JP6704794B2 - 保護膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハの表面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜形成装置に関する。

ウエーハを割断して個々のデバイスへと分割する方法としては、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザビームをウエーハに照射することでレーザ加工溝を形成し、ブレーキング装置でレーザ加工溝に沿ってウエーハに外力を付与する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

かかるレーザ加工溝の形成では、ウエーハにパルスレーザビームを照射すると、パルスレーザビームが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。このデブリがデバイス表面に付着するとデバイスの品質を低下させるという問題が生じる。そこで、このような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ＰＶＡ（ポリ・ビニール・アルコール）、ＰＥＧ（ポリ・エチレン・グリコール）等の水溶性樹脂を塗布して保護膜を形成し、この保護膜を通してウエーハにパルスレーザビームを照射するようにしたレーザ加工装置が提案されている。

ここで、ウエーハに保護膜を形成する装置としては、例えば、特許文献２に開示されたものが提案されている。特許文献２では、環状フレームに粘着テープを介して貼着されたウエーハをスピンナーテーブルに載置し、スピンナーテーブルの外周に設けられた振り子クランプにより環状フレームを保持する。このように保持した状態で、スピンナーテーブル上のウエーハを回転しつつウエーハの上方から液体樹脂を供給することで、ウエーハに保護膜を均一の厚みに塗布している。

特開平１０−３０５４２０号公報 特開２０１２−２００６７３号公報

しかしながら、特許文献２のように液体樹脂を塗布すると、振り子クランプに液状樹脂が付着してしまい、その後に振り子クランプを洗浄する等のメンテナンスに負担が強いられる、という問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、メンテナンスの負担軽減を図ることができる保護膜形成装置を提供することを目的とする。

本発明の保護膜形成装置は、保護テープを介して環状フレーム内に貼着された板状物を上面に保持する保持テーブルと、保持テーブルに保持された板状物の表面に液状樹脂を供給する液状樹脂供給ノズルを有する液体供給手段と、保持テーブルの上面に対して鉛直方向を回転軸として回転させ、板状物表面に供給された液状樹脂を板状物表面全体に広げる回転駆動部と、を備え、板状物表面に液状樹脂からなる保護膜を形成する保護膜形成装置であって、保持テーブルは、板状物裏面を保護テープを介して吸引保持する保持面を有するポーラス部材で形成された板状物保持部と、板状物保持部を囲繞して形成され少なくとも板状物外周の保護テープの裏面を保持する外周保持面を有する外周保持部と、を備え、外周保持部の外周保持面には、板状物保持部のポーラス部材に連通する連通溝が形成されポーラス部材からの吸引力が連通溝に連通し、板状物が板状物保持部に吸引保持されるとともに、連通溝に連通する吸引力により少なくとも板状物外周の保護テープの裏面が外周保持部に吸引保持され、保持テーブルが回転され板状物表面に保護膜を形成することを特徴とする。

この構成によれば、外周保持部に形成された連通溝によって、環状フレームの内側の保護テープを安定して吸引保持することができる。これにより、従来の振り子クランプ等の構造を省略しても板状物を安定して保持可能となり、液状樹脂が付着してから洗浄する構造（例えば、クランプ）をなくしてメンテナンスの作業負担を軽減することができる。

本発明によれば、付着した液状樹脂を洗浄する等のメンテナンスの負担軽減を図ることができる。

本実施の形態に係る保護膜形成装置の斜視図である。 本実施の形態に係る保護膜形成装置の縦断面図である。 本実施の形態に係る保持テーブルの斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る保護膜形成装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る保護膜形成装置の斜視図である。先ず、図１を参照して、保護膜が形成されるウエーハについて説明する。

図１に示すように、本実施の形態におけるウエーハＷは、円板状の半導体ウエーハとされる。ウエーハＷの裏面には保護テープＴが貼着され、この保護テープＴを介して環状フレームＦに被加工物Ｗが支持されている。従って、環状フレームＦ内に貼着された状態で、ウエーハＷの表面が上方に露出した状態となり、表面に後述する保護膜Ｒａ（図２参照）が形成される。被加工物Ｗの表面は、格子状に配列された分割予定ラインＷ１によって複数の領域に区画され、この区画によって矩形状の複数のデバイス領域Ｗ２が形成される。なお、本実施の形態では、板状物として半導体ウエーハからなるウエーハＷに保護膜を形成するが、板状物は半導体ウエーハに限定されず、例えば光デバイスウエーハ、サファイア基板、ガラス等としてもよい。

続いて、本実施の形態に係る保護膜形成装置について説明する。なお、保護膜形成装置は、以下に示す構成に限定されず、保持テーブルを回転させながら液状樹脂を供給して保護膜を形成可能であればどのように構成されてもよい。

保護膜形成装置１０は、保持テーブル（スピンナーテーブル）１１の上面で保持されるウエーハＷに対して液状樹脂Ｒ（図２参照）を供給し、保持テーブル１１の回転に伴う遠心力によってウエーハＷの表面全域に液状樹脂Ｒを塗布するように構成されている。保護膜形成装置１０は、円筒状の周壁部１２ａと底壁部１２ｂとからなる有底筒状のケーシング１２を有している。底壁部１２ｂには、ケーシング１２内の排液を排出するためのドレインホース１４が接続されている。ケーシング１２は、底壁部１２ｂの下面から延びる複数の脚部１５によって設置面上に支持されている。ケーシング１２内に保持テーブル１１が収容されており、保持テーブル１１の詳細な構成については後述する。

保持テーブル１１の下面中央には、電動モータ（回転駆動部）２０の回転軸２１の上端部が固定されている。回転軸２１は、ケーシング１６の下方に位置する電動モータ２０から上方に延在し、底壁部１２ｂに貫通形成された中心開口を通って保持テーブル１１に接続される。回転軸２１には、底壁部１２ｂの中心開口を閉塞するようにカバー部材２２が装着されている。

電動モータ２０の外周面には、複数（本実施の形態では３つ）のエアシリンダ２４が取り付けられている。電動モータ２０は、各エアシリンダ２４から設置面に突き当てられたピストンロッド２５によって支持されており、ピストンロッド２５の伸縮によって昇降駆動される。保持テーブル１１は、電動モータ２０によってケーシング１２内で高速回転され、また、複数のエアシリンダ２４によってウエーハＷを取り込む処理が行われる下降位置との間で昇降駆動される。

保護膜形成装置１０は、液体供給手段３０を備え、液体供給手段３０は、ケーシング１２の内部であって保持テーブル１１の周囲に設けられた液状樹脂供給ノズル３１を備えている。液状樹脂供給ノズル３１は、液状樹脂供給源３２に接続され、保持テーブル１１に保持されたウエーハＷの表面に液状樹脂Ｒ（図２参照）を供給する。ここで、液状樹脂Ｒとしては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等の水溶性樹脂が用いられる。

図２は、本実施の形態に係る保護膜形成装置の縦断面図である。図２に示すように、液状樹脂供給ノズル３１は、保持テーブル１１の上方で水平に延在する水平部３１ａと、水平部３１ａの基端から下方に延びる垂直部３１ｂとで略Ｌ字状に形成されている。水平部３１ａの先端部分には下方に向けられた滴下部３１ｃが形成されており、滴下部３１ｃから液状樹脂Ｒが保持テーブル１１上のウエーハＷに滴下される。また、液状樹脂供給ノズル３１は、保持テーブル１１の上方で旋回可能なようにケーシング１２に支持されている。

図１に戻り、保護膜形成装置１０は、加工前のウエーハＷに保護膜を形成するだけでなく、加工済みのウエーハＷから保護膜を除去する洗浄装置としても機能する。ケーシング１２内には、液状樹脂供給ノズル３１と同様に、洗浄水ノズル３５が旋回可能に設けられている。洗浄水ノズル３５は、略Ｌ字状に形成され、先端部分から洗浄水がウエーハＷに吹き付けられる。

次いで、図１及び図２に加え、図３を参照して、保持テーブルについて説明する。図３は、本実施の形態の保持テーブルの斜視図である。保持テーブル１１は、ポーラス部材で形成された中央保持部（板状物保持部）４１と、中央保持部４１を囲繞して形成される外周保持部４２とを備えている。中央保持部４１及び外周保持部４２は、上面視で円形となる中央保持面（保持面）４１ａ及び外周保持面４２ａを上面に備え、それらは同心円上に形成されている。

中央保持面４１ａの径寸法は、ウエーハＷの径寸法と概略同一若しくはウエーハＷより若干小さく形成されている。外周保持面４２ａの径寸法は、ウエーハＷより大径であり、外周保持面４２ａにはウエーハＷの外周における保護テープＴの裏面が載置される。また、外周保持面４２ａの径寸法は、環状フレームＦの内径より大径に形成され、環状フレームＦの内周に沿う領域が保護テープＴを介して外周保持面４２ａに載置される。なお、外周保持面４２ａの径寸法は、保護テープＴより小径であり、保持テーブル１１の上面が全体的に保護テープＴで覆われるようになる。

中央保持部４１は、外周保持部４２に形成される吸引路４２ｂを通じて吸引源４３（図１及び図３では不図示）に接続されている。従って、中央保持部４１では、中央保持面４１ａに生じる負圧によって、ウエーハＷの裏面が保護テープＴを介して吸引保持される。

外周保持面４２ａには、連通溝４４が形成されている。連通溝４４では、同心で径寸法が異なる２本の円形溝４４ａと、２つの円形溝４４ａを繋げる４本の直線溝４４ｂとが形成されている。従って、２つの円形溝４４ａと４本の直線溝４４ｂとは相互に空気が流れるように連通している。各円形溝４４ａの中心は、中央保持面４１ａ及び外周保持面４２ａの中心と一致している。

各直線溝４４ｂは、外周保持面４２ａの周方向に９０°毎に形成されて放射方向に延在している。各直線溝４４ｂの内方端は、ポーラス部材からなる中央保持部４１に連通するよう形成されている。従って、中央保持部４１からの吸引力が連通溝４４に連通して作用するようになり、外周保持面４２ａ上の保護テープＴが連通溝４４によって吸引保持される。

以上の構成において、ウエーハＷの表面（上面）に保護膜Ｒａを形成する場合、先ず、環状フレームＦ及びウエーハＷに保護テープＴを貼着し、保護テープＴを介して環状フレームＦにウエーハＷを支持させて一体化させておく。その後、ウエーハＷを上向き、保護テープＴがウエーハＷの下側に位置する向きとして保持テーブル１１上に環状フレームＦに支持されたウエーハＷを搬送して載置する。載置後、不図示の電磁弁を作動して吸引源４３と連通路４２ｂとを連通し、中央保持部４１を負圧として保護テープＴを介してウエーハＷの裏面（下面）を中央保持面４１ａで吸引保持する。

このように中央保持面４１ａで吸引力が作用すると同時に、中央保持部４１が連通溝４４の直線溝４４ｂに連通するので、直線溝４４ｂ及び円形溝４４ａの内部も負圧となって中央保持部４１からの吸引力が連通溝４４に連通する。かかる吸引力によって、ウエーハＷ外周における保護テープＴの裏面（下面）が外周保持面４２ａに吸引保持される。このとき、連通溝４４内に保護テープＴが入り込んで追従するようになり、保護テープＴが連通溝４４に引っ掛かるようになって保護テープＴ及びウエーハＷの移動を規制しつつ保持することができる。

保持テーブル１１上にウエーハＷを吸引保持した後、液状樹脂供給ノズル３１を旋回させて滴下部３１ｃをウエーハＷの中央上方に位置付ける。この状態で、ウエーハＷの表面中央に液状樹脂Ｒを滴下すると、電動モータ２０によって保持テーブル１１が鉛直方向を回転中心として回転し、液状樹脂Ｒに遠心力が作用する。この遠心力によってウエーハＷの表面全体に液状樹脂Ｒが広げられ、液状樹脂Ｒからなる保護膜Ｒａが形成される。このとき、ウエーハＷの裏面側が中央保持部４１で吸引保持され、ウエーハＷの外周の保護テープＴの裏面側が外周保持部４２に吸引保持されるので、回転に伴って作用する遠心力で保持テーブル１１に対してウエーハＷが変位することが規制される。

保護膜Ｒａが形成されたウエーハＷは、不図示のチャックテーブルに載せ替えられてレーザ加工が実施される。レーザ加工時には、ウエーハＷの表面が保護膜Ｒａで被覆されるため、デブリが直にウエーハＷの表面に付着することがない。レーザ加工後、加工済みのウエーハＷを保持テーブル１１に保持して洗浄する。洗浄時には、洗浄水ノズル３５から洗浄水を噴射させながら保持テーブル１１が高速回転する。ウエーハＷの表面に洗浄水が吹き付けられることで、加工済みのウエーハＷからデブリが付着した保護膜Ｒａが洗い流される。

このような実施の形態によれば、ウエーハＷより外周側であって環状フレームＦの内側に位置する保護テープＴが連通溝４４を介して吸引保持可能となる。これにより、環状フレームＦをクランプするクランプ機構を利用しなくても、保持テーブル１１上でウエーハＷ及び環状フレームＦが保持された状態を安定して維持することができる。言い換えると、保持テーブル１１周りにて環状フレームＦ用のクランプ機構をなくすことができ、かかるクランプ機構に付着する液状樹脂Ｒの除去や洗浄等の作業もなくすことができる。この結果、洗浄等のメンテナンスに要する負担を軽減して作業時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

しかも、連通溝４４によって吸引保持することで、保持テーブル１１の外周側が環状フレームＦや保護テープＴの外周からはみ出さないように寸法設定しても、環状フレームＦを安定して保持することができる。これにより、保持テーブル１１の上面全体が環状フレームＦや保護テープＴで覆われるようになり、保護テープＴと保持テーブル１１の上面との間に液状樹脂Ｒが入り込むことを抑制することができる。

また、ポーラス部材からなる中央保持部４１に連通溝４４の直線溝４４ｂが連通しているので、中央保持部４１での吸引を利用して連通溝４４での吸引も行うことができる。これにより、連通溝４４と吸引源４３とを接続する専用の流路を省略することができ、構成の簡略化を図ることができる。

ここで、連通溝４４に替えて中央保持部４１のポーラス部材を連通溝４４の形成領域まで拡大した構成を比較構造として仮定する。この比較構造では、上記実施の形態にて連通溝４４で吸引保持された領域の保護テープＴがポーラス部材で吸引保持されることとなる。ポーラス部材では微細な孔が多数形成されるので、かかる孔が形成された領域分、保護テープＴはポーラス部材と非接触となる。この点、上記実施の形態では、連通溝４４内に保護テープＴが入り込んで追従し、連通溝４４の内面と外周保持部４２の上面とに保護テープＴが接触するようになる。従って、比較構造に比べて上記実施の形態の方が、保護テープＴの保持テーブル１１との接触面積を広くすることができ、それらの摩擦抵抗を大きくして保持テーブル１１による保護テープＴの固定力を増大することができる。

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、方向などについては、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、連通溝４４の形状は、上記実施の形態にて説明した形状に限られず、直線溝４４ｂや円形溝４４ａを増減したり、上面視で波状に延出する溝によって形成したりしてもよい。

以上説明したように、本発明は、メンテナンスの負担軽減を図ることができるという効果を有し、特に、保護テープを介して環状フレーム内に貼着された板状物を保持テーブルで保持する保護膜形成装置に有用である。

１０ 保護膜形成装置
１１ 保持テーブル
２０ 電動モータ（回転駆動部）
２１ 回転軸
３０ 液体供給手段
３１ 液状樹脂供給ノズル
４１ 中央保持部（板状物保持部）
４１ａ 中央保持面（保持面）
４２ 外周保持部
４２ａ 外周保持面
４４ 連通溝
Ｆ 環状フレーム
Ｒ 液状樹脂
Ｒａ 保護膜
Ｔ 保護テープ
Ｗ ウエーハ（板状物）

Claims (1)

1. 保護テープを介して環状フレーム内に貼着された板状物を上面に保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された該板状物の表面に液状樹脂を供給する液状樹脂供給ノズルを有する液体供給手段と、
   該保持テーブルの上面に対して鉛直方向を回転軸として回転させ、該板状物表面に供給された液状樹脂を該板状物表面全体に広げる回転駆動部と、を備え、該板状物表面に液状樹脂からなる保護膜を形成する保護膜形成装置であって
   該保持テーブルは、該板状物裏面を該保護テープを介して吸引保持する保持面を有するポーラス部材で形成された板状物保持部と、該板状物保持部を囲繞して形成され少なくとも該板状物外周の該保護テープの裏面を保持する外周保持面を有する外周保持部と、を備え、
   該外周保持部の該外周保持面には、該板状物保持部の該ポーラス部材に連通する連通溝が形成され該ポーラス部材からの吸引力が該連通溝に連通し、
   該板状物が該板状物保持部に吸引保持されるとともに、該連通溝に連通する吸引力により少なくとも該板状物外周の該保護テープの裏面が該外周保持部に吸引保持され、該保持テーブルが回転され該板状物表面に保護膜を形成することを特徴とする保護膜形成装置。

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