特許 5715859 保護膜被覆方法及び保護膜被覆装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5715859

(24)【登録日】2015年3月20日

(45)【発行日】2015年5月13日

(54)【発明の名称】保護膜被覆方法及び保護膜被覆装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20150423BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 L

   H01L21/78 B

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2011-60386(P2011-60386)

(22)【出願日】2011年3月18日

(65)【公開番号】特開2012-195544(P2012-195544A)

(43)【公開日】2012年10月11日

【審査請求日】2014年2月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100063174

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 功

(74)【代理人】

【識別番号】100087099

【弁理士】

【氏名又は名称】川村 恭子

(74)【代理人】

【識別番号】100124338

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 健

(72)【発明者】

【氏名】田中 圭

【審査官】 石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０７９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００５９６２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１８８４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２５３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−９３１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−４９３３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／７８

Ｈ０１Ｌ ２１／３１２−２１／３２

Ｈ０１Ｌ ２１／４７ −２１／４７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハをリング状フレームに装着された保護テープに貼着した状態で保持するスピンナーテーブルを備えた保護膜形成装置を用い、ウェーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成方法であって、
該スピンナーテーブルで該リング状フレームを保持するフレーム保持工程と、
該スピンナーテーブルで該ウェーハの表面を上側に向けて保持するウェーハ保持工程と、
該リング状フレームを該ウェーハに対して相対的に上昇させて該リング状フレームと該ウェーハとですり鉢形状の凹部を形成する凹部形成工程と、
該凹部形成工程後、該スピンナーテーブルに保持されたウェーハの表面を覆う水の層を形成する水層形成工程と、
該水の層におけるウェーハの中心部に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程と、
該スピンナーテーブルを回転させ該ウェーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により該水の層を飛散させるとともに滴下した液状樹脂を拡張させて該ウェーハの表面に樹脂被膜を被覆する樹脂被膜被覆工程と、
を含む保護膜形成方法。

【請求項2】

前記樹脂被膜被覆工程では、前記フレームを前記ウェーハに対して相対的に下降させることで前記すり鉢形状をフラット形状に戻すことにより、水の層の拡張に伴って滴下した液状樹脂を拡張させて該ウェーハの表面に樹脂被膜を形成する
請求項１に記載の保護膜形成方法。

【請求項3】

ウェーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆装置であって、
リング状フレームに装着された保護テープに貼着された状態のウェーハを保持するウェーハ保持手段と、該リング状フレームを保持するリング状フレーム保持手段とを備えたスピンナーテーブルと、
該スピンナーテーブルを回転駆動する回転駆動手段と、
該スピンナーテーブルに保持されたウェーハに水を供給する水供給手段と、
該スピンナーテーブルに保持されたウェーハに液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段と、
該リング状フレーム保持手段と該ウェーハ保持手段とを相対的に上下動作させる上下動手段と、
を具備している樹脂被膜被覆装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種ウェーハの表面に樹脂被膜を被覆する方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウェーハは、分割予定ラインに沿ってレーザー照射が行われて個々のデバイスに分割され、各種電子機器等に利用されている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

シリコン等から構成されたウェーハにレーザー光線を照射すると、デブリが飛散してウェーハの表面に付着し、デバイスの品質を低下させるという問題があることから、ウェーハの表面にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等から構成される液状樹脂を被覆して保護膜を形成し、デブリが飛散しても保護膜によってデバイスの表面を保護して品質低下を防止する技術が本出願人によって提案され、実用に供されている（例えば特許文献２参照）。

【0004】

ところが、液状樹脂とウェーハとは親和性が低いため、例えば直径３００ｍｍのウェーハの表面に厚さ４μｍの保護膜を形成する場合には、保護膜として被覆されるＰＶＡ等の液状樹脂は０．３ｃｃ程度あれば足りるにもかかわらず、実際には１９〜３０ｃｃの液状樹脂が使用され、そのうちの９８〜９９％近くが廃棄されており、極めて不経済であるという問題がある。

【0005】

そこで、かかる問題を解消するために、ウェーハの表面を覆う水の層を形成し、ＰＶＡ等の液状樹脂を滴下する方法により、ＰＶＡ等の液状樹脂を効率よく被覆できる方法及び装置が提案され、実用に供されている（例えば特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平６−１２０３３４号公報

【特許文献2】特開２００４−１８８４７５号公報

【特許文献3】特開２０１０−１２５３５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、ウェーハの撥水性や装置の傾きに起因して、ウェーハの表面を覆う水の層の形成に１００秒以上に時間を要しているという問題がある。

【0008】

本発明は、このような問題点にかんがみなされたもので、ＰＶＡ等の液状樹脂をウェーハに効率よく被覆できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第一の発明は、ウェーハをリング状フレームに装着された保護テープに貼着した状態で保持するスピンナーテーブルを備えた保護膜形成装置を用い、ウェーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成方法に関するもので、以下の各工程により構成される。
（１）スピンナーテーブルでリング状フレームを保持するフレーム保持工程、
（２）スピンナーテーブルでウェーハの表面を上側に向けて保持するウェーハ保持工程、
（３）リング状フレームをウェーハに対して相対的に上昇させてリング状フレームとウェーハとですり鉢形状の凹部を形成する凹部形成工程、
（４）凹部形成工程後、スピンナーテーブルに保持されたウェーハの表面を覆う水の層を形成する水層形成工程、
（５）水の層におけるウェーハの中心部に液状樹脂を滴下する液状樹脂滴下工程、
（６）スピンナーテーブルを回転させウェーハの回転に伴って水の層に働く遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下した液状樹脂を拡張させてウェーハの表面に樹脂被膜を被覆する樹脂被膜被覆工程。

【0010】

上記保護膜形成方法において、樹脂被膜被覆工程では、フレームをウェーハに対して相対的に下降させることですり鉢形状をフラット形状に戻すことにより、水の層の拡張に伴って滴下した液状樹脂を拡張させてウェーハの表面に樹脂被膜を形成することが望ましい。

【0011】

第二の発明は、上記保護膜形成方法の実施に好適な保護膜被覆装置に関するもので、リング状フレームに装着された保護テープに貼着された状態のウェーハを保持するウェーハ保持手段と、リング状フレームを保持するリング状フレーム保持手段とを備えたスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルを回転駆動する回転駆動手段と、スピンナーテーブルに保持されたウェーハに水を供給する水供給手段と、スピンナーテーブルに保持されたウェーハに液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段と、リング状フレーム保持手段とウェーハ保持手段とを相対的に上下動作させる上下動手段とを具備するものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る樹脂被膜被覆工程では、リング状フレームに装着された保護テープにウェーハを貼着した状態のリング状フレームをウェーハに対して相対的に上昇させてリング状フレームとウェーハとですり鉢形状の凹部を形成し、その凹部に水を供給してウェーハの表面に水の層を形成した後、ウェーハの中心部に液状樹脂を滴下し、スピンナーテーブルを回転させて遠心力により水の層を飛散させるとともに滴下した液状樹脂を拡張させてウェーハの表面に樹脂被膜を被覆するため、液状樹脂を効率よくウェーハの表面全体に行き渡らせて被覆することができる。また、滴下した液状樹脂のほとんどがウェーハの表面に被覆されるため、極めて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】保護膜被覆装置の一例を示す斜視図である。

【図2】保護テープを介してリング状フレームに支持されたウェーハをスピンナーテーブルに保持した状態を略示的に示す断面図である。

【図3】リング状フレームを上昇させてウェーハの表面と保護テープとで凹部を形成した状態を略示的に示す断面図である。

【図4】凹部に水を供給してウェーハの表面上に水の層を形成する状態を略示的に示す断面図である。

【図5】水の層の上に液状樹脂を滴下する状態を略示的に示す断面図である。

【図6】スピンナーテーブルを回転させて水の層を飛散させ、ウェーハの表面に樹脂被膜を形成する状態を略示的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

１ 装置構成
図１に示す保護膜被覆装置１は、ウェーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する装置であり、回転駆動手段２によって駆動されて回転可能なスピンナーテーブル３を備えている。

【0015】

スピンナーテーブル３に保持されるウェーハＷは、リング状フレームＦの開口部を塞ぐように装着された保護テープＴに貼着される。スピンナーテーブル３は、リング状フレームＦに装着された保護テープＴに貼着された状態のウェーハＷを保持するウェーハ保持手段４と、保護テープＴを介してウェーハＷと一体化されたリング状フレームＦを保持するリング状フレーム保持手段５とから構成されている。

【0016】

スピンナーテーブル３の周囲には、スピンナーテーブル３のウェーハ保持手段４に保持されたウェーハＷに水を供給する水供給手段６が配設されている。水供給手段６は、図示しない水源に連通し旋回可能な基部６０と、基部６０から水平方向に延びるとともに先端部が下方に湾曲した噴出部６１とから構成される。

【0017】

スピンナーテーブル３の周囲には、スピンナーテーブル３のウェーハ保持手段４に保持されたウェーハＷに液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段７が配設されている。液状樹脂供給手段７は、図示しない液状樹脂のタンクに連通し旋回可能な基部７０と、基部７０から水平方向に延びるとともに先端部が下方に湾曲した滴下部７１とから構成される。

【0018】

ウェーハ保持手段４は、保護テープＴを介してウェーハＷを吸引保持することができる保持テーブル４０と、保持テーブルの下端に連結された軸部４１と、軸部４１を昇降させる昇降駆動部４２とを備えており、軸部４１と昇降駆動部４２とで保持テーブル４０を上下動作させる上下動手段４３が構成されている。図２に示すように、保持テーブル４０は、図示しない吸引源に連通する吸引部４０ａを備えている。図１の昇降駆動部４２及び軸部４１としては、例えばエアシリンダ及びピストンロッドを使用することができ、上下動手段４３は、リング状フレーム保持手段５とウェーハ保持手段４とを相対的に上下動作させるための手段として機能する。なお、図２以降では、上下動手段４３は図示していない。

【0019】

図２に示すように、リング状フレーム保持手段５は、リング状フレームＦを下方から支持する支持台５０と、支持台５０に取り付けられリング状フレームＦを上方から押圧する押圧部５１と、支持台５０の下端に連結された複数の軸部５２と、軸部５２を昇降させる複数の昇降駆動部５３とを備えており、軸部５２と昇降駆動部５３とで支持台５０を上下動作させる上下動手段５４を構成している。押圧部５１は、エアの注入などによって回転軸５１０を中心として回転することができる。また、昇降駆動部５３及び軸部５２としては、例えばエアシリンダ及びピストンロッドを使用することができる。上下動手段４３は、リング状フレーム保持手段５とウェーハ保持手段４とを相対的に上下動作させるための手段として機能する。

【0020】

図２に示すように、スピンナーテーブル３を回転駆動する回転駆動手段２は、モータ２０と、モータ２０によって回転駆動される回転軸２１と、回転軸２１の回転に伴って回転する基台２２とから構成され、基台２２には昇降駆動部５３が固定されている。モータ２０が回転軸２１を回転させると、基台２２も回転し、ウェーハ保持手段４及びフレーム保持手段５が回転する構成となっている。基台２２は、平面部２２０と、その周縁部から下方に垂下する垂下部２２１とから構成されている。

【0021】

スピンナーテーブル３の下方には、受け手段８が配設されている。受け手段８は、基台２２を構成する垂下部２２１の内周側に位置する内側壁８０と、垂下部２２１よりも外周側に位置する外側壁８１と、内側壁８０の下端部と外側壁８１の下端部とをつなぐ底板８２とから構成されている。

【0022】

２ 保護膜被覆方法
次に、ウェーハＷの表面Ｗ１に保護膜を被覆する場合における保護膜被覆装置１の動作について説明する。図２に示すように、保護テープＴの外周部にリング状フレームＦを貼着してリング状フレームＦの開口部を保護テープＴによって塞ぎ、その塞がれた部分の保護テープＴにウェーハＷの裏面Ｗ２を貼着する。このようにして、ウェーハＷが保護テープＴを介してリング状フレームＦと一体化されて支持された状態となり、ウェーハＷの表面Ｗ１が上側に向いて露出した状態となる。

【0023】

（１）フレーム保持工程
図２に示すように、保護テープＴを介してウェーハＷと一体化されたリング状フレームＦをスピンナーテーブル３のフレーム保持手段５の支持台５０に載置する。そして、押圧部５１を支持台５０に向けて（図２における矢印Ａの方向に）回転させ、支持台５０と押圧部５１とでリング状フレームＦを挟持して保持する。
（２）ウェーハ保持工程
図２に示すように、保護テープＴを介してリング状フレームＦと一体化されたウェーハＷをスピンナーテーブル３のウェーハ保持手段４の保持テーブル４０に載置する。そして、吸引部４０ａに負圧を作用させることにより、ウェーハＷの表面Ｗ１が上側になって露出した状態で、保護テープＴを介してウェーハＷの裏面Ｗ２側を吸引保持する。なお、フレーム保持工程及びウェーハ保持工程は、どちらを先に行ってもよいし、両工程を同時に行ってもよい。
（３）凹部形成工程
フレーム保持工程及びウェーハ保持工程の後、リング状フレームＦをウェーハＷに対して相対的に上昇動作させる。具体的には、図３に示すフレーム保持手段５の上下動手段５４が支持台５０を上昇させるか、ウェーハ保持手段４の上下動手段４３が保持テーブル４０を下降させるか、または、上下動手段５４が支持台５０を上昇させるとともに上下動手段４３が保持テーブル４０を下降させることで、フレーム保持手段５とウェーハ保持手段４とを相対的に上下動させる。このようにしてリング状フレームＦをウェーハＷに対して相対的に上昇させると、ウェーハＷとフレームＦとの間に高低差が生じるとともに、保護テープＴによって斜面９０が形成される。そして、ウェーハＷの表面Ｗ１を底面９１とし、この底面９１と斜面９０とで、すり鉢形状の凹部９が形成される。

【0024】

（４）水層形成工程
凹部形成工程の後、図４に示すように、水供給手段６を旋回させ、噴出部６１をスピンナーテーブル３に保持されたウェーハＷの上方に移動させ、噴出部６１から水６１０を吐出させる。そうすると、すり鉢状の凹部９に水が溜まり、ウェーハＷの表面Ｗ１を覆う水の層６１ａが形成される。

【0025】

（５）液状樹脂滴下工程
水層形成工程の後、水供給手段６の噴出部６１をウェーハＷの上方から退避させ、図５に示すように、液状樹脂供給手段７を旋回させて滴下部７１をウェーハＷの中心部の上方に移動させる。そして、その状態で滴下部７１から液状樹脂７１０を滴下する。例えば、ウェーハＷの直径が３００ｍｍであり、４μｍの厚さの樹脂を被覆しようとする場合は、２ｃｃ程度の液状樹脂７１０を滴下する。液状樹脂７１０としては、例えば粘度が５０〜７０センチポアズのポリビニルアルコールを使用することができる。滴下された液状樹脂７１０は、その粘度により、水層６１ａの上に滞留する。

【0026】

（６）樹脂被膜被覆工程
液状樹脂滴下工程の後、図６に示すように、リング状フレーム保持手段５をウェーハ保持手段４に対して相対的に下降させることにより、すり鉢状の凹部９が形成されていない状態、すなわちウェーハＷとリング状フレームＦとの間に段差がなくなり保護テープＴが水平状となったフラット形状に戻し、スピンナーテーブル３を回転させる。そうすると、ウェーハＷの回転に伴って水の層６１ａに遠心力が働き、その遠心力によって水の層６１ａを形成していた水６１ｂが外周側に飛散するとともに、滴下した液状樹脂７１０が、水平方向外周側に拡張されてウェーハＷの表面Ｗ１の一面に行き渡り、樹脂被膜７１ａがウェーハＷの表面Ｗ１の上に形成される。

【0027】

以上のように、リング状フレームＦをウェーハに対して相対的に上昇させて凹部を形成し、凹部に水を供給してウェーハの表面上に水の層を形成し、その上から液状樹脂を滴下した後、ウェーハを回転させて水の層を飛散させて液状樹脂をスピンコートすることにより、ウェーハの表面に効率よく樹脂被膜を被覆することができる。

【符号の説明】

【0028】

１：保護膜被覆装置
２：回転駆動手段
２０：モータ ２１：回転軸
２２：基台 ２２０：平面部 ２２１：垂下部
３：スピンナーテーブル
Ｗ：ウェーハ Ｗ１：表面 Ｗ２：裏面
Ｔ：保護テープ
Ｆ：リング状フレーム
４：ウェーハ保持手段
４０：保持テーブル ４０ａ：吸引部
４１：軸部 ４２：昇降駆動部 ４３：上下動手段
５：リング状フレーム保持手段
５０：支持台 ５１：押圧部 ５１０：回転軸
５２：軸部 ５３：昇降駆動部 ５４：上下動手段
６：水供給手段 ６０：基部
６１：噴出部 ６１０：水 ６１ａ：水の層
７：液状樹脂供給手段 ７０：基部 ７１：滴下部
８：受け手段 ８０：内側壁 ８１：外側壁 ８２：底板
９：凹部 ９０：斜面 ９１：底面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】