JP5254653B2 - 保護膜被覆装置 - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ光線が照射されるウエーハの加工面に保護膜を被覆する保護膜被覆装置に関するものである。
ＩＣ，ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザ加工装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。レーザ加工装置によってウエーハを個々のデバイスに分割する場合、レーザ光線の照射によって発生するデブリが飛散してウエーハの加工面に付着しデバイスの品質を低下させるという問題がある。
このような問題に対して、ウエーハの加工面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成することで、デブリがウエーハの加工面に付着しないようにした保護膜被覆装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に示されるような保護膜被覆装置では、ウエーハの加工面に液状樹脂を被覆する液状樹脂噴射ノズルの噴射口に液状樹脂が固着して液状樹脂の噴射が阻害されることがある。この結果、保護膜の被覆が不十分となり、ウエーハの加工面の全面に保護膜が被覆されていない状態でレーザ加工してしまうことがあり、デブリ対策として不十分である。このため、保護膜被覆装置においては、レーザ加工前に保護膜（レジスト膜）の被覆状態を確認する必要がある。
そこで、レジスト膜が塗布された基板をヒータ上に載せて加熱し、基板の表面より放射される赤外線を赤外線カメラで検出するようにすれば、ウエーハ全面のレジスト膜の有無状態を検出することができる（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献２の方式によると、ヒータの熱のムラにより放射される赤外線にもムラが生じてしまい、ヒータのムラか、保護膜被覆時のムラかを画像処理で判別することが困難となる。この結果、保護膜被覆状態の検出の信頼性が損なわれてしまう。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、保持テーブルが有するヒータの熱のムラによる影響を受けることなく赤外線カメラを用いたウエーハの加工面上の保護膜の被覆状態の検出が可能な保護膜被覆装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる保護膜被覆装置は、粘着テープを介してリングフレームの開口部に貼着されたウエーハの加工面にレーザ光線を照射してレーザ加工を施す前に前記ウエーハの加工面に保護膜を被覆する保護膜被覆装置であって、ヒータを有する保持テーブルと、該保持テーブルに保持されて加熱された前記ウエーハの加工面に液状の樹脂を被覆して前記保護膜を形成する被覆手段と、前記保持テーブルの上側で前記リングフレームを保持するリングフレーム保持手段と、該リングフレーム保持手段に保持された前記リングフレームに貼着された前記ウエーハの全面を検出可能な上方位置に配設されて赤外線を検出する赤外線カメラと、を備え、前記保護膜の被覆状態の検出時には、前記ウエーハを保持していた保持テーブルを下降させることで、前記リングフレーム保持手段に保持された前記ウエーハの裏面と前記保持テーブルの保持面との間に所定の隙間を持たせた状態で、前記ヒータを加熱状態のまま所定の待機時間経過後に、前記赤外線カメラによって前記ウエーハの全面から放射される赤外線を検出するようにしたことを特徴とする。
本発明にかかる保護膜被覆装置によれば、保護膜の被覆状態の検出時には、リングフレーム保持手段に保持されたウエーハの裏面と保持テーブルの保持面との間に所定の隙間を持たせた状態で赤外線カメラによってウエーハの全面から放射される赤外線を検出するようにしたので、ウエーハを保持テーブルの保持面上に直接保持させた場合と異なり、所定の隙間を介することでヒータの熱が放射熱（輻射熱）となって伝わるため、熱のムラが緩和されることとなり、よって、赤外線カメラが検出する赤外線のムラは保護膜被覆状態に依存するムラとなり、画像処理時の負担を軽減しつつウエーハの加工面上の保護膜の被覆状態の検出を信頼性高く行うことができるという効果を奏する。
以下、本発明を実施するための最良の形態である保護膜被覆装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の保護膜被覆装置が一体に組み込まれたレーザ加工装置を示す外観斜視図である。本実施の形態のレーザ加工装置１は、加工送り方向であるＸ軸方向に移動自在に配設されてウエーハ１０を保持するチャックテーブル３を備える。チャックテーブル３は、載置面上に円盤状のウエーハ１０を図示しない吸引手段によって保持するもので、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。また、レーザ加工装置１は、チャックテーブル３に保持されたウエーハ１０にレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段４を備えている。レーザ光線照射手段４は、実質上水平に配設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レーザ発振器或いはＹＶＯ4レーザ発振器からなるパルスレーザ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光線発振手段が配設され、ケーシング４１の先端部には、パルスレーザ光線発振手段から発振されたパルスレーザ光線を集光するための集光器４２が装着されている。
また、レーザ加工装置１は、チャックテーブル３に保持されたウエーハ１０の表面を撮像し、集光器４２から照射されるレーザ光線によって加工すべき領域を検出する撮像手段５を備えている。撮像手段５は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（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。
さらに、レーザ加工装置１は、ウエーハ１０を収容するカセット１３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。ウエーハ１０は、リングフレーム１２の開口部１２ａに装着された粘着テープ１１の表面に貼着されており、粘着テープ１１を介して環状のリングフレーム１２に支持された状態でカセット１３に収容される。ウエーハ１０は、詳細は図示しないが、加工面に格子状に形成された複数の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ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。
また、レーザ加工装置１は、カセット１３に収納された加工前のウエーハ１０（環状のリングフレーム１２に装着された粘着テープ１１の表面に貼着された状態：以下同様）を搬出するとともに加工後のウエーハ１０をカセット１３に搬入するウエーハ搬出入手段１４と、ウエーハ搬出入手段１４によって搬出された加工前のウエーハ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ウエーハ１０の加工面に保護膜を被覆する保護膜被覆装置１００と、チャックテーブル３に保持された加工後のウエーハ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と、を備えている。ここで、第１の搬送経路と第２の搬送経路とは、それぞれ異なる搬送経路として設定されている。
また、レーザ加工装置１は、仮置きテーブル１５に搬出された加工前のウエーハ１０を保護膜被覆装置１００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、保護膜被覆装置１００によって保護膜が被覆された加工前のウエーハ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ウエーハ１０を洗浄手段８に搬送する第２の搬送手段１７とを備えている。
ここで、第１の搬送手段１６は、仮置きテーブル１５と保護膜被覆装置１００と洗浄手段８とに対して等距離の位置に配設されている。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ウエーハ１０を保護膜被覆装置１００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ウエーハ１０を仮置きテーブル１５に搬送する。また、第２の搬送手段１７は、チャックテーブル３と保護膜被覆装置１００と洗浄手段８との間でウエーハ１０を搬送し得る位置に配設されたもので、保護膜被覆装置１００によって保護膜が被覆された加工前のウエーハ１０をＸ軸方向に移動してチャックテーブル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ウエーハ１０を旋回動作によって洗浄手段８に搬送する。
次に、本実施の形態の保護膜被覆装置１００の構成について説明する。図２は、本実施の形態の保護膜被覆装置１００の構成例を示す概略斜視図であり、図３は、その動作例を順に示す簡略側面図である。本実施の形態の保護膜被覆装置１００は、保持テーブル１１０と被覆手段１２０とリングフレーム保持手段１３０と赤外線カメラ１４０と制御部１５０と報知手段１６０を備えている。
リングフレーム保持手段１３０は、カセット１３から第１の搬送手段１６によって保護膜被覆装置１００内に搬送されたウエーハ１０が貼着されたリングフレーム１２のみを保持するためのもので、保護膜被覆装置１００のフレーム仮置領域となる上部位置に配設されている。このリングフレーム保持手段１３０は、略Ｌ字状に形成されて対向する一対のフレームガイドレール１３１と、これら一対のフレームガイドレール１３１を接近・離間する方向に進退移動させる図示しないガイドレール駆動手段とからなる。一対のフレームガイドレール１３１は、両端付近でＹ軸方向に沿って設けられた図示しないガイド部材にガイドされて水平面内でＹ軸方向に接近・離反移動可能に支持されている。また、ガイドレール駆動手段は、ボールねじ構造等を用いて実現可能である。一対のフレームガイドレール１３１は、リングフレーム１２の支持を開放する開放位置と、リングフレーム１２を位置決め支持する挟持位置との間で進退移動される。
保持テーブル１１０は、一対のフレームガイドレール１３１間の中央位置に配設されてウエーハ１０をリングフレーム１２とともに吸着保持する保持面１１１を有する。また、保持テーブル１１０は、ウエーハ１０の加工面１０ａ上に被覆された保護膜１７０の乾燥を早めるためのヒータ１１２を内蔵している。また、保持テーブル１１０は、エアーシリンダ等により構成された昇降手段１１３により上下動自在に支持され、保持面１１１の位置が上下方向において変更自在とされている。
被覆手段１２０は、保持テーブル１１０に保持されてヒータ１１２で加熱された加工前のウエーハ１０の加工面１０ａに液状樹脂を被覆して保護膜１７０を形成するためのもので、リングフレーム保持手段１３０よりも下方位置に配設されている。この被覆手段１２０は、図示しない樹脂供給源に接続された複数の液状樹脂噴射ノズル１２１と、これら液状樹脂噴射ノズル１２１をＹ軸方向に往復移動させる図示しない駆動機構とを備えて、保持テーブル１１０に保持されたウエーハ１０全面の上空を横切って往復移動自在に設けられている。
赤外線カメラ１４０は、リングフレーム保持手段１３０に保持されたリングフレーム１２に貼着されたウエーハ１０の全面を検出可能なように上方位置に配設されてウエーハ１０の全面に亘って赤外線を検出するもので、赤外線の波長領域に感度を有する赤外線ＣＣＤ等からなる。この赤外線カメラ１４０は、検出時に保持テーブル１１０の上空に位置するよう図示しない移動機構により進退自在に設けられている。
制御部１５０は、赤外線カメラ１４０に接続されており、検出時の赤外線カメラ１４０の動作を制御するとともに、画像処理部１５１と判定部１５２とを備える。画像処理部１５１は、赤外線カメラ１４０により撮影された赤外線画像情報を取り込んで閾値処理等の必要な画像処理を施してムラを抽出するためのものである。判定部１５２は、画像処理部１５１で画像処理された赤外線画像上のムラの程度を所定の閾値と比較することで保護膜１７０の被覆状態の良否を判定するためのものである。また、報知手段１６０は、判定部１５２によって保護膜１７０の被覆状態が悪いと判定された場合には、ウエーハ１０の加工面１０ａに保護膜１７０が被覆されていない旨を報知するためのものである。本実施の形態の場合、表示手段６を利用し、保護膜１７０が被覆されていない旨を表示させることができる。
次に、動作について説明する。まず、保護膜被覆装置１００においては、図３（ａ）に示すように、一対のフレームガイドレール１３１はリングフレーム１２の保持が可能なフレーム仮置領域で挟持位置の状態で待機している。また、保持テーブル１１０は、下側位置に待機している。そして、リングフレーム１２に粘着テープ１１を介して貼着された加工前のウエーハ１０は、図３（ａ）に示すように、カセット１３側から第１の搬送手段１６によって保護膜被覆装置１００のフレーム仮置領域に位置するフレームガイドレール１３１上に載置され、リングフレーム１２部分が保持される。この状態で、図３（ａ）中に矢印で示すように昇降手段１１３の駆動によって保持テーブル１１０を上昇させる。
保持テーブル１１０の保持面１１１がウエーハ１０の裏面に接する位置まで上昇したら、図３（ｂ）に示すように、この保持面１１１によってリングフレーム１２を含めてウエーハ１０を吸着保持させるとともに、一対のフレームガイドレール１３１を開放位置に離間移動させる。そこで、今度は図３（ｃ）に示すように保持テーブル１１０を被覆作業位置まで下降させるとともに、待機位置に待機させていた被覆手段１２０を保持面１１１に保持されているウエーハ１０の加工面１０ａの上空を横切るように移動させながら液状樹脂を噴射させる。この際、ヒータ１１２は加熱状態にあり、保持テーブル１１０に保持されたウエーハ１０はヒータ１１２の熱によって温められている。加工面１０ａ上に噴射された液状樹脂は、経時的に硬化し、保護膜１７０として形成される。この保護膜１７０の厚さは、噴射させる液状樹脂の量によって決まる。
保護膜１７０の被覆作業が終了すると、被覆手段１２０を待機位置に退避させるとともに、図３（ｄ）に示すように、保持面１１１が一対のフレームガイドレール１３１の保持位置の高さを越える位置まで保持テーブル１１０を上昇させる。そして、一対のフレームガイドレール１３１を挟持位置に接近移動させ、一対のフレームガイドレール１３１によってリングフレーム１２を保持させる。
この状態で、図３（ｅ）に示すように、赤外線カメラ１４０を検出位置に進出させるとともに、ウエーハ１０を保持していた保持テーブル１１０を僅かな寸法ｄ分だけ下降させることで、ウエーハ１０の裏面１０ｂと保持テーブル１１０の保持面１１１との間に所定の寸法ｄ分の隙間１８０を形成させる。ここで、ヒータ１１２は加熱状態のままにある。この状態で、所定の待機時間を経てから、ウエーハ１０の全面を赤外線カメラ１４０で撮影する。隙間１８０の寸法ｄ、待機時間は、用いるヒータ１１２によって異なるが、寸法ｄは１〜５０ｍｍ程度、待機時間は１〜４０秒程度である。一例として、保護膜１７０の厚さが２００ｎｍで、ヒータ１１２の加熱温度が５０℃の場合であれば、所定の寸法ｄは３ｍｍ、所定の待機時間は３０〜４０秒の如く、設定される。
このような赤外線カメラ１４０による検出時には、ヒータ１１２が点灯状態にあり、ヒータ１１２が発する赤外線の透過状態が赤外線カメラ１４０によって撮像される。ここで、ウエーハ１０の加工面１０ａ上における保護膜１８０の被覆状態が全面に渡って均一となるよう良好に被覆されていれば、赤外線の透過状態にムラが生ぜず、赤外線カメラ１４０による撮像画像上においてもムラは生じない。一方、加工面１０ａ上において保護膜１８０が被覆されていない部分があると、その状態に応じて赤外線の透過状態にムラが生ずるため、赤外線カメラ１４０による撮像画像上においてムラが生ずる。
ここで、このような検出時に、仮にウエーハ１０がヒータ１１２を内蔵した保持テーブル１１０上に直接保持されていると、ヒータ１１２の熱のムラにより放射される赤外線にもムラが生じ、赤外線カメラ１４０による撮像画像上におけるムラの一因となり、保護膜１８０の被覆状態のムラによるものかの判別が困難である。この点、本実施の形態では、ウエーハ１０の裏面１０ｂと保持面１１１（ヒータ１１２）との間に所定寸法ｄの隙間１８０を介在させることでヒータ１１２の熱（遠赤外線）が放射熱（輻射熱）となって伝わるため、熱のムラが緩和される。特に、隙間１８０を持たせた状態で所定の待機時間を経てから撮像させることで熱（遠赤外線）の放射の均一性が向上する。よって、赤外線カメラが検出する赤外線のムラは保護膜被覆状態に依存するムラとなる。この結果、画像処理部１５１の負担を軽減させることができる。
このようにして赤外線カメラ１４０で撮像された画像は、制御部１５０中の画像処理部１５１に出力され、所定の閾値を用いた画像処理によって赤外線画像中のムラ部分が抽出される。そして、判定部１５２は、画像処理部１５１で画像処理された赤外線画像上のムラの程度を所定の閾値と比較することで保護膜１７０の被覆状態の良否を判定する。
判定部１５２による判定の結果、保護膜１７０が完全には被覆されていないと判定された場合には、制御部１５０はその旨を報知手段１６０を通じてオペレータに報知させる。この場合の対応としては、例えば、保護膜被覆装置１００により当該ウエーハ１０に対する保護膜被覆工程を再度実行して保護膜１７０を形成し直し、再度、保護膜１７０が正常に形成されているか否かを検出するようにしてもよい。この際、保護膜１７０を形成し直しても、保護膜１７０の形成が不十分だった場合には、保護膜被覆装置２００の樹脂液噴射ノズル１２１に液状樹脂が固着していないか否か等の点検・補修作業を行うようにしてもよい。この点検・補修作業は、判定部１５２からの最初の出力に基づき行うようにしてもよい。さらには、保護膜１７０の形成が不十分なウエーハ１０を取り除いて、後続の処理を進めるようにしてもよい。いずれにしても、ウエーハ１０の加工面全域に保護膜１７０が形成されていない状態で、後述するレーザ加工が施されることはない。
上述の保護膜チェック処理において、判定部１５２によりウエーハ１０の加工面全面に保護膜１７０が正常に形成されていると判定された場合には、ウエーハ１０は保護膜被覆装置１００からチャックテーブル３側に搬送され、通常通り、周知のレーザ加工に供される。
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、被覆手段としては、図示例のものに限らず、スピンナ方式で保護膜１７０を塗布形成する被覆手段であってもよい。また、本実施の形態では、レーザ加工装置１に一体に組み込まれた保護膜被覆装置１００の例で説明したが、保護膜被覆装置が単独で設けられている場合であっても同様に適用できる。
１０ ウエーハ
１０ａ 加工面
１０ｂ 裏面
１１ 粘着テープ
１２ リングフレーム
１２ａ 開口部
１００ 保護膜被覆装置
１１０ 保持テーブル
１１１ 保持面
１１２ ヒータ
１２０ 被覆手段
１３０ リングフレーム保持手段
１４０ 赤外線カメラ
１７０ 保護膜
１８０ 隙間
１０ａ 加工面
１０ｂ 裏面
１１ 粘着テープ
１２ リングフレーム
１２ａ 開口部
１００ 保護膜被覆装置
１１０ 保持テーブル
１１１ 保持面
１１２ ヒータ
１２０ 被覆手段
１３０ リングフレーム保持手段
１４０ 赤外線カメラ
１７０ 保護膜
１８０ 隙間
Claims (1)
- 粘着テープを介してリングフレームの開口部に貼着されたウエーハの加工面にレーザ光線を照射してレーザ加工を施す前に前記ウエーハの加工面に保護膜を被覆する保護膜被覆装置であって、
ヒータを有する保持テーブルと、
該保持テーブルに保持されて加熱された前記ウエーハの加工面に液状の樹脂を被覆して前記保護膜を形成する被覆手段と、
前記保持テーブルの上側で前記リングフレームを保持するリングフレーム保持手段と、
該リングフレーム保持手段に保持された前記リングフレームに貼着された前記ウエーハの全面を検出可能な上方位置に配設されて赤外線を検出する赤外線カメラと、
を備え、
前記保護膜の被覆状態の検出時には、前記ウエーハを保持していた保持テーブルを下降させることで、前記リングフレーム保持手段に保持された前記ウエーハの裏面と前記保持テーブルの保持面との間に所定の隙間を持たせた状態で、前記ヒータを加熱状態のまま所定の待機時間経過後に、前記赤外線カメラによって前記ウエーハの全面から放射される赤外線を検出するようにしたことを特徴とする保護膜被覆装置。
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