JP2010099733A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環状のフレームに粘着テープを介して一体化されたワークの表面に液状樹脂をスピンコートした後に、フレームを負圧作用でパッドに吸着して搬送するにあたり、搬送先においてパッドからフレームを確実、かつ、速やかに離脱させる。
【解決手段】フレーム４が吸着するパッド５４を、パイプ８１と配管８２を介して負圧源８３ならびに正圧源８４に通じるハウジング７１の下端に固着する。ハウジング７１内にプッシャ７３を進退可能に配設し、プッシャ７３に設けたリング７４で、ハウジング７１内のプッシャ７３の上下空間を、パッド５４側の高圧室７５とパイプ８１側の低圧室７６に仕切る。ハウジング７１内の高圧室７５に正圧源８４から空気を送って高圧室７５の内圧を上昇させることにより、プッシャ７３を下降させてフレーム４をプッシャ７３で押圧し、パッド５４からフレーム４を強制的に離脱させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ等のワークにレーザ光線を照射して溝加工や切断加工等を施すレーザ加工装置に係り、特に、レーザ加工前にワークの加工面に水溶性樹脂を塗布する機能を有するレーザ加工装置に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、円板状の半導体ウェーハの表面に、格子状に配列された分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成し、次いで裏面を研削した後に研磨するなど必要な処理をしてから、全ての分割予定ラインを切断する、すなわちダイシングして、多数の半導体チップを得ている。このようにして得られた半導体チップは、樹脂封止によりパッケージングされて、携帯電話やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の各種電気・電子機器に広く用いられている。

半導体ウェーハのダイシングは、高速回転させた切削ブレードを切り込ませていく方法が一般的であったが、近年では、レーザ光線を照射してウェーハを溶融しながら切断するレーザダイシングも実用化されてきている。このようなレーザダイシングの場合、レーザ光線照射時にデブリと呼ばれる蒸散成分の飛沫がウェーハの表面に付着し、品質を低下させるという問題が起こっていた。そこで本出願人は、ウェーハの表面に樹脂を被覆した状態で当該表面にレーザ光線を照射すれば、デブリは樹脂に付着して直接ウェーハ表面には付着せず、品質を確保することができる技術を提案した（特許文献１）。

特開２００４−３２２１６８号公報

上記特許文献には、環状のフレームの内側にダイシングテープ（粘着テープ）を介してウェーハを一体化し、その状態のウェーハをスピンナテーブルに保持して回転させながらウェーハ表面に水溶性を有する液状樹脂を滴下して均一に被覆するといった技術が開示されている。ところが、このようないわゆるスピンコートによってフレームと一体化したウェーハの表面に液状樹脂を滴下すると、該樹脂が遠心力によってウェーハの外周側のフレームの表面まで飛散して付着する場合がある。

ウェーハは、樹脂被覆後にはレーザダイシング工程に送られるが、通常、ウェーハの搬送は、フレームに接触させたパッドとフレーム間に形成される閉塞空間を負圧状態としてパッドにフレームを吸着させ、パッドを支持するアームを移動させるといった搬送手段が採られており、目的の場所まで搬送した後には、パッドの吸着部分に空気を送って正圧とすることにより、パッドからフレームが離脱するようになされている。ところが、上記のようにフレームに樹脂が付着していると、パッドに樹脂が部分的に付着し、吸着部分に空気を送っても空気漏れが生じる場合があった。こうなるとフレームを離脱させるまでの圧力を得ることができず、パッドからフレームが離脱しないといったトラブルが生じるため、改善策が求められていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、環状のフレームに粘着テープを介して一体化されたワークの表面にスピンコートで液状樹脂を被覆した後に、フレームを負圧作用でパッドに吸着して搬送するにあたり、搬送先においてパッドからフレームを確実、かつ、速やかに離脱させることができ、トラブルの発生を防止することができるレーザ加工装置を提供することを目的としている。

本発明のレーザ加工装置は、環状のフレームの内側に粘着テープを介して一体に保持されたワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークにレーザ光線を照射してレーザ加工を施すレーザ加工手段と、ワークを保持して回転するスピンナテーブルと、該スピンナテーブルに保持されたレーザ加工前のワークの加工面に液状の水溶性樹脂を供給する樹脂供給手段と、スピンナテーブルに保持されたワークと一体のフレームを吸着、保持し、該フレームを介してワークを所定の搬送先に搬送する搬送手段とを有するレーザ加工装置であって、搬送手段は、負圧発生手段が作動することによってフレームを吸着して保持するパッドと、該パッドに保持されたフレームを、該パッドから離脱するように押圧する押圧部材と、該押圧部材を押圧方向に駆動させる駆動手段と、パッドをスピンナテーブルから搬送先まで移動させる移動手段とを少なくとも備えることを特徴としている。

本発明のレーザ加工装置では、ワークが保持されたスピンナテーブルを回転させ、自転するワークに樹脂が供給されてワークに樹脂がスピンコートされる。表面に樹脂が被覆されたワークは、搬送手段によって所定の搬送先に搬送される。搬送先が保持手段であった場合、ワークは保持手段に保持され、レーザ加工手段によりレーザ光線が照射されてレーザ加工される。レーザ加工時に上記デブリが発生しても、デブリは被覆樹脂に付着してワークの加工面には直接付着せず、ワークの品質が確保される。

本発明の搬送手段では、負圧発生手段が作動することによってパッドがフレームを吸着、保持し、移動手段でパッドが移動させられてワークがフレームごと搬送先に搬送される。そして、搬送先において、押圧部材を駆動手段によって作動させると、押圧部材がフレームを押圧し、パッドからフレームが強制的に離脱させられる。

ここで、スピンコート時に樹脂が飛散してフレームに付着し、パッドがフレームを吸着する時に樹脂を吸着した状態となっていた場合、従来のように空気圧でパッドからフレームを離脱させる手段では、パッドに樹脂が部分的に付着していると空気漏れが生じて離脱しないといったトラブルが生じていた。ところが本発明では、空気圧でフレームを押圧するのではなく、押圧部材でフレームを押圧するため、従来のように不十分な作用は起こらず、フレームを確実、かつ、速やかにパッドから離脱させることができる。

以下、本発明の具体的形態を挙げる。
上記駆動手段は、押圧部材を空気の正圧作用で押圧する正圧発生手段であることを特徴とする。この構成においては、パッドに対する負圧発生手段と正圧発生手段の空気流通経路が同一である形態とすると、構成が簡素となって好ましい。

また、上記空気流動通路には、負圧発生手段と正圧発生手段の作動状態に応じて該空気流通経路を流れる空気の流通方向を一方向に規制する弁部材が設けられていることを特徴とする。

また、より具体的な形態としては、上記同一の空気流通経路の末端が筒状のハウジングで構成され、該ハウジングの先端に上記パッドが設けられ、上記押圧部材は、該ハウジング内に、該ハウジングの軸方向に沿って進退自在に設けられているとともに、上記正圧発生手段による正圧発生時に正圧を受ける受圧部と、正圧発生時に上記フレームに接触して該フレームを押圧する押圧部と、該受圧部と該押圧部とを連結する連結部とを有しており、該ハウジング内には、該押圧部材をフレームから退避する方向に付勢する付勢部材が設けられており、該ハウジングの内壁と該押圧部材の該受圧部との間に、上記弁部材が配設されていることを特徴とする。

また、上記弁部材は、押圧部材の受圧部の周囲に固着された弾性を有する断面Ｖ字状のリングであって、正圧発生時には開いて上記ハウジングの内壁に圧接し、負圧発生時には閉じて該受圧部と該ハウジングの内壁との間に空間を形成することを特徴とする。

なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えば、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハや、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイア、シリコン系の基板、各種電子部品、液晶表示装置を制御駆動するＬＣＤドライバ等の各種ドライバ、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。

本発明によれば、ワークと一体のフレームを搬送手段のパッドで負圧作用により吸着、保持して搬送先に搬送した後、フレームを押圧部材で強制的に押圧してパッドから離脱させるので、パッドからフレームを確実、かつ、速やかに離脱させることができ、搬送時のトラブルを未然に防止することができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は一実施形態のレーザ加工装置１０の全体を示しており、図２は背面側を示している。該装置１０は、図３に示す半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１をワークとするものであって、ウェーハ１を自動制御でダイシングするレーザダイシング装置である。

（１）ウェーハ
図３により先にウェーハ１を説明すると、このウェーハ１はシリコン等の単結晶材料からなる円板状のもので、外周部の一部には、結晶方位を示すマークとしてオリエンテーションフラット１ａが形成されている。ウェーハ１の表面（加工面）には、格子状に形成された分割予定ライン２により多数の矩形状のチップ３が区画されている。各チップ３の表面には、図示せぬＩＣやＬＳＩ等の電子回路が形成されている。ウェーハ１は、レーザ加工装置１０により全ての分割予定ライン２がレーザ加工されて個々のチップ３にダイシングされる。なお、この場合のダイシングは、厚さ方向に完全に貫通して切断するフルカットの他に、厚さの途中まで所定深さの溝を形成する溝加工を含む。溝加工した場合のウェーハは、後工程でさらに溝の残り厚さ部分をフルカットするか、あるいは応力を付与して割断することにより、多数のチップ３にダイシングされる。

ウェーハ１がレーザ加工装置１０に供給される際には、図３に示すように環状のフレーム４の内側に粘着テープ５を介して支持された状態とされる。フレーム４は、金属等の板材からなる剛性を有するものである。粘着テープ５は片面が粘着面とされたもので、その粘着面にフレーム４とウェーハ１が貼着される。粘着テープ５を介してウェーハ１を支持したフレーム４（以下、ウェーハ付きフレーム６と称する）は、図１に示すウェーハ収納用のカセット９内に、ウェーハ１を上側にした状態で収納される。カセット９には、多数のウェーハ付きフレーム６が水平、かつ上下方向に積層されて収納される。

（２）レーザ加工装置
（２−１）全体の構成
図１および図２の符号１１はキャビネットである。このキャビネット１１の内部には、レーザ加工手段１９が配設されている。レーザ加工手段１９としては、ＹＡＧレーザ発振器やＹＶＯ４レーザ発振器等のレーザ発振器で発振したレーザをレンズで集光して照射する構成を有するもの等が用いられる。なお、図１および図２にはレーザ加工手段１９の一部であってレーザ光線を下方に照射する照射部を図示している。

キャビネット１１のＹ方向一端側（図１で手前側）には、タッチパネル式の操作表示盤１２が設けられており、レーザ加工の自動運転に係わる各種設定などは、この操作表示盤１２を利用して行われる。また、操作表示盤１２には、内部の運転状況を表示する機能なども付加されている。操作表示盤１２の上方の、キャビネット１１の天板には、運転状態を表示したり警告を発したりする表示灯１３が取り付けられている。

キャビネット１１の側面１１ａ側には、基台１４が併設されている。この基台１４上の中央が、円板状のチャックテーブル（保持手段）２０に対してウェーハ１を着脱するウェーハ着脱位置に設定されている。チャックテーブル２０は、基台１４上のウェーハ着脱位置と、キャビネット１１内のレーザ加工手段１９による加工位置との間をＸ方向に往復移動させられる。図２で示すチャックテーブル２０は、加工位置に位置付けられている。ウェーハ着脱位置の、図１においてＹ方向手前側にはカセット台１５が配設され、反対側のＹ方向奥側にはスピンナ装置６０が配設されている。

多数のウェーハ付きフレーム６が収納された上記カセット９は、カセット台１５にセットされる。カセット台１５は昇降可能なエレベータ式であり、昇降することによってカセット内の１つのウェーハ付きフレーム６が、一定高さの引き出し位置に位置付けられるようになっている。

カセット台１５にセットされたカセット９内のウェーハ付きフレーム６は、上記引き出し位置からチャックテーブル２０に移されて保持される。チャックテーブル２０は一般周知の真空チャック式のもので、矩形状のベーステーブル２１に、Ｚ方向（上下方向）を回転軸として回転自在に支持されており、ベーステーブル２１内に配設された図示せぬ回転駆動機構によって一方向または両方向に回転させられる。

基台１４上のウェーハ着脱位置から、キャビネット１１内のレーザ加工手段１９による加工位置にわたっては、Ｘ方向に延びる矩形状の凹所１６がベーステーブル２１の移動スペースとして設けられている。ベーステーブル２１は、凹所１６の底面に設けられた図示せぬ往復移動手段によってＸ方向に往復移動させられるようになっており、したがってチャックテーブル２０はベーステーブル２１とともにＸ方向に往復移動させられる。ベーステーブル２１のＸ方向の両端部には、蛇腹状のカバー１７がそれぞれ取り付けられている。これらカバー１７は、凹所１６内に塵埃等が落下することを防ぐもので、ベーステーブル２１の移動に追従して伸縮する。

チャックテーブル２０が真空運転されると、上方の空気が吸引されることにより生じる負圧作用で、ウェーハ１がチャックテーブル２０の上面に吸着、保持されるようになっている。チャックテーブル２０の外径はウェーハ１とほぼ同等であり、ウェーハ１の全体がチャックテーブル２０の上面に密着して同心状に保持される。また、ウェーハ１の周囲のフレーム４は、チャックテーブル２０の外周面に取り付けられた複数のクランプ２２で把持され、保持される。

上記スピンナ装置６０は、ウェーハ付きフレーム６が保持されるスピンナテーブル６１を有している。スピンナテーブル６１は、上記チャックテーブル２０と同様の真空チャック式のもので、負圧作用によってウェーハ付きフレーム６を上面に吸着して保持する。スピンナテーブル６１の外周面には、フレーム４を把持して保持する複数のクランプ６２が取り付けられている。スピンナテーブル６１は、図示せぬ回転駆動機構によって回転させられ、また、図示せぬ昇降機構によって基台１４の上面と高さ位置がほぼ同じウェーハ受け渡し位置と、下方の基台１４内部に設定される加工位置との間を昇降させられる。

スピンナ装置６０では、レーザ加工前に、ウェーハ１の加工面である表面に水溶性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、レーザ加工後のウェーハ１を洗浄する洗浄工程が行われる。スピンナ装置６０には、スピンナテーブル６１に保持されたウェーハ１の表面の中心に液状の水溶性樹脂を滴下する樹脂供給ノズルと、ウェーハ１に塗布された樹脂に洗浄水を供給する洗浄水ノズルと、ウェーハ１に空気を噴出して乾燥させる空気噴出ノズルが備えられている（いずれも図示略）。

次に、図１によりウェーハ付きフレーム６を搬送する搬送系を説明する。
上記カセット９内に収納され、カセット台１５の昇降動作によって上記引き出し位置に位置付けられた１枚のウェーハ付きフレーム６は、把持機構３０によってＹ方向奥側に水平に引き出され、ウェーハ着脱位置の上方に配設された一対のＹ方向に延びる位置決めバー３５で受けられる。把持機構３０は、キャビネット１１の側面１１ａに設けられたリニアガイド３１によってＹ方向に往復移動させられるアーム３２の先端に、フレーム４を把持するクランプ部３３が設けられたものである。一対の位置決めバー３５はＸ方向に同期して互いに近付いたり離れたりするように作動し、両者の中間位置が常にチャックテーブル２０の中心に一致するようになされている。

ウェーハ付きフレーム６は、把持機構３０のクランプ部３３によって把持され、アーム３２の移動によって２つの位置決めバー３５に架け渡される状態に載置される。そして位置決めバー３５が互いに近付いてフレーム４の外周縁に接触することによりウェーハ付きフレーム６のＸ方向の位置決めがなされる。なお、Ｙ方向の位置決めはアーム３２の移動によってなされる。これによりウェーハ１は、チャックテーブル２０と同心状にセンタリング（Ｘ・Ｙ方向の位置決め）される。

次に、位置決めバー３５で支持されているフレーム４が、上方の第１搬送機構４０によって保持され、この後、位置決めバー３５が離間し、ウェーハ付きフレーム６は第１搬送機構４０のみで保持される。第１搬送機構４０は、キャビネット１１の側面１１ａに設けられたリニアガイド４１に沿ってＹ方向に往復移動させられる伸縮アーム４２の先端にＨ状のブラケット４３が固定され、このブラケット４３の４つの端部に、パッド４４が設けられたもので、フレーム４は、各パッド４４の下面に水平な状態で保持される。パッド４４は、空気吸引による負圧作用でパッド４４に接触するフレーム４を吸着、保持し、また、パッド４４から空気を噴出する正圧作用でフレーム４を下方に離脱させる。

第１搬送機構４０で保持されたウェーハ付きフレーム６は、伸縮アーム４２が上方に縮小してからＹ方向奥側に移動し、次いで伸縮アーム４２が下方に伸びてから、フレーム４がパッド４４から離脱され、これによってウェーハ付きフレーム６はスピンナ装置６０のスピンナテーブル６１に同心状に載置される。

スピンナテーブル６１上に保持されたウェーハ付きフレーム６は、第２搬送機構（搬送手段）５０によって上記位置決めバー３５、あるいはチャックテーブル２０に搬送される。第２搬送機構５０は第１搬送機構４０と同様の構成であって、キャビネット１１の側面１１ａのリニアガイド４１の下側に設けられたリニアガイド５１に沿ってＹ方向に往復移動させられる伸縮アーム（移動手段）５２の先端にＨ状のブラケット５３が固定され、このブラケット５３の４つの端部にパッド５４が設けられたもので、フレーム４は、各パッド５４の下面に水平な状態で保持される。パッド５４は、空気吸引による負圧作用でフレーム４を吸着、保持する。また、パッド５４からのフレーム４の離脱は、後述するプッシャ（押圧部材）７３によってなされる。第２搬送機構５０のパッド５４ならびにパッド５４によるフレーム４の保持・離脱に係る機構については本発明に係るものであり、後で詳述する。

第２搬送機構５０によると、伸縮アーム５２が伸びてパッド５４によりウェーハ付きフレーム６のフレーム４が吸着、保持され、次いで伸縮アーム５２が縮小してからＹ方向手前側に移動し、伸縮アーム５２が伸びてパッド５４からフレーム４が離脱されることにより、ウェーハ付きフレーム６は位置決めバー３５、あるいはチャックテーブル２０に載置される。また、上記把持機構３０は、位置決めバー３５に載置されたウェーハ付きフレーム６のフレーム４を把持してアーム３２がＹ方向手前側に移動することにより、ウェーハ付きフレーム６をカセット９内に収納する。

なお、図２に示すように、上記搬送系や、ウェーハ着脱位置およびスピンナ装置６０の上方空間は、カバー部材１１ｂ，１１ｃにより覆われている。図１では、カバー部材１１ｂ，１１ｃの内部を示すためにこれらカバー部材１１ｂ，１１ｃを示していない。

（２−２）レーザ加工装置の動作
次に、上記レーザ加工装置１０によってウェーハ１の分割予定ライン２にレーザ加工を施す動作を説明する。なお、図５は該動作の過程を示している。図５中、Ｃ／Ｔはチャックテーブル２０のことである。

（２−２−１）樹脂塗布工程
カセット９内に収納され、カセット台１５の昇降動作によって引き出し位置に位置付けられた１枚のウェーハ付きフレーム６が把持機構３０によって引き出され、位置決めバー３５に載置されてＸ・Ｙ方向の位置決めがなされてから、第１搬送機構４０によって、予め負圧運転され、かつ、ウェーハ受け渡し位置に上昇して待機しているスピンナ装置６０のスピンナテーブル６１に同心状に載置される。ウェーハ付きフレーム６はスピンナテーブル６１に吸着、保持され、また、これと同時にクランプ６２によってフレーム４が保持される。

次に、スピンナテーブル６１が処理位置に下降し、処理位置においてスピンナテーブル６１が回転してウェーハ１が自転し、ウェーハ１の表面の中心に、上記樹脂供給ノズルから液状の水溶性樹脂が滴下される。滴下された樹脂は遠心力の作用で外周側に広がり、ウェーハ１の表面全面に行き渡ってスピンコートされ、樹脂による保護膜が形成される。なお、スピンコート時のスピンナテーブル６１の回転速度と回転速度は、樹脂がウェーハ１の表面を十分に被覆する程度に設定され、例えば、回転速度は５００〜３０００ｒｐｍ程度、回転時間は３０〜１２０秒程度とされる。また、樹脂の膜厚は、例えば０．１〜１０μｍ程度とされる。

次に、スピンナテーブル６１が、回転停止するとともにウェーハ受け渡し位置に上昇し、さらに負圧運転が停止される。次いでウェーハ付きフレーム６が第２搬送機構５０によりチャックテーブル２０まで搬送され、チャックテーブル２０に保持される。

（２−２−２）レーザ加工工程
次いで、ウェーハ付きフレーム６を保持したチャックテーブル２０が、ベーステーブル２１が移動することによりキャビネット１１内の加工位置に移動させられる。そしてこの加工位置で、レーザ加工手段１９によりウェーハ１の分割予定ライン２にレーザ光線が照射されてレーザ加工が施され、ウェーハ１がダイシングされる。

ここで、ウェーハ１にレーザ光線が照射されると前述したデブリが発生する場合があるが、デブリは塗布された樹脂からなる保護膜の表面に付着してウェーハ１の表面には直接付着せず、これによってチップ３の品質が確保される。

ダイシングは、例えば、チャックテーブル２０をＸ方向に加工送りしながらレーザ光線を分割予定ライン２に照射することと、レーザ加工手段１９をＹ方向に移動させてレーザ光線照射位置を分割予定ライン２に合わせる割り出し送りとを交互に繰り返すといった動作によって遂行される。レーザ加工でウェーハ１をフルカットする場合、ウェーハ１は多数のチップ３に分割されるが、チップ３は粘着テープ５に貼り付いたままの状態でありウェーハ１としての形態は保たれる。全ての分割予定ライン２にレーザ加工が施されてウェーハ１のダイシングが完了したら、チャックテーブル２０がウェーハ着脱位置に戻り、次いで、ウェーハ付きフレーム６は洗浄工程に送られる。

（２−２−３）洗浄工程
ウェーハ１がダイシングされたウェーハ付きフレーム６は、ウェーハ着脱位置にあるチャックテーブル２０から、第１搬送機構４０によって再びスピンナ装置６０まで搬送され、ウェーハ受け渡し位置で待機しているスピンナテーブル６１に吸着、保持される。

続いて、スピンナテーブル６１は処理位置に下降し、回転が開始されるとともに、上記洗浄水ノズルから樹脂（保護膜）に洗浄水が供給される。洗浄水が供給されると水溶性の樹脂は融解し、ウェーハ１の表面から樹脂による保護膜が洗い流されて除去される。樹脂が除去されたらスピンナテーブル６１の回転を続行させ、上記空気噴出ノズルからウェーハ１の表面に空気を噴出させてウェーハ１を乾燥させる。ウェーハ１が乾燥したら洗浄は終了となり、スピンナテーブル６１がウェーハ受け渡し位置に上昇させられる。

（２−２−４）カセットへの格納
以上のようにしてウェーハ１の表面への樹脂塗布による保護膜の形成、レーザ加工によるウェーハ１のダイシング、保護膜を除去するウェーハ１の洗浄といった各工程を経たウェーハ付きフレーム６は、第２搬送機構５０によってスピンナテーブル６１から位置決めバー３５に移され、次いで把持機構３０によってカセット９に戻される。

以上の一連の動作が、カセット９内の全てのウェーハ１に対して遂行される。そして、カセット９内のウェーハ１が全てダイシング済みのものになったら、カセット９が次のチップピックアップ工程に搬送され、粘着テープ５から各チップ３がピックアップされて個々のチップ３を得る。

（３）第２搬送機構
（３−１）構成
以上が、本実施形態のレーザ加工装置１０の全体構成と動作の概要であり、次いで、本発明に係る上記第２搬送機構５０のパッド５４ならびにパッド５４によるフレーム４の保持・離脱に係る機構について説明する。

図４は、上記ブラケット５３の端部に設けられた各パッド５４に、ウェーハ付きフレーム６のフレーム４が吸着、保持されている状態を示している。パッド５４は、軸方向が鉛直方向に沿った状態に配設される横断面六角形の筒状ハウジング（空気流通経路）７１の下端面に固着されている。ハウジング７１の上端には、図６に示すようにパイプ（空気流通経路）８１が同軸的に固定されており、ハウジング７１はパイプ８１を介してブラケット５３の端部の下面に固定されている。

パイプ８１とハウジング７１の内部は連通しており、また、ハウジング７１とパッド５４の内部も連通可能とされている。図６に示すように、パイプ８１には空気の配管（空気流通経路）８２が接続されている。配管８２は、図１に示すように各パッド５４ごとに設けられている。これら配管８２は１つに集合されてから、図６に示すように、負圧源（負圧発生手段）８３と正圧源（駆動手段、正圧発生手段）８４とに分岐されて接続されている。負圧源８３は真空ポンプ等であり、正圧源８４はコンプレッサ等である。

図７に示すように、パッド５４は円筒状で軸方向の中央部分が座屈した形状を有するものであって、弾性を有するゴム等でできており、座屈することにより上下方向に弾性変形可能なものである。パッド５４はハウジング７１と同軸的に配設され、上端面がハウジング７１の下端面の外周部に固着されている。ハウジング７１の下端部の中心には、ハウジング７１の内部とパッド５４とを連通する孔７１ａが形成されている。ハウジング７１の内部の底部には、コイルばね（付勢部材）７２が同軸的に配設されている。このコイルばね７２は底面がハウジング７１の底部に固着されている。そしてこのコイルばね７２には、外形が漏斗状に形成されたプッシャ７３が挿入されている。

プッシャ７３は、上端部の円板部（受圧部）７３ａの下端に、下方に向かうにつれて小径となる円錐部（連結部）７３ｂが形成されており、円錐部７３ｂの下端に、外径が一定のストレートなピン部（押圧部）７３ｃが形成されたもので、円板部７３ａの下端がコイルばね７２の上端に係合され、かつ、固着されている。したがってプッシャ７３は、コイルばね７２の上下方向の弾性変形と一体的に上下方向に動くようになされている。

プッシャ７３は、コイルばね７２が自由状態の時には図７（ａ）に示すように円錐部７３ｂはコイルばね７２の内部にあり、さらにピン部７３ｃが孔７１ａを通ってその下端がパッド５４の下端よりも上方に位置している。また、図７（ｃ）に示すように、プッシャ７３がコイルばね７２の弾発力に抗して下降すると、ピン部７３ｃの下端部はパッド５４の下端から下方に突出するようになっている。

プッシャ７３の円板部７３ａの周囲には、断面Ｖ字状のリング（弁部材）７４の、内周側部分が固着されている。このリング７４は弾性を有するゴム等でできたシール材であり、通常は、図７（ａ）に示すように開いた状態で、外周側の縁部がハウジング７１の内壁に接触している。ハウジング７１内は、リング７４が開いてハウジング７１の内壁に接触している時、リング７４およびプッシャ７３の円板部７３ａの上方と下方に仕切られる。ここで該上方の内部空間を高圧室７５、該下方の内部空間を低圧室７６と称する。

リング７４は、負圧源８３を作動させた場合には、ハウジング７１内の高圧室７５の空気が吸引されることにより、図７（ｂ）に示すように外周側の縁部が内周側に撓んで内周側の縁部に密着し、閉じた状態となる。すると、リング７４とハウジング７１の内壁との間に空間ができるため、高圧室７５は、低圧室７６、孔７１ａを経てパッド５４内に連通し、パッド５４内の空気が吸引されて負圧の状態となる。

一方、正圧源８４を作動させた場合には、ハウジング７１内の高圧室７５は内圧が高まって正圧となるため、その圧力を受けた外周側の縁部が外周側に撓んで開き、ハウジング７１の内壁に接触する。このように開いた状態で高圧室７５の内圧がさらに高まると、その圧力をプッシャ７３の円板部７３ａとリング７４自体が受け、プッシャ７３が下方に下降して後述するようにフレーム４を押圧する際の推進力が発生する。

なお、プッシャ７３はハウジング７１内の高圧室７５の圧力状態に応じて上下動し、これに伴ってリング７４はハウジング７１の内壁を摺動する。したがってリング７４は摺動性の高い材質からなるものが好ましい。

（３−２）作用
以下、上記構成からなる第２搬送機構５０のパッド５４により、上記ウェーハ付きフレーム６のフレーム４を吸着したり離脱したりする作用を説明する。フレーム４を吸着する際には、負圧源８３を作動させ、図７（ｂ）に示すように、パッド５４の下端をフレーム４に接触させる。すると、まず、ハウジング７１内の高圧室７５の空気が吸引されてリング７４が閉じ、リング７４とハウジング７１の内壁との間に空間ができる。これにより高圧室７５と低圧室７６とが連通し、パッド５４内の空気が吸引され、パッド５４内が負圧になってパッド５４にフレーム４が吸着する。

次に、フレーム４をパッド５４から離脱させるには、負圧源８３の作動を停止させ、正圧源８４を作動させる。すると、空気が配管８２からパイプ８１を通ってハウジング７１内に高圧室７５に流入し、高圧室７５が正圧となり、リング７４が開いてハウジング７１の内壁に接触する。さらに空気が流入することにより高圧室７５の内圧が高まり、プッシャ７３の円板部７３ａが高圧を受けることによりプッシャ７３がコイルばね７２の弾発力に抗して下降する。

これによりプッシャ７３のピン部７３ｃの下端面がフレーム４を押圧し、パッド５４がフレーム４から離脱させられる。このようにパッド５４からフレーム４を離脱させる時には、上記伸縮アーム５２をプッシャ７３の下降に同期させて上昇させながら行うと、フレーム４が円滑に離脱する。パッド５４からフレーム４が離脱した後は、正圧源８４からの空気導入を停止する。空気の導入が停止するとプッシャ７３がコイルばね７２の弾発力で上昇し、図７（ａ）に示す元の状態に復帰する。

（３−３）効果
本実施形態では、負圧を発生させてパッド５４に吸着、保持したフレーム４を離脱させる際には、空気圧によってフレーム４方向に突出させたプッシャ７３によってフレーム４を押圧することにより、パッド５４からフレーム４が強制的に離脱させられる。第２搬送機構５０は、ウェーハ１に樹脂をスピンコートした直後のウェーハ付きフレーム６をパッド５４に保持するが、スピンコート時に樹脂が飛散してフレーム４の表面に付着することにより、パッド５４とフレーム４との間に樹脂が挟まり、パッド５４に対して樹脂が部分的に接触する場合がある。

こうなると、従来のように空気圧だけでパッド５４からフレーム４を離脱させる手段では、空気漏れが生じて離脱しないといったトラブルが生じていたのであるが、本実施形態では、プッシャ７３をフレーム４に直接当接させ、なおかつフレーム４を機械的に押圧してパッド５４からフレーム４を強制的に剥離させるため、フレーム４を確実、かつ、速やかにパッド５４から離脱させることができる。

なお、上記実施形態では第２搬送機構５０のパッド５４に本発明を適用しているが、その理由としては、第２搬送機構５０は、ウェーハ１に樹脂を塗布した直後のウェーハ付きフレーム６を搬送するものであり、樹脂の硬化が十分ではなく粘性が残っていてパッド５４に樹脂が付着しやすく、パッド５４からフレーム４を離脱させにくい場合が多いからである。一方、第１搬送機構４０では、レーザ加工後に、ウェーハ１に樹脂が塗布されたウェーハ付きフレーム６をスピンナテーブル６１に搬送するが、この時には樹脂は十分に硬化しており、パッド５４が樹脂に接触しても付着しにくく、フレーム４はパッド５４から円滑に離脱可能である。

しかしながら、ウェーハ１に樹脂が塗布されているウェーハ付きフレーム６を搬送する時があることから、第１搬送機構４０のパッド４４を上記実施形態と同様に構成し、プッシャ７３でパッド４４からフレーム４を離脱させる構成としても勿論よい。あるいは、ウェーハ１に樹脂が塗布されているウェーハ付きフレーム６を搬送する場合には、プッシャ７３付きのパッド５４を備えた第２搬送機構５０で搬送し、樹脂塗布前にはプッシャ７３を備えない第１搬送機構４０でウェーハ付きフレーム６を搬送するといった搬送形態を採ってもよい。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の全体斜視図である。 同レーザ加工装置の背面側の全体斜視図である。 一実施形態でレーザ加工が施される半導体ウェーハが粘着テープを介してフレームに保持されている状態を示す斜視図である。 パッドにウェーハ付きフレームのフレームが吸着、保持された状態を示す斜視図である。 レーザ加工装置によるレーザ加工の動作過程を示すチャート図である。 パッドの支持構造の斜視図および空気流通経路を示す図である。 パッドによるフレームの吸着・離脱の作用を示す断面図である。

符号の説明

１…ウェーハ（ワーク）
４…フレーム
５…粘着テープ
１０…レーザ加工装置
１９…レーザ加工手段
２０…チャックテーブル（保持手段）
５０…第２搬送機構（搬送手段）
５２…伸縮アーム（移動手段）
５４…パッド
６０…スピンナ装置
６１…スピンナテーブル
７１…ハウジング（空気流通経路）
７２…コイルばね（付勢部材）
７３…プッシャ（押圧部材）
７３ａ…円板部（受圧部）
７３ｂ…円錐部（連結部）
７３ｃ…ピン部（押圧部）
７４…リング（弁部材）
７５…高圧室
７６…低圧室
８１…パイプ（空気流通経路）
８２…配管（空気流通経路）
８３…負圧源（負圧発生手段）
８４…正圧源（駆動手段、正圧発生手段）

Claims (6)

1. 環状のフレームの内側に粘着テープを介して一体に保持されたワークを保持する保持手段と、
   該保持手段に保持された前記ワークにレーザ光線を照射してレーザ加工を施すレーザ加工手段と、
   前記ワークを保持して回転するスピンナテーブルと、
   該スピンナテーブルに保持されたレーザ加工前の前記ワークの加工面に液状の水溶性樹脂を供給する樹脂供給手段と、
   前記スピンナテーブルに保持された前記ワークと一体の前記フレームを吸着、保持し、該フレームを介して前記ワークを所定の搬送先に搬送する搬送手段と、
   を有するレーザ加工装置であって、
   前記搬送手段は、負圧発生手段が作動することによって前記フレームを吸着して保持するパッドと、
   該パッドに保持された前記フレームを、該パッドから離脱するように押圧する押圧部材と、
   該押圧部材を押圧方向に駆動させる駆動手段と、
   前記パッドを前記スピンナテーブルから前記搬送先まで移動させる移動手段と、
   を少なくとも備えることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記駆動手段は、前記押圧部材を空気の正圧作用で押圧する正圧発生手段であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記パッドに対する前記負圧発生手段と前記正圧発生手段の空気流通経路が同一であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記空気流通経路には、前記負圧発生手段と前記正圧発生手段の作動状態に応じて該空気流通経路を流れる空気の流通方向を一方向に規制する弁部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
5. 前記同一の空気流通経路の末端が筒状のハウジングで構成され、該ハウジングの先端に前記パッドが設けられ、
   前記押圧部材は、該ハウジング内に、該ハウジングの軸方向に沿って進退自在に設けられているとともに、前記正圧発生手段による正圧発生時に正圧を受ける受圧部と、正圧発生時に前記フレームに接触して該フレームを押圧する押圧部と、該受圧部と該押圧部とを連結する連結部とを有しており、
   該ハウジング内には、該押圧部材を前記フレームから退避する方向に付勢する付勢部材が設けられており、
   該ハウジングの内壁と該押圧部材の該受圧部との間に、前記弁部材が配設されていることを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
6. 前記弁部材は、前記押圧部材の前記受圧部の周囲に固着された弾性を有する断面Ｖ字状のリングであって、正圧発生時には開いて前記ハウジングの内壁に圧接し、負圧発生時には閉じて該受圧部と該ハウジングの内壁との間に空間を形成することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置。

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