JP2023070909A - 乾燥検出方法及び乾燥検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】適切なタイミングで液状樹脂の乾燥を判断することができる乾燥検出方法、及び乾燥検出装置を提供する。【解決手段】本発明によれば、溶剤を含む液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出方法であって、該溶剤の光吸収波長を選定する波長選定工程と、該選定された波長の光を含む光源を選定する光源選定工程と、液状樹脂に光を照射して該液状樹脂を通過した光を受光する受光工程と、該受光工程において該溶剤が吸収する波長の光の光量が所定の閾値を超えた際、該溶剤が蒸発し、乾燥したと判断する判断工程と、を含み構成される乾燥検出方法、及び液状樹脂Pに含まれる溶剤の光吸収波長の光を含む光源62と、光源62から照射され液状樹脂Pを通過した光を受光する受光手段7と、受光手段7によって受光した光の光量Qに基づき、該溶剤が吸収する波長の光の光量Qが閾値Q9を超えたか否かを判定して、液状樹脂Pが乾燥したことを判断する判断手段110と、を含み構成される乾燥検出装置2が提供される。【選択図】図3
Description
本発明は、液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出方法、及び乾燥検出装置に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが、分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
レーザー加工装置は、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にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、から概ね構成されていて、ウエーハを高精度に加工することができる。
また、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工によって分割予定ラインに分割溝を形成する場合は、飛散するデブリがデバイスの表面に付着して品質を低下させないように、予めウエーハの表面に保護膜が被覆される(例えば特許文献1を参照)。
ところで、液状樹脂をウエーハの表面に被覆して上記の保護膜を形成する場合、保護膜が十分に乾燥して硬化する前にレーザー光線を照射して加工を施すと、保護膜としての機能を十分に発揮することができず、分割予定ライン上に形成されるTEG等の金属膜が剥がれて、デバイスの品質を低下させるという問題がある。なお、前記した問題は、上記のようにデバイスが形成されたウエーハの表面に液状樹脂により保護膜を形成する場合に限定されず、液状樹脂が使用される種々の場面で、該液状樹脂が十分に乾燥したか否かを判断しなければならないことから、該液状樹脂の乾燥を確実に判断することが求められている。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、液状樹脂の乾燥を確実に判断することができる乾燥検出方法、及び乾燥検出装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、溶剤を含む液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出方法であって、該溶剤の光吸収波長を選定する波長選定工程と、該選定された波長の光を含む光源を選定する光源選定工程と、液状樹脂に光を照射して該液状樹脂を通過した光を受光する受光工程と、該受光工程において該溶剤が吸収する波長の光の光量が所定の閾値を超えた際、該溶剤が蒸発し、乾燥したと判断する判断工程と、を含み構成される乾燥検出方法が提供される。
該光源選定工程で選定した光源の光を、溶剤が蒸発して乾燥した液状樹脂に照射して、該液状樹脂を通過した光を受光して光量を計測し、該光量を下回る値を該閾値として選定することが好ましい。また、該液状樹脂は、水溶性樹脂であり、該溶剤は水であることが好ましい。水が吸収する光の波長は、1450nm、1940nm、2900nmであり、該光源選定工程において、前記のいずれかの波長の光を含む光源を選定することが好ましい。
また、本発明によれば、液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出装置であって、液状樹脂に含まれる溶剤の光吸収波長の光を含む光源と、該光源から照射され該液状樹脂を通過した光を受光する受光手段と、該受光手段によって受光した光の光量に基づき、該溶剤が吸収する波長の光の光量が閾値を超えたか否かを判定して、該液状樹脂が乾燥したことを判断する判断手段と、を含み構成される乾燥検出装置が提供される。
本発明の乾燥検出方法は、溶剤を含む液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出方法であって、該溶剤の光吸収波長を選定する波長選定工程と、該選定された波長の光を含む光源を選定する光源選定工程と、液状樹脂に光を照射して該液状樹脂を通過した光を受光する受光工程と、該受光工程において該溶剤が吸収する波長の光の光量が所定の閾値を超えた際、該溶剤が蒸発し、乾燥したと判断する判断工程と、を含み構成されることから、液状樹脂の乾燥を確実に判断することができ、例えば、液状樹脂が確実に乾燥した状態でウエーハに対してレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことが可能になり、分割予定ラインにTEG等の金属膜が形成されていても、該アブレーション加工によって剥がれて、デバイスの品質を低下させるという問題が解消する。
また、本発明の乾燥検出装置は、液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出装置であって、液状樹脂に含まれる溶剤の光吸収波長の光を含む光源と、該光源から照射され該液状樹脂を通過した光を受光する受光手段と、該受光手段によって受光した光の光量に基づき、該溶剤が吸収する波長の光の光量が閾値を超えたか否かを判定して、該液状樹脂が乾燥したことを判断する判断手段と、を含み構成されることから、液状樹脂の乾燥を確実に判断することができ、例えば、確実に液状樹脂が乾燥した状態でウエーハに対してレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことが可能になり、分割予定ラインにTEG等の金属膜が形成されていても、該アブレーション加工によって剥がれて、デバイスの品質を低下させるという問題が解消する。
以下、本発明に基づいて構成される乾燥検出方法、及び乾燥検出装置に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1(a)には、保護膜形成装置20(一部のみを示している)と共に、本実施形態の乾燥検出方法によって液状樹脂の乾燥が検出されるウエーハ10が示されている。ウエーハ10は、複数のデバイス12が分割予定ライン14によって区画された表面10aに形成された半導体の円盤状の基板である。ウエーハ10は、ウエーハ10を収容可能な開口部Faを備えた環状のフレームFに、粘着テープTを介して保持されている。
本実施形態のウエーハ10は、図示を省略するレーザー加工装置によって、ウエーハ10に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工によって分割予定ライン14に沿って分割溝が形成されるものであり、ウエーハ10に対するレーザー加工時に飛散するデブリがデバイス12の表面に付着して品質を低下させないように、上記したレーザー加工を実施する前に、ウエーハ10の表面10aに液状樹脂Pを被覆する。
液状樹脂Pは、例えば図1(a)に示す保護膜形成装置20によってウエーハ10の表面10aに供給される。保護膜形成装置20は、上記したウエーハ10を吸引保持することが可能に構成され図中矢印R1で示す方向に高速回転させられるスピンナーテーブル22と、所定量の液状樹脂Pを該スピンナーテーブル22の中央上方から下方に滴下する液状樹脂供給ノズル24とを備えている。
上記のウエーハ10をスピンナーテーブル22に吸引保持し、ウエーハ10の表面10aに液状樹脂供給ノズル24から液状樹脂Pを滴下すると共に、スピンナーテーブル22を矢印R1で示す方向に高速回転させる。本実施形態の該液状樹脂Pは、例えば水溶性の樹脂PVA(ポリビニルアルコール)であり、溶剤は水である。スピンナーテーブル22の回転によって、ウエーハ10の表面10aにおいて液状樹脂Pが広がり、図1(b)に一部を拡大して示す断面図から理解されるように、ウエーハ10の表面10a上に液状樹脂Pの保護膜が形成される。ウエーハ10の表面10aに形成された液状樹脂Pの保護膜は、時間経過と共に溶剤である水が蒸発して乾燥し硬化する。本実施形態の乾燥検出方法は、この保護膜を形成する液状樹脂Pが、レーザー光線によるアブレーション加工に適した乾燥状態となったか否かを確実に判断することを目的とする。
上記した液状樹脂Pの乾燥状態を検出すべく、該ウエーハ10を、本発明の乾燥検出方法を実施するのに好適な図2に示す乾燥検出装置2に搬送する。
図2には、乾燥検出装置2の全体斜視図が示されている。乾燥検出装置2は、基台2a上に配設され、上記したウエーハ10を保持する保持手段3と、該保持手段3をX軸方向及びY軸方向に移動させる移動手段4と、保持手段3に保持されたウエーハ10に液状樹脂Pの乾燥を検出する乾燥検出手段6と、移動手段4の側方に立設される垂直壁部5a及び該垂直壁部5aの上端部から水平方向に延びる水平壁部5bからなる枠体5と、制御手段100と、を備えている。乾燥検出手段6の光学系(追って詳述する)は、水平壁部5bの内部に収容されている。
保持手段3は、図2に示すように、X軸方向において移動自在に基台2aに搭載された矩形状のX軸方向可動板31と、Y軸方向において移動自在にX軸方向可動板31に搭載された矩形状のY軸方向可動板32と、Y軸方向可動板32の上面に固定された円筒状の支柱33と、支柱33の上端に固定された矩形状のカバー板34とを含む。カバー板34にはカバー板34上に形成された長穴を通って上方に延びるチャックテーブル35が配設されている。チャックテーブル35は、X座標及びY座標で特定されるXY平面を保持面としウエーハ10を保持する手段であり、支柱33内に収容された図示を省略する回転駆動手段により回転可能に構成される。チャックテーブル35の上面には、通気性を有する多孔質材料から形成された該保持面を構成する吸着チャック36が配設されている。吸着チャック36は、支柱33を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されており、吸着チャック36の周囲には、後述するウエーハ10をチャックテーブル35に保持する際に環状のフレームFを把持する4つのクランプ37が等間隔で配置されている。
移動手段4は、上記したチャックテーブル35をX軸方向に移動するX軸移動手段4aと、チャックテーブル35をY軸方向に移動するY軸移動手段4bとを備えている。X軸移動手段4aは、モータ42aの回転運動を、ボールねじ42bを介して直線運動に変換してX軸方向可動板31に伝達し、基台2a上にX軸方向に沿って配設された一対の案内レール2b、2bに沿ってX軸方向可動板31をX軸方向に移動させる。Y軸移動手段4bは、モータ44aの回転運動を、ボールねじ44bを介して直線運動に変換し、Y軸方向可動板32に伝達し、X軸方向可動板31上においてY軸方向に沿って配設された一対の案内レール31a、31aに沿ってY軸方向可動板32をY軸方向に移動させる。
図3(a)には、本実施形態の乾燥検出手段6の光学系の概略を示すブロック図が示されている。乾燥検出手段6は、光L0を照射する光源62と、該光L0がウエーハ10の表面10aの液状樹脂Pに照射され該液状樹脂Pを通過した後の光L1を受光する受光手段7とを少なくとも備える。さらに説明すると、該光源62から照射された光L0の光路を適宜の方向に変更する反射ミラー63と、反射ミラー63から照射された光L0を透過するビームスプリッター64と、該光L0を集光し、ウエーハ10の液状樹脂Pに照射する集光レンズ61を備えた集光器60と、ウエーハ10の液状樹脂Pを通過してウエーハ10の表面10aで反射した光L1が該ビームスプリッター64において反射した光L1に含まれる所定の波長領域のみを透過させるバンドパスフィルター65と、該バンドパスフィルター65を透過した後の光L2を受光し、光L2の光量を電圧値(mV)で出力するホトデテクタによって構成された受光手段7と、を備え、該受光手段7によって検出される光量の値は、制御手段100に送られて記憶される。
上記した乾燥検出装置2に配設された制御手段100は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている(詳細についての図示は省略する)。制御手段100には、少なくとも受光手段7が接続されており、制御手段100は、受光手段7によって受光した光L2の光量に基づき該液状樹脂Pが乾燥したことを判断する制御プログラムで構成された判断手段110(追って詳述する)を備えている。なお、図示は省略するが、この制御手段100によって、保持手段3、移動手段4等の作動を制御してもよい。
本実施形態の乾燥検出措置2は、概ね上記したとおりの構成を備えており、乾燥検出装置2を使用して実施される本実施形態の乾燥検出方法について、以下に説明する。なお、上記の保護膜形成装置20は、図2に示す乾燥検出装置2の内部に配設されていてもよく、その場合は、ウエーハ10を保持手段3に保持した状態で、ウエーハ10の表面10aに液状樹脂Pを供給して上記した保護膜を形成する。
本実施形態の乾燥検出方法を実施するに際し、ウエーハ10に保護膜として供給される液状樹脂Pの溶剤の光吸収波長を選定する波長選定工程を実施する。より具体的には、上記したように、本実施形態のウエーハ10に形成されている保護膜は、溶剤を水とする液状樹脂Pによって形成される。水は、700nmよりも長い波長の光を吸収する特性があり、特に、1450nm、1940nm、2900nmの波長の光を吸収することが知られている。よって、本実施形態の波長選定工程では、溶剤である水の光吸収波長として、1450nm、1940nm、2900nmのうちのいずれかの波長、例えば1940nmを選定する。
次いで、上記した波長選定工程において選定された波長(1940nm)の光を含む光源を選定する光源選定工程を実施する。本実施形態の光源62としては、上記の波長選定工程によって選定された波長、すなわち1940nmの波長の光を含む光を照射可能な、例えばQTHランプが選定される。QTHランプは、350~4000nmと幅広い波長の光を含む光源であり、上記の波長選定工程において、水が特に吸収する光吸収波長1450nm、1940nm、2900nmのうち、いずれの波長が選択されていても使用することが可能である。
次いで、液状樹脂Pに光L0を照射して液状樹脂Pを通過した後の光を受光する受光工程を実施する。より具体的には、上記の光源選定工程により光源62が選定された乾燥検出装置2の保持手段3によってウエーハ10を保持し、上記した乾燥検出手段6の集光器60の直下に位置付ける。
次いで、乾燥検出手段6の光源62を作動して光L0を照射し、上記のビームスプリッター64を透過した光L0がウエーハ10の液状樹脂Pに照射される。図3(b)に示すように、液状樹脂Pに照射された光L0は、液状樹脂Pを通過しつつウエーハ10の表面10aに到達して反射し、さらに液状樹脂Pを通過した光L1となって上記のビームスプリッター64に達する。ビームスプリッター64に達した光L1は、ビームスプリッター64において反射して、受光手段7が配設された光路側へと導かれる。上記したように、ビームスプリッター64と受光手段7との間には、バンドパスフィルター65が配設されている。本実施形態のバンドパスフィルター65は、上記した波長選定工程によって選定された波長領域のみを透過するフィルターであり、本実施形態においては、例えば、1900~1980nmの波長領域の光のみを透過するように設定されている。このバンドパスフィルター65を透過した後の光L2が、受光手段7に到達し、受光手段7によって検出された光L2の光量Qが、制御手段100に伝達されて記憶され、受光工程が完了する。制御手段100には、判断手段110が備えられており、受光手段7によって受光した光の光量Qを所定の閾値Q2に基づいて、液状樹脂Pが乾燥したか否かを判断する判断工程を実施する。ここで、上記の閾値Q2は、例えば、以下に説明する手順により予め決定され、制御手段100に記憶されている。
図4において、横軸に液状樹脂Pの乾燥度(%)を示し、縦軸に受光手段7によって計測される光量(mV)を示す概念図から理解されるように、ウエーハ10に供給された液状樹脂Pの乾燥が全く進んでいない状態(0%)では、上記の受光手段7によって受光される光の光量は、最も低い光量Q1(例えば1.0mV)になる。これは、上記したように、溶剤として含まれる水は、1940nmの波長の光を吸収する特性を備えており、光L0に含まれる1940nmの波長の光が、液状樹脂Pを通過する際において溶剤である水に最大限吸収されることになるからである。そして、液状樹脂Pに含まれる水が蒸発して、液状樹脂Pの乾燥度が進行すると、液状樹脂Pにおいて吸収される1940nm波長の光が減少し、受光手段7によって計測される光量Qは、図に示すように乾燥の進行と共に上昇する。そして、ウエーハ10の表面10aに液状樹脂Pを供給してから十分な時間が経過し、該液状樹脂Pが完全に乾燥させた状態(乾燥度100%)となれば、1940nm波長の光が水の作用で液状樹脂Pにおいて吸収されないことから、最大となる光量Q10(例えば10.0mV)が計測される。そして、ウエーハ10をアブレーション加工によって加工する場合に支障とならない程度の液状樹脂の乾燥度を判断すべく、例えば、上記の光量Q10を下回る乾燥度が90%である光量Q9を、液状樹脂が十分乾燥していると判断するための閾値Q9として選定する。この閾値Q9は、予め実験により求めておき、制御手段100に記憶しておく。
上記した閾値Q9が制御手段100に記憶された状態で、上記の判断工程を実施すべく、図5に示す判断手段110のフローチャートを実行する。より具体的には、上記の乾燥検出装置2において、ウエーハ10の表面10a上の液状樹脂Pに、乾燥検出手段6の光源62から光L0を照射して液状樹脂Pを通過させ、上記した受光手段7によって検出される光量Qを検出する(ステップS1)。次いで、該光量Qが、上記の閾値Q9よりも大きいか否かを判定する(ステップS2)。ここで、光量Qが、閾値Q9以下(No)である場合は、光L0の1940nm波長の光が吸収されて低い値となっていることから、液状樹脂Pに溶剤である水が多く存在して液状樹脂Pの乾燥不十分と判断され(ステップS3)、ステップS1に戻る。これに対し、ステップS2において、光量Qが閾値Q9よりも大きい(Yes)場合は、液状樹脂Pから溶剤である水が十分減少し所定のレベルまで乾燥したと判断され、乾燥完了であると判断(ステップS4)される。以上により、本実施形態の乾燥検出方法が完了する。
上記したように本実施形態の乾燥検出方法により液状樹脂Pの乾燥が検出されたならば、ウエーハ10を、図示を省略するレーザー加工装置に搬送し、ウエーハ10の表面10a側から、分割予定ライン14に沿ってウエーハ10に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射して、アブレーション加工を実行し、ウエーハ10を個々のデバイスチップに分割することができる。
本実施形態の乾燥検出方法、及び乾燥検出装置によれば、確実にウエーハ10に保護膜として配設された液状樹脂Pの乾燥を判断することができ、液状樹脂Pが確実に乾燥した状態でウエーハ10に対してレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことが可能になり、例えば分割予定ライン14にTEG等の金属膜が形成されていても、該アブレーション加工によって剥がれて、デバイスの品質を低下させるという問題が解消する。また、必要以上に乾燥に時間を掛ける必要もなくなることから、生産性も向上する。
上記した実施形態では、液状樹脂Pの溶剤が水である場合について説明したが、本発明は、溶剤が水である液状樹脂に限定されない。たとえば、液状樹脂に含まれる溶剤は、アセトン、ヘキサであってもよい。溶剤がアセトンである場合、該アセトンが吸収する光の波長は220~330nmの波長の光であることから、光源62としては、例えば200~400nmの光を照射する重水素ランプが選択され、220~330nmの波長のみの光を透過するバンドパスフィルター65を配設する。なお、重水素ランプから照射される光は、アセトンに吸収される波長領域の光が主な成分であるため、220~330nmの波長のみの光を透過するバンドパスフィルター65を省略することも可能である。また、溶剤がヘキサである場合、該ヘキサが吸収する光の波長は、350nm、500nmであることから、250~1500nmの光を照射するショートアークキセノンランプを光源62として選択することができる。この場合は、上記した乾燥検出手段6のバンドパスフィルター65を、例えば340~360nmの波長のみを透過するように設定して、受光手段7によって、液状樹脂Pを通過した光L2の光量Qを検出すればよい。
なお、上記した液状樹脂Pによって形成される保護膜の厚みや、液状樹脂Pに含まれる溶剤の濃度、溶剤の種類が変更された場合は、光源62、バンドパスフィルター65を変更すると共に、上記の判断工程において使用される閾値Q9も、その都度、上記した手順に則って、実験により改めて算出して、制御手段100に記憶する。
さらに、上記した実施形態では、光源62から照射され液状樹脂Pを通過した光を受光手段7によって受光するために、ウエーハ10の表面10aに光L0を照射して反射させた光を使用していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ウエーハ10及び粘着テープTが、光L0を透過することが可能な素材である場合は、ウエーハ10を保持するチャックテーブル35に、図示を省略する開口孔を形成したうえで、図6に示すように、ウエーハ10を支持する粘着テープT側に、上記のバンドパスフィルター65と受光手段7を配設し、液状樹脂P、ウエーハ10、及び粘着テープTを透過した後の光L2を受光手段7によって受光するようにしてもよい。ただし、この場合は、ウエーハ10と粘着テープTによっても光の吸収が発生することが想定されるため、閾値Q9の設定が難しくなるので、上記の図3に基づいて説明した実施形態の方が好ましい。また、上記した実施形態では、乾燥検出装置2を独立した装置として説明したが、本発明はこれに限定されず、レーザー光線を照射してウエーハ10にアブレーション加工を施すレーザー加工装置に組み込んでもよい。
2:乾燥検出装置
2a:基台
3:保持手段
35:チャックテーブル
36:吸着チャック
4:移動手段
5:枠体
6:乾燥検出手段
60:集光器
61:集光レンズ
62:光源
63:反射ミラー
64:ビームスプリッター
65:バンドパスフィルター
7:受光手段
10:ウエーハ
10a:表面
12:デバイス
14:分割予定ライン14
20:保護膜形成装置
22:スピンナーテーブル
24:液状樹脂供給ノズル
100:制御手段
110:判断手段(フローチャート)
2a:基台
3:保持手段
35:チャックテーブル
36:吸着チャック
4:移動手段
5:枠体
6:乾燥検出手段
60:集光器
61:集光レンズ
62:光源
63:反射ミラー
64:ビームスプリッター
65:バンドパスフィルター
7:受光手段
10:ウエーハ
10a:表面
12:デバイス
14:分割予定ライン14
20:保護膜形成装置
22:スピンナーテーブル
24:液状樹脂供給ノズル
100:制御手段
110:判断手段(フローチャート)
Claims (5)
- 溶剤を含む液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出方法であって、
該溶剤の光吸収波長を選定する波長選定工程と、
該選定された波長の光を含む光源を選定する光源選定工程と、
液状樹脂に光を照射して該液状樹脂を通過した光を受光する受光工程と、
該受光工程において該溶剤が吸収する波長の光の光量が所定の閾値を超えた際、該溶剤が蒸発し、乾燥したと判断する判断工程と、
を含み構成される乾燥検出方法。 - 該光源選定工程で選定した光源の光を、溶剤が蒸発して乾燥した液状樹脂に照射して、該液状樹脂を通過した光を受光して光量を計測し、該光量を下回る値を該閾値として選定する請求項1に記載の乾燥検出方法。
- 該液状樹脂は、水溶性樹脂であり、該溶剤は水である請求項1又は2に記載の乾燥検出方法。
- 水が吸収する光の波長は、1450nm、1940nm、2900nmであり、該光源選定工程において、前記のいずれかの波長の光を含む光源を選定する請求項3に記載の乾燥検出方法。
- 液状樹脂の乾燥を検出する乾燥検出手段を備えた乾燥検出装置であって、
該乾燥検出手段は、
液状樹脂に含まれる溶剤の光吸収波長の光を含む光源と、
該光源から照射され該液状樹脂を通過した光を受光する受光手段と、
該受光手段によって受光した光の光量に基づき、該溶剤が吸収する波長の光の光量が閾値を超えたか否かを判定して、該液状樹脂が乾燥したことを判断する判断手段と、
を含み構成される乾燥検出装置。
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