(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
被加工物を保持する加工テーブルと、該加工テーブルに保持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工手段と、複数の被加工物を収容可能なカセットが載置されるカセット載置台と、該カセット載置台に載置されたカセットから被加工物を少なくとも該加工テーブルまで搬送する搬送手段と、を備えたレーザー加工装置であって、
被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、
該保持テーブルに保持された被加工物の表面に保護膜を形成する水溶性樹脂からなる保護膜液を吐出するスリット状の吐出口を有する保護膜液吐出ヘッドと、
該保護膜液吐出ヘッドを該保持テーブルの該保持面に対して接近離反可能に移動させる第1移動手段と、
該保護膜液吐出ヘッドを該保持テーブルの該保持面と平行な方向に直線移動させる第2移動手段と、
該保持面の中心を通り該保持面に直交する回転軸で前記保持テーブルを回転させる駆動手段と、を具備し、
前記保護膜液吐出ヘッドは前記搬送手段に付設され、
前記第1移動手段と前記第2移動手段とは該搬送手段で兼用されることを特徴とするレーザー加工装置。
【背景技術】
【0002】
IC、LSI、LED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表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。
【0003】
ウエーハの分割には、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ30μm程度とした切削ブレードを、30000rpm程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスへと分割する。
【0004】
一方、近年では、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ー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってブレーキング装置でウエーハを割断して個々のデバイスへと分割する方法が提案されている(例えば、特開平10−305420号公報参照)。
【0005】
レーザー加工装置によるレーザー加工溝の形成は、ダイサーによるダイシング方法に比べて加工速度を早くすることができるとともに、サファイアやSiC等の硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。また、加工溝を例えば10μm以下等の狭い幅とすることができるので、ダイシング方法で加工する場合に対してウエーハ1枚当たりのデバイス取り量を増やすことができる。
【0006】
ところが、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。
【0007】
そこで、例えば特開2007−201178号公報には、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被覆し、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ー加工装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従来の保護膜被覆装置では、被加工物を保持した保持テーブルを回転させながら保護膜液を被加工物上に供給し、遠心力により保護膜液を広げて被加工物全面に保護膜液を塗付するスピンコート法が一般的である。しかし、従来のスピンコート法では、およそ90%以上もの保護膜液が廃棄されており、非経済的であるという問題がある。
【0010】
また、従来のスピンコート法を採用した保護膜被覆装置では、スピンコートで飛散した大量の保護膜液が非常に細い糸状の屑となり、保護膜被覆装置内部に堆積し、清掃に時間がかかるとともに完全に糸状の屑を除去することが難しかった。
【0011】
更に、糸状の屑は大気中で容易に浮遊し易く、清掃中に飛散して被加工物上に付着し被加工物を汚染したり、保護膜被覆装置内外を汚染する恐れがあるという問題があった。
【0012】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、廃棄する保護膜液の量を抑えた経済的な保護膜被覆装置を備えたレーザー加工装置及び保護膜被覆方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
請求項1記載の発明によると、被加工物を保持する加工テーブルと、該加工テーブルに保持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工手段と、複数の被加工物を収容可能なカセットが載置されるカセット載置台と、該カセット載置台に載置されたカセットから被加工物を少なくとも該加工テーブルまで搬送する搬送手段と、を備えたレーザー加工装置であって、被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物の表面に保護膜を形成する水溶性樹脂からなる保護膜液を吐出するスリット状の吐出口を有する保護膜液吐出ヘッドと、該保護膜液吐出ヘッドを該保持テーブルの該保持面に対して接近離反可能に移動させる第1移動手段と、該保護膜液吐出ヘッドを該保持テーブルの該保持面と平行な方向に
直線移動させる第2移動手段と、
該保持面の中心を通り該保持面に直交する回転軸で前記保持テーブルを回転させる駆動手段と、を具備し、
前記保護膜液吐出ヘッドは前記搬送手段に付設され、前記第1移動手段と前記第2移動手段とは該搬送手段で兼用されることを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【0015】
請求項3記載の発明によると、請求項
1又は請求項
2に記載のレーザー加工装置を用いた保護膜の被覆方法であって、前記保持テーブルで被加工物を保持する保持ステップと、該保持テーブルに保持された被加工物の上面から所定の高さに該保護膜液吐出ヘッドを位置付ける位置付けステップと、該位置付けステップを実施した後、該保持テーブルを
第1の速度で回転させつつ該保護膜液吐出ヘッドを該保持テーブル上で
直線移動させながら該保護膜液吐出ヘッドから保護膜液を被加工物上に吐出して、被加工物の上面を所定厚みの保護膜液で渦巻状に被覆する被覆ステップと、該被覆ステップを実施した後、該保持テーブルを
該第1の速度より速い第2の速度で回転させて該保護膜液を平坦化するとともに乾燥させて保護膜を形成する
保護膜形成ステップと、を含むことを特徴とする保護膜被覆方法が提供される。
【発明の効果】
【0016】
請求項1記載のレーザー加工装置によると、スリット状の保護膜液吐出口を有する保護膜液吐出ヘッドから保護膜液を吐出して被加工物に保護膜を被覆することが可能となるため、廃棄する保護膜液の量を抑えることが可能となる。
【0017】
請求項
3記載の発明によると、被加工物を保持した保持テーブルを回転させるとともに保護膜液吐出ヘッドを
直線移動させながらスリット状の保護膜液吐出口から保護膜液を吐出して被加工物の上面に供給するため、被加工物上に渦巻状に保護膜液を塗付することができ、廃棄する保護膜液の量を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1を参照すると、本発明実施形態に係るレーザー加工装置2の斜視図が示されている。4はレーザー加工装置2の外装カバーであり、この外装カバー4内に
図2に示す加工領域14が配設されている。
【0020】
外装カバー4の前面4aにはタッチパネル式の表示モニタ6が配設されている。この表示モニタ6により、オペレータが装置の操作指令を入力するとともに、装置の稼働状況が表示モニタ6上に表示される。
【0021】
8は内部に複数枚のウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置台であり、上下方向(Z軸方向)に移動可能に構成されている。
図3に示すように、半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハ等のウエーハ11は、その表面に格子状に形成された複数の分割予定ライン13によって複数の領域が区画されており、区画された各領域にデバイス15が形成されている。
【0022】
ウエーハ11は粘着テープであるダイシングテープTに貼着され、ダイシングテープTの外周縁部が環状フレームFに貼着されてウエーハユニット17が構成される。これにより、ウエーハ11はダイシングテープTを介して環状フレームFに支持された状態となり、この状態でカセット内に収容される。
【0023】
カセット載置台8に隣接して、カセット8内から取り出したウエーハユニット17を仮置きする仮置き領域10が設けられている。
図2の配置図に最もよく示されるように、カセット載置台8のY軸方向の反対側には、仮置き領域10に隣接して保護膜被覆領域12が配設されている。また、加工領域14が仮置き領域10のX軸方向の延長線上に配設されている。保護膜被覆領域12では、レーザー加工後のウエーハ11を洗浄する洗浄工程も実施する。
【0024】
カセット載置台8に隣接して、カセット載置台8上に載置されたカセットに対してウエーハユニット17を出し入れする搬出入ユニット(搬出入手段)16が配設されている。
【0025】
搬出入ユニット16は、支持部材18の先端に取り付けられたクランプ17を有している。このクランプ17で
図3に示す環状フレームFをクランプしてウエーハユニット17をカセットから搬出したりカセットに搬入したりする。
【0026】
支持部材18はブロック20に固定されており、ブロック20内にはボールねじ24に螺合するナットが内蔵されている。ボールねじ24の一端はパルスモーター26に連結されており、ボールねじ24とパルスモーター26とで搬出入ユニット16をY軸方向に移動する搬出入ユニット移動機構28を構成する。
【0027】
搬出入ユニット移動機構28のパルスモーター26を駆動すると、ボールねじ24が回転され、これに応じてブロック20がY軸方向に移動し、ブロック20に支持部材18を介して連結されたクランプ17がY軸方向に移動する。
【0028】
クランプ17に環状フレームFがクランプされてカセット中から引き出されたウエーハユニット17は仮置き領域10に配設された一対のセンタリングガイド30上に載置され、センタリングガイド30が互いに近づく方向に移動することにより、ウエーハユニット17のセンタリングが実施される。
【0029】
仮置き領域10の下方にはホームポジションに位置付けられた加工テーブル32が配設されている。加工テーブル32には環状フレームFをクランプする複数のクランプ34が配設されている。
【0030】
図1に示された加工テーブル32はホームポジションに位置付けられた状態であり、加工テーブル32は、
図2に示すように、X軸方向に移動されて加工領域14に位置付けられるとともに、加工領域14においてレーザー加工中のウエーハ11を割出し送りするために、Y軸方向にも移動可能である。
【0031】
外装カバー4の側面4bの下部には開口36が形成されており、加工テーブル32に保持されたウエーハ11はこの開口36を介して
図1に示したホームポジションと加工領域14との間で移動される。
【0032】
38はY軸方向及びZ軸方向に移動可能なアッパーアームであり、アッパーアーム38の下端にはH形状のプレート部材40が固定されており、プレート部材40には真空吸引により環状フレームFを吸引保持する4個の吸着パッド42が取り付けられている。
【0033】
保護膜被覆領域12には回転可能な保持テーブル(スピンナテーブル)44が配設されている。特に図示しないが、保持テーブル44の周囲には環状フレームFをクランプする複数のクランプが取り付けられている。
【0034】
アッパーアーム38の下端部側面には保護膜液吐出ヘッド46が配設されている。保護膜液吐出ヘッド46はZ軸移動部材48に固定されており、ボールねじ52とパルスモーター54とからなる保護膜液吐出ヘッド移動機構56により、保護膜液吐出ヘッド46はアッパーアーム38に固定された一対のガイド50に沿って上下方向(Z軸方向)に移動可能である。
【0035】
アッパーアーム38は図示しない移動機構によりZ軸方向に移動可能にY軸移動部材58に取り付けられている。移動機構としては、例えばボールねじとパルスモーターとの組み合わせやエアシリンダー等が採用可能である。
【0036】
Y軸移動部材58はナットを内蔵しており、このナットがY軸方向に伸長するボールねじ60に螺合している。ボールねじ60の一端にはパルスモーター62が連結されており、ボールねじ60とパルスモーター62とでアッパーアーム38のY軸移動機構64を構成する。パルスモーター62を駆動するとボールねじ60が回転し、Y軸移動部材58が外装カバー4の側面4bに固定された一対のガイド66に沿ってY軸方向に移動される。
【0037】
68はロワーアームであり、ロワーアーム68の下端にはH形状のプレート部材70が固定されており、H形状のプレート部材70には真空吸引により環状フレームFを吸引保持する4個の吸着パッド72が配設されている。
【0038】
ロワーアーム68は図示しない移動機構によりY軸移動部材74に上下方向(Z軸方向)に移動可能に取り付けられている。移動機構としては、ボールねじとパルスモーターとの組み合わせやエアシリンダー等が採用可能である。
【0039】
Y軸移動部材74には図示しないナットが内蔵されており、このナットはY軸方向に伸長するボールねじ76に螺合している。ボールねじ76の一端にはパルスモーター78が連結されており、ボールねじ76とパルスモーター78とでロワーアーム68のY軸移動機構80を構成する。
【0040】
Y軸移動機構80のパルスモーター78を駆動するとボールねじ76が回転し、Y軸移動部材74に連結されたロワーアーム68が外装カバー4の側面4bに取り付けられた一対のガイド82に沿ってY軸方向に移動される。
【0041】
外装カバー4に覆われた加工領域14には、
図4に示すように、ベース84にコラム86が立設されており、コラム86にレーザービーム照射ユニット90が取り付けられている。レーザービーム照射ユニット90はケーシング88内に収容された
図5に示すレーザービーム発生ユニット92と、ケーシング88の先端に取り付けられた集光器(加工ヘッド)94から構成される。集光器94に隣接してケーシング88の先端には撮像ユニット96が取り付けられている。
【0042】
図5に示すように、レーザービーム発生ユニット92は、YAGレーザー発振器又はYVO4レーザー発振器等のレーザー発振器98と、繰り返し周波数設定手段100と、パルス幅調整手段102と、パワー調整手段104とを含んでいる。特に図示しないがレーザー発振器98はブルースター窓を有しており、レーザー発振器98から出射するレーザービームは直線偏光のレーザービームである。
【0043】
図6に示すように、保護膜液吐出ヘッド46には保護膜液を吐出するスリット状の吐出口106が形成されている。スリット状の吐出口106は
図6において紙面に垂直方向に伸長している。吐出口106は保護膜液供給源110に接続されている。保護膜液としては、PVA(ポリビニルアルコール)、PEG(ポリエチレングリコール)等の水溶性樹脂を採用可能である。
【0044】
保護膜液吐出ヘッド46は更に、矢印Y1で示された保護膜液塗付方向の先頭側でスリット状吐出口106に隣接して形成された、吸引源112に接続された吸引口108を有している。吸引口108も紙面に垂直方向に伸長するスリット状に形成されている。
【0045】
吸引口108からエアを吸引することで、ウエーハ11上に被覆される保護膜液114に気体が混入されることを防止する。矢印Y2は保護膜液塗付時のウエーハ11の移動方向である。
【0046】
本明細書では、クランプ17を有する搬出入ユニット16、アッパーアーム38及びその移動機構64、ロワーアーム68及びその移動機構80を合わせて搬送手段と称することにする。よって、上述した実施形態では、搬送手段に保護膜液吐出ヘッド46が付設されている。
【0047】
従って、本発明では、保護膜液吐出ヘッド46はアッパーアーム38に付設される形態ばかりでなく、保護膜液吐出ヘッド48はロワーアーム68又は搬出入ユニット16に付設される形態であっても良い。
【0048】
以下、上述したレーザー加工装置2の作用について説明する。まず、クランプ17がカセット中から一枚目のウエーハユニット17を仮置き領域10まで引出し、センタリングガイド30でウエーハユニット17をセンタリングする。
【0049】
次いで、アッパーアーム38がウエーハユニット17を吸着し、Y軸方向に移動して保護膜被覆領域12に配設された保持テーブル44へウエーハユニット17を搬送する。保持テーブル44でダイシングテープTを介してウエーハ11を吸引保持するとともに、図示しないクランプで環状フレームFをクランプして固定する。
【0050】
次いで、
図7に示すように、保護膜液吐出ヘッド46をウエーハ11の外周側から中心に向かって移動させるとともに、保持テーブル44を回転させながら、スリット状吐出口106から保護膜液を供給してウエーハ11表面に保護膜液114を渦巻状に塗付する。
【0051】
保護膜液塗付時に保持テーブル44の回転速度を、例えば保護膜液吐出ヘッド46が外周側に位置するときの2rpmから内周側に位置するときの25rpmまで上昇させることで、保護膜液塗付点における塗付速度を一定にするのが好ましい。
【0052】
保護膜液114の塗付終了後、保持テーブル44を例えば3000rpmで約30秒間回転させて保護膜液114を平坦化するとともに乾燥させてウエーハ11の表面に保護膜を被覆する。
【0053】
ウエーハ11表面に保護膜を被覆後、アッパーアーム38がウエーハユニット17を吸着してホームポジションに位置付けられている加工テーブル32までウエーハユニット17を搬送する。加工テーブル32でダイシングテープTを介してウエーハ11を吸引保持するとともに、クランプ34で環状フレームFをクランプして固定する。
【0054】
次いで、加工テーブル10をX軸方向に移動して加工領域14に位置付け、撮像ユニット96によるアライメントを実施した後、集光器94からウエーハ11に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)レーザービームを分割予定ライン13に沿って照射して、アブレーションによりレーザー加工溝を形成する。
【0055】
一枚目のウエーハ11にレーザー加工中、クランプ17が二枚目のウエーハユニット17をカセットから仮置き領域10まで引き出して、センタリングガイド30でセンタリングを実施する。
【0056】
センタリング実施後、アッパーアーム38が二枚目のウエーハユニット17を保持テーブル44まで搬送し、二枚目のウエーハ11に保護膜を被覆する。保護膜被覆後、アッパーアーム38が二枚目のウエーハユニット17を吸着し、ウエーハユニット17が保持テーブル44から離間した状態で一枚目のウエーハ11の加工終了まで保持しておく。
【0057】
一枚目のウエーハ11の加工が終了すると、加工テーブル10をX軸方向に移動して
図1に示されているホームポジションに位置付ける。ロワーアーム68が加工テーブル32上の一枚目のウエーハユニット17を吸着し、Y軸方向に移動して保持テーブル44まで加工が終了した一枚目のウエーハユニット17を搬送して、加工終了後のウエーハ11の洗浄を実施する。
【0058】
アッパーアーム38で保持していた二枚目のウエーハユニット17を加工テーブル32まで搬送し、加工テーブル32上に載置する。次いで、加工テーブル32をX軸方向に加工領域14まで搬送して、二枚目のウエーハ11にレーザー加工を実施する。
【0059】
一枚目のウエーハ11を洗浄中、且つ二枚目のウエーハ11を加工中にクランプ17が三枚目のウエーハユニット17をカセットから仮置き領域10まで引き出して、センタリングガイド30でセンタリングを実施する。センタリング実施後、アッパーアーム38が三枚目のウエーハユニット17を吸引保持する。
【0060】
洗浄が終了した一枚目のウエーハユニット17をロワーアーム68が保持テーブル44からセンタリングガイド30上に搬送し、搬出入ユニット16のクランプ17が加工が終了した一枚目のウエーハユニット17をカセット中へ収容する。
【0061】
以下このようなシーケンスで搬出入ユニット16、アッパーアーム38及びロワーアーム68が作動し、ウエーハ11上に保護膜を形成した後、レーザービームのアブレーション加工によりウエーハ11にレーザー加工溝を形成する。
【0062】
本実施形態では、搬送手段を搬出入ユニット16、アッパーアーム38及びロワーアーム68から構成しているため、加工待ち時間を殆どとらずに、カセット中から次々とウエーハユニット17を引き出して、ウエーハ11上に保護膜を被覆した後レーザー加工を実施することができる。
【0063】
本実施形態によると、保護膜吐出ヘッド46のスリット状の吐出口106から保護膜液を吐出してウエーハ11上に渦巻状に保護膜液を塗付することが可能となるため、廃棄する保護膜液の量を抑えることが可能となる。
【0064】
また、搬送手段を搬出入ユニット16、アッパーアーム38及びロワーアーム68から構成したため、待ち時間を取ることなく効率よく複数枚のウエーハ11にレーザー加工を実施することができる。
【0065】
上述した実施形態では、被加工物として半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハ等のウエーハを採用した例について説明したが、被加工物はこれに限定されるものではなく、表面にパターン又は微細構造物を有する他の板状被加工物にも本発明は適用可能である。