JP7409837B2 - 保護膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、保護膜形成装置に関する。

特許文献１に開示のように、半導体デバイスの製造において、被加工物の表面に格子状に分割予定ラインを形成することにより、回路が形成されたデバイス領域が区画される。被加工物を分割予定ラインに沿って分割する分割工程により、個々のチップが得られる。

この分割加工に関して、被加工物に対し分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射するアブレーション加工が提案されている。アブレーション加工では、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射する。このレーザー光線のエネルギーが被加工物におけるレーザー光線の照射部位で吸収されて、照射部位のエネルギーがバンドギャップエネルギーに達すると、原子の結合力が破壊されて、照射部位が除去される。このとき、被加工物の上面におけるレーザー光線のエネルギー拡散によって、被加工物が溶融してデブリが発生し、このデブリが飛散して被加工物の表面を汚染することがある。

そこで、特許文献２に開示の技術では、被加工物の表面に水溶性の保護膜を形成し、飛散するデブリを保護膜に付着させている。これにより、被加工物の表面に、デブリが付着しにくくなる。また、この保護膜を薄く形成するために、特許文献３に開示の技術では、エアの供給によって霧状とされた液状樹脂を、被加工物の表面に塗布している。

特開平１０－３０５４２０号公報 特開２００６－１４０３１１号公報 特開２０１０－０１２５０８号公報

しかし、細かな霧状の液状樹脂を生成するためにエアの量を多くすると、被加工物の上面に向かって噴出されるエアの風圧によって、塗布された液状樹脂に、厚みのバラツキ（斑）が発生してしまう。

したがって、本発明の目的は、被加工物の表面に液状樹脂を塗布することにより、斑の少ない略均一な厚みの保護膜を形成することにある。

本発明の保護膜形成装置（本保護膜形成装置）は、保持テーブルの保持面に保持される被加工物の上面の全面に、液状樹脂を塗布することによって保護膜を形成する保護膜形成装置であって、該保持面に保持された被加工物の上面に、該保持面の上方から該液状樹脂を霧状にして噴射する液状樹脂供給ノズルを備え、該液状樹脂供給ノズルは、該液状樹脂を内部に一時的に貯められる直方体の箱と、該箱の下面に形成される長方形の噴射口と、該箱内に該噴射口に対向して配置される長尺板状の超音波発振部と、該箱内における該超音波発振部と該噴射口との間に該液状樹脂を供給するための液状樹脂供給口と、を備え、該超音波発振部に高周波電力を供給する高周波電力供給部をさらに備え、該箱内に一時的に貯められている該液状樹脂に、該超音波発振部から発振される超音波振動を伝播させることにより、該噴射口から該液状樹脂を霧状にして被加工物に噴射し、被加工物の上面に保護膜を形成する。

なお、本保護膜形成装置では、該超音波発振部は、円弧形状の断面を有し、該噴射口に向かう面側が凹んでいてもよい。

本保護膜形成装置では、被加工物の上面に保護膜を形成するために、超音波振動によって霧状となった液状樹脂を、被加工物の上面に噴射している。このため、エアの強い風圧によって液状樹脂を霧状とする場合とは異なり、塗布された液状樹脂が、強い風圧を受けることがない。したがって、被加工物の上面に、厚みのバラツキ（斑）の少ない、略均一な厚みの保護膜を形成することができる。

被加工物の一例であるウェーハを示す斜視図である。 実施形態１にかかる保護膜形成装置の構成を示す斜視図である。 図２に示した保護膜形成装置における液状樹脂供給ノズルを示す説明図である。 図２に示した保護膜形成装置における他の液状樹脂供給ノズルを示す説明図である。 図４に示した液状樹脂供給ノズルの詳細な構成を示す説明図である。 実施形態２にかかる保護膜形成装置の構成を示す説明図である。 図６に示した保護膜形成装置における液状樹脂供給ノズルの構成を示す説明図である。 超音波振動板の構成を示す斜視図である。 図７におけるＡ－Ａ線断面図である。 液状樹脂供給ノズルからウェーハに霧上の液状樹脂が噴射されている様子を示す説明図である。

［実施形態１］
図１に示すウェーハＷは、被加工物の一例であり、円板状の半導体ウェーハである。ウェーハＷの表面Ｗａには、格子状の分割予定ラインＭが形成されている。分割予定ラインＭによって区画された各領域には、デバイスＤが形成されている。ウェーハＷの裏面Ｗｂは、デバイスＤを有していない。ウェーハＷの外周縁ＷＥには、ウェーハＷの結晶方位を示すノッチＮが設けられている。

図２に示す保護膜形成装置１は、このようなウェーハＷの表面Ｗａに対して、保護膜を形成する。
保護膜形成装置１は、ウェーハＷを保持する保持テーブル１０と、保持テーブル１０に保持されたウェーハＷに液状樹脂を噴射する液状樹脂供給ノズル２と、保持テーブル１０を囲む図示しないケースとを備えている。

保持テーブル１０は、ウェーハＷよりも小さい円盤状に形成されている。保持テーブル１０は、ウェーハＷを吸着保持する保持面１０ａと、保持面１０ａを支持する枠体１０ｂとを備える。保持面１０ａは、ポーラス部材を含んでおり、図示しない吸引源に連通されることにより、保持面１０ａ上に載置されたウェーハＷの裏面Ｗｂを吸着保持する。

本実施形態では、保護膜形成装置１は、このような保持テーブル１０の保持面１０ａに保持されるウェーハＷの上面である表面Ｗａの全面に、液状樹脂を塗布することによって保護膜を形成する。

保持テーブル１０の下側には、保持テーブル回転手段１３が配設されている。保持テーブル回転手段１３は、保持テーブル１０の回転軸であるスピンドル１４、および、スピンドル１４を回転させるためのモータ１５を含んでいる。モータ１５は、スピンドル１４を介して、保持テーブル１０に回転駆動力を伝達する。これにより、保持テーブル１０は、ウェーハＷを保持した状態で、スピンドル１４を中心として、たとえばＡ方向に高速回転する。

液状樹脂供給ノズル２は、保持テーブル１０の保持面１０ａに保持されたウェーハＷの表面Ｗａに、保持面１０ａの上方から、液状樹脂を霧状にして噴射する。
図２に示すように、液状樹脂供給ノズル２は、保持テーブル１０の上方において旋回可能な液状樹脂供給パイプ１２の先端に取り付けられている。

液状樹脂供給パイプ１２は、水平方向に延在しており、その後端側には、樹脂チューブおよび継手（ともに図示せず）を介して、液状樹脂供給源１９が連通している。液状樹脂供給源１９は、ポンプ等を備え、液状樹脂供給パイプ１２を介して、液状樹脂供給ノズル２に、液状樹脂を送出するように構成されている。

また、液状樹脂供給パイプ１２の後端には、液状樹脂供給パイプ１２を保持して回転する、液状樹脂供給パイプ１２の旋回軸１８が連結されている。旋回軸１８は、Ｚ軸方向に延びており、その先端に、液状樹脂供給パイプ１２の後端が取り付けられている。旋回軸１８の下端には、旋回軸１８を回転させるための旋回モータ１７が取り付けられている。

なお、液状樹脂供給パイプ１２は、旋回軸１８の上端から保持テーブル１０の中心まで届く長さを有している。これにより、旋回軸１８は、液状樹脂供給パイプ１２の先端に配設された液状樹脂供給ノズル２を、保持テーブル１０に保持されたウェーハＷの外周縁から中心まで、移動させることが可能となっている。

液状樹脂供給ノズル２は、超音波振動を伝播させた液状樹脂を、ウェーハＷの表面Ｗａに噴射する装置である。図３に示すように、液状樹脂供給ノズル２は、液状樹脂供給源１９から供給される液状樹脂Ｌを一時的に溜める箱２０、箱２０の下面に形成された噴射口２４ａ、および、噴射口２４ａに対向して箱２０内に配設される圧電振動板３、を備えている。

箱２０は、たとえば、略円柱状に形成されており、底板２１と、底板２１にＺ軸方向において対向する天板２２と、底板２１と天板２２とに連結する略円筒状の側壁２３とを備えている。

箱２０内は、圧電振動板３によって、上下の２部屋、即ち、圧電振動板３よりも上側の第一室２０Ａと、圧電振動板３よりも下側の第二室２０Ｂとに区画されている。そして、下側の第二室２０Ｂ側の側壁２３には、側壁２３を貫通する液状樹脂供給口２３ａが形成されている。

液状樹脂供給口２３ａは、箱２０内における圧電振動板３と噴射口２４ａとの間に液状樹脂Ｌを供給するために用いられる。この液状樹脂供給口２３ａには、図２に示した液状樹脂供給パイプ１２が連通されている。したがって、図３に示すように、液状樹脂供給源１９から供給される液状樹脂Ｌは、箱２０の第二室２０Ｂ内に、一時的に溜められる。

底板２１には、－Ｚ方向側に突き出るノズル部２４が形成されている。ノズル部２４は、先端に向かうにつれて、徐々に縮径されている。そして、ノズル部２４は、先端に、箱２０の第二室２０Ｂ内に溜められた液状樹脂Ｌを噴射する噴射口２４ａを備えている。なお、ノズル部２４は、噴射口２４ａに向けて縮径されていない形状であってもよい。

圧電振動板３は、超音波発振部の一例である。圧電振動板３は、箱２０の第二室２０Ｂ内に溜められた液状樹脂Ｌに、超音波振動Ｓを伝播する。圧電振動板３は、箱２０内において、噴射口２４ａに対向する位置に配置されている。圧電振動板３は、円弧形状の断面を有し、噴射口２４ａに向かう面側が凹んでいる。すなわち、圧電振動板３は、ドーム部３０と、ドーム部３０の外周縁から径方向に外側に張り出したツバ部３１と、ツバ部３１の外周縁から径方向に外側に張り出した環状板３２と、を備える。

ドーム部３０は、第１電極板２５、圧電素材２７および第２電極板２６を備えており、これらは、Ｚ軸方向に沿って互いに重ねられている。
第１電極板２５、圧電素材２７および第２電極板２６は、たとえば、セラミックスの一種であるピエゾ素子で構成されている。第１電極板２５、圧電素材２７、および第２電極板２６は、ドーム形状を有するように形成されている。

第１電極板２５、圧電素材２７および第２電極板２６は、凹んだ側が噴射口２４ａに向くように、互いに重ねられている。第１電極板２５および第２電極板２６には、図示しない電極が取り付けられている。これらの電極および配線２８を介して、第１電極板２５および第２電極板２６に、高周波電源２９が接続されている。

高周波電源２９は、高周波電力供給部の一例であり、圧電振動板３に高周波電力を供給する。すなわち、高周波電源２９は、圧電振動板３のドーム部３０における第１電極板２５および第２電極板２６に、高周波の交流電圧を印加する。これにより、高周波電源２９は、高周波電力を圧電振動板３に供給する。

第２電極板２６の凸側の上面は、圧電素材２７を挟んで、第１電極板２５の下面に密着している。第２電極板２６の凹んでいる側の下面、即ち、噴射口２４ａに対向するドーム部３０の下面は、箱２０の第二室２０Ｂ内に一時的に溜められた液状樹脂Ｌに向けて超音波振動Ｓを輻射する輻射面２６ｂとなる。

なお、本実施形態では、圧電振動板３の輻射面２６ｂが、球形の一部の内面に類似のドーム形状を有するように形成されている。これに代えて、輻射面２６ｂは、すり鉢の内面に類似のドーム形状を有するように形成されていてもよい。すなわち、輻射面２６ｂは、噴射口２４ａに向かって超音波振動Ｓが集中するように構成されていればよい。

円環板状のツバ部３１は、ドーム部３０の第２電極板２６の外周縁から、径方向に外側に、一体的に張り出している。このツバ部３１は、ドーム部３０と同様に、ピエゾ素子等で構成される。

環状板３２は、ツバ部３１の外周縁から、径方向に外側に張り出している。この環状板３２は、その外周部分が箱２０の側壁２３に支持されていて、ドーム部３０を箱２０内で中空固定している。環状板３２の厚みは、たとえば、０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲にある。環状板３２の環状幅（リング幅）は、たとえば、３．０ｍｍである。環状板３２の材質は、たとえばステンレスである。

環状板３２の外周部分における２．０ｍｍ幅の部分は、側壁２３に支持されている。これにより、ドーム部３０の外周と側壁２３との間隔が、１．０ｍｍとなる。そして、環状板３２は、側壁２３に支持されていない１．０ｍｍの部分によって、超音波振動Ｓを増幅させる。なお、ドーム部３０は、たとえば、輻射面２６ｂの直径が１６ｍｍとなり、かつ、ツバ部３１の直径が２０ｍｍとなるように、形成されている。

以下に、図２および図３に示す保護膜形成装置１における、ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を形成する動作について説明する。

まず、作業者は、ウェーハＷの中心が保持テーブル１０の保持面１０ａの中心におおよそ合致するように、保持面１０ａ上に、表面Ｗａを上に向けて、ウェーハＷを載置する。そして、図示しない吸引源が作動して生み出された吸引力が、保持面１０ａに伝達されることで、保持テーブル１０の保持面１０ａがウェーハＷの裏面Ｗｂを吸着保持する。

その後、図３に示すように、スピンドル１４が、ウェーハＷを保持している保持テーブル１０を、矢印Ａ方向に回転させる。また、図２に示す旋回モータ１７が、旋回軸１８を回転させる。これにより、液状樹脂供給ノズル２が、保持テーブル１０の外側の退避位置からウェーハＷの上方に移動され、噴射口２４ａがウェーハＷの表面Ｗａに対向する。

その後、液状樹脂供給源１９から、加圧された液状樹脂Ｌが送出される。液状樹脂Ｌは、液状樹脂供給パイプ１２を通り、液状樹脂供給ノズル２の箱２０の第二室２０Ｂに、一時的に溜められる。

箱２０の第二室２０Ｂ内に所定量の液状樹脂Ｌが溜められていき、第二室２０Ｂ内の圧力が上昇すると、液状樹脂Ｌが、噴射口２４ａから下方に向かって噴射される。なお、液状樹脂供給源１９から液状樹脂Ｌが供給され続けることで、第二室２０Ｂ内における液状樹脂Ｌの量は、所定量に維持される。

また、この際、高周波電源２９が、圧電振動板３に高周波電力を供給する。即ち、高周波電源２９によって、所定の周波数（たとえば、１ＭＨｚ～３ＭＨｚ）で、電圧の印加のオンとオフとが繰り返される。これにより、第１電極板２５および圧電素材２７に、上下方向における伸縮運動が発生する。そして、この伸縮運動が、機械的な超音波振動Ｓとなる。

第２電極板２６は、第１電極板２５の振動に共振することにより、噴射口２４ａ側から見てなだらかに凹んだ凹面である輻射面２６ｂから、箱２０の第二室２０Ｂに一時的に溜められた液状樹脂Ｌに超音波振動Ｓを伝播させる。また、凹面である輻射面２６ｂから該液状樹脂Ｌに伝播される超音波振動Ｓは、噴射口２４ａに向かって集中する。

このような超音波振動の伝播により、ノズル部２４の噴射口２４ａから外部に向かって噴射される液状樹脂Ｌが、細かな霧状となる。すなわち、本実施形態では、ノズル部２４の噴射口２４ａからウェーハＷの表面Ｗａに向かって、霧状の液状樹脂Ｌｓが噴射される。

ここで、超音波振動Ｓを発生するドーム部３０が、箱２０の側壁２３に、環状板３２を介して保持されている。このため、圧電振動板３に高周波電力を供給した際に、ドーム部３０が振動しやすくなる。これにより、液状樹脂Ｌに、効果的に、環状板３２で増幅された振幅の大きな超音波振動を伝播させることができる。

また、この際、旋回モータ１７によって旋回軸１８が回転されることにより、液状樹脂供給ノズル２が、ウェーハＷの中心上方を通過するようにして、保持テーブル１０とともに回転しているウェーハＷの上方を、所定角度で往復するように旋回移動する。これにより、ウェーハＷの表面Ｗａ全面に、霧状の液状樹脂Ｌｓが噴射される。このようにして、霧状の液状樹脂Ｌｓが、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に塗布され、表面Ｗａの全面を覆う保護膜となる。

以上のように、本実施形態では、表面Ｗａの全面を覆う保護膜を形成するために、超音波振動Ｓによって霧状となった液状樹脂Ｌｓを、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に噴射している。このため、エアの強い風圧によって液状樹脂を霧状とする場合とは異なり、塗布された液状樹脂Ｌｓが、強い風圧を受けることがない。したがって、ウェーハＷの表面Ｗａに、厚みのバラツキ（斑）の少ない、略均一な厚みの保護膜を形成することができる。

また、本実施形態では、図３に示す環状板３２によって、超音波振動を発生させるドーム部３０が、箱２０の側壁２３に、直接に保持されていない。このため、圧電振動板３に高周波電力を供給した際に、ドーム部３０が振動しやすくなる。したがって、環状板３２によって増幅された大きい振幅を有する超音波振動を、液状樹脂に効果的に伝播させることができる。

なお、本実施形態にかかる保護膜形成装置１は、図３に示した液状樹脂供給ノズル２に代えて、図４および図５に示すホーン型の液状樹脂供給ノズル４を備えてもよい。この液状樹脂供給ノズル４も、保持面１０ａに保持されたウェーハＷの表面Ｗａに、保持面１０ａの上方から液状樹脂を霧状にして噴射するものである。

図５に示す液状樹脂供給ノズル４は、液状樹脂供給源１９から供給される液状樹脂Ｌを一時的に溜める筒状の箱（水溜部）４０と、箱４０の下面に形成される噴射口４１と、箱４０内に噴射口４１に対向して配置される超音波発振部４３とを有している。噴射口４１は、箱４０の下方から液状樹脂Ｌを噴射する。超音波発振部４３は、噴射口４１に対向して箱４０の上方に配設されている。超音波発振部４３は、箱４０内の液状樹脂Ｌに超音波振動Ｓを伝播させる。

筒状の箱４０は、ＳＵＳ等からなり、一方の端側の噴射口４１に向けて、徐々に縮径している。箱４０の側壁５０には、液状樹脂供給口５０ａが貫通形成されている。液状樹脂供給口５０ａには、開閉バルブ５１を介して、液状樹脂供給源１９が連通している。液状樹脂供給口５０ａは、超音波発振部４３と噴射口４１との間の箱４０内に、液状樹脂Ｌを供給するために用いられる。
なお、箱４０は、噴射口４１に向けて縮径していない形状であってもよい。

液状樹脂供給ノズル４は、箱４０に一体的に連結し、箱４０よりも大径の筒状の胴体部４４を備えている。胴体部４４の自由端側（＋Ｚ方向側）には、超音波発振部４３が進入する進入口４４ａが形成されている。

図５に示した超音波発振部４３は、円柱状に形成されている。すなわち、超音波発振部４３は、円柱形状の棒状体である第１の円柱部４５と、第１の円柱部４５の直径より大きい直径を有する第２の円柱部４６と、第２の円柱部４６の上方に配設される超音波振動板４９と、を備えている。

第１の円柱部４５は、箱４０に、非接触で収容されている。第２の円柱部４６は、第１の円柱部４５と中心軸を同じくして、第１の円柱部４５に連結されている。第１の円柱部４５および第２の円柱部４６は、たとえば、所定の金属（たとえば、チタン合金又はアルミ合金等）から構成される。

第１の円柱部４５の根元５４は、第２の円柱部４６に、一体的に連結されている。第１の円柱部４５の根元５４の外周面は、末広がりのＲ状の傾斜となるように形成されている。

第２の円柱部４６は、第１の円柱部４５の直径および箱４０の内径よりも大きい直径を有している。第２の円柱部４６は、胴体部４４の天板５２に、円環板状のゴム板５５を介して接触している。天板５２に固定接着されたゴム板５５は、シール部材としての役割を果たし、液状樹脂供給口５０ａから箱４０内に供給された液状樹脂Ｌが胴体部４４側に入り込むことを抑制する。また、ゴム板５５は、超音波発振部４３全体の伸縮と共に伸縮して、胴体部４４が超音波振動の増幅の妨げになることを抑制している。

超音波発振部４３は、第１の円柱部４５および第２の円柱部４６に加えて、さらに、第３の円柱部４７および第４の円柱部４８を備えている。

第３の円柱部４７は、所定の金属で構成された、円柱形状の棒状体である。第３の円柱部４７は、たとえば、第１の円柱部４５と略同径の直径を有している。第３の円柱部４７の下端（図５における－Ｚ方向端面）は、第２の円柱部４６の自由端面４６ａに、連結ネジ６０によって連結されている。第３の円柱部４７の上端側の根元５６（図５における＋Ｚ方向端側）は、超音波振動板４９の直径と略同径になるように、フランジ状に拡径されている。

そして、第３の円柱部４７の他端側には、第３の円柱部４７よりも大径の金属製の連結板５７が、所定のろう付け部材等により、接着固定されている。第３の円柱部４７は、超音波振動板４９から伝達されてきた超音波振動の振幅（振動の大きさ）を増減して調整する、ブースターの役割を果たす。

連結板５７には、超音波振動板４９が接着固定されている。超音波振動板４９は、電圧が印加されることで伸縮する、互いに重ねられた板状の第１の圧電素子６２および第２の圧電素子６３を備えている。第１の圧電素子６２および第２の圧電素子６３は、たとえば、ピエゾ素子から構成されている。第１の圧電素子６２と第２の圧電素子６３とには、それぞれ図示しない電極が取り付けられ、該電極および配線６４を介して、高周波電源６５が接続されている。

高周波電源６５は、高周波電力供給部の一例であり、高周波電力を超音波振動板４９に供給する。高周波電源６５によって、所定の周波数（たとえば、１６ｋＨｚから８０ｋＨｚ）で電圧の印加のオンとオフとが繰り返されることによって、第１の圧電素子６２と第２の圧電素子６３とに、Ｚ軸方向における伸縮運動が発生する。そして、この伸縮運動が、機械的な超音波振動となる。このようにして、超音波振動板４９は、超音波振動を発生する。

超音波振動板４９上には、第４の円柱部４８が配設されている。第４の円柱部４８は、第３の円柱部４７と螺合する固定ボルト６１によって、超音波振動板４９上に固定される。したがって、超音波振動板４９は、第４の円柱部４８と第３の円柱部４７とにより、Ｚ軸方向の両側から、しっかりと挟まれている。

胴体部４４の底板５３の上面側には、環状のゴム板５９が接着固定されている。超音波発振部４３が、箱４０および胴体部４４に挿入された状態において、超音波発振部４３の連結板５７が、該ゴム板５９に当接する。連結板５７の外周側の領域には、ネジ穴５７ａが、周方向に均等に複数形成されている。そして、図示しない固定ネジが、ネジ穴５７ａに挿入され、ゴム板５９および胴体部４４の底板５３の図示しないネジ孔に螺合される。これにより、超音波発振部４３が、胴体部４４に固定される。
なお、第３の円柱部４７の根元５６の外周面は、胴体部４４に直接的には接触していない状態となっている。

液状樹脂供給ノズル４では、超音波振動板４９で発生した振動（Ｚ軸方向の振動）は、ブースターである第３の円柱部４７によって共振することで増幅され、第２の円柱部４６に伝えられ、さらに、第２の円柱部４６から第１の円柱部４５に伝達される。

図５には、超音波発振部４３における超音波の強さを示す振動分布も合わせて示している。図５中、（Ｂ）は超音波振動における腹の位置であり、（Ａ）は超音波振動における節の位置（ノード点の位置）を示している。ノード点では、Ｚ軸方向の振幅が０になる。即ち、腹の位置では、超音波振動におけるＺ軸方向の振幅が、最大（超音波振動が最大）となる。一方、節の位置では、超音波振動におけるＺ軸方向の振幅が、最小（超音波振動が最小）となる。

そして、液状樹脂供給ノズル４では、箱４０および胴体部４４の長手方向長さおよび内径、並びに、超音波発振部４３を構成する第１の円柱部４５、第２の円柱部４６、および第３の円柱部４７の長手方向長さおよび直径が、所定の大きさに設定されている。

たとえば、第１の円柱部４５の長さ：第２の円柱部４６の長さ：第３の円柱部４７の長さ：第３の円柱部４７の根元５６の長さ＝５６．５：５７．１：５９．０：９．０である。
また、第１の円柱部４５の直径：第２の円柱部４６の直径：第３の円柱部４７の直径：第３の円柱部４７の根元５６の直径：第４の円柱部４８の直径＝２５：４５：２５：４２：４２である。

これにより、箱４０に第１の円柱部４５が収容され、箱４０を形成する側壁５０が、超音波発振部４３の長手方向（Ｚ軸方向）において、超音波振動がゼロになる位置で、胴体部４４に接続される。また、胴体部４４の側壁が、超音波発振部４３の長手方向において超音波振動がゼロになる位置で、箱４０および連結板５７に接続される。

このような構成を有する液状樹脂供給ノズル４では、図５に示すように、超音波振動板４９から発生された超音波振動の振幅は、第１の円柱部４５と第２の円柱部４６との境界付近、および、第３の円柱部４７と超音波振動板４９との境界付近でゼロとなる一方、第２の円柱部４６と第３の円柱部４７との境界付近で大きくなる。さらに、第２の円柱部４６から第１の円柱部４５に伝達された超音波振動は、第１の円柱部４５内においても増幅されて、第１の円柱部４５の下端付近において最大となる。そして、第１の円柱部４５の下端面から、超音波振動Ｓが、箱４０内の液状樹脂Ｌに伝播する。

このような超音波振動Ｓの伝播により、噴射口４１から外部に向かって噴射される液状樹脂Ｌが、細かな霧状となる。すなわち、図４に示すように、噴射口４１からウェーハＷの表面Ｗａに向かって、霧状の液状樹脂Ｌｓが噴射される。ウェーハＷの表面Ｗａに噴射された霧状の液状樹脂Ｌｓは、表面Ｗａの全面に塗布され、表面Ｗａの全面を覆う保護膜となる。

図４および図５に示す構成では、箱４０に第１の円柱部４５を収容し、箱４０を形成する側壁５０を、超音波発振部４３の長手方向において超音波振動がゼロになる部分に接続させている。このため、大きな振幅の超音波振動Ｓを、液状樹脂Ｌに伝播させることができる。したがって、霧状の液状樹脂Ｌｓを良好に生成および噴射することが可能となる。
また、この構成では、液状樹脂Ｌの濃度が高い場合でも、霧状の液状樹脂Ｌｓを噴射することが可能である。

なお、上記した各円柱部の長さの比や各円柱部の直径の比は、一例であってこれに限定されるものではなく、たとえば、第１の円柱部４５の根元５４の外周面の末広がりのＲ状の傾斜の角度等によっても変化する。

［実施形態２］
図６に、本実施形態にかかる保護膜形成装置１ａを示す。この保護膜形成装置１ａも、実施形態１に示した保護膜形成装置１と同様に、図１に示したウェーハＷの表面Ｗａに対して、保護膜を形成する。

保護膜形成装置１ａは、略矩形の装置ベース７０、を備えている。装置ベース７０の上面側には、開口部７０ａが設けられている。そして、開口部７０ａ内には、保持手段７１が配置されている。保持手段７１は、ウェーハＷを吸着する保持面７３ａを備えた保持テーブル７３、および、保持テーブル７３を支持する支持部材７２を含んでいる。保持テーブル７３の保持面７３ａは、吸引源（図示せず）に連通されており、ウェーハＷの裏面Ｗｂを吸引保持する。

保持テーブル７３は、支持部材７２によって支持されている。保持テーブル７３は、支持部材７２に備えられた図示しない回転手段により、保持面７３ａにウェーハＷを保持した状態で、保持面７３ａの中心を通るＺ軸方向に延在する中心軸を中心として回転可能である。

保護膜形成装置１ａは、このような保持テーブル７３の保持面７３ａに保持されるウェーハＷの表面Ｗａの全面に、液状樹脂を塗布することによって保護膜を形成する。

保持テーブル７３の周囲には、Ｙ軸方向に伸縮する蛇腹カバーＣが連結されている。そして、保持テーブル７３および蛇腹カバーＣの下方には、Ｙ軸方向移動手段７４が配設されている。保持テーブル７３を含む保持手段７１は、このＹ軸方向移動手段によって、Ｙ軸方向に往復移動することが可能となっている。

Ｙ軸方向移動手段７４は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール７６、このＹ軸ガイドレール７６上をスライドするＹ軸移動テーブル７９、Ｙ軸ガイドレール７６と平行なＹ軸ボールネジ７７、および、Ｙ軸ボールネジ７７に接続されているＹ軸サーボモータ７８、および、これらを保持する保持台７５を備えている。

Ｙ軸移動テーブル７９は、Ｙ軸ガイドレール７６にスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル７９の下面には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Ｙ軸ボールネジ７７が螺合されている。Ｙ軸サーボモータ７８は、Ｙ軸ボールネジ７７の一端部に連結されている。

Ｙ軸方向移動手段７４では、Ｙ軸サーボモータ７８がＹ軸ボールネジ７７を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル７９が、Ｙ軸ガイドレール７６に沿って、Ｙ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル７９には、保持手段７１の支持部材７２が載置されている。したがって、Ｙ軸移動テーブル７９のＹ軸方向への移動に伴って、保持テーブル７３を含む保持手段７１が、Ｙ軸方向に移動する。

また、本実施形態では、保護膜形成装置１ａは、保持テーブル７３の近傍に、樹脂供給装置８０を備えている。樹脂供給装置８０は、保持テーブル７３の保持面７３ａに保持されたウェーハＷの表面Ｗａに、液状樹脂を供給する。

樹脂供給装置８０は、装置ベース７０に固定された枠体８１、枠体８１に取り付けられた昇降シリンダ８３、および、昇降シリンダ８３に連結された樹脂供給ノズル８５を備えている。

枠体８１は、装置ベース７０に、その開口部７０ａをＸ軸方向に跨ぐように配置されている。枠体８１は、Ｚ軸方向に延びる２本の縦柱部８１ａ、および、２本の縦柱部８１ａをつなぐように配された横柱部８１ｂを備えている。横柱部８１ｂは、開口部７０ａを、Ｘ軸方向に沿って横断するように配置されている。

昇降シリンダ８３は、横柱部８１ｂの略中央に取り付けられている。昇降シリンダ８３は、樹脂供給ノズル８５をＺ軸方向に沿って上下に移動させることにより、樹脂供給ノズル８５の高さを調整する。また、昇降シリンダ８３は、樹脂供給ノズル８５をＸ軸方向に沿って移動させることにより、樹脂供給ノズル８５のＸ軸方向における位置を調整することもできる。

樹脂供給ノズル８５は、保持テーブル７３の保持面７３ａに保持されたウェーハＷの表面Ｗａに、保持面７３ａの上方から、液状樹脂を霧状にして噴射する。

次に、樹脂供給装置８０における樹脂供給ノズル８５の構成について説明する。図７に示すように、樹脂供給ノズル８５は、筐体である箱９１、箱９１の下面（－Ｚ方向側の面）９１ｃに形成された噴射口９３、箱９１内に配された長尺板状の超音波振動板（圧電振動板）９５、および、箱９１における－Ｘ側の端面９１ｄに設けられた液状樹脂供給口９７、を有している。

箱９１は、Ｘ軸方向に沿って延びる直方体形状を有する。箱９１は、液状樹脂を内部に一時的に貯められる。
噴射口９３は、箱９１の下面９１ｃの略中央に形成された細長い開口部である。噴射口９３は、Ｘ軸方向に沿って延びる長方形状を有している。噴射口９３は、ウェーハＷ（図１参照）の半径以上の長さを有する。

超音波振動板９５は、超音波発振部の一例である。超音波振動板９５は、箱９１の噴射口９３に対向するように、箱９１内に配置されている。超音波振動板９５は、箱９１におけるＺＸ面に平行な第１長側壁９１ａおよび第２長側壁９１ｂによって支持されている。

液状樹脂供給口９７は、図示しない液状樹脂供給源に接続されている。液状樹脂供給口９７は、箱９１内における超音波振動板９５と噴射口９３との間に、液状樹脂Ｌを供給するために用いられる。液状樹脂供給口９７から供給された液状樹脂Ｌは、超音波振動板９５と噴射口９３（下面９１ｃ）との間に、一時的に溜められる。

図８に示すように、超音波振動板９５は、Ｘ軸方向に沿って延びる、振動板１０１、第１電極板１０３および第２電極板１０５を備えている。また、図８、および、図７におけるＡ－Ａ線断面図である図９に示すように、超音波振動板９５は、第１電極板１０３と第２電極板１０５との間に、圧電素材１０４を備えている。

なお、図９では、便宜上、箱９１における－Ｘ側の端面９１ｄに設けられている液状樹脂供給口９７も示している。

図８および図９に示すように、超音波振動板９５、および、超音波振動板９５の本体部である第２電極板１０５は、噴射口９３に向かう側が凹んだ円弧状の断面（たとえば半円弧の断面）を有する。すなわち、超音波振動板９５および第２電極板１０５は、円筒を縦方向に略半分に切断したような形状（トンネル形状）を有している。

したがって、第２電極板１０５の噴射口９３に対向する面は、凹状の断面を有する輻射面１０６となっている。輻射面１０６は、超音波振動板９５と噴射口９３との間に供給された液状樹脂Ｌに向けて、超音波振動を輻射する。

振動板１０１、第１電極板１０３および圧電素材１０４は、第２電極板１０５と同様の長さ（Ｘ軸方向に沿う長さ）を有している。

振動板１０１は、たとえばステンレスからなる板であり、第２電極板１０５における２つの下端部（－Ｚ方向側の端部）、ならびに、箱９１の第１長側壁９１ａおよび第２長側壁９１ｂの内側に取り付けられている。

圧電素材１０４は、第２電極板１０５の上部と同様の湾曲形状（断面円弧形状）を有している。圧電素材１０４は、その下面を第２電極板１０５の上面に密着させるように、第２電極板１０５に重ねられている。第１電極板１０３は、圧電素材１０４と同様の湾曲形状（断面円弧形状）を有している。第１電極板１０３は、その下面を圧電素材１０４の上面に密着させるように、圧電素材１０４に重ねられている。

第１電極板１０３、圧電素材１０４および第２電極板１０５は、たとえば、ピエゾ素子から構成されている。また、第１電極板１０３および第２電極板１０５は、高周波電源１０７に電気的に接続されている。高周波電源１０７は、超音波振動板９５に高周波電力を供給するものである。

次に、保護膜形成装置１ａにおける、ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を形成する動作について説明する。まず、作業者が、ウェーハＷを、その表面Ｗａを上向きにして、保持テーブル７３の保持面７３ａに載置する。

その後、ウェーハＷを保持した保持テーブル７３は、Ｙ軸方向移動手段７４によって、樹脂供給装置８０の樹脂供給ノズル８５の真下に配置される。
この際、昇降シリンダ８３が、樹脂供給ノズル８５の高さを調整する。さらに、昇降シリンダ８３は、たとえば、樹脂供給ノズル８５の長方形の噴射口９３が、ウェーハＷの中央部分から外周部分までの上方に配置されるように、樹脂供給ノズル８５のＸ軸方向における位置を調整する。

その後、保持テーブル７３が、図示しない回転手段によって回転される。それとともに、図９に示す液状樹脂供給口９７から、箱９１内における超音波振動板９５と噴射口９３との間に、液状樹脂Ｌが供給される。さらに、高周波電源１０７が駆動される。

高周波電源１０７は、所定の周波数（たとえば、１ＭＨｚ～３ＭＨｚ）で、電圧印加のオンとオフとを繰り返す。これにより、第１電極板１０３および圧電素材１０４が、Ｚ軸方向に沿って伸縮運動する。そして、第２電極板１０５が、第１電極板１０３の振動に共振する。

これにより、図１０に示すように、第２電極板１０５における凹状の断面を有する輻射面１０６から、噴射口９３に向かって集中するように、超音波振動Ｓが輻射される。これにより、箱９１における超音波振動板９５（輻射面１０６）と噴射口９３との間に一時的に溜められている液状樹脂Ｌに、超音波振動板９５から発振される超音波振動が伝播される。

このような超音波振動の伝播により、Ｘ軸方向に延びる細長い長方形の噴射口９３の略全体から噴射される液状樹脂が、細かな霧状となる。すなわち、噴射口９３からウェーハＷの表面Ｗａに向かって、霧状の液状樹脂Ｌｓが噴射される。ウェーハＷの表面Ｗａに噴射された霧状の液状樹脂Ｌｓは、表面Ｗａの全面に塗布され、表面Ｗａの全面を覆う保護膜となる。

以上のように、本実施形態でも、ウェーハＷの表面Ｗａの全面を覆う保護膜を形成するために、超音波振動によって霧状となった液状樹脂を、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に噴射している。このため、ウェーハＷの表面Ｗａに、厚みのバラツキ（斑）の少ない、略均一な厚みの保護膜を形成することができる。

また、本実施形態では、樹脂供給装置８０の樹脂供給ノズル８５は、箱９１の下面９１ｃに形成されている長方形の噴射口９３、および、噴射口９３に対向配置されている長尺板状の超音波振動板９５を備えている。
そして、超音波振動板９５からの超音波により、超音波振動板９５と噴射口９３との間に供給された液状樹脂Ｌに超音波振動が伝播されて、長方形の噴射口９３から、霧状の液状樹脂Ｌｓが、回転するウェーハＷの表面Ｗａに向けて噴射される。したがって、ウェーハＷの表面Ｗａにおける広い範囲に対して、霧状の液状樹脂Ｌｓを一度に供給することができる。

このため、樹脂供給ノズル８５では、小さい噴射口を用いて液状樹脂を噴射する構成と比較して、ウェーハＷの表面Ｗａの全体に対する液状樹脂の供給を、短時間で実施することができる。

また、本実施形態では、超音波振動板９５（第２電極板１０５）は、噴射口９３に向かう側が凹んだ円弧状の断面を有している。これにより、超音波振動Ｓを輻射する輻射面１０６が凹状の断面を有するため、輻射面１０６から液状樹脂Ｌに伝播される超音波振動Ｓが、噴射口９３に向かって集中する。すなわち、噴射口９３に向かって、超音波振動Ｓが集束する。したがって、超音波振動Ｓが箱９１内で反射しにくいので、噴射口９３から噴射される液状樹脂を、良好に霧状にすることができる。

また、本実施形態では、霧状の液状樹脂Ｌｓを噴射する噴射口９３は、回転する保持テーブル７３に保持されたウェーハＷの半径以上の長さを有している。これにより、樹脂供給ノズル８５を移動させることなく、ウェーハＷにおける表面Ｗａの全面に対して、霧状の液状樹脂Ｌｓを供給することができる。

また、本実施形態では、樹脂供給ノズル８５の超音波振動板９５は、円筒を縦方向に略半分に切断したような形状（トンネル形状）を有している。これに関し、超音波振動板９５は、噴射口９３に向かう側が凹んだ円弧状の断面を有する、複数の短い凹状板から構成されていてもよい。この場合、超音波振動板９５は、複数の凹状板をＸ軸方向に沿って接続することによって形成される。

１：保護膜形成装置、
１０：保持テーブル、１０ａ：保持面、１０ｂ：枠体、
１２：液状樹脂供給パイプ、１７：旋回モータ、１８：旋回軸、
１３：保持テーブル回転手段、１４：スピンドル、１５：モータ、
１９：液状樹脂供給源、
２：液状樹脂供給ノズル、
２０：箱、２０Ａ：第一室、２０Ｂ：第二室、２３ａ：液状樹脂供給口、
２４：ノズル部、２４ａ：噴射口、
３：圧電振動板、３０：ドーム部、３１：ツバ部、３２：環状板、
２５：第１電極板、２６：第２電極板、２６ｂ：輻射面、２７：圧電素材、
２８：配線、２９：高周波電源、
４：液状樹脂供給ノズル、
４０：箱、４１：噴射口、４３：超音波発振部、４４：胴体部、
４５：第１の円柱部、４６：第２の円柱部、４７：第３の円柱部、
４８：第４の円柱部、
４９：超音波振動板、６２：第１の圧電素子、６３：第２の圧電素子、
６４：配線、６５：高周波電源、
１ａ：保護膜形成装置、
７０：装置ベース、７０ａ：開口部、Ｃ：蛇腹カバー、
７１：保持手段、７２：支持部材、７３：保持テーブル、７３ａ：保持面、
７４：Ｙ軸方向移動手段、
８０：樹脂供給装置、
８１：枠体、８１ａ：縦柱部、８１ｂ：横柱部、８３：昇降シリンダ、
８５：樹脂供給ノズル、
９１：箱、９１ａ：第１長側壁、９１ｂ：第２長側壁、
９１ｃ：下面、９１ｄ：端面、９３：噴射口、９７：液状樹脂供給口、
９５：超音波振動板、
１０１：振動板、１０３：第１電極板、１０４：圧電素材、１０５：第２電極板、
１０６：輻射面、１０７：高周波電源、
Ｌ：液状樹脂、Ｌｓ：液状樹脂、Ｓ：超音波振動、
Ｗ：ウェーハ、Ｗａ：表面、Ｗｂ：裏面、
Ｍ：分割予定ライン、Ｄ：デバイス、Ｎ：ノッチ

Claims (2)

1. 保持テーブルの保持面に保持される被加工物の上面の全面に、液状樹脂を塗布することによって保護膜を形成する保護膜形成装置であって、
   該保持面に保持された被加工物の上面に、該保持面の上方から該液状樹脂を霧状にして噴射する液状樹脂供給ノズルを備え、
   該液状樹脂供給ノズルは、
   該液状樹脂を内部に一時的に貯められる直方体の箱と、該箱の下面に形成される長方形の噴射口と、該箱内に該噴射口に対向して配置される長尺板状の超音波発振部と、該箱内における該超音波発振部と該噴射口との間に該液状樹脂を供給するための液状樹脂供給口と、を備え、
   該超音波発振部に高周波電力を供給する高周波電力供給部をさらに備え、
   該箱内に一時的に貯められている該液状樹脂に、該超音波発振部から発振される超音波振動を伝播させることにより、該噴射口から該液状樹脂を霧状にして被加工物に噴射し、被加工物の上面に保護膜を形成する、保護膜形成装置。
2. 該超音波発振部は、円弧形状の断面を有し、該噴射口に向かう面側が凹んでいる、
   請求項１に記載の保護膜形成装置。

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