JP2011189312A - 光照射装置および光照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光に反応する被照射体を効率よく反応させることが可能であるととともに、装置の大型化とコストの高騰化を抑制可能な光照射装置および光照射方法を提供すること。
【解決手段】光照射装置１は、接着シートＳを構成する接着剤ＡＤに対して、単波長の第１〜第４のライン光Ｌ１〜Ｌ４を照射する第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄと、複数の波長の光を含む第５のライン光Ｌ５を照射するブラックライト４３１とを備え、第１〜第４のライン光Ｌ１〜Ｌ４のうちの少なくとも一種と、第５のライン光Ｌ５とを照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光に反応する被照射体に光を照射する光照射装置および光照射方法に関する。

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、接着剤に紫外線硬化型のものが採用されており、上記のような処理の後、紫外線照射装置等により紫外線を照射して接着剤を硬化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の紫外線照射装置は、ピーク波長が異なる複数種の紫外線発光ダイオードを備えている。そして、紫外線発光ダイオードを発光させた状態で、当該紫外線発光ダイオードとウェハとを相対移動させることにより、ウェハに貼付された保護シートの接着剤を硬化させてその接着力を弱めている。すなわち、被照射体は特定の波長の光で光反応開始剤（以下、単に「開始剤」ということもある。）の光反応（以下、単に「反応」ということもある。）が始まるように設計されているので、この特定の波長（以下、「設計波長」ということもある。）の光を単波長発光源により照射すれば、被照射体を反応させることができる。しかしながら、被照射体は、設計波長の光で反応が始まるように設計されてはいても、その製造の過程で反応する波長（以下、「反応波長」ということもある）が製品ごとに少々ずれてしまい、設計波長の光を単波長で照射しても一部で反応しない場合があったり、製品ごとに反応の度合いが異なる場合があったりする。このような反応波長が少々ずれた被照射体の場合でも、水銀ランプ等の多波長発光源を用いて光を照射すると、反応が良好に進んで接着力を良好に弱めることができることから、ピーク波長が異なる複数種の紫外線発光ダイオードを備えて構成している。

特開２００８−１４１０３８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、ピーク波長が異なる複数種の発光ダイオードを用いると、何種類ものピーク波長が異なる発光ダイオードを用意しなければならない上、各波長の光の強度を確保するためにピーク波長ごとに多数の発光ダイオードが必要となり、装置の大型化とコストの高騰化を招来するという不都合が生じる。

本発明の目的は、光に反応する被照射体を効率よく反応させることが可能であるととともに、装置の大型化とコストの高騰化を抑制可能な光照射装置および光照射方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、光に反応する被照射体に光を照射する光照射装置であって、前記被照射体に対向可能に設けられた発光手段を備え、前記発光手段は、単波長の光を発光可能な単波長発光源と、複数波長の光を発光可能な多波長発光源とを備えている、という構成を採用している。

この際、本発明の光照射装置では、制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記単波長発光源および前記多波長発光源に供給される電流と電圧との少なくとも一方を制御可能な電力制御手段を備えている、ことが好ましい。
また、本発明の光照射装置では、前記発光手段は、互いに異なる単波長の光を発光可能な複数種の前記単波長発光源を備えている、ことが好ましい。
さらに、本発明の光照射装置では、前記制御手段は、前記複数種の単波長発光源のうち使用する単波長発光源を選択可能な単波長選択手段を備えている、ことが好ましい。

一方、本発明の光照射方法は、光に反応する被照射体に光を照射する光照射方法であって、単波長の光を発光可能な単波長発光源と、複数波長の光を発光可能な多波長発光源とを用い、前記被照射体に対して、前記単波長発光源からの光と、前記多波長発光源からの光とを同時に照射する、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、被照射体に対して、単波長発光源からの単波長の光と、多波長発光源からの複数波長の光とを同時に照射することができ、被照射体を効率よく反応させることができる。
すなわち、設計波長の光は、単波長発光源によって重点的に照射し、設計波長から外れた波長の光は、多波長発光源により照射することで、被照射体の反応波長のばらつきにも対応でき、被照射体を効率よく十分に反応させることができる。また、設計波長以外にどの波長で反応が起こるのかが分からない被照射体に対して、単波長発光源を大量に用意しておく必要がなくなり、装置の大型化とコストの高騰化を抑制できる。

また、電力制御手段により、単波長発光源および多波長発光源に供給される電流と電圧との少なくとも一方を制御すれば、被照射体を反応させるのに必要最低限の電流と電圧を供給して省電力化を図ることができ、ランニングコストを低減させることができる。
さらに、互いに異なる単波長の光を発光可能な複数種の単波長発光源を用いれば、設計波長が異なる被照射体を効率よく反応させることができる。
また、複数種の単波長発光源のうち使用する単波長発光源を選択可能にすれば、設計波長を含む設計波長から少々ずれた領域の波長の光は、単波長発光源によって重点的に照射し、設計波長を含む設計波長から少々ずれた領域以外の波長の光は、多波長発光源により照射することで、被照射体の反応波長のばらつきにも対応でき、被照射体を効率よく十分に反応させることができる上、様々な設計波長の被照射体に対応できる。
特に、単波長発光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用い、多波長発光源としてブラックライトを用いれば、さらなる省電力化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る光照射装置の側面図。 発光手段の概略平面図。 第１のＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフ。 ブラックライトの発光スペクトルを示すグラフ。 （Ａ）、（Ｂ）はＬＥＤの光とブラックライトの光とを合成した発光スペクトルを示すグラフ。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、光照射装置１は、ウェハＷの一面に貼付された接着シートＳに光を照射する装置であり、接着シートＳに第１〜第５のライン光Ｌ１〜Ｌ５を照射する発光手段４と、当該光照射装置１の全体的な動作を所定制御する制御手段７とを備えている。

接着シートＳは、基材シートＢＳと、この基材シートＢＳの図１中下方の面に積層された被照射体としての接着剤ＡＤとからなり、接着剤ＡＤを介してウェハＷに貼付されている。接着剤ＡＤは、紫外線硬化型の接着剤が採用され、その開始剤は、３６５ｎｍの光が照射された際に反応が始まるように設計されている。なお、本実施形態では、ウェハＷはマウント用シートＭＳを介してリングフレームＲＦと一体化されるとともに、図示しない吸引口を図１中上面に備えたテーブル２によって吸着保持され、単軸ロボット３のスライダ３１を介してＸ軸方向（図１の左右方向）にスライド移動される。

発光手段４は、側面視屈曲形状を有する保持板４１と、この保持板４１に設けられた第１，第２，第３，第４の単波長発光ユニット４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄと、第２の単波長発光ユニット４２Ｂと第３の単波長発光ユニット４２Ｃとの間に設けられた多波長発光ユニット４３と、を備えている。

第１〜第４の単波長発光ユニット４２Ａ〜４２Ｄは、図２に示すように、長手方向がＹ軸方向と一致するＬＥＤ保持部４２１を備えている。第１〜第４の単波長発光ユニット４２Ａ〜４２ＤのＬＥＤ保持部４２１の内部には、単波長発光源としての第１〜第４のＬＥＤ（Light Emitting Diode）４２３Ａ〜４２３Ｄが複数Ｙ軸方向に沿って並んで設けられている。第１のＬＥＤ４２３Ａは、図３に示すように、ピーク波長が３６５ｎｍの単波長の光を発光する。また、第２〜第４のＬＥＤ４２３Ｂ〜４２３Ｄは、それぞれ３６３ｎｍ，３６７ｎｍ，３６９ｎｍの単波長の光を発光する。これにより、発光手段４は、設計波長（本実施形態では３６５ｎｍ）を含む設計波長から少々ずれた領域の波長（本実施形態では３６３ｎｍ，３６７ｎｍ，３６９ｎｍ）の光を重点的に照射可能になっている。なお、設計波長から少々ずれた領域の波長としては、設計波長を基準にして、±３０ｎｍの範囲が好ましく、±１０ｎｍの範囲がより好ましい。本実施形態の場合、３３５〜３９５ｎｍの範囲が好ましく、３５５〜３７５ｎｍの範囲がより好ましい。そして、本実施形態のように、ピーク波長が２ｎｍずつ異なる単波長の光を発光可能なＬＥＤを用意することで、従来例のように、何種類もの（無数の）単波長発光源を用意する必要はなくなる。なお、本実施形態の場合、発光手段４のピーク波長を２ｎｍずつ異ならせたが、１ｎｍずつ異ならせてもよいし、３ｎｍ以上ずつ異ならせてもよいし、等差ずつ異ならせる必要もない。
第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄから発光される光は、ＬＥＤ保持部４２１に設けられた図示しない反射板やレンズ等の集光手段によって、それぞれＹ軸方向に沿うライン光Ｌ１〜Ｌ４を形成可能に設けられている。そして、保持板４１が屈曲形状に設けられていることで、各ライン光Ｌ１〜Ｌ４は、図１に示すように、接着剤ＡＤを焦点とするＹ軸方向に沿う線Ｐ上に集光するように設けられている。なお、本発明における単波長の光としては、上述のピーク波長を中心にして若干その前後の波長の光を含むものであってもよい。

多波長発光ユニット４３は、図２に示すように、多波長発光源としての棒状のブラックライト４３１と、保持板４１に固定されてブラックライト４３１の両端部を保持する一対の保持部４３２と、ブラックライト４３１の図１中上方に設けられた集光板４３３とを備えている。ブラックライト４３１は、図４に示すように、紫外領域において複数の異なる波長の光、すなわち３６５ｎｍの波長の光だけでなく、この波長の前後の波長の光やその他の紫外領域の波長の光を含み、集光板４３３によって、接着剤ＡＤを焦点とする線Ｐ上に集光する第５のライン光Ｌ５を形成可能に設けられている。

制御手段７は、発光手段４に電源を供給する電力供給手段５と、接着剤ＡＤに照射する光の波長を選択する単波長選択手段６とを備える。電力供給手段５は、第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄおよびブラックライト４３１に対して、所定量の電流や電圧を供給（以下、電力を供給ということもある）する。
単波長選択手段６は、第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄのうち少なくとも一種のＬＥＤ（以下、選択ＬＥＤということもある）を選択して発光させる。
さらに、制御手段７は、例えば図示しない入力手段により接着剤ＡＤの設計波長と、硬化に必要な光の強度（硬化必要強度）が設定入力されると、第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄから、この設計波長のライン光を発光する選択ＬＥＤを単波長選択手段６に選択させる。そして、電力供給手段５を制御して、選択ＬＥＤとブラックライト４３１とのそれぞれに所定量の電力を供給する。
また、制御手段７は、選択ＬＥＤとブラックライト４３１からの設計波長の光を合成した光（合成光）の強度が、硬化必要強度よりも若干大きくなるような電力を供給するように制御可能になっている。
つまり、第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄとブラックライト４３１は、定格電力が供給されると、図３、４に示すように、それぞれが単体で硬化必要強度を上回る強度に設定されている。そのような強度の光を合成すると、図５（Ａ）の二点鎖線で示すように、硬化必要強度を遥かに上回る強度になってしまう。そこで、制御手段７は、図５（Ｂ）に示すように、選択ＬＥＤとブラックライト４３１との合成光の強度が、硬化必要強度よりも若干大きくなるような電力を、選択ＬＥＤとブラックライト４３１とに供給する。これにより、電力の無駄な消費を抑制することができる。なお、選択ＬＥＤに供給する電力と、ブラックライト４３１に供給する電力とをどのレベルにするかは、任意に決定することができる。

次に、光照射装置１による光の照射動作について説明する。
光照射装置１の制御手段７は、接着剤ＡＤの設計波長と硬化必要強度が設定入力されると、テーブル２が発光手段４の下方に位置しない状態で、単波長選択手段６を制御して、設定入力された設計波長と同じ波長の光を照射するＬＥＤを第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄから選択する。例えば、第１のＬＥＤ４２３Ａが選択されたとする。
次に、制御手段７は、電力供給手段５を制御して、第１のＬＥＤ４２３Ａおよびブラックライト４３１に対して、設計波長の合成光の強度が硬化必要強度よりも若干大きくなるような電力をそれぞれに供給する。合成光の強度は、図示しない照度計等に実際に合成光を照射してその照度を測定することができる。そして、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、回路面に接着シートＳが貼付されたウェハＷを吸着保持したテーブル２を矢印Ｄで示す方向へ移動させることで、接着シートＳの全面に第１のライン光Ｌ１および第５のライン光Ｌ５を照射して、接着剤ＡＤを硬化させる。
このとき、第１のライン光Ｌ１で接着剤ＡＤが硬化しない場合は、制御手段７は、再度単波長選択手段６を制御して、他のＬＥＤを第２〜第４のＬＥＤ４２３Ｂ〜４２３Ｄから選択する。この処理は、接着剤ＡＤが硬化するライン光を照射可能なＬＥＤが見つかるまで繰り返し実行される。なお、接着剤ＡＤの硬化、未硬化の判定は、オペレータが行ってもよいし、図示しないシート剥離装置等によってその剥離力を測定するようにしてもよい。本実施形態の場合、単波長の光は第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄから発光される４種類であるため、４回の処理を行っても接着剤ＡＤが硬化しない場合は、エラー表示をしてオペレータに知らせるようにしてもよい。なお、２回目以降の処理のとき多波長発光である第５のライン光Ｌ５を消灯してもよい。
そして、接着剤ＡＤの硬化が終了すると、第１のライン光Ｌ１（選択ＬＥＤが変更された場合は他のライン光）および第５のライン光Ｌ５が照射されたウェハＷは、図示しない搬送装置によって別工程に搬送され、ウェハＷの回路面から接着シートＳが剥離された後、ダイシング等の所定処理が施されることとなる。

以上のような実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、光照射装置１は、第１〜第４のライン光Ｌ１〜Ｌ４のうち、接着剤ＡＤの設計波長と同じライン光と、複数の異なる波長の光を含むライン光Ｌ５とを同時に発光させることができ、反応波長が設計波長と一致する接着剤ＡＤに対しては、選択されたライン光で硬化させることができ、設計波長と一致しない接着剤ＡＤに対しては、第５のライン光Ｌ５で硬化させることができる。したがって、接着剤ＡＤの反応波長がばらついても、接着剤ＡＤを効率よく硬化させることができる。また、第１〜第４のライン光Ｌ１〜Ｌ４が反応波長に対応していなくても、第５のライン光Ｌ５で接着剤ＡＤを硬化させることができ、第１〜第４のライン光Ｌ１〜Ｌ４と異なる波長のＬＥＤを多数用意する必要がなくなり、装置の大型化とコストの高騰化を抑制できる。

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、発光手段４に、第１〜第４の単波長発光ユニット４２Ａ〜４２Ｄのうちの１種、２種、または、３種のみを設けてもよい。また、第１〜第４の単波長発光ユニット４２Ａ〜４２Ｄおよび多波長発光ユニット４３の個数および配置は、上記実施形態のものに限られず、必要な照度に応じて適宜異なる構成を適用できる。また、上記実施形態では、単波長発光ユニットが４種類の単波長を発光するように構成したが、５種類以上であってもよい。

また、上記実施形態では、制御手段７は単波長選択手段６を制御して設定入力された設計波長と同じ波長のライン光を照射可能なＬＥＤを選択し、当該ＬＥＤで接着剤ＡＤが硬化しない場合は、他のＬＥＤを選択して接着剤ＡＤが硬化するＬＥＤを探しているが、ライン光の照射方法はこれに限られない。例えば、発光手段４が、第１〜第４のＬＥＤ４２３Ａ〜４２３Ｄおよびブラックライト４３１を同時に点灯させてもよい。これによれば、全てのＬＥＤからのライン光が接着剤ＡＤに照射されるため、接着剤ＡＤが硬化する波長の光を照射するＬＥＤを探す手間を省くことができ、効率的である。

また、発光手段４のみをテーブル２に対して移動させてもよいし、両方を移動させてもよい。第１〜第４のライン光Ｌ１〜Ｌ４および第５のライン光Ｌ５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よい。
さらに、単波長発光源としては、レーザなど、単波長の光を発光可能ないずれのものを適用してもよい。そして、多波長発光源としては、水銀灯、メタルハライドランプ、ナトリウムランプ、キセノンランプ、ブラックライトランプ、ネオンランプ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ランプ、無機ＥＬランプなど、多波長の光を発光可能ないずれのものを適用してもよい。
また、被照射体としては、接着シートＳを構成する接着剤ＡＤ以外に樹脂、印刷用のインク等、所定の波長の光に反応するものであれば、いかなるものを適用してもよい。
さらに、上記実施形態では、線Ｐ上に集光するライン光としたが、ライン光の幅の広さに何ら限定されるものではないし、ライン光でなくてもよい。

１…光照射装置
４…発光手段
５…電力制御手段
６…単波長選択手段
７…制御手段
４２３Ａ，４２３Ｂ，４２３Ｃ，４２３Ｄ…第１，第２，第３，第４のＬＥＤ（単波長発光源）
４３１…ブラックライト（多波長発光源）
ＡＤ…接着剤（被照射体）

Claims (5)

1. 光に反応する被照射体に光を照射する光照射装置であって、
   前記被照射体に対向可能に設けられた発光手段を備え、
   前記発光手段は、単波長の光を発光可能な単波長発光源と、複数波長の光を発光可能な多波長発光源とを備えていることを特徴とする光照射装置。
2. 制御手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記単波長発光源および前記多波長発光源に供給される電流と電圧との少なくとも一方を制御可能な電力制御手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記発光手段は、互いに異なる単波長の光を発光可能な複数種の前記単波長発光源を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記制御手段は、前記複数種の単波長発光源のうち使用する単波長発光源を選択可能な単波長選択手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
5. 光に反応する被照射体に光を照射する光照射方法であって、
   単波長の光を発光可能な単波長発光源と、複数波長の光を発光可能な多波長発光源とを用い、
   前記被照射体に対して、前記単波長発光源からの光と、前記多波長発光源からの光とを同時に照射することを特徴とする光照射方法。

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