JP5416918B2 - 光照射装置及びこれに用いられる発光ダイオードの照度補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、光照射装置及びこれに用いられる発光ダイオードの照度補正方法に係り、更に詳しくは、発光ダイオードから照射される光を適切な照度に補正できる光照射装置及びこれに用いられる発光ダイオードの照度補正方法に関する。

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、例えば、ウエハの回路面に保護用の接着シートを貼付した状態で所定処理することが行われている。このような接着シートは、基材シートの一方の面に、紫外線等のエネルギー線硬化型の接着剤が設けられており、所定処理が行われた後、エネルギー線照射装置により前記接着剤を硬化させることによって、接着力を弱めて被着体から簡単に剥離ができるようになっている。

前記エネルギー線照射装置としては、例えば、特許文献１に記載されているように、基板に複数の発光ダイオードを取り付け、当該発光ダイオードからエネルギー線を被照射体に照射する構成が知られている。

特開２００３−９８６７７号公報

発光ダイオードは、その性質上、照度が徐々に低下するという特性がある（図４中、点線で示すグラフ参照）。かかる特性を有する発光ダイオードを用いて、前述の接着シートに紫外線を照射した場合、接着剤の硬化に要する必要照度より下回った状態で照射が継続される可能性が高くなる。このため、接着剤層の硬化が不十分となって接着シートの剥離不良が発生し、ウエハが損傷するという不都合が招来する。

ところで、発光ダイオードにあっては、使用当初から定格電流を流した場合、前記点線のグラフのように、発光ダイオードの照度が必要照度を大きく上回るために消費電力の無駄を生じる、という不都合がある。しかも、発熱等の問題で発光ダイオードの劣化が早くなり、当該発光ダイオードの寿命が短くなる、という不都合も招来する。

［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、発光ダイオードが照射する光を必要照度を上回るように維持でき、発光ダイオードの寿命の長期化を図ることができる光照射装置及びこれに用いられる発光ダイオードの照度補正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設けられた複数の発光ダイオードを備えた発光手段と、各発光ダイオードから照射される光の照度をそれぞれ検出する検出手段と、定格電流又は定格電圧以下であって各発光ダイオードの必要照度と、各発光ダイオードに供給する電流又は電圧の上昇値とを入力する入力手段と、前記検出手段が検出した前記照度が前記必要照度未満となった場合、前記電流又は電圧を前記上昇値分上昇し、前記照度を補正する制御を行う制御手段とを備える、という構成を採っている。

本発明において、前記入力手段は、前記電流又は電圧の上限値を入力可能とされ、前記制御手段は、前記上限値を越えた電流又は電圧が供給されるような場合、外部出力を行うことが好ましい。

更に、前記制御手段は、前記各発光ダイオードを定格電流値又は定格電圧値で点灯後、当該定格電流値又は定格電圧値から前記上昇値分発光ダイオードに供給する電流又は電圧を下降し、前記発光ダイオードの照度が前記必要照度を下回ったことを前記検出手段が検出したとき、その電流値又は電圧値に前記上昇値分を加えた値を前記発光ダイオードによる光照射の初期値とする、という構成を採ってもよい。

また、本発明の照度補正方法は、被照射体に光を照射する複数の発光ダイオードの照度補正方法であって、
定格電流又は定格電圧以下であって各発光ダイオードの必要照度と、各発光ダイオードに供給する電流又は電圧の上昇値とを入力する工程と、
前記各発光ダイオードから照射される光の照度を検出手段によりそれぞれ検出する工程と、
前記検出手段により検出した各発光ダイオードの照度が前記必要照度未満となった場合、前記電流又は電圧を前記上昇値分上昇し、前記照度を補正する工程とを備える、という方法を採っている。

更に、本発明の照度補正方法において、前記入力する工程では、前記電流又は電圧の上限値も入力し、
前記補正する工程において、前記上限値を越えた電流又は電圧が供給されるような場合、外部出力を行うことが好ましい。

本発明によれば、発光ダイオードの照度が必要照度未満になると、発光ダイオードに供給される電流や電圧を高めて必要照度以上の光（エネルギー線）を照射するように補正するので、必要照度を下回った状態のまま光照射が継続されることを回避することができる。従って、例えば、被照射体がエネルギー線硬化型の接着剤を有する接着シートであり、当該接着シートがウエハに貼付されている場合、接着剤の硬化不良を確実に防止することができる。これにより、接着シートをウエハから剥離するときに、剥離不良が発生することを防止でき、ウエハが破損することを回避することが可能となる。しかも、使用当初や照射中の電流や電圧を定格電流や定格電圧より低く設定しても、発光ダイオードの照度が必要照度未満となる度に、供給する電流や電圧を調整して必要照度を維持することができ、必要照度を大きく上回る無駄な照射や、発熱等に起因する発光ダイオードの早期の劣化を抑制することが可能となる。これにより、省電力化を図ることができるばかりでなく、発光ダイオードの長寿命化も達成することが可能となる。

また、電流や電圧が上限値を越えるような場合に、外部出力を行うように制御すると、その出力信号によって例えば回転灯やブザー、表示装置等の警告手段が動作するように構成しておけば、発光ダイオードが寿命に達したことを容易に確認でき、発光ダイオードの交換時期になったことをオペレータ等に知らせることができる。

更に、複数の発光ダイオードを一つずつ検出手段により検出する場合、全ての発光ダイオードにおいて必要照度以上の光（エネルギー線）を照射することができるようになり、光の照射をむらなく行うことが可能となる。また、複数の発光ダイオードを支持する基板ごと交換するような装置に比べてランニングコストを低く抑えることができる。

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。

図１には、実施形態に係る光照射装置としてのエネルギー線照射装置の概略正面図が示されている。同図において、エネルギー線照射装置１０は、ウエハＷを吸着保持するテーブル１１と、テーブル１１を図１中左右方向に移動させるための直動モータ１２Ａ及びそのスライダ１２Ｂからなる移動手段１２と、テーブル１１がその下方で移動可能となるように配置された発光手段１３と、この発光手段１３の下方に設けられた検出手段１４と、後述する必要照度等を入力するための入力手段１６と、テーブル１１、移動手段１２、発光手段１３及び検出手段１４を所定制御する制御手段１７とを備えて構成されている。

前記ウエハＷには、その上面側（回路面側）に、紫外線硬化型の接着剤層Ａと基材シートＢＳとからなる被照射体としての接着シートＳが貼付されており、当該接着シートＳは、接着剤層Ａが硬化されることにより、ウエハＷから容易に剥離可能となっている。

前記発光手段１３は、図２及び図３にも示されるように、平面形状が略方形に設けられた基板２０と、この基板２０の図３中下面側に着脱自在に設けられた複数の紫外線発光ダイオード２１とを備えて構成されている。発光ダイオード２１は、移動手段１２を介してテーブル１１が移動することで（図１中二点鎖線参照）、接着シートＳに相対するようになっている。各発光ダイオード２１は、図２に示されるように、縦横方向に直交する複数の仮想直線上に等間隔で配置され、横並び要素をｎ行、縦並び要素をｍ列として、制御手段１７により「ｎ行−ｍ列」（ｎ、ｍは自然数）として固体識別されて管理される。なお、図２の行、列の数は、説明の便宜上示しているだけであり、これらの列の数は必要に応じて増加、減少させることができる。

前記検出手段１４は、発光ダイオード２１から照射される紫外線の照度を検出可能な照度センサからなる。検出手段１４は、図示しない駆動装置を介して図３の紙面に直交する面、つまり、ｎ行方向とｍ列方向に沿って移動可能に設けられている。また、検出手段１４は、移動中にその真上に位置する発光ダイオード２１の照度を検出し、当該照度を信号として制御手段１７に出力可能に設けられている。

前記入力手段１６は、制御手段１７に電気的に接続されるタッチパネル等からなる。入力手段１６は、必要照度、上昇値、上限値の他、制御手段１７を介して制御される各手段の作動条件やデータ等、制御手段１７に出力可能となっている。

前記制御手段１７は、シーケンサやパーソナルコンピュータ等で構成することができる。制御手段１７は、検出手段１４が検出して出力する信号を入力する機能と、入力手段１６で入力された必要照度、上昇値、上限値等のデータを記憶する機能と、検出手段１４が検出した照度と必要照度とを比較する機能と、この比較する機能の結果と上昇値とに応じて発光ダイオード２１に供給する電流を制御する機能と、発光ダイオード２１に供給される電流と上限値とを比較し、当該比較の結果、電流が上限値を越えるような場合、回転灯、ブザー、表示装置等の警告手段を作動させる信号を出力する機能とを備えている。

以上の構成において、ウエハＷに貼付された接着シートＳへの紫外線照射は、テーブル１１が発光手段１３の下方を移動することによって開始される。すなわち、接着シートＳが上側とされて保持されたウエハＷがテーブル１１上に載置されると、当該テーブル１１が発光手段１３の下方に向かって進行し、所定位置を通過したことが図示しないセンサで検出されると、各発光ダイオード２１を点灯させて紫外線を照射する。接着シートＳの全ての領域に対して紫外線を照射した後、ウエハＷは図示しない搬送装置によって接着シート剥離装置に搬送され、その表面から接着シートＳが剥離されることとなる。このとき、接着シートＳの接着剤層Ａは、紫外線により接着力が弱めているので簡単に剥離が行える。なお、発光ダイオード２１の点灯は搬送される接着シートＳの形状に応じて照射領域が決定され、これにより消費電力の節約を行う。本実施形態の場合、図２中矢印Ｃ方向に搬送されるウエハＷに貼付された接着シートＳに対して、照射領域は行方向中央部から行方向両側に広がり、ウエハＷの中心が通り過ぎると照射領域は行方向両側から行方向中央部に縮小されるように制御させる。よって、行方向中央部の発光ダイオード２１の方が両側のものよりも寿命が短くなってしまう。

次に、エネルギー線照射装置１０における発光ダイオード２１の照度補正方法について説明する。

初めに、入力手段１６により、必要照度として接着剤層Ａを硬化させる最低限の発光ダイオード２１の照度を入力する。更に、上昇値として、発光ダイオード２１の照度が必要照度未満となった場合に各発光ダイオード２１に供給する電流の上昇値を入力する。また、上限値として、定格電流値、又は、各発光ダイオード２１に供給可能な最大限の電流値を入力する。本実施形態の場合、上限値を定格電流値と設定し、上昇値は、上限値の５％に設定されている。

先ず、図３に示されるように、１行１列目の発光ダイオード２１の直下に検出手段１４を移動させて当該発光ダイオード２１を定格電流で点等させ、定格電流値から上昇値（５％）分ずつ下降するように電流値を制御する。そして、発光ダイオード２１の照度が必要照度を下回ったことを検出手段１４が検出したとき、その電流値に上昇値（５％）分を加えた電流値を初期値として決定する。本実施形態では、図４のグラフに示されるように、１行１列目の発光ダイオード２１は定格電流値の６５％で必要照度を下回ったため、定格電流値の７０％の値が初期の電流値とされ、制御手段１７が記憶して以降所定の制御を行うこととなる。なお、この検出は、他の発光ダイオード２１についても行われ、別の発光ダイオード２１では、この初期値は例えば定格電流値の６０％や７５％といったように異なった値が初期の電流値とされ、制御手段１７が全ての発光ダイオード２１毎に記憶して所定制御を行う。

全ての発光ダイオード２１について、上記同様の設定が行われると、ウエハＷに貼付された接着シートＳへの紫外線照射が行われる。そして、次のウエハＷがテーブル１１上に載置される動作に前後して、検出手段１４による検出が行われる。この検出の結果、制御手段１７が各発光ダイオード２１の照度が必要照度未満となっているか否かの比較を行い、紫外線の照度が必要照度未満となっている発光ダイオード２１があった場合、上昇値（５％）分上昇するように電流値を制御する。本実施形態の場合、１行１列目の発光ダイオード２１は、初期の電流値が定格電流値の７０％とされていたため、照度が必要照度未満となると、次は７５％に上昇され、以降同様に５％ずつ上昇するように制御され、必要照度以上の照射を行えるように補正される。かかる電流の上昇又は維持の制御は、発光ダイオード２１毎に行われており、これにより、照度低下を抑制しつつ、全ての発光ダイオード２１が必要照度以上の紫外線をむらなく照射するようになる。

上記のように、所定の上昇値分ずつ電流値を上昇させていくと、いずれ電流値は上限値として設定した電流値に達することとなる。本実施形態の場合、供給される電流値が定格電流値となり、且つ、検出手段１４によってその照度が必要照度を下回り、上限値を越えた電流値が供給されるような場合（図４中Ｅポイント参照）、制御手段１７は、この発光ダイオード２１は寿命に達したと判断し、外部装置への出力を行う。本実施形態の場合、図示しない表示装置を介してｎ行ｍ列目の発光ダイオード２１が寿命に達したとして、オペレータに知らせるようになっている。

従って、このような実施形態によれば、発光ダイオード２１の照度が必要照度未満となる毎に、上昇値分（上限値の５％）供給電流を上昇して照度を補正することができる。これにより、図４のグラフに示されるように、従来構造に比べ、発光ダイオード２１の必要照度が得られる時間（寿命）を伸ばすことができ、且つ、無駄に照度が高くなることを抑制して省エネルギーを促進可能となる。しかも、必要照度が下回った状態で紫外線の照射が行われることを回避でき、接着剤層Ａを確実に硬化させることが可能となる。これにより、後工程において接着シートＳが良好に剥離され、当該剥離時にウエハＷが破損することを防止することができる。更に、発光ダイオード２１毎に検出が行われるため、図３中二点鎖線で示されるように、まだ使用できる発光ダイオード２１を残して１ずつ交換ができるため、基板２０ごと交換するものに比べてランニングコストを抑制することができる。

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、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、前記実施形態では、供給電流を上昇させることで照度の補正を行ったが、電圧を制御することで補正を行ってもよい。

また、上昇値は、種々の変更が可能であり、任意の電流の上昇値を入力手段１６に入力することができる。

更に、上記実施形態では、光照射装置としてのエネルギー線照射装置を図示して説明したが、これに限られるものでなく、赤外線や可視光を発光する光照射装置であってよい。

また、被照射体は、光を照射可能な限りにおいて、種々の変更が可能である。

実施形態に係るエネルギー線照射装置の概略構成図。 発光ダイオードの配置例を示す概略平面図。 図１の一部拡大正面図。 電流値と照度との関係を表すグラフ。

符号の説明

１０ エネルギー線照射装置（光照射装置）
１３ 発光手段
１４ 検出手段
１６ 入力手段
１７ 制御手段
２１ 発光ダイオード
Ｓ 接着シート（被照射体）

Claims (5)

1. 被照射体に相対する位置に設けられた複数の発光ダイオードを備えた発光手段と、各発光ダイオードから照射される光の照度をそれぞれ検出する検出手段と、定格電流又は定格電圧以下であって各発光ダイオードの必要照度と、各発光ダイオードに供給する電流又は電圧の上昇値とを入力する入力手段と、前記検出手段が検出した前記照度が前記必要照度未満となった場合、前記電流又は電圧を前記上昇値分上昇し、前記照度を補正する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とする光照射装置。
2. 前記入力手段は、前記電流又は電圧の上限値を入力可能とされ、
   前記制御手段は、前記上限値を越えた電流又は電圧が供給されるような場合、外部出力を行うことを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
3. 前記制御手段は、前記各発光ダイオードを定格電流値又は定格電圧値で点灯後、当該定格電流値又は定格電圧値から前記上昇値分発光ダイオードに供給する電流又は電圧を下降し、前記発光ダイオードの照度が前記必要照度を下回ったことを前記検出手段が検出したとき、その電流値又は電圧値に前記上昇値分を加えた値を前記発光ダイオードによる光照射の初期値とす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. 被照射体に光を照射する複数の発光ダイオードの照度補正方法であって、
   定格電流又は定格電圧以下であって各発光ダイオードの必要照度と、各発光ダイオードに供給する電流又は電圧の上昇値とを入力する工程と、
   前記各発光ダイオードから照射される光の照度を検出手段によりそれぞれ検出する工程と、
   前記検出手段により検出した各発光ダイオードの照度が前記必要照度未満となった場合、前記電流又は電圧を前記上昇値分上昇し、前記照度を補正する工程とを備えていることを特徴とする発光ダイオードの照度補正方法。
5. 前記入力する工程では、前記電流又は電圧の上限値も入力し、
   前記補正する工程において、前記上限値を越えた電流又は電圧が供給されるような場合、外部出力を行うことを特徴とする請求項４記載の発光ダイオードの照度補正方法。

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