JP4934112B2 - 光照射装置 - Google Patents

Description

本発明は光照射装置に係り、更に詳しくは、光反応型の接着シートが貼付された半導体ウエハ等の処理対象物に光を照射することで、接着シートの接着力を消失若しくは低下させ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（光照射装置）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接着シートの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、接着シートに貼付されたウエハを多段型に収容するケースと、当該ケースの下部に位置するとともに上面側に板ガラスが配置された紫外線照射手段と、ウエハの搬出入手段とを備え、当該搬出入手段がウエハをケースから一枚ずつ取り出して前記板ガラス上にウエハを位置させることで紫外線の照射が可能となっている。
特開２００７−３２９３００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、一枚のウエハ毎に紫外線を照射する構成であるため、多数のウエハを紫外線照射の対象とする場合の処理効率が非常に低いという不都合がある。

［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、複数の処理対象物に対して、同時に光を照射して反応させることのできる高能率型の紫外線照射装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、複数の処理対象物を光照射の対象としたときに、処理対象物の形状や存否に対応して光照射を制御することのできる紫外線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された処理対象物のシート貼付面側を被照射面として光を照射する光照射装置において、開口部を備え、複数の処理対象物を相互に所定間隔を隔てて収容可能な収容手段と、前記被照射面に光を照射する複数の照射体を有する光照射手段と、前記収容手段と光照射手段とを離間接近方向に相対移動させる移動手段とを含み、前記照射体は、移動手段を介して前記開口部を通じて被照射面に対向するように配置され、前記複数の処理対象物の被照射面に対して同時に光照射する、という構成を採っている。

本発明において、前記光照射手段は光源を有し、前記照射体は、光源から発光された光を前記被照射面に照射するための導光部材を含み、当該導光部材が前記処理対象物間に位置可能に設けられる、という構成を採ることができる。

また、前記照射体は、前記被照射面に平行な面内であって、前記相対移動方向に直交する方向に配置された単数又は複数の発光ダイオードにより構成され、相対移動中に複数の被照射面を同時に光照射する、という構成を採ることもできる。

更に、前記発光ダイオードは、前記処理対象物の形状に対応した領域のみに光照射する、という構成を採ることができる。

また、前記収容手段内の処理対象物の有無を検知する検知手段を含み、前記光照射手段は、検知手段の検知結果に基づいて照射体の発光と未発光とを制御する発光制御手段を含む構成を採っている。

更に、前記処理対象物を整列させる整列手段を更に含む構成を採用することができる。

また、前記収容手段、光照射手段及び移動手段は密閉可能なケース内に配置され、当該ケースに不活性ガスが供給可能に設けられる、という構成を採ることが好ましい。

本発明によれば、複数の処理対象物に対して同時に光照射を行うことが可能となり、光照射の処理効率を飛躍的に向上させることができる。
また、被照射面に光を照射する導光部材を採用した構成では、複数の処理対象物間に導光部材を位置させて光照射を行うことが可能となる。従って、収容手段が処理対象物を多段に収容する構成であるときに、一括して光照射を行うことができ、この点からも光照射の効率向上を図ることができる。
更に、発光ダイオードを採用した場合には、省電力化が達成できる他、照射領域の可変設定により、無駄な電力消費が回避可能となる。
また、光照射手段を検知手段の検知結果に基づいて照射体の発光と未発光とを制御する構成では、一部の処理対象物が過大に光照射されてしまうような不都合を未然に防止することができるうえ、発光ダイオードを採用した場合の消費電力を抑制することができる。
更に、整列手段を含む構成とすれば、処理対象物を適性位置に保って光照射ができ、部分的な照射漏れを回避できる。
また、収容手段等を密閉可能なケース内に配置し、不活性ガスが供給可能であれば、例えば、紫外線硬化型の接着シートを採用した場合、酸素阻害による接着剤の硬化不良を防止することができる。

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、処理対象物の概略斜視図が示されている。これらの図において、紫外線照射装置１０は、回路面に紫外線硬化型（光反応型）の接着シートＳが貼付されたウエハＷを処理対象物として収容する収容手段１１と、ウエハＷの接着シートＳ貼付面側を被照射面として光を照射する光照射手段としての紫外線照射ユニット１２と、収容手段１１と光照射手段１２とを相互に離間接近方向に移動させる移動手段１３と、前記収容手段１１を昇降可能に支持する支持手段１４と、収容手段１１内におけるウエハＷの有無を検知する検知手段１５と、ウエハＷの位置を所定位置に整列させる整列手段１７と、これら各手段を一体的に収容するケース１８とを備えて構成されている。ここで、本実施形態における処理対象物を構成するウエハＷは、図２に示されるように、接着シートＳが貼付された面の反対側の面からダイシングテープＴを介してリングフレームＲＦにマウントされている。

前記収容手段１１は、リングフレームＲＦにマウントされウエハＷを収納可能にする開口部２０を有するカセットケース２１からなる。このカセットケース２１は、一対の側壁２５の内面側対称位置において、等間隔を隔ててリングフレームＲＦを支持するための複数のレール２７を含む。

前記紫外線照射ユニット１２は、図３にも示されるように、上下方向に延びるランプケース３０と、当該ランプケース３０内に配置された高圧水銀ランプ等の光源３１と、この光源３１から発光された光を導入して面発光する照射体としての導光部材３３（面光源）と、当該導光部材３３を支持するとともに、導光部材３３に光を導く導光板を含むアーム３４と光源３１との間に配置された発光制御手段としてのシャッター３５とを備えて構成されている。導光部材３３は、カセットケース２１における処理対象物の間隔に対して同間隔で、その数に対して同数設けられている。これにより、光源３１によって発せられた光は、シャッター３５を経て導光部材３３によって発光され、シャッター３５によって、導光部材３３への導光をＯＮ−ＯＦＦ制御機能に構成されている。導光部材３３はウエハＷの平面形状に略一致する形状に設けられており、その上面側が発光面となるように構成されている。なお、アーム３４の表面からは紫外線は発光されないようになっている。

前記移動手段１３は、Ｘ軸方向に沿って配置された単軸ロボット４０により構成され、当該単軸ロボット４０のスライダ４１の上面に紫外線照射ユニット１２のランプケース３０を支持するよう構成されている。従って、スライダ４１がＸ軸方向に移動することで、紫外線照射ユニット１２がカセットケース２１に対して離間接近可能となり、これにより、前記導光部材３３が開口部２０を通じてウエハＷの被照射面に対向するように配置されるようになっている。

前記支持手段１４は、Ｚ軸方向に沿って配置された単軸ロボット４５と、当該単軸ロボット４５のスライダ４６にブラケット４７（図３参照）を介して固定された受け板４８と、カセットケース２１を位置決めする位置決手段４９とからなり、カセットケース２１は、受け板４８の所定の位置に載置され、昇降可能に支持されるようになっている。

前記検知手段１５は、図示しないブラケット等を介してケース１８に固定された光電管、リミットスイッチ、ＣＣＤカメラ等のセンサにより構成されている。この検知手段１５は、カセットケース２１内の各段における収容位置に処理対象物が存在しているか否かを検知するようになっており、当該検知信号を図示しない制御装置に出力する機能を含む。

前記整列手段１７は、開口部２０側に一対配置されたモータＭと、各モータＭの出力軸に固定された位置決めアーム５２とを備えて構成されている。位置決めアーム５２は、図４中二点鎖線で示される位置と実線位置で示される位置との間で回転可能となっており、開口部２０を通じてカセットケース２１内のリングフレームＲＦに当接し、処理対象物を所定位置に位置決めするようになっている。

前記ケース１８は略直方体状の外形に設けられ、カセットケース２１を通過可能な窓穴５４を有するケース本体５３と、図示しない駆動手段を介して窓穴５４を開閉するとともに、ケース１８内を密閉可能とするスライド天板５５とを備えて構成されている。また、ケース本体５３の上部側壁部分には配管５６が接続され、この配管５６を通じて不活性ガスとしての窒素ガスをケース１８内に充填することで、窒素ガス雰囲気で紫外線照射が行えるように構成されている。

次に、本実施形態に係る紫外線照射方法について、図５をも参照しながら説明する。

図５に示されるように、スライド天板５５によって窓穴５４が開放され、受け板４８が上昇した状態で、処理対象物を各段に収容したカセットケース２１が図示しない搬送手段を介して受け板４８に移載される。次いで、単軸ロボット４５が駆動して受け板４８が下降してカセットケース２１をケース１８内に位置させた後、スライド天板５５が窓穴５４を閉塞する（図３参照）。なお、カセットケース２１が下降する際に、検知手段１５は、カセットケース２１の各段に処理対象物が存在しているか否かを検知し、その検知信号を図示しない制御装置に出力する。

カセットケース２１がケース１８内に所定配置されると、位置決めアーム５２が図４中二点鎖線で示される位置から実線で示される位置に回転し、リングフレームＲＦの外周に当接して処理対象物の位置決めが行われる。これと前後して配管５６から窒素ガスがケース１８内に充填される。

次いで、紫外線照射ユニット１２が単軸ロボット４０を介してカセットケース２１側に移動すると、導光部材３３が開口部２０を通じて被照射面に対向するように配置され、シャッター３５が開いて導光部材３３を発光させて紫外線の照射が所定時間行われる。なお、検知手段１５によってカセットケース２１内の特定位置に処理対象物が存在しないことが検知されている場合には、図示しない制御装置の動作信号により、シャッター３５が開くことなく光路を遮断し、対応する導光部材３３からの光照射は行われない。

紫外線照射を完了すると、シャッター３５が閉塞され、紫外線照射ユニット１２が単軸ロボット４０を介して後退する一方、スライド天板５５が窓穴５４を開放する位置に移動する。そして、単軸ロボット４５が駆動してカセットケース２１を上昇させた後（図５参照）、当該カセットケース２１が図示しない搬送手段を介して次工程に搬送され、新たなカセットケース２１が受け板４８に移載される。

従って、このような実施形態によれば、多数の処理対象物に対して同時に紫外線照射が可能となり、単位時間当たりの処理効率を飛躍的に向上させることができる、という効果を得る。

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、前記実施形態では、紫外線照射ユニット１２が導光部材３３を備えた場合を図示、説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図６に示される紫外線照射ユニット６０を採用することができる。この紫外線照射ユニット６０は、単軸ロボット４０のスライダ４１に支持された支柱６１と、この支柱６１の側端面から突出するアーム６３と、当該アーム６３上でスライダ４１の移動方向に直交する方向に配置された複数の発光ダイオード（照射体）６５とを備えて構成されている。ここで、各発光ダイオード６５は、個々に光照射が独立して制御できるように設けられ、これにより、被照射面の平面形状に応じて必要な部位のみに光照射を行えるようになっている。

図６に示される変形例では、発光ダイオード６５がカセットケース２１の開口部３０から内部に入り込む直前に発光し、被照射面に沿って往復動作することで光照射が行われ、開口部３０の外側に抜け出たときに発光を停止するように制御される。この際、ウエハＷが円形であるため、当初は中央部に位置する発光ダイオード６５が発光し、ウエハＷの中央部に近づくに連れてその発光領域を拡大させ、中央部を過ぎると発光領域を縮小させて最終的に中央部のみの発光に戻すという個別制御を行うようになっている。このように発光ダイオード６５を採用した場合、当該発光ダイオード６５に発光指令を行う図示しない制御手段が発光制御手段となる。

従って、このような変形例では、被照射面の平面形状に応じても発光ダイオード６５の発光制御を行うことができるので、前記実施形態で得られる効果の他に、消費電力を削減できる、という別途の効果を得ることができる。

また、前記紫外線照射装置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い。例えば、前記実施形態では、ケース１８の上側からカセットケース２１を出し入れできる構成としたが、平面内で回転可能な機構を支持手段１４に付与することで、ケース１８の側壁部分からカセットケース２１を出し入れする構成等を採用することができる。

更に、前記実施形態では、紫外線照射ユニット１２、６０がＸ軸方向に沿って移動することでカセットケース２１に離間接近可能としたが、紫外線照射ユニット１２、６０とカセットケース２１との少なくとも一方が移動するように構成すれば足りる。

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ものとしたが、感熱接着性の接着シートを被着体に仮着し、これを加熱することで当該接着シートを被着体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１２の光源としては、高圧水銀ランプの他、ハロゲンランプ、蛍光灯、メタルハライドランプ等の採用を妨げない。

更に、支持手段１４の受け板４８は、単軸ロボット４５を介して昇降可能としたが、カセットケース２１を搬送する手段がケース１８内にアクセス可能なものであれば、受け板４８を固定してもよい。この場合には、単軸ロボット４５を省略することができる。

本実施形態に係る紫外線照射装置の概略斜視図。 処理対象物の概略斜視図。 紫外線照射装置の一部を断面視した概略正面図。 紫外線照射装置の概略平面図。 紫外線照射装置の動作説明図。 紫外線照射装置の変形例を示す概略平面図。

符号の説明

１０ 紫外線照射装置（光照射装置）
１１ 収容手段
１２、６０ 紫外線照射ユニット（光照射手段）
１３ 移動手段
１５ 検知手段
１７ 整列手段
１８ ケース
２０ 開口部
３１ 光源
３３ 導光部材（照射体）
３５ シャッター（発光制御手段）
６５ 発光ダイオード（照射体）
Ｓ 接着シート（処理対象物）
Ｗ 半導体ウエハ（処理対象物）

Claims (7)

1. 光反応型の接着シートが貼付された処理対象物のシート貼付面側を被照射面として光を照射する光照射装置において、
   開口部を備え、複数の処理対象物を相互に所定間隔を隔てて収容可能な収容手段と、前記被照射面に光を照射する複数の照射体を有する光照射手段と、前記収容手段と光照射手段とを離間接近方向に相対移動させる移動手段とを含み、
   前記照射体は、移動手段を介して前記開口部を通じて被照射面に対向するように配置され、前記複数の処理対象物の被照射面に対して同時に光照射することを特徴とする光照射装置。
2. 前記光照射手段は光源を有し、前記照射体は、光源から発光された光を前記被照射面に照射するための導光部材を含み、当該導光部材が前記処理対象物間に位置可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
3. 前記照射体は、前記被照射面に平行な面内であって、前記相対移動方向に直交する方向に配置された単数又は複数の発光ダイオードにより構成され、相対移動中に複数の被照射面を同時に光照射することを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
4. 前記発光ダイオードは、前記処理対象物の形状に対応した領域のみに光照射することを特徴する請求項３記載の光照射装置。
5. 前記収容手段内の処理対象物の有無を検知する検知手段を含み、前記光照射手段は、検知手段の検知結果に基づいて照射体の発光と未発光とを制御する発光制御手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４記載の光照射装置。
6. 前記処理対象物を整列させる整列手段を更に含むことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の光照射装置。
7. 前記収容手段、光照射手段及び移動手段は密閉可能なケース内に配置され、当該ケースに不活性ガスが供給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６の何れかに記載の光照射装置。

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