(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物の加工面に保護被膜を被覆する機能を備えたレーザー加工装置を提供する。【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブル３６と、該チャックテーブル３６に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２４とを具備するレーザー加工装置であって、レーザー加工前の被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成手段７を備えている。【選択図】        図１
2004322168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物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被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を具備するレーザー加工装置において、
レーザー加工前の被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成手段を備えている、ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
該保護被膜形成手段は、被加工物を保持し回転するスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルに保持された被加工物の加工面に液状の樹脂液を供給する樹脂液供給手段とを具備している、請求項１記載のレーザー加工装置。
【請求項３】
該樹脂液供給手段によって供給される液状の樹脂液は、水溶性である、請求項２記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
該保護被膜形成手段は、該スピンナーテーブルに保持された被加工物の加工面に洗浄水を供給する洗浄水供給手段を具備している、請求項２記載のレーザー加工装置。
【請求項５】
被加工物を収容するカセットが載置されるカセット載置部と、該カセット載置部に載置されたカセットに載置されたカセットから加工前の被加工物を搬出するとともに加工後の被加工物をカセットに搬入する被加工物搬出・搬入手段と、該被加工物搬出・搬入手段によって搬出された被加工物を仮置きする仮置き部と、該仮置き部に仮置きされた被加工物を該スピンナーテーブルに搬送する搬送手段とを具備している、請求項２記載のレーザー加工装置。
【請求項６】
該搬送手段は、該スピンナーテーブル上で保護被膜が被覆された被加工物を該チャックテーブルに搬送する、請求項５記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の所定の領域にレーザー光線を照射して所定の加工を施すレーザー加工装置に関する。
【０００２】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリート（切断ライン）によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成されている半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによって回路毎に分割して個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエ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半導体ウエーハを切削するための切断手段と、チャックテーブルと切断手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切断手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。このような切削ブレードによって半導体ウエーハを切削すると、切断された半導体チップの切断面に欠けやクラックが発生するため、この欠けやクラックの影響を見込んでストリートの幅は５０μｍ程度に形成されている。しかるに、半導体チップのサイズが小型化されると、半導体チップに占めるストリートの割合が大きくなり、生産性が低下する原因となる。また、切削ブレードによる切削においては、送り速度に限界があるとともに、切削屑の発生により半導体チップが汚染されるという問題がある。
【０００３】
また、近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路をより微細に形成するために、シリコンウエーハの如き半導体ウエーハ本体の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体（Ｌｏｗ−ｋ膜）を積層せしめた形態の半導体ウエーハや、テスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と称する金属パターンが施された半導体ウエーハが実用化されている。低誘電率絶縁体（Ｌｏｗ−ｋ膜）を積層せしめた形態の半導体ウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、低誘電率絶縁体が剥離するという問題がある。また、テスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と称する金属パターンが施された半導体ウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、金属パターンが銅等の粘りのある金属によって形成されているためにバリが発生するという問題がある。
【０００４】
一方、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射して切断する加工方法も試みられている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１２０３３４号公報
【０００６】
このレーザー光線を照射して切断する方法は、半導体ウエーハのストリートをレーザー光線によって分割する形態であるので、低誘電率絶縁体層が剥離する問題を解消することができるとともに、バリが発生するという問題も解消することができる。しかしながら、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射すると、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し、このデブリが回路に接続されるボンディングパッド等に付着して半導体チップの品質を低下させるという新たな問題が生じる。
【０００７】
レーザー光線を被加工物に照射することにより発生するデブリの影響を防止するために本出願人は、被加工物の加工面に保護被膜を被覆し、該保護被膜を通して被加工物にレーザー光線を照射した後、該保護被膜を除去するようにしたレーザー加工方法を特願２００２−３６１８８２号として提案した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
而して、被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成装置と、保護被膜を通して被加工物にレーザー光線を照射するレーザー加工装置をそれぞれ設置することは工場スペースの面からも、また被加工物の装置間の搬送の面からも必ずしも効率的ではない。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物の加工面に保護被膜を被覆する機能を備えたレーザー加工装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物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被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を具備するレーザー加工装置において、
レーザー加工前の被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成手段を備えている、ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【００１１】
上記保護被膜形成手段は、被加工物を保持し回転するスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルに保持された被加工物の加工面に液状の樹脂液を供給する樹脂液供給手段とを具備している。上記樹脂液供給手段によって供給される液状の樹脂液は、水溶性であることが望ましい。また、上記保護被膜形成手段は、上記スピンナーテーブルに保持された被加工物の加工面に洗浄水を供給する洗浄水供給手段を具備していることが望ましい。
本発明の他の特徴については、以下の説明により明らかにされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示されたレーザー加工装置は、略直方体状の装置ハウジング１を具備している。この装置ハウジング１内には、図２に示す静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す方向と直角な矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５が配設されている。
【００１４】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、チャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。
【００１５】
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す方向に移動させるための移動手段３７を具備している。移動手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す方向に移動せしめられる。
【００１６】
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動させるための移動手段３８を具備している。移動手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｘで示す方向に移動せしめられる。
【００１７】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向に移動させるための移動手段４３を具備している。移動手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【００１８】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。
【００１９】
図示のレーザー光線照射手段５２は、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１内には図３に示すようにレーザー光線発振手段５２２とレーザー光線変調手段５２３とが配設されている。レーザー光線発振手段５２２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。レーザー光線変調手段５２３は繰り返し周波数設定手段５２３ａ、レーザー光線パルス幅設定手段５２３ｂ、およびレーザー光線波長設定手段５２３ｃを含んでいる。レーザー光線変調手段５２３を構成する繰り返し周波数設定手段５２３ａ、レーザー光線パルス幅設定手段５２３ｂおよびレーザー光線波長設定手段５２３ｃは当業者には周知の形態のものでよく、それ故にこれらの構成についての詳細な説明は本明細書においては省略する。上記ケーシング５２１の先端には、それ自体は周知の形態でよい集光器５２４が装着されている。
【００２０】
上記レーザー光線発振手段５２２が発振するレーザー光線はレーザー光線変調手段５２３を介して集光器５２４に到達する。レーザー光線変調手段５２３における繰り返し周波数設定手段５２３ａはレーザー光線を所定繰り返し周波数のパルスレーザー光線にし、レーザー光線パルス幅設定手段５２３ｂはパルスレーザー光線のパルス幅を所定幅に設定し、そしてレーザー光線波長設定手段５２３ｃはパルスレーザー光線の波長を所定値に設定する。
【００２１】
上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部には、撮像手段６が配設されている。この撮像手段６は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）および赤外線で撮像できる赤外線ＣＣＤを備え適宜選択できる構成の外に、被加工物を照射する照明手段と、該照明手段によって証明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像素子（ＣＣＤまたは赤外線ＣＣＤ）に伝達し、電気的な画像信号に変換するように構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段５３は、上記各移動手段と同様に一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。
【００２３】
図１に戻って説明すると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、被加工物である半導体ウエーハ１０を収容するカセットが載置されるカセット載置部１３ａを備えている。カセット載置部１３ａには図示しない昇降手段によって上下に移動可能にカセットテーブル１３１が配設されており、このカセットテーブル１３１上にカセット１３が載置される。半導体ウエーハ１０は、環状のフレーム１１に保護テープ１２によって装着されており、フレーム１１に装着された状態で上記カセット１３に収容される。なお、半導体ウエーハ１０は、図４に示すように表面１０ａに格子状に配列された複数のストリート（切断ライン）１０１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路１０２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１０は、環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２に表面１０ａ即ちストリート１０１および回路１０２が形成されている面がを上側にして裏面が貼着される。
【００２４】
図１に基づいて説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、カセット１３に収納された被加工物としての半導体ウエーハ１０を仮置きする仮置き部１４ａを備えており、この仮置き部１４ａには被加工物の位置合わせを行う位置合わせ手段１４が配設されている。また、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、加工前の被加工物としての半導体ウエーハ１０の加工面に保護被膜を被覆するとともに加工後の半導体ウエーハ１０を洗浄する保護被膜形成兼洗浄手段７を具備している。この保護被膜形成兼洗浄手段７については、後で詳細に説明する。
【００２５】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記カセット１３に収納された加工前の半導体ウエーハ１０を仮置き部１４ａに配設された位置合わせ手段１４に搬出するとともに加工後の半導体ウエーハ１０をカセット１３に搬入する被加工物搬出・搬入手段１５と、位置合わせ手段１４に搬出された加工前の半導体ウエーハ１０を保護被膜形成兼洗浄手段７に搬送するとともに保護被膜形成兼洗浄手段７によって加工面に保護被膜が被覆された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３６上に搬送する被加工物搬送手段１６と、チャックテーブル３６上でレーザー加工された半導体ウエーハ１０を保護被膜形成兼洗浄手段７に搬送する洗浄搬送手段１８を具備している。更に、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記撮像手段６によって撮像された画像等を表示する表示手段１９を具備している。
【００２６】
次に、保護被膜形成兼洗浄手段７について、図５乃至図７を参照して説明する。
図示の実施形態における保護被膜形成兼洗浄手段７は、スピンナーテーブル機構７１と、該スピンナーテーブル機構７１を包囲して配設された洗浄水受け手段７２を具備している。スピンナーテーブル機構７１は、スピンナーテーブル７１１と、該スピンナーテーブル７１１を回転駆動する電動モータ７１２と、該電動モータ７１２を上下方向に移動可能に支持する支持機構７１３を具備している。スピンナーテーブル７１１は多孔性材料から形成された吸着チャック７１１ａを具備しており、この吸着チャック７１１ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル７１１は、吸着チャック７１１ａに被加工物を載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック７１１上に被加工物を保持する。電動モータ７１２は、その駆動軸７１２ａの上端に上記スピンナーテーブル７１１を連結する。上記支持機構７１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚７１３ａと、該支持脚７１３ａをそれぞれ連結し電動モータ７１２に取り付けられた複数本（図示の実施形態においては３本）のエアシリンダ７１３ｂとからなっている。このように構成された支持機構７１３は、エアシリンダ７１３ｂを作動することにより、電動モータ７１２およびスピンナーテーブル７１１を図６に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図７に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００２７】
上記洗浄水受け手段７２は、洗浄水受け容器７２１と、該洗浄水受け容器７２１を支持する３本（図５には２本が示されている）の支持脚７２２と、上記電動モータ７１２の駆動軸７１２ａに装着されたカバー部材７２３とを具備している。洗浄水受け容器７２１は、図６および図７に示すように円筒状の外側壁７２１ａと底壁７２１ｂと内側壁７２１ｃとからなっている。底壁７２１ｂの中央部には上記電動モータ７１２の駆動軸７１２ａが挿通する穴７２１ｄが設けられおり、この穴７２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁７２１ｃが形成されている。また、図５に示すように底壁７２１ｂには排液口７２１ｅが設けられており、この排液口７２１ｅにドレンホース７２４が接続されている。上記カバー部材７２３は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部７２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材７２３は、電動モータ７１２およびスピンナーテーブル７１１が図７に示す作業位置に位置付けられると、カバー部７２３ａが上記洗浄水受け容器７２１を構成する内側壁７２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。
【００２８】
図示の実施形態における保護被膜形成兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工前の半導体ウエーハ１０の加工面に液状の樹脂液を供給する樹脂液供給手段７４を具備している。樹脂液供給手段７４は、スピンナーテーブル７１１に保持された加工前の半導体ウエーハ１０の加工面に向けて液状の樹脂液を供給する樹脂供給ノズル７４１と、該樹脂供給ノズル７４１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７４２を備えており、樹脂供給ノズル７４１が図示しない樹脂液供給源に接続されている。樹脂供給ノズル７４１は、水平に延びるノズル部７４１ａと、該ノズル部７４１ａから下方に延びる支持部７４１ｂとからなっており、支持部７４１ｂが上記洗浄液回収容器７２１を構成する底壁７２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され図示しない樹脂液供給源に接続されている。なお、樹脂供給ノズル７４１の支持部７４１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部７４１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。
【００２９】
図示の実施形態における保護被膜形成兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の半導体ウエーハ１０を洗浄するための洗浄水供給手段７５およびエアー供給手段７６を具備している。洗浄水供給手段７５は、スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の半導体ウエーハ１０に向けて洗浄水を噴出する洗浄水ノズル７５１と、該洗浄水ノズル７５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７５２を備えており、該洗浄水ノズル７５１が図示しない洗浄水供給源に接続されている。洗浄水ノズル７５１は、水平に延びるノズル部７５１ａと、該ノズル部７５１ａから下方に延びる支持部７５１ｂとからなっており、支持部７５１ｂが上記洗浄液回収容器７２１を構成する底壁７２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され図示しない洗浄水供給源に接続されている。なお、洗浄水ノズル７５１の支持部７５１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部７５１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。
【００３０】
上記エアー供給手段７６は、スピンナーテーブル７１１に保持された洗浄後の半導体ウエーハ１０に向けてエアーを噴出するエアーノズル７６１と、該エアーノズル７６１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ（図示せず）を備えており、該エアーノズル７６１が図示しないエアー供給源に接続されている。洗浄水ノズル７６１は、水平に延びるノズル部７６１ａと、該ノズル部７６１ａから下方に延びる支持部７６１ｂとからなっており、支持部７６１ｂが上記洗浄液回収容器７２１を構成する底壁７２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され図示しないエアー供給源に接続されている。なお、エアーノズル７６１の支持部７６１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部７６１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。
【００３１】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
図１に示すように環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持された加工前の半導体ウエーハ１０（以下、単に半導体ウエーハ１０という）は、加工面である表面１０ａ即ちストリート１０１および回路１０２が形成されている面を上側にしてカセット１３の所定位置に収容されている。カセット１３の所定位置に収容された加工前の半導体ウエーハ１０は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル１３１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出・搬入手段１５が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置き部１４ａに配設された位置合わせ手段１４に搬出する。位置合わせ手段１４に搬出された半導体ウエーハ１０は、位置合わせ手段１４によって所定の位置に位置合せされる。次に、位置合わせ手段１４によって位置合わせされた加工前の半導体ウエーハ１０は、被加工物搬送手段１６の旋回動作によって保護被膜形成兼洗浄手段７を構成するスピンナーテーブル７１１の吸着チャック７１１ａ上に搬送され、該吸着チャック７１１ａに吸引保持される。このとき、スピンナーテーブル７１１は図６に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、樹脂供給ノズル７４１と洗浄水ノズル７５１およびエアーノズル７６１は図５および図６に示すようにスピンナーテーブル７１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。
【００３２】
加工前の半導体ウエーハ１０が保護被膜形成兼洗浄手段７のスピンナーテーブル７１１上に保持されたならば、半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａに保護被膜を被覆する保護被膜形成工程を実行する。保護被膜形成工程を実施するには、先ず、スピンナーテーブル７１１を図７に示すように作業位置に位置付けるとともに、樹脂液供給手段７４の電動モータ７４２を駆動して樹脂供給ノズル７４１のノズル部７４１ａの噴出口をスピンナーテーブル７１１上に保持された半導体ウエーハ１０の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル７１１を例えば３０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつノズル部７４１ａの噴出口から液状の樹脂を半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａ中心部に３０秒間程度滴下することにより、液状の樹脂が遠心力によって外周部まで流動し半導体ウエーハ１０の表面を被覆する。この液状の樹脂は経時的に硬化して、図８に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０ａに保護被膜１０３を形成する。この保護被膜１０３の厚さは０．０５〜１０μｍ程度でよい。なお、半導体ウエーハ１０の表面１０ａを被覆する樹脂としてはＰＶＡ（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｌｃｈｏｌ）、ＰＥＧ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎ  Ｇｒｉｃｈｏｌ）、ＰＥＯ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎ  Ｏｘｉｄ）等の水溶性のレジストが望ましく、例えば東京応化工業株式会社が提供する商品名：ＴＰＦ８０００が好都合である。本発明者等の実験によると、直径が２００ｍｍの半導体ウエーハの表面にＰＶＡ（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｌｃｈｏｌ）の水溶液（１０％）を３０ｍｌ滴下して上述したスピンコーティングすると厚さ０．２μｍの保護被膜が形成された。
【００３３】
上述した保護被膜形成工程によって半導体ウエーハ１０の表面１０ａに保護被膜１１が形成されたならば、スピンナーテーブル７１１を図６に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付るとともに、スピンナーテーブル７１１に保持されている半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。そして、スピンナーテーブル７１１上の半導体ウエーハ１０は、被加工物搬送手段１６によってチャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に搬送され、該吸着チャック３６１に吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、移動手段３７の作動により案内レール３１、３１に沿って移動せしめられレーザー光線照射ユニット５に配設された撮像手段６の直下に位置付けられる。
【００３４】
チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ１０に所定方向に形成されているストリート１０１と、ストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射ユニット５の集光器５２４との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理が実行され、レーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。また、半導体ウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート１０１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ１０のストリート１０１が形成されている表面１０ａには保護被膜１０３が形成されているが、保護膜１１が透明でない場合は赤外線で撮像して表面からアライメントすることができる。
【００３５】
以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハ１０に形成されているストリート１０１を検出し、レーザビーム照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル３６をレーザー光線を照射するレーザー光線照射ユニット５の集光器５２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、レーザー光線照射領域において半導体ウエーハ１０のストリート１０１に沿ってレーザー光線照射ユニット５の集光器５２４からレーザー光線を保護被膜１１を通して照射する（レーザー光線照射工程）。
【００３６】
ここで、レーザー光線照射工程について説明する。
レーザー光線照射工程においては、図９に示すようにレーザー光線を照射するレーザー光線照射ユニット５の集光器５２４から半導体ウエーハ１０の加工面である表面側から保護被膜１０３を通して所定のストリート１０１に向けてパルスレーザー光線を照射しながら、チャックテーブル３６、従ってこれに保持されている半導体ウエーハ１０を矢印Ｘで示す方向に所定の送り速度（例えば、２００ｍｍ／秒）で移動せしめる。なお、レーザー光線照射工程においては、以下に示す紫外レーザー光線および赤外レーザー光線を用いることができる。
（１）紫外レーザー光線
光源          ；ＹＡＧレーザーまたはＹＶＯ４レーザー
波長          ；３５５ｎｍ
出力          ；３．０Ｗ
繰り返し周波数：２０ｋＨｚ
パルス幅      ；０．１ｎｓ
集光スポット径；φ０．５μｍ
（２）赤外レーザー光線
光源          ；ＹＡＧレーザーまたはＹＶＯ４レーザー
波長          ；１０６４ｎｍ
出力          ；５．１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅      ；２０ｎｓ
集光スポット径；φ１μｍ
【００３７】
上述したレーザー光線照射工程を実施することによって、半導体ウエーハ１０はストリート１０１に沿って分割される。このとき、図９に示すようにレーザー光線の照射によりデブリ１００が発生しても、このデブリ１００は保護被膜１１によって遮断され、回路１０２およびボンディングパッド等に付着することはない。
【００３８】
上述したように所定のストリートに沿ってレーザー光線照射工程を実行したら、チャックテーブル３６、従ってこれに保持されている半導体ウエーハ１０を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記レーザー光線照射工程を遂行する。このようにして所定方向に延在する全てのストリートについてレーザー光線照射工程と割り出し工程を遂行したならば、チャックテーブル３６、従ってこれに保持されている半導体ウエーハ１０を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリートに沿って上記レーザー光線照射工程と割り出し工程を実行することにより、半導体ウエーハ１０は個々の半導体チップに分割される。
【００３９】
このようにして、半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割したら、半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３６は、最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。そして、半導体ウエーハ１０は、洗浄搬送手段１８によって保護被膜形成兼洗浄手段７を構成するスピンナーテーブル７１１の吸着チャック７１１ａ上に搬送され、該吸着チャック７１１ａに吸引保持される。このとき樹脂供給ノズル７４１と洗浄水ノズル７５１およびエアーノズル７６１は、図５および図６に示すようにスピンナーテーブル７１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。
【００４０】
加工後の半導体ウエーハ１０が保護被膜形成兼洗浄手段７のスピンナーテーブル７１１上に保持されたならば、洗浄工程を実行する。即ち、図７に示すようにスピンナーテーブル７１１を作業位置に位置付けるとともに、洗浄水供給手段７５の電動モータ７５２を駆動して洗浄水供給ノズル７５１のノズル部７５１ａの噴出口を図において２点鎖線で示すようにスピンナーテーブル７１１上に保持された半導体ウエーハ１０の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル７１１を例えば８００ｒｐｍの回転速度で回転しつつノズル部７５１ａの噴出口から純水とエア    とからなる洗浄水を噴出する。即ち、ノズル部７５１ａは所謂２流体ノズルで構成され０．２ＭＰａ程度の純水が供給されるとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度のエアーが供給され、純水がエアーの圧力で噴出して半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａを洗浄する。このとき、電動モータ７５２が駆動して洗浄水供給ノズル７５１のノズル部７５１ａの噴出口から噴出された洗浄水がスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された保護被膜１１が上述したように水溶性の樹脂によって形成されているので、保護被膜１１を容易に洗い流すことができるとともに、レーザー加工時に発生したデブリ１００も除去される。
【００４１】
上述した洗浄工程が終了したら、乾燥工程を実行する。即ち、洗浄水供給ノズル７４１を待機位置に位置付けるとともに、エアー供給手段７６のエアーノズル７６１を構成するノズル部７６１ａの噴出口をスピンナーテーブル７１１上に保持された半導体ウエーハ１０の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル７１１を例えば２０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつノズル部７６１ａの噴出口からエアーを１５秒程度噴出する。このとき、エアーノズル７６１をノズル部７６１ａの噴出口されたエアーがスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、半導体ウエーハ１０の表面が乾燥される。
【００４２】
上述したように加工後の半導体ウエーハ１０の洗浄および乾燥が終了したら、スピンナーテーブル７１１の回転を停止するとともに、エアー供給手段７６のエアーノズル７６１を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル７１１を図６に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付るとともに、スピンナーテーブル７１１に保持されている半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、スピンナーテーブル７１１上の加工後の半導体ウエーハ１０は、被加工物搬送手段１６によって仮置き部１４ａに配設された位置合わせ手段１４に搬出する。位置合わせ手段１４に搬出された加工後の半導体ウエーハ１０は、被加工物搬出手段１５によってカセット１３の所定位置に収納される。
【００４３】
以上のように図示の実施形態における保護被膜形成兼洗浄手段７は、スピンナーテーブル機構と樹脂液供給手段と洗浄水供給手段およびエアー供給手段を備えているので、加工前の被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成工程と加工後の加工前の洗浄および乾燥工程を実施することができる。なお、図示の保護被膜形成兼洗浄手段７は保護被膜形成機能と洗浄機能を有する構成にした例を示したが、保護被膜形成手段と洗浄手段をそれぞれ独立して構成してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によるレーザー加工装置は以上のように構成され、レーザー加工前の被加工物の加工面に保護被膜を被覆する保護被膜形成手段を備えているので、レーザー光線を被加工物に照射することにより発生するデブリの影響を防止することができる加工方法を１台の装置で実施することができる。従って、本発明によるレーザー加工装置によれば、工場スペースが節減できるとともに、被加工物の搬送を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工装置の主要構成要素を示す斜面図。
【図３】図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザ光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。
【図４】本発明によるレーザー加工装置によって加工される被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置に装備される保護被膜形成兼洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。
【図６】図５に示す保護被膜形成兼洗浄手段のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。
【図７】図５に示す保護被膜形成兼洗浄手段のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。
【図８】保護被膜形成工程によって保護被膜が被覆された被加工物としての半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図９】図１に示すレーザー加工装置によるレーザー光線照射工程を示す説明図。
【図１０】図１に示すレーザー加工装置によって加工された被加工物としての半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【符号の説明】
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４１：案内レール
４２：可動支持基台
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線照射手段
５２２：レーザー光線発振手段
５２３：レーザー光線変調手段
５２４：集光器
６：撮像手段
７：保護被膜形成兼洗浄手段
７１：スピンナーテーブル機構
７１１：スピンナーテーブル
７１２：電動モータ
７２：洗浄水受け手段
７２１：洗浄水受け容器
７２３：カバー部材
７４：樹脂液供給手段
７４１：樹脂供給ノズル
７４２：電動モータ
７５：洗浄水供給手段
７５１：洗浄水ノズル
７５２：電動モータ
７６：エアー供給手段
７６１：エアーノズル
１０：半導体ウエーハ
１０１：ストリート
１０２：回路
１０３：保護被膜
１１：環状のフレーム
１２：保護テープ
１３：カセット
１４：位置合わせ手段
１５：被加工物搬出・搬入手段
１６：被加工物搬送手段
１８：洗浄搬送手段
１９：表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004322168.tif 000008
【図７】
2004322168.tif 000009
【図８】
2004322168.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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