JP2016055497A - 保護被膜の被覆方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの表面形状に関係なくウエーハの表面に保護被膜を均一に形成すること。【解決手段】保護被膜の被覆方法は、フィルム状の樹脂シート（１０）でウエーハ（Ｗ）の表面全域を覆う樹脂シート載置工程と、樹脂シート載置工程でウエーハの表面全域を覆った樹脂シートを表面に密着させ樹脂シートを貼着する貼着工程と、貼着工程を経た樹脂シートを硬化させる硬化工程とによって構成され、ウエーハの表面に樹脂シートの厚みに応じた保護被膜を形成するようにした。【選択図】図５

Description

本発明は、ウエーハの表面を被覆する保護被膜の被覆方法に関し、特に、バンプ等の凸部が表面に形成されたウエーハを被覆する保護被膜の被覆方法に関する。

分割予定ラインに沿ってレーザ光線を照射して半導体ウエーハや光デバイスウエーハ（以下、単にウエーハと記す）を分割するレーザ加工装置においては、ウエーハ表面にレーザー光線を照射すると、照射された領域から溶融物としてデブリが発生する。このデブリがウエーハの表面に再付着するのを防止するために、ウエーハの表面に、液状樹脂等の保護被膜を被覆する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、保護被膜の具体的な被覆方法として、回転テーブルに保持されたウエーハの中心部に所定量の液状樹脂を滴下し、回転テーブルを所定速度で回転させる、いわゆるスピンコーティングという方法が提案されている（特許文献２から特許文献４参照）。さらに、保護被膜の膜厚を均一にするために、スピンコーティングを複数回実施する方法も提案されている（特許文献３及び特許文献４参照）。

特開２００４−１８８４７５号公報 特開２００６−１９８４５０号公報 特開２００８−００６３７９号公報 特開２０１４−０６０２６９号公報

ところで、ウエーハの表面のデバイス上にバンプ等の凸部が形成されている場合には、ウエーハを保持した回転テーブルを回転させ、その遠心力によって液状樹脂を外周部に向けて流動させようとしても、表面の凸部に妨げられ液状樹脂をウエーハの表面に均一に塗布することが困難であった。保護被膜の膜厚が均一でない場合、保護被膜の薄い部分ではデブリに対する保護効果が小さくなり、保護被膜の薄い部分に付着したデブリがウエーハに影響を与えてしまうおそれがあった。また、特許文献３及び特許文献４に示すように、スピンコーティングを複数回実施することも考えられるが、液状樹脂は水溶性樹脂であるため、液状樹脂を一度乾燥させた後に再び液状樹脂を塗布しても、最初に被覆した保護被膜は溶けてしまい、必ずしも均一に保護被膜を形成できるとは限らなかった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ウエーハの表面形状に関係なくウエーハの表面に保護被膜を均一に形成することができる保護被膜の被覆方法を提供することを目的とする。

本発明の保護被膜の被覆方法は、樹脂によって板状のウエーハの表面に保護被膜を形成する保護被膜の被覆方法であって、フィルム状の樹脂シートで表面の全面を覆う樹脂シート載置工程と、樹脂シート載置工程で表面の全面を覆った樹脂シートを表面に密着させ樹脂シートを貼着する貼着工程と、貼着工程を経た樹脂シートを硬化させる硬化工程と、からなることを特徴とする。

この構成によれば、ウエーハの表面に樹脂シートが載置された後、樹脂シートがウエーハの表面全域に密着されることで、ウエーハの表面に樹脂シートの厚みに応じた保護被膜を形成することができる。よって、ウエーハの表面形状に関係なく、例えば、表面にバンプ等の凸部が形成されたウエーハであっても、ウエーハの表面全域に均一な厚みの保護被膜を形成することができる。

本発明によれば、保護被膜を構成する樹脂シートをウエーハの表面に密着させることで、ウエーハの表面形状に関係なくウエーハの表面に保護被膜を均一に形成することができる。

本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法が適用されるウエーハの一例を示す図である。 本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法に用いられる樹脂シートの一例を示す図である。 本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法に適用される保護被膜形成装置の模式図である。 本実施の形態に係る樹脂シート載置工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る貼着工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る硬化工程の一例を示す図である。 第１の変形例に係る貼着工程を示す図である。 第２の変形例に係る貼着工程を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法が適用されるウエーハの一例を示す図である。図２は、本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法に用いられる樹脂シートの一例を示す図である。図３は、本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法に適用される保護被膜形成装置の模式図である。本実施の形態においては、保護被膜形成装置がレーザ加工装置に適用される例について説明する。なお、本実施の形態に係る保護被膜形成装置は、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。保護被膜形成装置は、ウエーハの表面に樹脂シートを貼着し、ウエーハの表面に保護被膜を形成する構成であれば、どのように構成されてもよい。

先ず、本実施の形態に適用されるウエーハについて説明する。図１に示すように、ウエーハＷは、円形状を有しており、ウエーハＷの表面は、格子状に配列された分割予定ライン（不図示）によって複数のデバイス領域に区画されている。各デバイス領域には、バンプ等の半球状の凸部Ｂが複数形成されている。ウエーハＷは、表面を上向きにして、裏面側に貼着された保持テープＴを介してリングフレームＦに保持される。なお、ウエーハＷは、シリコンウエーハ、ガリウムヒソ等の半導体ウエーハに限らず、パッケージ基板、ガラス、サファイア系の無機材料基板でもよい。また、ウエーハＷの表面に形成される凸部Ｂは、バンプに限られない。例えば、アルミナセラミック基板上に形成された光デバイスの表面をシリコーン樹脂で保護し、シリコーン樹脂の表面に複数の凸部Ｂを備える構成としてもよい。また、凸部Ｂは、必ずしも形成されなくてよい。

ところで、上述したウエーハＷの表面に保護被膜を形成する場合、一般的には、スピンコーティングが採用される。スピンコーティングでは、液状樹脂がウエーハＷの表面中央に滴下され、ウエーハＷを保持する保持テーブルが高速回転される。これにより、液状樹脂には遠心力が生じ、液状樹脂はウエーハＷの中心から外周に向かって拡散される。この結果、ウエーハＷの表面全域に液状樹脂が塗布される。しかしながら、スピンコーティングでは、保持テーブル２の高速回転により、多くの液状樹脂（より具体的には、ウエーハＷの表面中央に滴下された液状樹脂のうちの９割程度）が吹き飛ばされ、吹き飛ばされた液状樹脂は廃棄処分されていた。このように、スピンコーティングによる保護被膜の形成においては、液状樹脂の節約が課題となっていた。

そこで、本願出願人は、ウエーハＷに形状に合わせた樹脂シート１０（図２参照）をウエーハＷの表面に貼着し、保護被膜を構成する保護樹脂１２（図２参照）をウエーハＷの表面に転写することに想到した。これにより、樹脂シート１０（保護樹脂１２）の厚みに応じた保護被膜を形成することができ、ウエーハＷの表面形状に関係なくウエーハＷの表面全域に均一な厚みの保護被膜を形成することができる。また、ウエーハＷの形状に合わせた樹脂シート１０を用いることにより、必要最低限の保護樹脂１２の量で保護被膜を形成することができ、保護樹脂１２を節約することができる。以下、本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法に用いられる樹脂シートについて説明する。

図２に示すように、樹脂シート１０は、ウエーハＷと略同径の円形状に形成される剥離シート１１の表面に、ジェル状の保護樹脂１２を塗布して構成され、フィルム状に形成される。この樹脂シート１０は、ウエーハＷの表面に貼着（密着）された後、乾燥されることにより、ウエーハＷの表面全域に保護被膜を形成する。剥離シート１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂のフィルムで構成される。保護樹脂１２は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等の水溶性や熱可塑性を有する樹脂が用いられる。なお、ジェル状の保護樹脂１２は、ウエーハＷの表面に密着された後、ウエーハＷの表面からウエーハＷの外側に流れ出さない程度の粘度を有していることが好ましい。

また、保護樹脂１２には、レーザー波長の光を吸収する吸収剤を添加することが好ましい。これにより、レーザー加工時にウエーハＷの加工と共に保護被膜も同時に除去されるため、ウエーハＷの熱分解物の蒸気等によって保護被膜がウエーハＷの表面から剥離することが防止される。また、樹脂シート１０は、上述した構成に限定されず、ウエーハＷの表面に貼着されて保護被膜を形成するものであれば、どのように構成されてもよい。例えば、熱可塑性の樹脂フィルムや、水溶性の樹脂フィルムで保護樹脂１２を構成してもよい。この場合、剥離シート１１は、必ずしも設けられなくてよい。

次に、本実施の形態に係る保護被膜形成装置について説明する。図３に示すように、保護被膜形成装置１は、保持テーブル２の上面に載置され、複数のクランプ手段３によって保持されるウエーハＷの表面に、樹脂シート１０（図２参照）を貼着するように構成される。保持テーブル２は、円盤状に形成されており、保持テーブル２の上面には、ウエーハＷを吸引保持する保持面が形成されている。保持面は、ポーラスセラミック等の多孔質部材によって形成され、保持面は、図示しない吸引源に接続されている。保持テーブル２上に載置されたウエーハＷは、保持面に生じる負圧によって吸引保持される。また、保持テーブル２の下面中央には、電動モータ２０の駆動軸２１の上端部が固定されている。これにより、保持テーブル２は、電動モータ２０の回転力を受けて回転可能に構成される。

また、保持テーブル２の外周には、複数（例えば４つ）のクランプ手段３が、保持テーブル２の周方向に等間隔に並んで設けられている。クランプ手段３は、リングフレームＦの上下面をクランプするように構成されており、保持テーブル２の外周面から突出するアーム３０にクランプ機構３１を取り付けて構成される。クランプ機構３１は、保持テーブル２の周方向（水平方向）に回転軸（不図示）を有する円柱状の駆動機構３２と、リングフレームＦの下面（保持テープＴ）を支持する固定支持部３３と、リングフレームＦの上面を支持する可動支持部３４とによって構成される。

駆動機構３２は、例えば、エア駆動のロータリアクチュエータで構成される。固定支持部３３は、水平方向に延びる長尺体で形成される。固定支持部３３は、先端部分が（駆動機構３２の外周面から）保持テーブル２の径方向内側に突出するように、駆動機構３２の両側面に１つずつ取り付けられる。可動支持部３４は、側面視Ｌ字状に形成され、一端が駆動機構３２の回転軸に固定されている。可動支持部３４は、駆動機構３２の駆動によって、リングフレームＦを挟持する挟持位置（固定支持部３３の先端と可動支持部３４の先端とが対向する位置）と固定支持部３３から退避した退避位置との間で開閉可能になっている。このように、クランプ機構３１は、固定支持部３３と可動支持部３４との間でリングフレームＦ（ウエーハＷ）をクランプすることが可能になっている。

また、保持テーブル２の上方には、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０を載置する載置手段４が設けられている。載置手段４は、樹脂シート１０の一端を掴んで保持する樹脂シート保持手段４０と、樹脂シート保持手段４０を水平方向に移動させる移動手段４１とを含んで構成される。移動手段４１は、保持テーブル２の上方で水平方向に延びるガイドレール４２と、ガイドレール４２に沿って移動可能な移動ブロック４３とを含んで構成される。移動ブロック４３は、図示しない駆動機構が駆動されることにより、ガイドレール４２に沿って水平方向に移動される。

樹脂シート保持手段４０は、移動ブロック４３から下方に延びるアーム部４４の先端に、水平方向に延びる一対の保持爪４５ａ、４５ｂを設けて構成される。アーム３０は、上下方向に伸縮可能に構成される。一対の保持爪４５ａ、４５ｂは、上下に対向するように設けられ、下側の保持爪４５ａは、アーム部４４に固定されている。上側の保持爪４５ｂは、上下に移動可能構成されており、下側の保持爪４５ａに対して上側の保持爪４５ｂを接近させることにより、樹脂シート１０の一端を掴んで保持することが可能になる。載置手段４では、樹脂シート１０を保持した状態で樹脂シート保持手段４０を水平移動させながらアーム部４４を伸縮させることにより、樹脂シート１０をウエーハＷの表面の所定位置に載置することができる。載置手段４の動作については後述する。

また、詳細は後述するが、保護被膜形成装置１は、樹脂シート１０が載置された後のウエーハＷに向かってエアーを噴射するエアー噴射ノズル５を有している（図５参照）。ウエーハＷ（樹脂シート１０）に向かってエアーが噴射されることにより、樹脂シート１０の保護樹脂１２（図２参照）がウエーハＷの表面に密着される。

このように構成される保護被膜形成装置１では、保持テーブル２に保持されたウエーハＷの表面に、載置手段４によって樹脂シート１０が載置される。樹脂シート１０が載置された後、樹脂シート１０に向かってエアーが噴射される。これにより、樹脂シート１０の保護樹脂１２がウエーハＷの表面に密着し、樹脂シート１０がウエーハＷに貼着される。樹脂シート１０が貼着された後、剥離シート１１を剥がすことにより、保護被膜を構成する保護樹脂１２がウエーハＷの表面に転写される。そして、保持テーブル２を回転させることにより、保護樹脂が乾燥され硬化する。以上により、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０（保護樹脂１２）の厚みに応じた保護被膜を形成することができる。このように、ウエーハＷの表面に保護被膜が被覆されることにより、レーザ加工によって生じるデブリがウエーハＷの表面に付着するのを防止することができる。

次に、図４から図６を参照して、本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法について説明する。図４は、本実施の形態に係る樹脂シート載置工程の一例を示す図である。図４においては、説明の便宜上、紙面右側を樹脂シート（ウエーハ、保持テーブルを含む）の一端側とし、紙面左側を樹脂シートの他端側とする。図５は、本実施の形態に係る貼着工程の一例を示す図である。図６は、本実施の形態に係る硬化工程の一例を示す図である。本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法は、ウエーハの表面に樹脂シートを載置してウエーハの表面全域を覆う樹脂シート載置工程と、ウエーハの表面に樹脂シートを貼着する貼着工程と、樹脂シート（保護樹脂）を硬化させる硬化工程とによって構成される。以下、本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法の各工程について説明する。

図４に示すように、先ず、樹脂シート載置工程が実施される。ウエーハＷは、凸部Ｂを上に向け、保持テープＴを介してリングフレームＦに支持された状態で、保持テーブル２の保持面上に吸引保持されている。このとき、リングフレームＦ及び保持テープＴの一部は、固定支持部３３と可動支持部３４との間に挟持されている。載置手段４では、樹脂シート保持手段４０によって樹脂シート１０の一端側が保持される。また、樹脂シート１０の他端側がウエーハＷ（保持テーブル２）の他端側に位置するように、樹脂シート保持手段４０の水平方向の位置及び一対の保持爪４５の高さ位置（アーム部４４の長さ）が調整される。

載置手段４は、樹脂シート１０の他端をウエーハＷの他端に接触させた後、樹脂シート１０の一端を保持した状態で一対の保持爪４５の高さ位置を下げながら（アーム部４４を伸ばしながら）、移動ブロック４３をガイドレール４２に沿って他端側から一端側に向かって移動させる。これにより、樹脂シート１０は、樹脂シート１０の中心とウエーハＷの中心とが位置合わせされ、保護樹脂１２を下方に向けた状態で、ウエーハＷの表面に載置される。図４に示す状態では、保護樹脂１２の表面が凸部Ｂの頂点に接触しており、保護樹脂１２とウエーハＷとの間には、凸部Ｂの高さ分だけ隙間が生じている。

次に、貼着工程が実施される。先ず、貼着工程に必要な構成について説明する。図５に示すように、ウエーハＷの上方には、樹脂シート１０に向かってエアーを噴射するエアー噴射ノズル５が設けられている。エアー噴射ノズル５は、エアー供給源５０に接続されている。エアー噴射ノズル５は、保持テーブル２の外周側上方において、垂直方向に延びる垂直部５ａと、垂直部５ａの下端から水平方向に延びる水平部５ｂとによって略Ｌ字状に形成されている。水平部５ｂの先端は下方に向かって屈曲しており、屈曲した先端部分から樹脂シート１０に向かってエアーが噴射される。また、垂直部５ａの上端には、回転モータ５１が設けられている。回転モータ５１の駆動により、エアー噴射ノズル５は、ウエーハＷの上方で垂直部５ａを軸に旋回される。

貼着工程においては、エアー噴射ノズル５を旋回させながらエアーがウエーハＷの全域にわたって噴射される。これにより、樹脂シート１０は、エアーの噴射力によってウエーハＷに向かって押し付けられる。この結果、ジェル状の保護樹脂１２は、凸部Ｂに形状に倣って僅かに変形しながら隙間なくウエーハＷの表面に密着（貼着）される。そして、剥離シート１１を剥がすことにより、保護樹脂１２がウエーハＷの表面に転写される。なお、剥離シート１１は、剥がされなくてもよい。

次に、硬化工程が実施される。図６に示すように、硬化工程では、保持テーブル２が回転されることにより、保護樹脂１２が硬化される。これにより、保護樹脂１２の厚みに応じた保護被膜がウエーハＷの表面に形成される。また、ウエーハＷの上方に設けられたファン６によって、保護樹脂１２に風を吹き付けることにより、保護樹脂１２を乾燥させてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る保護被膜の被覆方法によれば、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０が載置された後、樹脂シート１０がウエーハＷの表面全域に密着されることで、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０（保護樹脂１２）の厚みに応じた保護被膜を形成することができる。よって、ウエーハＷの表面形状に関係なく、例えば、表面にバンプ等の凸部が形成されたウエーハＷであっても、ウエーハＷの表面全域に均一な厚みの保護被膜を形成することができる。また、ウエーハＷの形状に合わせた樹脂シート１０を用いることにより、必要最低限の保護樹脂１２の量で保護被膜を形成することができ、保護樹脂１２を節約することができる。

次に、図７を参照して、第１の変形例に係る貼着工程について説明する。図７は、第１の変形例に係る貼着工程を示す図である。第１の変形例では、樹脂シート(保護樹脂)の熱可塑性を利用してウエーハに密着させる点で、本実施の形態と相違する。なお、以下の説明においては、同一名称の構成を同一の符号で示している。

図７に示すように、保持テーブル２の上方には、ウエーハＷの表面全域を覆うようにヒーター７が設けられている。また、第１の変形例に係る樹脂シート１０は、剥離シートを備えずにフィルム状の保護樹脂１２のみで構成される。第１の変形例に係る貼着工程においては、ヒーター７が発熱することにより、樹脂シート１０（保護樹脂１２）が加熱される。保護樹脂１２は、熱可塑性を有しているため、加熱されることで溶融する。これにより、保護樹脂１２は、凸部Ｂに形状に倣って僅かに変形しながら隙間なくウエーハＷの表面に密着（貼着）される。そして、本実施の形態と同様に硬化工程が実施されることにより、保護被膜が形成される。このように、第１の変形例においても、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０（保護樹脂１２）の厚みに応じた保護被膜を形成することができる。

また、以下のような変形例も可能である。図８を参照して、第２の変形例に係る貼着工程について説明する。図８は、第２の変形例に係る貼着工程を示す図である。第２の変形例では、樹脂シート(保護樹脂)の水溶性を利用してウエーハに密着させる点で、本実施の形態と相違する。

図８に示すように、保持テーブル２の上方には、ウエーハＷの表面（樹脂シート１０）に向かって水を噴射する水噴射ノズル８が設けられている。また、第２の変形例に係る樹脂シート１０も第１の変形例と同様に、剥離シートを備えずにフィルム状の保護樹脂１２のみで構成される。第２の変形例に係る貼着工程においては、水噴射ノズル８から樹脂シート１０の全域にわたって水が噴射される。保護樹脂１２は、水溶性樹脂であるため、噴射された水を吸収することで流動性を有する。これにより、保護樹脂１２は、凸部Ｂに形状に倣って流動しながら隙間なくウエーハＷの表面に密着（貼着）される。そして、本実施の形態と同様に硬化工程が実施されることにより、保護被膜が形成される。このように、第２の変形例においても、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０（保護樹脂１２）の厚みに応じた保護被膜を形成することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態において、載置手段４は、樹脂シート１０の一端を掴んで水平方向にスライドさせることにより、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０を載置する構成としたが、この構成に限定されない。載置手段４は、ウエーハＷの表面に樹脂シート１０を載置することができればどのように構成されてもよい。例えば、樹脂シート１０の剥離シート側を上に向けた状態で剥離シートを吸着テーブルで吸引保持し、ウエーハＷの上方に吸着テーブルを位置付けた後、吸着テーブルを降下させて保護樹脂１２をウエーハＷの表面に接触させてもよい。この場合、樹脂シート１０の吸引保持を解除することによって樹脂シート１０をウエーハＷの表面に載置することができる。

また、上記実施の形態においては、樹脂シート載置工程と貼着工程とを別々に実施する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、樹脂シート１０をロール状に構成し、送りローラで樹脂シート１０をウエーハＷの表面に送ると共に、ウエーハＷの上方に設けられる押さえローラで樹脂シート１０をウエーハＷの表面に向かって押圧してもよい。この場合、樹脂シート載置工程と貼着工程とを同時に実施することができ、保護被膜の被覆方法を簡略化することができる。

また、上記した実施の形態において、保護被膜の被覆方法は、保護被膜形成装置１によって実施される構成としたが、この構成に限定されない。保護被膜の被覆方法は、作業者によって実施されてもよい。

以上説明したように、本発明は、ウエーハの表面形状に関係なくウエーハの表面に保護被膜を均一に形成することができるという効果を有し、特に、バンプ等の凸部が表面に形成されたウエーハを被覆する保護被膜の被覆方法に有用である。

Ｗ ウエーハ
１０ 樹脂シート

Claims (1)

1. 樹脂によって板状のウエーハの表面に保護被膜を形成する保護被膜の被覆方法であって、
   フィルム状の樹脂シートで該表面の全面を覆う樹脂シート載置工程と、
   該樹脂シート載置工程で該表面の全面を覆った該樹脂シートを該表面に密着させ該樹脂シートを貼着する貼着工程と、
   該貼着工程を経た該樹脂シートを硬化させる硬化工程と、からなる保護被膜の被覆方法。

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