JP4871096B2 - 樹脂被覆装置及びレーザー加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハに樹脂を被覆する樹脂被覆装置及び樹脂被覆の機能を有するレーザー加工装置に関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが加工予定ラインによって区画されて形成されたウェーハは、加工予定ラインを切断することにより個々のデバイスに分割される。加工予定ラインを切断する方法としては、欠け等が生じにくい等の理由により、レーザー光の照射による方法も採用されている。

ところが、ウェーハの表面の加工予定ラインにレーザー光を照射して加工を行うと、デブリが飛散してデバイスの表面に付着し、品質の低下を招くという問題がある。そこで、レーザー光による加工の前に、ウェーハの表面に予め樹脂からなる保護膜を被覆する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

ウェーハの表面に樹脂を被覆する際には、樹脂被覆装置または樹脂被覆機能を有するレーザー加工装置を用い、例えばスピンコートにより表面に樹脂からなる保護膜を被覆する。その際、図１０に示すように、ウェーハＷは、テープＴを介してフレームＦと一体となった状態でフレームＦに支持される。ウェーハＷの表面には、加工予定ラインＳによって区画されてデバイスＤが形成されている。

図１１に示すように、樹脂被覆装置またはレーザー加工装置には、ウェーハＷを保持して回転可能なスピンナーテーブル１００を備えており、スピンナーテーブル１００には、フレームＦに支持されたウェーハＷが載置されて吸着される。このとき、ウェーハＷは、表面が露出した状態となる。

スピンナーテーブル１００の外周部には、軸支部１０１において揺動可能に軸支され錘部１０２と爪部１０３とが連結されて構成される振り子部１０４を備えており、スピンナーテーブル１００の回転時の遠心力により錘部１０２が軸支部１０１を中心として外周側に（図１１における時計回りに）回転し、これによって爪部１０３がフレームＦをスピンナーテーブル１００の表面に押さえつけることによりフレームＦを固定してウェーハＷを固定することとしている（例えば特許文献２参照）。

特開２００４−３２２１６８号公報 特開２００６−１２８３５９号公報

しかし、テープＴを介してフレームＦに支持されたウェーハＷを保持するスピンナーテーブル１００を回転させ、回転するウェーハＷに対してＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の液状樹脂を滴下して保護膜を被覆すると、液状樹脂がウェーハの外周側に飛散してフレームＦにも付着して固化し、爪部１０３が樹脂によってフレームＦと接着されてしまい、スピンナーテーブル１００からフレームＦと共にウェーハＷを取り外すことができないという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、テープを介してフレームに支持されたウェーハの表面に保護膜を被覆する場合において、スピンナーテーブルを回転させその遠心力により爪部によってフレームを固定しても、ウェーハをスピンナーテーブルから取り外せるようにすることである。

第一の発明は、フレームに支持されたウェーハを保持して回転するスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルの外周部に配設されスピンナーテーブルの回転時の遠心力によってフレームを押さえるフレーム押さえ手段と、スピンナーテーブルに保持されたウェーハに液状樹脂を滴下する液状樹脂供給ノズルとを少なくとも備えた液状樹脂被覆装置に関するもので、フレーム押さえ手段は、錘部と錘部に連結されたアーム部とアーム部に連結されフレームを押さえる爪部とから構成される振り子部と、錘部が下側に位置し爪部が上側に位置するようにアーム部を揺動可能に軸支する軸支部とから構成され、爪部とアーム部とが弾性体によって連結されていることを特徴とする。

弾性体は、板バネであることが望ましい。また、この樹脂被覆装置には、洗浄水供給ノズルを備えることが望ましい。

第二の発明は、フレームに支持されたウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハにレーザー光を照射して加工を施すレーザー光照射手段とを備え、チャックテーブルとレーザー光照射手段とが相対的に加工送り及び割り出し送りされる構成のレーザー加工装置であって、上記の樹脂被覆装置を備えたことを特徴とするものである。

本発明に係る樹脂被覆装置では、振り子部を構成する爪部とアーム部とを弾性部材によって連結したため、錘部がスピンナーテーブルの回転時の遠心力によって外周側に振られることにより爪部がフレームを押さえた状態で、飛散した液状樹脂がフレームと爪部との間に入り込んで固化したとしても、スピンナーテーブルの回転を停止させると、その直後に弾性体からなる連結部が爪部を移動させ、接着状態が解除される。したがって、その後に爪部が開放状態に復帰し、スピンナーテーブルからフレームと共にウェーハを取り外すことができる。

また、本発明に係る樹脂被覆装置を備えたレーザー加工装置では、ウェーハ表面に樹脂を被覆し、スピンナーテーブルからウェーハを取り外してからレーザー加工を行うことができるため、樹脂被覆からレーザー加工までを円滑に行うことができる。

図１に示すレーザー加工装置１は、ウェーハにレーザー光を照射して加工を施す装置であり、ウェーハを保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持されたウェーハにレーザー光を照射して加工を施すレーザー光照射手段３と、ウェーハの表面に保護膜を被覆する樹脂被覆装置４とを備えている。

加工対象のウェーハＷは、テープＴを介してフレームＦと一体となって支持された状態でウェーハカセット５ａに収容される。なお、以降では、テープＴを介してフレームＦに支持されたウェーハＷのことを、単にウェーハＷと記すこととする。

ウェーハカセット５ａは、カセット載置領域５に載置されている。ウェーハカセット５ａの近傍には、ウェーハカセット５ａからのウェーハＷの搬出及び加工済みのウェーハＷのウェーハカセット５ａへの搬入を行う搬出入手段６が配設されている。搬出入手段６は、挟持部６ａによってフレームＦを挟持してＹ軸方向（搬出入方向）に移動可能となっている。

搬出入手段６とウェーハカセット５ａとの間には、搬出入されるウェーハＷを仮置きする領域である仮置き領域７が設けられている。

レーザー加工装置１の前部側には、ウェーハＷを保持してＸ軸方向に移動可能であると共に回転可能であるチャックテーブル２が配設されている。そして、仮置き領域７とチャックテーブル２との間には、ウェーハＷを仮置き領域７とチャックテーブル２との間で搬送する第一の搬送手段８が配設されている。

チャックテーブル２のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウェーハに形成された加工予定ラインを検出するアライメント手段９が配設されている。アライメント手段９には、ウェーハＷを撮像する撮像部９ａを有しており、撮像部９ａが取得した画像と、予め記憶させておいた画像とのパターンマッチングによって、加工予定ラインを検出する。

チャックテーブル２のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウェーハを加工するためのレーザー光を照射するレーザー光照射手段３が配設されている。レーザー光照射手段３は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能で下方に向けてレーザー光を照射する機能を有する加工ヘッド３０と、レーザー光の出力を調整する出力調整手段３１と、レーザー光を発振させてパルスレーザー光とする発振手段３２と、パルスレーザー光の周波数を設定する周波数設定手段３３とを備えている。

チャックテーブル２の近傍には、ウェーハＷの表面に樹脂の保護膜を被覆する樹脂被覆装置４が配設されている。この樹脂被覆装置４は、加工後のウェーハを洗浄する洗浄装置としても機能しうるものである。樹脂被覆装置４の上方には、ウェーハＷをチャックテーブル２と樹脂被覆装置４との間で搬送する第二の搬送手段１１が配設されている。

図２に示すように、樹脂被覆装置４は、ウェーハＷを保持して回転するスピンナーテーブル４０と、スピンナーテーブル４０の外周部に配設されスピンナーテーブル４０の回転時の遠心力によってフレームＦを押さえるフレーム押さえ手段４１と、スピンナーテーブル４０に保持されたウェーハＷに液状樹脂を滴下する液状樹脂供給ノズル４２とを備えている。なお、図２の例における樹脂被覆装置４は、ウェーハＷのレーザー加工後の洗浄を行う洗浄装置としても機能するものであるため、洗浄水を噴出する洗浄水供給ノズル４３及び高圧エアーを噴出するエアーノズル４４も備えている。

スピンナーテーブル４０は、軸部４５を介して駆動部４６に連結されており、駆動部４６の内部のモータに駆動されて回転するように構成されている。また、駆動部４６はエアピストン４７によって昇降可能となっており、駆動部４６の昇降に伴いスピンナーテーブル４０も昇降する構成となっている。

スピンナーテーブル４０は、フレームＦを支持するフレーム支持部４０ａと、ウェーハ領域、すなわちテープＴのうちウェーハＷが貼着された部分を支持するウェーハ領域支持部４０ｂとから構成される。ウェーハ領域支持部４０ｂは、ポーラス部材により形成され、図示しない吸引源と連通してウェーハ領域を吸引保持することができる。一方、フレーム支持部４０ａは、リング状に形成された板状部材により構成される。スピンナーテーブル４０の外周側下方には、垂れ落ちた液状樹脂を受け止める受け部４８と、受け部４８に滞留した液状樹脂を排出する排出部４９とが配設されている。

図３に示すように、フレーム押さえ手段４１は、軸支部５１によって振り子部５０のアーム部５０１が軸支されて構成される。振り子部５０は、下側に位置する錘部５００と、錘部５００に連結されたアーム部５０１と、錘部５００より上側に位置しフレームＦを押さえる爪部５０２と、爪部５０２とアーム部５０１とを連結する連結部５０３とから構成されている。連結部５０３は、例えば板バネのような弾性体によって形成されている。

アーム部５０１は、軸支部５１によって軸支され、揺動可能となっている。錘部５００は、爪部５０２及びアーム部５０１より重量が重く、スピンナーテーブル４０が回転せずに静止した状態では、図３に示すように、錘部５００が下側に位置すると共に爪部５０２が上側に位置し、爪部５０２がフレーム支持部４０ａの上方から外周側に外れた位置にあって、フレームＦと共にウェーハＷの着脱を行うことができる状態（開放状態）となっている。

図１に示したウェーハカセット５ａに収容されたウェーハＷは、搬出入手段６によって仮置き領域７に搬出され、第一の搬送手段８によって樹脂被覆装置４に搬送され、図４に示すように、スピンナーテーブル４０に載置される。このとき、スピンナーテーブル４０は上昇した位置にあり、フレーム押さえ手段４１は、図３に示したように爪部５０２が開放状態となっている。

スピンナーテーブル４０にウェーハＷが載置されると、フレームＦがフレーム支持部４０ａに支持され、ウェーハＷが貼着されている部分のテープＴがウェーハ領域支持部４０ｂによって吸引保持される。

そして、図５に示すように、スピンナーテーブル４０を下降させ、スピンナーテーブル４０を回転させると、図６に示すように、回転時の遠心力によって錘部５００が外周側に振られて回転し、それによって爪部５０２が回転し、爪部５０２の先端がフレームＦを押さえる。このとき、図６に示すように、連結部５０３が撓み、爪部５０２が上方に若干開いた状態でフレームＦを固定する。

図６に示したように、スピンナーテーブル４０の回転に伴い爪部５０２によってフレームＦが押さえつけられて固定された状態で、図７に示すように、液状樹脂供給ノズル４２の先端をウェーハＷを回転中心の上方に位置付け、液状樹脂供給ノズル４２から液状樹脂４２ａを滴下する。そうすると、滴下された液状樹脂は、スピンナーテーブル４０の回転によりウェーハＷの表面全面に行き渡り、表面全面が液状樹脂によって被覆される。また、液状樹脂は、ウェーハＷの表面から更に外周側にも飛散し、図８における液状樹脂４２ｂのようにフレームＦの表面と爪部５０２との間にも入り込む。こうして入り込んだ液状樹脂４２ｂは、時間の経過により固化し、爪部５０２とフレームＦとが接着された状態となる。

図９に示すように、ウェーハＷの表面に樹脂が被覆されると、スピンナーテーブル４０の回転を停止させる。そうすると、停止直後は、爪部５０２が開放状態にもどろうとするが、その前に、図８に示すように、バネの復元力によって連結部５０３が撓んだ状態（図６の状態）から元の状態に戻り、それに伴い、爪部５０２が水平方向に横滑りする。したがって、爪部５０２のこの動きによって、爪部５０２とフレームＦとが樹脂４２ｂによって接着された状態が解除される。

こうして樹脂４２ｂを介した爪部５０２とフレームＦとの接着状態が解除されると、錘部５００が下降するため、爪部５０２がフレームＦから離れ、振り子部５０が図３に示した開放状態に戻る。このようにして、表面に樹脂４２ｃが被覆されたウェーハＷをスピンナーテーブル４０から取り外せる状態となる。

次に、液状樹脂供給ノズル４２をウェーハＷの上方から待避させてから、図１に示した第二の搬送手段１１によって樹脂４２ｃが被覆されたウェーハＷを支持するフレームＦを吸着してチャックテーブル２に搬送し、チャックテーブル２においてウェーハＷを吸引保持する。

次に、チャックテーブル２が＋Ｘ方向に移動してアライメント手段９の直下に位置付けられ、撮像部９ａによってウェーハＷの表面が撮像され、加工すべき加工予定ラインが検出され、加工ヘッド３０とのＹ軸方向の位置合わせが行われる。そして更にチャックテーブル２を同方向に加工送りすると共に、検出された加工予定ラインに加工ヘッド３０からレーザー光が照射され、その加工予定ラインがアブレーション加工される。

また、チャックテーブル２をＸ軸方向に加工送りするとともに、隣り合う加工予定ラインの間隔分だけレーザー光照射手段３をＹ軸方向に割り出し送りしながらレーザー光の照射を行うと、同方向の加工予定ラインがすべてアブレーション加工される。なお、チャックテーブル２とレーザー光照射手段３とは、相対的に加工送り及び割り出し送りされる関係であればよい。したがって、チャックテーブル２がＹ軸方向に移動し、レーザー光照射手段３がＸ軸方向に移動する構成としてもよい。

更に、チャックテーブル２を９０度回転させてから、上記と同様にレーザー光を照射すると、すべての加工予定ラインが縦横にアブレーション加工され、個々のデバイスに分割される。

ウェーハＷがデバイスに分割された後は、チャックテーブル２が元の位置に戻る。そして、第二の搬送手段１１によってウェーハＷが樹脂被覆装置４に搬送され、スピンナーテーブル４０に載置される。

図２に示したスピンナーテーブル４０のウェーハ領域支持部４０ｂによってウェーハＷの部分に貼着されたテープＴが吸引保持されると、スピンナーテーブル４０が回転し、図６に示したように、フレーム押さえ手段４１の爪部５０２によってフレームＦが固定される。そして、図２に示した洗浄水供給ノズル４３がウェーハＷの上方に移動してウェーハＷに向けて高圧水が噴出され、樹脂が被覆されたウェーハＷの表面側が洗浄される。また、洗浄後は、洗浄水供給ノズル４３が退避すると共に、エアーノズル４４がウェーハＷの上方に移動して、回転するウェーハＷに向けて高圧エアーが噴出され、洗浄水を除去する。

洗浄及び乾燥されたウェーハＷは、図１に示した第一の搬送手段８によって仮置き領域７に搬送される。そして、搬出入手段６によってウェーハカセット５ａに収容される。

樹脂被覆装置を搭載したレーザー加工装置の一例を示す斜視図である。 樹脂被覆装置の一例を示す斜視図である。 フレーム押さえ手段を示す正面図である。 ウェーハを保持する前の樹脂被覆装置の状態を略示的に示す断面図である。 ウェーハを保持した状態の樹脂被覆装置を略示的に示す断面図である。 爪部がフレームを押さえた状態を示す正面図である。 ウェーハの表面に液状樹脂を滴下する状態を示す斜視図である。 スピンナーテーブルの回転停止直後の状態を示す正面図である。 表面に樹脂が被覆されたウェーハを示す正面図である。 テープを介してフレームに支持されたウェーハを示す斜視図である。 従来のフレーム押さえ手段を示す断面図である。

符号の説明

１：レーザー加工装置
２：チャックテーブル
３：レーザー光照射手段
３０：加工ヘッド ３１：出力調整手段 ３２：発振手段 ３３：周波数設定手段
４：樹脂被覆装置
４０：スピンナーテーブル ４０ａ：フレーム支持部 ４０ｂ：ウェーハ領域支持部
４１：フレーム押さえ手段
４２：液状樹脂供給ノズル ４２ａ：液状樹脂 ４２ｂ：樹脂 ４２ｃ：樹脂
４３：洗浄水供給ノズル ４４：エアーノズル ４５：軸部 ４６：駆動部
４７：エアピストン ４８：受け部 ４９：排出部
５０：振り子部
５００：錘部 ５０１：アーム部 ５０２：爪部 ５０３：連結部
５１：軸支部
５：カセット載置領域 ５ａ：ウェーハカセット
６：搬出入手段 ７：仮置き手段 ８：第一の搬送手段
９：アライメント手段 ９ａ：撮像部 １１：第二の搬送手段

Claims (4)

1. フレームに支持されたウェ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の外周部に配設され該スピンナーテーブルの回転時の遠心力によってフレームを押さえるフレーム押さえ手段と、該スピンナーテーブルに保持されたウェーハに液状樹脂を滴下する液状樹脂供給ノズルとを少なくとも備えた液状樹脂被覆装置であって、
   該フレーム押さえ手段は、
   錘部と、 該錘部に連結されたアーム部と、該アーム部に連結され該フレームを押さえる爪部とから構成される振り子部と、
   該錘部が下側に位置し該爪部が上側に位置するように該アーム部を揺動可能に軸支する軸支部と
   から構成され、
   該爪部と該アーム部とが弾性体によって連結されている樹脂被覆装置。
2. 前記弾性体は、板バネである請求項１に記載の樹脂被覆装置。
3. 洗浄水供給ノズルを備えた請求項１または２に記載の樹脂被覆装置。
4. フレームに支持されたウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハにレーザー光を照射して加工を施すレーザー光照射手段とを備え、該チャックテーブルと該レーザー光照射手段とが相対的に加工送り及び割り出し送りされる構成のレーザー加工装置であって、
   請求項１、２または３に記載の樹脂被覆装置を備えたレーザー加工装置。

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