JP6328522B2 - 保護膜被覆方法および保護膜被覆装置 - Google Patents
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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被覆方法および保護膜被覆装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ライン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等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
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分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに形成された分割予定ライン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）。
しかるに、ウエーハの分割予定ライン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、ウエーハの表面にポリビニールアルコール（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ことにより飛散するデブリがデバイスに付着しないようにした加工方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
ウエーハの表面にポリビニールアルコール（PVA）等の保護膜を被覆する方法としては、スピンナーテーブルにウエーハを吸引保持し、スピンナーテーブルを回転しつつウエーハの中心部にポリビニールアルコール等の液状樹脂を供給してスピンナーコーティングする技術が採用されている。
しかるに、スピンナーコーティングによってウエーハの表面に保護膜を形成する方法においては、ウエーハの表面全面に均一に保護膜を形成することが難しいとともに、供給された液状樹脂の大半が遠心力によって飛散するため相当量の液状樹脂を使用することになり不経済であるという問題がある。
しかるに、スピンナーコーティングによってウエーハの表面に保護膜を形成する方法においては、ウエーハの表面全面に均一に保護膜を形成することが難しいとともに、供給された液状樹脂の大半が遠心力によって飛散するため相当量の液状樹脂を使用することになり不経済であるという問題がある。
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、スピンナーコーティングによってウエーハの表面に保護膜を形成する方法において、保護膜を形成する液状樹脂の供給量を少なくしてもウエーハの表面に均一な保護膜を形成することができる保護膜被覆方法および保護膜被覆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、レーザー加工すべきウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成方法であって、
スピンナーテーブルにウエーハの表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、
スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
表面中央領域に液状樹脂が滴下されたウエーハに水を供給してウエーハの表面全面に水の層を形成する水層形成工程と、
スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させることにより液状樹脂を拡散させウエーハの表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程と、
スピンナーテーブルを該液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともにウエーハの表面全面に該液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程と、
スピンナーテーブルを該液状樹脂供給工程より速い速度で回転しウエーハの回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張してウエーハの表面全面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を含む、
ことを特徴とする保護膜形成方法が提供される。
スピンナーテーブルにウエーハの表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、
スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
表面中央領域に液状樹脂が滴下されたウエーハに水を供給してウエーハの表面全面に水の層を形成する水層形成工程と、
スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させることにより液状樹脂を拡散させウエーハの表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程と、
スピンナーテーブルを該液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともにウエーハの表面全面に該液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程と、
スピンナーテーブルを該液状樹脂供給工程より速い速度で回転しウエーハの回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張してウエーハの表面全面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を含む、
ことを特徴とする保護膜形成方法が提供される。
また、本発明においては、ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆装置であって、
ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態で保持するスピンナーテーブルと、
該スピンナーテーブルを回転駆動する回転駆動手段と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに水を供給する水供給機構と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに液状樹脂を供給する液状樹脂供給機構と、
該回転駆動手段と該水供給機構と該液状樹脂供給機構を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該液状樹脂供給機構を作動して該スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
該液状樹脂滴下工程を実施した後に、該水供給機構を作動して表面中央領域に液状樹脂が滴下されたウエーハに水を供給してウエーハの表面全面に水の層を形成する水層形成工程と、
該水層形成工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させることにより液状樹脂を拡散させウエーハの表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程と、
該液状樹脂拡散工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを該液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともに該液状樹脂供給機構を作動してウエーハの表面全面に該液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程と、
該液状樹脂供給工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを該液状樹脂供給工程より速い速度で回転しウエーハの回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張してウエーハの表面全面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を実行する、
ことを特徴とする保護膜被覆装置が提供される。
ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態で保持するスピンナーテーブルと、
該スピンナーテーブルを回転駆動する回転駆動手段と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに水を供給する水供給機構と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに液状樹脂を供給する液状樹脂供給機構と、
該回転駆動手段と該水供給機構と該液状樹脂供給機構を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該液状樹脂供給機構を作動して該スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
該液状樹脂滴下工程を実施した後に、該水供給機構を作動して表面中央領域に液状樹脂が滴下されたウエーハに水を供給してウエーハの表面全面に水の層を形成する水層形成工程と、
該水層形成工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させることにより液状樹脂を拡散させウエーハの表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程と、
該液状樹脂拡散工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを該液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともに該液状樹脂供給機構を作動してウエーハの表面全面に該液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程と、
該液状樹脂供給工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを該液状樹脂供給工程より速い速度で回転しウエーハの回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張してウエーハの表面全面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を実行する、
ことを特徴とする保護膜被覆装置が提供される。
本発明による保護膜形成方法は、スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、表面中央領域に液状樹脂が滴下されたウエーハに水を供給してウエーハの表面全面に水の層を形成する水層形成工程と、スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させることにより液状樹脂を拡散させウエーハの表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程と、スピンナーテーブルを該液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともにウエーハの表面全面に該液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程と、スピンナーテーブルを該液状樹脂供給工程より速い速度で回転しウエーハの回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張してウエーハの表面全面に保護膜を形成する保護膜形成工程とを含んでいるので、水の層によってウエーハの表面全面に液状樹脂が拡散されて薄い保護膜層が形成され、その後、ウエーハの表面全面に液状樹脂を供給すると薄い保護膜層と馴染んでウエーハの表面全面に均一に保護膜を被覆することができる。また、液状樹脂が薄い保護膜層と馴染が良好であることから、液状樹脂の流動性が良好となるので、少ない液状樹脂量で樹脂膜の表面全体に均一な厚みの保護膜を形成することができる。
以下、本発明による保護膜被覆方法および保護膜被覆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保護膜被覆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１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、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル３が矢印Ｘで示す加工送り方向および該加工送り方向Xと直交する割り出し送り方向Y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３４が配設されている。なお、レーザー加工機１は、上記チャックテーブル３を加工送り方向Xに加工送りする図示しない加工送り手段、および割り出し送り方向Yに割り出し送りする図示しない割り出し送り手段を具備している。
図１に示すレーザー加工機１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、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル３が矢印Ｘで示す加工送り方向および該加工送り方向Xと直交する割り出し送り方向Y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３４が配設されている。なお、レーザー加工機１は、上記チャックテーブル３を加工送り方向Xに加工送りする図示しない加工送り手段、および割り出し送り方向Yに割り出し送りする図示しない割り出し送り手段を具備している。
図示のレーザー加工機１は、上記チャックテーブル３に保持された被加工物としてのウエーハにレーザー加工を施す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、レーザー光線発振手段４１と、該レーザー光線発振手段４１によって発振されたレーザー光線を集光する集光器４２を具備している。なお、レーザー加工機１は、レーザー光線発振手段４１をチャックテーブル３の上面である載置面に垂直な方向である矢印Zで示す集光点位置調整方向に移動する図示しない移動手段を具備している。
図示のレーザー加工機１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、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後述する制御手段に送る。また、図示のレーザー加工機１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機１は、被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハ１０を収容するカセットが載置されるカセット載置部１１ａを備えている。カセット載置部１１ａ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１１１が配設されており、このカセットテーブル１１１上にカセット１１が載置される。半導体ウエーハ１０は、環状のフレームFに装着された保護テープTの表面に貼着されており、保護テープTを介して環状のフレームFに支持された状態で上記カセット１１に収容される。なお、半導体ウエーハ１０は、図２に示すように表面１０ａに格子状に配列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Fに装着された保護テープTに表面１０ａ即ち分割予定ライン１０１およびデバイス１０２が形成されている面を上側にして裏面が貼着される。
図示のレーザー加工機１は、上記カセット１１に収納された加工前の半導体ウエーハ１０を仮置き部１２ａに配設された位置合わせ手段１２に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１１に搬入するウエーハ搬出・搬入手段１３と、位置合わせ手段１２に搬出された加工前の半導体ウエーハ１０を後述する保護膜被覆兼洗浄装置７に搬送するとともに保護膜被覆兼洗浄装置７によって表面に保護膜が被覆された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する第１のウエーハ搬送手段１４と、チャックテーブル３上で加工された半導体ウエーハ１０を保護膜被覆兼洗浄装置７に搬送する第２のウエーハ搬送手段１５を具備している。
次に、加工前の被加工物である半導体ウエーハ１０の表面(被加工面)に保護膜を被覆するとともに、加工後の半導体ウエーハ１０の表面に被覆された保護膜を除去する保護膜被覆兼洗浄装置７について、図３乃至図５を参照して説明する。
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置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水受け手段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を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ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手段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。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。上記支持手段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手段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４に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図５に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置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水受け手段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を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ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手段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。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。上記支持手段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手段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４に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図５に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
上記水受け手段７２は、洗浄水受け容器７２１と、該洗浄水受け容器７２１を支持する３本（図３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。洗浄水受け容器７２１は、図４および図５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。また、図３に示すように底壁７２１ｂには排液口７２１ｅが設けられており、この排液口７２１ｅにドレンホース７２４が接続されている。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５に示す作業位置に位置付けられると、カバー部７２３ａが上記洗浄水受け容器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。
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置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（被加工面）に液状樹脂を供給する液状樹脂供給機構７４を具備している。液状樹脂供給機構７４は、スピンナーテーブル７１１に保持された加工前の半導体ウエーハ１０の表面（被加工面）に向けて液状樹脂を供給する樹脂供給ノズル７４１と、該樹脂供給ノズル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、樹脂供給ノズル７４１が液状樹脂供給手段７４０（図４および図５参照）に接続されている。樹脂供給ノズル７４１は、水平に延びるノズル部７４１ａと、該ノズル部７４１ａから下方に延びる支持部７４１ｂとからなっており、支持部７４１ｂが上記洗浄水受け容器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樹脂液供給手段７４０（図４および図５参照）に接続されている。なお、樹脂供給ノズル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。
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ１０に水を供給するための水供給機構７５を具備している。水供給機構７５は、スピンナーテーブル７１１に保持されたウエーハに向けて水を供給する水供給ノズル７５１と、該水供給ノズル７５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７５２を備えており、該水供給ノズル７５１が水供給手段７５０（図４および図５参照）に接続されている。水供給ノズル７５１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部７５１ａと、該ノズル部７５１ａの基端から下方に延びる支持部７５１ｂとからなっており、支持部７５１ｂが上記洗浄水受け容器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水供給手段７５０（図４および図５参照）に接続されている。なお、水供給ノズル７５１の支持部７５１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部７５１ｂ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。
また、図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ１０にエアーを供給するための記エアー供給機構７６を具備している。エアー供給機構７６は、スピンナーテーブル７１１に保持された洗浄後のウエーハに向けてエアーを噴出するエアー供給ノズル７６１と、該エアー供給ノズル７６１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７６２を備えており、該エアー供給ノズル７６１がエアー供給手段７６０（図４および図５参照）に接続されている。エアー供給ノズル７６１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部７６１ａと、該ノズル部７６１ａの基端から下方に延びる支持部７６１ｂとからなっており、支持部７６１ｂが上記洗浄水受け容器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エアー供給手段７６０（図４および図５参照）に接続されている。なお、エアー供給ノズル７６１の支持部７６１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部７６１ｂ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。
図示の実施形態における保護膜形成兼洗浄装置７は、図６に示す制御手段８を具備している。この制御手段８は、制御プログラムに従って上記スピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２およびエアシリンダ７１３ｂ、液状樹脂供給機構７４の液状樹脂供給手段７４０および電動モータ７４２、水供給機構７５の水供給手段７５０および電動モータ７５２、エアー供給機構７６のエアー供給手段７６０および電動モータ７６２等を制御する。なお、制御手段８は、レーザー加工機の各機構を作動する制御手段と兼用してもよい。
上述した保護膜被覆兼洗浄装置７を装備したレーザー加工機１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Fに保護テープT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、被加工面である表面１０ａを上側にしてカセット１1の所定位置に収容されている。カセット１1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１１１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、ウエーハ搬出・搬入手段１３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１２ａに配設された位置合わせ手段１２に搬出する。位置合わせ手段１２に搬出された半導体ウエーハ１０は、位置合わせ手段１２によって所定の位置に位置合せされる。次に、位置合わせ手段１２によって位置合わせされた加工前の半導体ウエーハ１０は、第１のウエーハ搬送手段１４の旋回動作によって保護膜被覆兼洗浄装置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)。このとき、スピンナーテーブル７１１は図４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と水供給ノズル７５１およびエアー供給ノズル７６１は図３および図４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。
図１に示すように環状のフレームFに保護テープT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、被加工面である表面１０ａを上側にしてカセット１1の所定位置に収容されている。カセット１1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１１１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、ウエーハ搬出・搬入手段１３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１２ａに配設された位置合わせ手段１２に搬出する。位置合わせ手段１２に搬出された半導体ウエーハ１０は、位置合わせ手段１２によって所定の位置に位置合せされる。次に、位置合わせ手段１２によって位置合わせされた加工前の半導体ウエーハ１０は、第１のウエーハ搬送手段１４の旋回動作によって保護膜被覆兼洗浄装置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)。このとき、スピンナーテーブル７１１は図４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と水供給ノズル７５１およびエアー供給ノズル７６１は図３および図４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を保護膜被覆兼洗浄装置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、半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する。この保護膜被覆工程は、先ずスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａの中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程を実施する。即ち、制御手段８は、支持手段７１３のエアシリンダ７１３ｂを作動してスピンナーテーブル７１１を作業位置に位置付けるとともに、液状樹脂供給機構７４の電動モータ７４２を作動して樹脂供給ノズル７４１のノズル部７４１ａを図７に示すようにスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａの中央部上方に位置付ける。そして、制御手段８は、液状樹脂供給手段７４０を作動し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の被加工面である表面１０ａ中央領域に液状樹脂１１０を所定量滴下する液状樹脂滴下工程を実施する。この液状樹脂滴下工程において滴下する液状樹脂１１０の量は、被加工物ある半導体ウエーハ１０に直径が２００mmの場合には２〜３ccでよい。なお、液状樹脂滴下工程において滴下する液状樹脂１１０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。
上述した液状樹脂滴下工程を実施したならば、表面中央領域に液状樹脂が滴下された半導体ウエーハ１０に水を供給して半導体ウエーハ１０の表面全面に水の層を形成する水層形成工程を実施する。即ち、制御手段８は、液状樹脂供給機構７４の電動モータ７４２を作動して樹脂供給ノズル７４１のノズル部７４１ａを待機位置に位置付ける。次に、制御手段８は、水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して水供給ノズル７５１のノズル部７５１ａを図８に示すようにスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の表面１０ａの中央部上方に位置付ける。次に、制御手段８は水供給手段７５０を作動して、水供給ノズル７５１のノズル部７５１ａから水を供給する。なお、水層形成工程において供給される水の量は、被加工物である半導体ウエーハ１０に直径が２００mmの場合には２００cc程度でよい。このようにして供給された水は、半導体ウエーハ１０が貼着された保護テープTが装着されている環状のフレームFの上面に達すると、環状のフレームFの内周面と保護テープTによって形成される領域が水で満たされることにより、スピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａを覆う厚さ１〜３mm程度の水の層１２０が形成される。
上述した水層形成工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１を回転し半導体ウエーハ１０の回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させることにより液状樹脂を拡散させ半導体ウエーハ１０の表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程を実施する。即ち、制御手段８は、図９(a)に示すようにスピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を回転し半導体ウエーハ１０の回転に伴って水の層１２０に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに液状樹脂１１０を拡張することにより、図９(b)に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０ａの表面全面に薄い保護膜層１１１を形成する液状樹脂拡散工程を実施する。この液状樹脂拡散工程においては、水の層１２０によって半導体ウエーハ１０の表面１０ａの表面全面に液状樹脂１１０が拡散されて薄い保護膜層１１１を形成することができる。なお、液状樹脂拡散工程においては、制御手段８は、スピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を矢印で示す方向に例えば２０００rpmの回転速度で５秒間回転する。
上述した液状樹脂拡散工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１を液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともに半導体ウエーハ１０の表面全面に上記液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程を実施する。即ち、制御手段８は、図１０に示すようにスピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を液状樹脂拡散工程より遅い速度である例えば４５rpmの回転速度で１５秒間回転するとともに、樹脂液供給手段７４０を作動し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の被加工面である表面１０ａ全面に上記液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂１１０を供給する。このとき、制御手段８は、樹脂液供給機構７４の電動モータ７４２を作動して樹脂供給ノズル７４１のノズル部７４１ａを所要角度範囲で揺動し図１０に示すようにスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の表面１０ａの中央部から外周部の間で移動せしめる。この液状樹脂供給工程において供給する液状樹脂１１０の量は、１５cc程度でよい。
上述した液状樹脂供給工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１を液状樹脂供給工程より速い速度で回転し半導体ウエーハ１０の回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張して半導体ウエーハ１０の表面１０ａ全面に保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する。即ち、制御手段８は、図１１に示すようにスピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を上記液状樹脂拡散工程より速い速度である例えば２０００rpmの回転速度で６０秒間回転する。この結果、スピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の回転に伴って液状樹脂１１０に働く遠心力により液状樹脂１１０を拡張して半導体ウエーハ１０の表面１０ａ全面に保護膜１１２が形成される。この液状樹脂供給工程においては、上記液状樹脂拡散工程を実施することにより半導体ウエーハ１０の表面１０ａには薄い保護膜層１１１(図１０参照)が形成されているので、液状樹脂の流動性が良好となるため、少ない液状樹脂量で樹脂膜の表面全体に均一な厚みの保護膜１１２を形成することができる。
次に、制御手段８は、図１２に示すようにスピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を矢印で示す方向に５００rpmの回転速度で１２０秒間回転することによりスピンナー乾燥する乾燥工程を実施する。このとき、制御手段８は、エアー供給機構７６の電動モータ７６２を作動してエアー供給ノズル７６１のノズル部７６１ａを図１２に示すようにスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａの中央部上方に位置付け、エアー供給手段７６０を作動して半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに被覆された保護膜１１２にエアーを供給しつつエアー供給ノズル７６１のノズル部７６１ａを所要角度範囲で揺動せしめることが望ましい。
上述したように半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａに保護膜１１２を被覆する保護膜被覆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のウエーハ搬送手段１５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分割予定ライン１０１と、分割予定ライン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分割予定ライン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の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０ａには保護膜１１２が形成されているが、保護膜１１２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に形成されている分割予定ライン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、所定の分割予定ライン１０１を集光器４２の直下に位置付ける。このとき、図１３の（ａ）で示すように半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１０１の一端(図１３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１３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。そして、図１３の（ｂ）で示すように分割予定ライン１０１の他端（図１３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。このレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン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の分割予定ライン１０１には図１４に示すようにレーザー加工溝１４０が形成される。このとき、図１４に示すようにレーザー光線の照射によりデブリ１５０が発生しても、このデブリ１５０は保護膜１１２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。このレーザー光線照射工程においては、半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａに形成された保護膜１１２が上述したように均一であるため、安定したレーザー加工溝１４０を形成することができる。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の全ての分割予定ライン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 ：５０ｋＨｚ
出力 ：４W
集光スポット径 ：９．２μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
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 ：５０ｋＨｚ
出力 ：４W
集光スポット径 ：９．２μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
上述したレーザー光線照射工程を半導体ウエーハ１０の全ての分割予定ライン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のウエーハ搬送手段１５によって保護膜被覆兼洗浄装置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。このとき樹脂供給ノズル７４１とエアーノズル７５１および洗浄水ノズル７６１は、図３および図４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。
加工後の半導体ウエーハ１０が保護膜被覆兼洗浄装置７のスピンナーテーブル７１１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７１１を作業位置に位置付けるとともに、水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して水供給ノズル７５１のノズル部７５１ａ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８００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ水供給手段７５０を作動して、ノズル部７５１ａから水を噴出する。なお、ノズル部７５１ａを所謂２流体ノズルで構成し０．２ＭＰａ程度の圧力の水を供給するとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度の圧力のエアーを供給するようにすれば、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を効果的に洗浄することができる。このとき、電動モータ７５２を作動して水供給ノズル７５１のノズル部７５１ａから噴出された水がスピンナーテーブル７１１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１１２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１１２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１５０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、水供給ノズル７５１を待機位置に位置付け、スピンナーテーブル７１１を例えば３０００ｒｐｍの回転速度で１５秒程度回転せしめる。このとき、エアー供給機構７６の電動モータ７６２を作動してエアー供給ノズル７６１のノズル部７６１ａをスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａの中央部上方に位置付け、エアー供給手段７６０を作動して半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａにエアーを供給しつつエアー供給ノズル７６１のノズル部７６１ａを所要角度範囲で揺動せしめることが望ましい。
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７１１の回転を停止するとともに、エアー供給機構７６のエアー供給ノズル７６１を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル７１１を図４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。次に、スピンナーテーブル７１１上の加工後の半導体ウエーハ１０は、第１のウエーハ搬送手段１４によって仮置き部１２ａに配設された位置合わせ手段１２に搬出する。位置合わせ手段１２に搬出された加工後の半導体ウエーハ１０は、ウエーハ搬出・搬入手段１３によってカセット１１の所定位置に収納される。
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては保護膜被覆装置をレーザー加工機に配設した例を示したが、保護膜被覆装置は単独の装置として構成してもよい。
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：撮像手段
６：表示手段
７：保護膜被覆兼洗浄手段
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：水受け手段
７４：液状樹脂供給機構
７４０：液状樹脂供給手段
７４１：樹脂供給ノズル
７５：水供給機構
７５０：水供給手段
７５１：水供給ノズル
７６：エアー供給機構
７６０：エアー供給手段
７６１：エアー供給ノズル
１０：半導体ウエーハ
１１：カセット
１２：位置合わせ手段
１３：ウエーハ搬出・搬入手段
１４：第１のウエーハ搬送手段
１５：第２のウエーハ搬送手段
F：環状のフレーム
T：保護テープ
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：撮像手段
６：表示手段
７：保護膜被覆兼洗浄手段
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：水受け手段
７４：液状樹脂供給機構
７４０：液状樹脂供給手段
７４１：樹脂供給ノズル
７５：水供給機構
７５０：水供給手段
７５１：水供給ノズル
７６：エアー供給機構
７６０：エアー供給手段
７６１：エアー供給ノズル
１０：半導体ウエーハ
１１：カセット
１２：位置合わせ手段
１３：ウエーハ搬出・搬入手段
１４：第１のウエーハ搬送手段
１５：第２のウエーハ搬送手段
F：環状のフレーム
T：保護テープ
Claims (2)
- レーザー加工すべきウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成方法であって、
スピンナーテーブルにウエーハの表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、
スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
表面中央領域に液状樹脂が滴下されたウエーハに水を供給してウエーハの表面全面に水の層を形成する水層形成工程と、
スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させることにより液状樹脂を拡散させウエーハの表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程と、
スピンナーテーブルを該液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともにウエーハの表面全面に該液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程と、
スピンナーテーブルを該液状樹脂供給工程より速い速度で回転しウエーハの回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張してウエーハの表面全面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を含む、
ことを特徴とする保護膜形成方法。 - ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆装置であって、
ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態で保持するスピンナーテーブルと、
該スピンナーテーブルを回転駆動する回転駆動手段と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに水を供給する水供給機構と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに液状樹脂を供給する液状樹脂供給機構と、
該回転駆動手段と該水供給機構と該液状樹脂供給機構を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該液状樹脂供給機構を作動して該スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面中央領域に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
該液状樹脂滴下工程を実施した後に、該水供給機構を作動して表面中央領域に液状樹脂が滴下されたウエーハに水を供給してウエーハの表面全面に水の層を形成する水層形成工程と、
該水層形成工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させるとことにより液状樹脂を拡散させウエーハの表面全面に薄い保護膜層を形成する液状樹脂拡散工程と、
該液状樹脂拡散工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを該液状樹脂拡散工程より遅い速度で回転するとともに該液状樹脂供給機構を作動してウエーハの表面全面に該液状樹脂滴下工程より多い量の液状樹脂を供給する液状樹脂供給工程と、
該液状樹脂供給工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを該液状樹脂供給工程より速い速度で回転しウエーハの回転に伴って液状樹脂に働く遠心力により拡張してウエーハの表面全面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を実行する、
ことを特徴とする保護膜被覆装置。
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