(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【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(ストリート)によって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイヤ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気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ー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、ブレーキング装置でウエーハに外力を付与してレーザー加工溝に沿って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ービームを照射すると、パルスレーザー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2004−322168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被覆し、この保護膜を通してウエーハにパルスレーザー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】
しかし、水溶性樹脂を塗布する段階でウエーハがダイシングテープを介して環状フレームと一体となっていると、環状フレームがウエーハの外周側にあるため、スピンナーテーブルを回転させるとウエーハ上に滴下された水溶性樹脂が飛散して環状フレームの上面にも付着する。
【0010】
そして、ウエーハの搬送時には環状フレームが搬送装置の吸着パッドにより吸着された状態で搬送されるため、吸着を解除して一定の場所に載置しようとすると、水溶性樹脂の粘着性により環状フレームが吸着パッドから離脱しないことがあるという問題があり、環状フレームの上面に付着した水溶性樹脂を洗浄して除去することが行われている。
【0011】
環状フレームの上面を洗浄する際には、洗浄水を洗浄水ノズルから噴射して行うが、洗浄終了後、洗浄水ノズルを移動させる際などに洗浄水ノズルの先から洗浄水の水滴がウエーハ上に落下し、ウエーハに塗付された水溶性樹脂を溶解させてしまうという問題がある。
【0012】
また、ウエーハの上面に水溶性樹脂を塗布する際には、樹脂供給ノズルからウエーハの表面に水溶性樹脂を滴下し、スピンナーテーブルを回転させて水溶性樹脂をウエーハの表面に均一に塗付するが、塗付終了後に樹脂供給ノズルの先端から水溶性樹脂の滴が落下してウエーハ表面の樹脂被膜の均一性が損なわれるという問題も発生している。
【0013】
このような問題に対処するため、液体を供給するノズルに連通する経路に負圧を付加することによってノズル先端に形成された液滴をノズル内に吸引し、予期しない液滴の落下を防ぐ所謂サックバックが行われている。
【0014】
サックバックを行うためには、ノズルに連通した経路の開閉を行う電磁弁とノズルとの間にサックバック弁を設けて、電磁弁を閉作動した後にサックバック弁を作動して経路の一部を拡張し、ノズル先端に形成された液滴をノズル内に吸引している。しかし、サックバック弁を設けることはコスト高につながり、装置の制御も煩雑になるという問題がある。
【0015】
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、コスト高を招くことなくノズル先端から予期しない液滴の落下を防止可能な液体噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明によると、ウエーハの上面に液体を噴射する液体噴射装置であって、ウエーハを保持して回転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させる回転駆動手段と、該スピンナーテーブルに保持されたウエーハに液体を噴射する液体噴射ノズルと、該液体噴射ノズルに液体を供給する液体供給源と、該液体供給源と該液体噴射ノズルとを連結する液体搬送経路と、該液体搬送経路に配設され該液体供給源から該液体噴射ノズルに向けて液体を送るポンプと、該液体搬送経路における該ポンプと該液体噴射ノズルとの間に配設され該液体搬送経路を開閉する電磁弁と、該電磁弁と該液体噴射ノズルとの間に配設され該液体搬送経路を液体が流れることによって負圧を発生するアスピレーターと、を備え、該アスピレーターは、第1端と第2端が該液体搬送経路に連通するとともに該第1端と該第2端の間に絞り部を有する主流路と、該主流路の該絞り部から分岐し該主流路を液体が流れることによって負圧を発生する負圧発生部と、を有し、該負圧発生部は、該負圧発生部で負圧が発生した際には内部が吸引されて収縮し、該負圧発生部で発生していた負圧が解除された際には膨張して復元する弾性を有する液体バッグに連通し、該液体バッグは、該電磁弁の閉作動によって液体の流れが停止して該負圧発生部での負圧の発生がなくなった際、収縮した状態から収縮前の形状に復元するときに該液体搬送経路の該液体噴射ノズル側から該液体バッグに向けて液体を吸引することを特徴とする液体噴射装置が提供される。
【発明の効果】
【0017】
本発明によると、アスピレーターの負圧発生部に連通する液体バッグを配設したので、流体の流れが停止してアスピレーターの負圧発生部の負圧がなくなった際に、液体バッグは収縮した状態から収縮前の状態に復元するが、その際に液体搬送経路の液体噴射ノズル側から液体バッグに向けて液体を吸引することができるため、コスト高を招くことなく液体噴射ノズルから予期しない液滴の落下を防ぐことができる。
【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、ウエーハの表面に水溶性樹脂からなる保護膜を被覆する保護膜被覆装置(樹脂被覆装置)を具備し、ウエーハにレーザー加工を施すことのできるレーザー加工装置2の斜視図が示されている。
【0020】
レーザー加工装置2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル4が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像ユニットにより撮像された画像が表示されるCRT等の表示モニタ6が設けられている。
【0021】
図2に示すように、加工対象の半導体ウエーハ11の表面においては、複数の分割予定ライン(ストリート)13が格子状に形成されており、交差する分割予定ライン13により区画された各領域にはIC,LSI等のデバイス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の外周部は環状フレームFに貼着されて一体化されフレームユニット17が形成される。このように、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、
図1に示したウエーハカセット8中にウエーハが複数枚収容される。ウエーハカセット8は上下動可能なカセットエレベータ9上に載置される。
【0023】
カセットエレベータ9の後方には、ウエーハカセット8からレーザー加工前のウエーハ11を搬出するとともに、加工後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入ユニット10が配設されている。
【0024】
ウエーハカセット8と搬出入ユニット10との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12にはウエーハ11のX軸方向の中心の位置合わせする一対の位置合わせバー14が配設されている。
【0025】
30は保護膜被覆装置であり、この保護膜被覆装置30は加工後のウエーハを洗浄する洗浄装置を兼用する。仮置き領域12の近傍には、ウエーハWと一体となったフレームFを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット16が配設されている。
【0026】
仮置き領域12に搬出されたウエーハWは、搬送ユニット16により吸着されて保護膜被覆装置30に搬送される。保護膜被覆装置30では、後で詳細に説明するようにウエーハ11の加工面に保護膜が被覆される。
【0027】
加工面に保護膜が被覆されたウエーハ11は、搬送ユニット16により吸着されてチャックテーブル18上に搬送され、チャックテーブル18に吸引されるとともに、複数の固定手段(クランプ)19によりフレームFが固定されることでチャックテーブル18上に保持される。
【0028】
チャックテーブル18は、回転可能且つX軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハWのレーザー加工すべきストリートを検出するアライメントユニット20が配設されている。
【0029】
アライメントユニット20は、ウエーハ11の表面を撮像する撮像ユニット22を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理によってレーザー加工すべきストリートを検出することができる。撮像ユニット22によって取得された画像は、表示ユニット6に表示される。
【0030】
アライメントユニット20の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハWに対してレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニット24が配設されている。レーザービーム照射ユニット24のケーシング26中には後で詳細に説明するレーザービーム発振手段等が収容されており、ケーシング26の先端にはレーザービームを加工すべきウエーハ上に集光する集光器28が装着されている。
【0031】
レーザービーム照射ユニット24のケーシング26内には、
図3のブロック図に示すように、レーザービーム発振手段34と、レーザービーム変調手段36が配設されている。
【0032】
レーザービーム発振手段34としては、YAGレーザー発振器或いはYVO4レーザー発振器を用いることができる。レーザービーム変調手段36は、繰り返し周波数設定手段38と、パルス幅設定手段40と、波長設定手段42を含んでいる。レーザービーム変調手段36を構成する繰り返し周波数設定手段38、パルス幅設定手段40及び波長設定手段42は周知の形態のものであり、本明細書においてはその詳細な説明を省略する。
【0033】
レーザービーム照射ユニット24によりレーザー加工が終了したウエーハ11は、チャックテーブル18をX軸方向に移動してから、Y軸方向に移動可能な搬送ユニット32により保持されて洗浄装置を兼用する保護膜被覆装置30まで搬送される。保護膜被覆装置30では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハ11を低速回転(例えば800〜1000rpm)させることによりウエーハを洗浄する。
【0034】
洗浄後、ウエーハ11を高速回転(例えば1500〜2000rpm)させながらエアノズルからエアを噴出させてウエーハ11を乾燥させた後、搬送ユニット16によりウエーハ11を吸着して仮置き領域12に戻し、更に搬出入ユニット10によりウエーハカセット8の元の収納場所にウエーハ11は戻される。
【0035】
次に、ウエーハの上面に水溶性樹脂(液体)を噴射してウエーハ上面を保護膜で被覆する本発明実施形態に係る保護膜被覆装置(液体噴射装置)について
図4乃至
図7を参照して説明する。
図4を参照すると、保護膜被覆装置30の斜視図が示されている。
図5はウエーハ上面に水溶性樹脂を噴射している状態の保護膜被覆装置30の斜視図である。
【0036】
保護膜被覆装置30は、スピンナーテーブル46と、スピンナーテーブル46を包囲して配設された浄水受け容器48を具備している。浄水受け容器48は3本(
図4及び
図5には2本のみ図示)の支持脚64により支持されている。
【0037】
スピンナーテーブル46は、ポーラスセラミックス等の多孔性材料から形成された吸引保持部50と、吸引保持部50を囲繞する金属製の枠体52とから構成される。吸引保持部50は図示しない吸引手段に選択的に連通される。
【0038】
従って、スピンナーテーブル46は、スピンナーテーブル46上にフレームユニット17を載置し、図示しない吸引手段により負圧を作用させることにより、吸引保持部50上にダイシングテープTを介してウエーハ11を吸引保持する。環状フレームFは図示しないクランプにより固定される。
【0039】
スピンナーテーブル46は電動モータ54の出力軸56に連結されている。支持機構58は複数の支持脚60と、支持脚60にそれぞれ連結され電動モータ54に取り付けられた複数のエアシリンダ62とから構成される。
【0040】
このように構成された支持機構58は、エアシリンダ62を作動することにより、電動モータ54及びスピンナーテーブル46を上昇位置であるウエーハ搬入・搬出位置と、
図4及び
図5に示す下降位置である作業位置に位置付け可能である。
【0041】
保護膜塗付装置30は、スピンナーテーブル46に保持された加工前の半導体ウエーハ11に水溶性樹脂を噴射する樹脂噴射ノズル66と、洗浄水を噴射する洗浄水噴射ノズル68と、エアを噴射するエア噴射ノズル70を有している。
【0042】
樹脂噴射ノズル66、洗浄水噴射ノズル68、エア噴射ノズル70は
図4に示した待避位置と、スピンナーテーブル46に保持されたウエーハ11の上方に位置付けられる作業位置との間で図示しないモータにより回動される。
【0043】
図5を参照すると、スピンナーテーブル46でフレームユニット17を吸引保持し、樹脂噴射ノズル66をウエーハ11上方の作業位置に回動して、樹脂噴射ノズル66から水溶性樹脂をウエーハ11上に噴射している状態の保護膜塗付装置30の斜視図が示されている。
【0044】
保護膜を形成する水溶性樹脂としては、PVA(ポリ・ビニール・アルコール)、PEG(ポリ・エチレン・グリコール)、PEO(酸化ポリエチレン)等の水溶性のレジストが望ましい。
【0045】
樹脂噴射ノズル66から水溶性樹脂をウエーハ11上に噴射してから、電動モータ54を駆動してスピンナーテーブル46を例えば2000rpmで回転させて、噴射された水溶性樹脂をウエーハ11の全面にスピンコーティングする。フレームユニット17がこのように高速で回転されるため、水溶性樹脂は環状フレームF上にも塗付される。
【0046】
水溶性樹脂をスピンコーティングした後、純水源とエア源に接続された洗浄水噴射ノズル68から純水とエアとからなる洗浄水を環状フレームFに噴射しながらスピンナーテーブル46を100〜200rpmの低速で回転させて環状フレームFを洗浄する。
【0047】
水溶性樹脂をウエーハ11上にスピンコーティングし、更に環状フレームFの洗浄を実施した後、搬送ユニット32でフレームユニット17の環状フレーム17を吸着してフレームユニット17をチャックテーブル18まで搬送し、チャックテーブル18でウエーハ11をダイシングテープTを介して吸引保持するとともに、環状フレームFをクランプ19でクランプして固定する。ウエーハ11上にスピンコーティングされた水溶性樹脂はしばらく時間がたつと硬化して、ウエーハ11の表面は保護膜で被覆される。
【0048】
次に、
図6及び
図7を参照して、保護膜被覆装置30に適用可能な本発明の特徴を一般化した液体噴射装置71について説明する。
図6(A)に示すように、液体噴射装置71は、容器74内に水溶性樹脂等の液体76を収容した液体供給源72と、スピンナーテーブル46に保持されたウエーハ11に液体(水溶性樹脂)を噴射する液体噴射ノズル(樹脂噴射ノズル)66と、液体供給源72と液体噴射ノズル66とを連結する液体搬送路80を含む。
【0049】
液体搬送路80には、液体供給源72から液体噴射ノズル66に向けて液体を送るポンプ78と、液体搬送路80におけるポンプ78と液体噴射ノズル66との間に配設され液体搬送路80を開閉する電磁弁82と、電磁弁82と液体噴射ノズル66との間に配設され液体搬送路80を液体が流れることによって負圧を発生するアスピレーター84とが介装されている。
【0050】
アスピレーター84は、
図6(B)に示すように、第1端84aと第2端84bが液体搬送路80に連通するとともに第1端84aと第2端84bとの間に絞り部90を有する主流路88と、主流路88の絞り部90から分岐し主流路88を液体が流れることによって負圧を発生する負圧発生部92とを有している。負圧発生部92は、
図6(A)に示すように、液体バッグ86に接続されている。液体バッグ86中には、液体供給源72の液体76と同一の液体76が収容されている。
【0051】
次に、
図7(A)〜
図7(C)を参照して、本発明実施形態に係る液体噴射装置71の作用について説明する。まず、
図7(A)に示すように、電磁弁82を連通位置に切り替えると、液体搬送路80は液体供給源72に連通される。
【0052】
ポンプ78を作動して液体供給源72から液体を液体搬送路80を介して液体噴射ノズル66に送り、液体噴射ノズル66から液体を噴射する。この時、アスピレーター84の主流路88を液体が通過するため、絞り部90により負圧発生部92に負圧が発生し、液体バッグ86中の液体76が吸い上げられる。
【0053】
図7(B)に示すように、電磁弁82を遮断位置に切り替えると、液体噴射ノズル66からの液体76の噴射は中止され、液体噴射ノズル66の先端に液滴94が残留することがある。この時、液体バッグ86は収縮している。
【0054】
しばらくすると、液体バッグ86に負圧が作用しないため、
図7(C)に示すように、液体バッグ86は元の位置に復元(膨張)する。これにつれて、アスピレーター84と液体噴射ノズル66との間の液体搬送路80中の液体が液体バッグ86中に吸引されるため、液体噴射ノズル66の先端から垂れ下がっていた液滴94は液体噴射ノズル66内に吸引される。従って、この状態で液体噴射ノズル66を移動させても、液体噴射ノズル66の先端から液的94が落下することはない。
【0055】
上述した液体噴射装置71によると、例えば、液体噴射ノズル66を樹脂噴射ノズルとして採用し、樹脂噴射ノズル66から水溶性樹脂をウエーハ11上に噴射して、スピンナーテーブル46を回転させて水溶性樹脂をウエーハ11の上面にスピンコーティングした後、電磁弁82を遮断位置に切り替えて樹脂噴射ノズル66からの水溶性樹脂の噴射を中止した場合、樹脂噴射ノズル66の先端から水溶性樹脂の液滴が落下してウエーハ表面にスピンコーティングされた樹脂被膜の均一性が損なわれるという問題を防止できる。
【0056】
また、液体噴射装置71を洗浄水噴射ノズル68に適用した場合には、環状フレームFの洗浄終了後、洗浄水噴射ノズル68を移動させる際などに洗浄水噴射ノズル68の先端から洗浄水の水滴がウエーハ11上に落下し、ウエーハ11に塗付された水溶性樹脂を溶解させてしまうという問題を防止できる。