JP2014044973A

JP2014044973A - 樹脂塗布装置

Info

Publication number: JP2014044973A
Application number: JP2012184765A
Authority: JP
Inventors: Yuta Yoshida; 悠太吉田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: JP5923014B2

Abstract

【課題】装置内の温度が変化しても液状樹脂の温度を効率的に調節することで液状樹脂の粘度を一定に保ち、均一な厚さの樹脂膜を得る。
【解決手段】配管経路４１を搬送される液状樹脂Ｐの温度を樹脂温度測定手段４６で測定し、その温度を樹脂温度調節手段４７により一定に調節して、吐出ノズル４２から吐出される液状樹脂Ｐの粘度を一定とする。一定とする液状樹脂Ｐの粘度を、所定の押圧荷重で所定の厚さの樹脂膜Ｐ１がシート部材Ｓに形成される粘度とすることにより、装置内の温度が変化してもシート部材Ｓに形成される樹脂膜Ｐ１の厚さが一定となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の薄板状のワークに液状樹脂を塗布して均一な厚さの樹脂膜を得るための樹脂塗布装置に関する。

半導体や電子部品の材料となる半導体ウェーハは、シリコン等の原材料からなる円柱状のインゴットをワイヤソーなどによりスライスして円板状の素材を得、この素材を研削して所定の厚さに加工されている。ところで、このようにスライスされて得られるウェーハ素材等の被加工物には、うねりや反り等が生じている場合が多く、そのため、被加工物の片面に液状樹脂を被覆することで平坦な面を形成する加工が行われる。被加工物に液状樹脂を被覆するには、例えば、平坦面に載置されたシートに液状樹脂を供給し、その液状樹脂に被加工物を押圧して片面が液状樹脂で被覆された状態として、液状樹脂を硬化させるといった手法が採られる。そして平坦なシート面を基準として被加工物を研削することで、最終的に被加工物の両面を平坦に、かつ厚さを均一に形成することができる。被加工物の片面に液状樹脂を供給する従来装置としては、例えば特許文献１等で知られている。

特開２００９−１４８８６６号公報

しかしながら、シート上に供給される液状樹脂は、温度によって粘度にばらつきが発生する。例えば、樹脂塗布装置の運転時間が長くなると装置内の温度が上昇し、これに伴って液状樹脂を搬送する配管経路内の液状樹脂の温度が上がり、粘度が変化するという現象が起こる。このような液状樹脂の粘度の変化は、ワークの片面に塗布した液状樹脂を押圧して形成する樹脂膜の厚さの均一性に影響を及ぼす。すなわち、粘度が高い液状樹脂では同じ荷重で押圧しても樹脂が広がりにくく膜厚が厚くなりがちであり、一方、粘度が低い液状樹脂では同じ荷重で押圧しても樹脂が広がりやすく膜厚が薄くなりがちである。

この問題の対策としては、装置内の温度を一定に保ち配管経路内を搬送される液状樹脂の温度が変化しないようにすることが考えられるが、装置内の温度を制御するためには温度調節能力の高い装置を別途設ける必要があるなどコストがかかり、生産性の低下を招くことになる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、装置内の温度が変化しても液状樹脂の温度を効率的に調節することで液状樹脂の粘度を一定に保ち、均一な厚さの樹脂膜を得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。

本発明の樹脂塗布装置は、ステージ上に保持されたシート部材の上面に液状樹脂を供給し、該液状樹脂に板状のワークを載置して押圧し、該液状樹脂を該ワークの下面に広げて該シート部材と該ワークとに挟まれた所定の厚さの樹脂膜を形成するとともに該ワークと該シート部材を貼り合わせる樹脂塗布装置であって、シート部材を保持するステージと、該ステージに保持された該シート部材の上面に液状樹脂を吐出する液状樹脂吐出手段と、該シート部材の上面に吐出された液状樹脂に該ワークを載置して押圧する押圧手段と、該押圧手段を制御する制御手段と、から少なくとも構成され、前記ステージは前記シート部材を吸引保持する保持面を有し、前記液状樹脂吐出手段は、液状樹脂を貯留する樹脂タンクと、該樹脂タンクに貯留された該液状樹脂を搬送する配管経路と、該液状樹脂を吐出する吐出ノズルと、該液状樹脂を所定量だけ該吐出ノズルに送るポンプと、該ポンプと該吐出ノズルとをつなぐ該配管経路内の該液状樹脂の温度を測定して前記制御手段に送る樹脂温度測定手段と、該ポンプと該吐出ノズルとをつなぐ該配管経路を冷却または加熱して該ポンプと該吐出ノズルとをつなぐ該配管経路内の該液状樹脂の温度を調節する樹脂温度調節手段と、を有し、前記押圧手段は、前記ステージの上方に配設され下面に前記ワークを該ステージに対向させて吸引保持する押圧面が形成された押圧部材と、該押圧部材を該ステージの前記保持面に対して垂直な方向に近接または離反させる移動手段と、該ステージに保持された前記シート部材の上面に吐出された前記液状樹脂に該押圧部材が該ワークを載置して押圧する際の押圧荷重値を測定して前記制御手段に送る押圧荷重測定手段とを有し、前記制御手段は、前記樹脂温度測定手段から送られた前記液状樹脂の温度と、前記押圧荷重測定手段から送られた押圧荷重値とを記憶する記憶手段と、前記シート部材の上面に吐出された該液状樹脂を押圧して所定の厚さの樹脂膜を形成する際の前記押圧荷重値と該液状樹脂の粘度との関係、および該液状樹脂の温度と温度の変化に伴う粘度の変化との関係とから、押圧荷重を所定の値に設定して所定の厚さの樹脂膜を形成する時、該液状樹脂が適切な粘度を示す該液状樹脂の温度を算出する算出手段と、を有し、該押圧手段による押圧時の押圧荷重を設定された所定の値に制御するとともに、該樹脂温度測定手段で測定されて該制御手段に送られた該液状樹脂の温度が、該算出手段によって算出された温度と等しくなるように該樹脂温度調節手段を制御することを特徴とする。

本発明では、配管経路を搬送される液状樹脂の温度を測定し、その温度を樹脂温度調節手段により効率的に一定に調節して、吐出ノズルから吐出される液状樹脂の粘度を一定とする。一定とする液状樹脂の粘度は、所定の押圧荷重で所定の厚さの樹脂膜がシート部材の上面に形成される粘度とする。これにより、装置内の温度変化などに起因して配管経路の温度が変化し、それによって液状樹脂の粘度が変化するような状況にあっても、シート部材に塗布される液状樹脂の粘度を常に一定とすることができ、このため、所定の押圧荷重で所定粘度の液状樹脂を押圧することができる。その結果、常に均一な厚さの樹脂膜を得ることができる。

本発明では、前記液状樹脂吐出手段は、前記吐出ノズルを前記ステージに保持された前記シート部材の上面に前記液状樹脂を吐出可能な吐出位置と、前記押圧手段に干渉しない退避位置と、に選択的に位置付ける吐出ノズル移動手段を有する形態を含む。

また、本発明では、前記液状樹脂は外的刺激によって硬化する外的刺激硬化性の液状樹脂であり、前記ステージには外的刺激を付加する外的刺激付加手段が配設され、該外的刺激付加手段は、該ステージ上で前記押圧手段が前記ワークを押圧し、該液状樹脂を該ワークの下面に広げて前記シート部材と該ワークとに挟まれた所定の厚さの樹脂膜を形成した状態で該液状樹脂に外的刺激を付加して硬化させる形態を含む。

本発明によれば、装置内の温度が変化しても液状樹脂の温度を効率的に調節することで液状樹脂の粘度を一定に保ち、均一な厚さの樹脂膜を得ることができる液状樹脂の塗布装置が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る樹脂塗布装置の斜視図である。同樹脂塗布装置の構成を模式的に示す側面図である。同樹脂塗布装置の液状樹脂吐出手段の構成を模式的に示す側面図である。同樹脂塗布装置の樹脂塗布動作を示す側面図である。同樹脂塗布装置の制御手段の構成を示すブロック図である。同樹脂塗布装置の制御手段が備える制御テーブルの一例を示す線図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態の樹脂塗布装置１の外観を概略的に示している。図１の符号１１は、一端側にポスト１２が立設された装置台１１である。装置台１１上のポスト１２側には円板状のステージ２０が配設されており、ポスト１２と反対側の他端側には、帯状の長尺なポリオレフィン等からなる透明なシート部材がロール状に蓄積されたシート部材ロールＳＲが、シート部材をステージ２０方向に供給可能なように回転可能に配設されている。ステージ２０は、後述するように紫外線を透過可能に透明部材によって形成されている。

シート部材ロールＳＲからは、シート部材がステージ２０側に巻き出されるようになっている。巻き出されたシート部材は、カッタ手段３１によって矩形状の所定の大きさに切断され、シート部材搬送手段３２により、図２に示すように切断されたシート部材Ｓはステージ２０上に搬送されて載置されるようになっている。ステージ２０は水平な上面がシート部材Ｓの保持面２１となっており、シート部材Ｓは保持面２１上に載置され、図示せぬ負圧手段で下側から吸引されることにより保持面２１に吸引保持される。

図１および図２に示すように、装置台１１の所定箇所には、吐出ノズル４２が配設されている。吐出ノズル４２は、図３に示す液状樹脂吐出手段４０の一部を構成している。液状樹脂吐出手段４０は、ステージ２０上に保持されたシート部材Ｓの上面に吐出ノズル４２から液状樹脂Ｐを供給するものであり、図３に示すように下流端に吐出ノズル４２が接続され、上流端に樹脂タンク４３が接続された配管経路４１を有している。配管経路４１の途中には、上流側から下流側に向かって、バッファタンク４４、ポンプ４５が配設されている。液状樹脂Ｐは、例えば５００〜５０００ｍＰａの粘度を有し、無溶剤である硬化樹脂が用いられ、本実施形態では、紫外線硬化型樹脂が好適に用いられる。

バッファタンク４４内には、樹脂タンク４３から液状樹脂Ｐが供給されて所定範囲量貯留され、バッファタンク４４内の液状樹脂Ｐがポンプ４５によって吐出ノズル４２に送られる。ポンプ４５は、ベローズ式ポンプ等の所定量の液状樹脂を吸入して吐出する形式のものが適用される。

また、液状樹脂吐出手段４０は、配管経路４１の、ポンプ４５と吐出ノズル４２とをつなぐ温度調節領域４１ａを搬送される液状樹脂Ｐの温度を測定する樹脂温度測定手段４６と、温度調節領域４１ａを冷却することで該領域４１ａ内の液状樹脂Ｐの温度を調節する樹脂温度調節手段４７とを有している。樹脂温度調節手段４７は、例えば、配管経路４１の温度調節領域４１ａを囲繞する管状体の内部に冷却水を流して温度調節領域４１ａを冷却し、その流量で液状樹脂Ｐの温度が調節されるといった形式のものが適用される。

吐出ノズル４２は、装置台１１に旋回可能に支持されている。吐出ノズル４２は、装置台１１内に収容されて液状樹脂吐出手段４０を構成する吐出ノズル移動手段４２１により旋回させられ、ステージ２０の上方であってシート部材Ｓの上面に液状樹脂を吐出可能な吐出位置と、ステージ２０の上方に配設されている押圧手段５０に干渉しない退避位置とに選択的に位置付けられる。

押圧手段５０は、シート部材Ｓの上面に吐出ノズル４２から吐出されて供給された液状樹脂Ｐに半導体ウェーハ等の円板状のワークＷを載置して押圧するもので、図２に示すように、ステージ２０の上方に配設され、ステージ２０に対向する水平な下面が押圧面５１１として形成された押圧部材５１と、押圧部材５１をステージ２０の保持面２１に対して垂直な方向、すなわち鉛直方向に沿って昇降させ、保持面２１に近接させたり離反さたりする移動手段５２と、押圧部材５１の押圧荷重値を測定する押圧荷重測定手段５３とを有している。

図１および図２に示すように、移動手段５２は、ポスト１２の前面にガイド１３を介して鉛直方向に昇降可能に支持され、背面にナット部材５２１ａが固定されているスライダ５２１と、鉛直方向に延び、ナット部材５２１ａに螺合して回転可能に支持されたボールねじ５２２と、ボールねじ５２２を回転駆動するモータ５２３とを備えており、押圧手段５０はスライダ５２１の前面に固定されている。移動手段５２では、モータ５２３でボールねじ５２２が回転駆動されると、その回転方向に応じてスライダ５２１が昇降し、これによって押圧部材５１が昇降するようになっている。押圧部材５１の押圧面５１１には、ステージ２０の保持面２１と同様に、負圧手段によってワークＷが吸引保持される。

本実施形態の樹脂塗布装置１では、ステージ２０の保持面２１にシート部材Ｓを吸引保持した状態で、図４（ａ）に示すようにシート部材Ｓの上面に吐出位置に位置付けられた吐出ノズル４２から所定量の液状樹脂Ｐが供給され、次いで吐出ノズル４２はステージ２０の外側の退避位置に位置付けられる。次に、図４（ｂ）に示すように移動手段５２によって押圧部材５１が下降し、シート部材Ｓ上の液状樹脂ＰがワークＷで押圧され、液状樹脂ＰはワークＷの下面で広がり樹脂膜Ｐ１が形成される。

図４（ｂ）に示すように、装置台１１の内部には上方のステージ２０に向けて紫外線を照射する紫外線照射手段（外的刺激付加手段）６０が収容されており、紫外線照射手段６０から照射された紫外線は透明なステージ２０およびシート部材Ｓを透過して樹脂膜Ｐ１に照射される。これにより樹脂膜Ｐ１は硬化し、ワークＷの下面を被覆する樹脂膜Ｐ１が形成される。この後、押圧部材５１を上昇させてワークＷを押圧面５１１から剥離することで、片面に樹脂膜Ｐ１を介してシート部材Ｓが貼着されたワークＷを得る。

本実施形態の樹脂塗布装置１は、図５に示す制御手段７０を備えている。制御手段７０は、樹脂温度調節手段４７と移動手段５２を制御するものであり、制御手段７０には、樹脂温度測定手段４６で測定された液状樹脂Ｐの温度測定値と、押圧荷重測定手段５３で測定された押圧荷重値とが送られる。

制御手段７０は、制御プログラムにしたがって演算処理するＣＰＵ（算出手段）７１と、制御プログラム等を格納するＲＯＭ７２と、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ（記憶手段）７３と、入力インターフェイス７４および出力インターフェイス７５を備えている。入力インターフェイス７４には、樹脂温度測定手段４６で測定された液状樹脂Ｐの温度測定値の信号と、押圧荷重測定手段５３で測定された押圧荷重値の信号が入力される。また、出力インターフェイス５５からは、移動手段５２のモータ５２３と樹脂温度調節手段４７に制御信号が送られる。

制御手段７０のＲＡＭ７３には、制御テーブルとして、図６（ａ）に示すシート部材Ｓの上面に吐出された液状樹脂Ｐを押圧して所定の厚さの樹脂膜Ｐ１を形成する際の押圧手段５０による押圧荷重値と液状樹脂Ｐの粘度との関係、および、図６（ｂ）に示す液状樹脂Ｐの温度とその温度の変化に伴う液状樹脂Ｐの粘度の変化との関係が、予め記憶されている。

制御手段７０は、上記のようにシート部材Ｓの上面に供給された液状樹脂Ｐを押圧手段５０で押圧する際に次のような制御を行う。すなわち、樹脂温度測定手段４６から送られた配管経路４１の温度調節領域４１ａを搬送される液状樹脂Ｐの温度測定値と、押圧荷重測定手段５３から送られた押圧荷重値とをＲＡＭ７３に記憶する。そして、シート部材Ｓの上面に吐出された液状樹脂Ｐを押圧して所定の厚さの樹脂膜Ｐ１を形成する際の、図６（ａ）に示した押圧荷重値と液状樹脂Ｐの粘度との関係、および、図６（ｂ）に示した液状樹脂Ｐの温度とその温度の変化に伴う粘度の変化との関係とから、移動手段５２の動作で変化する押圧荷重を所定の値に設定し、所定の厚さの樹脂膜Ｐ１を形成する。

そのために、ＣＰＵ７１は、液状樹脂Ｐが適切な粘度を示す液状樹脂Ｐの温度を算出し、制御手段７０に送られた液状樹脂Ｐの温度がＣＰＵ７１で算出された温度と等しくなるように、樹脂温度調節手段４７を制御する。これにより、配管経路４１の温度調節領域４１ａを搬送される液状樹脂Ｐの温度は常に一定となり、その粘度は所定の押圧荷重で押圧されると所定の厚さの樹脂膜Ｐ１が形成され得る所定の粘度に制御される。

本実施形態の樹脂塗布装置１によれば、配管経路４１における吐出ノズル４２から液状樹脂Ｐを吐出する直前の温度調節領域４１ａを搬送される液状樹脂Ｐの温度を測定し、その温度を樹脂温度調節手段４７により効率的に一定に調節して、吐出ノズル４２から吐出される液状樹脂Ｐの粘度を一定とする制御を行う。一定とする液状樹脂Ｐの粘度は、所定の押圧荷重で所定の厚さの樹脂膜Ｐ１がシート部材Ｓの上面に形成される粘度とする。これにより、装置内の温度に変化が生じても、シート部材Ｓに塗布される液状樹脂Ｐの粘度は常に一定とすることができ、したがって所定の押圧荷重で所定粘度の液状樹脂Ｐを押圧することができる。その結果、シート部材Ｓ上に形成される樹脂膜Ｐ１は、常に均一な厚さに形成される。

なお、上記実施形態の液状樹脂Ｐは紫外線を外的刺激として硬化する紫外線硬化型の樹脂であるが、この他には、例えば熱を外的刺激として硬化する熱硬化型の樹脂を用いてもよく、その場合には、上記紫外線照射手段６０の代わりに加熱手段が用いられる。

１…樹脂塗布装置
２０…ステージ
２１…保持面
４０…液状樹脂吐出手段
４１…配管経路
４２…吐出ノズル
４２１…吐出ノズル移動手段
４３…樹脂タンク
４５…ポンプ
４６…樹脂温度測定手段
４７…樹脂温度調節手段
５０…押圧手段
５１…押圧部材
５１１…押圧部材の押圧面
５２…移動手段
５３…押圧荷重測定手段
６０…紫外線照射手段（外的刺激付加手段）
７０…制御手段
７１…ＣＰＵ（演算手段）
７３…ＲＡＭ（記憶手段）
Ｐ…液状樹脂
Ｐ１…樹脂膜
Ｓ…シート部材
Ｗ…ワーク

Claims

ステージ上に保持されたシート部材の上面に液状樹脂を供給し、該液状樹脂に板状のワークを載置して押圧し、該液状樹脂を該ワークの下面に広げて該シート部材と該ワークとに挟まれた所定の厚さの樹脂膜を形成するとともに該ワークと該シート部材を貼り合わせる樹脂塗布装置であって、
シート部材を保持するステージと、該ステージに保持された該シート部材の上面に液状樹脂を吐出する液状樹脂吐出手段と、該シート部材の上面に吐出された液状樹脂に該ワークを載置して押圧する押圧手段と、該押圧手段を制御する制御手段と、から少なくとも構成され、
前記ステージは前記シート部材を吸引保持する保持面を有し、
前記液状樹脂吐出手段は、液状樹脂を貯留する樹脂タンクと、該樹脂タンクに貯留された該液状樹脂を搬送する配管経路と、該液状樹脂を吐出する吐出ノズルと、該液状樹脂を所定量だけ該吐出ノズルに送るポンプと、該ポンプと該吐出ノズルとをつなぐ該配管経路内の該液状樹脂の温度を測定して前記制御手段に送る樹脂温度測定手段と、該ポンプと該吐出ノズルとをつなぐ該配管経路を冷却または加熱して該ポンプと該吐出ノズルとをつなぐ該配管経路内の該液状樹脂の温度を調節する樹脂温度調節手段と、を有し、
前記押圧手段は、前記ステージの上方に配設され下面に前記ワークを該ステージに対向させて吸引保持する押圧面が形成された押圧部材と、該押圧部材を該ステージの前記保持面に対して垂直な方向に近接または離反させる移動手段と、該ステージに保持された前記シート部材の上面に吐出された前記液状樹脂に該押圧部材が該ワークを載置して押圧する際の押圧荷重値を測定して前記制御手段に送る押圧荷重測定手段とを有し、
前記制御手段は、前記樹脂温度測定手段から送られた前記液状樹脂の温度と、前記押圧荷重測定手段から送られた押圧荷重値とを記憶する記憶手段と、前記シート部材の上面に吐出された該液状樹脂を押圧して所定の厚さの樹脂膜を形成する際の前記押圧荷重値と該液状樹脂の粘度との関係、および該液状樹脂の温度と温度の変化に伴う粘度の変化との関係とから、押圧荷重を所定の値に設定して所定の厚さの樹脂膜を形成する時、該液状樹脂が適切な粘度を示す該液状樹脂の温度を算出する算出手段と、を有し、該押圧手段による押圧時の押圧荷重を設定された所定の値に制御するとともに、該樹脂温度測定手段で測定されて該制御手段に送られた該液状樹脂の温度が、該算出手段によって算出された温度と等しくなるように該樹脂温度調節手段を制御すること
を特徴とする樹脂塗布装置。
前記液状樹脂吐出手段は、前記吐出ノズルを前記ステージに保持された前記シート部材の上面に前記液状樹脂を吐出可能な吐出位置と、前記押圧手段に干渉しない退避位置と、に選択的に位置付ける吐出ノズル移動手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂塗布装置。
前記液状樹脂は外的刺激によって硬化する外的刺激硬化性の液状樹脂であり、前記ステージには外的刺激を付加する外的刺激付加手段が配設され、
該外的刺激付加手段は、該ステージ上で前記押圧手段が前記ワークを押圧し、該液状樹脂を該ワークの下面に広げて前記シート部材と該ワークとに挟まれた所定の厚さの樹脂膜を形成した後、該液状樹脂に外的刺激を付加して硬化させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂塗布装置。