JP5324180B2 - レーザ加工方法およびレーザ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ等のワークにレーザ光線を照射して溝加工や切断加工等を施すレーザ加工技術に係り、特に、スピンナテーブルに保持したワークの加工面に水溶性樹脂を塗布し、また、塗布した樹脂を除去する技術に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、略円板状の半導体ウェーハの表面に、格子状に配列された分割予定ラインによって多数の矩形状のチップ領域を区画し、これらチップ領域にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成した後、ウェーハに対して裏面研削等の必要な処理を行ってから、ウェーハを分割予定ラインに沿って切断して分割する、すなわちダイシングして、各チップ領域を半導体チップとして得ている。このようにして得られた半導体チップは、樹脂封止によりパッケージングされて、携帯電話やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の各種電気・電子機器に広く用いられている。

ウェーハを半導体チップにダイシングする手段としては、高速回転させた薄い円板状の切削ブレードをウェーハに切り込ませるブレードダイシングが一般的であった。一方、近年では、透過性のレーザ光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウェーハを溶融しながら溝加工や切断加工を施してダイシングするレーザダイシングも試みられている。（特許文献１参照）。ところでレーザダイシングの場合、レーザ光線照射時にデブリと呼ばれる蒸散成分の飛沫がウェーハの加工面に付着し、品質を低下させるという問題が生じていた。そこで本出願人は、ウェーハの加工面に水溶性樹脂で保護膜を形成した状態で当該加工面にレーザ光線を照射することにより、デブリは樹脂に付着してウェーハ表面には直接付着せず、品質を確保することができる技術を提案している（特許文献２参照）。

特開平１０−３０５４２０号公報 特開２００４−１８８４７５号公報

上記特許文献２に記載される技術では、レーザ加工時におけるウェーハへのデブリの付着が効果的に防止されるが、レーザ加工の前後に、樹脂塗布による保護膜の形成と保護膜の除去といった新たな２つの工程が付加されることになる。ところで、今般の半導体デバイス製造分野においては、大量生産の要求に応えるべく製造速度のさらなる高速化が品質とともに重要視されている。そこで、レーザ加工前後のこれら２つの工程の付加は、製造速度を高速化させる上では不利になるため、改良策が求められることとなった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、上記デブリによる悪影響を防止するためのレーザ加工前の保護膜の形成工程およびレーザ加工後の保護膜の除去工程に要する時間を短縮させて、品質を確保しながら製造速度の高速化も図ることができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供することを目的としている。

本発明のレーザ加工方法は、ワークの加工面に液状の水溶性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、ワークの加工面にレーザ光線を照射してレーザ加工を施すレーザ加工工程と、レーザ加工が施されたワークを洗浄する洗浄工程とを含むレーザ加工方法であって、樹脂塗布工程は、水溶性樹脂をワークの加工面にスピンコート法で塗布するスピンコート工程と、塗布された該水溶性樹脂に温風を供給して該水溶性樹脂を乾燥させる樹脂乾燥工程とを含み、洗浄工程は、ワークに塗布された水溶性樹脂に温水と温風が混合したミストを供給して該水溶性樹脂を除去する樹脂除去工程と、水溶性樹脂が除去されたワークに温風を供給して該ワークを乾燥させるワーク乾燥工程とを含むことを特徴としている。

本発明のレーザ加工方法によると、レーザ加工工程前の樹脂塗布工程においては、スピンコート法でワークの加工面に塗布した水溶性樹脂に温風を供給することにより、常温で放置して自然硬化させる場合に比して該水溶性樹脂の硬化が促進し、より速く硬化させることができる。硬化した水溶性樹脂は、ワークの加工面に保護膜として形成され、レーザ加工工程では、上記デブリが発生しても該保護膜に付着してワークの加工面には直接付着せず、品質が確保される。

温水と温風が混合したミストを水溶性樹脂（保護膜）に供給することにより該水溶性樹脂は洗い流されて除去されるが、温水と温風が混合したミストを使用することにより、常温の水を使用した場合と比べると該水溶性樹脂の融解が促進し、より速く洗い流すことができる。そして、この後の乾燥工程では、温風を供給してワークを乾燥させるため、ワークをより速く乾燥させることができる。このように本発明では、ワークへ塗布した水溶性樹脂の乾燥や該樹脂をワークから除去した後のワークの乾燥を温風で行い、また、ワークから該樹脂の除去する際の洗浄水として温水と温風が混合したミストを使用するので、それぞれの工程にかかる時間を、常温の水や空気を使用する場合に比べると短縮させることができ、製造速度の高速化に寄与する。

次に、本発明のレーザ加工装置は、上記レーザ加工方法を好適に実施し得るもので、ワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークにレーザ光線を照射してレーザ加工を施すレーザ加工手段と、ワークを保持して回転するスピンナテーブルと、該スピンナテーブルに保持されたレーザ加工前のワークの加工面に液状の水溶性樹脂を供給する樹脂供給手段と、スピンナテーブルに保持されたレーザ加工後のワークの加工面に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、スピンナテーブルに保持されたワークの加工面にエアを供給するエア供給手段とを有するスピンナ装置とを含むレーザ加工装置であって、樹脂供給手段は、水溶性樹脂を供給する樹脂源と、スピンナテーブルに保持されたワークの加工面に、樹脂源から送られる水溶性樹脂を供給する第１のノズルとを有し、洗浄水供給手段は、洗浄水を供給する水源と、該水源から送られる洗浄水を加熱して温水とする第１の熱源と、スピンナテーブルに保持されたワークに温水を供給する第２のノズルとを有し、エア供給手段は、エアを供給するエア源と、該エア源から送られるエアを加熱して温風とする第２の熱源と、スピンナテーブルに保持されたワークに温風を供給する第３のノズルとを有し、第２のノズルは、温水と温風を混合する混合機構を有し、該第２のノズルからワークに該温水と該温風が混合したミストを供給することを特徴としている。

本発明のレーザ加工装置では、上記の第１の熱源と第２の熱源を同一の熱源とする形態を含む。この形態によると、熱源を共有することにより省スペースならびに低コストを図ることができる。

また、本発明では、ワークの加工面に供給された水溶性樹脂を、温水と温風が混合したミストを噴出して除去することができ、該ミストによる洗浄効果の促進が図られる。また、温水に混合する温風として、上記第２の熱源で加熱された温風を使用するようにすれば、構成を簡素にすることができるので好ましい。

さらに本発明のレーザ加工装置では、上記の第１の熱源および第２の熱源が断熱材で覆われている形態は、装置周囲への熱の放散が抑えられるとともに、当該装置の他の部分への熱による影響を防ぐことができる。また、第１の熱源および第２の熱源の熱損失が抑えられて省エネルギー化が図られるとともに、外部からの温度変化の影響を受けにくくなって温度設定の精度が確保されるといった利点もある。

なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の半導体ウェーハや、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイアあるいはシリコン系の基板、各種電子部品、液晶表示装置を制御駆動するＬＣＤドライバ等の各種ドライバ、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。

本発明によれば、レーザ加工前にワークの加工面に水溶性樹脂を塗布して保護膜を形成する際には、該樹脂に温風を供給して硬化させ、レーザ加工後に該樹脂を洗浄する際には、温水と温風が混合したミストで該樹脂を融解させた後、ワークを温風で乾燥させるため、これらの工程に要する時間を短縮させることができ、結果として上記デブリの付着を防止して品質を確保しながら、製造速度の高速化を図ることができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は一実施形態のレーザ加工装置１０の全体を示しており、図２は背面側を示している。該装置１０は、図３に示す半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１をワークとするものであって、ウェーハ１を自動制御でダイシングするレーザダイシング装置である。

（１）ウェーハ
図３により先にウェーハ１を説明すると、このウェーハ１はシリコン等の単結晶材料からなる円板状のもので、外周部の一部には、結晶方位を示すマークとしてオリエンテーションフラット１ａが形成されている。ウェーハ１の表面（加工面）には、格子状に形成された分割予定ライン２により多数の矩形状のチップ３が区画されている。各チップ３の表面には、図示せぬＩＣやＬＳＩ等の電子回路が形成されている。ウェーハ１は、レーザ加工装置１０により全ての分割予定ライン２がレーザ加工されて個々のチップ３にダイシングされる。なお、この場合のダイシングは、厚さ方向に完全に貫通して切断するフルカットの他に、厚さの途中まで所定深さの溝を形成する溝加工を含む。溝加工した場合のウェーハは、後工程でさらに溝の残り厚さ部分をフルカットするか、あるいは応力を付与して割断することにより、多数のチップ３にダイシングされる。

ウェーハ１がレーザ加工装置１０に供給される際には、図３に示すように環状のフレーム４の内側に粘着テープ５を介して支持された状態とされる。フレーム４は、金属等の板材からなる剛性を有するものである。粘着テープ５は片面が粘着面とされたもので、その粘着面にフレーム４とウェーハ１が貼着される。粘着テープ５を介してウェーハ１を支持したフレーム４（以下、ウェーハ付きフレーム６と称する）は、図１に示すウェーハ収納用のカセット９内に、ウェーハ１を上側にした状態で収納される。カセット９には、多数のウェーハ付きフレーム６が水平、かつ上下方向に積層されて収納される。

（２）レーザ加工装置
（２−１）全体の構成
図１および図２の符号１１はキャビネットである。このキャビネット１１の内部には、レーザ加工手段１９が配設されている。レーザ加工手段１９としては、ＹＡＧレーザ発振器やＹＶＯ４レーザ発振器等のレーザ発振器で発振したレーザをレンズで集光して照射する構成を有するもの等が用いられる。なお、図１および図２にはレーザ加工手段１９の一部であってレーザ光線を下方に照射するレーザヘッドを図示している。

キャビネット１１のＹ方向一端側（図１で手前側）には、タッチパネル式の操作表示盤１２が設けられており、レーザ加工の自動運転に係わる各種設定などは、この操作表示盤１２を利用して行われる。また、操作表示盤１２には、内部の運転状況を表示する機能なども付加されている。操作表示盤１２の上方の、キャビネット１１の天板には、運転状態を表示したり警告を発したりする表示灯１３が取り付けられている。

キャビネット１１の側面１１ａ側には、基台１４が併設されている。この基台１４上の中央が、円板状のチャックテーブル（保持手段）２０に対してウェーハ１を着脱するウェーハ着脱位置に設定されている。チャックテーブル２０は、基台１４上のウェーハ着脱位置と、キャビネット１１内のレーザ加工手段１９による加工位置との間をＸ方向に往復移動させられる。図２で示すチャックテーブル２０は、加工位置に位置付けられている。ウェーハ着脱位置の、図１においてＹ方向手前側にはカセット台１５が配設され、反対側のＹ方向奥側には本発明に係るスピンナ装置６０Ａが配設されている。

多数のウェーハ付きフレーム６が収納された上記カセット９は、カセット台１５にセットされる。カセット台１５は昇降可能なエレベータ式であり、昇降することによってカセット内の１つのウェーハ付きフレーム６が、一定高さの引き出し位置に位置付けられるようになっている。

カセット台１５にセットされたカセット９内のウェーハ付きフレーム６は、上記引き出し位置からチャックテーブル２０に移されて保持される。チャックテーブル２０は一般周知の真空チャック式のもので、矩形状のベーステーブル２１に、Ｚ方向（上下方向）を回転軸として回転自在に支持されており、ベーステーブル２１内に配設された図示せぬ回転駆動機構によって一方向または両方向に回転させられる。

基台１４上のウェーハ着脱位置から、キャビネット１１内のレーザ加工手段１９による加工位置にわたっては、Ｘ方向に延びる矩形状の凹所１６がベーステーブル２１の移動スペースとして設けられている。ベーステーブル２１は、凹所１６の底面に設けられた図示せぬ往復移動手段によってＸ方向に往復移動させられるようになっており、したがってチャックテーブル２０はベーステーブル２１とともにＸ方向に往復移動させられる。ベーステーブル２１のＸ方向の両端部には、蛇腹状のカバー１７がそれぞれ取り付けられている。これらカバー１７は、凹所１６内に塵埃等が落下することを防ぐもので、ベーステーブル２１の移動に追従して伸縮する。

チャックテーブル２０には図示せぬバキューム装置が接続されており、このバキューム装置が運転されると、チャックテーブル２０の上方の空気が吸引され、この空気吸引作用により、ウェーハ１がチャックテーブル２０の上面に吸着されて保持されるようになっている。チャックテーブル２０の外径はウェーハ１とほぼ同等であり、ウェーハ１の全体がチャックテーブル２０の上面に密着して同心状に保持される。また、ウェーハ１の周囲のフレーム４は、チャックテーブル２０の外周面に取り付けられた複数のクランプ２２で把持されて保持される。これらクランプ２２はフレーム４を着脱可能に把持するもので、Ｘ方向およびＹ方向に沿った位置に計４つ配設されている。

上記スピンナ装置６０Ａは、ウェーハ付きフレーム６が保持されるスピンナテーブル７０を有している。スピンナテーブル７０は、上記チャックテーブル２０と同様の真空チャック式のもので、空気吸引作用によりウェーハ付きフレーム６を上面に吸着して保持する。スピンナ装置６０Ａでは、レーザ加工前に、ウェーハ１の加工面である表面に水溶性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、レーザ加工後のウェーハ１を洗浄する洗浄工程が行われる。このスピンナ装置６０Ａに関しては後で詳述する。

次に、図１によりウェーハ付きフレーム６を搬送する搬送系を説明する。
上記カセット９内に収納され、カセット台１５の昇降動作によって上記引き出し位置に位置付けられた１枚のウェーハ付きフレーム６は、把持機構３０によってＹ方向奥側に水平に引き出され、ウェーハ着脱位置の上方に配設された一対のＹ方向に延びる位置決めバー３５で受けられる。把持機構３０は、キャビネット１１の側面１１ａに設けられたリニアガイド３１によってＹ方向に往復移動させられるアーム３２の先端に、フレーム４を把持するクランプ部３３が設けられたものである。一対の位置決めバー３５はＸ方向に離間している。そして、一対の位置決めバー３５はＸ方向に同期して互いに近付いたり離れたりするように作動し、両者の中間位置が常にチャックテーブル２０の中心に一致するようになされている。

ウェーハ付きフレーム６は、把持機構３０のクランプ部３３によって把持され、アーム３２の移動によって２つの位置決めバー３５に架け渡される状態に載置される。そして位置決めバー３５が互いに近付いてフレーム４の外周縁に接触することによりウェーハ付きフレーム６のＸ方向の位置決めがなされる。なお、Ｙ方向の位置決めはアーム３２の移動によってなされる。これによりウェーハ１は、チャックテーブル２０と同心状にセンタリング（Ｘ・Ｙ方向の位置決め）される。

次に、位置決めバー３５で支持されているフレーム４が、上方の第１の搬送機構４０によって吸着、保持され、この後、位置決めバー３５は離間し、ウェーハ付きフレーム６は第１の搬送機構４０のみで保持される。第１の搬送機構４０は、キャビネット１１の側面１１ａに設けられたリニアガイド４１に沿ってＹ方向に往復移動させられる伸縮アーム４２の先端に、フレーム４の上面に吸着して該フレーム４を保持する複数の真空吸着パッド４３が設けられたものである。

第１の搬送機構４０の伸縮アーム４２はＺ方向に伸縮するように作動し、伸縮アーム４２が下方に伸び、真空吸着パッド４３の真空吸着が解除されると、ウェーハ１は、ウェーハ着脱位置に位置付けられているチャックテーブル２０上に載置される。また、第１の搬送機構４０によると、伸縮アーム４２が下方に伸びた状態でチャックテーブル２０上のウェーハ付きフレーム６が真空吸着パッド４３で吸着、保持され、伸縮アーム４２が、上方に縮小してウェーハ１を上昇させてからＹ方向奥側に移動し、次いで下方に伸びて真空吸着パッド４３の真空吸着が解除されることにより、ウェーハ付きフレーム６はスピンナ装置６０Ａのスピンナテーブル７０に同心状に載置される。

スピンナテーブル７０上のウェーハ付きフレーム６は、第２の搬送機構５０によって上記位置決めバー３５に戻される。第２の搬送機構５０は第１の搬送機構４０と同様の構成であって、キャビネット１１の側面１１ａのリニアガイド４１の下側に設けられたリニアガイド５１に沿ってＹ方向に往復移動させられる伸縮アーム５２の先端に、フレーム４の上面に吸着して該フレーム４を保持する複数の真空吸着パッド５３が設けられたものである。

第２の搬送機構５０によると、伸縮アーム５２が伸びて真空吸着パッド５３によりウェーハ付きフレーム６のフレーム４が吸着、保持され、次いで伸縮アーム５２が縮小してからＹ方向手前側に移動し、再び伸縮アーム５２が伸びて真空吸着パッド５３の真空吸着が解除されることにより、ウェーハ付きフレーム６は位置決めバー３５に載置される。位置決めバー３５に載置されたウェーハ付きフレーム６は、上記把持機構３０によってフレーム４が把持され、アーム３２がＹ方向手前側に移動することによりカセット９内に再び収納される。

なお、図２に示すように、上記搬送系や、ウェーハ着脱位置およびスピンナ装置６０Ａの上方空間は、カバー部材１１ｂ，１１ｃにより覆われている。図１では、カバー部材１１ｂ，１１ｃの内部を示すためにこれらカバー部材１１ｂ，１１ｃを示していない。

（２−２）第１の実施形態に係るスピンナ装置の構成
以上はレーザ加工装置１０の全体構成であり、続いて図４を参照して第１の実施形態に係るスピンナ装置６０Ａを説明する。このスピンナ装置６０Ａは、円筒状のケーシング６１とケーシング６１を支持する支持台６２とを備えている。支持台６２は、水平に設置される板状のベース６３と、このベース６３上に立設された複数の脚部６４と、これら脚部６４の上端に固定された受け部６５とからなっている。受け部６５は円形の皿状に形成されたもので、この受け部６５にケーシング６１が上側から嵌め込まれて支持されている。

受け部６５に支持されたケーシング６１は、軸心がほぼ鉛直方向に沿った状態となっており、このケーシング６１の内部に、上記スピンナテーブル７０がケーシング６１と同心状に配設されている。スピンナテーブル７０は、円板状の枠体７１の上面に多孔質体からなる円板状の吸着部７２が嵌合されて構成されたものである。吸着部７２は枠体７１と同心状でスピンナテーブル７０の上面の大部分を占めており、吸着部７２の上面と吸着部７２の周囲の環状の枠体７１の上面とは同一平面とされている。

スピンナテーブル７０には図示せぬバキューム装置が接続されており、このバキューム装置が運転されると、スピンナテーブル７０の上方の空気が吸引され、この空気吸引作用により、スピンナテーブル７０に同心状に載置されたウェーハ付きフレーム６が吸着部７２に吸着されて保持されるようになっている。

スピンナテーブル７０の枠体７１の外径はフレーム４の外径とほぼ同等であり、また、吸着部７２の外径はウェーハ１の外径とほぼ同等とされている。したがって、ウェーハ付きフレーム６がスピンナテーブル７０に同心状に載置されると、フレーム４と枠体７１の外周縁がほぼ一致し、かつ、ウェーハ１の全体が吸着部７２に密着して保持されるようになっている。

また、ウェーハ付きフレーム６のフレーム４は、スピンナテーブル７０の外周面に取り付けられた複数のクランプ７３で把持されて保持される。これらクランプ７３はフレーム４を着脱可能に把持するもので、フレーム４を上方から覆うカバー部７３ａを有している。クランプ７３は、上記第２の搬送機構５０の真空吸着パッド５３に対応する位置に配設されており、フレーム４がカバー部７３ａで覆われた箇所に、各真空吸着パッド５３が吸着することが可能とされている。

支持台６２のベース６３上には、スピンナテーブル７０を回転させるモータ７４が固定されている。このモータ７４の駆動軸７４ａ（図６に示す）は上方に延びており、受け部６５を貫通してケーシング６１内に挿入されている。そして駆動軸７４ａの先端はスピンナテーブル７０の枠体７１の中心に接続されており、モータ７４が作動するとスピンナテーブル７０は一方向に回転するようになっている。

また、スピンナテーブル７０は、図示せぬ昇降機構によって昇降させられるようになっており、この昇降機構によってスピンナテーブル７０はケーシング６１から上方に出たウェーハ受け渡し位置と、ウェーハ受け渡し位置からケーシング６１内に下降した処理位置に位置付けられる。なお、モータ７４の駆動軸７４ａはスピンナテーブル７０の昇降に追随可能なように、例えば伸縮自在な構造とされている。スピンナ装置６０Ａは上記基台１４の内部に収容されており、図１で示すスピンナ装置６０Ａは、スピンナテーブル７０がウェーハ受け渡し位置に上昇した状態を示している。ウェーハ受け渡し位置に上昇したスピンナテーブル７０は基台１４の上面とほぼ同じ高さになるようになされている。

ケーシング６１内には、先端が下方に向かって屈曲した水平方向に延びる３つのノズル（第１のノズル８１，第２のノズル８２，第３のノズル８３）が設けられている。この場合、第１のノズル８１が単独であって第１の配管基部８１Ａに水平旋回可能に支持されている。また、第２のノズル８２と第３のノズル８３は上下に並列して１組とされており、第１の配管基部８１Ａとスピンナテーブル７０の中心を挟んだ位置に配置された第２の配管基部８２Ａに、水平旋回可能に支持されている。第１のノズル８１と、第２および第３のノズル８２，８３とは、配管基部から延びる方向が互い違いの方向とされている。

各配管基部８１Ａ，８２Ａはケーシング６１の内壁近傍に配設されている。そして各ノズル８１，８２，８３は、ケーシング６１の内壁に近接した通常位置においては、スピンナテーブル７０よりも外周側にあり、スピンナテーブル７０が昇降する際、スピンナテーブル７０に保持されているウェーハ付きフレーム６のフレーム４に干渉しない位置に退避するようになされている。そして各ノズル８１，８２，８３は、スピンナテーブル７０が処理位置に位置付けられている時（図４はその状態を示している）に、退避位置からスピンナテーブル７０の上方において水平旋回するように作動する。

第１のノズル８１には、液状の水溶性樹脂を供給する樹脂源８４に接続された配管８４Ａが接続されている。第１のノズル８１には樹脂源８４から配管８４Ａを介して液状の水溶性樹脂が送られ、第１のノズル８１の先端から該樹脂が滴下されるようになっている。使用される水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等の水溶性レジストが好ましく用いられる。

また、第２のノズル８２には、洗浄水を供給する水源８５に接続された配管８５Ａが接続されている。第２のノズル８２には水源８５から配管８５Ａを介して洗浄水が送られ、第２のノズル８２の先端から該洗浄水が吐出されるようになっている。使用される洗浄水としては、純水、あるいは静電気防止のためにＣＯ_２が混入された純水が好ましく用いられる。第２のノズル８２の先端から吐出される洗浄水の吐出圧は、例えば０．４ＭＰａ程度に調節される。

さらに、第３のノズル８３には、エアを供給するエア源８６に接続された配管８６Ａが接続されている。第３のノズル８３にはエア源８６から配管８６Ａを介してエアが送られ、第３のノズル８３の先端から該エアが噴出されるようになっている。第３のノズル８３の先端から噴出されるエアは乾燥状態であることが好ましく、また、噴出圧は、例えば０．４ＭＰａ程度に調節される。

第２のノズル８２に洗浄水を送る配管８５Ａは、第１の熱源９１を通過させられており、第３のノズル８３にエアを送る配管８６Ａは、第２の熱源９２を通過させられている。各熱源９１，９２は別体であるが近接して配設されており、これら熱源９１，９２は、断熱性を有する１つのハウジング９５内に収容されている。

水源８５から第２のノズル８２に送られる洗浄水は第１の熱源９１で加熱され、第２のノズル８２の先端からは温水となった洗浄水が吐出される。また、エア源８６から第３のノズル８３に送られるエアは第２の熱源９２で加熱され、第３のノズル８３の先端からは加熱されたエアが温風となって噴出される。洗浄水は常温（例えば２５℃程度）よりも高温から８０℃程度までの間に加熱されると好ましく、また、エアは常温よりも高温から１２０℃程度までの間に加熱されると好ましい。洗浄水やエアの温度に関しては、デバイスごとに熱の影響の受けやすさが異なったりデバイスごとに表面形状が異なったりすることから水溶性樹脂の塗布状態が変わってくるため、これらのことを考慮し、加工するデバイスに応じて温度条件が設定される。各熱源９１，９２は、例えば工業用の電熱ヒータ等が適宜に選択されるが、洗浄水やエアを適宜に加熱することができるものであれば種類は限定されない。

この第１の実施形態では、上記の樹脂源８４と第１のノズル８１とにより樹脂供給手段８７が構成されている。また、水源８５と第１の熱源９１と第２のノズル８２とにより洗浄水供給手段８８が構成されている。また、エア源８６と第２の熱源９２と第３のノズル８３とによりエア供給手段８９が構成されている。なお、図示はしていないが、受け部６５には、洗浄水や樹脂を所定の処理設備に排出するための排液口が設けられているとともに、この排液口には排液管が接続されている。

（２−３）レーザ加工装置の動作
次に、上記レーザ加工装置１０によってウェーハ１の分割予定ライン２にレーザ加工を施す動作を説明する。なお、図５は該動作の過程を示している。図５中、Ｃ／Ｔはチャックテーブル２０のことである。

（２−３−１）樹脂塗布工程
カセット９内に収納され、カセット台１５の昇降動作によって引き出し位置に位置付けられた１枚のウェーハ付きフレーム６が把持機構３０によって引き出され、位置決めバー３５に載置されてＸ・Ｙ方向の位置決めがなされる。次いで、位置決めバー３５上のウェーハ付きフレーム６のフレーム４が、第１の搬送機構４０によってスピンナ装置６０Ａの上方に搬送される。そして、予めバキューム装置が運転され、かつ、ウェーハ受け渡し位置に上昇して待機しているスピンナテーブル７０に、ウェーハ付きフレーム６が同心状に吸着、保持される。また、これと同時にクランプ７３によってフレーム４が保持される。

ウェーハ付きフレーム６が第１の搬送機構４０の真空吸着パッド４３からスピンナテーブル７０に受け渡されると、スピンナテーブル７０が処理位置に下降し、ウェーハ１の表面全面に、以下のようにして水溶性の液状樹脂が塗布される（スピンコート工程）。

まず、第１のノズル８１がケーシング６１の内側に旋回してその先端が図６（ａ）に示すようにウェーハ１の中心付近の直上に位置付けられ、液状の水溶性樹脂Ｐが第１のノズル８１の先端からウェーハ１の表面の中心付近に滴下される。樹脂Ｐの滴下が開始されたら、続いてモータ７４を作動させてスピンナテーブル７０を一方向に回転させ、所定の滴下時間が経過したら回転を停止する。ウェーハ１に滴下された樹脂Ｐは、図６（ｂ）〜（ｃ）に示すように、スピンナテーブル７０の回転によって発生している遠心力の作用で外周側に広がり、ウェーハ１の表面全面に行き渡ってスピンコートされる。

なお、スピンコート時のスピンナテーブル７０の回転速度と回転速度は、樹脂Ｐがウェーハ１の表面を十分に被覆する程度に設定され、例えば、回転速度は５００〜３０００ｒｐｍ程度、回転時間は３０〜１２０秒程度とされる。また、樹脂Ｐの膜厚は、例えば０．１〜１０μｍ程度とされる。

樹脂Ｐのスピンコートが完了したら、スピンナテーブル７０の回転を続行させたまま、第１のノズル８１を退避させるとともに、一体となっている第２のノズル８２と第３のノズル８３をケーシング６１の内側に旋回させる。そして第３のノズル８３の先端から温風を噴出させ、ウェーハ１の表面に塗布された樹脂Ｐに温風を吹き付けて樹脂Ｐを乾燥させる（樹脂乾燥工程）。第３のノズル８３は往復旋回が何回か繰り返され、ウェーハ１の表面全面に温風がまんべんなく吹き付けられる。樹脂Ｐは、温風の吹き付けによって速やかに乾燥して硬化し、保護膜Ｐ１に形成される。

以上によりウェーハ１への水溶性樹脂の塗布および乾燥による保護膜Ｐ１の形成は終了し、スピンナテーブル７０の回転が停止され、さらにスピンナテーブル７０がウェーハ受け渡し位置に上昇させられる。次に、スピンナテーブル７０上のウェーハ付きフレーム６のフレーム４が第２の搬送機構５０の真空吸着パッド５３に吸着、保持され、第２の搬送機構５０によりウェーハ付きフレーム６はチャックテーブル２０まで搬送され、チャックテーブル２０に保持される。なお、フレーム４の真空吸着パッド５３が吸着する箇所は、クランプ７３のカバー部７３ａで覆われた箇所とされる。カバー部７３ａで覆われた箇所は、上記スピンコート時に樹脂Ｐが飛散してもその飛散樹脂がカバー部７３ａで覆われているので樹脂が付着せず、このため、真空吸着パッド５３がフレーム４の表面に直接吸着し、フレーム４が確実に保持される。

（２−３−２）レーザ加工工程
次いで、ウェーハ１へのレーザ加工に移る。それにはまず、ウェーハ付きフレーム６を吸着、保持したチャックテーブル２０が、ベーステーブル２１が移動することによりキャビネット１１内の加工位置に移動させられる。そしてこの加工位置で、レーザ加工手段１９によりウェーハ１の分割予定ライン２にレーザ光線が照射されてレーザ加工が施され、ウェーハ１がダイシングされる。

ここで、ウェーハ１にレーザ光線が照射されると前述したデブリが発生する場合があるが、デブリは保護膜Ｐ１の表面に付着してウェーハ１の表面には直接付着せず、これによってチップ３の品質が確保される。

ダイシングは、例えば、チャックテーブル２０をＸ方向に加工送りしながらレーザ光線を分割予定ライン２に照射することと、レーザ加工手段１９がＹ方向に移動してレーザ光線照射位置を分割予定ライン２に合わせる割り出し送りとが交互に繰り返されるといった動作によって遂行される。レーザ加工でウェーハ１をフルカットする場合、ウェーハ１は多数のチップ３に分割されるが、チップ３は粘着テープ５に貼り付いたままの状態でありウェーハ１としての形態は保たれる。全ての分割予定ライン２にレーザ加工が施されてウェーハ１のダイシングが完了したら、チャックテーブル２０がウェーハ着脱位置に戻り、次いで、ウェーハ付きフレーム６は洗浄工程に送られる。

（２−３−３）洗浄工程
ウェーハ１がダイシングされたウェーハ付きフレーム６は、ウェーハ着脱位置にあるチャックテーブル２０から、第１の搬送機構４０によって再びスピンナ装置６０Ａまで搬送され、ウェーハ受け渡し位置で待機しているスピンナテーブル７０に吸着、保持される。

続いて、スピンナテーブル７０は処理位置に下降させられ、回転が開始される。そして第２のノズル８２の先端から温水を吐出させながら、第２、第３のノズル８２，８３を往復旋回させて、温水を保護膜Ｐ１の全面にまんべんなくかける。これによって水溶性の樹脂からなる保護膜Ｐ１は速やかに融解し、ウェーハ１の表面から樹脂Ｐが洗い流されて除去される（樹脂除去工程）。

ウェーハ１の表面の保護膜Ｐ１が完全に除去されたら、第２のノズル８２からの温水の吐出を停止し、続いてスピンナテーブル７０の回転、ならびに第２，第３のノズル８２，８３の往復旋回を続行したまま、第３のノズル８３の先端から温風を噴出させる。温風は露出したウェーハ１の表面全面にまんべんなく吹き付けられ、さらに遠心力で水分が吹き飛ぶ作用も相まって、ウェーハ１は速やかに乾燥処理される（ウェーハ乾燥工程）。この後、スピンナテーブル７０がウェーハ受け渡し位置に上昇させられる。

（２−３−４）カセットへの格納
以上のようにしてウェーハ１の表面への保護膜Ｐ１の形成、レーザ加工によるウェーハ１のダイシング、保護膜Ｐ１を除去するウェーハ１の洗浄といった各工程を経たウェーハ付きフレーム６は、第２の搬送機構５０によってスピンナテーブル７０から位置決めバー３５に移され、次いで把持機構３０によってカセット９に戻される。

以上の一連の動作が、カセット９内の全てのウェーハ１に対して遂行される。そして、カセット９内のウェーハ１が全てダイシング済みのものになったら、カセット９が次のチップピックアップ工程に搬送され、粘着テープ５から各チップ３がピックアップされて個々のチップ３を得る。

（２−４）レーザ加工装置の作用効果
上記実施形態のレーザ加工装置１０によれば、レーザ加工前の樹脂塗布工程においては、スピンコート法でウェーハ１の表面に水溶性樹脂Ｐを塗布した後、塗布した樹脂Ｐに第３のノズル８３から温風を吹き付けて樹脂Ｐを硬化させ、保護膜Ｐ１を形成している。樹脂Ｐは、常温で放置して自然硬化させる場合よりも、このように温風を吹き付けることにより、乾燥から硬化に至る反応が大幅に促進し、このため、樹脂Ｐをより速く硬化させることができる。すなわち、樹脂塗布工程に要する時間が大幅に短縮される。

また、レーザ加工後の洗浄工程においては、温水を保護膜Ｐ１に供給することにより樹脂Ｐは洗い流されて除去されるが、温水を使用することにより、常温の水を使用した場合と比べると樹脂Ｐの融解作用が大幅に促進し、より速く洗い流すことができる。そして、この後の乾燥工程では、温風を吹き付けてウェーハ１を乾燥させるため、ウェーハ１をより速く乾燥させることができる。

このように本実施形態では、ウェーハ１に塗布した樹脂Ｐの乾燥や、樹脂Ｐをウェーハ１から除去した後のウェーハ１の乾燥を、いずれも温風で行い、また、洗浄工程においてウェーハ１から樹脂を除去する際の洗浄水として温水を使用している。このため、これらの工程に要する時間を、常温の水や空気を使用する場合に比べると大幅に短縮させることができ、その結果、ウェーハ１の表面に樹脂を塗布するといった工程を備えながらも、チップ３をウェーハ１から得る全体の製造速度をなるべく速くすることができる。

また、上記の第１の熱源９１および第２の熱源９２が断熱性を有するハウジング９５で覆われているため、各熱源９１，９２の周囲への熱の放散が抑えられるとともに、熱源９１，９２以外のレーザ加工装置１０の他の部分への熱による影響を防ぐことができる。また、各熱源９１，９２の熱損失がハウジング９５で抑えられて省エネルギー化が図られる。さらに、各熱源９１，９２はハウジング９５があることによって外部からの温度変化の影響を受けにくくなり、このため温度設定の精度が確保されるといった利点もある。

（３）第２の実施形態に係るスピンナ装置
次に、図７を参照して第２の実施形態に係るスピンナ装置６０Ｂを説明する。
このスピンナ装置６０Ｂにおいては、熱源が１つである。この熱源９１Ａに、水源８５側の配管８５Ａとエア源８６側の配管８６Ａが通過しており、洗浄水とエアは、ともに１つの熱源９１Ａによって加熱されるようになっている。換言するならば、上記実施形態の洗浄水を加熱する第１の熱源９１とエアを加熱する第２の熱源９２が、同一の熱源９１Ａとして構成されている。このように熱源を１つとして共有することにより、省スペースならびに低コストを図ることができる。

また、第２の実施形態のスピンナ装置６０Ｂでは、洗浄水を吐出する第２のノズル８２には第３のノズル８３に供給される温風が配管８５ａを介して混合され、第２のノズル８２の先端からは、加熱された洗浄水である温水に温風が高速で衝突して噴霧化したミストが噴出するようになっている。第２のノズル８２は、温水と温風が混合したミストを噴出する二流体ノズルであり、上記洗浄工程の樹脂除去工程において、高温のミストが第２のノズル８２から噴射されて保護膜Ｐ１が除去される。このようにミストを噴出させて洗浄する場合においては、使用する水の量は例えば２００ｍｌ／ｍｉｎ程度と比較的少なくて済み、より少ない水の量で高い洗浄効果を得ることができるといった利点がある。そして、樹脂塗布工程における樹脂乾燥工程と、洗浄工程におけるウェーハ乾燥工程では、上記実施形態と同じく第３のノズル８３から温風を噴出させてウェーハ１を乾燥させる。

このように第２のノズル８２から高温のミストを噴出させて樹脂Ｐを除去する形態では、単に温水を吐出する場合と比べると、樹脂Ｐを除去する効果は格段に優れており、洗浄時間を一層短縮させることができる。また、第２のノズル８２へ混合させる温風はエア源８６から供給されて第２の熱源９２で加熱され第３のノズル８３に送られる温風を流用するため、構成が複雑になることはない。

（４）第３の実施形態に係るスピンナ装置
次に、図８を参照して第３の実施形態に係るスピンナ装置６０Ｃを説明する。
このスピンナ装置６０Ｃにおいては、温風を噴出する第３のノズル８３が上記第１の実施形態のものと異なっている。すなわち第３の実施形態での第３のノズル８３は、ケーシング６１の開口に近い上部の内壁に固定されている。この第３のノズル８３は円筒状であり、エア源８６につながる配管８６Ａが接続されている。そして配管８６Ａの第２の熱源９２とケーシング６１との間には、上流側から順に、エアドライヤ９８とフィルタ９９が介在されている。エアドライヤ９８は配管８６Ａを流れるエア中の水分を除去してエアを乾燥させるものであり、フィルタ９９は、配管８６Ａを流れるエア中に存在する塵埃等の異物を捕捉してエアを清浄化するものである。

このスピンナ装置６０Ｃでは、上記の樹脂塗布工程における樹脂乾燥工程と、洗浄工程におけるウェーハ乾燥工程では、第３のノズル８３から温風を噴出させ、ケーシング６１の内部全体を高温・乾燥状態として、樹脂Ｐやウェーハ１を乾燥させる運転がなされる。

本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の全体斜視図である。 レーザ加工装置の背面側の全体斜視図である。 実施形態でレーザ加工が施される半導体ウェーハが粘着テープを介してフレームに保持されている状態を示す斜視図である。 レーザ加工装置が備える第１実施形態のスピンナ装置を示す斜視図である。 レーザ加工装置によるレーザ加工の動作過程を示すチャート図である。 ウェーハ表面に樹脂をスピンコートする動作を（ａ）〜（ｃ）の順に示す側面図である。 第２実施形態のスピンナ装置を示す斜視図である。 第３実施形態のスピンナ装置を示す斜視図である。

符号の説明

１…ウェーハ（ワーク）、１０…レーザ加工装置、１９…レーザ加工手段、２０…チャックテーブル（保持手段）、６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ…スピンナ装置、７０…スピンナテーブル、８１…第１のノズル、８２…第２のノズル、８３…第３のノズル、８４…樹脂源、８５…水源、８６…エア源、８７…樹脂供給手段、８８…洗浄水供給手段、８９…エア供給手段、９１…第１の熱源、９１Ａ…同一の熱源、９２…第２の熱源、９５…ハウジング（断熱材）、Ｐ…水溶性樹脂。

Claims (5)

1. ワークの加工面に液状の水溶性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、
   前記ワークの前記加工面にレーザ光線を照射してレーザ加工を施すレーザ加工工程と、
   前記レーザ加工が施された前記ワークを洗浄する洗浄工程と、を含むレーザ加工方法であって、
   前記樹脂塗布工程は、前記水溶性樹脂を前記ワークの加工面にスピンコート法で塗布するスピンコート工程と、塗布された該水溶性樹脂に温風を供給して該水溶性樹脂を乾燥させる樹脂乾燥工程と、を含み、
   前記洗浄工程は、前記ワークに塗布された前記水溶性樹脂に温水と温風が混合したミストを供給して該水溶性樹脂を除去する樹脂除去工程と、前記水溶性樹脂が除去された前記ワークに温風を供給して該ワークを乾燥させるワーク乾燥工程と、
   を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
2. ワークを保持する保持手段と、
   該保持手段に保持された前記ワークにレーザ光線を照射してレーザ加工を施すレーザ加工手段と、
   前記ワークを保持して回転するスピンナテーブルと、該スピンナテーブルに保持されたレーザ加工前の前記ワークの加工面に液状の水溶性樹脂を供給する樹脂供給手段と、前記スピンナテーブルに保持されたレーザ加工後の前記ワークの加工面に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、前記スピンナテーブルに保持された前記ワークの加工面にエアを供給するエア供給手段とを有するスピンナ装置と、を含むレーザ加工装置であって、
   前記樹脂供給手段は、前記水溶性樹脂を供給する樹脂源と、前記スピンナテーブルに保持された前記ワークの加工面に、前記樹脂源から送られる前記水溶性樹脂を供給する第１のノズルとを有し、
   前記洗浄水供給手段は、前記洗浄水を供給する水源と、該水源から送られる前記洗浄水を加熱して温水とする第１の熱源と、前記スピンナテーブルに保持された前記ワークに流体を供給する第２のノズルとを有し、
   前記エア供給手段は、エアを供給するエア源と、該エア源から送られる前記エアを加熱して温風とする第２の熱源と、前記スピンナテーブルに保持された前記ワークに前記温風を供給する第３のノズルと、
   を有し、
   前記第２のノズルは、前記温水と温風を混合する混合機構を有し、該第２のノズルから前記ワークに該温水と該温風が混合したミストを供給することを特徴とするレーザ加工装置。
3. 前記第１の熱源と前記第２の熱源が同一の熱源であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記温風は、前記第２の熱源で加熱されたものであることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
5. 前記第１の熱源および前記第２の熱源が断熱材で覆われていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のレーザ加工装置。

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