JP2006128359A - スピンナー洗浄装置及びダイシング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テープを介してリング状のフレームと一体となったウェーハを回転させながら洗浄水を供給してウェーハの洗浄を行うスピンナー洗浄装置において、外径が異なる複数種類のフレームを保持するにあたり、スピンナーテーブルの面倒な交換作業を不要とする。
【解決手段】フレーム支持部２６とウェーハ領域支持部２７とを有し、フレーム支持部２６との間でフレームを挟持する押さえ手段２８を、大径のフレームに対応する第一の押さえ手段２８０と小径のフレームに対応する第二の押さえ手段２８５とで構成することにより、スピンナーテーブル２０を交換せずに、外径が異なるフレームを保持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハを回転させながら洗浄水を供給してウェーハの洗浄を行うスピンナー洗浄装置及びそのスピンナー洗浄装置を搭載したダイシング装置に関するものである。

ストリートによって区画されて複数のデバイスが表面に形成されたウェーハは、ダイシング装置によってストリートを分離させることにより個々のデバイスに分割される。一般的なダイシング装置には、ウェーハを保持するチャックテーブル、チャックテーブルに保持されたウェーハのストリートを切削する切削ブレードを備えた切削手段、切削によりダイシングされたウェーハを回転させながら洗浄水によって洗浄するスピンナー洗浄装置を備えており、ダイシングされるウェーハは、ダイシングテープを介してダイシングフレームと一体となった状態でチャックテーブルに保持される。そして、チャックテーブルが移動しながらウェーハのストリートが切削手段の作用を受けて縦横に切削され、個々のデバイスに分割される。分割後のデバイスは、ダイシングテープに貼着され全体としてウェーハの外形を維持した状態で洗浄装置に搬送され、洗浄水により切削屑等が除去される（例えば特許文献１参照）。

ダイシング装置に搭載される洗浄装置は、一般的には、ウェーハを保持した回転テーブルが回転すると共に、回転するウェーハに洗浄水を噴出する構成のスピンナー洗浄装置と呼ばれるものが使用される。このスピンナー洗浄装置においてウェーハを保持する回転テーブルとしては、テーブルの外周部において回転可能なおもり部と押さえ部とが一体となった押さえ振り子を軸支して設け、回転テーブルが回転する間の遠心力によってそのおもり部が外周側に回転することを利用して押さえ部と回転テーブルとでウェーハと一体となったフレームを挟持する構成のものが知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２００３−８６５４３号公報 実開昭６１−８６９３１号公報

しかしながら、上記特許文献２に開示された回転テーブル（スピンナーテーブル）においてフレームを保持すると、その外周部に設けられた押さえ振り子の押さえ部によってフレームが保持されることとなるため、保持できるフレームの外径が予め定められてしまい、外径が異なる複数種類のフレームには対応できないという問題がある。

一方、切削時にウェーハを保持するチャックテーブルでは、基台において保持テーブルを吸引して固定することが可能であるため、吸引さえ解除すれば、フレームの外径に合わせてテーブルを交換することも比較的容易であるが、スピンナーテーブルは、チャックテーブルとは異なり、ウェーハの洗浄時には１００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍほどの高速で回転させる必要があるため、吸引によってテーブルを保持することはできず、テーブル基台にボルト等によって強固に固定する必要がある。したがって、フレームの外径に合ったスピンナーテーブルを複数用意しておき、外径が異なるフレームと一体となったウェーハを洗浄する際に、その都度スピンナーテーブルを交換しようとすると、交換作業に相当の手間がかかり、生産性が著しく低下するという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、スピンナー洗浄装置において、外径が異なる複数種類のフレームを保持するにあたり、スピンナーテーブルの面倒な交換作業を不要とすることである。

本発明は、テープを介してフレームと一体となったウェーハを保持して回転可能なスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルに保持されたウェーハに洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルとを少なくとも備えたスピンナー洗浄装置に関するもので、スピンナーテーブルは、フレームを支持するフレーム支持部と、ウェーハ領域を支持するウェーハ領域支持部とを有し、フレーム支持部の外周には、スピンナーテーブルの回転によって生じる遠心力によってフレーム支持部との間でフレームを挟持する押さえ振り子を備えた押さえ手段が配設され、押さえ手段には、少なくとも、大径のフレームを押さえる第一の押さえ振り子を有する第一の押さえ手段と、小径のフレームを押さえる第二の押さえ振り子を有する第二の押さえ手段とを備えていることを特徴とする。ここで、フレームに関して大径、小径とは、外径が異なるフレームが２種類ある場合における、外径の相対的な大小関係を意味するものである。また、ウェーハ領域とは、テープのうちのウェーハが貼着されている部分を意味する。

第一の押さえ手段は、フレーム支持部の外周の４箇所に等間隔に配設され、第二の押さえ手段は、第二の押さえ振り子が第一の押さえ振り子に接触しない位置に等間隔に配設されることが望ましい。その一例としては、例えばフレーム支持部の外周に、内周に向けて切り欠いた切り欠き部が形成され、第二の押さえ手段が切り欠き部に配設される構成がある。また、第二の押さえ手段には、第二の押さえ振り子の揺動を規制するストッパを備えることが望ましい。

また本発明は、テープを介してフレームと一体となったウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハを切削する切削手段と、上記のスピンナー洗浄装置と、切削済みのウェーハを切削手段からスピンナー洗浄装置に搬送する搬送手段とを少なくとも備えたダイシング装置をも提供する。

本発明に係るスピンナー洗浄装置では、大径のフレームを押さえる第一の押さえ振り子を有する第一の押さえ手段と、小径のフレームを押さえる第二の押さえ振り子を有する第二の押さえ手段とを備えたことにより、第一の押さえ手段が大径のフレームを押さえ、第二の押さえ手段が小径のフレームを押さえることができるため、外径の異なる２種類のフレームを１つのスピンナーテーブルにおいて保持してウェーハを洗浄することができる。したがって、フレームの外径に合わせてスピンナーテーブルを交換する作業が不要となり、生産性を向上させることができる。

また、第一の押さえ手段がフレーム支持部の外周の４箇所に等間隔に配設され、第二の押さえ振り子が第一の押さえ振り子に接触しないように第二の押さえ手段が等間隔に配設される場合は、大径のフレーム及び小径のフレームを安定的に保持することができる。

更に、第二の押さえ手段に、第二の押さえ振り子の揺動を規制するストッパを備えると、大径のフレームを支持する際に第二の押さえ振り子が大径のフレームに接触するのを防止することができる。

本発明に係るスピンナー洗浄装置を備えたダイシング装置では、切削後のウェーハを洗浄することができるため、２種類以上のフレームとそれぞれ一体となったダイシング後のウェーハを、１つのダイシング装置で洗浄することができ、効率的である。

図１に示すダイシング装置１は、ウェーハをダイシングして個々のデバイスに分割し、洗浄する装置であり、スピンナー洗浄装置２を搭載している。ダイシングの対象は、外径の異なる少なくとも２種類のウェーハＷ１、Ｗ２であり、そのそれぞれがフレームＦ１
、Ｆ２の開口部を塞ぐテープＴ１、Ｔ２の粘着面に貼着され、テープＴ１、Ｔ２を介してフレームＦ１、Ｆ２と一体になった状態でカセット３に収容される。

カセット３に収容されたウェーハＷ１（Ｗ２）は、搬出入手段４によってフレームＦ１（Ｆ２）が挟持され搬出入手段４がーＹ方向に移動することにより仮置き領域５に載置される。そして、第一の搬送手段６によって吸着され、その旋回動によりチャックテーブル７に搬送され、吸引保持される。

チャックテーブル７はＸ軸方向に移動可能となっており、チャックテーブル７の移動経路の上方には切削すべきストリートを検出するアライメント手段８及び切削ブレード９ａを有する切削手段９が配設されている。ウェーハＷ１（Ｗ２）を保持したチャックテーブル７が＋Ｘ方向に移動することにより、アライメント手段８の直下に位置付けられる。そして、アライメント手段８を構成する撮像手段８ａによって切削すべきストリートが検出され、そのストリートと切削ブレード９ａとのＹ軸方向の位置合わせが行われた後に、更にチャックテーブル７が＋Ｘ方向に移動すると共に切削ブレード９ａが高速回転しながら切削手段９が下降することにより、検出されたストリートに高速回転する切削ブレード９ａが切り込んで当該ストリートが切削される。

また、チャックテーブル７に保持されたウェーハＷ１（Ｗ２）がＸ軸方向に往復移動すると共に、ストリート間隔分ずつ切削手段９をＹ軸方向に割り出し送りしながらストリートを１本ずつ切削することにより、同方向のすべてのストリートが切削される。更に、チャックテーブル７を９０度回転させてウェーハＷ１（Ｗ２）を９０度回転させてから、上記と同様の切削を行うと、すべてのストリートが縦横に切削されてダイシングされ、個々のデバイスに分割される。このとき、個々のデバイスはテープＴ１（Ｔ２）に貼着されたままであるため、全体としてはウェーハＷ１（Ｗ２）の外形を維持している。

ダイシング後に全体としてウェーハＷ１（Ｗ２）の外形を維持したデバイスは、テープＴ１（Ｔ２）を介してフレームＦ１（Ｆ２）と一体となった状態で第二の搬送手段１０によってスピンナー洗浄装置２に搬送される。

図２に示すように、スピンナー洗浄装置２は、テープＴ１（Ｔ２）を介してフレームＦ１（Ｆ２）と一体となったウェーハＷ１（Ｗ２）を保持するスピンナーテーブル２０と、スピンナーテーブル２０に保持されたウェーハＷ１（Ｗ２）に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル２１と、洗浄水を除去するためのエアーを噴出するエアーノズル２２とを備えている。

スピンナーテーブル２０は、軸部２３を介してモータ２４に連結されており、モータ２４に駆動されて回転可能となっている。また、モータ２４はエアピストン２５によって昇降可能となっており、モータ２４の昇降に伴いスピンナーテーブル２０も昇降する構成となっている。

スピンナーテーブル２０において保持できる対象は、図２に示すように、少なくともテープＴ１を介してフレームＦ１と一体となったウェーハＷ１及びテープＴ２を介してフレームＦ２と一体となったウェーハＷ２である。ウェーハＷ１はウェーハＷ２より外径が大きく形成されており、これに伴いフレームＦ１もフレームＦ２よりその外径が大きく形成されている。

スピンナーテーブル２０は、テープＴ１を介してフレームＦ１と一体となったウェーハＷ１及びテープＴ２を介してフレームＦ２と一体となったウェーハＷ２のうち、フレームＦ１及びフレームＦ２の部分を支持するフレーム支持部２６と、ウェーハ領域、すなわちテープＴ１のうちウェーハＷ１が貼着された部分及びテープＴ２のうちウェーハＷ２が貼着された部分を支持するウェーハ領域支持部２７と、フレーム支持部２６の外周側に配設された押さえ手段２８とから構成され、押さえ手段２８は、第一の押さえ手段２８０と第二の押さえ手段２８５とから構成される。軸部２３の周囲には洗浄水カバー２９ａが配設され、その下方には洗浄水を受け止める洗浄水受け部２９ｂと、洗浄水受け部２９ｂに滞留した使用済みの洗浄水を排出する排出部２９ｃとを備えている。

ウェーハ領域支持部２７は、ポーラス部材により形成され、図示しない吸引源と連通してウェーハ領域を吸引保持することができる。一方、フレーム支持部２６には、リング状に形成された板状部材の外周の一部を内周側に向けて切り欠いて切り欠き部２６ａが形成されており、外周端部には第一の押さえ手段２８０が配設され、切り欠き部２６ａには第二の押さえ手段２８５が配設されている。第一の押さえ手段２８０及び第二の押さえ手段２８５は、それぞれが複数配設されている。図示の例では第一の押さえ手段２８０及び第二の押さえ手段２８５は、それぞれが４つずつ等間隔（等角度）でかつ交互に配設されている。これによって、大径のフレームＦ１及び小径のフレームＦ２を安定的に保持することができる。

第一の押さえ手段２８０は外径が大きい方の（大径の）フレームＦ１に対応し、第二の押さえ手段２８５は外径が小さい方の（小径の）フレームＦ２に対応しており、スピンナーテーブル２０では、外径の異なる２種類のフレームをそれぞれ保持することができる。第一の押さえ手段２８０には第一の押さえ振り子２８１を備えており、第二の押さえ手段２８５においては、第一の押さえ振り子２８１に接触しない位置に第二の押さえ振り子２８６を備えている。

第一の押さえ手段２８０は、図３に示すように、第一の押さえ振り子２８１が軸支部２８２によって軸支されて構成される。第一の押さえ振り子２８１は、フレーム支持部２６との間でフレームＦ１を挟持して押さえる押さえ部２８１ａと、押さえ部２８１ａと一体に形成され押さえ部２８１ａより重量が重いおもり部２８１ｂとから構成され、軸支部２８２を中心として回動可能となっている。おもり部２８１ｂの方が押さえ部２８１ａより重量が重いため、図３に示すように、スピンナーテーブル２０の静止時にはおもり部２８１ｂが下方に位置し、押さえ部２８１ａが上方に位置している。

ウェーハＷ１を洗浄する際は、図４に示すように、テープＴ１を介してフレームＦ１と一体となったウェーハＷ１をスピンナーテーブル２０に載置し、スピンナーテーブル２０を下降させる。そして、スピンナーテーブル２０が高速回転（１００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍ）すると、図４に示すように、その回転時の遠心力によっておもり部２８１ｂが軸支部２８２を支点として外周側に回転するため、これによって押さえ部２８１ａが内周側に回転し、フレームＦ１をフレーム支持部２６との間で挟持する。またこのとき、ウェーハＷ１はテープＴ１を介してウェーハ領域支持部２７に吸引保持される。

スピンナーテーブル２０が高速回転した状態で、洗浄水供給ノズル２１が水平方向に揺動してその先端部２１０が図４のようにウェーハＷの表面を向く状態となり、洗浄水供給ノズル２１から洗浄水が噴出されると、ウェーハＷに付着した切削屑が除去される。更に、洗浄水の噴出が終了した後は、図示していないが、エアーノズル２２が水平方向に回転してその先端部をウェーハＷの表面に向かせ、高圧エアーを噴出することにより、洗浄水が除去されて乾燥される。

図４に示したように、大径のフレームＦ１と一体となったウェーハＷ１を支持して洗浄する際は、第一の押さえ手段２８０によってフレームＦが固定されるが、このとき、図２に示した第二の押さえ手段２８５は、大径のフレームＦ１を支持するにあたって邪魔にならないようにする必要がある。そこで、図５に示すように、第二の押さえ手段２８５には、第二の押さえ振り子２８６の揺動を規制するストッパ２８８を備えている。このストッパ２８８は、ボルト２８９を遊嵌させる遊嵌孔２８８ａを備えており、この遊嵌孔２８８ａの幅の分だけ水平方向にスライド可能となっている。 図５に示すように、ストッパ２８８をフレーム支持部２６の外周側（図５における矢印の方向）にスライドさせると、第二の押さえ振り子２８６が揺動しないように固定することができる。図５に示した状態では、押さえ部２８６ａがフレーム支持部２６より下方において固定されるため、この状態で大径のフレームＦ１を支持しても、フレームＦ１が押さえ部２８６ａに接触することがない。したがって、大径のフレームＦ１を支持するにあたって第二の押さえ手段２８５が邪魔になることはない。

なお、第二の押さえ振り子２８６が軸支部２８７によって軸支されて回動可能であり、第二の押さえ振り子２８６が、フレーム支持部２６との間でフレームＦを挟持して押さえる押さえ部２８６ａと、押さえ部２８６ａと一体に形成され押さえ部２８６ａより重量が重いおもり部２８６ｂとから構成される点は、第一の押さえ手段２８０の場合と同様である。

一方、小径のフレームＦ２を支持する場合は、図６に示すように、ストッパ２８８をフレーム支持部２６の内周側（図６における矢印の方向）にスライドさせると、第二の押さえ振り子２８６の固定状態が解除されておもり部２８６ｂの重みによって第二の押さえ振り子２８６が回転し、押さえ部２８６ａがフレーム支持部２６より上方に位置することになる。そして、スピンナーテーブル２０が高速回転すると、その遠心力によって第二の押さえ振り子２８６が更に同方向に回転して図６において二点鎖線で示した位置まで回転し、押さえ部２８６ａとフレーム支持部２６との間で小径のフレームＦ２を挟持することができる。

このように、第一の押さえ手段２８０が大径のフレームＦ１を押さえ、第二の押さえ手段２８５が小径のフレームＦ２を押さえることができるため、外径の異なる２種類のフレームを１つのスピンナーテーブル２０において保持してウェーハを洗浄することができる。したがって、フレームの外径に合わせてスピンナーテーブル２０を交換する作業が不要となり、生産性を向上させることができる。

なお、上記の例ではスピンナー洗浄装置がダイシング装置に搭載されている場合について説明したが、スピンナー洗浄装置は単体で使用することもできるし、他の装置に搭載することも可能である。また、第一の押さえ手段、第二の押さえ手段のみならず、更に別の外径を有するフレームを保持する第三の押さえ手段、第四のフレーム手段、・・・を配設することも可能である。

ダイシング装置の一例を示す斜視図である。 スピンナー洗浄装置の一例を示す斜視図である。 第一の押さえ手段が大径のフレームを保持しない状態を示す断面図である。 第一の押さえ手段によって大径のフレームを保持する状態を示す断面図である。 第二の押さえ振り子を固定した状態を示す断面図である。 第二の押さえ手段によって小径のフレームを保持する状態を示す断面図である。

符号の説明

１：ダイシング装置
２：スピンナー洗浄装置
２０：スピンナーテーブル
２１：洗浄水供給ノズル ２２：エアーノズル ２３：軸部 ２４：モータ
２５：エアーピストン
２６：フレーム支持部
２６ａ：切り欠き部
２７：ウェーハ領域支持部
２８：押さえ手段
２８０：第一の押さえ手段
２８１：第一の押さえ振り子
２８１ａ：押さえ部 ２８１ｂ：おもり部
２８２：軸支部
２８５：第二の押さえ手段
２８６：第二の押さえ振り子
２８６ａ：押さえ部 ２８６ｂ：おもり部
２８７：軸支部
２８８：ストッパ
２８８ａ：遊嵌孔
２８９：ボルト
２９ａ：洗浄水カバー ２９ｂ：洗浄水受け部 ２９ｃ：排出部
３：カセット ４：搬出入手段 ５：仮置き領域 ６：第一の搬送手段
７：チャックテーブル
８：アライメント手段
８ａ：撮像手段
９：切削手段
９ａ：切削ブレード
１０：第二の搬送手段
Ｗ１、Ｗ２：ウェーハ Ｔ１、Ｔ２：テープ Ｆ１、Ｆ２：フレーム
Ｄ：デバイス

Claims (5)

1. テープを介してフレームと一体となったウェーハを保持して回転可能な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ェーハに洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルとを少なくとも備えたスピンナー洗浄装置であって、
   該スピンナーテーブルは、該フレームを支持するフレーム支持部と、ウェーハ領域を支持するウェーハ領域支持部とを有し、該フレーム支持部の外周には、該スピンナーテーブルの回転によって生じる遠心力によって該フレーム支持部との間で該フレームを挟持する押さえ振り子を備えた押さえ手段が配設され、
   該押さえ手段には、少なくとも、大径のフレームを押さえる第一の押さえ振り子を有する第一の押さえ手段と、小径のフレームを押さえる第二の押さえ振り子を有する第二の押さえ手段とを備えたスピンナー洗浄装置。
2. 前記第一の押さえ手段は、前記フレーム支持部の外周の４箇所に等間隔に配設され、
   前記第二の押さえ手段は、前記第二の押さえ振り子が前記第一の押さえ振り子に接触しない位置に等間隔に配設される
   請求項１に記載のスピンナー洗浄装置。
3. 前記フレーム支持部の外周には、内周に向けて切り欠いた切り欠き部が形成され、前記第二の押さえ手段は、該切り欠き部に配設される
   請求項２に記載のスピンナー洗浄装置。
4. 前記第二の押さえ手段には、前記第二の押さえ振り子の揺動を規制するストッパを備えた
   請求項１、２または３に記載のスピンナー洗浄装置。
5. テープを介してフレームと一体となったウェーハを保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルに保持されたウェーハを切削する切削手段と、
   請求項１、２、３または４に記載のスピンナー洗浄装置と、
   切削済みのウェーハを該切削手段から該スピンナー洗浄装置に搬送する搬送手段と
   を少なくとも備えたダイシング装置。

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