JP2009283662A

JP2009283662A - 光照射装置

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Publication number: JP2009283662A
Application number: JP2008134032A
Authority: JP
Inventors: Junichi Takeuchi; 順一竹内
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: KR101489374B1; TW201003821A; KR20090122121A; CN101587828A; TWI437653B; JP5324130B2

Abstract

【課題】紫外線等の光を被照射体に対して効率よく照射し、消費電力を軽減しつつランニングコストを抑制することのできる光照射装置を提供すること。
【解決手段】紫外線硬化型の接着シートＳが貼付された半導体ウエハＷを被照射体とし、これに紫外線を照射する紫外線照射装置１０であり、当該装置は、スライド手段１５内に受容された状態でハウジング１４上を移動可能に設けられている。ハウジング１４内には、紫外線照射ユニット１１が配置されており、スライド手段１５がハウジング１４の照射口１２を横断する方向に移動するときに、接着シートＳを照射面として紫外線が照射される。ハウジング１４内に開閉手段１７が配置されており、当該開閉手段１７は、スライド手段１５の移動に追従して照射口１２を開放する。
【選択図】図１

Description

本発明は光照射装置に係り、更に詳しくは、被照射体に対して光を効率良く照射することができる光照射装置に関する。

半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）の処理装置においては、ウエハの回路面に保護用の接着シートを貼付して裏面研削を行ったり、ダイシングテープを貼付して複数のチップに個片化したりする処理が行われる。このような処理に使用される接着シートには、接着剤に紫外線硬化型（光反応型）のものが採用されており、上記のような処理の後、紫外線照射装置により接着剤を硬化させることによって接着力を弱めて、ウエハが破損しないように容易に剥離が行えるようになっている。

前記紫外線照射装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。同文献における紫外線照射装置は、接着シートを介してウエハがリングフレームに一体化された被照射体を吸着保持する吸着機構と、上部が開放するとともに底部がガラス類で構成されたハウジングと、前記底部の下方から紫外線を照射する光源とを備えている。被照射体は、ハウジングを吸着機構で閉塞することで当該ハウジング内に位置するようになっており、この状態で、前記底部から紫外線を透過させて被照射体に照射するようになっている。
特開２００４−２８１４３０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された紫外線照射装置にあっては、底部の全領域を透過する紫外線により接着シートの接着剤を硬化させる構成、つまり、一括若しくは全面照射であるため、光源から相対的に離れた部位の照度を確保すべく高出力ランプを使用しなければならず、装置が大型化するとともに消費電力が多くなってランニングコストが高騰する、という不都合がある。従って、被照射体の平面積が大きいときは、それに対応して広い領域に紫外線を照射することのできるランプが必要となり、これが汎用性を低下させる要因となる。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、部分照射により、紫外線等の光を被照射体に対して効率よく照射し、消費電力を軽減しつつランニングコストを抑制し、しかも、光の外部への漏れを防止することのできる光照射装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、光反応型の接着シートが貼付若しくは仮着された被照射体に光を照射する光照射装置において、
内部に光照射ユニットを備えるとともに、光を照射する照射口を備えたハウジングと、前記照射口を横断する方向に相対移動可能に設けられるとともに、前記被照射体を受容する受容口を有するスライド手段と、前記被照射体を保持するとともに、前記受容口を通じて被照射体をスライド手段の内部に配置させたときに当該スライド手段に係合して受容口を閉塞する保持手段と、前記照射口を開閉する開閉手段と、この開閉手段を所定方向に付勢する付勢手段とを備え、前記開閉手段は、前記付勢手段によって前記照射口を常時開放する方向に付勢されているとともに、前記スライド手段の移動に追従して前記照射口を開閉する、という構成を採っている。

本発明において、前記開閉手段は、前記スライド手段の移動方向に沿って前記光照射ユニットを中間に挟むように配置された第１及び第２の開閉手段を含み、これら開閉手段は、前記スライド手段が紫外線照射待機位置から紫外線照射完了位置に向かって照射口を横断する際に、第１の開閉手段が照射口を次第に開放する方向に移動する一方、第２の開閉手段が照射口を次第に閉塞する方向に移動する、という構成を採用することが好ましい。

また、前記開閉手段は、前記光照射ユニットの側方に単一配置とされ、当該開閉手段は、前記スライド手段が紫外線照射待機位置から紫外線照射完了位置に向かって照射口を横断する際に、前記照射口を次第に開放する方向に移動する構成を採ってもよい。

更に、本発明は、前記開閉手段の位置を検出する位置検出手段を含み、前記照射口の開閉が適性に行われないときに、所定の信号を外部に出力するように設けることができる。

本発明によれば、スライド手段の移動に追従して開閉手段が照射口を開閉する構成であるため、被照射体を受容したスライド手段が照射口を横断する際に、当該照射口を開放して紫外線を照射しつつ部分照射を行うことができる。従って、従来のような一括若しくは全面照射を行う必要がなくなり、高出力ランプを使用することなく、光の出力は従来装置に比べて小さくても足りるようになり、省エネルギータイプの光照射装置を提供することが可能となる。しかも、開閉手段は、被照射体に対する光照射に必要な領域以外を閉塞するため、紫外線等の有害な光が外部へ漏れることを防止でき、当該光が作業者の目に入ってしまうような不都合も回避可能となる。
また、開閉手段を単一とした構成では、ハウジングの小型化を達成することができ、特に、光照射面積が小さい被照射体を対象とした場合に実益をもたらす。
更に、検知手段を設けた構成では、開閉手段の意図しない動作不良が生じて紫外線の照射が適性に行われない、といった不都合を回避することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明が紫外線照射装置に適用された実施形態に係る概略斜視図が示され、図２には、その一部を断面視した概略正面図が示され、図３には図２のＡ矢視断面図が示されている。これらの図において、光照射装置としての紫外線照射装置１０は、被照射体としての光反応型（紫外線硬化型）の接着シートＳが仮着されたウエハＷに光（紫外線）を照射する装置として構成とされている。この紫外線照射装置１０は、内部に紫外線照射ユニット１１が配置されているとともに上面に紫外線の照射口１２が設けられたハウジング１４と、このハウジング１４に移動可能に支持されたスライド手段１５と、ウエハＷを保持する保持手段１６と、ハウジング１４内に設けられた一対の開閉手段１７と、これら開閉手段１７が前記照射口１２を常時開放する方向に付勢する一対の付勢手段１８と、開閉手段１７の位置を検出する位置検出手段１９とを備えて構成されている。

前記紫外線照射ユニット１１は、光源をなす水銀ランプ２０と、当該水銀ランプ２０から発光される紫外線を集光させて接着シートＳに照射するための反射面を形成する反射フード２１とからなる。水銀ランプ２０は、ハウジング１４のＹ軸方向に沿って配置され、反射フード２１は、図２に示されるように、断面が水銀ランプ２０に沿う略Ｕ字形状（放物面形状）に設けられている。この反射フード２１は、水銀ランプ２０からの紫外線を内側の曲面により反射させ、接着シートＳに対して、Ｙ軸方向に沿う所定幅のライン状の部分照射となるように構成されている。

前記ハウジング１４は、略直方体状の本体２３と、この本体２３の上面２３Ａに設けられた照射口１２と、Ｘ軸方向に延びるガイドレール２５とを含み、照射口１２は、反射フード２１の上部開口領域に略対応した形状に形成されている。

前記スライド手段１５は、スライド本体２６と、このスライド本体２６のＸ軸方向両側に設けられたスライダ２７とにより構成されている。スライド本体２６は、ウエハＷを受容する略円形の受容口２９を備えた頂壁２８と、この頂壁２８の外周から垂下した側壁３０とを含んで下部が開放口３０となる形状に設けられている。また、スライダ２７は、ガイドレール２５に沿って移動可能とされ、これにより、スライド本体２６は紫外線照射待機位置Ｐ１（図２参照）と、紫外線照射完了位置Ｐ２（図７参照）との間において、照射口１２を横断する方向に相対移動可能に設けられている。

前記スライド本体２６において、図３中左端側の側壁３０の中央部には、Ｌ型ブラケット３３が設けられており、当該ブラケット３３の上部平面部には、保持手段１６との相対位置を決定する位置決め穴３３Ａが形成されている。また、スライド本体２６は、紫外線照射待機位置Ｐ１にあるときに、ストッパ３５を介して位置規制されるようになっている。このストッパ３５は、図３中左側壁３０に設けられたストッパ片３６と、シリンダ３７とにより構成されている。

前記保持手段１６は、支持基板３９と、当該支持基板３９よりも小径に設けられるとともに、図示しない減圧ポンプに接続されウエハＷの形状に対応した吸着プレート４０と、支持基板３９の上面側に連結されてＹ軸方向に延びるアーム４１と、当該アーム４１をＺ軸方向に移動可能に支持するＺ軸ロボット４２と、このＺ軸ロボット４２をＸ軸方向に移動可能に支持するＸ軸ロボット４３とを備えて構成されている。吸着プレート４０は、下面側を吸着面として図示しない吸着孔が設けられ、ウエハＷを吸着保持可能になっている。なお、ハウジング１４の隣接位置には、ウエハＷの支持テーブル４５が配置されている。また、アーム４１の下面側には係合ピン４７が突設され、位置決め穴３３Ａに係脱するようになっており、係合状態において、吸着プレート４０及びウエハＷがスライド本体２６内に位置し、支持基板３９がスライド本体２６に係合して受容口２９を閉塞する。

前記開閉手段１７は、図２に示されるように、紫外線照射ユニット１１を中間に挟んで対称配置された第１の開閉手段１７Ａと、右側に配置された第２の開閉手段１７Ｂとにより構成されている。また、付勢手段１８は、各開閉手段１７Ａ、１７Ｂを付勢する第１、第２の付勢手段１８Ａ、１８Ｂにより構成されている。なお、第２の開閉手段１７Ｂ及び第２の付勢手段１８Ｂについては、第１の開閉手段１７Ａ及び第２の付勢手段１８Ａの末尾符号「Ａ」を「Ｂ」に置き換えれば説明できるため説明を簡略化する。

前記第１の開閉手段１７Ａは、ハウジング１４の照射口１２を閉塞可能な大きさに設けけられるとともに、起立部５１Ａを有する開閉プレート５０Ａにより構成されている。起立部５１Ａは、スライド本体２６の側壁３０の内面に当接可能な高さに設けられている。

前記第１の付勢手段１８Ａはエアシリンダ５３Ａにより構成され、このエアシリンダ５３Ａのスライダ５４Ａに開閉プレート５０Ａが支持され、当該開閉プレート５０Ａを図２中矢印ａ方向に常に付勢するようになっている。これにより開閉プレート５０Ａは、スライド本体２６が図２中左側に移動することを条件に、スライド本体２６に追従して開閉プレート５０Ａが移動して照射口１２を開放する。

一方、前記第２の開閉手段１７Ｂを構成する開閉プレート５０Ｂは、図２中矢印ｂ方向に付勢されている。これにより開閉プレート５０Ｂは、スライド本体２６が図２中左側に移動することを条件に、右側壁３０に起立部５１Ｂが係合しスライド本体２６に追従して開閉プレート５０Ｂが移動して照射口１２を閉塞する。

前記位置検出手段１９は、シリンダ５３Ａの左右両側に配置されたオートスイッチからなり、開放位置検出スイッチ６０Ａと、閉塞位置検出スイッチ６１Ａとを含む。開放位置検出スイッチ６０Ａは、開閉プレート５０Ａが開放位置（図６参照）に達したときにスライダ５４Ａを検出して図示しない制御装置に信号を出力する。一方、閉塞位置検出スイッチ６１Ａは、開閉プレート５０Ａが閉塞位置（図２参照）に達したときにスライダ５４Ａを検出して同様に信号を出力するようになっている。なお、制御装置は、スライド本体２６が所定の条件下に位置するときに、前記スイッチ６０Ａ、６１Ａからの信号が入力されなければ外部に所定の信号を出力する。

次に、本実施形態に係る紫外線照射方法について、図４ないし図７をも参照しながら説明する。

所定の処理が施された接着シートＳ付ウエハＷが図示しない移載アーム等を介して支持テーブル４５の上面に移載されると、Ｘ、Ｚ軸ロボット４３、４２を介して吸着プレート４０がウエハＷを吸着保持してスライド本体２６の真上に移動する。その後、Ｚ軸ロボット４２を介して吸着プレート４０が所定量下降することで、ウエハＷがスライド本体２６内に受容され、受容口２９を閉塞する。この時、ピン４７がブラケット３３の位置決め穴３３Ａに係合する。ピン４７とブラケット３３との係合が図示しない検知手段によって検知されると、ストッパ３５によるスライド本体２６の固定が解除されるとともに、前記閉塞位置検出スイッチ６１Ａ及び開放位置検出スイッチ６０Ｂがそれぞれスライダ５４Ａ、５４Ｂを検知していることを条件として、以後の制御に移行する。

Ｘ軸ロボット４３が駆動することにより、図５に示されるように、スライド本体２６がＸ軸方向に沿って左側に移動を開始する。すると、開閉プレート５０Ａが第１の付勢手段１８Ａの付勢力によってスライド本体２６に追従移動して照射口１２を次第に開放し、紫外線照射ユニット１１によりライン状に収束された紫外線が接着シートＳに照射され、当該接着シートＳの接着剤を硬化反応させる。

図６に示されるように、スライド本体２６が更に移動すると、起立部５１Ａが照射口１２に当接するとともに、右側壁３０が起立部５１Ｂに当接して開閉プレート５０Ｂが左側に移動を開始し、照射口１２から外部に紫外線が漏れることがないように、スライド本体２６と相互に作用して照射口１２を次第に閉塞することとなる。なお、この開閉プレート５０Ａの開放動作において、スライド本体２６の左側壁３０が照射口１２の左端を通り過ぎた時点で、スライダ５４Ａが開放位置検出スイッチ６０Ａによって検出されないときは、開閉プレート５０Ａが移動を停止し、紫外線が接着シートＳに照射されずに処理が完了してしまうことになる。そこで、制御手段は上記のような所定条件において、開放位置検出スイッチ６０Ａからの信号入力がないときに、警告手段（回転灯やブザー）等の外部装置を作動させる信号を出力し、オペレータ等に異常を知らせるようになっている。

スライド本体２６が更に移動して、図７に示される紫外線照射完了位置Ｐ２に達することで、紫外線照射が完了する。この紫外線照射完了位置Ｐ２は、紫外線照射ユニット１１を中心としたときに、紫外線照射待機位置Ｐ１と線対称位置に設定されている。

その後、スライド手段１５は、上記の動作と逆の動作を行って、保持手段１６を介して紫外線照射待機位置Ｐ１に復帰され、ストッパ３５によって固定される。この復帰動作中にも紫外線が接着シートＳに照射され、開閉プレート５０Ｂの開放動作において、スライド本体２６の右側壁３０が照射口１２の右端を通り過ぎた時点で、スライダ５４Ｂが開放位置検出スイッチ６０Ｂによって検出されないときは、上記同様、警告手段等を介してオペレータ等に異常を知らせるようになっている。次いで、紫外線照射済みのウエハＷは、保持手段１６によって支持テーブル４５に移載され、図示しない移載アームを介して次工程に移載される。そして、次に紫外線照射を行うための新たなウエハが支持テーブル４５に移載された後、上記同様の動作が繰り返されることで、順次紫外線照射が行われる。

従って、このような実施形態によれば、スライド本体２６内に受容されたウエハＷが照射口１２の上方を横断する方向に移動する際に、閉塞された空間内でウエハＷに紫外線を照射することができる、いう効果を得る。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、本発明に係る紫外線照射装置１０を構成する各部の相対位置、すなわちレイアウトは図示構成例に限定されるものではなく、ハウジング１４と保持手段１６等を上下若しくは左右に反転させたり、上下方向に向けたりすることも可能である。従って、方向を示す用語は、装置各部のレイアウトの変更によって下面、下部、上下等になり得るものとなり、これら変更した態様は本発明と均等なものとして含まれる。

また、前記実施形態では、保持手段１６がＸ軸方向に沿って移動することでスライド手段１５がハウジング１４上を移動する構成としたが、ハウジング１４や、それら両方を移動可能に設けてスライド手段１５との相対移動を行うように構成してもよい。この場合、ハウジング１４を移動可能に支持する適宜な移動手段を設ければ足りる。

また、前記実施形態では、紫外線を照射することによって接着シートＳの接着剤を硬化させる場合を説明したが、感熱接着性の接着シートをウエハＷに仮着し、これを加熱することで当該接着シートをウエハＷに強力に貼付する装置等にも適用することが可能である。この場合の光としては、赤外線等が例示できる。

更に、被照射体はウエハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他のものも対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。

また、紫外線照射ユニット１１の光源としては、水銀ランプの他、ハロゲンランプ、蛍光灯、メタルハライドランプ、発光ダイオード等の採用を妨げない。

更に、開閉手段１７は、少なくとも、第１の開閉手段１７Ａのみの単一配置としてもよく、この場合には、ハウジング１４のＸ軸方向に沿う長さを短寸化して全体をコンパクトに形成することが可能となる。

また、スライド手段１５は、それ自体を単軸ロボットのスライダに連結して自走型としてもよい。

更に、位置検出手段１９は、開放位置検出スイッチ６０Ａ、６０Ｂのみで構成してもよく、当該スイッチ類は、オートスイッチ以外の種々のスイッチを採用することができる。

また、スライド本体２６内をガラス等の紫外線透過可能な部材で仕切り、支持基板３９で受容口２９を閉塞したときに、密閉状態として窒素パージを行うようにしてもよい。これにより、紫外線硬化型の接着シートＳが酸素阻害を受けて硬化不良を起こすことを防止することができる。

本実施形態に係る紫外線照射装置の概略斜視図。前記紫外線照射装置の一部を断面した概略正面図。図３のＡ矢視断面図。ウエハがスライド本体内に受容された状態を示す動作説明図。スライド手段が照射口を横断する方向に移動した状態を示す動作説明図。スライド手段が図５よりも更に移動した状態を示す動作説明図。スライド手段が紫外線照射完了位置に移動した状態を示す動作説明図。

符号の説明

１０紫外線照射装置（光照射装置）
１１紫外線照射ユニット
１２照射口
１４ハウジング
１５スライド手段
１６保持手段
１７開閉手段
１７Ａ第１の開閉手段
１７Ｂ第２の開閉手段
１８付勢手段
１９位置検出手段
２９受容口
Ｐ１紫外線照射待機位置
Ｐ２紫外線照射完了位置
Ｓ接着シート（被照射体）
Ｗ半導体ウエハ（被照射体）

Claims

光反応型の接着シートが貼付若しくは仮着された被照射体に光を照射する光照射装置において、
内部に光照射ユニットを備えるとともに、光を照射する照射口を備えたハウジングと、前記照射口を横断する方向に相対移動可能に設けられるとともに、前記被照射体を受容する受容口を有するスライド手段と、前記被照射体を保持するとともに、前記受容口を通じて被照射体をスライド手段の内部に配置させたときに当該スライド手段に係合して受容口を閉塞する保持手段と、前記照射口を開閉する開閉手段と、この開閉手段を所定方向に付勢する付勢手段とを備え、
前記開閉手段は、前記付勢手段によって前記照射口を常時開放する方向に付勢されているとともに、前記スライド手段の移動に追従して前記照射口を開閉することを特徴とする光照射装置。
前記開閉手段は、前記スライド手段の移動方向に沿って前記光照射ユニットを中間に挟むように配置された第１及び第２の開閉手段を含み、これら開閉手段は、前記スライド手段が紫外線照射待機位置から紫外線照射完了位置に向かって照射口を横断する際に、第１の開閉手段が照射口を次第に開放する方向に移動する一方、第２の開閉手段が照射口を次第に閉塞する方向に移動することを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
前記開閉手段は、前記光照射ユニットの側方に単一配置とされ、当該開閉手段は、前記スライド手段が紫外線照射待機位置から紫外線照射完了位置に向かって照射口を横断する際に、前記照射口を次第に開放する方向に移動することを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
前記開閉手段の位置を検出する位置検出手段を含み、前記照射口の開閉が適性に行われないときに、所定の信号を外部に出力することを特徴とする請求項１、２又は３記載の光照射装置。