系が設けられている。また、支持部７４の先端には、レーザー光学系からのレーザー光線を集光し、半導体ウェーハＷに照射するレーザー加工ヘッド７２が設けられている。

この場合、Ｘ軸テーブル２５の移動によりレーザー加工ヘッド７２のノズルが半導体ウェーハＷのストリート１０１に位置合わせされ、レーザー加工ヘッド７２により半導体ウェーハＷのストリート１０１にレーザー光線が照射される。半導体ウェーハＷにレーザー光線が照射されると、チャックテーブル７１がＹ軸方向に加工送りされ、半導体ウェーハＷのストリート１０１が加工される。

ここで、図３を参照して、保護膜形成機構６について詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係るレーザー加工装置が備える保護膜形成機構６の周辺の斜視図である。なお、図３においては、説明の便宜上、屋根部６４の一部を省略している。

図３に示すように、保護膜形成機構６は、開口部６１に連設される矩形状の凹部６６に組み込まれている。この凹部６６の底面は、屋根部６４およびシャッター部６５と共に保護膜形成機構６の筐体を構成する。凹部６６の底面の中央には、成膜用テーブル６２が設けられている。成膜用テーブル６２は、鉛直方向の回転軸、すなわち、Ｚ軸回りに回転可能な回転駆動部としてのテーブル支持部６２１と、テーブル支持部６２１の上部に設けられ、半導体ウェーハＷを吸着保持する保持部としてのワーク保持部６２２とを有している。ワーク保持部６２２は、テーブル支持部６２１に一体的に設けられており、テーブル支持部６２１の回転に伴ってＺ軸回りに回転する。

テーブル支持部６２１の上端部近傍の周面には、等間隔に複数の洗浄液噴出口６２１ａが設けられている。これらの洗浄液噴出口６２１ａは、テーブル支持部６２１に内蔵される自動洗浄機構に接続されたものであり、シャッター６５の内壁に洗浄液を噴出する。洗浄液噴出口６２１ａからの洗浄液の噴出は、例えば、半導体ウェーハＷに対する保護膜の形成動作に並行して行われる。これにより、シャッター６５の内壁に付着した液状樹脂が固着する前に洗い流すことができるものとなっている。

なお、ここでは、テーブル支持部６２１が回転可能に設けられ、その回転に伴ってワーク保持部６２２がＺ軸回りに回転する場合について説明しているが、成膜用テーブル６２の構成についてはこれに限定されるものではない。例えば、テーブル支持部６２１にワーク保持部６２２を回転駆動させる構造とし、ワーク保持部６２２のみを回転させるようにしても良い。

成膜用テーブル６２の近傍には、半導体ウェーハＷの上面に液状樹脂を塗布する液状樹脂供給部６７が設けられている。液状樹脂供給部６７は、凹部６６の底面から上方側に向けて延出する支柱部６７１と、この支柱部６７１の上端部近傍から側方側に延出するノズル部６７２とを有し、ノズル部６７２の先端から半導体ウェーハＷの中央に液状樹脂を塗布する。また、支柱部６７１の上側の一部は、回動可能に構成されており、ノズル部６７２は、液状樹脂の塗布前又は塗布後に半導体ウェーハＷの上面から退避可能に構成されている。

成膜用テーブル６２の周囲には、保護膜形成機構６の筐体内の空気を筐体外へ排出する複数の排気口６８が設けられている。これらの排気口６８は、凹部６６の底面に開口しており、基台２の内部に配設される吸引機構に接続され、筐体内の空気を凹部６６の底面から排出するように構成されている。このように凹部６６の底面に排気口６８を設けていることから、保護膜形成過程において、筐体内に飛散等した液状樹脂を筐体の底面から排出することができるので、筐体内で飛散等した液状樹脂が半導体ウェーハＷの上面側に回って再付着するのを防止することができるものとなっている。

特に、これらの排気口６８を成膜用テーブル６２の周囲に設けていることから、保護膜形成過程で半導体ウェーハＷの側方に飛散した液状樹脂を下方側に導く気流を筐体内に形成することができ、効果的にこれらの液状樹脂を排出することができるものとなっている。仮に、排気口６８を筐体の側面に設ける場合には、筐体内に飛散等した液状樹脂を下方側に導くだけでなく、側方側に導く気流が形成され、これらの液状樹脂が半導体ウェーハＷの上面側に回って再付着する原因となり得る。本実施の形態に係る保護膜形成機構６においては、成膜用テーブル６２の周囲の底面に排気口６８を設けることにより、このような液状樹脂の再付着を防止している。さらに、屋根部６４の上壁面にはクリーンエア送入機構１３が配設されていることから、クリーンエア送入機構１３から送り込まれる空気は、上方側から下方側に進む排気経路を流れ、凹部６６の底面の排気口６８から排出される。クリーンエア送入機構１３は、このような排気経路を形成する役割を果たすため、屋根部６４の中央近傍に配置されることが好ましい。なお、図示していないが、排気口６８の周縁部には凹部６６の底面に溜まった洗浄液等の流入を防止するための壁部が設けられている。ここでは、凹部６６の底面の四隅部に排気口６８が配置される場合について説明しているが、排気口６８の配置についてはこれに限定されるものではない。

これらの排気口６８の間には、凹部６６の底面に溜まった洗浄液や液状樹脂を筐体外へ排出する複数の排水口６９が設けられている。これらの排水口６９は、排気口６８と同様に、凹部６６の底面に開口しており、凹部６６の底面に溜まった洗浄液等が流入可能に構成されている。凹部６６の底面に溜まった洗浄液等が排水口６９から筐体外に排出されるので、凹部６６の底面に溜まった洗浄液等に起因する成膜用テーブル６２の回転動作等の不具合を回避できるものとなっている。なお、ここでは、排気口６８と排水口６９とを個別に備えているが、例えば、排気口６８に排水口６９の機能を兼ねさせても良い。また、ここでは、排気口６８の間に排水口６９が配置される場合について説明しているが、排水口６９の配置についてはこれに限定されるものではない。

このように構成された保護膜形成機構６においては、半導体ウェーハＷが搬送される際、シャッター部６５を開いてプッシュプルアーム８１の通過を許容し、ガイドレール１０を介して半導体ウェーハＷを受け取った後、シャッター部６５を閉じて液状樹脂の筐体外への飛散を防止した状態で半導体ウェーハＷの上面に保護膜を形成する。保護膜を形成する際には、洗浄液を噴出して筐体（特に、シャッター６５）の内壁を洗浄すると共に、筐体内の空気（空気内に舞う液状樹脂を含む）を排気口６８から排出する。

以下、図４および図５を参照して、保護膜形成機構６における保護膜形成時の動作について説明する。図４および図５は、本実施の形態に係るレーザー加工装置１が備える保護膜形成機構６の保護膜形成時の動作の一例を示す説明図である。なお、図４および図５においては、保護膜形成機構６をレーザー加工装置１の前方側から示している。また、図４および図５においては、説明の便宜上、洗浄機構５に対向して配置されるシャッター部６５の一部を省略している。この省略されたシャッター部６５の一部は、他の部分と同様に上下動する。

半導体ウェーハＷの上面（被加工面）に保護膜を形成する際、まず、プッシュプルアーム８１により半導体ウェーハＷが保護膜形成機構６に搬入され、一対のガイドレール１０上に載置される。そして、図４（ａ）に示すように、一対のガイドレール１０によって成膜用テーブル６２のワーク保持部６２２に対応する位置に位置決めされる。このとき、シャッター部６５は、プッシュプルアーム８１の通過を許容する開位置に配置されており、プッシュプルアーム８１の通過を阻害することはない。

半導体ウェーハＷの位置決めが行われると、図４（ｂ）の矢印Ａに示すように、一対のガイドレール１０が下降し、半導体ウェーハＷがワーク保持部６２２上に載置される。この場合、半導体ウェーハＷは、ワーク保持部６２２により吸着保持される。なお、一対のガイドレール１０の下降動作時においては、成膜用テーブル６２に設けられたクランプ部６３がガイドレール１０の逃げ部１０ａに収容される。その後、一対のガイドレール１０は、図４（ｃ）に示すように、成膜用テーブル６２の載置面を空けるように互いに離間するように移動し、保護膜形成機構６の筐体の外側に退避する。

一対のガイドレール１０が筐体外に退避すると、シャッター部６５が閉位置まで移動し、保護膜形成機構６内が密閉された状態となる（図５（ａ）参照）。そして、図５（ａ）に示すように、液状樹脂供給部６７のノズル部６７２が半導体ウェーハＷの中央部まで回動された後、液状樹脂が半導体ウェーハＷの上面に塗布される。そして、所定量の液状樹脂を塗布した後、ノズル部６７２は、半導体ウェーハＷ上から退避した位置に回動する。

その後、図５（ｂ）の矢印Ｂに示すように、テーブル支持部６２１が回転駆動され、これに伴ってワーク保持部６２２が回転する。成膜用テーブル６２のクランプ部６３は、ワーク保持部６２２の回転による遠心力で跳ね上げられ、環状フレーム１０４をクランプし、半導体ウェーハＷの移動を規制した状態となっている。このとき、ワーク保持部６２２の回転に伴って、半導体ウェーハＷの上面に塗布された液状樹脂が半導体ウェーハＷの上面全体に広げられる。これにより、半導体ウェーハＷの上面全体に液状樹脂からなる保護膜が形成される。なお、半導体ウェーハＷに保護膜として付着しなかった液状樹脂の液滴は、ワーク保持部６２２の回転による遠心力により半導体ウェーハＷの側方に飛散するが、シャッター部６５が閉位置に配置されていることから筐体外に飛散することはない。これらの液状樹脂の一部は、シャッター部６５の内壁に付着する。

このように液状樹脂を半導体ウェーハＷの上面全体に広げる際、図５（ｃ）の矢印Ｃに示すように、排気口６８を介して下向きに筐体内の空気が排気される。これにより、半導体ウェーハＷに保護膜として付着しなかった液状樹脂の一部（筐体内の空気中を舞っている液状樹脂）が筐体外に排出される。また、この排気動作と並行して洗浄液噴出口６２１ａから洗浄液が図５（ｃ）の矢印Ｄに示すように噴出され、シャッター部６５の内壁が洗浄される。これにより、シャッター部６５の内壁に付着した液状樹脂が除去され、筐体内の空気と共に筐体外に排出される。

テーブル支持部６２１の回転駆動が停止され、一定時間シャッター部６５の内壁が洗浄されると共に筐体内の空気が排気された後、洗浄動作および排気動作が停止される。これらの動作が停止されると、シャッター部６５が開位置まで移動し、プッシュプルアーム８１の通過が許容された状態となる。保護膜が形成された半導体ウェーハＷは、一対のガイドレール１０によってワーク保持部６２２から受け取られた後、プッシュプルアーム８１により保護膜形成機構６から搬出され、洗浄用テーブル５２に搬送される。このようにして保護膜形成機構６における保護膜形成時の動作が終了する。

ここで、本実施の形態に係るレーザー加工装置１による加工動作の一例について説明する。なお、保護膜形成機構６による保護膜形成動作については上述しているため、保護膜形成動作の詳細については省略して説明する。

レーザー加工装置１による加工動作は、まず、カセット３に収容された半導体ウェーハＷをプッシュプルアーム８１により引き出すことから開始される。プッシュプルアーム８１の搬送が開始されると、載置板４１が上下動して、高さ方向における半導体ウェーハＷの出し入れ位置が調整される。また、洗浄用テーブル５２の上方においては、一対のガイドレール９が半導体ウェーハＷをガイド可能に相互に接近され、成膜用テーブル６２の上方においては、一対のガイドレール１０が半導体ウェーハＷをガイド可能に相互に接近される。このとき、一対のガイドレール９、１０が、同一の高さ位置に調整されると共に、カセット３に収容された１つの半導体ウェーハＷの高さ位置が、一対のガイドレール９、１０によりガイド可能な位置に調整される。

次に、プッシュプルアーム８１がカセット３の出入口に移動され、環状フレーム１０４の後端側が第１の挟持部８８ａに挟持される。第１の挟持部８８ａにより環状フレーム１０４の後端側が挟持された状態で、プッシュプルアーム８１が後方側に移動される。そして、プッシュプルアーム８１が一対のガイドレール９の後端側まで後方側に移動され、第１の挟持部８８ａの環状フレーム１０４に対する挟持状態が解除される。このようにして、カセット３から半導体ウェーハＷが引き出され、一対のガイドレール９上に半導体ウェーハＷが仮置きされる。

続けて、半導体ウェーハＷを保護膜形成機構６に搬送する場合には、一対のガイドレール９上でプッシュプルアーム８１が半導体ウェーハＷの後端側から前端側に回り込むように移動される。この場合、プッシュプルアーム８１は、ロッド８４の伸縮により、半導体ウェーハＷの上方を通って回り込むように動作される。次に、環状フレーム１０４の前方側にプッシュプルアーム８１の第２の当接部８９ｂが当接され、プッシュプルアーム８１が保護膜形成機構６の出入口まで後方側に移動される。このようにして、一対のガイドレール９上から半導体ウェーハＷが押し出され、一対のガイドレール１０に半導体ウェーハＷが押し込まれる。

このとき、保護膜形成機構６のシャッター部６５は、開位置に配置されており、プッシュプルアーム８１の通過が許容されている。そして、半導体ウェーハＷが搬入された後、シャッター部６５が閉位置に移動され、保護膜形成機構６内が密閉された状態で半導体ウェーハＷの上面に液状樹脂からなる保護膜が形成される。保護膜が形成された後、一対のガイドレール１０が成膜用テーブル６２から半導体ウェーハＷを受け取りつつ上動され、一対のガイドレール９と同一の高さ位置に調整される。

次に、プッシュプルアーム８１が保護膜形成機構６の出入口に移動され、環状フレーム１０４の前端側が第２の挟持部８８ｂに挟持される。第２の挟持部８８ｂにより環状フレーム１０４の前端側が挟持された状態で、プッシュプルアーム８１が前方側に移動される。そして、プッシュプルアーム８１が一対のガイドレール９の前端側まで前方側に移動され、第２の挟持部８８ｂの環状フレーム１０４に対する挟持状態が解除される。このようにして、一対のガイドレール１０から半導体ウェーハＷが引き出され、一対のガイドレール９上に半導体ウェーハＷが仮置きされる。

ガイドレール９上に引き出された半導体ウェーハＷは、第１、第２のアッパーアーム１１、１２に搬送されてチャックテーブル７１に載置される。チャックテーブル７１に載置された半導体ウェーハＷは、レーザー加工機構７によりレーザー加工される。この場合、Ｘ軸テーブル２５の移動によりレーザー加工ヘッド７２のノズルが半導体ウェーハＷのストリート１０１に位置合わせされ、レーザー加工ヘッド７２により半導体ウェーハＷのストリート１０１にレーザー光線が照射される。半導体ウェーハＷにレーザー光線が照射されると、チャックテーブル７１がＹ軸方向に加工送りされ、半導体ウェーハＷの１本のストリート１０１が加工される。続いて、チャックテーブル７１がＸ軸方向に数ピッチ分だけ移動され、レーザー加工ヘッド７２のノズルが隣接するストリート１０１に位置合わせされる。そして、チャックテーブル７１がＹ軸方向に加工送りされ、半導体ウェーハＷの１本のストリート１０１が加工される。この動作が繰り返されて半導体ウェーハＷの一方向の全てのストリート１０１が加工される。

チャックテーブル７１上の半導体ウェーハＷの前後方向の全てのストリート１０１が加工されると、チャックテーブル７１が９０度回転され、半導体ウェーハＷの加工済みのストリート１０１に直交するストリート１０１の加工が開始される。そして、半導体ウェーハＷの全てのストリート１０１が加工されると、第１、第２のアッパーアーム１１、１２によりチャックテーブル７１から加工後の半導体ウェーハＷがピックアップされ、一対のガイドレール９上に載置される。

続けて、半導体ウェーハＷをカセット３に収容させる場合には、一対のガイドレール９上でプッシュプルアーム８１が半導体ウェーハＷの前端側から後端側に回り込むように移動される。なお、このプッシュプルアーム８１の移動は、半導体ウェーハＷに対するレーザー加工工程の間に行うようにしても良い。次に、環状フレーム１０４の後端側にプッシュプルアーム８１の第１の当接部８９ａが当接され、プッシュプルアーム８１が一対のガイドレール１１のカセット３の出入口まで移動される。このようにして、一対のガイドレール９上から半導体ウェーハＷが押し出され、カセット３に半導体ウェーハＷが押し込まれる。このようにしてレーザー加工装置１による一連の加工動作が終了する。

以上説明したように、本実施の形態に係るレーザー加工装置１によれば、保護膜形成機構６の筐体の一部を構成する凹部６６の底面に開口し、筐体内の空気を筐体外へ排出する排気口６８を設けたことから、筐体内に飛散等した液状樹脂を筐体の底面から排出することができるので、筐体内で飛散等した液状樹脂が半導体ウェーハＷの被加工面側に回って再付着するのを防止することが可能となる。これにより、筐体内に飛散等した液状樹脂の再付着に起因して、半導体ウェーハＷの被加工面に形成される保護膜の膜厚が均一にならない事態を防止することが可能となる。

特に、本実施の形態に係るレーザー加工装置１においては、ワーク保持部６２２で保持した状態の半導体ウェーハＷに液状樹脂を供給し、テーブル支持部６２１でワーク保持部６２２を高速回転させることで半導体ウェーハＷの上面全体に液状樹脂を広げている（スピンコート）。このようにワーク保持部６２２を回転駆動する際、保護膜を構成しなかった液状樹脂の液滴が飛散することになるが、本実施の形態に係るレーザー加工装置１においては、凹部６６の底面に形成した排気口６８から排出するようにしたことから、効果的に筐体内に飛散等した液状樹脂の液滴を排出でき、半導体ウェーハＷの被加工面に対する再付着を防止することができるものとなっている。

また、本実施の形態に係るレーザー加工装置１においては、凹部６６の底面に排気口６８を設ける一方、屋根部６４の上壁面にクリーンエア送入機構１３を配設していることから、保護膜形成機構６の筐体内に上方側から下方側に進む排気経路を形成することができるので、筐体内に飛散等した液状樹脂の液滴を排気口６８側に進み易くすることができ、半導体ウェーハＷの被加工面側への飛散等を効果的に抑制することができるものとなっている。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、上面に液状樹脂が供給された半導体ウェーハＷを高速回転させることで半導体ウェーハＷの上面全体に液状樹脂を広げる、所謂、スピンコートにより保護膜を形成する場合について説明しているが、保護膜の形成方法については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。保護膜形成機構６内で液状樹脂により保護膜を形成することができれば、いかなる形成方法を適用しても良い。

また、上記実施の形態においては、保護膜形成機構６の屋根部６４にクリーンエア送入機構１３および検出機構１４を配設する場合について説明しているが、屋根部６４に配設されるデバイスについては、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。保護膜形成機構６内に収容された半導体ウェーハＷとの関係で位置精度が要求される任意のデバイスや、複雑な配線が必要なデバイス等を配設することが可能である。

以上説明したように、本発明は、筐体内で飛散等した液状樹脂の被加工物の被加工面への再付着を防止することができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハの表面にデブリが付着するのを防ぐために半導体ウェーハの表面に保護膜を形成するレーザー加工装置に有用である。

１ レーザー加工装置
２ 基台
３ カセット
４ 搬入搬出機構
５ 洗浄機構
６ 保護膜形成機構
６１ 開口部
６２ 成膜用テーブル
６２１ テーブル支持部（回転駆動部）
６２１ａ 洗浄液噴出口
６２２ ワーク保持部（保持部）
６４ 屋根部（筐体の一部）
６５ シャッター部（筐体の一部）
６６ 凹部（筐体の一部）
６７ 液状樹脂供給部
６８ 排気口
６９ 排水口
７ レーザー加工機構
７１ チャックテーブル（保持テーブル）
７２ レーザー加工ヘッド
８ プッシュプル機構
８１ プッシュプルアーム
９、１０ ガイドレール
１１、１２ 第１、第２アッパーアーム
１３ クリーンエア送入機構
１４ 検出機構
Ｗ 半導体ウェーハ（ワーク）

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持テーブルと、前記被加工物の被加工面に液状樹脂からなる保護膜を形成する保護膜形成機構と、前記保持テーブルに保持された前記被加工物の被加工面にレーザービームを照射して加工を施すレーザー加工機構とを備え、
   前記保護膜形成機構は、被加工面を露出した状態で前記被加工物を保持する保持部と、前記被加工物を保持した前記保持部を鉛直方向に回転軸として回転させ、被加工面に供給された前記液状樹脂を当該被加工面全体に広げる回転駆動部と、前記保持部及び当該保持部に保持された前記被加工物を囲む筐体と、前記筐体の底面に開口し当該筐体内の空気を筐体外へ排出する排気口とを有することを特徴とするレーザー加工装置。
2. 前記筐体の上壁面を常に前記保持部に保持された前記被加工物の被加工面と対向配置させ、前記筐体の上壁面に、当該筐体内にクリーンエアを送り込むクリーンエア送入機構を配設したことを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装置。

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