JP2011255296A - 液状樹脂の塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の被加工面に所望の厚みの樹脂被膜を形成することができる液状樹脂の塗布装置を提供する。
【解決手段】噴霧ノズル５２は液状樹脂供給源５１と連通し下端面に液状樹脂流出口５２１ａが開口する液状樹脂流通通路５２１と、液状樹脂流出通路５２１を囲繞して設けられ下端面に環状の空気流出口５２２ａが開口する筒状の圧縮空気流通通路５２２と、筒状の圧縮空気流通通路５２２の上端部に連通するとともに圧縮空気供給手段５４に連通された圧縮空気導入通路５２３とを具備し、筒状の圧縮空気流通通路５２２は上端から下端に向けて縮径してロート状に形成され、該環状の空気流出口５２２ａが該液状樹脂流出口５２１ａを囲繞して設けられており、圧縮空気導入通路５２３は筒状の圧縮空気流通通路５２２の壁面に対して接線方向に形成され、筒状の圧縮空気流通通路５２２に導入する圧縮空気を旋回せしめる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハの裏面に液状樹脂を塗布する液状樹脂の塗布装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々のデバイスを形成する。デバイスの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成している。

個々に分割された半導体デバイスは、その裏面にポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂脂等で形成された厚み２０〜４０μｍのダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。半導体デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切断することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体デバイスを形成している。（例えば、特許文献１参照。）

しかるに、接着フィルムは所定の厚みおよび所定の大きさのシートをウエーハの大きさに合わせて切断して用いるため、ウエーハの大きさに対応させて所望の厚みの接着フィルムを得るには厚みが異なる複数の接着フィルムを用意する必要があり、コストが増大するとともに在庫の管理費用が増大する。

このような問題を解消するために、ウエーハの裏面に液状の樹脂を塗布することにより、ウエーハの大きさに対応してウエーハの裏面に接着剤を形成する方法が下記特許文献２および特許文献３に開示されている。

しかるに、上記特許文献２および特許文献３に記載された液状樹脂の塗布方法は、回転するウエーハの中心部に液状樹脂を滴下し、この滴下された液状樹脂を遠心力によって外周に向けて移動させるスピンコート法であり、滴下された液状樹脂の殆どがスピンアウトし実際にウエーハに塗布される液状樹脂は滴下量の３０％にも満たず不経済であるとともに、ウエーハの裏面に塗布される樹脂被膜の厚みにムラが生ずるという問題ある。

このような問題を解消するために、ウエーハの被加工面に液状樹脂をスプレーで吹き付けて被膜を形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献４参照。）

特開２０００−１８２９９５号公報 特開平８−２３６５５４号公報 特開２００７−４８９５８９号公報 特開２００６−２８６７６３号公報

而して、液状樹脂をスプレーで吹き付ける方式は、スピンコート法に比して液状樹脂の使用量を減少することはできるが、液状樹脂は粘度が高いためスプレーで噴射すると液状樹脂の塊が断続的に噴射され、ウエーハの被加工面に塗布される樹脂の厚みにバラツキが生ずるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物の被加工面に所望の厚みの樹脂被膜を形成することができる液状樹脂の塗布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、被加工物を保持する保持面を備えた保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物に液状樹脂を噴霧する噴霧ノズルと、該噴霧ノズルに液状樹脂を供給する液状樹脂供給源と、該噴霧ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、を具備する液状樹脂の塗布装置において、
該噴霧ノズルは、該液状樹脂供給源と連通し下端面に液状樹脂流出口が開口する液状樹脂流通通路と、該液状樹脂流出通路を囲繞して設けられ下端面に環状の空気流出口が開口する筒状の圧縮空気流通通路と、該筒状の圧縮空気流通通路の上端部に連通するとともに該圧縮空気供給手段に連通された圧縮空気導入通路と、を具備し、
該筒状の圧縮空気流通通路は、上端から下端に向けて縮径してロート状に形成され、該環状の空気流出口が該液状樹脂流出口を囲繞して設けられており、
該圧縮空気導入通路は、該筒状の圧縮空気流通通路の壁面に対して接線方向に形成され、該筒状の圧縮空気流通通路に導入する圧縮空気を旋回せしめる、
ことを特徴とする液状樹脂の塗布装置。

上記液状樹脂供給源は、ダイボンディング用の接着剤としての液状樹脂を供給する。

本発明による液状樹脂の塗布装置においては、保持テーブルに保持された被加工物に液状樹脂を噴霧する噴霧ノズルは、液状樹脂供給源と連通し下端面に液状樹脂流出口が開口する液状樹脂流通通路と、液状樹脂流出通路を囲繞して設けられ下端面に環状の空気流出口が開口する筒状の圧縮空気流通通路と、筒状の圧縮空気流通通路の上端部に連通するとともに圧縮空気供給手段に連通された圧縮空気導入通路とを具備し、筒状の圧縮空気流通通路が上端から下端に向けて縮径してロート状に形成され、環状の空気流出口が液状樹脂流出口を囲繞して設けられており、圧縮空気導入通路が筒状の圧縮空気流通通路の壁面に対して接線方向に形成され、筒状の圧縮空気流通通路に導入する圧縮空気を旋回せしめるので、圧縮空気導入通路から筒状の圧縮空気流通通路に導入された圧縮空気は渦流となって環状の空気流出口から流速を速めて流出される。この結果、環状の空気流出口によって囲繞されている液状樹脂流出口部に均一な負圧が形成されるため、液状樹脂流出口から液状樹脂が塊となることなく均一に流出し、渦流となって噴出する圧縮空気と混合され微細なミストとなって噴霧される。従って、液状樹脂の単位時間当たりの噴霧量を調整することにより、被加工物の被加工面にバラツキのない所望の厚みの樹脂被膜を形成することができる。

本発明に従って構成された液状樹脂の塗布装置の斜視図。 図１に示す液状樹脂の塗布装置を構成する噴霧ノズルの縦断面図。 図２に示す噴霧ノズルのB-B線断面図。 図１に示す液状樹脂の塗布装置を構成する噴霧ノズルの他の実施形態を示す横断面図。 図１に示す液状樹脂の塗布装置によって実施する液状樹脂固化工程の説明図。

以下、本発明による液状樹脂の塗布装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成された液状樹脂の塗布装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における液状樹脂の塗布装置は、上方が開放した矩形状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２の一側壁２１には吸引口２１１が形成されており、該吸引口２１１に図示しない吸引手段に連通された吸引ダクト２２が接続されている。また、装置ハウジング２の底壁には排出口（図示せず）が形成されており、該排出口にドレーンパイプ２３が接続されている。装置ハウジング２内には、被加工物としての半導体ウエーハ等を保持する保持テーブル３および該保持テーブル３を回転駆動する電動モータ４が配設されている。

保持テーブル３は、円盤状の基台３１と、該基台３１の上面に配設されポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着保持チャック３２とからなっており、吸着保持チャック３２が図示しない吸引手段に連通されている。このように構成された保持テーブル３は、吸着保持チャック３２の上面（保持面）に被加工物としての半導体ウエーハ等を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより吸着保持チャック３２上に被加工物としての半導体ウエーハ等を吸引保持する。このようにして被加工物としての半導体ウエーハ等を吸引保持する保持テーブル３は、電動モータ４によって回転せしめられる。

図示の実施形態における液状樹脂の塗布装置は、保持テーブル３に保持された、被加工物としての半導体ウエーハ等の上面に液状樹脂を塗布する液状樹脂塗布機構５を具備している。液状樹脂塗布機構５は、液状樹脂を収容する液状樹脂供給源としての液状樹脂収容容器５１と、該液状樹脂収容容器５１の下端に接続された噴霧ノズル５２と、液状樹脂収容容器５１を支持する容器支持手段５３を具備している。液状樹脂供給源としての液状樹脂収容容器５１は、上端が大気に開放されており、下端には図２に示すように液状樹脂吐出口５１１が形成されている。このように構成された液状樹脂収容容器５１には、上端開放口から例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂脂等からなるダイボンディング用の接着剤としての液状樹脂が適宜供給されるようになっている。

図２および図３を参照して説明を続けると、上記液状樹脂収容容器５１の下端に接続された噴霧ノズル５２は、上記液状樹脂収容容器５１の液状樹脂吐出口５１１と連通する液状樹脂流通通路５２１と、該液状樹脂流出通路５２１を囲繞して設けられた筒状の圧縮空気流通通路５２２と、該筒状の圧縮空気流通通路５２２の上端部に連通する圧縮空気導入通路５２３とを具備している。液状樹脂流出通路５２１は、噴霧ノズル５２の中心部に軸方向に設けられており、噴霧ノズル５２の下端面に開口する液状樹脂流出口５２１aを備えている。なお、噴霧ノズル５２の液状樹脂流出通路５２１には、図示していないがニードル弁が配設されており、液状樹脂流出口５２１aの開閉および流量の調節ができるようになっている。

上記筒状の圧縮空気流通通路５２２は、上端から下端に向けて縮径してロート状に形成され、噴霧ノズル５２の下端面に開口する環状の空気流出口５２２aが上記液状樹脂流出口５２１aを囲繞して設けられている。上記圧縮空気導入通路５２３は、図３に示すように筒状の圧縮空気流通通路５２２の軸方向に対して直交する方向から圧縮空気流通通路５２２の壁面に対して接線方向となるように形成されている。この圧縮空気導入通路５２３は、圧縮空気供給手段５４に接続されている。なお、圧縮空気導入通路５２３は、図４に示すように１８０度の位相を持って２個設けてもよい。

図示の実施形態における噴霧ノズル５２は以上のように構成されており、圧縮空気供給手段５４が作動すると、圧縮空気が圧縮空気導入通路５２３から筒状の圧縮空気流通通路５２２の壁面に対して接線方向に流入せしめられる。筒状の圧縮空気流通通路５２２の壁面に対して接線方向に流入した圧縮空気は旋回せしめられ、渦流となって環状の空気流出口５２２aから流速を速めて流出される。この結果、環状の空気流出口５２２aによって囲繞されている液状樹脂流出口５２１a部には、環状の空気流出口５２２aから旋回しながら高速で流出する圧縮空気に起因して均一な負圧が形成されるため、液状樹脂流出口５２１aから液状樹脂が塊となることなく均一に流出し、渦流となって噴出する圧縮空気によって攪拌され微細なミストとなって噴霧される。

図１に戻って説明を続けると、上記液状樹脂収容容器５１を支持する容器支持手段５３は、液状樹脂収容容器５１および噴霧ノズル５２を支持する容器ホルダ５３１と、該容器ホルダ５３１を保持テーブル３の上面である保持面と平行に移動せしめる加工送り機構５３２を備えている。加工送り機構５３２は、容器ホルダ５３１に連結された支持部材５３３と、装置ハウジング２の側壁に配設され支持部材５３３を矢印Y1およびY2で示す方向に移動可能に案内する案内レール５３４と、支持部材５３３を案内レール５３４に沿って移動せしめる移動手段５３５とからなっている。支持部材５３３は、L字状に形成され上端が上記容器ホルダ５３１と連結する連結部５３３aと、該連結部５３３aの下端から水平に延びる支持部５３３bとからなっており、該支持部５３３bには上記案内レール５３４に摺動可能に嵌合する被案内溝５３３cが形成されている。従って、被案内溝５３３cを案内レール５３４に摺動可能に嵌合することにより、上記容器ホルダ５３１に連結された支持部材５３３は案内レール５３４に沿って矢印Y1およびY2で示す方向に移動可能に支持される。

上記加工送り機構５３２を構成する移動手段５３５は、装置ハウジング２の前壁に配設されたパルスモータ５３５aと、該パルスモータ５３５aの駆動軸に装着された駆動ローラ５３５bと間隔を置いて装置ハウジング２の側壁における後端部に配設された従動ローラ５３５cと、駆動ローラ５３５bと従動ローラ５３５cに巻回された無端ベルト５３５dとからなっており、無端ベルト５３５dが上記支持部材５３３の支持部５３３bに取付けられている。このように構成された移動手段５３５は、パルスモータ５３５aを正転駆動すると無端ベルト５３５dに取付けられた支持部材５３３が矢印Y1で示す方向に移動せしめられ、パルスモータ５３５aを逆転すると支持部材５３３が矢印Y2で示す方向に移動せしめられる。

図示の実施形態における液状樹脂の塗布装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
先ず、図５の(a)に示すように保持テーブル３の上面である保持面に被加工物としての半導体ウエーハWを載置する。この半導体ウエーハWは、裏面が研削されて所定の厚みに形成されており、表面に保護テープTが貼着された状態で保護テープT側が保持テーブル３に載置される。従って、半導体ウエーハWは、裏面が上側となる。このようにして、保持テーブル３上に載置された半導体ウエーハWは、図示しない吸引手段を作動することにより保持テーブル３に吸引保持される。保持テーブル３に半導体ウエーハWを吸引保持したならば、図５の(a)に示すように保持テーブル３を矢印Aで示す方向に例えば１００rpmの回転速度で回転し、圧縮空気供給手段５４を作動して例えば０．５Mpの圧縮空気を供給する。圧縮空気供給手段５４によって供給された圧縮空気は、上述したように噴霧ノズル５２の圧縮空気導入通路５２３から筒状の圧縮空気流通通路５２２に流入し、渦流となって環状の空気流出口５２２aから流速を速めて流出される。この結果、環状の空気流出口５２２aによって囲繞されている液状樹脂流出口５２１a部には、環状の空気流出口５２２aから旋回しながら高速で流出する圧縮空気に起因して均一な負圧が形成されるため、液状樹脂流出口５２１aから液状樹脂１０が塊となることなく均一に流出し、渦流となって噴出する圧縮空気によって攪拌され微細なミスト１０となって噴霧される。このようにして液状樹脂を噴霧するとともに、加工送り機構５３２の移動手段５３５のパルスモータ５３５aを正転駆動する。従って、上述したように噴霧ノズル５２が装着された液状樹脂収容容器５１を支持した容器ホルダ５３１に連結された支持部材５３３が図１および図５の(a)に示す待機位置から矢印Y1で示す方向に移動する。そして、容器ホルダ５３１に支持された液状樹脂収容容器５１に装着された噴霧ノズル５２の中心が保持テーブル３に保持された半導体ウエーハWの中心より１０〜２０mm手前の位置に達したら、移動手段５３５のパルスモータ５３５aを逆転駆動することにより、噴霧ノズル５２を図１および図５の(a)に示す待機位置に戻し、図示しない圧縮空気供給手段からの圧縮空気の供給を停止して噴霧ノズル５２からの液状樹脂の噴霧を停止する（液状樹脂塗布工程）。

この液状樹脂塗布工程における噴霧ノズル５２の移動速度は、半導体ウエーハWの周速度が速い外周部領域では遅く、半導体ウエーハWの周速度が遅い中心領域においては速くすることが望ましく、例えば５〜１０mm／秒の範囲で制御する。この結果、保持された半導体ウエーハWの裏面である被加工面（上面）には、液状樹脂が均一の厚みで塗布される。例えば、噴霧ノズル５２から噴出される液状樹脂の量を(Q)ミリリットル／秒、噴霧ノズル５２の移動速度を(V)mm／秒、噴霧ノズル５２が位置付けられている半導体ウエーハWの中心からの距離を(r)ｍｍ、保持テーブル３の回転速度を(ω)ラジアン／秒とすると、Q／(V・r・ω)＝一定（例えば３０μm）となるように噴霧ノズル５２の移動速度を(V)と保持テーブル３１の回転速度を(ω) を制御すると、半導体ウエーハWの裏面である被加工面（上面）に一定の厚み（例えば３０μm）の樹脂を被覆することができる。なお、噴霧ノズル５２から噴出される液状樹脂の量 (Q)および保持テーブル３の回転速度 (ω)を一定にして、噴霧ノズル５３の移動速度 (V)だけを制御するようにしてもよい。この結果、保持テーブル７１に保持された半導体ウエーハWの裏面である被加工面（上面）には、図５の(b)に示すように液状樹脂１０が均一の厚みで塗布される。

２：装置ハウジング
３：保持テーブル
４：電動モータ
５：液状樹脂塗布機構
５１：液状樹脂収容容器
５２：噴霧ノズル
５３：容器支持手段
５３１：容器ホルダ
５３２：加工送り機構
５３５：移動手段
５４：圧縮空気供給手段
W：半導体ウエーハ
T：保護テープ

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持面を備えた保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物に液状樹脂を噴霧する噴霧ノズルと、該噴霧ノズルに液状樹脂を供給する液状樹脂供給源と、該噴霧ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、を具備する液状樹脂の塗布装置において、
   該噴霧ノズルは、該液状樹脂供給源と連通し下端面に液状樹脂流出口が開口する液状樹脂流通通路と、該液状樹脂流出通路を囲繞して設けられ下端面に環状の空気流出口が開口する筒状の圧縮空気流通通路と、該筒状の圧縮空気流通通路の上端部に連通するとともに該圧縮空気供給手段に連通された圧縮空気導入通路と、を具備し、
   該筒状の圧縮空気流通通路は、上端から下端に向けて縮径してロート状に形成され、該環状の空気流出口が該液状樹脂流出口を囲繞して設けられており、
   該圧縮空気導入通路は、該筒状の圧縮空気流通通路の壁面に対して接線方向に形成され、該筒状の圧縮空気流通通路に導入する圧縮空気を旋回せしめる、
   ことを特徴とする液状樹脂の塗布装置。
2. 該液状樹脂供給源は、ダイボンディング用の接着剤としての液状樹脂を供給する、請求項１記載の液状樹脂の塗布装置。

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