KR20170057145A - 보호막 피복 방법 - Google Patents

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KR20170057145A
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soluble resin
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다쿠 이와모토
히로토 요시다
준이치 구키
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 보호 테이프를 개재하여 웨이퍼를 지지하는 환상 프레임의 상면에 부착된 액상 수지를 용이하게 제거할 수 있는 보호막 피복 방법을 제공한다.
(해결 수단) 표면에 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼의 표면에 수용성 수지로 보호막을 피복하는 보호막 피복 방법으로서, 보호막 피복 공정에 있어서 환상 프레임의 상면에 비산된 수용성 수지를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 포함한다. 수용성 수지 제거 공정에 있어서는, 스피너 테이블을 회전시키면서 스피너 테이블에 유지된 환상 프레임의 상면에 세정 노즐을 위치시켜 세정수를 환상 프레임의 상면에 공급함과 함께, 그 세정 노즐에 인접하여 회전 방향 하류측에 에어 노즐을 위치시켜 환상 프레임의 상면에 공급된 세정수의 이동에 역행하도록 에어를 공급하여 일시적으로 세정수를 체류시키면서 환상 프레임의 외방으로 세정수를 배출한다.

Description

보호막 피복 방법{METHOD FOR COATING A PROTECTIVE FILM}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼의 표면에 보호막을 피복하는 보호막 피복 방법에 관한 것이다.
당업자에게는 주지와 같이, 반도체 디바이스 제조 프로세스에 있어서는, 실리콘 등의 반도체 기판의 표면에 격자상으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 이와 같이 형성된 반도체 웨이퍼는, 분할 예정 라인을 따라 절단함으로써 각각의 디바이스 칩을 제조하고 있다. 또, 사파이어 기판 등의 표면에 격자상으로 형성된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 질화갈륨계 화합물 반도체 등이 적층되고 광디바이스가 형성된 광디바이스 웨이퍼는, 분할 예정 라인을 따라 각각의 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광디바이스 칩으로 분할되어, 전기 기기에 널리 이용되고 있다.
이와 같은 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼 등의 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 분할하는 방법으로서, 웨이퍼에 형성된 분할 예정 라인을 따라 펄스 레이저 광선을 조사함으로써 레이저 가공홈을 형성하고, 이 레이저 가공홈을 따라 메커니컬 브레이킹 장치에 의해 할단 (割斷) 하는 방법이 제안되어 있다.
레이저 가공은 절삭 가공에 비하여 가공 속도를 빠르게 할 수 있음과 함께, 사파이어와 같이 경도가 높은 소재로 이루어지는 웨이퍼여도 비교적 용이하게 가공할 수 있다. 그러나, 웨이퍼의 분할 예정 라인을 따라 레이저 광선을 조사하면, 조사된 영역에 열에너지가 집중되어 데브리가 발생하고, 이 데브리가 디바이스의 표면에 부착되어 디바이스의 품질을 저하시킨다는 새로운 문제가 발생한다.
상기 데브리에 의한 문제를 해소하기 위해서, 웨이퍼의 가공면에 폴리비닐알코올 (PVA) 등의 보호막을 피복하고, 보호막을 통해 웨이퍼에 레이저 광선을 조사하도록 한 레이저 가공기가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
상기 특허문헌 1 에 개시된 레이저 가공기에 적용되어 있는 보호막의 피복 방법은, 스피너 테이블에 유지된 웨이퍼의 중심부에 폴리비닐알코올 (PVA) 등의 수용성 수지를 공급하고, 스피너 테이블을 회전시킴으로써 원심력에 의해 수용성 수지를 웨이퍼의 외주를 향하여 이동시켜, 웨이퍼의 표면에 보호막을 형성하는 소위 스핀 코트법이다.
일본 공개특허공보 2004-322168호
그런데, 웨이퍼는 환상 프레임에 장착된 보호 테이프의 표면에 첩착 (貼着) 되고 스피너 테이블에 유지된 상태에서 보호막이 형성되기 때문에, 수용성 수지가 환상 프레임의 상면에 비산되어 부착된다. 이 때문에, 환상 프레임에 보호 테이프를 개재하여 지지된 웨이퍼를 반송할 때, 환상 프레임의 상면에 부착되어 있는 액상 수지가 접착제와 같이 작용하여 반송 수단으로부터 환상 프레임을 이탈시킬 수 없다는 문제가 있다.
또, 보호막 피복 수단에 의해 웨이퍼의 표면에 보호막이 피복된 후에 환상 프레임의 상면에 비산된 수용성 수지에 세정수를 공급하여 환상 프레임의 상면으로부터 수용성 수지를 제거하는 제안도 이루어져 있지만, 환상 프레임의 상면에 부착되어 있는 수용성 수지를 확실하게 제거하기 위해서는 상당한 시간을 요하고, 원활한 레이저 가공을 실시할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술적 과제는, 보호 테이프를 개재하여 웨이퍼를 지지하는 환상 프레임의 상면에 부착된 액상 수지를 용이하게 제거할 수 있는 보호막 피복 방법을 제공하는 것이다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 표면에 복수의 분할 예정 라인이 격자상으로 형성되어 있음과 함께 그 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 표면에 수용성 수지로 보호막을 피복하는 보호막 피복 방법으로서,
웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 환상 프레임의 그 개구에 점착 테이프를 개재하여 웨이퍼의 이면을 첩착하여 환상 프레임으로 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지 공정과,
웨이퍼를 점착 테이프를 개재하여 환상 프레임에 지지한 상태에서 스피너 테이블에 웨이퍼의 표면을 상측으로 하여 유지하는 웨이퍼 유지 공정과,
스피너 테이블을 회전시키면서 스피너 테이블에 유지된 웨이퍼의 표면 중앙 영역에 수용성 수지를 적하하여 웨이퍼의 표면에 수용성 수지에 의한 보호막을 피복하는 보호막 피복 공정과,
그 보호막 피복 공정에 있어서 환상 프레임의 상면에 비산된 수용성 수지를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 구비하고,
그 수용성 수지 제거 공정에 있어서는, 스피너 테이블을 회전시키면서 스피너 테이블에 유지된 환상 프레임의 상면에 세정 노즐을 위치시켜 세정수를 환상 프레임의 상면에 공급함과 함께, 그 세정 노즐에 인접하여 회전 방향 하류측에 에어 노즐을 위치시켜 환상 프레임의 상면에 공급된 세정수의 이동에 역행하도록 에어를 공급하여 일시적으로 세정수를 체류시키면서 환상 프레임의 외방으로 세정수를 배출하는 것을 특징으로 하는 보호막 피복 방법이 제공된다.
본 발명에 의한 보호막 피복 방법은, 그 보호막 피복 공정에 있어서 환상 프레임의 상면에 비산된 수용성 수지를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 포함한다. 그 수용성 수지 제거 공정에 있어서는, 스피너 테이블을 회전시키면서 스피너 테이블에 유지된 환상 프레임의 상면에 세정 노즐을 위치시켜 세정수를 환상 프레임의 상면에 공급함과 함께, 그 세정 노즐에 인접하여 회전 방향 하류측에 에어 노즐을 위치시켜 환상 프레임의 상면에 공급된 세정수의 이동에 역행하도록 에어를 공급하여 일시적으로 세정수를 체류시키면서 환상 프레임의 외방으로 세정수를 배출하므로, 체류된 세정수에 의해 환상 프레임의 상면에 부착되어 있는 수용성 수지가 용해되어 세정 효과가 향상되고, 수용성 수지를 단시간에 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 환상 프레임에 보호 테이프를 개재하여 지지된 웨이퍼를 반송할 때, 환상 프레임의 상면에 부착되어 있는 수용성 수지가 접착제와 같이 작용하여 반송 수단으로부터 환상 프레임을 이탈시킬 수 없다는 문제가 해소된다.
도 1 은 본 발명에 의한 보호막 피복 방법을 실시하기 위한 보호막 피복 장치를 구비한 레이저 가공기의 사시도.
도 2 는 도 1 에 나타내는 레이저 가공기에 장비되는 보호막 피복 장치의 일부를 파단하여 나타내는 사시도.
도 3 은 도 2 에 나타내는 보호막 피복 장치의 스피너 테이블을 피가공물 반입·반출 위치에 위치시킨 상태를 나타내는 단면도.
도 4 는 도 2 에 나타내는 보호막 피복 장치의 스피너 테이블을 작업 위치에 위치시킨 상태를 나타내는 단면도.
도 5 는 피가공물로서의 반도체 웨이퍼의 사시도.
도 6 은 웨이퍼 지지 공정이 실시된 반도체 웨이퍼의 사시도.
도 7 은 보호막 피복 공정을 나타내는 설명도.
도 8 은 수용성 수지 제거 공정을 나타내는 설명도.
도 9 는 도 1 에 나타내는 레이저 가공기에 의해 실시하는 레이저 가공홈 형성 공정을 나타내는 설명도.
이하, 본 발명에 의한 보호막 피복 방법의 바람직한 실시형태에 대해, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 에는, 본 발명에 의한 보호막 피복 방법을 실시하기 위한 보호막 피복 장치가 장비된 레이저 가공기의 사시도가 나타나 있다.
도 1 에 나타내는 레이저 가공기 (1) 는, 대략 직방체상의 장치 하우징 (2) 을 구비하고 있다. 이 장치 하우징 (2) 내에는, 피가공물을 유지하는 피가공물 유지 수단으로서의 척 테이블 (3) 이 절삭 이송 방향인 화살표 X 로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 배치 형성되어 있다. 척 테이블 (3) 은, 흡착 척 지지대 (31) 와, 그 흡착 척 지지대 (31) 상에 장착된 흡착 척 (32) 을 구비하고 있고, 그 흡착 척 (32) 의 표면인 재치면 (載置面) 상에 피가공물인 예를 들어 원반상의 반도체 웨이퍼를 도시되지 않은 흡인 수단에 의해 유지하도록 되어 있다. 또, 척 테이블 (3) 은, 도시되지 않은 회전 기구에 의해 회동 (回動) 가능하게 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 척 테이블 (3) 의 흡착 척 지지대 (31) 에는, 후술하는 환상 프레임을 고정시키기 위한 클램프 (34) 가 배치 형성되어 있다.
도시된 레이저 가공기 (1) 는, 레이저 광선 조사 수단 (4) 을 구비하고 있다. 레이저 광선 조사 수단 (4) 은, 레이저 광선 발진 수단 (41) 과, 그 레이저 광선 발진 수단에 의해 발진된 레이저 광선을 집광하는 집광기 (42) 를 구비하고 있다.
레이저 가공기 (1) 는, 상기 척 테이블 (3) 의 흡착 척 (32) 상에 유지된 피가공물의 표면을 촬상하고, 상기 레이저 광선 조사 수단 (4) 의 집광기 (41) 로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 가공해야 하는 영역을 검출하는 촬상 수단 (5) 을 구비하고 있다. 이 촬상 수단 (5) 은, 본 실시형태에 있어서는 가시광선에 의해 촬상하는 통상적인 촬상 소자 (CCD) 외에, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선 조명 수단과, 그 적외선 조명 수단에 의해 조사된 적외선을 받아들이는 광학계와, 그 광학계에 의해 받아들여진 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자 (적외선 CCD) 등으로 구성되어 있고, 촬상한 화상 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다. 또, 도시된 레이저 가공기는, 촬상 수단 (5) 에 의해 촬상된 화상을 표시하는 표시 수단 (6) 을 구비하고 있다.
레이저 가공기 (1) 는, 가공 전의 피가공물인 웨이퍼의 표면 (가공면) 에 보호막을 피복하는 보호막 피복 장치 (7) 를 구비하고 있다. 이 보호막 피복 장치 (7) 에 대해, 도 2 내지 도 4 를 참조하여 설명한다. 보호막 피복 장치 (7) 는, 스피너 테이블 기구 (71) 와, 그 스피너 테이블 기구 (71) 를 포위하여 배치 형성된 세정수 수용 수단 (72) 을 구비하고 있다. 스피너 테이블 기구 (71) 는, 스피너 테이블 (711) 과, 그 스피너 테이블 (711) 을 회전 구동시키는 전동 모터 (712) 와, 그 전동 모터 (712) 를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 기구 (713) 를 구비하고 있다. 스피너 테이블 (711) 은 다공성 재료로 형성된 상면이 피가공물을 유지하는 유지면이 되는 흡착 척 (711a) 을 구비하고 있고, 이 흡착 척 (711a) 이 도시되지 않은 흡인 수단에 연통되어 있다. 따라서, 스피너 테이블 (711) 은, 흡착 척 (711a) 에 피가공물인 웨이퍼를 재치하여 도시되지 않은 흡인 수단에 의해 부압을 작용시킴으로써 흡착 척 (711) 상에 웨이퍼를 유지한다. 또한, 스피너 테이블 (711) 은, 후술하는 환상 프레임의 내주보다 크고 외주보다 작은 외경으로 형성되어 있고, 따라서, 후술하는 환상 프레임이 스피너 테이블 (711) 의 상면에 유지되면, 환상 프레임의 외주부가 스피너 테이블 (711) 의 외주로부터 외측으로 돌출된 상태가 된다. 상기 전동 모터 (712) 는, 그 구동축 (712a) 의 상단에 상기 스피너 테이블 (711) 을 연결한다. 상기 지지 기구 (713) 는, 복수 개 (본 실시형태에 있어서는 3 개) 의 지지 레그 (713a) 와, 그 지지 레그 (713a) 를 각각 연결하여 전동 모터 (712) 에 부착된 복수 개 (본 실시형태에 있어서는 3 개) 의 에어 실린더 (713b) 로 이루어져 있다. 이와 같이 구성된 지지 기구 (713) 는, 에어 실린더 (713b) 를 작동시킴으로써, 전동 모터 (712) 및 스피너 테이블 (711) 을 도 3 에 나타내는 상방 위치인 피가공물 반입·반출 위치와, 도 4 에 나타내는 하방 위치인 작업 위치에 위치시킨다.
상기 세정수 수용 수단 (72) 은, 세정수 수용 용기 (721) 와, 그 세정수 수용 용기 (721) 를 지지하는 3 개 (도 2 에는 2 개가 나타나 있다) 의 지지 레그 (722) 와, 상기 전동 모터 (712) 의 구동축 (712a) 에 장착된 커버 부재 (723) 를 구비하고 있다. 세정수 수용 용기 (721) 는, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이 원통상의 외측벽 (721a) 과 바닥벽 (721b) 과 내측벽 (721c) 으로 이루어져 있다. 바닥벽 (721b) 의 중앙부에는 상기 전동 모터 (712) 의 구동축 (712a) 이 삽입 통과하는 구멍 (721d) 이 형성되이 있고, 이 구멍 (721d) 의 둘레 가장자리로부터 상방으로 돌출되는 내측벽 (721c) 이 형성되어 있다. 또, 도 2 에 나타내는 바와 같이 바닥벽 (721b) 에는 배액구 (721e) 가 형성되어 있고, 이 배액구 (721e) 에 드레인 호스 (724) 가 접속되어 있다. 상기 커버 부재 (723) 는 원반상으로 형성되어 있고, 그 외주연으로부터 하방으로 돌출되는 커버부 (723a) 를 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 커버 부재 (723) 는, 전동 모터 (712) 및 스피너 테이블 (711) 이 도 4 에 나타내는 작업 위치에 위치되면, 커버부 (723a) 가 상기 세정수 수용 용기 (721) 를 구성하는 내측벽 (721c) 의 외측에 간극을 가지고 중합하도록 위치된다.
보호막 피복 장치 (7) 는, 상기 스피너 테이블 (711) 에 유지된 가공 전의 피가공물인 웨이퍼의 가공면에 액상의 수용성 수지를 공급하는 수용성 수지 공급 수단 (74) 을 구비하고 있다. 수용성 수지 공급 수단 (74) 은, 스피너 테이블 (711) 에 유지된 가공 전의 웨이퍼의 가공면을 향하여 수용성 수지를 공급하는 수지 공급 노즐 (741) 과, 그 수지 공급 노즐 (741) 을 요동시키는 정회전·역회전 가능한 전동 모터 (742) 를 구비하고 있고, 수지 공급 노즐 (741) 이 도시되지 않은 수용성 수지액 공급원에 접속되어 있다. 수지 공급 노즐 (741) 은, 수평으로 연장되는 노즐부 (741a) 와, 그 노즐부 (741a) 로부터 하방으로 연장되는 지지부 (741b) 로 이루어져 있고, 지지부 (741b) 가 상기 세정액 회수 용기 (721) 를 구성하는 바닥벽 (721b) 에 형성된 도시되지 않은 삽입 통과공을 삽입 통과하여 배치 형성되고 도시되지 않은 수용성 수지액 공급원에 접속되어 있다.
보호막 피복 장치 (7) 는, 상기 스피너 테이블 (711) 에 유지된 후술하는 환상 프레임 및 가공 후의 웨이퍼에 세정수를 공급하기 위한 세정수 공급 수단 (75) 을 구비하고 있다. 세정수 공급 수단 (75) 은, 스피너 테이블 (711) 에 유지된 후술하는 환상 프레임에 부착된 수용성 수지를 세정하는 세정수를 공급함과 함께, 스피너 테이블 (711) 에 유지된 가공 후의 웨이퍼를 향하여 세정수를 공급하는 세정 노즐 (751) 과, 그 세정 노즐 (751) 을 요동시키는 정회전·역회전 가능한 전동 모터 (752) 를 구비하고 있고, 그 세정 노즐 (751) 이 도시되지 않은 세정수 공급원에 접속되어 있다. 세정 노즐 (751) 은, 수평으로 연장되어 선단부가 하방으로 굴곡된 노즐부 (751a) 와, 그 노즐부 (751a) 의 기단으로부터 하방으로 연장되는 지지부 (751b) 로 이루어져 있고, 지지부 (751b) 가 상기 세정액 회수 용기 (721) 를 구성하는 바닥벽 (721b) 에 형성된 도시되지 않은 삽입 통과공을 삽입 통과하여 배치 형성되고 도시되지 않은 세정수 공급원에 접속되어 있다.
또, 보호막 피복 장치 (7) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 상기 스피너 테이블 (711) 에 유지된 후술하는 환상 프레임에 에어를 공급하기 위한 에어 공급 수단 (76) 을 구비하고 있다. 에어 공급 수단 (76) 은, 상기 스피너 테이블 (711) 에 유지된 후술하는 환상 프레임의 상면에 에어를 공급하는 에어 노즐 (760) 과, 그 에어 노즐 (760) 을 요동시키는 정회전·역회전 가능한 전동 모터 (도시 생략) 를 구비하고 있고, 그 에어 노즐 (760) 이 도시되지 않은 에어 공급원에 접속되어 있다. 에어 노즐 (760) 은, 선단부가 하방을 향하여 경사짐과 함께 선단에 복수의 분출구 (761a) 를 구비한 노즐부 (761) 와, 그 노즐부 (761) 의 기단으로부터 하방으로 연장되는 지지부 (762) 로 이루어져 있고, 지지부 (762) 가 상기 세정액 회수 용기 (721) 를 구성하는 바닥벽 (721b) 에 형성된 도시되지 않은 삽입 통과공을 삽입 통과하여 배치 형성되고 도시되지 않은 에어 공급원에 접속되어 있다. 또한, 노즐부 (761) 의 복수의 분출구 (761a) 는 수평 방향으로 배열되어, 각각 약간 대각선 하방을 향하여 형성되어 있다.
도 1 로 돌아와 설명을 계속하면, 레이저 가공기 (1) 는, 피가공물인 웨이퍼로서의 후술하는 반도체 웨이퍼를 수용하는 카세트가 재치 (載置) 되는 카세트 재치부 (13a) 를 구비하고 있다. 카세트 재치부 (13a) 에는 도시되지 않은 승강 수단에 의해 상하로 이동 가능하게 카세트 테이블 (131) 이 배치 형성되어 있고, 이 카세트 테이블 (131) 상에 카세트 (13) 가 재치된다.
레이저 가공기 (1) 는, 상기 카세트 (13) 에 수납된 가공 전의 반도체 웨이퍼를 임시 설치부 (14a) 에 배치 형성된 임시 설치 수단 (14) 에 반출함과 함께 가공 후의 반도체 웨이퍼를 카세트 (13) 에 반입하는 피가공물 반출·반입 수단 (15) 과, 임시 설치 수단 (14) 에 반출된 가공 전의 반도체 웨이퍼를 보호막 피복 장치 (7) 에 반송함과 함께 보호막 피복 장치 (7) 에 의해 표면에 보호막이 피복된 반도체 웨이퍼 (10) 를 상기 척 테이블 (3) 상에 반송하는 제 1 피가공물 반송 수단 (16) 과, 척 테이블 (3) 상에서 레이저 가공된 반도체 웨이퍼 (10) 를 보호막 피복 장치 (7) 에 반송하는 제 2 피가공물 반송 수단 (17) 을 구비하고 있다.
레이저 가공기 (1) 는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하 레이저 가공기 (1) 를 사용하여 피가공물인 웨이퍼의 표면에 보호막을 피복하여 레이저 가공을 실시하는 웨이퍼의 가공 방법에 대해 설명한다. 도 5 에는, 피가공물인 웨이퍼로서의 반도체 웨이퍼의 사시도가 나타나 있다. 도 5 에 나타내는 반도체 웨이퍼 (10) 는 실리콘 웨이퍼로 이루어지고, 표면 (10a) 에 격자상으로 형성된 복수의 분할 예정 라인 (101) 에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스 (102) 가 형성되어 있다.
상기 반도체 웨이퍼 (10) 의 표면에 보호막을 피복하여 분할 예정 라인 (101) 을 따라 레이저 가공을 실시하기 위해서는, 먼저 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 환상 프레임의 그 개구에 점착 테이프를 개재하여 웨이퍼의 이면을 첩착하여 환상 프레임으로 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지 공정을 실시한다. 즉, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 환상 프레임 (11) 의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 점착 테이프 (12) 의 표면에 반도체 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 을 첩착한다. 따라서, 반도체 웨이퍼 (10) 는 점착 테이프 (12) 를 개재하여 환상 프레임 (11) 에 지지된다. 또한, 도 6 에 나타내는 실시형태에 있어서는, 환상 프레임 (11) 에 외주부가 장착된 점착 테이프 (12) 의 표면에 반도체 웨이퍼 (10) 의 이면을 첩착하는 예를 나타냈지만, 반도체 웨이퍼 (10) 의 이면에 점착 테이프 (12) 를 첩착함과 함께 점착 테이프 (12) 의 외주부를 환상 프레임 (11) 에 동시에 장착해도 된다. 이와 같이 점착 테이프 (12) 를 개재하여 환상 프레임 (11) 에 지지된 반도체 웨이퍼 (10) 는, 가공면인 표면 (10a) 을 상측으로 하여 도 1 에 나타내는 레이저 가공기 (1) 의 카세트 (13) 에 수용된다.
상기 서술한 바와 같이 카세트 (13) 에 수용된 환상 프레임 (11) 에 점착 테이프 (12) 를 개재하여 지지된 가공 전의 반도체 웨이퍼 (10) (이하, 간단히 반도체 웨이퍼 (10) 라고 한다) 의 표면에 수용성 수지의 보호막을 피복하는 것은, 도시되지 않은 승강 수단에 의해 카세트 테이블 (131) 이 상하동함으로써 소정의 위치에 수용된 반도체 웨이퍼 (10) 를 반출 위치에 위치시킨다. 다음으로, 피가공물 반출·반입 수단 (15) 이 진퇴 작동하여 반출 위치에 위치된 반도체 웨이퍼 (10) 를 임시 설치부 (14a) 에 배치 형성된 임시 설치 수단 (14) 에 반출한다. 임시 설치 수단 (14) 에 반출된 반도체 웨이퍼 (10) 는, 임시 설치 수단 (14) 에 의해 소정의 위치로 위치 맞춤된다. 다음으로, 임시 설치 수단 (14) 에 의해 위치 맞춤된 가공 전의 반도체 웨이퍼 (10) 는, 제 1 피가공물 반송 수단 (16) 의 선회 동작에 의해 보호막 피복 장치 (7) 를 구성하는 스피너 테이블 (711) 의 흡착 척 (711a) 상에 반송되고, 그 흡착 척 (711a) 에 점착 테이프 (12) 를 개재하여 환상 프레임 (11) 에 지지된 상태에서 흡인 유지된다 (웨이퍼 유지 공정). 이 때, 스피너 테이블 (711) 은 도 3 에 나타내는 피가공물 반입·반출 위치에 위치되어 있고, 수용성 수지 공급 수단 (74) 의 수지 공급 노즐 (741) 과 세정수 공급 수단 (75) 의 세정 노즐 (751) 및 상기 에어 공급 수단 (76) 의 에어 노즐 (760) 은 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이 스피너 테이블 (711) 의 상방으로부터 이격된 대기 위치에 위치되어 있다.
가공 전의 반도체 웨이퍼 (10) 가 보호막 피복 장치 (7) 의 스피너 테이블 (711) 상에 유지되는 웨이퍼 유지 공정을 실시했다면, 스피너 테이블 (711) 을 작업 위치에 위치시킴과 함께, 수용성 수지 공급 수단 (74) 을 구성하는 수지 공급 노즐 (741) 의 전동 모터 (742) 를 구동시켜 도 7(a) 에 나타내는 바와 같이 수지 공급 노즐 (741) 의 노즐부 (741a) 의 분출구를 스피너 테이블 (711) 상에 유지된 반도체 웨이퍼 (10) 의 중심부 상방에 위치시킨다. 그리고, 스피너 테이블 (711) 을 화살표 A 로 나타내는 방향으로 소정의 회전 속도 (예를 들어 60 rpm) 로 소정 시간 (예를 들어 100 초간) 회전시킴과 함께, 수지 공급 노즐 (741) 의 노즐부 (741a) 로부터 액상의 수용성 수지 (100) 를 소정량 (예를 들어 4 ∼ 5 밀리리터/분 정도) 적하한다. 또한, 수용성 수지로는, 도시된 실시형태에 있어서는 폴리비닐알코올 (PVA : Poly Vinyl Alcohol) 이 사용되고 있다.
이와 같이 하여, 스피너 테이블 (711) 에 유지된 레이저 가공 전의 반도체 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) (가공면) 의 중앙 영역에 폴리비닐알코올 등의 수용성 수지 (100) 를 4 ∼ 5 밀리리터/분 정도 적하하여, 스피너 테이블 (711) 을 60 rpm의 회전 속도로 100 초 회전시킴으로써, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) (가공면) 에는 두께가 0.2 ∼ 1 ㎛ 인 보호막 (110) 이 피복된다 (보호막 피복 공정). 이 보호막 피복 공정에 있어서는, 수용성 수지 (100) 는 원심력에 의해 환상 프레임 (11) 을 향하여 유동 내지 비산되고, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착된다.
상기 서술한 보호막 피복 공정을 실시했다면, 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착된 수용성 수지 (100) 를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 실시한다. 즉, 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이 세정수 공급 수단 (75) 의 전동 모터 (752) 를 구동시켜 세정 노즐 (751) 의 노즐부 (751a) 의 분출구를 스피너 테이블 (711) 상에 유지된 환상 프레임 (11) 의 상방에 위치시킨다. 또, 에어 공급 수단 (76) 의 도시되지 않은 전동 모터를 구동시켜 에어 노즐 (760) 을 구성하는 노즐부 (761) 의 복수의 분출구 (761a) (도 2 참조) 를 구비한 선단부를 세정 노즐 (751) 의 노즐부 (751a) 에 인접하여 스피너 테이블 (711) 의 회전 방향 하류측에 위치시킨다. 이 때, 반도체 웨이퍼 (10) 의 표면에 피복된 보호막 (110) 이 손상되지 않도록 노즐부 (761) 의 선단부에 형성된 복수의 분출구 (761a) (도 2 참조) 가 환상 프레임 (11) 의 내측으로부터 대각선 외측을 향하도록 위치된다. 그리고, 스피너 테이블 (711) 을 화살표 A 로 나타내는 방향으로 예를 들어 90 rpm 의 회전 속도로 회전시키면서 노즐부 (751a) 의 분출구로부터 세정수 (77) 를 140 밀리리터/분으로 공급함과 함께 에어 노즐 (760) 의 노즐부 (761) 로부터 에어를 3 리터/분으로 15 초간 공급한다. 이 결과, 환상 프레임 (11) 의 상면에 공급된 세정수 (77) 는, 스피너 테이블 (711) 의 회전 방향 하류측으로부터 이동에 역행하도록 에어 노즐 (760) 의 노즐부 (761) 로부터 공급되는 에어에 의해 일시적으로 체류시킬 수 있으면서 환상 프레임 (11) 의 외측에 배출된다. 이 때문에, 체류된 세정수에 의해 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착되어 있는 수용성 수지가 용해되어 세정 효과가 향상되고, 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착된 수용성 수지를 단시간에 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 반도체 웨이퍼 (10) 의 가공면인 표면 (10a) 에 보호막 (110) 을 형성함과 함께, 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착된 수용성 수지를 제거했다면, 스피너 테이블 (711) 을 도 3 에 나타내는 피가공물 반입·반출 위치에 위치시킴과 함께, 스피너 테이블 (711) 에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼 (10) 의 흡인 유지를 해제한다. 그리고, 스피너 테이블 (711) 상의 반도체 웨이퍼 (10) 는, 제 1 피가공물 반송 수단 (16) 에 의해 척 테이블 (3) 의 흡착 척 (32) 상에 반송된다. 이 때, 제 1 피가공물 반송 수단 (16) 은 반도체 웨이퍼 (10) 를 점착 테이프 (12) 를 개재하여 지지하는 환상 프레임 (11) 의 상면을 흡인 유지하여 척 테이블 (3) 에 반송하지만, 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착되어 있던 수용성 수지가 상기 서술한 바와 같이 제거되어 있으므로, 수용성 수지가 접착제와 같이 작용하여 제 1 피가공물 반송 수단 (16) 으로부터 환상 프레임 (11) 을 이탈시킬 수 없다는 문제가 해소된다.
상기와 같이 하여, 환상 프레임 (11) 에 점착 테이프 (12) 를 개재하여 지지된 반도체 웨이퍼 (10) 를 척 테이블 (3) 의 흡착 척 (32) 상에 반송했다면, 도시되지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써, 그 흡착 척 (32) 에 반도체 웨이퍼 (10) 가 첩착된 점착 테이프 (12) 측이 흡인 유지된다. 또, 환상 프레임 (11) 은 클램프 (34) 에 의해 고정된다. 이 때, 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착되어 있던 수용성 수지가 상기 서술한 바와 같이 제거되어 있으므로, 수용성 수지가 접착제와 같이 작용하여 클램프 (34) 를 고착시키는 경우는 없다. 이와 같이 하여 반도체 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지한 척 테이블 (3) 은, 도시되지 않은 이동 수단에 의해 레이저 광선 조사 수단 (4) 에 배치 형성된 촬상 수단 (5) 의 바로 아래에 위치된다.
척 테이블 (3) 이 촬상 수단 (5) 의 바로 아래에 위치되면, 촬상 수단 (5) 및 도시되지 않은 제어 수단에 의해 반도체 웨이퍼 (10) 에 제 1 방향에 형성되어 있는 분할 예정 라인 (101) 과, 분할 예정 라인 (101) 을 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (4) 의 집광기 (42) 와의 위치 맞춤을 실시하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리가 실행되고, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 수행된다. 또, 반도체 웨이퍼 (10) 에 형성되어 있는 상기 제 1 방향에 대해 직각으로 연장되는 분할 예정 라인 (101) 에 대해서도, 동일하게 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 수행된다. 이 때, 반도체 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (101) 이 형성되어 있는 표면 (10a) 에는 보호 피막 (110) 이 형성되어 있지만, 보호막 (110) 이 투명하지 않은 경우에는 적외선으로 촬상하여 표면으로부터 얼라인먼트할 수 있다.
이상과 같이 하여 척 테이블 (3) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼 (10) 에 형성되어 있는 분할 예정 라인 (101) 을 검출하고, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 실시되었다면, 도 9(a) 로 나타내는 바와 같이 척 테이블 (3) 을 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (4) 의 집광기 (42) 가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 소정의 분할 예정 라인 (101) 을 집광기 (42) 의 바로 아래에 위치시킨다. 이 때, 도 9(a) 로 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼 (10) 는, 분할 예정 라인 (101) 의 일단 (도 9(a) 에 있어서 좌단) 이 집광기 (42) 의 바로 아래에 위치하도록 위치된다. 또한, 도 9(a) 및 9(b) 에 있어서는, 환상 프레임 (11) 을 고정시키는 클램프 (34) 가 생략되어 있다. 다음으로, 레이저 광선 조사 수단 (4) 의 집광기 (42) 로부터 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블 (3) 을 도 9(a) 에 있어서 화살표 X1 로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 9(b) 로 나타내는 바와 같이 분할 예정 라인 (101) 의 타단 (도 9(b) 에 있어서 우단) 이 집광기 (42) 의 바로 아래 위치에 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지시킴과 함께 척 테이블 (3) 의 이동을 정지시킨다. 이 레이저 가공홈 형성 공정에 있어서는, 펄스 레이저 광선의 집광점 (P) 을 분할 예정 라인 (101) 의 표면 부근에 맞춘다.
상기 서술한 레이저 가공홈 형성 공정을 실시함으로써, 반도체 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (101) 에는 도 9(c) 에 나타내는 바와 같이 레이저 가공홈 (120) 이 형성된다. 이 때, 레이저 광선의 조사에 의해 데브리 (130) 가 발생해도, 이 데브리 (130) 는 보호막 (110) 에 의해 차단되고, 디바이스 (102) 및 본딩 패드 등에 부착되는 경우는 없다. 그리고, 상기 서술한 레이저 가공홈 형성 공정을 반도체 웨이퍼 (10) 의 모든 분할 예정 라인 (101) 에 실시한다.
상기 서술한 레이저 가공홈 형성 공정을 반도체 웨이퍼 (10) 의 모든 분할 예정 라인 (101) 을 따라 실시했다면, 반도체 웨이퍼 (10) 를 유지하고 있는 척 테이블 (3) 은, 처음에 반도체 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지한 위치로 되돌려지고, 여기서 반도체 웨이퍼 (10) 의 흡인 유지를 해제함과 함께 환상 프레임 (11) 의 클램프 (34) 에 의한 고정을 해제한다. 그리고, 반도체 웨이퍼 (10) 는, 제 2 피가공물 반송 수단 (17) 에 의해 보호막 피복 장치 (7) 를 구성하는 스피너 테이블 (711) 의 흡착 척 (711a) 상에 반송되고 그 흡착 척 (711a) 에 흡인 유지된다. 이 때, 제 2 피가공물 반송 수단 (17) 은 반도체 웨이퍼 (10) 를 점착 테이프 (12) 를 개재하여 지지하는 환상 프레임 (11) 의 상면을 흡인 유지하여 보호막 피복 장치 (7) 를 구성하는 스피너 테이블 (711) 에 반송하지만, 환상 프레임 (11) 의 상면에 부착되어 있던 수용성 수지가 상기 서술한 바와 같이 제거되어 있으므로, 수용성 수지가 접착제와 같이 작용하여 제 2 피가공물 반송 수단 (17) 으로부터 환상 프레임 (11) 을 이탈시킬 수 없다는 문제가 해소된다. 또한, 수용성 수지 공급 수단 (74) 의 수지 공급 노즐 (741) 과 세정수 공급 수단 (75) 의 세정 노즐 (751) 및 상부 에어 공급 수단 (76) 의 에어 노즐 (760) 은, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이 스피너 테이블 (711) 의 상방으로부터 이격된 대기 위치에 위치되어 있다.
가공 후의 반도체 웨이퍼 (10) 가 보호막 피복 장치 (7) 의 스피너 테이블 (711) 상에 유지되었다면, 반도체 웨이퍼 (10) 를 세정하는 세정 공정을 실행한다. 즉, 스피너 테이블 (711) 을 작업 위치에 위치시킴과 함께, 세정수 공급 수단 (75) 의 도시되지 않은 전동 모터를 구동시켜 세정 노즐 (751) 의 노즐부 (751a) 의 분출구를 스피너 테이블 (711) 상에 유지된 반도체 웨이퍼 (10) 의 중심부 상방에 위치시킨다. 그리고, 스피너 테이블 (711) 을 예를 들어 800 rpm 의 회전 속도로 회전시키면서 노즐부 (751a) 의 분출구로부터 예를 들어 0.2 ㎫ 정도의 세정수를 분출시키고, 반도체 웨이퍼 (10) 의 가공면인 표면 (10a) 을 세정한다. 이 때, 도시되지 않은 전동 모터가 구동되어 세정수 공급 노즐 (751) 의 노즐부 (751a) 의 분출구로부터 분출된 세정수가 스피너 테이블 (711) 에 유지된 반도체 웨이퍼 (10) 의 중심에 닿는 위치로부터 외주부에 닿는 위치까지의 소요 각도 범위에서 요동시킬 수 있다. 이 결과, 반도체 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 에 피복된 보호막 (110) 이 상기 서술한 바와 같이 수용성의 수지에 의해 형성되어 있으므로, 보호막 (110) 을 용이하게 씻어낼 수 있음과 함께, 레이저 가공시에 발생된 데브리 (130) 도 제거된다.
상기 서술한 세정 공정이 종료되면, 세정된 반도체 웨이퍼 (10) 를 건조시키는 건조 공정을 실행한다. 즉, 세정 노즐 (751) 을 대기 위치에 위치시키고, 스피너 테이블 (711) 을 예를 들어 3000 rpm 의 회전 속도로 15 초 정도 회전시킴으로써, 반도체 웨이퍼 (10) 의 표면을 스피너 건조시킨다.
상기 서술한 바와 같이 하여, 세정 공정 및 건조 공정을 실시했다면, 스피너 테이블 (711) 의 회전을 정지시키고, 스피너 테이블 (711) 을 도 3 에 나타내는 피가공물 반입·반출 위치에 위치시킴과 함께, 스피너 테이블 (711) 에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼 (10) 의 흡인 유지를 해제한다. 다음으로, 스피너 테이블 (711) 상의 가공 후의 반도체 웨이퍼 (10) 는, 제 1 피가공물 반송 수단 (16) 에 의해 임시 설치부 (14a) 에 배치 형성된 임시 설치 수단 (14) 에 반송한다. 임시 설치 수단 (14) 에 반송된 가공 후의 반도체 웨이퍼 (10) 는, 피가공물 반출 수단 (15) 에 의해 카세트 (13) 의 소정 위치에 수납된다.
1 : 레이저 가공기
2 : 장치 하우징
3 : 척 테이블
4 : 레이저 광선 조사 수단
42 : 집광기
5 : 촬상 수단
6 : 표시 수단
7 : 보호막 피복 장치
71 : 스피너 테이블 기구
711 : 스피너 테이블
74 : 수용성 수지 공급 수단
741 : 수지 공급 노즐
75 : 세정수 공급 수단
751 : 세정수 노즐
76 : 에어 공급 수단
760 : 에어 노즐
10 : 반도체 웨이퍼
101 : 분할 예정 라인
102 : 디바이스
110 : 보호막
11 : 환상 프레임
12 : 점착 테이프
13 : 카세트
14 : 임시 설치 수단
15 : 피가공물 반출·반입 수단
16 : 제 1 피가공물 반송 수단
17 : 제 2 피가공물 반송 수단

Claims (1)

  1. 표면에 복수의 분할 예정 라인이 격자상으로 형성되어 있음과 함께 그 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 표면에 수용성 수지로 보호막을 피복하는 보호막 피복 방법으로서,
    웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 환상 프레임의 그 개구에 점착 테이프를 개재하여 웨이퍼의 이면을 첩착하여 환상 프레임으로 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지 공정과,
    웨이퍼를 점착 테이프를 개재하여 환상 프레임에 지지한 상태에서 스피너 테이블에 웨이퍼의 표면을 상측으로 하여 유지하는 웨이퍼 유지 공정과,
    스피너 테이블을 회전시키면서 스피너 테이블에 유지된 웨이퍼의 표면 중앙 영역에 수용성 수지를 적하하여 웨이퍼의 표면에 수용성 수지에 의한 보호막을 피복하는 보호막 피복 공정과,
    그 보호막 피복 공정에 있어서 환상 프레임의 상면에 비산된 수용성 수지를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 구비하고,
    그 수용성 수지 제거 공정에 있어서는, 스피너 테이블을 회전시키면서 스피너 테이블에 유지된 환상 프레임의 상면에 세정 노즐을 위치시켜 세정수를 환상 프레임의 상면에 공급함과 함께, 그 세정 노즐에 인접하여 회전 방향 하류측에 에어 노즐을 위치시켜 환상 프레임의 상면에 공급된 세정수의 이동에 역행하도록 에어를 공급하여 일시적으로 세정수를 체류시키면서 환상 프레임의 외방으로 세정수를 배출하는 것을 특징으로 하는 보호막 피복 방법.
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