ウエーハの洗浄方法
【課題】噴射ノズルおよび噴射ノズルを揺動する支持アームの汚染を防止することができるウエーハの洗浄方法を提供する。
【解決手段】表面に水溶性の保護膜が被覆されたウエーハをスピンナーテーブルに表面を上側にして保持し、スピンナーテーブルを回転するとともに洗浄水噴射ノズルから洗浄水をウエーハの表面に向けて噴射しつつ洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで移動することにより、ウエーハの表面に被覆された保護膜を洗浄し除去するウエーハの洗浄方法であって、洗浄水噴射ノズルを支持し洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されている。
【解決手段】表面に水溶性の保護膜が被覆されたウエーハをスピンナーテーブルに表面を上側にして保持し、スピンナーテーブルを回転するとともに洗浄水噴射ノズルから洗浄水をウエーハの表面に向けて噴射しつつ洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで移動することにより、ウエーハの表面に被覆された保護膜を洗浄し除去するウエーハの洗浄方法であって、洗浄水噴射ノズルを支持し洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの表面に被覆された水溶性の保護膜を洗浄して除去するウエーハの洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスが分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って切断することによって個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板等の表面に格子状に形成された分割予定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窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスが形成された光デバイスウエーハは、分割予定ラインに沿って個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
このような半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、一般に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ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、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。このような切削装置によるウエーハの切削においては、切削送り速度に限界があるとともに、切削屑の発生によりデバイスが汚染されるという問題がある。
【０００４】
一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物に形成された分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりアブレーション加工を施してレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。レーザー加工は切削加工に比して加工速度を速くすることができるとともに、サファイヤのように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。しかしながら、ウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工すると、レーザー光線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し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという新たな問題が生じる。
【０００５】
上記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ポリビニルアルコール等の水溶性の液状樹脂からなる保護膜を被覆し、保護膜を通してウエーハにレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００６】
また、レーザー加工を効率的に実施するためウエーハの加工面にポリビニルアルコール等の水溶性の液状樹脂からなる保護膜を被覆する保護膜被覆手段を備えたレーザー加工装置が提案されている。このレーザー加工装置は、レーザー加工後にウエーハの表面から保護膜を洗浄して除去する洗浄手段を備えている。洗浄手段は、ウエーハを保持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ウエーハの上面に洗浄水を噴射する噴射ノズルを備えた洗浄水供給手段を具備し、スピンナーテーブルを回転するとともに噴射ノズルをウエーハの中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの角度範囲で揺動しつつ洗浄水を噴射する。（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１８８４７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、上述した洗浄手段においては、スピンナーテーブルに保持されたウエーハに被覆された保護膜に噴射ノズルから洗浄水を噴射すると、洗浄水によって溶解した保護膜が飛散し、この飛散した保護膜が噴射ノズルおよび噴射ノズルを揺動する支持アームに付着して噴射ノズルおよび支持アームを汚染するという問題がある。
【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、噴射ノズルおよび噴射ノズルを揺動する支持アームの汚染を防止することができるウエーハの洗浄方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に水溶性の保護膜が被覆されたウエーハをスピンナーテーブルに表面を上側にして保持し、該スピンナーテーブルを回転するとともに洗浄水噴射ノズルから洗浄水をウエーハの表面に向けて噴射しつつ洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで移動することにより、ウエーハの表面に被覆された保護膜を洗浄し除去するウエーハの洗浄方法であって、
洗浄水噴射ノズルを支持し該洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において該洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されている、
ことを特徴とするウエーハの洗浄方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるウエーハの洗浄方法においては、洗浄水噴射ノズルを支持し洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されているので、洗浄水噴射ノズルから洗浄水がウエーハに噴射されることによって飛散する洗浄水と保護膜が溶解された保護材料は支持アームよりスピンナーテーブルの回転方向下流側に飛散するため、洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置する支持アームに付着することはない。従って、洗浄水噴射ノズルから噴射された洗浄水によって保護膜が溶解された保護材料が洗浄水噴射ノズルおよび支持アームに付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるウエーハの洗浄方法を実施するための洗浄機構を備え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に装備される保護膜被膜兼洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。
【図３】図２に示す保護膜被膜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４】図２に示す保護膜被膜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５】図２に示す保護膜被膜兼洗浄手段の洗浄水供給手段を構成する洗浄水噴射ノズル機構の要部断面図。
【図６】図１に示す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７】図１に示すレーザー加工装置に装備された保護膜被膜兼洗浄手段によって実施される保護膜被覆工程を示す説明図。
【図８】図１に示すレーザー加工装置によってによって実施されるレーザー加工溝形成工程を示す説明図。
【図９】図８に示すレーザー加工溝形成工程によってレーザー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。
【図１０】本発明によるウエーハの洗浄方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの洗浄方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明によるウエーハの洗浄方法を実施するための洗浄手段を備えたレーザー加工装置の斜視図が示されている。
図１に示すレーザー加工装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、チャックテーブル本体３１と、該チャックテーブル本体３１の上面に配設された吸着チャック３２を具備している。吸着チャック３２は多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル３は、吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物であるウエーハを載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、吸着チャック３２上に被加工物であるウエーハを吸引保持する。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル３のチャックテーブル本体３１には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３４が配設されている。
【００１５】
図示のレーザー加工装置１は、レーザー光線照射手段４を備えている。レーザー光線照射手段４は、レーザー光線発振手段４１と、該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線を集光する集光器４２を具備している。このように構成されたレーザー光線照射手段４は、図示の実施形態においては後述する被加工物としての半導体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光線を上記チャックテーブル３に保持された後述する半導体ウエーハに照射する。
【００１６】
図示のレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３の吸着チャック３２上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記レーザー光線照射手段４の集光器４２から照射されるレーザー光線によって加工すべき領域を検出する撮像手段５を具備している。この撮像手段５は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。また、図示のレーザー加工装置１は、撮像手段５によって撮像された画像を表示する表示手段６を具備している。
【００１７】
図示のレーザー加工装置１は、加工前の被加工物であるウエーハの表面(加工面)にポリビニルアルコール（PVA：Poly Vinyl Alcohol)等の水溶性の液状保護材料を被覆して保護膜を形成するとともに、加工後のウエーハの表面に被覆されている保護膜を除去する保護膜被覆兼洗浄手段７を具備している。この保護膜被覆兼洗浄手段７について、図２乃至図５を参照して説明する。
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄手段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は上面に配設された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の上面である保持面に被加工物であるウエーハを載置し、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上にウエーハを吸引保持する。なお、スピンナーテーブル７１１には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ機構７１４が配設されている。上記電動モータ７１２は、その駆動軸７１２ａの上端が上記スピンナーテーブル７１１に連結される。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３に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図４に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００１８】
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２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３および図４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２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４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。
【００１９】
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工前の被加工物であるウエーハの加工面にポリビニルアルコール（PVA：Poly Vinyl Alcohol)等の水溶性の液状保護材料を供給する保護材料供給手段７４を具備している。保護材料供給手段７４は、スピンナーテーブル７１１に保持された加工前のウエーハの加工面に向けてポリビニルアルコール等の水溶性の液状保護材料を供給する保護材料供給ノズル機構７４０と、該保護材料供給ノズル機構７４０を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７４５を備えており、保護材料供給ノズル機構７４０が図示しない保護部材供給源に接続されている。保護材料供給ノズル機構７４０は、揺動軸部７４１と、該揺動軸部７４１に基端が接続され水平に延びる支持アーム７４２と、該支持アーム７４２の先端に接続され下方に向けて液状保護材料を噴出する保護材料供給ノズル７４３とからなっている。このように構成された保護材料供給ノズル機構７４０は、揺動軸部７４１および支持アーム７４２がパイプ材によって形成されており、揺動軸部７４１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保護材料供給源に接続されている。なお、保護材料供給ノズル機構７４０の揺動軸部７４１が挿通する図示しない挿通穴の周縁には、揺動軸部７４１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。
【００２０】
図示の実施形態における保護膜被膜兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の被加工物であるウエーハを洗浄するための洗浄水供給手段を具備している。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ウエーハに向けて洗浄水を噴射する洗浄水噴射ノズル機構７５０と、該洗浄水噴射ノズル機構７５０を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７５５を備えており、該洗浄水噴射ノズル機構７５０が図示しない洗浄水供給源とエアー供給源に接続されている。洗浄水噴射ノズル機構７５０は、揺動軸部７５１と、該揺動軸部７５１に基端が接続され水平に延びる支持アーム７５２と、該支持アーム７５２の先端に接続され下方に向けて洗浄水を噴出する洗浄水噴射ノズル７５３とからなっている。洗浄水噴射ノズル７５３は、図5に示すように洗浄水噴射口７５３aとエアー噴射口７５３bを備えている。この洗浄水噴射口７５３aとエアー噴射口７５３bは、それぞれ支持アーム７５２に設けられた洗浄水通路７５２aとエアー通路７５２bを介して上記揺動軸部７５１に設けられた図示しない洗浄水通路とエアー通路に連通されている。このように構成された洗浄水噴射ノズル機構７５０は、揺動軸部７５１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、揺動軸部７５１に設けられた図示しない洗浄水通路とエアー通路は図示しない洗浄水供給源とエアー供給源に接続されている。なお、洗浄水噴射ノズル機構７５０の揺動軸部７５１が挿通する図示しない挿通穴の周縁には、揺動軸部７５１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。
【００２１】
図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態における保護膜被膜兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の被加工物であるウエーハを洗浄した後に乾燥するためのエアー供給手段７６を具備している。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ウエーハに向けてエアーを噴射するエアー噴射ノズル機構７６０と、該エアー噴射ノズル機構７６０を揺動せしめる正転・逆転可能な図示しない電動モータを備えている。エアー噴射ノズル機構７６０は、揺動軸部７６１と、該揺動軸部７６１に基端が接続され水平に延びる支持アーム７６２と、該支持アーム７６２の先端に接続され下方に向けてエアーを噴射するエアー噴射ノズル７６３とからなっている。このように構成されたエアー噴射ノズル機構７６０は、揺動軸部７６１および支持アーム７６２がパイプ材によって形成されており、揺動軸部７６１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、エアー噴射ノズル機構７６０の揺動軸部７６１が挿通する図示しない挿通穴の周縁には、揺動軸部７６１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。
【００２２】
図1に戻って説明を続けると、図示のレーザー加工装置１は、被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハ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に装着された保護テープ１２の表面に貼着されており、保護テープ１２を介して環状のフレーム１１に支持された状態で上記カセット１３に収容される。このように保護テープ１２を介して環状のフレーム１１に支持される半導体ウエーハ１０について、図6を参照して説明する。図６に示す半導体ウエーハ１０はシリコンウエーハによって構成されており、表面１０ａに格子状に配列された複数の分割予定ライン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等のデバイス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、図1に示すように環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２に表面１０ａ（分割予定ライン１０１およびデバイス１０２が形成されている面）を上側にして裏面が貼着される。
【００２３】
図示のレーザー加工装置１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を保護膜被膜兼洗浄手段７に搬送するとともに保護膜被膜兼洗浄手段７によって表面に保護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３上に搬送する第1の被加工物搬送手段１６と、チャックテーブル３上でレーザー加工された半導体ウエーハ１０を保護膜被膜兼洗浄手段７に搬送する第２の被加工物搬送手段１８を具備している。
【００２４】
図示のレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下このレーザー加工装置１を用いて上記半導体ウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成する加工方法について説明する。
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を上側にしてカセット１３に複数収容され、このカセット１３がカセットテーブル１３１上に載置されている。カセットテーブル１３１上に載置されたカセット１３に収容されている加工前の半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するには、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、カセット１３の所定位置に収容された半導体ウエーハ１０を搬出位置に位置付ける。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、第1の被加工物搬送手段１６の旋回動作によって保護膜被膜兼洗浄手段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、図示しない吸引手段を作動することにより該吸着チャック７１１ａ上に吸引保持される(ウエーハ保持工程)。また、環状のフレーム１１がクランプ７１４によって固定される。このとき、スピンナーテーブル７１１は図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、保護材料供給ノズル機構７４０と洗浄水噴射ノズル機構７５０およびエアー噴射ノズル機構７６０は図２および図３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。
【００２５】
加工前の半導体ウエーハ１０が保護膜被膜兼洗浄手段７のスピンナーテーブル７１１上に保持するウエーハ保持工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａにポリビニルアルコール等の水溶性の液状保護材料による保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する。この保護膜被覆工程は、保護膜被覆兼洗浄手段７のスピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図4に示す作業位置に位置付けるとともに、保護材料供給手段７４の電動モータ７４５を駆動して図７の(a)に示すように保護材料供給ノズル機構７４０の保護材料供給ノズル７４３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を矢印Aで示す方向に所定の回転速度（例えば２００rpm）で回転しつつ、環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着された半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)の中央領域に保護材料供給手段７４の保護材料供給ノズル７４３から所定量（例えば、半導体ウエーハ１０の直径が２００mmの場合に１cc）の液状の保護材料１００を滴下する。
【００２６】
このようにして、スピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)の中央領域に液状の保護材料１００を１cc滴下し、スピンナーテーブル７１１を矢印Aで示す方向２００rpmの回転速度で６０秒程度回転することにより、図７の(b)に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)には厚さが１μ程度の保護膜１１０が被覆される。
【００２７】
上述した保護材料被覆工程を実施したならば、スピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、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、第1の被加工物搬送手段１６によってチャックテーブル３の吸着チャック３２上に搬送され、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック３２上に吸引保持される。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３は、図示しない移動手段を作動することによって撮像手段５の直下に位置付けられる。
【００２８】
チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５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分割予定ライン１０１と、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４の集光器４２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交する方向に延びる分割予定ライン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の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０ａには保護膜１１０が形成されているが、保護膜１１０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。
【００２９】
以上のようにしてチャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、保護膜１１０が被覆された半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１０１に沿ってシリコンウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザー光線を照射し、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。即ち、チャックテーブル３をレーザー光線照射手段４の集光器４２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１を集光器４２の直下に位置付ける。このとき、図８の（ａ）で示すように半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１０１の一端(図８の（ａ）において左端)が集光器４２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段４を作動して集光器４２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図８の（ｂ）で示すように分割予定ライン１０１の他端（図８の（ｂ）において右端）が集光器４２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３の移動を停止する。このレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン１０１の表面付近に合わせる。
【００３０】
上述したレーザー加工溝形成工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０には分割予定ライン１０１に沿ってアブレーション加工が施され、半導体ウエーハ１０には図９に示すように分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝１４０が形成される。このようにパルスレーザー光線の照射によるアブレーション加工が施されると、図９に示すようにデブリ１５０が発生するが、このデブリ１５０は保護膜１１０によって遮断され、デバイス１０２に付着することはない。
【００３１】
上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ１０の全ての分割予定ライン１０１に沿って実施したならば、半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３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、第２の被加工物搬送手段１８によって保護膜被膜兼洗浄手段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、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック７１１ａ上に吸引保持される。このとき、スピンナーテーブル７１１は図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、保護材料供給ノズル機構７４０と洗浄水噴射ノズル機構７５０およびエアー噴射ノズル機構７６０は図２および図３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】
加工後の半導体ウエーハ１０が保護膜被膜兼洗浄手段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に被覆されている保護膜１１０を洗浄する洗浄工程を実施する。この洗浄工程は、スピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図4で示す作業位置に位置付けるとともに、図１０に示すように洗浄水供給手段７５の電動モータ７５５を駆動して洗浄水噴射ノズル機構７５０の洗浄水噴射ノズル７５３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の回転中心Cの上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル７１１を矢印Aで示す方向に例えば８００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ洗浄水供給手段７５を作動して洗浄水噴射ノズル７５３の洗浄水噴出口７５３aとエアー噴射口７５３bから純水とエアーとからなる２流体洗浄水を噴出する。なお、洗浄水噴射ノズル機構７５０は、０．２ＭＰａ程度の純水を供給するとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度のエアーを供給し、純水を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７５５が駆動して洗浄水噴射ノズル機構７５０の洗浄水噴射ノズル７５３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の回転中心C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に被覆された保護膜１１０が上述したようにポリビニルアルコール等の水溶性の液状保護材料からなっているので、保護膜１１０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１５０も除去される。
【００３３】
このようにスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０を洗浄する際に、スピンナーテーブル７１１の回転方向と洗浄水噴射ノズル機構７５０の洗浄水噴射ノズル７５３を支持し洗浄水噴射ノズル７５３を半導体ウエーハ１０の回転中心Cを通る領域から外周まで揺動する支持アーム７５２が、揺動範囲において洗浄水噴射ノズル７５３よりスピンナーテーブル７１１の矢印Aで示す回転方向上流側に位置するように設定されていることが重要である。即ち、洗浄水噴射ノズル７５３から噴射された洗浄水は、矢印Aで示す方向に回転する半導体ウエーハ１０に衝突した後に矢印Aで示す方向に飛散するので、この洗浄水によって保護膜１１０が溶解された保護材料も矢印Aで示す方向に飛散する。従って、半導体ウエーハ１０に洗浄水が噴射されることによって飛散する洗浄水と保護膜１１０が溶解された保護材料は、洗浄水噴射ノズル７５３よりスピンナーテーブル７１１の矢印Aで示す回転方向上流側に位置する支持アーム７５２に付着することはない。従って、洗浄水噴射ノズル７５３から噴射された洗浄水によって保護膜１１０が溶解された保護材料が洗浄水噴射ノズル７５３および支持アーム７５２に付着するのを防止することができる。
【００３４】
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、洗浄水噴射ノズル機構７５０を待機位置に位置付け、スピンナーテーブル７１１を例えば３０００ｒｐｍの回転速度で１５秒程度回転せしめる。このとき、エアー供給手段７６の図示しない電動モータを作動してエアー噴射ノズル機構７６０のエアー噴射ノズル７６３をスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の回転中心C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る。
【００３５】
上述したように加工後の半導体ウエーハ１０に対して洗浄工程および乾燥工程を実施したならば、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のエアー噴射ノズル機構７６０を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、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、第1の被加工物搬送手段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・搬入手段１５によってカセット１３の所定位置に収納される。
【符号の説明】
【００３６】
１：レーザー加工装置
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
４：レーザー光線照射手段
４１：レーザー光線発振手段
４２：集光器
５：撮像機構
６：表示手段
７：保護部材被膜兼洗浄手段
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
７４：保護部材供給手段
７４０：保護材料供給ノズル機構
７５：洗浄水供給手段
７５０：浄水噴射ノズル機構
７６：エアー供給手段
７６０：エアー噴射ノズル機構
１０：半導体ウエーハ
１００：液状の保護部材
１１０：保護膜
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：第1の被加工物搬送手段
１８：第２の被加工物搬送手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの表面に被覆された水溶性の保護膜を洗浄して除去するウエーハの洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスが分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って切断することによって個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板等の表面に格子状に形成された分割予定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窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスが形成された光デバイスウエーハは、分割予定ラインに沿って個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
このような半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、一般に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ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、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。このような切削装置によるウエーハの切削においては、切削送り速度に限界があるとともに、切削屑の発生によりデバイスが汚染されるという問題がある。
【０００４】
一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物に形成された分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりアブレーション加工を施してレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。レーザー加工は切削加工に比して加工速度を速くすることができるとともに、サファイヤのように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。しかしながら、ウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工すると、レーザー光線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し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという新たな問題が生じる。
【０００５】
上記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ポリビニルアルコール等の水溶性の液状樹脂からなる保護膜を被覆し、保護膜を通してウエーハにレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００６】
また、レーザー加工を効率的に実施するためウエーハの加工面にポリビニルアルコール等の水溶性の液状樹脂からなる保護膜を被覆する保護膜被覆手段を備えたレーザー加工装置が提案されている。このレーザー加工装置は、レーザー加工後にウエーハの表面から保護膜を洗浄して除去する洗浄手段を備えている。洗浄手段は、ウエーハを保持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ウエーハの上面に洗浄水を噴射する噴射ノズルを備えた洗浄水供給手段を具備し、スピンナーテーブルを回転するとともに噴射ノズルをウエーハの中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの角度範囲で揺動しつつ洗浄水を噴射する。（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１８８４７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、上述した洗浄手段においては、スピンナーテーブルに保持されたウエーハに被覆された保護膜に噴射ノズルから洗浄水を噴射すると、洗浄水によって溶解した保護膜が飛散し、この飛散した保護膜が噴射ノズルおよび噴射ノズルを揺動する支持アームに付着して噴射ノズルおよび支持アームを汚染するという問題がある。
【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、噴射ノズルおよび噴射ノズルを揺動する支持アームの汚染を防止することができるウエーハの洗浄方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に水溶性の保護膜が被覆されたウエーハをスピンナーテーブルに表面を上側にして保持し、該スピンナーテーブルを回転するとともに洗浄水噴射ノズルから洗浄水をウエーハの表面に向けて噴射しつつ洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで移動することにより、ウエーハの表面に被覆された保護膜を洗浄し除去するウエーハの洗浄方法であって、
洗浄水噴射ノズルを支持し該洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において該洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されている、
ことを特徴とするウエーハの洗浄方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるウエーハの洗浄方法においては、洗浄水噴射ノズルを支持し洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されているので、洗浄水噴射ノズルから洗浄水がウエーハに噴射されることによって飛散する洗浄水と保護膜が溶解された保護材料は支持アームよりスピンナーテーブルの回転方向下流側に飛散するため、洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置する支持アームに付着することはない。従って、洗浄水噴射ノズルから噴射された洗浄水によって保護膜が溶解された保護材料が洗浄水噴射ノズルおよび支持アームに付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるウエーハの洗浄方法を実施するための洗浄機構を備え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に装備される保護膜被膜兼洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。
【図３】図２に示す保護膜被膜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４】図２に示す保護膜被膜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５】図２に示す保護膜被膜兼洗浄手段の洗浄水供給手段を構成する洗浄水噴射ノズル機構の要部断面図。
【図６】図１に示す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７】図１に示すレーザー加工装置に装備された保護膜被膜兼洗浄手段によって実施される保護膜被覆工程を示す説明図。
【図８】図１に示すレーザー加工装置によってによって実施されるレーザー加工溝形成工程を示す説明図。
【図９】図８に示すレーザー加工溝形成工程によってレーザー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。
【図１０】本発明によるウエーハの洗浄方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの洗浄方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明によるウエーハの洗浄方法を実施するための洗浄手段を備えたレーザー加工装置の斜視図が示されている。
図１に示すレーザー加工装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、チャックテーブル本体３１と、該チャックテーブル本体３１の上面に配設された吸着チャック３２を具備している。吸着チャック３２は多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル３は、吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物であるウエーハを載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、吸着チャック３２上に被加工物であるウエーハを吸引保持する。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル３のチャックテーブル本体３１には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３４が配設されている。
【００１５】
図示のレーザー加工装置１は、レーザー光線照射手段４を備えている。レーザー光線照射手段４は、レーザー光線発振手段４１と、該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線を集光する集光器４２を具備している。このように構成されたレーザー光線照射手段４は、図示の実施形態においては後述する被加工物としての半導体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光線を上記チャックテーブル３に保持された後述する半導体ウエーハに照射する。
【００１６】
図示のレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３の吸着チャック３２上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記レーザー光線照射手段４の集光器４２から照射されるレーザー光線によって加工すべき領域を検出する撮像手段５を具備している。この撮像手段５は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。また、図示のレーザー加工装置１は、撮像手段５によって撮像された画像を表示する表示手段６を具備している。
【００１７】
図示のレーザー加工装置１は、加工前の被加工物であるウエーハの表面(加工面)にポリビニルアルコール（PVA：Poly Vinyl Alcohol)等の水溶性の液状保護材料を被覆して保護膜を形成するとともに、加工後のウエーハの表面に被覆されている保護膜を除去する保護膜被覆兼洗浄手段７を具備している。この保護膜被覆兼洗浄手段７について、図２乃至図５を参照して説明する。
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄手段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は上面に配設された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の上面である保持面に被加工物であるウエーハを載置し、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上にウエーハを吸引保持する。なお、スピンナーテーブル７１１には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ機構７１４が配設されている。上記電動モータ７１２は、その駆動軸７１２ａの上端が上記スピンナーテーブル７１１に連結される。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３に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図４に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００１８】
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２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３および図４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２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４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。
【００１９】
図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工前の被加工物であるウエーハの加工面にポリビニルアルコール（PVA：Poly Vinyl Alcohol)等の水溶性の液状保護材料を供給する保護材料供給手段７４を具備している。保護材料供給手段７４は、スピンナーテーブル７１１に保持された加工前のウエーハの加工面に向けてポリビニルアルコール等の水溶性の液状保護材料を供給する保護材料供給ノズル機構７４０と、該保護材料供給ノズル機構７４０を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７４５を備えており、保護材料供給ノズル機構７４０が図示しない保護部材供給源に接続されている。保護材料供給ノズル機構７４０は、揺動軸部７４１と、該揺動軸部７４１に基端が接続され水平に延びる支持アーム７４２と、該支持アーム７４２の先端に接続され下方に向けて液状保護材料を噴出する保護材料供給ノズル７４３とからなっている。このように構成された保護材料供給ノズル機構７４０は、揺動軸部７４１および支持アーム７４２がパイプ材によって形成されており、揺動軸部７４１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保護材料供給源に接続されている。なお、保護材料供給ノズル機構７４０の揺動軸部７４１が挿通する図示しない挿通穴の周縁には、揺動軸部７４１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。
【００２０】
図示の実施形態における保護膜被膜兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の被加工物であるウエーハを洗浄するための洗浄水供給手段を具備している。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ウエーハに向けて洗浄水を噴射する洗浄水噴射ノズル機構７５０と、該洗浄水噴射ノズル機構７５０を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７５５を備えており、該洗浄水噴射ノズル機構７５０が図示しない洗浄水供給源とエアー供給源に接続されている。洗浄水噴射ノズル機構７５０は、揺動軸部７５１と、該揺動軸部７５１に基端が接続され水平に延びる支持アーム７５２と、該支持アーム７５２の先端に接続され下方に向けて洗浄水を噴出する洗浄水噴射ノズル７５３とからなっている。洗浄水噴射ノズル７５３は、図5に示すように洗浄水噴射口７５３aとエアー噴射口７５３bを備えている。この洗浄水噴射口７５３aとエアー噴射口７５３bは、それぞれ支持アーム７５２に設けられた洗浄水通路７５２aとエアー通路７５２bを介して上記揺動軸部７５１に設けられた図示しない洗浄水通路とエアー通路に連通されている。このように構成された洗浄水噴射ノズル機構７５０は、揺動軸部７５１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、揺動軸部７５１に設けられた図示しない洗浄水通路とエアー通路は図示しない洗浄水供給源とエアー供給源に接続されている。なお、洗浄水噴射ノズル機構７５０の揺動軸部７５１が挿通する図示しない挿通穴の周縁には、揺動軸部７５１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。
【００２１】
図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態における保護膜被膜兼洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持された加工後の被加工物であるウエーハを洗浄した後に乾燥するためのエアー供給手段７６を具備している。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ウエーハに向けてエアーを噴射するエアー噴射ノズル機構７６０と、該エアー噴射ノズル機構７６０を揺動せしめる正転・逆転可能な図示しない電動モータを備えている。エアー噴射ノズル機構７６０は、揺動軸部７６１と、該揺動軸部７６１に基端が接続され水平に延びる支持アーム７６２と、該支持アーム７６２の先端に接続され下方に向けてエアーを噴射するエアー噴射ノズル７６３とからなっている。このように構成されたエアー噴射ノズル機構７６０は、揺動軸部７６１および支持アーム７６２がパイプ材によって形成されており、揺動軸部７６１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、エアー噴射ノズル機構７６０の揺動軸部７６１が挿通する図示しない挿通穴の周縁には、揺動軸部７６１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。
【００２２】
図1に戻って説明を続けると、図示のレーザー加工装置１は、被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハ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に装着された保護テープ１２の表面に貼着されており、保護テープ１２を介して環状のフレーム１１に支持された状態で上記カセット１３に収容される。このように保護テープ１２を介して環状のフレーム１１に支持される半導体ウエーハ１０について、図6を参照して説明する。図６に示す半導体ウエーハ１０はシリコンウエーハによって構成されており、表面１０ａに格子状に配列された複数の分割予定ライン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等のデバイス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、図1に示すように環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２に表面１０ａ（分割予定ライン１０１およびデバイス１０２が形成されている面）を上側にして裏面が貼着される。
【００２３】
図示のレーザー加工装置１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を保護膜被膜兼洗浄手段７に搬送するとともに保護膜被膜兼洗浄手段７によって表面に保護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３上に搬送する第1の被加工物搬送手段１６と、チャックテーブル３上でレーザー加工された半導体ウエーハ１０を保護膜被膜兼洗浄手段７に搬送する第２の被加工物搬送手段１８を具備している。
【００２４】
図示のレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下このレーザー加工装置１を用いて上記半導体ウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成する加工方法について説明する。
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を上側にしてカセット１３に複数収容され、このカセット１３がカセットテーブル１３１上に載置されている。カセットテーブル１３１上に載置されたカセット１３に収容されている加工前の半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するには、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、カセット１３の所定位置に収容された半導体ウエーハ１０を搬出位置に位置付ける。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、第1の被加工物搬送手段１６の旋回動作によって保護膜被膜兼洗浄手段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、図示しない吸引手段を作動することにより該吸着チャック７１１ａ上に吸引保持される(ウエーハ保持工程)。また、環状のフレーム１１がクランプ７１４によって固定される。このとき、スピンナーテーブル７１１は図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、保護材料供給ノズル機構７４０と洗浄水噴射ノズル機構７５０およびエアー噴射ノズル機構７６０は図２および図３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。
【００２５】
加工前の半導体ウエーハ１０が保護膜被膜兼洗浄手段７のスピンナーテーブル７１１上に保持するウエーハ保持工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａにポリビニルアルコール等の水溶性の液状保護材料による保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する。この保護膜被覆工程は、保護膜被覆兼洗浄手段７のスピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図4に示す作業位置に位置付けるとともに、保護材料供給手段７４の電動モータ７４５を駆動して図７の(a)に示すように保護材料供給ノズル機構７４０の保護材料供給ノズル７４３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を矢印Aで示す方向に所定の回転速度（例えば２００rpm）で回転しつつ、環状のフレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に貼着された半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)の中央領域に保護材料供給手段７４の保護材料供給ノズル７４３から所定量（例えば、半導体ウエーハ１０の直径が２００mmの場合に１cc）の液状の保護材料１００を滴下する。
【００２６】
このようにして、スピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)の中央領域に液状の保護材料１００を１cc滴下し、スピンナーテーブル７１１を矢印Aで示す方向２００rpmの回転速度で６０秒程度回転することにより、図７の(b)に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０a(加工面)には厚さが１μ程度の保護膜１１０が被覆される。
【００２７】
上述した保護材料被覆工程を実施したならば、スピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、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、第1の被加工物搬送手段１６によってチャックテーブル３の吸着チャック３２上に搬送され、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック３２上に吸引保持される。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３は、図示しない移動手段を作動することによって撮像手段５の直下に位置付けられる。
【００２８】
チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５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分割予定ライン１０１と、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４の集光器４２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交する方向に延びる分割予定ライン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の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０ａには保護膜１１０が形成されているが、保護膜１１０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。
【００２９】
以上のようにしてチャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、保護膜１１０が被覆された半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１０１に沿ってシリコンウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザー光線を照射し、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。即ち、チャックテーブル３をレーザー光線照射手段４の集光器４２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１を集光器４２の直下に位置付ける。このとき、図８の（ａ）で示すように半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１０１の一端(図８の（ａ）において左端)が集光器４２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段４を作動して集光器４２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図８の（ｂ）で示すように分割予定ライン１０１の他端（図８の（ｂ）において右端）が集光器４２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３の移動を停止する。このレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン１０１の表面付近に合わせる。
【００３０】
上述したレーザー加工溝形成工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０には分割予定ライン１０１に沿ってアブレーション加工が施され、半導体ウエーハ１０には図９に示すように分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝１４０が形成される。このようにパルスレーザー光線の照射によるアブレーション加工が施されると、図９に示すようにデブリ１５０が発生するが、このデブリ１５０は保護膜１１０によって遮断され、デバイス１０２に付着することはない。
【００３１】
上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ１０の全ての分割予定ライン１０１に沿って実施したならば、半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３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、第２の被加工物搬送手段１８によって保護膜被膜兼洗浄手段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、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック７１１ａ上に吸引保持される。このとき、スピンナーテーブル７１１は図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、保護材料供給ノズル機構７４０と洗浄水噴射ノズル機構７５０およびエアー噴射ノズル機構７６０は図２および図３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】
加工後の半導体ウエーハ１０が保護膜被膜兼洗浄手段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に被覆されている保護膜１１０を洗浄する洗浄工程を実施する。この洗浄工程は、スピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図4で示す作業位置に位置付けるとともに、図１０に示すように洗浄水供給手段７５の電動モータ７５５を駆動して洗浄水噴射ノズル機構７５０の洗浄水噴射ノズル７５３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の回転中心Cの上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル７１１を矢印Aで示す方向に例えば８００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ洗浄水供給手段７５を作動して洗浄水噴射ノズル７５３の洗浄水噴出口７５３aとエアー噴射口７５３bから純水とエアーとからなる２流体洗浄水を噴出する。なお、洗浄水噴射ノズル機構７５０は、０．２ＭＰａ程度の純水を供給するとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度のエアーを供給し、純水を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７５５が駆動して洗浄水噴射ノズル機構７５０の洗浄水噴射ノズル７５３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の回転中心C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に被覆された保護膜１１０が上述したようにポリビニルアルコール等の水溶性の液状保護材料からなっているので、保護膜１１０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１５０も除去される。
【００３３】
このようにスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０を洗浄する際に、スピンナーテーブル７１１の回転方向と洗浄水噴射ノズル機構７５０の洗浄水噴射ノズル７５３を支持し洗浄水噴射ノズル７５３を半導体ウエーハ１０の回転中心Cを通る領域から外周まで揺動する支持アーム７５２が、揺動範囲において洗浄水噴射ノズル７５３よりスピンナーテーブル７１１の矢印Aで示す回転方向上流側に位置するように設定されていることが重要である。即ち、洗浄水噴射ノズル７５３から噴射された洗浄水は、矢印Aで示す方向に回転する半導体ウエーハ１０に衝突した後に矢印Aで示す方向に飛散するので、この洗浄水によって保護膜１１０が溶解された保護材料も矢印Aで示す方向に飛散する。従って、半導体ウエーハ１０に洗浄水が噴射されることによって飛散する洗浄水と保護膜１１０が溶解された保護材料は、洗浄水噴射ノズル７５３よりスピンナーテーブル７１１の矢印Aで示す回転方向上流側に位置する支持アーム７５２に付着することはない。従って、洗浄水噴射ノズル７５３から噴射された洗浄水によって保護膜１１０が溶解された保護材料が洗浄水噴射ノズル７５３および支持アーム７５２に付着するのを防止することができる。
【００３４】
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、洗浄水噴射ノズル機構７５０を待機位置に位置付け、スピンナーテーブル７１１を例えば３０００ｒｐｍの回転速度で１５秒程度回転せしめる。このとき、エアー供給手段７６の図示しない電動モータを作動してエアー噴射ノズル機構７６０のエアー噴射ノズル７６３をスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハ１０の回転中心C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る。
【００３５】
上述したように加工後の半導体ウエーハ１０に対して洗浄工程および乾燥工程を実施したならば、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のエアー噴射ノズル機構７６０を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル機構７１を構成する支持機構７１３を作動してスピンナーテーブル７１１を図３に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、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、第1の被加工物搬送手段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・搬入手段１５によってカセット１３の所定位置に収納される。
【符号の説明】
【００３６】
１：レーザー加工装置
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
４：レーザー光線照射手段
４１：レーザー光線発振手段
４２：集光器
５：撮像機構
６：表示手段
７：保護部材被膜兼洗浄手段
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
７４：保護部材供給手段
７４０：保護材料供給ノズル機構
７５：洗浄水供給手段
７５０：浄水噴射ノズル機構
７６：エアー供給手段
７６０：エアー噴射ノズル機構
１０：半導体ウエーハ
１００：液状の保護部材
１１０：保護膜
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：第1の被加工物搬送手段
１８：第２の被加工物搬送手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に水溶性の保護膜が被覆されたウエーハをスピンナーテーブルに表面を上側にして保持し、該スピンナーテーブルを回転するとともに洗浄水噴射ノズルから洗浄水をウエーハの表面に向けて噴射しつつ洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで移動することにより、ウエーハの表面に被覆された保護膜を洗浄し除去するウエーハの洗浄方法であって、
洗浄水噴射ノズルを支持し該洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において該洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されている、
ことを特徴とするウエーハの洗浄方法。
【請求項１】
表面に水溶性の保護膜が被覆されたウエーハをスピンナーテーブルに表面を上側にして保持し、該スピンナーテーブルを回転するとともに洗浄水噴射ノズルから洗浄水をウエーハの表面に向けて噴射しつつ洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで移動することにより、ウエーハの表面に被覆された保護膜を洗浄し除去するウエーハの洗浄方法であって、
洗浄水噴射ノズルを支持し該洗浄水噴射ノズルをウエーハの回転中心を通る領域から外周まで揺動する支持アームが、揺動範囲において該洗浄水噴射ノズルよりスピンナーテーブルの回転方向上流側に位置するように設定されている、
ことを特徴とするウエーハの洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２４５０９２（Ｐ２０１０−２４５０９２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８８８５２（Ｐ２００９−８８８５２）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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