レーザー加工装置
【課題】レーザー光線を照射することによって発生する粉塵による火災を防止することができる粉塵処理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集光器を備えたレーザー光線照射手段と、被加工物を洗浄する洗浄手段を具備するレーザー加工装置であって、レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、粉塵吸引部材に一端が接続され他端が洗浄手段に接続された第１のダクトと、洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えている。
【解決手段】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集光器を備えたレーザー光線照射手段と、被加工物を洗浄する洗浄手段を具備するレーザー加工装置であって、レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、粉塵吸引部材に一端が接続され他端が洗浄手段に接続された第１のダクトと、洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工する際に発生する粉塵を処理するための粉塵処理機能を備えたレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体基板の表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる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ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、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りデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子やレーザーダイオード等の発光素子等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、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】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って破断する方法が実用化されている。しかるに、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チップの品質を低下させるという新たな問題が生じる。このような問題を解消するために、ウエーハの加工面にポリビニ−ルアルコール等の保護被膜を被覆し、保護被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。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８８４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように被加工物であるウエーハにレーザー光線を照射すると、デブリが発生し、このデブリを含む粉塵が飛散されるため、レーザー加工装置は飛散した粉塵を吸引して排出する粉塵排出手段を備えている。しかるに、粉塵排出手段の吸引ダクトに粉塵が堆積し、この堆積した粉塵に飛散された高温のデブリが付着すると、着火して火災が発生するという問題がある。特に、ウエーハの加工面にポリビニ−ルアルコール等の保護被膜を被覆し、保護被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を実施した場合には、堆積した粉塵に着火して火災が発生する率が高い。
【０００６】
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、レーザー光線を照射することによって発生する粉塵による火災を防止することができる粉塵処理機能を備えたレーザー加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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集光器を備えたレーザー光線照射手段と、被加工物を洗浄する洗浄手段を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、該粉塵吸引部材に一端が接続され他端が該洗浄手段に接続された第１のダクトと、該洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、該第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、該粉塵吸引部材に一端が接続され他端が洗浄手段に接続された第１のダクトと、洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、該第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えているので、レーザー光線の照射によって発生するデブリ等の粉塵は、粉塵排出手段が作動することにより粉塵吸引部材の開口部付近が負圧となるため、粉塵吸引部材から第１のダクトを介して吸引され、洗浄手段に導入される。洗浄手段に導入されたデブリ等の粉塵は、洗浄手段内に浮遊するミストが付着した状態で第２のダクトを介して排気手段に吸引される。このように、レーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵は、粉塵吸引部材から第１のダクトを介して吸引され、洗浄手段に導入されてミストが付着された状態で第２のダクトを介して排気手段に吸引されるので、レーザー光線の照射によって飛散する火花や高温のデブリ等がダクト内に堆積した粉塵に着火して火災が発生することはない。なお、本発明においては、レーザー加工装置に装備される洗浄手段を利用してレーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵にミストを付着するようにしたので、粉塵にミストを付着するための装置を設ける必要がないため、レーザー加工装置全体の大型化およびコスト高を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図３】図１に示すレーザー加工装置に装備される保護膜被覆兼洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。
【図４】図３に示す保護膜被覆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５】図３に示す保護膜被覆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６】図１に示すレーザー加工装置に装備される粉塵排出手段の一部を破断して示す正面図。
【図７】図３に示す保護膜被覆兼洗浄手段によって実施する保護膜被覆工程の説明図。
【図８】図１に示すレーザー加工装置を用いて実施す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溝が形成された半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置１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、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル３が矢印Ｘで示す加工送り方向および該加工送り方向Xと直交する割り出し送り方向Yに移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に装着された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の表面である載置面上に被加工物である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の吸着チャック支持台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。なお、レーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３を加工送り方向Xに加工送りする図示しない加工送り手段、および割り出し送り方向Yに割り出し送りする図示しない割り出し送り手段を具備している。
【００１２】
図示のレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３に保持された被加工物としてのウエーハにレーザー加工を施す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４１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。なお、レーザー加工装置１は、レーザー光線発振手段４１をチャックテーブル３の上面である載置面に垂直な方向である矢印Zで示す集光点位置調整方向に移動する図示しない集光点位置調整手段を具備している。
【００１３】
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後述する制御手段に送る。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。
【００１４】
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１１ａを備えている。カセット載置部１１ａ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１１１が配設されており、このカセットテーブル１１１上にカセット１１が載置される。半導体ウエーハ１０は、環状のフレームFに装着された保護テープTの表面に貼着されており、保護テープTを介して環状のフレームFに支持された状態で上記カセット１１に収容される。なお、半導体ウエーハ１０はシリコンウエーハからなり、図２に示すように表面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Fに装着された保護テープTに表面１０ａ即ちストリート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。
【００１５】
図示のレーザー加工装置１は、上記カセット１１に収納された加工前の半導体ウエーハ１０を仮置き部１２ａに配設された位置合わせ手段１２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１１に搬入するウエーハ搬出・搬入手段１３と、位置合わせ手段１２に搬出された加工前の半導体ウエーハ１０を後述する保護膜被覆兼洗浄手段７に搬送するとともに保護膜被覆兼洗浄手段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のウエーハ搬送手段１４と、チャックテーブル３上で加工された半導体ウエーハ１０を保護膜被覆兼洗浄手段７に搬送する第２のウエーハ搬送手段１５を具備している。なお、第２のウエーハ搬送手段１５は、後述する保護膜被覆兼洗浄手段の洗浄水受け容器の上面を覆う蓋１５１を備えている。
【００１６】
次に、加工前の被加工物である半導体ウエーハ１０の表面(被加工面)に保護膜を被覆するとともに、加工後の半導体ウエーハ１０の表面に被覆された保護膜を除去する保護膜被覆兼洗浄手段７について、図３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を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ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手段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。上記支持手段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手段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４に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図５に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００１７】
上記水受け手段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３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４および図５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３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５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。
【００１８】
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半導体ウエーハ１０の表面（被加工面）に液状樹脂を供給する樹脂液供給機構７４を具備している。樹脂液供給機構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の表面（被加工面）に向けて液状樹脂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手段に接続されている。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が上記洗浄水受け容器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。
【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に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ１０に洗浄水を供給するための洗浄水供給機構７５を具備している。洗浄水供給機構７５は、スピンナーテーブル７１１に保持されたウエーハに向けて洗浄水を供給する洗浄水噴射ノズル７５１と、該洗浄水噴射ノズル７５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７５２を備えている。洗浄水噴射ノズル７５１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部７５１aと、該ノズル部７５１aの基端から下方に延びる支持部７５１ｂとからなっており、支持部７５１ｂが上記収容容器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ている。洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１aは、洗浄水通路とエアー通路を備えており、洗浄水通路が洗浄水供給手段に接続されており、エアー通路がエアー供給手段に接続されている。このように構成された洗浄水噴射ノズル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。
【００２０】
また、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に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ１０にエアーを供給するためのエアー供給機構７６を具備している。エアー供給機構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７６２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手段に接続されている。エアーノズル７６１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部７６１ａと、該ノズル部７６１ａの基端から下方に延びる支持部７６１ｂとからなっており、支持部７６１ｂが上記洗浄水受け容器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。
【００２１】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、図６に示すようにレーザー光線照射手段４の集光器４２から被加工物にレーザー光線を照射することによって発生する粉塵を排出する粉塵排出手段８を備えている。粉塵排出手段８は、集光器４２のケース４２１に装着された粉塵吸引部材８１と、該粉塵吸引部材８１に一端が接続され他端が上記保護膜被覆兼洗浄手段７の洗浄水受け容器７２１に接続された第１のダクト８２と、洗浄水受け容器７２１に一端が接続された第２のダクト８３と、該第２のダクト８３の他端に接続された排気手段８４を具備している。粉塵吸引部材８１は、集光器４２のケース４２１と嵌合する嵌合穴８１１aを備えた環状の底部８１１と、該環状の底部８１１の内周縁から立設する筒状の装着部８１２と、環状の底部８１１の外周縁から垂下して形成され下端に開口８１３aを有する吸引部８１３とからなっており、開口８１３aが集光器４２から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口されている。第１のダクト８２は、上記粉塵吸引部材８１の底部８１１に設けられた穴８１１bに一端が接続され、他端が上記保護膜被覆兼洗浄手段７の洗浄水受け容器７２１を構成する外側壁７２１ａの下部に設けられ穴７２１fに接続されている。上記第２のダクト８３は、洗浄水受け容器７２１を構成する外側壁７２１ａの下部における上記穴７２１fと略１８０度反対側に設けられた穴７２１gに一端が接続されている。上記排気手段８４は、間隔を置いて配設された第１のフィルター８４１および第２のフィルター８４２と、該第１のフィルター８４１と第２のフィルター８４２との間に配設された送風機８４３とからなっており、第１のフィルター８４１が上記第２のダクト８３の他端に接続されている。
【００２２】
上述した保護膜被覆兼洗浄手段７および粉塵排出手段８を装備したレーザー加工装置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Fに保護テープT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、被加工面である表面１０ａを上側にしてカセット１1の所定位置に収容されている。カセット１1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１１１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１３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１２ａに配設された位置合わせ手段１２に搬出する。位置合わせ手段１２に搬出された半導体ウエーハ１０は、位置合わせ手段１２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１２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のウエーハ搬送手段１４の旋回動作によって保護膜被覆兼洗浄手段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(ウエーハ保持工程)。このとき、スピンナーテーブル７１１は図４に示すウエーハ搬入・搬出位置に位置付けられており、樹脂供給ノズル７４１と洗浄水噴射ノズル７５１およびエアーノズル７６１は図３および図４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。
【００２３】
加工前の半導体ウエーハ１０が保護膜被覆兼洗浄手段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、第２のウエーハ搬送手段１５を作動して蓋１５１を洗浄水受け容器７２１の上端に位置付けて覆った後、半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する。即ち、樹脂液供給機構７４の電動モータ７４２を作動して樹脂供給ノズル７４１のノズル部７４１ａを図７の(a)に示す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の被加工面である表面１０ａの中央部上方に位置付ける。そして、図示しない樹脂液供給手段を作動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の被加工面である表面１０ａの中心部に液状樹脂１１０を所定量滴下する（液状樹脂滴下工程）。この液状樹脂滴下工程において滴下する液状樹脂１１０の量は、被加工物である半導体ウエーハ１０の直径が２００mmの場合には２ミリリットルでよい。なお、液状樹脂滴下工程において滴下する液状樹脂１１０は、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、ＰＥＧ（Poly Ethylene Glycol）、PEO(Poly Ethylene Oxide)等の水溶性のレジストが望ましい。
【００２４】
上述した液状樹脂滴下工程を実施したならば、図７の(b)に示すようにスピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を矢印Aで示す方向に５００rpmの回転速度で１５秒間回転する。この結果、半導体ウエーハ１０の回転に伴う遠心力により滴下された液状樹脂１１０を外周に向けて流動せしめることにより半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに厚みが０．２〜１．０μmの保護膜１２０が形成される（保護膜被覆工程）。
【００２５】
上述したように半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに保護膜１２０を被覆する保護膜被覆工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１を図４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２のウエーハ搬送手段１５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、該吸着チャック３２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、図示しない加工送り手段によってレーザー光線照射手段４に配設された撮像手段５の直下に位置付けられる。
【００２６】
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行する方向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には保護膜１２０が形成されているが、保護膜１２０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。
【００２７】
以上のようにしてチャックテーブル３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、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図８の（ａ）で示すようにチャックテーブル３を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が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート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、ストリート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。
【００２８】
一方、図６に示すように第２のウエーハ搬送手段１５を作動して蓋１５１を保護膜被覆兼洗浄手段７の洗浄水受け容器７２１の上端に位置付けて覆う。そして、洗浄水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して図６に示すように洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａをスピンナーテーブル７１１の回転中心上方に位置付ける（噴射ノズル位置付け工程）。次に、電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を矢印Bで示す方向に例えば７００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ図示しない洗浄水供給手段を作動して例えば０．２Mpaの洗浄水を洗浄水噴射ノズル７５１に供給するとともに図示しないエアー供給手段を作動して例えば０．３Mpaのエアーを洗浄水噴射ノズル７５１に供給する。この結果、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから洗浄水がエアーの圧力で噴出され、回転するスピンナーテーブル７１１の上面に噴射されてミストとなって洗浄水受け容器７２１内に浮遊する。また、粉塵排出手段８の排気手段８４を構成する送風機８４３を作動する。この結果、粉塵排出手段８を構成する粉塵吸引部材８１の開口８１３a部付近の空気が第１のダクト８２、洗浄水受け容器７２１、第２のダクト８３、第１のフィルター８４１を介して吸引され、第２のフィルター８４２を通して排出されるため、開口８１３a部付近が負圧となる。
【００２９】
このようにして洗浄水噴射ノズル７５１から洗浄水を噴出するとともに粉塵排出手段８の送風機８４３を作動している状態で、レーザー光線照射手段４の集光器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）で示すようにストリート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即ち半導体ウエーハ１０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をストリート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のストリート１０１には図９に示すようにレーザー加工溝１４０が形成される。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１５０が発生しても、このデブリ１５０は保護膜１２０によって遮断され、デバイス１０２およびボンディングパッド等に付着することはない。そして、上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ１０の全てのストリート１０１に実施する。なお、上述したレーザー加工溝形成工程が実施されている際には、レーザー光線の照射によりデブリ等の粉塵が発生する。このようにして発生するデブリ等の粉塵は、上述したように粉塵排出手段８が作動することにより粉塵排出手段８を構成する粉塵吸引部材８１の開口８１３a部付近が負圧となっているので、粉塵吸引部材８１から第１のダクト８２を介して吸引され、洗浄水受け容器７２１に導入される。洗浄水受け容器７２１に導入されたデブリ等の粉塵は、上記のように洗浄水受け容器７２１内に浮遊するミストが付着した状態で第２のダクト８３を介して排気手段８４に吸引される。このようにして、排気手段８４に吸引されたミストが付着したデブリ等の粉塵は、第１のフィルター８４１および第２のフィルター８４２によって捕捉される。このように、レーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵は、粉塵吸引部材８１から第１のダクト８２を介して吸引され、洗浄水受け容器７２１に導入されてミストが付着された状態で第２のダクト８３を介して排気手段８４に吸引されるので、レーザー光線の照射によって飛散する火花や高温のデブリ等がダクト内に堆積した粉塵に着火して火災が発生することはない。図示の実施形態においては、レーザー加工装置に装備される洗浄手段を利用してレーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵にミストを付着するようにしたので、粉塵にミストを付着するための装置を設ける必要がないため、レーザー加工装置全体の大型化およびコスト高を抑えることができる。
【００３１】
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源 ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
出力 ：４W
集光スポット径 ：９．２μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
【００３２】
上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ１０の全てのストリート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のウエーハ搬送手段１５によって保護膜被覆兼洗浄手段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と洗浄水噴射ノズル７５１およびエアーノズル７６１は、図３および図４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。
【００３３】
加工後の半導体ウエーハ１０が保護膜被覆兼洗浄手段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５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、洗浄水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａ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の回転中心上方に位置付ける（噴射ノズル位置付け工程）。そして、スピンナーテーブル７１１を矢印Bで示す方向に例えば７００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ図示しない洗浄水供給手段を作動して例えば０．２Mpaの洗浄水を洗浄水噴射ノズル７５１に供給するとともに図示しないエアー供給手段を作動して例えば０．３Mpaのエアーを洗浄水噴射ノズル７５１に供給する。この結果、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから洗浄水がエアーの圧力で噴出する。なお、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから噴射される洗浄水の噴射量は、図示の実施形態においては２リットル／分に設定されている。このとき、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａを半導体ウエーハ１０の回転中心上方位置に１〜３秒間停止して半導体ウエーハ１０の回転中心に洗浄水を噴射する。このように半導体ウエーハ１０の回転中心に洗浄水を１〜３秒間噴射したならば、洗浄水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して洗浄水噴射ノズル７５１を揺動し、ノズル部７５１ａを半導体ウエーハ１０の回転中心から外周に向けて移動せしめる（洗浄工程）。このように洗浄工程においては、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから噴射された洗浄水は半導体ウエーハ１０の回転中心から外周に向けて移動するので、半導体ウエーハ１０の回転中心に噴射された洗浄水は回転する半導体ウエーハ１０の遠心力によって半導体ウエーハ１０の回転中心から外周に向けて移動し半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された保護膜１２０を溶解しながら飛散するため、半導体ウエーハ１０の回転中心に淀みが生ずることなく洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａの１回の移動で効率よく保護膜１２０を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７５１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、エアー供給機構７６の電動モータ７６２を作動してエアーノズル７６１のノズル部７６１ａ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の被加工面である表面１０ａの中央部上方に位置付け、エアー供給手段７６０を作動して半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａにエアーノズル７６１のノズル部７６１ａから２００ミリリットル／秒のエアーを供給しつつエアーノズル７６１のノズル部７６１ａを所要角度範囲で揺動せしめることが望ましい。
【００３５】
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４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のウエーハ搬送手段１４によって仮置き部１２ａに配設された位置合わせ手段１２に搬出する。位置合わせ手段１２に搬出された加工後の半導体ウエーハ１０は、ウエーハ搬出手段１３によってカセット１１の所定位置に収納される。
【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：撮像手段
６：表示手段
７：保護膜被覆兼洗浄手段
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：水受け手段
７４：樹脂液供給機構
７４１：樹脂供給ノズル
７５：洗浄水供給機構
７５１：洗浄水噴射ノズル
７６：エアー供給機構
７６０：エアー供給手段
７６１：エアーノズル
８：粉塵排出手段
８１：粉塵吸引部材
８２：第１のダクト
８３：第２のダクト
８４：排気手段
８４１：第１のフィルター
８４２：第２のフィルター
８４３：送風機
１０：半導体ウエーハ
１１：カセット
１２：位置合わせ手段
１３：ウエーハ搬出・搬入手段
１４：第１のウエーハ搬送手段
１５：第２のウエーハ搬送手段
F：環状のフレーム
T：保護テープ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工する際に発生する粉塵を処理するための粉塵処理機能を備えたレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体基板の表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる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ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、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りデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子やレーザーダイオード等の発光素子等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、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】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って破断する方法が実用化されている。しかるに、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チップの品質を低下させるという新たな問題が生じる。このような問題を解消するために、ウエーハの加工面にポリビニ−ルアルコール等の保護被膜を被覆し、保護被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。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８８４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように被加工物であるウエーハにレーザー光線を照射すると、デブリが発生し、このデブリを含む粉塵が飛散されるため、レーザー加工装置は飛散した粉塵を吸引して排出する粉塵排出手段を備えている。しかるに、粉塵排出手段の吸引ダクトに粉塵が堆積し、この堆積した粉塵に飛散された高温のデブリが付着すると、着火して火災が発生するという問題がある。特に、ウエーハの加工面にポリビニ−ルアルコール等の保護被膜を被覆し、保護被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を実施した場合には、堆積した粉塵に着火して火災が発生する率が高い。
【０００６】
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、レーザー光線を照射することによって発生する粉塵による火災を防止することができる粉塵処理機能を備えたレーザー加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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集光器を備えたレーザー光線照射手段と、被加工物を洗浄する洗浄手段を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、該粉塵吸引部材に一端が接続され他端が該洗浄手段に接続された第１のダクトと、該洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、該第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、該粉塵吸引部材に一端が接続され他端が洗浄手段に接続された第１のダクトと、洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、該第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えているので、レーザー光線の照射によって発生するデブリ等の粉塵は、粉塵排出手段が作動することにより粉塵吸引部材の開口部付近が負圧となるため、粉塵吸引部材から第１のダクトを介して吸引され、洗浄手段に導入される。洗浄手段に導入されたデブリ等の粉塵は、洗浄手段内に浮遊するミストが付着した状態で第２のダクトを介して排気手段に吸引される。このように、レーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵は、粉塵吸引部材から第１のダクトを介して吸引され、洗浄手段に導入されてミストが付着された状態で第２のダクトを介して排気手段に吸引されるので、レーザー光線の照射によって飛散する火花や高温のデブリ等がダクト内に堆積した粉塵に着火して火災が発生することはない。なお、本発明においては、レーザー加工装置に装備される洗浄手段を利用してレーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵にミストを付着するようにしたので、粉塵にミストを付着するための装置を設ける必要がないため、レーザー加工装置全体の大型化およびコスト高を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図３】図１に示すレーザー加工装置に装備される保護膜被覆兼洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。
【図４】図３に示す保護膜被覆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５】図３に示す保護膜被覆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６】図１に示すレーザー加工装置に装備される粉塵排出手段の一部を破断して示す正面図。
【図７】図３に示す保護膜被覆兼洗浄手段によって実施する保護膜被覆工程の説明図。
【図８】図１に示すレーザー加工装置を用いて実施す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溝が形成された半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置１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、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル３が矢印Ｘで示す加工送り方向および該加工送り方向Xと直交する割り出し送り方向Yに移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に装着された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の表面である載置面上に被加工物である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の吸着チャック支持台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。なお、レーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３を加工送り方向Xに加工送りする図示しない加工送り手段、および割り出し送り方向Yに割り出し送りする図示しない割り出し送り手段を具備している。
【００１２】
図示のレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３に保持された被加工物としてのウエーハにレーザー加工を施す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４１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。なお、レーザー加工装置１は、レーザー光線発振手段４１をチャックテーブル３の上面である載置面に垂直な方向である矢印Zで示す集光点位置調整方向に移動する図示しない集光点位置調整手段を具備している。
【００１３】
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後述する制御手段に送る。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。
【００１４】
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１１ａを備えている。カセット載置部１１ａ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１１１が配設されており、このカセットテーブル１１１上にカセット１１が載置される。半導体ウエーハ１０は、環状のフレームFに装着された保護テープTの表面に貼着されており、保護テープTを介して環状のフレームFに支持された状態で上記カセット１１に収容される。なお、半導体ウエーハ１０はシリコンウエーハからなり、図２に示すように表面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Fに装着された保護テープTに表面１０ａ即ちストリート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。
【００１５】
図示のレーザー加工装置１は、上記カセット１１に収納された加工前の半導体ウエーハ１０を仮置き部１２ａに配設された位置合わせ手段１２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１１に搬入するウエーハ搬出・搬入手段１３と、位置合わせ手段１２に搬出された加工前の半導体ウエーハ１０を後述する保護膜被覆兼洗浄手段７に搬送するとともに保護膜被覆兼洗浄手段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のウエーハ搬送手段１４と、チャックテーブル３上で加工された半導体ウエーハ１０を保護膜被覆兼洗浄手段７に搬送する第２のウエーハ搬送手段１５を具備している。なお、第２のウエーハ搬送手段１５は、後述する保護膜被覆兼洗浄手段の洗浄水受け容器の上面を覆う蓋１５１を備えている。
【００１６】
次に、加工前の被加工物である半導体ウエーハ１０の表面(被加工面)に保護膜を被覆するとともに、加工後の半導体ウエーハ１０の表面に被覆された保護膜を除去する保護膜被覆兼洗浄手段７について、図３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を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ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手段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。上記支持手段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手段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４に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図５に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００１７】
上記水受け手段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３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４および図５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３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５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。
【００１８】
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半導体ウエーハ１０の表面（被加工面）に液状樹脂を供給する樹脂液供給機構７４を具備している。樹脂液供給機構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の表面（被加工面）に向けて液状樹脂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手段に接続されている。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が上記洗浄水受け容器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。
【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に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ１０に洗浄水を供給するための洗浄水供給機構７５を具備している。洗浄水供給機構７５は、スピンナーテーブル７１１に保持されたウエーハに向けて洗浄水を供給する洗浄水噴射ノズル７５１と、該洗浄水噴射ノズル７５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ７５２を備えている。洗浄水噴射ノズル７５１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部７５１aと、該ノズル部７５１aの基端から下方に延びる支持部７５１ｂとからなっており、支持部７５１ｂが上記収容容器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ている。洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１aは、洗浄水通路とエアー通路を備えており、洗浄水通路が洗浄水供給手段に接続されており、エアー通路がエアー供給手段に接続されている。このように構成された洗浄水噴射ノズル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。
【００２０】
また、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に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ１０にエアーを供給するためのエアー供給機構７６を具備している。エアー供給機構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７６２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手段に接続されている。エアーノズル７６１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部７６１ａと、該ノズル部７６１ａの基端から下方に延びる支持部７６１ｂとからなっており、支持部７６１ｂが上記洗浄水受け容器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。
【００２１】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、図６に示すようにレーザー光線照射手段４の集光器４２から被加工物にレーザー光線を照射することによって発生する粉塵を排出する粉塵排出手段８を備えている。粉塵排出手段８は、集光器４２のケース４２１に装着された粉塵吸引部材８１と、該粉塵吸引部材８１に一端が接続され他端が上記保護膜被覆兼洗浄手段７の洗浄水受け容器７２１に接続された第１のダクト８２と、洗浄水受け容器７２１に一端が接続された第２のダクト８３と、該第２のダクト８３の他端に接続された排気手段８４を具備している。粉塵吸引部材８１は、集光器４２のケース４２１と嵌合する嵌合穴８１１aを備えた環状の底部８１１と、該環状の底部８１１の内周縁から立設する筒状の装着部８１２と、環状の底部８１１の外周縁から垂下して形成され下端に開口８１３aを有する吸引部８１３とからなっており、開口８１３aが集光器４２から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口されている。第１のダクト８２は、上記粉塵吸引部材８１の底部８１１に設けられた穴８１１bに一端が接続され、他端が上記保護膜被覆兼洗浄手段７の洗浄水受け容器７２１を構成する外側壁７２１ａの下部に設けられ穴７２１fに接続されている。上記第２のダクト８３は、洗浄水受け容器７２１を構成する外側壁７２１ａの下部における上記穴７２１fと略１８０度反対側に設けられた穴７２１gに一端が接続されている。上記排気手段８４は、間隔を置いて配設された第１のフィルター８４１および第２のフィルター８４２と、該第１のフィルター８４１と第２のフィルター８４２との間に配設された送風機８４３とからなっており、第１のフィルター８４１が上記第２のダクト８３の他端に接続されている。
【００２２】
上述した保護膜被覆兼洗浄手段７および粉塵排出手段８を装備したレーザー加工装置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Fに保護テープT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、被加工面である表面１０ａを上側にしてカセット１1の所定位置に収容されている。カセット１1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１１１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１３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１２ａに配設された位置合わせ手段１２に搬出する。位置合わせ手段１２に搬出された半導体ウエーハ１０は、位置合わせ手段１２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１２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のウエーハ搬送手段１４の旋回動作によって保護膜被覆兼洗浄手段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(ウエーハ保持工程)。このとき、スピンナーテーブル７１１は図４に示すウエーハ搬入・搬出位置に位置付けられており、樹脂供給ノズル７４１と洗浄水噴射ノズル７５１およびエアーノズル７６１は図３および図４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。
【００２３】
加工前の半導体ウエーハ１０が保護膜被覆兼洗浄手段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、第２のウエーハ搬送手段１５を作動して蓋１５１を洗浄水受け容器７２１の上端に位置付けて覆った後、半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する。即ち、樹脂液供給機構７４の電動モータ７４２を作動して樹脂供給ノズル７４１のノズル部７４１ａを図７の(a)に示す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の被加工面である表面１０ａの中央部上方に位置付ける。そして、図示しない樹脂液供給手段を作動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の被加工面である表面１０ａの中心部に液状樹脂１１０を所定量滴下する（液状樹脂滴下工程）。この液状樹脂滴下工程において滴下する液状樹脂１１０の量は、被加工物である半導体ウエーハ１０の直径が２００mmの場合には２ミリリットルでよい。なお、液状樹脂滴下工程において滴下する液状樹脂１１０は、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、ＰＥＧ（Poly Ethylene Glycol）、PEO(Poly Ethylene Oxide)等の水溶性のレジストが望ましい。
【００２４】
上述した液状樹脂滴下工程を実施したならば、図７の(b)に示すようにスピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を矢印Aで示す方向に５００rpmの回転速度で１５秒間回転する。この結果、半導体ウエーハ１０の回転に伴う遠心力により滴下された液状樹脂１１０を外周に向けて流動せしめることにより半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに厚みが０．２〜１．０μmの保護膜１２０が形成される（保護膜被覆工程）。
【００２５】
上述したように半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに保護膜１２０を被覆する保護膜被覆工程を実施したならば、スピンナーテーブル７１１を図４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２のウエーハ搬送手段１５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、該吸着チャック３２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、図示しない加工送り手段によってレーザー光線照射手段４に配設された撮像手段５の直下に位置付けられる。
【００２６】
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行する方向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には保護膜１２０が形成されているが、保護膜１２０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。
【００２７】
以上のようにしてチャックテーブル３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、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図８の（ａ）で示すようにチャックテーブル３を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が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート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、ストリート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。
【００２８】
一方、図６に示すように第２のウエーハ搬送手段１５を作動して蓋１５１を保護膜被覆兼洗浄手段７の洗浄水受け容器７２１の上端に位置付けて覆う。そして、洗浄水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して図６に示すように洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａをスピンナーテーブル７１１の回転中心上方に位置付ける（噴射ノズル位置付け工程）。次に、電動モータ７１２を作動してスピンナーテーブル７１１を矢印Bで示す方向に例えば７００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ図示しない洗浄水供給手段を作動して例えば０．２Mpaの洗浄水を洗浄水噴射ノズル７５１に供給するとともに図示しないエアー供給手段を作動して例えば０．３Mpaのエアーを洗浄水噴射ノズル７５１に供給する。この結果、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから洗浄水がエアーの圧力で噴出され、回転するスピンナーテーブル７１１の上面に噴射されてミストとなって洗浄水受け容器７２１内に浮遊する。また、粉塵排出手段８の排気手段８４を構成する送風機８４３を作動する。この結果、粉塵排出手段８を構成する粉塵吸引部材８１の開口８１３a部付近の空気が第１のダクト８２、洗浄水受け容器７２１、第２のダクト８３、第１のフィルター８４１を介して吸引され、第２のフィルター８４２を通して排出されるため、開口８１３a部付近が負圧となる。
【００２９】
このようにして洗浄水噴射ノズル７５１から洗浄水を噴出するとともに粉塵排出手段８の送風機８４３を作動している状態で、レーザー光線照射手段４の集光器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）で示すようにストリート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即ち半導体ウエーハ１０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をストリート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のストリート１０１には図９に示すようにレーザー加工溝１４０が形成される。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１５０が発生しても、このデブリ１５０は保護膜１２０によって遮断され、デバイス１０２およびボンディングパッド等に付着することはない。そして、上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ１０の全てのストリート１０１に実施する。なお、上述したレーザー加工溝形成工程が実施されている際には、レーザー光線の照射によりデブリ等の粉塵が発生する。このようにして発生するデブリ等の粉塵は、上述したように粉塵排出手段８が作動することにより粉塵排出手段８を構成する粉塵吸引部材８１の開口８１３a部付近が負圧となっているので、粉塵吸引部材８１から第１のダクト８２を介して吸引され、洗浄水受け容器７２１に導入される。洗浄水受け容器７２１に導入されたデブリ等の粉塵は、上記のように洗浄水受け容器７２１内に浮遊するミストが付着した状態で第２のダクト８３を介して排気手段８４に吸引される。このようにして、排気手段８４に吸引されたミストが付着したデブリ等の粉塵は、第１のフィルター８４１および第２のフィルター８４２によって捕捉される。このように、レーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵は、粉塵吸引部材８１から第１のダクト８２を介して吸引され、洗浄水受け容器７２１に導入されてミストが付着された状態で第２のダクト８３を介して排気手段８４に吸引されるので、レーザー光線の照射によって飛散する火花や高温のデブリ等がダクト内に堆積した粉塵に着火して火災が発生することはない。図示の実施形態においては、レーザー加工装置に装備される洗浄手段を利用してレーザー光線の照射により発生したデブリ等の粉塵にミストを付着するようにしたので、粉塵にミストを付着するための装置を設ける必要がないため、レーザー加工装置全体の大型化およびコスト高を抑えることができる。
【００３１】
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源 ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
出力 ：４W
集光スポット径 ：９．２μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
【００３２】
上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ１０の全てのストリート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のウエーハ搬送手段１５によって保護膜被覆兼洗浄手段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と洗浄水噴射ノズル７５１およびエアーノズル７６１は、図３および図４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。
【００３３】
加工後の半導体ウエーハ１０が保護膜被覆兼洗浄手段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５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、洗浄水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａ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の回転中心上方に位置付ける（噴射ノズル位置付け工程）。そして、スピンナーテーブル７１１を矢印Bで示す方向に例えば７００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ図示しない洗浄水供給手段を作動して例えば０．２Mpaの洗浄水を洗浄水噴射ノズル７５１に供給するとともに図示しないエアー供給手段を作動して例えば０．３Mpaのエアーを洗浄水噴射ノズル７５１に供給する。この結果、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから洗浄水がエアーの圧力で噴出する。なお、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから噴射される洗浄水の噴射量は、図示の実施形態においては２リットル／分に設定されている。このとき、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａを半導体ウエーハ１０の回転中心上方位置に１〜３秒間停止して半導体ウエーハ１０の回転中心に洗浄水を噴射する。このように半導体ウエーハ１０の回転中心に洗浄水を１〜３秒間噴射したならば、洗浄水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して洗浄水噴射ノズル７５１を揺動し、ノズル部７５１ａを半導体ウエーハ１０の回転中心から外周に向けて移動せしめる（洗浄工程）。このように洗浄工程においては、洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａから噴射された洗浄水は半導体ウエーハ１０の回転中心から外周に向けて移動するので、半導体ウエーハ１０の回転中心に噴射された洗浄水は回転する半導体ウエーハ１０の遠心力によって半導体ウエーハ１０の回転中心から外周に向けて移動し半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された保護膜１２０を溶解しながら飛散するため、半導体ウエーハ１０の回転中心に淀みが生ずることなく洗浄水噴射ノズル７５１のノズル部７５１ａの１回の移動で効率よく保護膜１２０を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７５１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、エアー供給機構７６の電動モータ７６２を作動してエアーノズル７６１のノズル部７６１ａ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の被加工面である表面１０ａの中央部上方に位置付け、エアー供給手段７６０を作動して半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａにエアーノズル７６１のノズル部７６１ａから２００ミリリットル／秒のエアーを供給しつつエアーノズル７６１のノズル部７６１ａを所要角度範囲で揺動せしめることが望ましい。
【００３５】
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４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のウエーハ搬送手段１４によって仮置き部１２ａに配設された位置合わせ手段１２に搬出する。位置合わせ手段１２に搬出された加工後の半導体ウエーハ１０は、ウエーハ搬出手段１３によってカセット１１の所定位置に収納される。
【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：撮像手段
６：表示手段
７：保護膜被覆兼洗浄手段
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：水受け手段
７４：樹脂液供給機構
７４１：樹脂供給ノズル
７５：洗浄水供給機構
７５１：洗浄水噴射ノズル
７６：エアー供給機構
７６０：エアー供給手段
７６１：エアーノズル
８：粉塵排出手段
８１：粉塵吸引部材
８２：第１のダクト
８３：第２のダクト
８４：排気手段
８４１：第１のフィルター
８４２：第２のフィルター
８４３：送風機
１０：半導体ウエーハ
１１：カセット
１２：位置合わせ手段
１３：ウエーハ搬出・搬入手段
１４：第１のウエーハ搬送手段
１５：第２のウエーハ搬送手段
F：環状のフレーム
T：保護テープ
【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集光器を備えたレーザー光線照射手段と、被加工物を洗浄する洗浄手段を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、該粉塵吸引部材に一端が接続され他端が該洗浄手段に接続された第１のダクトと、該洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、該第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えている、
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集光器を備えたレーザー光線照射手段と、被加工物を洗浄する洗浄手段を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段の集光器から照射されるレーザー光線の照射部に向けて開口する粉塵吸引部材と、該粉塵吸引部材に一端が接続され他端が該洗浄手段に接続された第１のダクトと、該洗浄手段に一端が接続された第２のダクトと、該第２のダクトの他端に接続された排気手段とを具備する粉塵排出手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４５５３４（Ｐ２０１２−２４５５３４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８１２３（Ｐ２０１１−１１８１２３）
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【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２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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