JP5385060B2 - 保護膜被覆方法および保護膜被覆装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物の加工面に保護膜を被覆する保護膜被覆方法および保護膜被覆装置に関する。

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、シリコン等の半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数の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ストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、このストリート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、サファイア基板等の表面に格子状に形成されたストリート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、ストリート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。

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をストリートに沿って分割する方法として、ウエーハ等の被加工物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。（例えば、特許文献１参照。）

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、サファイア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。

上記デブリによる問題を解消するために、ウエーハの表面にポリビニールアルコール等の保護膜を被覆し、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機が提案されている。このレーザー加工機に装備されている保護膜被覆装置は、スピンナーテーブルにウエーハを吸引保持し、スピンナーテーブルを回転しつつウエーハの中心部にポリビニールアルコール等の液状樹脂を供給してスピンナーコーティングする。（例えば、特許文献２参照。）

特開平１０−３０５４２０号公報 特開２００７−２０１１７８号公報

上記スピンナーコーティングによってウエーハの表面に保護膜を形成する方法においては、例えば直径が３００mmのウエーハの表面に厚みが４μmの保護膜を形成する場合、１９〜３０ccのポリビニールアルコール等の液状樹脂が使用される。しかるに、直径が３００mmのウエーハの表面に形成された保護膜の液状樹脂量は０．３ccであって、供給された液状樹脂の９８〜９９％が廃棄されており、極めて不経済であるという問題がある。

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、スピンナーコーティングによってウエーハの表面に保護膜を形成する方法において、保護膜を形成する液状樹脂の供給量を少なくしてもウエーハの表面に均一な保護膜を形成することができる保護膜被覆方法および保護膜被覆装置を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、レーザー加工すべきウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成方法であって、
スピンナーテーブルにウエーハの表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、
スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面を覆う水の層を形成する水層形成工程と、
該水の層におけるウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下された液状樹脂を拡張してウエーハの表面に樹脂膜を被覆する樹脂膜被覆工程と、を含む、
ことを特徴とする保護膜形成方法が提供される。

上記ウエーハは裏面が環状のフレームに装着された保護テープに貼着されており、上記水層形成工程においては環状のフレームの内周面と保護テープによって形成される領域が水で満たされることによりウエーハの表面を覆う水の層が形成される。
また、上記樹脂膜被覆工程を実施した後に、樹脂膜が被覆されたウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する第２の液状樹脂滴下工程と、スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴う遠心力により液状樹脂を樹脂膜に沿って外周に向けて流動せしめることにより第２の樹脂膜を形成する第２の樹脂膜被覆工程を実施することが望ましい。

また、本発明においては、ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆装置であって、
ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態で保持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駆動する回転駆動手段と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに水を供給する水供給機構と、
該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームの装着されている保護テープに貼着されたウエーハに液状樹脂を供給する液状樹脂供給機構と、
該回転駆動手段と該水供給機構と該液状樹脂供給機構を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該水供給機構を作動して該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに水を供給し、ウエーハの表面を覆う水の層を形成する水層形成工程と、
該水層形成工程を実施した後に、該液状樹脂供給機構を作動して該水の層におけるウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
該液状樹脂滴下工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動して該スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下された液状樹脂を拡張してウエーハの表面に樹脂膜を被覆する樹脂膜被覆工程と、を実行する、
ことを特徴とする保護膜被覆装置が提供される。
また、上記制御手段は、樹脂膜被覆工程を実施した後に、液状樹脂供給機構を作動して樹脂膜が被覆されたウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する第２の液状樹脂滴下工程と、第２の液状樹脂滴下工程を実施した後に、回転駆動手段を作動してスピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴う遠心力により液状樹脂を該樹脂膜に沿って外周に向けて流動せしめることにより第２の樹脂膜を形成する第２の樹脂膜被覆工程とを実行する。

本発明による保護膜形成方法は、スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面を覆う水の層を形成し、該水の層におけるウエーハの中心部に液状樹脂を滴下してスピンナーテーブルを回転することによりウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下された液状樹脂を拡張してウエーハの表面に樹脂膜を被覆するので、ウエーハの表面全体に均一な厚みの樹脂膜を形成することができる。また、樹脂膜が被覆されたウエーハの中心部に液状樹脂を滴下してスピンナーテーブルを回転することによりウエーハの回転に伴う遠心力により液状樹脂を樹脂膜に沿って外周に向けて流動せしめることにより第２の樹脂膜を形成するので、液状樹脂が馴染みの良い樹脂膜に沿って外周に向けて流動するためで、少ない液状樹脂量で樹脂膜の表面全体に均一な厚みの第２の樹脂膜を形成することができる。

本発明に従って構成された保護膜被覆兼洗浄装置を装備したレーザー加工機の斜視図。 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１に示すレーザー加工機に装備される保護膜被覆兼洗浄装置の一部を破断して示す斜視図。 図３に示す保護膜被覆兼洗浄装置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３に示す保護膜被覆兼洗浄装置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３に示す保護膜被覆兼洗浄装置を構成する制御手段のブロック構成図。 本発明による保護膜被覆方法における水層形成工程の説明図。 本発明による保護膜被覆方法における第１の液状樹脂滴下工程の説明図。 本発明による保護膜被覆方法における第１の樹脂膜被覆工程の説明図。 本発明による保護膜被覆方法における第２の液状樹脂滴下工程の説明図。 本発明による保護膜被覆方法における第２の樹脂膜被覆工程の説明図。 図１に示すレーザー加工機を用いて実施するレーザー加工工程を示す説明図。 図１２に示すレーザー加工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。

以下、本発明による保護膜被覆方法および保護膜被覆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。

図１には、本発明に従って構成された保護膜被覆装置を装備したレーザー加工機の斜視図が示されている。
図１に示すレーザー加工機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、レーザー加工機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。

図示のレーザー加工機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、レーザー加工機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移動手段を具備している。

図示のレーザー加工機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機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。

図示のレーザー加工機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、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。

図示のレーザー加工機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装置７に搬送するとともに保護膜被覆兼洗浄装置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装置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。

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装置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装置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。

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。

図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置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が樹脂液供給手段７４０（図４および図５参照）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樹脂液供給手段７４０（図４および図５参照）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。

図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置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に水を供給するための水供給機構７５を具備している。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水を供給する水ノズル７５１と、該水ノズル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、該水ノズル７５１が水供給手段７５０（図４および図５参照）に接続されている。水ノズル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水供給手段７５０（図４および図５参照）に接続されている。なお、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。

また、図示の実施形態における保護膜被覆兼洗浄装置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がエアー供給手段７６０（図４および図５参照）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エアー供給手段７６０（図４および図５参照）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。

図示の実施形態における保護膜形成兼洗浄装置７は、図６に示す制御手段８を具備している。この制御手段８は、制御プログラムに従って上記スピンナーテーブル機構７１の電動モータ７１２およびエアシリンダ７１３ｂ、樹脂液供給機構７４の樹脂液供給手段７４０および電動モータ７４２、水供給機構７５の水供給手段７５０および電動モータ７５２、エアー供給機構７６のエアー供給手段７６０および電動モータ７６２等を制御する。なお、制御手段８は、レーザー加工機の各機構を作動する制御手段と兼用してもよい。

上述した保護膜被覆兼洗浄装置７を装備したレーザー加工機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装置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と水ノズル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。

加工前の半導体ウエーハ１０が保護膜被覆兼洗浄装置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、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。この保護膜被覆工程は、先ず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を覆う水の層を形成する水層形成工程を実施する。即ち、制御手段８は、支持手段７１３のエアシリンダ７１３ｂを作動して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、水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して水ノズル７５１のノズル部７５１ａを図７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。次に、制御手段８は水供給手段７５０を作動して、水ノズル７５１のノズル部７５１ａから水を供給する。このようにして供給された水は、半導体ウエーハ１０が貼着された保護テープTが装着されている環状のフレームFの上面に達すると、環状のフレームFの内周面と保護テープTによって形成される領域が水で満たされることにより、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を覆う厚さ１〜３mm程度の水の層１００が形成される。

上述した水層形成工程を実施したならば、制御手段８は水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して水ノズル７５１を待機位置に位置付ける。次に、制御手段８は、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８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、制御手段８は、樹脂液供給手段７４０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を覆う水の層１００における半導体ウエーハ１０の中心部に液状樹脂１１０を所定量滴下する（第１の液状樹脂滴下工程）。この第１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、被加工物ある半導体ウエーハ１０に直径が３００mmの場合には１ccでよい。なお、第１の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。

上述したように第１の液状樹脂滴下工程を実施したならば、制御手段８は図９(a)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を回転し半導体ウエーハ１０の回転に伴って水の層１００に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下された液状樹脂１１０を拡張することにより、図９(b)に示すように半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに第１の樹脂膜１２０を被覆する第１の樹脂膜被覆工程を実施する。この第１の樹脂膜被覆工程においては、制御手段８は、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を矢印で示す方向に５００rpmの回転速度で１０秒間回転することによりスピンナー乾燥する。このとき、制御手段８は、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を図９(b)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、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に被覆された第１の樹脂膜１２０に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。このように第１の樹脂膜被覆工程においてはスピンナーテーブル７１１を回転し半導体ウエーハ１０の回転に伴って水の層１００に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下された液状樹脂１１０を拡張して半導体ウエーハ１０の被加工面である表面１０ａに第１の樹脂膜１２０を被覆するので、半導体ウエーハ１０の表面１０ａ全体に均一な厚みの第１の樹脂膜１２０を形成することができる。なお、第１の樹脂膜１２０の厚みは、上述した実施形態においては０．１μm程度となる。

上述した第１の樹脂膜被覆工程を実施したならば、制御手段８は第１の樹脂膜１２０が被覆された半導体ウエーハ１０の中心部に液状樹脂を滴下する第２の液状樹脂滴下工程を実施する。即ち、制御手段８は、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１０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、制御手段８は、樹脂液供給手段７４０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に被覆された第１の樹脂膜１２０の中心部に液状樹脂１１０を所定量滴下する。この第２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、被加工物ある半導体ウエーハ１０に直径が３００mmの場合には１cｃでよい。

上述した第２の液状樹脂滴下工程を実施したならば、制御手段８は図１１(a)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を回転し半導体ウエーハ１０の回転に伴う遠心力により滴下された液状樹脂１１０を第１の樹脂膜１２０に沿って外周に向けて流動せしめることにより第２の樹脂膜１３０を形成する第２の樹脂膜被覆工程を実施する。この第２の樹脂膜被覆工程においては、制御手段８は、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を矢印で示す方向に５００rpmの回転速度で１２０秒間回転することによりスピンナー乾燥する。このとき、制御手段８は、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を図１１(b)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、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に被覆された第２の樹脂膜１３０に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。このように第２の樹脂膜被覆工程においてはスピンナーテーブル７１１を回転し半導体ウエーハ１０の回転に伴う遠心力により滴下された液状樹脂１１０を馴染みの良い第１の樹脂膜１２０に沿って外周に向けて流動せしめることにより第２の樹脂膜１３０を形成するので、第１の樹脂膜１２０の表面全体に均一な厚みの第２の樹脂膜１３０を形成することができる。なお、第２の樹脂膜１３０の厚みは、上述した実施形態においては４μm程度となる。

以上のように、本発明における保護膜被覆方法によれば、第１の液状樹脂滴下工程および第２の液状樹脂滴下工程においてそれぞれ１cc（合計２cc）の液状樹脂１１０を滴下することにより、直径が３００mmのウエーハの表面に厚みが４μm程度の第１の樹脂膜１２０および第２の樹脂膜１３０からなる保護膜を形成することができる。このように本発明における保護膜被覆方法においては、液状樹脂の使用量は従来の保護膜被覆方法によって直径が３００mmのウエーハの表面に厚みが４μm程度の保護膜を形成する場合に比して１／１０〜１５となり、極めて経済的となる。

上述したように半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａに第１の樹脂膜１２０および第２の樹脂膜１３０からなる保護膜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。

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。

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１２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１２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１２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１２の（ｂ）で示すようにストリート１０１の他端（図１２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。

上述したレーザー光線照射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１３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１３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１３０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。このレーザー光線照射工程においては、半導体ウエーハ１０の加工面である表面１０ａに形成された第１の樹脂膜１２０および第２の樹脂膜１３０からなる保護膜が上述したように略均一であるため、安定したレーザー加工溝１４０を形成することができる。そして、上述したレーザー光線照射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、上記レーザー光線照射工程は、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 ：４ W
集光スポット径 ：９．２μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒

上述したレーザー光線照射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装置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とエアーノズル７５１および洗浄水ノズル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。

加工後の半導体ウエーハ１０が保護膜被覆兼洗浄装置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、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、水供給機構７５の電動モータ７５２を作動して水ノズル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水供給手段７５０を作動して、ノズル部７５１ａから水を噴出する。なお、ノズル部７５１ａを所謂２流体ノズルで構成し０．２ＭＰａ程度の圧力の水を供給するとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度の圧力のエアーを供給するようにすれば、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を効果的に洗浄することができる。このとき、電動モータ７５２を作動して洗浄水供給ノズル７５１のノズル部７５１ａから噴出された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る。この結果、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された第１の樹脂膜１２０および第２の樹脂膜１３０からなる保護膜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、第１の樹脂膜１２０および第２の樹脂膜１３０からなる保護膜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。

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に被覆された第２の樹脂膜１３０に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。

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、被加工物搬出手段１３によってカセット１１の所定位置に収納される。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては保護膜被覆装置をレーザー加工機に配設した例を示したが、保護膜被覆装置は単独の装置として構成してもよい。

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：保護膜被覆兼保護膜被覆手段
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：液状樹脂供給機構
７４０：液状樹脂供給手段
７４１：液状樹脂供給ノズル
７５：水供給機構
７５０：水供給手段
７５１：水供給ノズル
７６：エアー供給機構
７６０：エアー供給手段
７６１：エアー供給ノズル
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

Claims (5)

1. レーザー加工すべきウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成方法であって、
   スピンナーテーブルにウエーハの表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、
   スピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面を覆う水の層を形成する水層形成工程と、
   該水の層におけるウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
   スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下された液状樹脂を拡張してウエーハの表面に樹脂膜を被覆する樹脂膜被覆工程と、を含む、
   ことを特徴とする保護膜形成方法。
2. ウエーハは裏面が環状のフレームに装着された保護テープに貼着されており、該水層形成工程においては環状のフレームの内周面と保護テープによって形成される領域が水で満たされることによりウエーハの表面を覆う水の層が形成される、請求項１記載の保護膜形成方法。
3. 該樹脂膜被覆工程を実施した後に、該樹脂膜が被覆されたウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する第２の液状樹脂滴下工程と、スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴う遠心力により液状樹脂を該樹脂膜に沿って外周に向けて流動せしめることにより第２の樹脂膜を形成する第２の樹脂膜被覆工程を実施する、請求項１又は２記載の保護膜形成方法。
4. ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆装置であって、
   ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態で保持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駆動する回転駆動手段と、
   該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに水を供給する水供給機構と、
   該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームの装着されている保護テープに貼着されたウエーハに液状樹脂を供給する液状樹脂供給機構と、
   該回転駆動手段と該水供給機構と該液状樹脂供給機構を制御する制御手段と、を具備し、
   該制御手段は、該水供給機構を作動して該スピンナーテーブルに保持された環状のフレームに装着されている保護テープに貼着されたウエーハに水を供給し、ウエーハの表面を覆う水の層を形成する水層形成工程と、
   該水層形成工程を実施した後に、該液状樹脂供給機構を作動して該水の層におけるウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
   該液状樹脂滴下工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動して該スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下された液状樹脂を拡張してウエーハの表面に樹脂膜を被覆する樹脂膜被覆工程と、を実行する、
   ことを特徴とする保護膜被覆装置。
5. 該制御手段は、該樹脂膜被覆工程を実施した後に、該液状樹脂供給機構を作動して該樹脂膜が被覆されたウエーハの中心部に液状樹脂を滴下する第２の液状樹脂滴下工程と、該第２の液状樹脂滴下工程を実施した後に、該回転駆動手段を作動して該スピンナーテーブルを回転しウエーハの回転に伴う遠心力により液状樹脂を該樹脂膜に沿って外周に向けて流動せしめることにより第２の樹脂膜を形成する第２の樹脂膜被覆工程とを実行する、請求項４記載の保護膜被覆装置。

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