JP2011040476A

JP2011040476A - エネルギー付与装置およびエネルギー付与方法

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Publication number: JP2011040476A
Application number: JP2009184637A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Kawasaki; 仁彦河崎
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2011-02-24
Also published as: WO2011016427A1; KR20120055617A; CN102470337A; TW201110409A; TWI508323B; CN102470337B; US20120132831A1; US8748850B2

Abstract

【課題】接着シートの接着剤層を適切に光反応させることが可能なエネルギー付与装置およびエネルギー付与方法を提供すること。
【解決手段】エネルギー付与装置１は、発光手段４によって接着シートＳに光エネルギーを与え、その後、加熱手段６によって接着シートＳに熱エネルギーを与える。このため、光エネルギーのみではエネルギー障壁を乗り越えられない接着剤層を有する接着シートＳであっても、加熱手段６からの熱エネルギーによってエネルギー障壁を乗り越えて光反応を開始させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光反応型の被照射体に光を照射して被照射体を光反応させるエネルギー付与装置およびエネルギー付与方法に関する。

半導体ウェハ（以下、単に、ウェハという）の処理装置においては、例えば、ウェハの回路面に保護テープ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テープには、接着剤に光硬化型（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、エネルギー付与装置により光を照射して接着剤を硬化（光反応）させることによって接着力を弱め、ウェ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（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の紫外線照射装置の発光ダイオード取り付け部材には、直線上に配列された紫外線発光ダイオードと、この紫外線発光ダイオードの光を集光してウェハに照射するシリンドリカルレンズと、発光ダイオード取付部材を冷却する冷却ファンとが配設されている。そして、紫外線照射装置は、紫外線発光ダイオードの点灯により加熱された発光ダイオード取り付け部材を冷却ファンで冷却しながら移動させることにより、シリンドリカルレンズで集光された紫外線を粘着テープの全面に照射している。

特開２００７−３２９３００号公報

しかしながら、特許文献１に記載の紫外線照射装置のように、紫外線のエネルギーのみを接着シート（粘着テープ）に与える構成では、ウェハを破損させることなく容易に剥離が行える程度にまで接着シートの接着剤層を硬化できないことがある、という不都合を見出した。このことから、接着シートの接着剤層を適切に硬化させる方法の開発が望まれていた。

本発明は、以上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、光反応型の被照射体を適切に光反応させることが可能なエネルギー付与装置およびエネルギー付与方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、特許文献１に記載の紫外線照射装置で適切に硬化できない接着剤層であっても、高圧水銀ランプを照射する光照射装置を用いれば適切に硬化できることが判った。その結果、特許文献１のような紫外線照射装置では、接着剤層に対して光エネルギーのみしか与えることができないが、高圧水銀ランプでは、光エネルギー以外に熱エネルギーを与えているため、接着剤層を硬化できていることを見出した。つまり、例えば１００以上のレベルのエネルギーが与えられることで硬化反応が開始する接着剤層に対して、光エネルギーだけをいくら照射しても９８のレベルにしか達しないが、当該光エネルギーに加えて別のエネルギーである熱エネルギーなどを与えることによって、全体として１００以上のエネルギーが接着剤層に与えられることで硬化できることを見出した。このような現象は、水をゆっくり冷却した場合、０度になっても凍らないことがあり、衝撃という形でエネルギーを加えることでエネルギーの障壁を乗り越えて、一気に氷になる現象で裏付けられる。本発明は、以上の知見に基づくものである。
すなわち、本発明のエネルギー付与装置は、光反応型の被照射体に光を照射して前記被照射体を光反応させるエネルギー付与装置であって、所定の波長の光エネルギーを前記被照射体に与える第１のエネルギー付与手段と、光エネルギー以外のエネルギーまたは前記所定の波長以外の光エネルギーを第２のエネルギーとして前記被照射体に与える第２のエネルギー付与手段と、を備えている、という構成を採用している。

この際、本発明のエネルギー付与装置では、前記被照射体は、紫外線により光反応が可能であり、前記第１のエネルギー付与手段は、所定の波長の紫外線を与える、ことが好ましい。
また、本発明のエネルギー付与装置では、前記被照射体は、紫外線硬化型の接着剤層を有し半導体ウェハに貼付される接着シートである、ことが好ましい。
さらに、本発明のエネルギー付与装置では、前記第１のエネルギー付与手段は、少なくとも１個の発光ダイオードから発せられる光エネルギーを与える、ことが好ましい。
また、本発明のエネルギー付与装置では、前記第２のエネルギー付与手段は、熱、振動、音、超音波、電子線、ガンマ線、Ｘ線、赤外線のうちの少なくともいずれか１つのエネルギーを前記第２のエネルギーとして与える、ことが好ましい。

一方、本発明のエネルギー付与方法は、光反応型の被照射体に光を照射して前記被照射体を光反応させるエネルギー付与方法であって、所定の波長の光エネルギーを発生させる第１のエネルギー付与手段と、光エネルギー以外のエネルギーまたは前記所定の波長以外の光エネルギーを第２のエネルギーとして発生させる第２のエネルギー付与手段と、を用い、前記第１のエネルギー付与手段からの前記第１のエネルギーを前記被照射体に与える第１のエネルギー付与工程と、前記第２のエネルギー付与手段からの前記第２のエネルギーを前記被照射体に与える第２のエネルギー付与工程と、を実施する、という構成を採用している。

この際、本発明のエネルギー付与方法では、前記第２のエネルギー付与手段は、熱、振動、音、超音波、電子線、ガンマ線、Ｘ線、赤外線のうちの少なくともいずれか１つのエネルギーを前記第２のエネルギーとして発生させる、ことが好ましい。

以上のような本発明によれば、硬化のために必要なエネルギー（以下、単に、硬化エネルギーという）が所定の波長の光エネルギーだけでは光反応できない、つまり、単一波長の光エネルギーだけでは、エネルギー障壁を乗り越えられない被照射体に対して、当該所定の波長の光エネルギーを与える前、または、与えた後、あるいは、与えている最中に、光エネルギー以外のエネルギー、または、所定の波長以外の光エネルギーを第２のエネルギーとして与えることで、エネルギー障壁を乗り越えて被照射体を適切に硬化させることができるようになる。

また、光エネルギーとして紫外線を与えれば、紫外線により光反応が開始する被照射体を適切に光反応させることができる。さらに、被照射体として、接着剤層を有し半導体ウェハに貼付された接着シートを適用すれば、当該接着シートをウェハに貼付して所定の処理を行った後に適切に硬化させることで、ウェハが破損しないように接着シートを容易に剥離できる。また、第１のエネルギー付与手段として発光ダイオードを採用すれば、エネルギー付与装置の省電力化や長寿命化を図ることができる。さらに、熱、振動、音、超音波、電子線、ガンマ線、Ｘ線、赤外線のうちの少なくとも１つのエネルギーを第２のエネルギーとして与えても、被照射体を適切に光反応させることができる。

本発明の第１実施形態に係るエネルギー付与装置の側面図。ライン光と加熱手段とウェハとの位置関係の説明図。本発明の第２実施形態に係るエネルギー付与装置の側面図。本発明の実施例に係るダイシングテープに光を照射する光源の光量と粘着力との関係を示すグラフ。

以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、エネルギー付与装置１は、ウェハＷの一面に貼付された被照射体としての接着シートＳに光を照射する装置であり、マウント用シートＭＳを介してリングフレームＲＦと一体化されたウェハＷを保持するテーブル２と、このテーブル２の下方に設けられた単軸ロボット３と、接着シートＳに光を照射する第１のエネルギー付与手段としての発光手段４と、この発光手段４に電気を供給する第１の電力供給手段５と、接着シートＳを加熱する第２のエネルギー付与手段としての加熱手段６と、この加熱手段６に電源を供給する第２の電力供給手段７と、単軸ロボット３と第１，第２の電力供給手段５，７とを制御する制御手段８とを備えている。
接着シートＳは、紫外線硬化型（光反応型）の接着剤層を有する接着シートであって、その接着剤層は、３６５ｎｍ付近の光が照射された際に硬化（光反応）が開始するように設計されている。
テーブル２は、図示しない吸引口を備えており、マウント用シートＭＳ側からウェハＷおよびリングフレームＲＦを吸着保持可能に構成されている。単軸ロボット３は、そのスライダ３１がテーブル２の下面に固定され、このスライダ３１を介してテーブル２をＸ軸方向（図１の左右方向）にスライド移動させるように構成されている。

発光手段４は、断面視コ字形状に設けられるとともに、長手方向がＹ軸方向に沿って配置されたフレーム４３と、このフレーム４３の内部にＹ軸方向に沿って配置された発光源としての複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、フレーム４３の図１中下面側の開口部４３１に設けられ、全てのＬＥＤ４４に対向するように配置されたシリンドリカルレンズ４５とを備えている。全てのＬＥＤ４４は、第１のエネルギーとしてのピーク波長が３６５ｎｍの単波長の光（紫外線）を発光し、発光された光は、シリンドリカルレンズ４５によって集光され、図２に示すように、接着シートＳの接着剤層面と同一平面内にＹ軸方向（テーブル２の移動方向と直交する方向）に延びるライン光Ｌを形成する。なお、厳密には接着剤層は厚みを有するが、その厚みは数十μｍ程度であって、ライン光Ｌの幅に対して極端に薄いため面として表現する。また、本発明における単波長の光としては、３６５ｎｍを中心にしてその前後の波長の光を若干含むものであっても良い。

加熱手段６は、発光手段４の図１の左側に設けられ、図１中下方に開口部６１１を有する遮熱板６１内に設けられたコイル６２からなり、第２のエネルギーとしての熱を発生するようになっている。

次に、エネルギー付与装置１による光の照射動作について説明する。
まず、図示しない搬送手段等によって、回路面（図１中上面）に接着シートＳが貼付されるとともに、回路面の反対面側からマウント用シートＭＳを介してリングフレームＲＦと一体化されたウェハＷを図１中実線で示す位置に停止したテーブル２上に載置する。載置後、図示しない吸引口によってマウント用シートＭＳ側からウェハＷおよびリングフレームＲＦを吸着保持する。
この吸着保持の確認後、制御手段８は、第１，第２の電力供給手段５，７に対して、それぞれ発光手段４と加熱手段６とに電気を供給するように指令信号を出力する。すると、発光手段４は、ＬＥＤ４４が３６５ｎｍの単波長の光（紫外線）を発光してライン光Ｌを形成する。また、加熱手段６は、コイル６２が発熱を開始する。
そして、制御手段８が単軸ロボット３を制御し、テーブル２を矢印Ｄ方向へ移動させることで、テーブル２上面に載置された接着シートＳがライン光Ｌを横切ることとなり、接着シートＳの全面に波長が３６５ｎｍの光エネルギー（紫外線エネルギー）が付与される（第１のエネルギー付与工程）。
その後もテーブル２の矢印Ｄ方向への移動が続行されることで、テーブル２上面に載置された接着シートＳが加熱手段６の下方を通過することとなり、接着シートＳの全面に熱エネルギーが付与される（第２のエネルギー付与工程）。
このように、接着シートＳの接着剤層は、第１のエネルギーとしての光エネルギーと第２のエネルギーとしての熱エネルギーとが付与されて硬化されることとなる。
その後、リングフレームＲＦと一体化されたウェハＷは、図示しない搬送装置等を介して、接着シート剥離装置等へ搬送されて、当該接着シートＳが剥離された後、ダイシング工程等へ搬送されることとなる。

以上のような第１実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、エネルギー付与装置１は、接着シートＳに対して光エネルギーを与えた後に熱エネルギーを与えるので、光エネルギーだけでは硬化レベルに達しない接着剤層であっても、別のエネルギーとして熱エネルギーを接着シートＳに与えるため、エネルギー障壁を乗り越えて接着シートＳの接着剤層を適切に硬化させることができる。

次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図３は、第２実施形態に係るエネルギー付与装置１Ａを示す側面図である。
第２実施形態のエネルギー付与装置１Ａと第１実施形態のエネルギー付与装置１との相違点は、第２のエネルギー付与手段として加熱手段６の代わりに、振動発生手段６Ａを設けた点である。
振動発生手段６Ａとしては、テーブル２の内部に設けられた振動体６１Ａや、テーブル２の上方に設けられたスピーカ６２Ａを例示できる。スピーカ６２Ａおよび振動体６１Ａは、第２の電力供給手段７から供給される電源によって音波や振動を発し、この音波や振動により、テーブル２上のウェハＷに貼付された接着シートＳに、第２のエネルギーとしての振動エネルギーが与られる。なお、振動体６１Ａとしては、公知の超音波振動装置や、電動モータやエアを利用した公知のバイブレータ等を採用することができる。
そして、第１実施形態と同様に、発光手段４で接着シートＳの全面に第１のエネルギーとしての波長が３６５ｎｍの光エネルギー（紫外線エネルギー）が付与された（第１のエネルギー付与工程）後に、振動発生手段６Ａで接着シートＳに第２のエネルギーとしての振動エネルギーが付与される（第２のエネルギー付与工程）ことで、エネルギー障壁を乗り越えて接着シートＳの接着剤層を適切に硬化させることができる。

以上のような第２実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、エネルギー付与装置１Ａは、接着シートＳに対して光エネルギーを与えた後に振動エネルギーを与えるので、光エネルギーだけでは硬化レベルに達しない接着剤層であっても、別のエネルギーとして振動エネルギーを接着シートＳに与えることで、エネルギー障壁を乗り越えて接着シートＳの接着剤層を適切に硬化させることができる。

次に、本発明の実施例について説明する。
〔比較例１〕
比較例１では、ダイシングテープ（接着シート）の接着材層を３６５ｎｍを含む複数波長の光で光硬化させた場合の粘着力を評価した。
まず、ステンレス板にリンテック株式会社製のダイシングテープ（型式：Ｄ−２１０、幅２５ｍｍ）をリンテック株式会社製のシート貼付装置（型式：ＲＡＤ−３５１０）で貼付した（ダイシングテープ貼付工程）。
次に、ステンレス板に貼付されたダイシングテープに、リンテック株式会社製の紫外線照射装置（型式：ＲＡＤ−２０００）にて３６５ｎｍを含む複数波長の光を照射した（複数波長光照射工程）。
そして、株式会社エー・アンド・デイ社製の引張・圧縮試験機（型式：ＲＴＤ−１２２５）によってステンレス板からダイシングテープを剥離して、剥離する際の粘着力を評価した（評価工程）。また、複数波長光照射工程での光量が異なるサンプルを作成して、同様の評価を行った。なお、粘着力の測定方法は、ＪＩＳＺ０２３７試験法（剥離速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ、剥離角度：１８０度）を用いた。
図４に示すように、粘着力は、２００〜２５０ｍＮ／２５ｍｍ間で推移した。

〔比較例２〕
比較例２では、ダイシングテープの接着材層を３６５ｎｍの単波長の光で光硬化させた場合の粘着力を評価した。
まず、比較例１と同様のダイシングテープ貼付工程によってステンレス板に貼付されたダイシングテープに、株式会社キーエンス社製のハイパワーＵＶ−ＬＥＤ照射器（型式：ＵＶ−４００）にて３６５ｎｍの単波長の光を照射した（単波長光照射工程）。
そして、比較例１と同様の評価工程によって粘着力を評価した。また、単波長光照射工程での光量が異なるサンプルを作成して、同様の評価を行った。
図４に示すように、粘着力は３００〜３５０ｍＮ／２５ｍｍ間で推移し、比較例１と比べて高い値となった。

〔実施例１〕
実施例１では、ダイシングテープの接着材層を３６５ｎｍの単波長の光と、熱とを用いて光硬化させた場合の粘着力を評価した。
まず、比較例２と同様のダイシングテープ貼付工程および単波長光照射工程によって、ステンレス板に貼付されたダイシングテープに３６５ｎｍの単波長の光を照射した。
その後、株式会社竹綱製作所社製のスポットヒータ（型式：ＳＨ０１／１１００−０３５Ｋ）にてダイシングテープを加熱して（加熱工程）、比較例１，２と同様の評価工程によって粘着力を評価した。また、単波長光照射工程での光量が異なるサンプルを作成して、同様の評価を行った。
図４に示すように、粘着力は１８０〜２６０ｍＮ／２５ｍｍ間で推移し、比較例１と同等な値となった。

〔実施例２〕
実施例２では、ダイシングテープの接着材層を３６５ｎｍの単波長の光と、高周波とを用いて光硬化させた場合の粘着力を評価した。
まず、比較例２、実施例１と同様のダイシングテープ貼付工程および単波長光照射工程によって、ステンレス板に貼付されたダイシングテープに３６５ｎｍの単波長の光を照射した。
その後、ダイシングテープが貼付されたステンレス板をハイデック株式会社製の高周波発生装置（型式：ＤＩＨＳ１０５−ＭＴ１）にて高周波を付与して、比較例１，２、実施例１と同様の評価工程によって粘着力を評価した。また、単波長光照射工程での光量が異なるサンプルを作成して、同様の評価を行った。
図４に示すように、粘着力は２３０〜２７０ｍＮ／２５ｍｍ間で推移し、比較例１と同等な値となった。

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され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

すなわち、第１，第２実施形態のＬＥＤ４４の代わりに、複数波長の光を発する発光源を用いても良い。また、ＬＥＤ４４の光エネルギーと異なる波長の光エネルギー、音（音波）、超音波、磁力、電子線、ガンマ線、Ｘ線、赤外線のエネルギーを第２のエネルギーとして与える第２のエネルギー付与手段を設けても良い。なお、第２のエネルギーとしては、上述したものに限らず、本発明の第１のエネルギー付与手段で発生させる光エネルギー以外のエネルギーであれば、いかなるものを適用しても良い。さらに、第２のエネルギーを与えるタイミングは、光エネルギーを与えている最中であっても良いし、与えた後であっても良い。さらに、ライン光Ｌではなく、拡散光を照射しても良い。

また、発光手段４やスピーカ６２Ａのみをテーブル２に対して移動させても良いし、両方を移動させても良い。光エネルギーとして、赤外線や可視光など波長が上述した値と異なっているものを適用しても良いし、波長がさらに異なる光を形成しても良い。さらに、発光源としては、キセノンフラッシュ、メタルハライドランプ、蛍光灯などを適用しても良い。そして、被照射体としては、光反応型のものであれば、いかなるものを適用しても良い。

１，１Ａ…エネルギー付与装置
３…単軸ロボット（移動手段）
４…発光手段（第１のエネルギー付与手段）
６…加熱手段（第２のエネルギー付与手段）
６Ａ…振動発生手段（第２のエネルギー付与手段）
Ｓ…接着シート（被照射体）

Claims

光反応型の被照射体に光を照射して前記被照射体を光反応させるエネルギー付与装置であって、
所定の波長の光エネルギーを前記被照射体に与える第１のエネルギー付与手段と、
光エネルギー以外のエネルギーまたは前記所定の波長以外の光エネルギーを第２のエネルギーとして前記被照射体に与える第２のエネルギー付与手段と、を備えていることを特徴とするエネルギー付与装置。
前記被照射体は、紫外線により光反応が可能であり、
前記第１のエネルギー付与手段は、所定の波長の紫外線を与えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー付与装置。
前記第１のエネルギー付与手段は、少なくとも１個の発光ダイオードから発せられる光エネルギーを与えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエネルギー付与装置。
光反応型の被照射体に光を照射して前記被照射体を光反応させるエネルギー付与方法であって、
所定の波長の光エネルギーを発生させる第１のエネルギー付与手段と、
光エネルギー以外のエネルギーまたは前記所定の波長以外の光エネルギーを第２のエネルギーとして発生させる第２のエネルギー付与手段と、を用い、
前記第１のエネルギー付与手段からの前記第１のエネルギーを前記被照射体に与える第１のエネルギー付与工程と、
前記第２のエネルギー付与手段からの前記第２のエネルギーを前記被照射体に与える第２のエネルギー付与工程と、を実施することを特徴とするエネルギー付与方法。