JP2014124626A - 被膜形成方法、被膜形成装置及び半導体チップの作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スピンコート法によって物体の面に液状被膜を形成する際に、再現性に優れた手法によって、液状被膜からエッジビードを排除する。
【解決手段】外周縁１８ａを有する物体１０の面１２に液状被膜１４を形成する被膜形成方法である。物体１０を面１２の中心軸線１２ａの周りで回転させ、面１２に液体材料２２を供給して、液体材料２２を、少なくとも物体１０の外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４を覆うように流動させる。物体１０の面領域２４の一部に、回転体３０の回転面２８を接触させる。物体１０を中心軸線１２ａの周りで回転させると同時に、回転体３０をそれ自体の回転軸線３０ａの周りで回転させて、液体材料２２の一部分を面領域２４から回転面２８に転移させる。回転面２８に転移した液体材料２２を、面領域２４から離れた場所に、回転面２８から除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体の面に液状被膜を形成するための被膜形成方法及び被膜形成装置に関する。本発明はまた、被膜形成工程を有する半導体チップの作製方法に関する。

物体の所望の面に液状被膜を形成する方法として、対象となる面に液体材料を供給するとともに物体を該面の中心軸線の周りで回転させ、遠心力により該面の実質的全体に液体材料を行き渡らせて液状被膜とする手法（例えばスピンコート法と称する。）が知られている。スピンコート法は、例えば、半導体チップの作製方法において、ウエハをフィルムやガラス等の基板に貼り付けるための液体接着剤をウエハの回路面に塗布する工程や、ウエハの面に回路を形成する際に面上にフォトレジストを塗布する工程で実施されている。また、磁気ディスクの面に潤滑剤を塗布する等、種々の物体の面に塗液を均一厚みに塗布する工程で実施される場合がある。

スピンコート法では、物体の面に液状被膜を形成する間、余剰の液体材料が遠心力により物体の外周縁から外方へ放出される。このとき、物体の面が水平に配置されていれば、物体の回転を停止した後、所要量の液体材料が面上に略一様な厚みで残留して液状被膜を構成する。しかし、物体の外周縁に沿った環状の面領域では、表面張力等に起因して液状被膜に局部的な盛り上がり（例えばエッジビードと称する。）が形成され、結果として液状被膜の厚みが不均一になる場合がある。

特許文献１は、エッジビードの発生を抑制できる回転塗布装置及び回転塗布方法を開示する。特許文献１には、「被処理基板Ｗの表面に塗布液を滴下した後、スピンナーにて、保持台４、チャック５被処理基板Ｗ及びプレート７を一体的に回転せしめる。この回転により保持台４とプレート７との間の空気は遠心力でカップ１内の外側部分に押しやられ、排気口３を介してカップ１外に排気される。」、「保持台４とプレート７との間の空気が排気されるにつれ、それに見合う空気が図３（ｂ）に示すように、被処理基板Ｗの外周部と開口８の内周部との間の隙間９から入り込む。即ち隙間９の部分では下方への気流が生じ、回転によって生じる乱流は打ち消される。」、「下方への強制的な気流を基板周縁部において発生せしめるため、角基板に塗膜を形成する際に、基板のコーナ部においてフリンジが生じることなく、また基板形状に関わらず周縁部にエッジビードが生じないようにすることができるか、或いは生じたとしてもその幅を極めて狭くすることができ、基板上の有効エリアを拡大できる。」という事項が記載されている。

特開２００２−６６４２９号公報（段落００１６〜００１８）

スピンコート法によって物体の面に液状被膜を形成する際に、気流の作用に依存するよりも再現性に優れた手法によって、液状被膜からエッジビードを排除できることが望まれている。

本発明の一態様は、外周縁を有する物体の面に液状被膜を形成する被膜形成方法であって、物体を面の中心軸線の周りで回転させ、面に液体材料を供給して、液体材料を、少なくとも物体の外周縁に沿った環状の面領域を覆うように流動させるステップと、回転面を有する回転体を用意するステップと、物体の面領域の一部に、回転体の回転面を接触させるステップと、物体を中心軸線の周りで回転させると同時に、回転体をそれ自体の回転軸線の周りで回転させて、液体材料の一部分を面領域から回転面に転移させるステップと、回転面に転移した液体材料を、面領域から離れた場所に、回転面から除去するステップと、を含む被膜形成方法である。

本発明の他の態様は、外周縁を有する物体の面に液状被膜を形成する被膜形成装置であって、面に液体材料を配置した物体を支持する物体支持部と、物体支持部に支持した物体の、外周縁に沿った環状の面領域の一部に、回転面を接触させて回転軸線の周りで回転する回転体と、物体を支持した物体支持部を面の中心軸線の周りで回転させる駆動部と、物体の面領域から回転体の回転面に転移した液体材料を、面領域から離れた場所に、回転面から除去する除去部と、を具備する被膜形成装置である。

本発明のさらに他の態様は、半導体チップの作製方法であって、回路面及び外周縁を有するウエハを回路面の中心軸線の周りで回転させ、回路面に液体接着剤を供給して、液体接着剤を、少なくともウエハの外周縁に沿った環状の面領域を覆うように流動させるステップと、回転面を有する回転体を用意するステップと、ウエハの面領域の一部に、回転体の回転面を接触させるステップと、ウエハを中心軸線の周りで回転させると同時に、回転体をそれ自体の回転軸線の周りで回転させて、液体接着剤の一部分を面領域から回転面に転移させるステップと、回転面に転移した液体接着剤を、面領域から離れた場所に、回転面から除去するステップと、面領域から液体接着剤の一部分が回転面に転移したウエハを、回路面に残留する液体接着剤を介して、基板に接着するステップと、基板に接着したウエハの、回路面とは反対側の裏面を研削するステップと、を含む作製方法である。

本発明の一態様に係る被膜形成方法によれば、面領域と回転面とが相互接触した状態での物体と回転体との同時回転を、物体が１回転以上する時間に渡り継続して行うことにより、液状被膜からエッジビードが排除される。このとき、物体の面領域から回転体の回転面に一定流量の液体材料を連続的に転移させるとともに、転移した液体材料を回転面から連続して除去できるので、物体の面上に形成される液状被膜から、エッジビードを再現性良く排除することができる。

本発明の他の態様に係る被膜形成装置によれば、面領域と回転面とが相互接触した状態での物体と回転体との同時回転を、物体が１回転以上する時間に渡り継続して行うことにより、液状被膜からエッジビードが排除される。このとき、駆動部の駆動により、物体支持部に支持した物体の面領域から回転体の回転面に一定流量の液体材料を連続的に転移させるとともに、転移した液体材料を、除去部が回転面から連続して除去できるので、物体の面上に形成される液状被膜から、エッジビードを再現性良く排除することができる。

本発明のさらに他の態様に係る半導体チップの作製方法によれば、ウエハを基板に接着する前に、液体接着剤によってウエハの回路面に形成された液状被膜からエッジビードを排除できる。液体接着剤の液状被膜からエッジビードが排除されると、ウエハを基板に接着した後、固化した接着剤層がウエハの外周縁に沿って外方へ食み出す量が削減される。ウエハの外周縁に沿った接着剤層の食み出し量が削減されていれば、そのような食み出し部分を起点として接着剤層に剥離が生ずることが防止されるから、その後の裏面研削ステップを安全に実施することができる。

一実施形態による被膜形成方法を説明する図で、（ａ）〜（ｆ）は、同被膜形成方法の主要ステップを模式的に示す断面図である。 本発明の被膜形成方法で用いられる回転体の図で、（ａ）〜（ｃ）は、幾つかの実施例を示す斜視図である。 図１の被膜形成方法を適用可能な物体の一例を示す平面図である。 図１の被膜形成方法における（ａ）液体材料転移ステップ及び（ｂ）液体材料除去ステップを、模式的に示す断面図である。 一実施形態による被膜形成装置を模式的に示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図１の被膜形成方法を適用可能な物体の他の例を示す平面図である。 図５の被膜形成装置による被膜形成方法の変形形態を模式的に示す図である。 図５の被膜形成装置による被膜形成方法の他の変形形態を模式的に示す図である。 図８の被膜形成方法を適用可能な物体の一例を示す拡大断面図である。 図５の被膜形成装置による被膜形成方法のさらに他の変形形態を模式的に示す図である。 図１０の被膜形成装置による被膜形成方法を適用可能な物体の一例を示す拡大断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、一実施形態による被膜形成方法を採用可能な半導体チップ作製方法の主要ステップを模式的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図１（ａ）〜（ｆ）は、一実施形態による被膜形成方法の主要ステップを示す図、図２は、同被膜形成方法で用いられる回転体の一例を示す図、図３は、同被膜形成方法を適用可能な物体の一例を示す図、図４（ａ）及び（ｂ）は、同被膜形成方法における液体材料転移ステップ及び液体材料除去ステップを示す図である。

図示の被膜形成方法は、物体１０の任意の面１２に液状被膜１４を形成するためのものであって、例えば、半導体チップの作製方法において、ウエハをフィルムやガラス等の基板に貼り付けるための液体接着剤をウエハの回路面に塗布する工程や、ウエハの面に回路を形成する際に面上にフォトレジストを塗布する工程で実施できる。また、磁気ディスクの面に潤滑剤を塗布する等、種々の物体の面に塗液を均一厚みに塗布する工程で実施できる。

図示の被膜形成方法を適用可能な物体１０は、図１に示すように、略平坦な第１の面１２と、面１２の反対側で面１２に略平行に延びる第２の面１６と、第１及び第２の面１２、１６の間に外方へ円弧状に湾曲して延びる環状の外周面１８とを有し、外周面１８の最外部位に、環状の外周縁１８ａが形成される。また図３に示すように、物体１０は、略円形の輪郭を有する円板状の部材であることができ、例えば、シリコン、ガリウムヒ素、水晶、サファイヤ、ガラス等からなるウエハや基板であることができる。物体１０が円板状の部材である場合、物体１０の直径Ｄは、例えば約５０ｍｍ以上、約５００ｍｍ以下であることができる。

図１に示すように、一実施形態による被膜形成方法では、まず物体１０の面１２を上向きかつ略水平に配置して、物体１０を適当な物体支持部２０に載置する（図１（ａ））。この状態で、物体１０の面１２の中心軸線１２ａを含む領域に液体材料２２を供給し（図１（ｂ））、物体１０を面１２の中心軸線１２ａの周りで回転させることにより、遠心力によって面１２の実質的全体に液体材料２２を行き渡らせる（図１（ｃ））。物体１０の面１２に液体材料２２を行き渡らせる間、余剰の液体材料２２′が遠心力により物体１０の外周縁１８ａから外方へ放出される。以上の工程は、公知のスピンコート法に従うものである。

所要量の液体材料２２が面１２上に残留した状態で、物体１０の回転を停止すると、面１２上に略一様な厚みの液状被膜１４が形成される（図１（ｄ））。この状態で、物体１０の外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４（図３）では、表面張力等に起因して液状被膜１４に局部的な環状の盛り上がり（エッジビード）２６が形成される。図示実施形態による被膜形成方法は、再現性に優れた手法によって、液状被膜１４からエッジビード２６を排除できるものである。エッジビード２６の寸法は、液体材料２２の粘性等によって異なるが、幅Ｗが例えば約０．１ｍｍ以上、約２０ｍｍ以下、或いは約０．３ｍｍ以上、約１０ｍｍ以下、或いは約０．５ｍｍ以上、約５ｍｍ以下であり、高さＨが例えば液状被膜１４の厚みの約５０％以上、約１００％以下である（図１（ｄ））。

なおエッジビード２６は、物体１０の回転により図示のように面１２の全体に液体材料２２が行き渡った状態に限らず、面１２のうち、少なくとも外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４を覆うように液体材料２２が流動した状態で、生じ得ることが予測される。したがって、図１（ｃ）のステップでは、物体１０を回転させることにより、遠心力によって液体材料２２を、少なくとも環状の面領域２４を覆うように流動させていることが、この被膜形成方法の要件となる。面領域２４は、物体１０の面１２の寸法によって異なるが、例えば外周縁１８ａから内側約２０ｍｍまでの領域、或いは外周縁１８ａから内側約１０ｍｍまでの領域、或いは外周縁１８ａから内側約５ｍｍまでの領域であることができる。物体１０が円板状の部材であって、その直径が約５０ｍｍ以上、約５００ｍｍ以下の場合、面領域２４は、外周縁１８ａから例えば直径の約１０％まで内側に広がる領域であることができる。エッジビード２６は、面領域２４の全体に形成される場合もあるし、面領域２４の外周側の一部分に形成される場合もある。

図示の被膜形成方法では、エッジビード２６を排除するために、回転面２８を有する回転体３０を用意する（図１（ｅ））。回転体３０は、任意の平面図形を同平面内の軸線の周りに回転して得られる立体形状を有する。例えば図２（ａ）に示すように、回転体３０は、円錐台の形状を有することができ、この場合、回転面２８は円錐台面である。或いは回転体３０は、円錐（回転面２８は円錐面）の形状（図２（ｂ））や、円柱（回転面２８は円筒面）の形状（図２（ｃ））を有することができる。また図示しないが、球、そろばん玉等、様々な形状の回転体を採用できる。回転体３０が円錐台、円錐又は円柱の形状を有する場合、例えば、底面の直径が約２０ｍｍ以上、約１００ｍｍ以下、高さが約２０ｍｍ以上、約１００ｍｍ以下のものを使用できる。

図示の被膜形成方法では、液状被膜１４にエッジビード２６が形成されている物体１０に対し、外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４の一部に、回転体３０の回転面２８を適当な位置で接触させる（図１（ｅ））。図１（ｅ）では、物体１０の面１２と外周面１８との略境界線上の一点に、回転面２８がその大径側よりも小径側の端部に近い任意の位置で接触している。これにより、液状被膜１４を構成している液体材料２２が、実質的にエッジビード２６の一部分で回転体３０の回転面２８に接触する。

図１（ｅ）の接触状態を維持しながら、物体１０を中心軸線１２ａの周りで回転させると同時に、回転体３０をそれ自体の回転軸線３０ａの周りで回転させる。物体１０と回転体３０とのこのような回転動作により、エッジビード２６を構成している液体材料２２の一部分が、回転面２８に連続的に引き上げられて、面領域２４から回転面２８に連続的に転移する（図１（ｆ））。図１（ｅ）の接触状態で物体１０が回転すると、回転体３０の回転面２８は、環状のエッジビード２６に継続的に接触するが、同時に回転体３０を回転させることで、エッジビード２６に接触する回転面２８の接触箇所が常に更新される。よって、エッジビード２６を構成する液体材料２２の一部分が回転面２８によって物体１０の面１２上に押し戻されることは回避され、液体材料２２が回転面２８に円滑に転移する。また、上記した回転動作の間、回転体３０の回転面２８は物体１０の面領域２４の一部に接触した状態を維持するから、液体材料２２が略一定流量で回転面２８に連続して転移する。

液体材料２２が面領域２４から回転面２８に連続して転移することにより、エッジビード２６が徐々に縮小する。液状被膜１４を構成する液体材料２２の粘性が比較的高い場合（液状被膜１４の乾燥によって粘性が高まった場合も含む）には、エッジビード２６は、回転体３０の回転面２８に倣うように縮小して、液状被膜１４から実質的に排除される。液体材料２２の粘性が低い場合であっても、そもそもが遠心力に起因して形成されたエッジビード２６は、ビード状態を維持する表面張力が回転面２８との接触によって分散するとともに、物体１０の面１２上に存在する液体材料２２の総量が減少することで、結果的に縮小して、液状被膜１４から実質的に排除される。

回転する物体１０の面領域２４から回転する回転体３０の回転面２８に転移した液体材料２２は、面領域２４から離れた位置で回転面２８に作用するドクターブレード等の適当な除去部３２により、回転する回転面２８から連続的に除去されて、面領域２４すなわち物体１０から離れた場所に移される（図１（ｆ））。図示実施形態では、円錐台面からなる回転面２８を有する回転体３０を用いているから、例えば図示のように、面領域２４に接触する位置とは反対側の位置で回転面２８から液体材料２２を除去するようにすれば、除去された液体材料２２″を、重力作用のみにより、物体１０から離れた場所に移すことができる。

このように、一実施形態による被膜形成方法によれば、面領域２４と回転面２８とが相互接触した状態での物体１０と回転体３０との同時回転を、物体１０が１回転以上する時間に渡り継続して行うことにより、液状被膜１４からエッジビード２６が排除される。このとき、物体１０の面領域２４から回転体３０の回転面２８に一定流量の液体材料２２を連続的に転移させるとともに、転移した液体材料２２を回転面２８から連続して除去できるので、物体１０の面１２上に形成される液状被膜１４から、エッジビード２６を再現性良く排除することができる。

上記した一実施形態による被膜形成方法で用いられる回転体３０は、少なくとも物体１０に接触する領域において、平滑で耐摩耗性に優れた硬質の回転面２８を有することができる。回転面２８は、例えば、算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．０１μｍ以下であることができ、また、ビッカース硬さ（ＨＶ）が約１０００以上であることができる。回転面２８は、例えば、ハードクロムめっきを研磨仕上げした面や、アルミナ等のセラミックスを研磨仕上げした面であることができる。或いは回転面２８を、エンジニアリングプラスチック等の他の硬質素材から形成することもできる。回転体３０の回転面２８がこのような特性を有することにより、回転面２８の摩耗を防止できるだけでなく、物体１０の面領域２４の摩耗を防止できる。なお回転面２８は、液体材料２２に対して濡れ易い性質を有することが好ましい。

上記した一実施形態による被膜形成方法において、液体材料２２の一部分を物体１０の面領域２４から回転体３０の回転面２８に転移させるステップ（図１（ｆ））（以下、転移ステップと称する。）では、図４（ａ）に示すように、面領域２４と回転面２８とが両者の接触部位で互いに逆行（すなわち対向）移動する方向へ、物体１０を中心軸線１２ａ（図１）の周りで回転させると同時に回転体３０を回転軸線３０ａ（図１）の周りで回転させることができる。この構成により、エッジビード２６を構成する液体材料２２を一定流量で途切れること無く回転面２８に転移させることができる。またこの場合、物体１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８との接触部位において、面領域２４の接線速度Ｖ１以上の接線速度Ｖ２を回転面２８に生じさせることができる。この構成により、エッジビード２６を構成する液体材料２２の一部分が回転面２８によって物体１０の面１２上に押し戻されることを一層確実に回避できる。

なお、上記転移ステップにおいて、液体材料２２の粘性や回転面２８の濡れ性等によっては、面領域２４と回転面２８とが両者の接触部位で互いに順行移動する方向へ物体１０及び回転体３０を回転させたり、面領域２４の接線速度Ｖ１を回転面２８の接線速度Ｖ２よりも速くしたりすることもできる。また、転移ステップにおける物体１０の回転速度は、前述したスピンコート工程（図１（ａ）〜（ｃ））における物体１０の回転速度よりも十分に遅くすることができる。

上記した一実施形態による被膜形成方法において、物体１０の面領域２４の一部に回転体３０の回転面２８を接触させるステップ（図１（ｅ））（以下、接触ステップと称する。）では、面領域２４と回転面２８との成す角度θが例えば約１度以上、約３度以下となるように、物体１０と回転体３０とを配置することができる（図４（ｂ）では図示を容易にするためにθを拡大して示している。）。角度θを上記範囲内で設定することにより、液状被膜１４からエッジビード２６を確実に排除することができる。また、角度θを上記範囲に限定せず適宜調整することにより、面領域２４から回転面２８に転移する液体材料２２の流量（したがってエッジビード２６の排除の程度）を意図的に変更ないし調節することができる。

上記接触ステップでは、回転体３０の回転面２８を面領域２４に押し付けて物体１０を撓ませることができる。そして転移ステップでは、物体１０が撓んだ状態で物体１０と回転体３０とを回転させることができる。この構成により、物体１０が円形以外の輪郭を有する場合であっても、回転する物体１０の面領域２４の一部に回転する回転面２８を接触させた状態を、物体１０と回転体３０との相対位置を変化させること無く実質的に維持することができ、液状被膜１４からエッジビード２６を確実に排除することができる。例えば前述した角度θが約１度以上、約３度以下の構成を採用したときに、非円形輪郭に沿った面領域２４に回転面２８が接触した状態を維持することが容易になる。

図５は、一実施形態による被膜形成装置４０を示す。被膜形成装置４０は、上記した一実施形態による被膜形成方法を実施できるものであって、図１〜図４を参照して説明した構成要素に対応する構成要素には、共通する参照符号を付してその説明を省略する。

被膜形成装置４０は、外周縁１８ａを有する物体１０の面１２に液状被膜１４を形成するためのものであって、面１２に液体材料２２（図１）を配置した物体１０を支持する物体支持部２０と、物体支持部２０に支持した物体１０の、外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４の一部に、回転面２８を接触させて回転軸線３０ａの周りで回転する回転体３０と、物体１０を支持した物体支持部２０を面１２の中心軸線１２ａの周りで回転させる駆動部４２と、物体１０の面領域２４から回転体３０の回転面２８に転移した液体材料２２を、面領域２４から離れた場所に、回転面２８から除去する除去部３２とを備える。

図示の被膜形成装置４０では、物体支持部２０は、例えば真空（本明細書では、大気圧よりも低い負圧の状態に限らず、物体１０の周囲の気圧よりも低い減圧の状態を、真空と総称する。）の適用により、物体１０を固定して支持できる支持面２０ａを有する。図示の物体支持部２０は、物体１０の中心部分のみを支持し、面領域２４を含む外周部分は支持しない構成となっている。回転体３０は円錐台の形状を有し、回転面２８は円錐台面である。駆動部４２は、例えば電動機を有することができ、スピンコート工程（図１（ａ）〜（ｃ））で要求される物体１０の回転速度と、エッジビード排除工程（図１（ｅ）〜（ｆ））で要求される物体１０の回転速度との、少なくとも２つの異なる回転速度で物体支持部２０を駆動できる。

図示の被膜形成装置４０は、回転体３０を回転軸線３０ａの周りで回転させる第２の駆動部４４をさらに備える。第２の駆動部４４は、物体１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８とが両者の接触部位で互いに逆行（すなわち対向）移動する方向へ、回転体３０を回転軸線３０ａの周りで回転させることができる。この場合、第２の駆動部４４は、物体１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８との接触部位において、面領域２４の接線速度以上の接線速度を回転面２８に生じさせるように、回転体３０を回転軸線３０ａの周りで回転させることができる。第２の駆動部４４は、例えば電動機を有することができる。

図示の被膜形成装置４０は、物体１０の面領域２４に回転体３０の回転面２８を接触させたときの、面領域２４と回転面２８との成す角度θ（図４（ｂ））を調整する角度調整部４６をさらに備える。角度調整部４６は、例えば電動機を駆動源に有することができ、或いは手動により調整する構成とすることができる。

図示の被膜形成装置４０は、物体１０を支持した物体支持部２０を、スピンコート工程（図１（ａ）〜（ｃ））を行うスピンコートステージ（破線で示す）と、エッジビード排除工程（図１（ｅ）〜（ｆ））を行うエッジビード排除ステージ（実線で示す）との間で移動させる移動機構４８をさらに備える。図示の移動機構４８は、下段のスピンコートステージと上段のエッジビード排除ステージとの間で、物体支持部２０を鉛直方向へ移動させるように構成される。スピンコートステージには、物体１０の外周縁１８ａから遠心力により外方へ放出される余剰の液体材料２２′（図１（ｃ））を受け止める環状のカップ５０が、物体支持部２０を取り囲むように設置される。カップ５０は、液体材料２２′を漏れなく受け止めることができる形状の開口部５２を有する。また、カップ５０は、エッジビード排除ステージで回転体３０の回転面２８から除去されて重力により落下する液体材料２２″（図１（ｆ））も、開口部５２を介して受け止めることができる。カップ５０に受け止められた液体材料２２′、２２″は、図示しない回収ルートによって回収し、再利用できる。また、エッジビード排除ステージには、物体支持部２０に支持された物体１０の面領域２４に回転面２８を接触させることができる所定の位置に、回転体３０が設置される。

上記した被膜形成装置４０が実施する被膜形成方法の一例を、図１及び図５を参照して説明する。まずスピンコートステージにおいて、物体１０の面１２を上向きかつ略水平に配置して、物体１０を物体支持部２０に固定して載置する（図１（ａ））。この状態で、物体１０の面１２に液体材料２２を供給し（図１（ｂ））、駆動部４２が物体支持部２０を面１２の中心軸線１２ａの周りで高速回転させることにより、遠心力によって面１２の実質的全体に液体材料２２を行き渡らせる（図１（ｃ））とともに、物体１０の外周縁１８ａから外方へ放出される余剰の液体材料２２′（図１（ｃ））をカップ５０に受け止める。

次いで、移動機構４８が物体支持部２０を鉛直上方へ移動させてエッジビード排除ステージに配置する。この移動の間、駆動部４２は、物体支持部２０の回転を止める（図１（ｄ））ことができ、或いは、物体支持部２０をエッジビード排除工程で要求される速度で低速回転させることができる。いずれの場合も、物体１０の環状の面領域２４では、表面張力等に起因して液状被膜１４にエッジビード２６が形成されている（図１（ｄ））。物体支持部２０がエッジビード排除ステージに配置されると、物体支持部２０に支持されている物体１０は、その面領域２４の一部を、回転体３０の回転面２８に接触させる（図１（ｅ））。なお、エッジビード排除ステージでは、物体１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８との相互接触に先立ち、角度調整部４６が、面領域２４と回転面２８との相互接触時の成す角度θ（図４（ｂ））が例えば約１度以上、約３度以下となる姿勢に、予め回転体３０を配置する。

物体１０の面領域２４が回転体３０の回転面２８に接触すると、第２の駆動部４４は、回転体３０を回転軸線３０ａの周りで所定方向に所定速度で回転させる（図１（ｆ））。移動機構４８が物体支持部２０を移動させる間に駆動部４２が物体支持部２０の回転を止めていた場合には、第２の駆動部４４は、物体１０の面領域２４が回転体３０の回転面２８に接触した後に、駆動部４２が物体支持部２０の回転を再始動すると同時に、回転体３０の回転を始動する。また、移動機構４８が物体支持部２０を移動させる間に駆動部４２が物体支持部２０を低速回転させていた場合には、第２の駆動部４４は、物体１０の面領域２４が回転体３０の回転面２８に接触する前に、予め回転体３０を回転させる。

面領域２４と回転面２８とが相互接触した状態で物体１０と回転体３０とが同時に回転することにより、エッジビード２６を構成している液体材料２２の一部分が、回転面２８に連続的に引き上げられて、面領域２４から回転面２８に略一定流量で連続的に転移し（図１（ｆ））、それにより、エッジビード２６が徐々に縮小する。面領域２４から回転面２８に転移した液体材料２２は、面領域２４から離れた位置で回転面２８に作用するドクターブレード等の除去部３２により、回転する回転面２８から連続的に除去される。除去された液体材料２２″（図１（ｆ））は、重力により回転面２８から落下してカップ５０に受け止められる。面領域２４と回転面２８とが相互接触した状態での物体１０と回転体３０との同時回転を、物体１０が１回転以上する時間に渡って継続することにより、液状被膜１４からエッジビード２６が排除される。

物体１０がシリコン、ガリウムヒ素、水晶、サファイヤ、ガラス等からなるウエハである場合、図６に示すように、物体１０の外周縁１８ａに、ウエハの結晶方位を明示するオリフラ（オリエンテーションフラット）５４（図６（ａ））やノッチ５６（図６（ｂ））を有する場合がある。このような非円形輪郭を有する物体１０に対し、被膜形成装置４０では、移動機構４８が物体１０及び物体支持部２０をエッジビード排除ステージに移動するときに、図７に示すように、物体１０の面領域２４が回転体３０の回転面２８に押し付けられて物体１０が撓む位置に物体支持部２０を配置する。或いは、エッジビード排除ステージにおいて図５と同じ位置に配置される物体１０に対し、回転面２８を面領域２４に押し付けて物体１０を撓ませる位置に、回転体３０を、移動機構４８とは別の移動機構（図示せず）により移動させることができる。これらの構成により、物体１０がオリフラ５４やノッチ５６を有するウエハである場合にも、回転する物体１０の面領域２４の一部に回転する回転面２８を接触させた状態を、物体１０と回転体３０との相対位置を変化させること無く実質的に維持することができ、液状被膜１４からエッジビード２６を確実に排除することができる。また、角度調整部４６が面領域２４と回転面２８との相互接触時の成す角度θ（図４（ｂ））を適宜調整することにより、エッジビード２６の排除の程度を調節することができる。

物体１０の外周面１８の形状や液体材料２２の種類等によっては、スピンコート工程の後に、エッジビード２６が物体１０の面１２だけでなく外周面１８にも形成される場合がある。図１の断面円弧状の外周面１８を有する物体１０においても、エッジビード２６の一部分が面１２から外周面１８に食み出している状態が示されている（図１（ｄ））。被膜形成装置４０は、図１の断面円弧状の外周面１８とは異なる形状の外周面１８を有する物体１０に対しても、面１２及び外周面１８にまたがって形成されたエッジビード２６を、図５を参照して説明した被膜形成方法と同様の方法で排除することができる。

例えば図９に示すように、物体１０の外周面１８が、面１２に直交する面１８Ａと、面１２及び面１８Ａの双方に斜交する面１８Ｂとを含む構成では、エッジビード２６が面１２から面１８Ｂに食み出して形成される場合がある。この場合、図８及び図９に示すように、被膜形成装置４０は、角度調整部４６によって、回転面２８が面１８Ｂに接触するように回転体３０の姿勢を調整することができる。そして、回転面２８が面１８Ｂに接触した状態を維持しながら、物体１０と回転体３０との双方を前述したように同時に回転させることにより、面１２から面１８Ｂに食み出して形成されるエッジビード２６を排除することができる。

なお、図９に示す物体１０においては、面１８Ａが外周縁１８ａを構成し、面１８Ｂが、外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４の一部を構成する。また、面１８Ｂの斜交角度によっては、回転体３０の回転面２８から除去部３２により連続的に除去された液体材料２２″（図１（ｆ））がカップ５０に漏れなく受け止められる位置に除去部３２を配置できることを条件として、図８に示す円錐台状の回転体３０に代えて、円柱状の回転体３０（図２（ｃ））を使用することができる。

エッジビード２６が物体１０の面１２から面１８Ｂを経て面１８Ａに食み出して形成される場合は、図１０及び図１１に示すように、被膜形成装置４０は、角度調整部４６によって、回転面２８が面１８Ａに接触するように回転体３０の姿勢を調整することができる。そして、回転面２８が面１８Ａに接触した状態を維持しながら、物体１０と回転体３０との双方を前述したように同時に回転させることにより、面１２から面１８Ｂを経て面１８Ａに食み出して形成されるエッジビード２６を排除することができる。面１８Ａに食み出して形成されるエッジビード２６を排除した後に、さらに図８及び図９に示すエッジビード排除工程を実施して、面１８Ｂに食み出して形成されるエッジビード２６を排除することもできる。

なお、図１１に示す物体１０においては、面１８Ａが外周縁１８ａと外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４の一部との双方を構成する。また、図１０に示す構成では、円柱状の回転体３０を用いることによって、回転体３０の回転面２８から連続的に除去された液体材料２２″（図１（ｆ））がカップ５０に安全に受け止められる位置に除去部３２を配置しているが、同様の位置に除去部３２を配置できることを条件として、図１０に示す円柱状の回転体３０に代えて、円錐台状や円錐状の回転体３０（図２（ａ）、（ｂ））を使用することができる。

上記した被膜形成装置４０は、回転体３０を所定方向に所定速度で回転させる第２の駆動部４４を備えている。しかしこの構成に限らず、例えば、物体１０の面領域２４に回転面２８を接触させた状態で、回転体３０が物体１０に摩擦力等により追従して従動式に回転する構成を採用することもできる。この構成では、回転体３０は、回転面２８と物体１０の面領域２４とが両者の接触部位で互いに順行移動する方向へ、かつ、回転面２８と面領域２４との接触部位において面領域２４の接線速度に等しい接線速度が回転面２８に生じるように、回転軸線３０ａの周りで従動式に回転する。

図１２は、前述した被膜形成方法を半導体チップ作製方法に適用した場合の主要ステップを、模式的に示す。図１２及び関連する以下の説明では、図１〜図４を参照して説明した構成要素に対応する構成要素には、共通する参照符号を付してその説明を省略する。

図示の半導体チップ作製方法では、物体１０は、半導体チップの母材となるウエハ（以下、ウエハ１０と称する。）であり、面１２は、所要の回路パターンが形成された回路面（以下、回路面１２と称する。）であり、面１６は、回路面１２の反対側の裏面（以下、裏面１６と称する。）である。この場合、回路面１２は、印刷配線等による多様な凸部１３を有することができる。また、液体材料２２は、ウエハ１０をフィルムやガラス等の基板６０に貼り付けるための液体接着剤（以下、液体接着剤２２と称する。）である。

まず、回路面１２及び裏面１６、並びに外周面１８及び外周縁１８ａを有するウエハ１０と、ウエハ１０の回路面１２よりも大きな面６０ａを有する基板６０と、基板６０の外周縁６０ｂに沿って配置可能な形状及び寸法を有するフレーム部材６２と、液体接着剤２２とを用意する。

液体接着剤２２は、硬化又は固化前は液状であり、硬化又は固化することでウエハ１０に基板６０を強固に固定した状態に保持する接着力を発揮できるものである。液体接着剤２２は、例えば、硬化型接着剤、溶剤系接着剤、ホットメルト型接着剤を含む熱可塑性樹脂、水分散型接着剤等であることができる。ここで、硬化型接着剤は、熱や放射線（例えば紫外線）等のエネルギー線によって硬化される液状或いは加熱溶解する熱接合フィルム様の接着剤であり、溶剤系接着剤は、溶剤の蒸発により固化する液状接着剤であり、ホットメルト型接着剤は、加熱により溶融し、冷却により固化される接着剤である。また、水分散型接着剤は水中に接着剤成分が分散したものであって、水の蒸発により、固化する接着剤である。硬化型接着剤としては、エポキシ、ウレタンをベースとする一液熱硬化型接着剤、エポキシ、ウレタン、アクリルをベースとする二液混合反応型接着剤、アクリル、エポキシをベースとする放射線（紫外線や電子線）硬化型接着剤が挙げられる。また、溶剤系接着剤としては、ゴム、エラストマー等を溶剤に溶解したゴム系接着剤が挙げられる。なお本願では、狭義の硬化及び固化を「固化」と総称する。

次に、ウエハ１０をその回路面１２を上向きかつ略水平に配置して物体支持部２０に載置し（図１２（ａ））、ウエハ１０の回路面１２の中心軸線１２ａを含む領域に液体接着剤２２を配置する（図１２（ｂ））。その状態で、ウエハ１０を中心軸線１２ａの周りで回転させて、回路面１２の実質的全体に液体接着剤２２を行き渡らせる（図１２（ｃ））。液体接着剤２２は、ウエハ１０の回路面１２に形成される凸部１３の間の隙間を充填し、余剰の液体接着剤２２′が遠心力によりウエハ１０の外周縁１８ａから外方へ放出される。なお、図１の被膜形成方法に関連して説明したように、図１２（ｃ）のステップでは、ウエハ１０を回転させることにより、遠心力によって液体接着剤２２を、少なくともウエハ１０の外周縁１８ａに沿った環状の面領域２４を覆うように流動させていればよい。

以上のスピンコート工程の終了後、物体支持部２０に載置されたウエハ１０に対し、前述したエッジビード排除工程（図１（ｅ）〜（ｆ））を実施する。具体的には、回転面２８を有する回転体３０を用意するステップ（図１（ｅ））と、ウエハ１０の面領域２４の一部に回転体３０の回転面２８を接触させるステップ（図１（ｅ））と、ウエハ１０を中心軸線１２ａの周りで回転させると同時に、回転体３０をそれ自体の回転軸線３０ａの周りで回転させて、液体接着剤２２の一部分を面領域２４から回転面２８に転移させるステップ（図１（ｆ））と、回転面２８に転移した液体接着剤２２を、面領域２４から離れた場所に、回転面２８から除去するステップ（図１（ｆ））とを実施する。この、エッジビード排除工程により、液体接着剤２２によってウエハ１０の回路面１２に形成された液状被膜１４から、エッジビード２６が排除される。

上記エッジビード排除工程とは別に、基板６０の外周縁６０ｂに沿って、液体接着剤２２と同じ接着剤等によりフレーム部材６２を固定する。そして、面領域２４から液体接着剤２２の一部分が回転面２８に転移したウエハ１０を、基板６０に対し、回路面１２と面６０ａとが互いに対向するとともに基板６０の外周縁６０ｂに沿った領域及びフレーム部材６２がウエハ１０の外側に張り出す位置に配置して、回路面１２に残留する液体接着剤２２（すなわち液状被膜１４）を基板６０の面６０ａに接触させる（図１２（ｄ））。

次に、液体接着剤２２をその組成に応じた方法（例えば紫外線照射）で固化させて、固化した接着剤層６４によりウエハ１０を基板６０に接着する（図１２（ｅ））。次に、回路面１２側を基板６０に接着したウエハ１０を、フレーム部材６２と共に物体支持部２０から取り上げて、上下を反転させ、ウエハ１０の裏面１６を上に向けた状態で別の静止台等に載置する。そして、例えば真空吸着等の保持手段を用いてウエハ１０、基板６０及びフレーム部材６２を固定した状態に保持した状態で、ウエハ１０の裏面１６の全体を研削装置（図示せず）により研削し、平坦な加工面６６を形成する（図１２（ｆ））。これにより、ウエハ１０の裏面研削工程が完了する。

裏面研削により回路面１２の反対側に加工面６６を形成したウエハ１０に対し、予め定めた切削線６８に沿って加工面６６を切削（ダイシング）して、ウエハ１０を複数のチップ７０に分断する（図１２（ｇ））。分断した個々のチップ７０は、例えば基板６０の外面６０ｃから図示しないピン等で突き上げて、接着剤層６４とチップ７０の表面との界面に剥離を生じさせることにより、基板６０から１つずつ取り上げることができる。

上記した半導体チップ作製方法では、スピンコート工程の終了後、ウエハ１０を基板６０に接着する前に、エッジビード排除工程により、液体接着剤２２によってウエハ１０の回路面１２に形成された液状被膜１４からエッジビード２６を排除している。液状被膜１４からエッジビード２６が排除されたことにより、ウエハ１０を基板６０に接着した後、固化した接着剤層６４がウエハ１０の外周縁１８ａに沿って外方へ食み出す量が削減される。ウエハ１０の外周縁１８ａに沿った接着剤層６４の食み出し量が削減されていれば、そのような食み出し部分を起点として接着剤層６４に剥離が生ずることが防止されるから、その後の裏面研削工程やダイシング工程を安全に実施することができる。

一実施例として、前述した被膜形成装置４０を用いて、直径２００ｍｍのシリコン製のウエハ１０の回路面１２に、スピンコート工程（図１２（ａ）〜（ｃ））によって液体接着剤２２の液状被膜１４を形成した後、前述したエッジビード排除工程を行った。液状接着剤２２として、住友スリーエム株式会社から入手可能なアクリル系紫外線硬化型接着剤ＬＣ−３２００を使用した。スピンコート工程では、ウエハ１０を支持した物体支持部２０を、駆動部４２が約１０００ｒｐｍの回転速度で回転させた。エッジビード排除工程では、ウエハ１０を支持した物体支持部２０を、駆動部４２が約６０ｒｐｍの回転速度で回転させた。同時に、ウエハ１０の面領域２４の一部に回転面２８を接触させた回転体３０を、第２の駆動部４４が約８００ｒｐｍで回転させた。第２の駆動部４４は、ウエハ１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８とが両者の接触部位で互いに逆行移動する方向へ、回転体３０を回転させた。このとき、ウエハ１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８との相互接触部位において、面領域２４の接線速度は６２８ｍｍ／秒、回転面２８の接線速度は８３７ｍｍ／秒であった。また、角度調整部４６により、ウエハ１０の面領域２４に回転体３０の回転面２８を接触させたときの、面領域２４と回転面２８との成す角度θ（図４（ｂ））を、約１度に設定した。以上の条件でエッジビード排除工程を行った後、回路面１２に残留する液体接着剤２２（すなわち液状被膜１４）によりウエハ１０を基板６０に接着したところ、固化した接着剤層６４がウエハ１０の外周縁１８ａに沿って外方へ食み出す量は、実質的にゼロ（図１２（ｆ）の状態）であった。

前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０は、ウエハ１０ではない円板状の物体１０を液体接着剤２２によって他の部材に接着することを目的として、スピンコート工程により物体１０の面１２に形成された液状被膜１４からエッジビード２６を排除することもできる。なお、ウエハ等の物体１０の面１２に液体接着剤２２からなる液状被膜１４を形成する場合、例えば物体１０の外周面１８を保護する目的で、エッジビード２６を完全には排除せず、外周面１８に少量の液体接着剤２２を残留させたい場合がある。前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０によれば、物体１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８との相互接触時の成す角度θ（図４（ｂ））を適宜調整することにより、面領域２４から回転面２８に転移する液体材料２２の流量（したがってエッジビード２６の排除の程度）を意図的に調節して、外周面１８に液体接着剤２２を残留させることができる。

また、前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０は、ウエハ１０の所定の面に回路を形成する（すなわち回路面１２を形成する）際のように、物体１０の面１２にスピンコート工程によってフォトレジストを塗布した後、フォトレジストからなる液状被膜１４からエッジビード２６を排除することもできる。塗布直後のフォトレジストがエッジビード２６を有していると、乾燥後のフォトレジストがエッジビード２６に相当する部分から剥離し易くなる場合があるが、前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０によれば、そのような剥離の発生を防止できる。物体１０の面１２に形成したフォトレジストの液状被膜１４からエッジビード２６を排除する構成においても、前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０によれば、物体１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８との相互接触時の成す角度θ（図４（ｂ））を適宜調整することにより、物体１０の外周面１８にフォトレジストを残留させることができる。

また、前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０は、磁気ディスクの面に潤滑剤を塗布する等、種々の物体１０の面１２に種々の塗液（液体材料２２）を塗布する際に、物体１０の面１２にスピンコート工程によって塗液を塗布した後、塗液からなる液状被膜１４からエッジビード２６を排除することもできる。塗布直後の塗液がエッジビード２６を有していると、乾燥後の塗液がエッジビード２６に相当する部分から剥離し易くなる場合があるが、前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０によれば、そのような剥離の発生を防止できる。物体１０の面１２に形成した塗液の液状被膜１４からエッジビード２６を排除する構成においても、前述した被膜形成方法及び被膜形成装置４０によれば、物体１０の面領域２４と回転体３０の回転面２８との相互接触時の成す角度θ（図４（ｂ））を適宜調整することにより、物体１０の外周面１８に塗液を残留させることができる。

１０ 物体（ウエハ）
１２ 面（回路面）
１２ａ 中心軸線
１４ 液状被膜
１８ 外周面
１８ａ 外周縁
２０ 物体支持部
２２ 液体材料
２４ 面領域
２６ エッジビード
２８ 回転面
３０ 回転体
３０ａ 回転軸線
３２ 除去部
４０ 被膜形成装置
４２ 駆動部
４４ 第２の駆動部
４６ 角度調整部
４８ 移動機構
５０ カップ
６０ 基板

Claims (12)

1. 外周縁を有する物体の面に液状被膜を形成する被膜形成方法であって、
   前記物体を前記面の中心軸線の周りで回転させ、前記面に液体材料を供給して、該液体材料を、少なくとも前記物体の前記外周縁に沿った環状の面領域を覆うように流動させるステップと、
   回転面を有する回転体を用意するステップと、
   前記物体の前記面領域の一部に、前記回転体の前記回転面を接触させるステップと、
   前記物体を前記中心軸線の周りで回転させると同時に、前記回転体をそれ自体の回転軸線の周りで回転させて、前記液体材料の一部分を前記面領域から前記回転面に転移させるステップと、
   前記回転面に転移した前記液体材料を、前記面領域から離れた場所に、前記回転面から除去するステップと、
   を含む被膜形成方法。
2. 前記転移ステップは、前記物体の前記面領域と前記回転体の前記回転面とが両者の接触部位で互いに逆行移動する方向へ、前記物体を前記中心軸線の周りで回転させると同時に前記回転体を前記回転軸線の周りで回転させるステップを含む、請求項１に記載の被膜形成方法。
3. 前記転移ステップは、前記物体の前記面領域と前記回転体の前記回転面との接触部位において、前記面領域の接線速度以上の接線速度を前記回転面に生じさせるステップを含む、請求項１又は２に記載の被膜形成方法。
4. 前記接触ステップは、前記回転体の前記回転面を前記面領域に押し付けて前記物体を撓ませるステップを含み、前記転移ステップは、前記物体が撓んだ状態で前記物体と前記回転体とを回転させるステップを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
5. 前記回転面は円錐面又は円錐台面である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
6. 前記面領域は、前記物体の前記外周縁から内側２０ｍｍまでの領域である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
7. 外周縁を有する物体の面に液状被膜を形成する被膜形成装置であって、
   前記面に液体材料を配置した前記物体を支持する物体支持部と、
   前記物体支持部に支持した前記物体の、前記外周縁に沿った環状の面領域の一部に、回転面を接触させて回転軸線の周りで回転する回転体と、
   前記物体を支持した前記物体支持部を前記面の中心軸線の周りで回転させる駆動部と、
   前記物体の前記面領域から前記回転体の前記回転面に転移した前記液体材料を、前記面領域から離れた場所に、前記回転面から除去する除去部と、
   を具備する被膜形成装置。
8. 前記物体の前記面領域と前記回転体の前記回転面とが両者の接触部位で互いに逆行移動する方向へ、前記回転体を前記回転軸線の周りで回転させる第２の駆動部を具備する、請求項７に記載の被膜形成装置。
9. 前記第２の駆動部は、前記物体の前記面領域と前記回転体の前記回転面との接触部位において、前記面領域の接線速度以上の接線速度を前記回転面に生じさせるように、前記回転体を前記回転軸線の周りで回転させる、請求項８に記載の被膜形成装置。
10. 前記物体の前記面領域に前記回転体の前記回転面を接触させたときの前記面領域と前記回転面との成す角度を調整する角度調整部を具備する、請求項７〜９のいずれか１項に記載の被膜形成装置。
11. 前記回転面は円錐面又は円錐台面である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の被膜形成装置。
12. 半導体チップの作製方法であって、
    回路面及び外周縁を有するウエハを該回路面の中心軸線の周りで回転させ、該回路面に液体接着剤を供給して、該液体接着剤を、少なくとも該ウエハの該外周縁に沿った環状の面領域を覆うように流動させるステップと、
    回転面を有する回転体を用意するステップと、
    前記ウエハの前記面領域の一部に、前記回転体の前記回転面を接触させるステップと、
    前記ウエハを前記中心軸線の周りで回転させると同時に、前記回転体をそれ自体の回転軸線の周りで回転させて、前記液体接着剤の一部分を前記面領域から前記回転面に転移させるステップと、
    前記回転面に転移した前記液体接着剤を、前記面領域から離れた場所に、前記回転面から除去するステップと、
    前記面領域から前記液体接着剤の一部分が前記回転面に転移した前記ウエハを、前記回路面に残留する前記液体接着剤を介して、基板に接着するステップと、
    前記基板に接着した前記ウエハの、前記回路面とは反対側の裏面を研削するステップと、
    を含む作製方法。

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