JP2009043997A - 塗布方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】バックグラインド工程を経て極薄に研削されたウエハの研削面に、塗布剤を滴下し、平滑化させて所定の膜を形成する際、ウエハを破損しないようになされた塗布方法を提供する。
【解決手段】ウエハWの片面に固定治具を密着固定した状態で搬送し、塗布装置で保持する。固定治具として、板状の治具本体と、当該治具本体の片面に設けられた、半導体ウエハを着脱自在に密着保持する密着層とから構成する。治具本体は、片面に前記密着層を支持する複数の支持突起を有すると共に、片面の外周部に前記支持突起と同等高さの側壁を有し、この側壁の端面に前記密着層が接着されて、前記密着層と前記治具本体との間に前記側壁で囲われた区画空間が画成され、前記治具本体に前記区画空間に連通する通気孔7が形成され、この通気孔を介して前記区画空間内の空気を吸引することにより、前記密着層が変形されるものを用いる。
【選択図】図3

Description

本発明は、薄板状のワーク表面にレジスト等の液状塗布剤を均一に塗布するための塗布方法に関し、特に、薄板状のワークが極薄に研削された半導体ウエハであっても破損することなく、液状塗布剤を均一に塗布するための塗布方法に関する。
半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)表面に所定の配線パターンを形成するために、例えばフォトリソグラフィ技術が用いられる。このフォトリソグラフィ技術においては、ウエハ表面にフォトレジストを均一に塗布するために、例えばスピン式塗布装置(スピンコータ)を用いることが知られている。
スピンコータは、水平に保持したウエハ表面にレジストを滴下した後、このウエハを所定の回転速度で回転させることにより平滑化し、ウエハ表面にレジスト膜を均一に形成するものである。このスピンコータにおいては、ウエハを真空吸着して固定する平面視円形の支持体(スピンヘッド)が設けられ、このスピンヘッドによりウエハが水平保持されるようになっている(例えば、特許文献1)。
ここで、上記フォトリソグラフィ技術による配線パターンの形成は、ウエハの裏面(回路面と反対側の面)を研削するバックグラインド工程の前に行うことが一般であった。他方、近年の半導体装置の高集積化、微細化の要請に伴い、ウエハの裏面にも回路を形成する場合が生じてきた。このような場合には、上記バックグラインド工程後に、ウエハ表面にフォトレジストを塗布することになる。
特開平8−31715号公報
しかしながら、バックグラインド工程を経て極薄に研削されたウエハは、僅かな衝撃によっても破損してしまう。このため、研削後のウエハをスピンコータに搬送する間、スピンヘッドにウエハを真空吸着するとき、または、吸着を解除してスピンヘッドからウエハを取り外すのときに、ウエハが破損する虞があった。また、特許文献1に記載の塗布装置の場合、スピンヘッドの吸着孔がウエハ径よりも中心に近い位置に設定されているため、ウエハは、その外周部が支持されておらず、極薄のウエハは反りを生じた状態となるものがあった。このため、スピンヘッドの回転により、支持されていないウエハ外周部が遠心力によって破損することがあった。
そこで、本発明は、以上の点に鑑み、ウエハを破損することなく、ウエハ表面に塗布剤を均一に塗布できるようにした塗布方法を提供することをその課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は、薄板状のワークに液状塗布剤を滴下する工程と、前記滴下された液状塗布剤を平滑化させる工程とを含む塗布方法において、前記薄板状のワークは、液状滴下される反対面側が固定冶具により密着固定されてなり、前記固定治具として、板状の治具本体と、当該治具本体の片面に設けられた、薄板状のワークを着脱自在に密着保持する密着層とから成り、前記治具本体は、片面に前記密着層を支持する複数の支持突起を有すると共に、片面の外周部に前記支持突起と同等高さの側壁を有し、この側壁の端面に前記密着層が接着されて、前記密着層と前記治具本体との間に前記側壁で囲われた区画空間が画成され、前記治具本体に前記区画空間に連通する通気孔が形成され、この通気孔を介して前記区画空間内の空気を吸引することにより、前記密着層が変形されるものを用いたことを特徴とする。
また、前記の塗布方法においては、前記薄板状のワークは研削加工が施された半導体ウエハであることを特徴とする。
本発明によれば、薄板状のワークに固定治具を密着固定した状態のまま塗布装置に搬送し、固定治具を介して薄板状のワークを保持する。そして、この状態で液状塗布剤を滴下し、その平滑化が行われる。このため、薄板状のワークを塗布装置に搬送する間だけでなく、例えばスピンコータのスピンヘッドへの真空吸着からその取り外しまでの間に、薄板状のワークが破損することが防止され、薄板状のワーク表面に塗布剤を均一に塗布できる。
他方、上記固定治具から薄板状のワークを取り外すときには、通気孔の真空引きにより、通気孔を介して区画空間内の空気を吸引すると、密着層が支持突起間で窪むように変形し、密着層に対する薄板状のワークの接触面積が減少する。そのため、薄板状のワークをこれに無理な力をかけずに固定治具から脱離できるようになる。
以下においては、極薄に研削されたウエハWを、薄板状のワークの例として説明する。図1、図2を参照して、1は、ウエハWを固定する固定治具を示している。この固定治具1は、板状の治具本体2と、治具本体2の片面に設けられた密着層3とで構成されている。
治具本体2は、ウエハWよりも僅かに大径の円板状に形成されている。治具本体2の材料は、機械強度に優れたものであれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス等の金属材料、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル、ポリ塩化ビニル等の樹脂成形材料、ガラス等の無機材料、ガラス繊維強化エポキシ樹脂等の有機無機複合材料等が挙げられる。
治具本体2の片面には、0.05〜0.5mm程度の高さで直径が0.05〜1.0mm程度の円柱状の支持突起4が0.2〜2.0mm程度のピッチで複数形成されている。更に、治具本体2の片面の外周部には、支持突起3と同等高さの円筒状の側壁5が形成されている。尚、支持突起4は円柱状以外の形状、例えば、円錐台形に形成されていても良い。他方、治具本体2の他面は、所定の表面粗さを有するように平滑加工しておくことが好ましい。
密着層3は、可撓性、柔軟性、耐熱性、弾性、粘着性等に優れたウレタン系、アクリル系、フッ素系、シリコーン系等のエラストマーから成る20〜200μmの厚さのフィルムで形成される。そして、治具本体2の側壁5の端面に、密着層3の外周部を接着剤、ヒートシール等で接着している。これにより、密着層3と治具本体2との間に側壁5で囲われた区画空間6が画成される。また、密着層3は各支持突起4の平坦な端面に当接して支持される。また、治具本体2には、治具本体2をその厚さ方向に貫通して区画空間6に連通する少なくとも1個の通気孔7が形成されている。
上記のような固定治具1にウエハWを密着固定した状態で、図3に示すような塗布装置たるスピンコータ10によりウエハW表面に所定の薄膜が形成される。スピンコータ10は、公知の構造を有し、固定治具1を回転自在に水平保持するスピンヘッド11と、レジスト等の液状の塗布剤をスピンヘッド11上のウエハWに滴下するノズル12とを具備する。
スピンヘッド11の平面視円形の載置部には吸着孔11aが形成され、この吸着孔11aは、スピンヘッド内を貫通する通気路11bに連通し、図示しないバキュームポンプVによる真空引きにより、固定治具1の裏面を真空吸着して固定する。
次に、本発明の塗布方法の作動について説明する。先ず、ウエハWの回路面側に上記固定治具1を密着させ、研削加工の直後に極薄となったウエハWを安全に取り扱うことができるように支持固定された状態とする。この際、回路面を保護する保護用粘着シートをウエハWと固定冶具1の間に介在させてもよい。次に、固定冶具1に支持固定されたウエハWを公知の研削装置(図示せず)の加工テーブルに搭載する。そして、研削装置の粗研削手段によりウエハW裏面(回路面と反対側の面)の粗研削を行い、所定の厚さに研削する。その後、仕上研削手段によりウエハW裏面を仕上研削し、洗浄する。さらに必要に応じて、ウエハWの研削面にはウエットポリッシング等によるストレスリリーフ処理が行われる。
次いで、極薄に研削されたウエハWを固定治具1に密着させた状態で、例えば公知の構造を有する搬送アームにより上記塗布装置10に搬送し、スピンヘッド11の載置面に載置する。固定治具1が載置されると、バキュームポンプVを作動させて通気路11bの真空引きにより、固定治具1、ひいてはウエハWがスピンヘッド11で水平保持される。そして、ノズル12を介して所定の塗布剤を滴下し、次いで、スピンヘッド11に付設したモータ(図示せず)を所定の回転速度で回転させることで、塗布剤が平滑化される。
液状塗布剤が塗布されたウエハWは、所望により紫外線照射装置等の塗布剤固化手段(図示せず)に転載され、液状塗布剤が固化させる。ウエハWは固定冶具1に支持固定されているため、弛みや反りが起きない。このため、ウエハWの水平面を保つだけで、塗布された液状塗布剤が塗布剤固化手段まで搬送される間の流動変形は、最小に抑えられる。
このように、本実施の形態では、極薄に研削されたウエハWに固定治具1を密着固定した状態のまま塗布装置10に搬送し、固定治具1を介してウエハWを水平保持するため、研削後のウエハWを塗布装置10に搬送する間だけでなく、スピンヘッド11への取り付け及びその取り外しの際にウエハWが破損することが防止される。
他方、上記固定治具1からウエハWを取り外すときには、図示しないバキュームポンプによる通気孔11aの真空引きにより、通気孔11aを介して区画空間6内の空気を吸引すると、密着層3が支持突起6間で窪むように変形し、密着層3に対するウエハWの接触面積が減少する。そのため、ウエハをこれに無理な力をかけずに固定治具から脱離できるようになる。
尚、本実施の形態では、固定治具1にウエハWを固定した状態でその裏面を研削し、塗布装置に搬送する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ウエハWの裏面を研削した後、ウエハWの他面に固定治具1を密着固定させ、塗布装置10に搬送するようにしてもよい。また、塗布装置としてはスピンコータを例示したが、これに限らず、ナイフコータ、ダイコータ、スクリーンコータ等の他の塗布装置が用いられてもよい。
さらに、液状塗布剤としては、フォトレジストを例示したが、これに限らず、液状接着剤、保護膜用塗料または液状封止剤であってもよい。また、薄板状のワークとしては、ウエハを例示したが、これに限らず、ガラス、セラミックスまたは金属プラスチックなど種々の素材よりなる薄板状物を用いてもよい。
本発明の実施形態の固定治具の模式的断面図。 上記固定治具の治具本体の平面図。 本発明の実施形態におけるウエハへの塗布剤の塗布を行う塗布装置の模式的断面図。
符号の説明
1 固定治具
2 治具本体
3 密着層
4 支持突起
5 側壁
6 支持突起
7 通気孔
8 吸着孔
10 塗布装置(スピンコータ)
11 スピンヘッド
12 ノズル
W ウエハ

Claims (2)

  1. 薄板状のワークに液状塗布剤を滴下する工程と、
    前記滴下された液状塗布剤を平滑化させる工程とを含む塗布方法において、
    前記薄板状のワークは、液状滴下される反対面側が固定冶具により密着固定されてなり、
    前記固定治具として、板状の治具本体と、当該治具本体の片面に設けられた、薄板状のワークを着脱自在に密着保持する密着層とから成り、前記治具本体は、片面に前記密着層を支持する複数の支持突起を有すると共に、片面の外周部に前記支持突起と同等高さの側壁を有し、この側壁の端面に前記密着層が接着されて、前記密着層と前記治具本体との間に前記側壁で囲われた区画空間が画成され、前記治具本体に前記区画空間に連通する通気孔が形成され、この通気孔を介して前記区画空間内の空気を吸引することにより、前記密着層が変形されるものを用いたことを特徴とする塗布方法。
  2. 前記薄板状のワークは研削加工が施された半導体ウエハであることを特徴とする請求項1に記載の塗布方法。
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