JP2012030157A - 光照射装置及び光照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光照射装置から無駄に消費されるエネルギーを再利用できるようにすること。
【解決手段】光照射装置１０は、接着シートＳに相対する位置に設けられ、紫外線を接着シートＳに向かって発する発光手段１５を備えている。光照射装置１０には、第１〜第３変換手段４１〜４３が設けられている。第１変換手段４１は、発光手段１５から照射された紫外線を電力に変換する紫外線太陽電池により構成される。第２変換手段４２は、発光手段１５から伝播される熱を電力に変換する熱電発電素子により構成される。第３変換手段４３は、換気手段１８から吹き出される送風の風力を電力に変換する風力発電ユニットにより構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光照射装置及び光照射方法に係り、更に詳しくは、光照射装置から発せられるエネルギーを再利用することができる光照射装置及び光照射方法に関する。

半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する場合がある）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等の処理が行われる。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、光照射装置により紫外線を照射し、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。

前記光照射装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１における光照射装置は、ウエハに貼付された被照射体となる接着シートに紫外線を照射する発光手段と、この発光手段と接着シートとの間に設けられ、それらの間に開閉可能なシャッターとを備えている。発光手段は、水銀ランプ等が用いられ、発光を開始してから必要なエネルギーを発するまでに長い時間を要するため、発光手段での発光を継続して行いつつ、紫外線照射時にだけシャッターを開いて紫外線を照射するようになっている。

特許文献２における光照射装置は、水銀灯からなる発光手段と、この発光手段の熱を排熱するための遠心ファンとを備えている。

特開２００４−２８１４３０号公報 特開２００６−１７３４５０号公報

しかしながら、特許文献１の光照射装置では、ウエハを搬入してから紫外線を照射し、当該ウエハを搬出して次のウエハを搬入するまでのウエハ１枚当たりの処理時間（１サイクル）に対し、ウエハに紫外線を照射する時間が約１／６程度と短いにも拘らず、発光手段は、発光を継続して行うため、当該光照射装置が発するエネルギーを殆ど（約５／６）を無駄に消費してしまっている、という不都合がある。更に、上流の装置に何か不具合が発生し、処理されるウエハが搬入されない場合であっても、光照射装置は常にエネルギーを消費している。ここで、ウエハに紫外線を照射しない時間だけ、供給する電力を半分にする場合もあるが、この場合であっても、光照射装置が発するエネルギーを殆ど無駄に消費してしまっていることに変わりはない。

また、特許文献２の光照射装置では、遠心ファンを継続して稼働するので、それに要する電力消費の無駄もある。

［発明の目的］
本発明の目的は、光照射装置から無駄に消費されるエネルギーを再利用することができる光照射装置及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、本発明は、被照射体に相対する位置に発光手段を有する光照射装置において、前記光照射装置が発する第１エネルギーを、当該第１エネルギーとは異なる第２エネルギーに変換可能なエネルギー変換手段を有する、という構成を採っている。

本発明において、前記第１エネルギーは前記発光手段が発する光とすることができる。

また、前記第１エネルギーは前記発光手段が発する熱とすることもできる。

更に、前記光照射装置は、前記発光手段が発する熱を光照射装置の外部に排出する換気手段を備え、
前記第１エネルギーは前記換気手段が発する風力である、という構成を採ってもよい。

また、前記変換手段は、前記第２エネルギーとして電力に変換可能に設けられる、という構成を採ることが好ましい。

更に、本発明の光照射方法は、被照射体に相対する位置に発光手段を有する光照射装置が発する第１エネルギーを、当該第１エネルギーとは異なる第２エネルギーに変換して使用する、という方法を採っている。

本発明によれば、光照射装置が発する第１エネルギーをエネルギー変換手段により第２エネルギーに変換するので、例えば、被照射体へ光を照射する前後の待機時間において発せられた光である第１エネルギーを電力等の第２エネルギーに変換することが可能となる。また、光照射装置が作動している間における発光により発光手段自体が発する熱、換気手段の送風による風力等の第１エネルギーを電力等の第２エネルギーに変換することが可能となる。つまり、従来殆ど無駄に消費されたエネルギーを他のエネルギーに変換して再利用することができ、ひいては、変換されたエネルギーを当該光照射装置に再利用すれば、エネルギーの消費の少ない光照射装置を提供することができる。

第１実施形態に係る光照射装置を一部断面視した概略正面図。 第２実施形態に係る光照射装置を一部模式化した説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「エネルギー」は、光、熱、風力、電力、動力等を含む諸量とされ、「光」は、紫外線を含む不可視光線の他、可視光線も含む概念として用いる。
また、本明細書において、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」は、図１を基準として用いる。

［第１実施形態］
図１において、第１実施形態に係る光照射装置１０は、底壁１１Ａ、頂壁１１Ｂ及び側壁１１Ｃを有するケース１１と、底壁１１Ａの上面側に設けられるとともに、被照射体としての接着シートＳが回路面（上面）に貼付されたウエハＷを保持する保持手段１３と、頂壁１１Ｂの下面側に設けられた発光手段１５と、発光手段１５と保持手段１３との間に設けられたシャッター１６と、頂壁１１Ｂに設けられた換気手段１８とを備えている。接着シートＳは、紫外線によってその接着力が低下する紫外線硬化型の接着シートＳとされる。

前記保持手段１３は、上面側が吸着面として形成されたテーブルからなり、マウント用テープＭＴを介してリングフレームＲＦと一体化されたウエハＷがマウント用テープＭＴ側から吸着されて保持されている。保持手段１３は、底壁１１Ａ上に設けられた駆動機器としての直動モータ２０のスライダ２０Ａを介して左右方向に移動可能に設けられている。従って、保持手段１３は、ウエハＷに貼付された接着シートＳが発光手段１５の直下で相対する位置と、ケース１１の開口１１Ｄを通じて当該ケース１１の外部にウエハＷを表出させた位置（図１中二点鎖線参照）との間で移動可能となる。

前記発光手段１５は、紫外線ランプにより構成され、下方に配置された接着シートＳに向かって第１エネルギーとしての紫外線を発するようになっている。この紫外線により、接着シートＳの接着剤層が硬化され、その接着力を弱めてウエハＷから接着シートＳを容易に剥離できるようになる。発光手段１５の両端側は、電極等を有する取付部２２にそれぞれ取り付けられている。発光手段１５は、頂壁１１Ｂの下面に設けられた駆動機器としての直動モータ２３のスライダ２３Ａを介して図１中紙面直交方向に移動可能に設けられている。スライダ２３Ａには、フレーム２４が設けられ、このフレーム２４の下面側に各取付部２２の上端部が連結されている。

前記シャッター１６は、発光手段１５から発せられる紫外線を遮光し、紫外線がケース１１の開口１１Ｄ通じて外方に漏れないように設けられている。シャッター１６は、図示しないフレームを介してケース１１に取り付けられた駆動機器としての直動モータ２７のスライダ２７Ａを介して左右方向に移動可能に設けられている。従って、シャッター１６は、発光手段１５の下方位置と、当該下方位置から側方（左方）に退避した位置との間で移動可能となる。

前記換気手段１８は、頂壁１１Ｂに設けられたダクト３０と、このダクト３０を通じてケース１１内の空気を吸引し、ケース１１外に排気可能なファン３１とを備え、ファン３１を作動することによって発光手段１５が発する熱を光照射装置１０の外部に排出できるようになっている。なおケース１１には図示しない吸気口が設けられている。

ここで、前記光照射装置１０には、エネルギー変換手段としての第１〜第３変換手段４１〜４３が設けられている。第１変換手段４１は、シャッター１６の上面に設けられた紫外線太陽電池により構成され、発光手段１５から照射された紫外線を第２エネルギーとしての電力に変換可能に設けられている。第２変換手段４２は、フレーム２４の下面側に設けられた熱電発電素子により構成され、取付部２２や空気を介して発光手段１５から伝播される熱を第２エネルギーとしての電力に変換可能に設けられている。熱電発電素子としては、特開２００６−２２８９９１号公報に示される構成が例示できる。第３変換手段４３は、ファン３１の左側に設けられた風力発電ユニットにより構成され、ファン３１から吹き出される風力を第２エネルギーとしての電力に変換可能に設けられている。第１〜第３変換手段４１〜４３は、図示しないケーブルによって本光照射装置１０の電源、他の装置の電源、蓄電池等に接続可能になっている。

以上の構成において、接着シートＳを剥離すべく当該接着シートＳに紫外線を照射する場合、保持手段１３をケース１１外に移動させてリングフレームＲＦと一体化されたウエハＷを保持手段１３上に吸着保持させた後、当該保持手段１３をケース１１内に移動させる。そして、発光手段１５の下方からシャッター１６を退避させ、直動モータ２３によって発光手段１５を図１中紙面直交方向に移動させて接着シートＳに紫外線を照射する。その後、シャッター１６を再度移動して紫外線照射を遮光し、保持手段１３をケース１１外に移動させて紫外線照射済みのウエハＷを外部へ搬送する。そして、以後同様の処理が繰り返し行われる。この処理の間および処理が行われない間において、発光手段１５は、必要なエネルギーを発するまでに長い時間を要するため、常時紫外線を照射し続けるように設定され、ファン３１も常時換気を行うように設定されている。そこで第１変換手段４１は、発光手段１５が発光する紫外線によって発電を行い、第２変換手段４２は、発光手段１５が発する熱によって発電を行い、第３変換手段４３は、ファン３１が発する風によって発電を行うようになっている。

従って、このような第１実施形態によれば、従来では殆ど無駄に消費されていた紫外線や熱、風力といった第１エネルギーを第１〜第３変換手段４１〜４３によって電力に変換して得ることが可能となる。これにより、本光照射装置１０から無駄に消費されるエネルギーを再利用することができる。また、変換した電力を直接利用したり、図示しない蓄電手段に蓄電して必要なときに利用したりすることにより、エネルギーを有効利用することができ、例えば、変換した電力を本光照射装置１０を構成する各駆動機器へ供給することにより、エネルギーの消費の少ない光照射装置１０を提供することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る光照射装置について、図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、前記第１実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いるものとし、説明を省略若しくは簡略する。

第２実施形態のエネルギー変換手段としての第４変換手段４４は、ファン３１の送風により回転可能なプロペラ等からなる回転部材５１と、この回転部材５１の回転を図２において模式化した動力伝達機構５２を介して伝達する３体の電磁クラッチ５３〜５５とを備えている。動力伝達機構５２は、ギヤやシャフト、プーリ、ベルト等を組み合わせた公知の構造が採用され、回転部材５１が回転中常時回転している。保持手段１３、シャッター１６、フレーム２４は、第１実施形態のスライダ２０Ａ、２３Ａ、２７Ａに代え、スクリューねじ５７〜５９に連結され、当該スクリューねじ５７〜５９には、スクリューシャフト６１〜６３がそれぞれ螺合されている。各スクリューシャフト６１〜６３は、電磁クラッチ５３〜５５にそれぞれ接続され、必要なときに電磁クラッチ５３〜５５を介して動力伝達機構５２に接続されて回転可能とされ、この回転によって第１実施形態のスライダ２０Ａ、２３Ａ、２７Ａと同方向にスクリューねじ５７〜５９を移動可能に設けられている。

従って、このような実施形態によれば、第４変換手段４４によりファン３１の風力を動力に変換して再利用でき、第１実施形態の直動モータ２０、２３、２７を作動させる分の電力消費を削減することが可能となる。なお、回転部材５１を介さずに動力伝達機構５２を直接的、又は、ギヤやシャフト、プーリ、ベルト等を介して間接的にファン３１の出力軸に接続するように構成し、第５変換手段としてもよい。

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。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、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、それらの形状などの限定の一部若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。

例えば、被照射体は、感熱接着性の接着シートとしてもよく、この場合、発光手段は、赤外線等を発光して接着シートに熱を発してもよい。この場合、第１変換手段４１は、赤外線等によって発電するものに変更すればよい。

また、接着シートＳが貼付される被着体はウエハＷに限定されることなく、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、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハであってもよい。
更に、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０ 光照射装置
１５ 発光手段
１８ 換気手段
４１ 第１変換手段（エネルギー変換手段）
４２ 第２変換手段（エネルギー変換手段）
４３ 第３変換手段（エネルギー変換手段）
４４ 第４変換手段（エネルギー変換手段）
５１ 回転手段（エネルギー変換手段）
Ｓ 接着シート（被照射体）

Claims (6)

1. 被照射体に相対する位置に発光手段を有する光照射装置において、前記光照射装置が発する第１エネルギーを、当該第１エネルギーとは異なる第２エネルギーに変換可能なエネルギー変換手段を有することを特徴とする光照射装置。
2. 前記第１エネルギーは前記発光手段が発する光であることを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
3. 前記第１エネルギーは前記発光手段が発する熱であることを特徴とする請求項１又は２記載の光照射装置。
4. 前記光照射装置は、前記発光手段が発する熱を光照射装置の外部に排出する換気手段を備え、
   前記第１エネルギーは前記換気手段が発する風力であ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。
5. 前記変換手段は、前記第２エネルギーとして電力に変換可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の光照射装置。
6. 被照射体に相対する位置に発光手段を有する光照射装置が発する第１エネルギーを、当該第１エネルギーとは異なる第２エネルギーに変換して使用することを特徴とする光照射方法。

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