JP2011147853A - 液状樹脂塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない液状樹脂量で効率良くワークに保護膜を形成すること。
【解決手段】本発明のある実施の形態の液状樹脂塗布装置１は、ワーク２を吸着保持する水平な保持面１１１を有する保持部１１と、鉛直方向を回転軸として保持部を回転させる回転部１２と、保持部１１の保持面１１１に保持されたワーク２の露出面２１に液状樹脂を供給する液状樹脂供給部１３と、露出面２１に供給された液状樹脂を露出面２１の全面に広げる塗広部材１４と、塗広部材１４を少なくとも水平方向に移動させる移動駆動部１５と、回転部１２を制御して保持部１１を回転させた状態で塗広部材１４を接触位置に位置付け、この接触位置からワーク２の外周位置まで塗広部材１４を水平移動させるように移動駆動部１５を制御する制御部１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等のワークに液状樹脂を塗布することによって保護膜を形成する液状樹脂塗布装置に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるワークの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断ラインによってワークを複数の領域に区画し、この区画された領域にＩＣやＬＳＩ等の回路を形成する。そして、このように回路を形成したワークをストリートに沿って切断することによって回路毎に分割し、個々の半導体チップを製造している。

ストリートに沿ったワークの切断は、例えば、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いて行われている。また、近年では、ストリートに沿ってレーザー光線を照射することでストリートに溝を形成し、その後外力を付与してワークを回路毎に分割する手法も試みられている（例えば、特許文献１を参照）。

ところで、レーザー光線を照射してワークを分割する手法では、レーザー光線を照射した領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生し、飛散したデブリがワークの表面に付着してデバイスの品質低下を招くという問題が生じる。この種の問題を解決するため、従来から、例えばスピンコート法によりワークの表面に保護膜を形成し、この保護膜を通してワークにレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。具体的には、ワークの表面に液状樹脂を供給し、この液状樹脂を遠心力によって流動させることでワークの表面に保護膜を形成している。

特開平１０−３０５４２０号公報 特開２００４−１８８４７５号公報

しかしながら、特許文献２の技術のようにスピンコート法によりワークの表面に保護膜を形成する手法では、ワーク上に供給した液状樹脂の大半がワーク外に飛散するため、供給する液状樹脂量を多く必要とし、効率が悪くて不経済であった。

本発明は、上記に鑑みて為されたものであり、少ない液状樹脂量で効率良くワークに保護膜を形成することができる液状樹脂塗布装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる液状樹脂塗布装置は、ワークを吸着保持する水平な保持面を有する保持部と、鉛直方向を回転軸として前記保持部を回転させる回転駆動部と、前記保持部の前記保持面に保持された前記ワークの露出面に液状樹脂を供給する液状樹脂供給部と、前記液状樹脂供給部によって前記ワークの前記露出面に供給された前記液状樹脂を前記露出面の全面に広げる塗広部材と、前記塗広部材を少なくとも水平方向に移動させる移動駆動部と、前記回転駆動部を制御して前記保持部を回転させた状態で、前記塗広部材を前記露出面に供給された前記液状樹脂と接触可能な接触位置に位置付けるとともに、前記塗広部材を前記接触位置から前記ワークの外周位置まで水平移動させるように前記移動駆動部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、保持部の水平な保持面上でワークを吸着保持し、ワークの露出面に液状樹脂を供給することとした。そして、保持部を回転させた状態で塗広部材を接触位置に位置付け、この塗広部材を接触位置からワークの外周位置まで水平移動させることとした。これによれば、ワークの露出面に供給した液状樹脂に塗広部材を接触させ、この塗広部材により液状樹脂を引き伸ばして露出面の全面に行き渡らせることができる。したがって、少ない液状樹脂量で効率良くワークに保護膜を形成することができる。

図１は、液状樹脂塗布装置の主要部の構成を説明する概略斜視図である。 図２は、液状樹脂塗布装置を構成する保持部の収納位置を説明する概略斜視図である。 図３は、ワーク保持工程を説明する図である。 図４は、液状樹脂供給工程を説明する図である。 図５は、塗広工程を説明する図である。 図６は、図５に続く塗広工程を説明する図である。 図７は、膜厚調整工程を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態である液状樹脂塗布装置について図面を参照して説明する。本実施の形態の液状樹脂塗布装置は、半導体ウェーハ等のワークをレーザー加工して分割するのに先立ち、このワークの所定の面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成するものである。

図１は、本実施の形態の液状樹脂塗布装置１の主要部の構成を説明する概略斜視図である。また、図２は、液状樹脂塗布装置１を構成する保持部１１の収納位置を説明する概略斜視図であり、筐体１０の一部を切り欠いて筐体１０の内部を示している。図１および図２に示すように、液状樹脂塗布装置１は、ワーク２を保持する保持部１１と、保持部１１によって保持されたワーク２の露出面２１に液状樹脂を供給する液状樹脂供給部１３と、液状樹脂供給部１３によって供給された液状樹脂を露出面２１の全面に塗布する塗広部材１４とを備える。

ここで、図１に示す液状樹脂塗布装置１が扱うワーク２は、略円板形状を有する。ワーク２の具体例は特に限定されないが、例えばシリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の半導体ウェーハ、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（Ａｌ₂Ｏ₃）系の無機材料基板、ＬＣＤドライバー等の各種電子部品、さらにはμｍオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。例えばワーク２として半導体ウェーハを扱い、ＩＣやＬＳＩ等の回路が形成された表面に保護膜を形成するのであれば、表面を露出面２１とする。この場合には、ワーク２は、表面が露出するように、表面を上にして保持部１１に搬入される。

保持部１１は、ワーク２に応じた大きさのチャックテーブルを主体とするものであり、水平（ＸＹ平面と平行）な保持面１１１を有し、不図示の吸引機構によって保持面１１１上でワーク２を吸着保持する。ワーク２は、この保持部１１に対して不図示の搬送手段によって露出面２１を上にして搬入され（矢印Ａ１）、保持面１１１上に載置されて吸着保持される。

このように保持面１１１上でワーク２を保持する保持部１１は、回転駆動部としての円筒状の回転部１２の上端に配設されている。この回転部１２は、内部に配設された不図示のパルスモータ等を含み、鉛直方向（Ｚ軸方向）を回転軸として回転自在な構成となっている。保持部１１の保持面１１１は、この回転部１２の回転によって水平面内での回転が可能に構成されている。

さらに、保持部１１は、この回転部１２を介して不図示の支持機構によりＺ軸方向へ上下動自在に支持されており、図１に示すように保持面１１１が筐体１０の上面高さとなる樹脂塗布位置と、図２に示すように保持面１１１が樹脂塗布位置から下降して筐体１０の内部に収納された収納位置とに選択的に位置付けられる。ここで、筐体１０は、上下動自在な保持部１１を収容し得る大きさの上方開口の箱状を有し、回転部１２や不図示の支持機構は、この筐体１０内に収容されている。

液状樹脂供給部１３は、筐体１０上面の開口近傍に配設され、鉛直方向を回転軸とする回転を自在に行う支軸１３１と、この支軸１３１の上端側に一端が連結されたアーム１３２と、このアーム１３２の他端側に吐出口が下を向くようにして設けられたノズル１３３とを備え、この他に、液状樹脂供給源やこの液状樹脂供給源からの液状樹脂をノズル１３３に導くパイプ等を含む。この液状樹脂供給部１３は、後述する液状樹脂供給工程において支軸１３１の回転によってアーム１３２が回動し、保持面１１１の中心近傍上方にノズル１３３が移動するようになっており、これによって、ノズル１３３からの液状樹脂を保持面１１１上のワーク２の露出面２１に供給可能な構成となっている。なお、アーム１３２は、液状樹脂供給工程を除いて後述する塗広部材１４の上下動および水平移動と干渉しない位置に位置付けられる。

塗広部材１４は、例えば保持面１１１の径（ワーク２の径）と略同等の長さを有する棒状体で構成され、その軸方向がＸ軸方向に沿うように保持部１１の上方に配設されている。このように保持部１１の上方に配設された塗広部材１４は、移動駆動部１５によって上下動およびＹ軸方向への水平移動が自在に構成されており、液状樹脂供給部１３によってワーク２の露出面２１に供給された液状樹脂を広げて露出面２１の全面に誘導する。この移動駆動部１５は、塗広部材１４をＺ軸方向に移動駆動するための駆動源であるモータや、塗広部材１４のＺ軸方向の位置を検出する検出手段等（不図示）を具備して構成され、液状樹脂供給部１３によって露出面２１に供給された液状樹脂と接触可能な保持面１１１近傍の接触位置と、液状樹脂供給部１３のアーム１３２の回動と干渉しないように保持面１１１から上方に離間した退避位置とに塗広部材１４を上下動させる。さらに、移動駆動部１５は、塗広部材１４をＹ軸方向に移動駆動するための駆動源であるモータや、塗広部材１４のＹ軸方向の位置を検出する検出手段等（不図示）を具備して構成され、塗広部材１４を接触位置と保持面１１１上のワーク２の外周上方となる外周位置との間でＹ軸方向に沿って水平移動させる。

制御部１６は、液状樹脂塗布装置１の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータ等で構成され、液状樹脂塗布装置１を構成する各部の動作を制御して液状樹脂塗布装置１を統括的に制御する。

次に、以上のように構成される液状樹脂塗布装置１の動作について説明する。本実施の形態では、液状樹脂塗布装置１は、ワーク保持工程、液状樹脂供給工程、塗広工程、および膜厚調整工程を順次実施する。図３は、ワーク保持工程を説明する図であり、図４は、液状樹脂供給工程を説明する図であり、図５は、塗広工程を説明する図であり、図６は、図５に続く塗広工程を説明する図であり、図７は、膜厚調整工程を説明する図であり、各図３〜図７では、保持部１１の周辺を拡大して模式的に示している。

（ワーク保持工程）
ワーク保持工程に先立ち、液状樹脂塗布装置１では、不図示の支持機構が保持部１１を樹脂塗布位置に位置付けるとともに、不図示の搬送手段が露出面２１を上にした状態でワーク２を保持部１１に搬入し、保持面１１１上に載置する。そして、ワーク保持工程では、制御部１６が不図示の吸引機構を制御し、保持面１１１上でワーク２を吸着保持させる。また、このワーク保持工程において、制御部１６は、図３に示すように、塗広部材１４が退避位置に位置した状態で液状樹脂供給部１３を制御し、支軸１３１を回転させることによってアーム１３２を回動させ、保持面１１１の中心近傍上方にノズル１３３を移動させる。

（液状樹脂供給工程）
続く液状樹脂供給工程では、図４に示すように、制御部１６は先ず、回転部１２を制御して保持部１１を回転させる（矢印Ａ２）。そして、制御部１６は、保持部１１を回転させたままの状態で液状樹脂供給部１３を制御し、ノズル１３３から所定量の液状樹脂を吐出させることで保持面１１１上のワーク２の露出面２１の中心近傍に液状樹脂３を供給する。ここで、液状樹脂３は、このように回転する保持面１１１上のワーク２の露出面２１に供給された際に表面張力で盛り上がるように、ある程度の粘度（例えば６０ｃＰ）を有するものを用いる。また、供給する液状樹脂３の量は、最終的に露出面２１に形成する保護膜３１（図７を参照）の膜厚等に応じて予め設定する。その後、制御部１６は、支軸１３１を回転させることによってアーム１３２を回動させ、アーム１３２を保持面１１１上から退避させて塗広部材１４の上下動および水平移動と干渉しない位置に位置付ける。

（塗広工程）
続く塗広工程では、図５に示すように、制御部１６は、保持部１１を回転させた状態を保ったまま（矢印Ａ２）、移動駆動部１５を制御して塗広部材１４を下降させ（矢印Ａ３）、塗広部材１４を接触位置に位置付けて液状樹脂３に接触させる。本実施の形態では、液状樹脂３は、液状樹脂供給工程においてワーク２の露出面２１の中心近傍に供給される。したがって、接触位置は、そのＹ軸方向の位置が保持面１１１の中心のＹ位置に近傍し、且つそのＺ軸方向の位置が保持面１１１のＺ位置に近傍する位置として設定される。例えば、液状樹脂３の粘度が６０ｃＰの場合、塗広部材１４と保持面１１１上に載置されたワーク２の露出面２１との間隙（ｃ）が０ｍｍ＜ｃ≦１．０ｍｍ程度となるように接触位置を設定する。

その後、図６に示すように、制御部１６は、保持部１１を回転させた状態を保ったまま（矢印Ａ２）、移動駆動部１５を制御して塗広部材１４をＹ軸方向に水平移動させ（矢印Ａ４）、保持面１１１上のワーク２の外周上方となる外周位置に位置付ける。その後、制御部１６は、移動駆動部１５を制御して塗広部材１４を退避位置に戻す。このように液状樹脂３に接触した塗広部材１４を接触位置から外周位置まで水平移動させると、液状樹脂３が塗広部材１４に引っ張られることで露出面２１に対する液状樹脂３の塗布領域が漸次均一に広がっていく。そして、塗広部材１４が外周位置まで移動すると、液状樹脂３が外周部に達して露出面２１の全面に液状樹脂３が行き渡る。このように、塗広部材１４は、露出面２１に供給された液状樹脂３を露出面２１の全面に均一に広がるように誘導する。なお、本実施の形態では、塗広部材１４をワーク２の径と略同等の長さの棒状体として例示したが、露出面２１の全面に液状樹脂３を引き伸ばすことができればよい。すなわち、塗広部材１４と液状樹脂３との接触面積に併せて長さと形状は適宜設定できる。したがって、塗広部材１４は、棒状体に限らず、保持面１１１と対向する面を有する板状体等を用いることとしてもよい。

この塗広工程での塗広部材１４のＹ軸方向に沿った水平移動の速度は、液状樹脂３の粘度等をもとに予め設定しておく。例えば、液状樹脂３の粘度が６０ｃＰの場合、２５ｍｍ／ｓｅｃ〜５ｍｍ／ｓｅｃ程度に設定する。また、液状樹脂供給工程および塗広工程での保持部１１の回転速度は、露出面２１に供給された液状樹脂３が遠心力によってワーク２外に飛散しないように低速とし、例えば１００ｒｐｍ以下とするのが好ましい。

（膜厚調整工程）
膜厚調整工程では、図７に示すように、制御部１６は先ず、不図示の支持機構を制御して保持部１１を下降させ（矢印Ａ５）、保持部１１を収納位置に位置付ける。その後、制御部１６は、回転部１２を制御して保持部１１を所定の時間高速回転させ（矢印Ａ６）、遠心力によって露出面２１に塗布された液状樹脂３をワーク２外に飛散させることで膜厚を調整する。このとき、保持部１１は筐体１０内部の収納位置に位置付けられており、液状樹脂が筐体１０外に飛散することがない。この結果、図７に示すように、露出面２１の全面に液状樹脂の保護膜３１が所望の膜厚で形成される。

ここで、調整する膜厚は、適宜設定できるが、例えば０．１ｕｍ〜２０．０ｕｍに設定する。そして、調整する膜厚に応じて保持部１１の回転速度および回転時間を設定する。例えば、液状樹脂３の粘度が６０ｃＰの場合に、膜厚を２．０μｍ程度に調整する場合は、保持部１１の回転速度を２０００ｒｐｍとし、回転時間を３０ｓｅｃとする。

なお、本実施の形態では、液状樹脂３の粘度を６０ｃＰとして説明したが、粘度が３ｃＰ〜２１０ｃＰ程度の間であれば、塗広工程においては６０ｃＰの場合と同様の条件で塗布が可能と考えられる。膜厚調整工程に関しては、粘度と目的の膜厚に応じて適宜保持部１１の回転速度と回転時間を設定すればよい。

以上説明したように、本実施の形態では、保持部１１の保持面１１１上で露出面２１が露出するようにワーク２を吸着保持し、このワーク２の露出面２１に保持部１１を回転させながら液状樹脂３を供給することとした。そして、保持部１１を回転させたままの状態で塗広部材１４を接触位置に位置付けて液状樹脂３に接触させ、この塗広部材１４を接触位置からワーク２の外周位置まで水平移動させることとした。これによれば、ワーク２の露出面２１に供給した液状樹脂３を均一に引き伸ばして広げることができ、液状樹脂３を露出面２１の全面に行き渡らせることができる。したがって、背景技術で説明した従来技術のように遠心力によって保護膜を形成する場合のように、液状樹脂を無駄に消費することなく効率よく所望の膜厚の保護膜３１を形成することができるので、消費する液状樹脂量を低減させることができる。したがって、少ない液状樹脂量で効率良くワーク２に保護膜を形成することができる。

また、従来技術のように遠心力によって保護膜を形成する手法では、例えばバンプが形成されたワークの表面を露出面として保護膜を形成する場合等、露出面が凹凸を有する場合に、保護膜を均一に塗布することができない場合があった。これに対し、本実施の形態では、ワーク２の露出面２１に供給した液状樹脂を保持部１１を回転させながら塗広部材１４によって引き伸ばす構成としたので、液状樹脂を露出面２１の全面に均一に広げることができる。

なお、以上のようにして液状樹脂塗布装置１によって露出面２１に保護膜３１が形成されたワーク２は、例えばレーザー加工されて分割されるが、この保護膜３１によって、レーザー加工時に発生するデブリから露出面２１を保護することができる。ただし、本発明の液状樹脂塗布装置１は、このようなレーザー加工時のデブリから保護する保護膜を形成する場合に限らず、例えばレジストを塗布する場合等、各種ワークの所定の面に液状樹脂を塗布して被覆する場合に同様に適用できる。

以上のように、本発明の液状樹脂塗布装置は、少ない液状樹脂量で効率良くワークに保護膜を形成するのに適している。

１ 液状樹脂塗布装置
１０ 筐体
１１ 保持部
１１１ 保持面
１２ 回転部
１３ 液状樹脂供給部
１３１ 支軸
１３２ アーム
１３３ ノズル
１４ 塗広部材
１５ 移動駆動部
１６ 制御部
２ ワーク
２１ 露出面

Claims (1)

1. ワークを吸着保持する水平な保持面を有する保持部と、
   鉛直方向を回転軸として前記保持部を回転させる回転駆動部と、
   前記保持部の前記保持面に保持された前記ワークの露出面に液状樹脂を供給する液状樹脂供給部と、
   前記液状樹脂供給部によって前記ワークの前記露出面に供給された前記液状樹脂を前記露出面の全面に広げる塗広部材と、
   前記塗広部材を少なくとも水平方向に移動させる移動駆動部と、
   前記回転駆動部を制御して前記保持部を回転させた状態で、前記塗広部材を前記露出面に供給された前記液状樹脂と接触可能な接触位置に位置付けるとともに、前記塗広部材を前記接触位置から前記ワークの外周位置まで水平移動させるように前記移動駆動部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする液状樹脂塗布装置。

Images