JP4777783B2

JP4777783B2 - レーザー加工装置

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Publication number: JP4777783B2
Application number: JP2006018025A
Authority: JP
Inventors: 直樹大宮
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: TWI392002B; JP2007201178A; TW200735197A

Description

本発明は、被加工物の所定の領域にレーザー光線を照射して所定の加工を施すレーザー加工装置に関する。

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半導体チップを製造している。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た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のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物であるウエーハ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ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。このような切削ブレードによってウエーハを切削すると、切断されたチップの切断面に欠けやクラックが発生するため、この欠けやクラックの影響を見込んでストリートの幅は５０μｍ程度に形成されている。しかるに、半導体チップのサイズが小型化されると、チップに占めるストリートの割合が大きくなり、生産性が低下する原因となる。また、切削ブレードによる切削においては、送り速度に限界があるとともに、切削屑の発生によりチップが汚染されるという問題がある。

また、近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをより微細に形成するために、シリコンウエーハの如き半導体ウエーハ本体の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体（Ｌｏｗ−ｋ膜）を積層せしめた形態の半導体ウエーハや、テストエレメント
グループ（Ｔｅｇ）と称する金属パターンが施された半導体ウエーハが実用化されている。低誘電率絶縁体（Ｌｏｗ−ｋ膜）を積層せしめた形態の半導体ウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、低誘電率絶縁体が剥離するという問題がある。また、テストエレメントグループ（Ｔｅｇ）と称する金属パターンが施された半導体ウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、金属パターンが銅等の粘りのある金属によって形成されているためにバリが発生するという問題がある。

一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、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。また、レーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成する方法は、低誘電率絶縁体層が剥離する問題を解消することができるとともに、バリが発生するという問題も解消することができる。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、このデブリがチップの表面に付着してチップ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等の保護被膜を被覆し、保護被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方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００４−１８８４７５号公報

しかるに、被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成装置と、保護被膜を通して被加工物にレーザー光線を照射するレーザー加工装置をそれぞれ設置することは工場スペースの面からも、また被加工物の装置間の搬送の面からも必ずしも効率的ではない。
そこで、被加工物の加工面に保護被膜を被覆するとともにレーザー加工後に保護膜を洗浄する保護被膜形成兼洗浄手段を備えたレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）
特開２００４−３２２１６８号公報

而して、上記公報に開示されたレーザー加工装置は、保護被膜形成兼洗浄手段が被加工物の加工面に保護被膜を被覆する機能とレーザー加工後に保護被膜を洗浄する機能を具備しているので、レーザー加工後の被加工物を洗浄している間には次の被加工物に保護被膜を被覆することはできない。従って、一つの被加工物に対して保護被膜被覆工程、レーザー加工工程、洗浄工程を実施した後でなければ次の被加工物に対して保護被膜被覆工程を実施することができないため、加工効率が悪い。

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、被加工物の加工面に保護被膜を被覆する機能とレーザー加工後に保護被膜を洗浄する機能を備え、かつ加工効率を良好にすることができるレーザー加工装置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、被加工物を収容したカセットが載置されるカセット載置テーブルと、該カセット載置テーブルに載置されたカセットから被加工物を搬出および搬入する搬出搬入手段と、該搬出搬入手段によって搬出された被加工物を仮置きする仮置きテーブルと、を具備するレーザー加工装置において、
該仮置きテーブルに搬出された加工前の被加工物を該チャックテーブルに搬送する第１の搬送経路に配設され、加工前の被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成手段と、
該チャックテーブルに保持された加工後の被加工物を該仮置きテーブルに搬送する第２の搬送経路に配設され、加工後の被加工物の加工面に被覆されている保護被膜を洗浄除去する洗浄手段と、
該仮置きテーブルに搬出された加工前の被加工物を該保護被膜形成手段に搬送するとともに該洗浄手段によって洗浄された加工後の被加工物を該仮置きテーブルに搬送する第１の搬送手段と、
該保護被膜形成手段によって保護被膜が被覆された加工前の被加工物を該チャックテーブルに搬送するとともに該チャックテーブルに保持された加工後の被加工物を該洗浄手段に搬送する第２の搬送手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

本発明によるレーザー加工装置は、保護被膜形成手段と洗浄手段を備えているので、レーザー光線照射工程が実施された被加工物に対して洗浄工程を実施している間に、次に加工する被加工物を保護被膜形成手段に搬送して保護被膜被覆工程を実施することができるので、生産効率を向上することができる。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置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レーザー加工装置の斜視図が示されている。
図１に示すレーザー加工装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング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。

図示のレーザー加工装置は、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。

図示のレーザー加工装置は、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制御手段に送る。また、図示のウエーハの分割装置は、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。

図示のレーザー加工装置は、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。なお、半導体ウエーハ１０は、図８に示すように表面１０ａに格子状に形成された複数の分割予定ライン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が形成されている。このように構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に表面１０ａを上側にして裏面が貼着される。

図示のレーザー加工装置は、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の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成手段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被膜を洗浄除去する洗浄手段８を具備している。なお、上記第１の搬送経路と第２の搬送経路は、それぞれ異なる搬送経路であることが重要である。また、図示のレーザー加工装置は、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を保護被膜形成手段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、保護被膜形成手段７によって保護被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、上記保護被膜形成手段７について、図２乃至図４を参照して説明する。
図示の実施形態における保護被膜形成手段７は、スピンナーテーブル機構７１と、該スピンナーテーブル機構７１を包囲して配設されたスピンナーテーブル収容手段７２を具備している。スピンナーテーブル機構７１は、スピンナーテーブル７１１と、該スピンナーテーブル７１１を回転駆動する電動モータ７１２と、該電動モータ７１２を上下方向に移動可能に支持する支持機構７１３を具備している。スピンナーテーブル７１１は多孔性材料から形成された吸着チャック７１１ａを具備しており、この吸着チャック７１１ａ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７１１は、吸着チャック７１１ａ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７１１上にウエーハを保持する。なお、スピンナーテーブル７１１には、上記環状のフレーム１１を固定するためのクランプ７１４が配設されている。電動モータ７１２は、その駆動軸７１２ａの上端に上記スピンナーテーブル７１１を連結する。上記支持機構７１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚７１３ａと、該支持脚７１３ａをそれぞれ連結し電動モータ７１２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７１３ｂとからなっている。このように構成された支持機構７１３は、エアシリンダ７１３ｂを作動することにより、電動モータ７１２およびスピンナーテーブル７１１を図３に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図４に示す下方位置である作業位置に位置付ける。

上記スピンナーテーブル収容手段７２は、収容容器７２１と、該収容容器７２１を支持する３本（図２には２本が示されている）の支持脚７２２と、上記電動モータ７１２の駆動軸７１２ａに装着されたカバー部材７２３とを具備している。収容容器７２１は、図３および図４に示すように円筒状の外側壁７２１ａと底壁７２１ｂと内側壁７２１ｃとからなっている。底壁７２１ｂの中央部には上記電動モータ７１２の駆動軸７１２ａが挿通する穴７２１ｄが設けられおり、この穴７２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁７２１ｃが形成されている。上記カバー部材７２３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７２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材７２３は、電動モータ７１２およびスピンナーテーブル７１１が図４に示す作業位置に位置付けられると、カバー部７２３ａが上記収容容器７２１を構成する内側壁７２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。

図示の保護被膜形成手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工前の被加工物である半導体ウエーハ１０の表面に、液状樹脂を供給する樹脂液供給手段７４を具備している。樹脂液供給手段７４は、スピンナーテーブル７１１に保持された加工前のウエーハの表面に向けて液状樹脂を供給する樹脂液供給ノズル７４１と、該樹脂液供給ノズル７４１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７４２を備えており、樹脂液供給ノズル７４１が図示しない樹脂液供給源に接続されている。樹脂液供給ノズル７４１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部７４１ａと、該ノズル部７４１ａの基端から下方に延びる支持部７４１ｂとからなっており、支持部７４１ｂが上記収容容器７２１を構成する底壁７２１ｂ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液状樹脂液供給源に接続されている。また、上記樹脂液供給ノズル７４１の支持部７４１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部７４１ｂ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、上記洗浄手段８について、図５乃至図７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、上記保護被膜形成手段７のスピンナーテーブル機構７１と同様に、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６に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図７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５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６および図７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６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７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と保護被膜形成手段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）を保護被膜形成手段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と保護被膜形成手段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、保護被膜形成手段７によって保護被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。

図示のレーザー加工装置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。
図１に示すように環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持された加工前の半導体ウエーハ１０（以下、単に半導体ウエーハ１０という）は、加工面である表面１０ａを上側にしてカセット１３の所定位置に収容されている。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を仮置き部１５ａに配設された仮置きテーブル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被膜形成手段７を構成するスピンナーテーブル７１１の吸着チャック７１１ａ上に搬送され、該吸着チャック７１１ａ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７１４によって固定される。このとき、スピンナーテーブル７１１は図３に示す被加工物搬入搬出位置に位置付けられており、樹脂供給ノズル７４１は図２および図３に示すようにスピンナーテーブル７１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。

加工前の半導体ウエーハ１０を保護被膜形成手段７のスピンナーテーブル７１１上に保持するウエーハ保持工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１を図４に示す作業位置に位置付け、電動モータ７４２を作動して樹脂液供給ノズル７４１を支持部７４１ｂを中心として揺動し、ノズル部７４１ａの先端をスピンナーテーブル７１１上に保持された半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａの中央領域の上方に位置付ける。次に、電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１(図２参照)を３００〜１０００rpm回転速度で回転する。従って、スピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ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）は、図９において矢印７０で示す方向に回転せしめられる。このように半導体ウエーハ１０が回転している状態で、図９に示すように樹脂液供給ノズル７４１のノズル部７４１ａから半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)の中央領域に所定量の液状樹脂１００を３０秒間程度滴下する。なお、液状樹脂１００は、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、ＰＥＧ（Poly Ethylene Glycol）、PEO(Poly Ethylene Oxide)等の水溶性のレジストが望ましい。この結果、半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)の中央領域に滴下された液状樹脂１００は、遠心力によって外周部まで流動し半導体ウエーハ１０の表面１０ａを被覆する。この液状の樹脂は経時的に硬化して、図１０に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０ａに保護被膜１１０を形成する（保護被膜被覆工程）。この保護被膜１１０の厚さは、上記樹脂液供給ノズル７４１から滴下される液状樹脂１００の量によって決まるが、１〜１０μm程度でよい。

上述した保護被膜被覆工程によって半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａに保護被膜１１０を被覆したならば、スピンナーテーブル７１１を図３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７１１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。そして、スピンナーテーブル７１１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、図示しない移動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および図示しない制御手段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が形成されている表面１０ａには保護被膜１１０が形成されているが、保護膜１１０が透明でない場合は赤外線で撮像して表面からアライメントすることができる。

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１１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１１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１１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即ち半導体ウエーハ１０を図１１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１１の（ｂ）で示すようにストリート１０１の他端（図１１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１２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１２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は保護被膜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。そして、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
パルス幅：０．１ns
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および図６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７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に被覆された保護被膜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、保護被膜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７１１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６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によって仮置き部１５ａに配設された仮置きテーブル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によって保護被膜形成手段７に搬送する。そして、保護被膜形成手段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被膜被覆工程を実施する。このようにして保護被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によって保護被膜形成手段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。このように、図示の実施形態においては、保護被膜形成手段７と洗浄手段８を備えているので、レーザー光線照射工程が実施された半導体ウエーハ１０に対して洗浄工程および乾燥工程を実施している間に、次に加工する半導体ウエーハ１０を保護被膜形成手段７に搬送して保護被膜被覆工程を実施することができるので、生産効率を向上することができる。

本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。図１に示すレーザー加工装置に装備される保護被膜形成手段の一部を破断して示す斜視図。図２に示す保護被膜形成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２に示す保護被膜形成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装置に装備される洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。図２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２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装置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１に示すレーザー加工装置によって実施される保護被膜被覆工程を示す説明図。保護被膜形成工程によって保護被膜が被覆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。図１に示すレーザー加工装置によるレーザー光線照射工程を示す説明図。図１１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：装置ハウジング
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：保護被膜形成手段
７１：スピンナーテーブル機構
７１１：スピンナーテーブル
７１２：電動モータ
７２：洗浄水受け手段
７４：樹脂液供給手段
７４１：樹脂液供給ノズル
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：保護被膜
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

Claims

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、被加工物を収容したカセットが載置されるカセット載置テーブルと、該カセット載置テーブルに載置されたカセットから被加工物を搬出および搬入する搬出搬入手段と、該搬出搬入手段によって搬出された被加工物を仮置きする仮置きテーブルと、を具備するレーザー加工装置において、
該仮置きテーブルに搬出された加工前の被加工物を該チャックテーブルに搬送する第１の搬送経路に配設され、加工前の被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成手段と、
該チャックテーブルに保持された加工後の被加工物を該仮置きテーブルに搬送する第２の搬送経路に配設され、加工後の被加工物の加工面に被覆されている保護被膜を洗浄除去する洗浄手段と、
該仮置きテーブルに搬出された加工前の被加工物を該保護被膜形成手段に搬送するとともに該洗浄手段によって洗浄された加工後の被加工物を該仮置きテーブルに搬送する第１の搬送手段と、
該保護被膜形成手段によって保護被膜が被覆された加工前の被加工物を該チャックテーブルに搬送するとともに該チャックテーブルに保持された加工後の被加工物を該洗浄手段に搬送する第２の搬送手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置。