JP5457730B2 - 光照射装置および光照射方法 - Google Patents

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層を硬化させてその接着力を弱めている。

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、ウェハの接着シート（保護シート）に所定照度の光が急激に照射される方法を用いた場合、接着シートの接着層の構成によっては、接着層を効率良く硬化できないことがある。このことから、接着シートの接着層を効率良く硬化させる方法、すなわち被照射体を効率良く反応させる方法の開発が望まれている。

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、光に反応する被照射体を効率良く反応させることが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に、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、被照射体への照射開始時における時間経過に伴う光の照度の増加量および照射終了時における時間経過に伴う光の照度の減少量のうちの少なくとも一方を調整して、照射開始時の光の照度を徐々に多くあるいは照射終了時の光の照度を徐々に少なくすることで、接着層を効率良く反応させることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、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と、前記被照射体と前記発光手段とを相対移動させる移動手段と、を備え、前記発光手段は、当該発光手段と前記被照射体との相対移動方向を横切る方向に延びかつ前記相対移動方向に並ぶ複数のライン光を、前記被照射体上で形成可能なライン光形成手段を備え、前記ライン光形成手段は、前記相対移動方向の一方向に向かうに従って、前記被照射体における光の照度が大きくなる増加配列状態および小さくなる減少配列状態のうちの少なくとも一方の状態で並ぶように前記ライン光を形成する、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、前記ライン光形成手段は、単波長の光で構成されかつ互いに波長が異なる複数のライン光を一単位として、当該一単位が前記相対移動方向に並ぶようにライン光を形成する、ことが好ましい。
また、本発明の光照射装置では、前記ライン光形成手段は、前記相対移動方向を横切る方向に並ぶ複数の発光源と、当該複数の発光源で発光された光を集光して前記被照射体上で前記ライン光を形成する集光手段と、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、前記被照射体に対向可能に設けられた発光手段と、前記被照射体と前記発光手段とを相対移動させる移動手段と、を用い、前記発光手段は、当該発光手段と前記被照射体との相対移動方向を横切る方向に延びかつ前記相対移動方向に並ぶ複数のライン光を、前記被照射体上で形成可能なライン光形成手段を備え、前記相対移動方向の一方向に向かうに従って、前記被照射体における光の照度が大きくなる増加配列状態および小さくなる減少配列状態のうちの少なくとも一方の状態で並ぶように前記ライン光を形成するライン光形成工程と、前記移動手段を制御して前記発光手段と前記移動手段とを相対移動させて前記相対移動中の前記被照射体にライン光を照射する制御工程と、を実施する、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、発光手段と被照射体との相対移動方向を横切る方向に延びるライン光を、移動中の被照射体に照射される光の照度が徐々に大きくなるようにあるいは小さくなるように形成することができ、所定照度の光が急激に照射されても効率良く反応しない被照射体を効率良く反応させることができる。

また、単波長の光で構成されかつ互いに波長が異なる複数のライン光を一単位として、当該一単位が相対移動方向に並ぶようにライン光を形成すれば、互いに異なる波長で反応する複数の被照射体に対して、各被照射体が反応する波長のライン光の照度が徐々に大きくなるように、あるいは小さくなるように照射できる。したがって、互いに異なる波長で反応する被照射体を効率良く反応させることができる。さらに、複数の発光源からの光を集光することでライン光を形成すれば、被照射体の照射面と比べて照射領域が小さい発光源を用いても、被照射体の全面を照射可能なライン光を形成できる。また、被照射体の大きさに合わせて発光源の数や間隔を調整するだけで、ライン光の長さを調整できる。また、発光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いれば、省電力化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る光照射装置の側面図。 （Ａ）は発光ユニットを示す図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は下から見た図。 ライン光の位置と光の照度との関係の説明図。 変形例のライン光の位置と光の照度との関係の説明図。 （Ａ）は他の変形例の発光手段の側面図、（Ｂ）はさらに他の変形例の発光手段の側面図。

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、光照射装置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にライン光Ｌ１〜Ｌ１９（以下、ライン光Ｌ１〜Ｌ１９の区別が不要な場合には、単に、ライン光Ｌという）を照射する装置であり、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の下方に設けられる移動手段としての単軸ロボット３と、接着シートＳにライン光Ｌを照射する発光手段４と、この発光手段４に電源を供給する電力供給手段５と、単軸ロボット３と電力供給手段５とを制御する制御手段６とを備えている。
接着シートＳの図示しない紫外線硬化型の接着層の開始剤は、３６５ｎｍ付近のライン光Ｌが照射された際に反応が始ま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、保持板４１と、この保持板４１でＸ軸方向に並ぶように保持された１９個のライン光形成手段としての発光ユニット４２とを備えている。発光ユニット４２は、図２（Ａ），（Ｂ）にも示すように、長方形箱状のＬＥＤ保持部４３を備えている。このＬＥＤ保持部４３は、長方形箱状の長手方向がＹ軸方向と略一致し、かつ、一面に設けられた開口部４３１が下側に位置するように（底面が開口部４３１となるように）設けられている。また、ＬＥＤ保持部４３の内部には、発光源としての複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）４４がＹ軸方向に沿って並んで設けられている。全てのＬＥＤ４４は、ピーク波長が３６５ｎｍの単波長の光を発光する。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良い。また、ＬＥＤ４４の開口部４３１側には、全てのＬＥＤ４４に対向するように集光手段としてのレンズ４５が設けられている。このレンズ４５は、全てのＬＥＤ４４からの光を集光して、図１および図３に示すように、接着シートＳの照射面上に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。

電力供給手段５は、制御手段６の制御により、全てのＬＥＤ４４に対して、同じタイミングで所定量の電流や電圧を供給して、図３に示すように、接着シートＳにおける光の照度が所定照度となるようにライン光Ｌを発光させる。すなわち、左右方向中央の発光ユニット４２（以下、必要に応じて、中央ユニット４２という）で形成されるライン光Ｌ１０の照度が接着シートＳ上で最大（図３で１００と示す）となるように発光させる。なお、ＬＥＤ４４に定格電流（あるいは定格電圧）を供給した場合に、照度が１００のライン光Ｌ１０が形成される。また、電力供給手段５は、図１における右端および左端の発光ユニット４２（以下、必要に応じて、右端ユニット４２、左端ユニット４２という）で形成されるライン光Ｌ１，Ｌ１９の照度が接着シートＳ上で所定値Ｎとなるように発光させる。さらに、電力供給手段５は、中央ユニット４２と右端ユニット４２との間に配置された発光ユニット４２のライン光Ｌ２〜Ｌ９と、中央ユニット４２と左端ユニット４２との間に配置された発光ユニット４２のライン光Ｌ１１〜Ｌ１８の照度が、中央ユニット４２側に向かうに従って大きくなるように発光させる。
制御手段６は、ＬＥＤ４４に供給する電流および電圧のうちの少なくとも一方を制御することで、図３に示すように、接着シートＳにおけるライン光Ｌの照度が所定照度になるようにＬＥＤ４４の光の強度を調整する。

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。
まず、光照射装置１の制御手段６は、テーブル２が発光手段４の下方に位置しない状態で、発光ユニット４２を制御して、図３に示すように、接着シートＳにおける光の照度が所定照度になるようにライン光Ｌ１〜１９を発光させ（ライン光形成工程）、テーブル２を矢印Ｙで示す左方向へ移動させる（制御工程）。このような制御により、接着シートＳの全面に、光の照度が所定値Ｎから１００まで徐々に増加するライン光Ｌ１〜Ｌ１０を照射した後に、１００から所定値Ｎまで徐々に減少するライン光Ｌ１１〜Ｌ１９を照射して、接着層を硬化させる。

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、光照射装置１は、接着シートＳの移動方向と直交する方向に延びるライン光Ｌ１〜Ｌ１０を、光の照度が徐々に増加するように照射するので、例えば１００の光の照度の光が急激に照射されても効率良く硬化しない接着層でも、効率良く硬化させることができる。
さらに、ＬＥＤ４４の光をレンズ４５で集光してライン光Ｌを形成しているため、省電力化を図ることができる。また、接着シートＳの照射面と比べて照射領域が小さいＬＥＤ４４を用いても、照射面全面を照射可能なライン光Ｌを形成できる。
また、ＬＥＤ４４に供給する電流あるいは電圧を制御しているため、接着シートＳにおける光の照度を微調整でき接着層をより効率良く硬化させることができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態の光照射装置と第１実施形態の光照射装置１との相違点は、発光ユニット４２で形成されるライン光Ｌの波長を異なるものにした点である。
この第２実施形態でライン光Ｌの照射対象となる接着シートＳの接着層の開始剤は、波長が３６５ｎｍ付近の光に限らず３２５ｎｍあるいは３９５ｎｍの波長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。
そして、ライン光Ｌ１，Ｌ４，Ｌ７，Ｌ１０，Ｌ１３，Ｌ１６，Ｌ１９は、３６５ｎｍの単波長の光から構成されている。また、ライン光Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８，Ｌ１１，Ｌ１４，Ｌ１７は、３２５ｎｍの単波長の光から構成され、ライン光Ｌ３，Ｌ６，Ｌ９，Ｌ１２，Ｌ１５，Ｌ１８は、３９５ｎｍの単波長の光から構成されている。すなわち、ライン光Ｌ１〜Ｌ９は、波長が３６５ｎｍ，３２５ｎｍ，３９５ｎｍのライン光Ｌを一単位として、当該一単位が図３における左方向に繰り返され、かつ、左方向に向かうに従って接着シートＳ上での光の照度が増加するように形成されている。また、ライン光Ｌ１１〜Ｌ１９は、波長が３２５ｎｍ，３９５ｎｍ，３６５ｎｍのライン光Ｌを一単位として、当該一単位が図３における左方向に繰り返され、かつ、左方向に向かうに従って接着シートＳ上での光の照度が減少するように形成されている。
制御手段は、第１実施形態と同様に、発光ユニット４２の電流や電圧を制御して、図３に示すように、接着シートＳにおける光の照度が所定照度になるようにライン光Ｌを形成する（ライン光形成工程）とともに、テーブル２を移動させる（制御工程）。このような制御により、接着シートＳの全面に、波長が３６５ｎｍのライン光Ｌ１，Ｌ４，Ｌ７，Ｌ１０と、波長が３２５ｎｍのライン光Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８と、波長が３９５ｎｍのライン光Ｌ３，Ｌ６，Ｌ９とを光の照度が徐々に増加するように光照射を行う。その後、接着シートＳの全面に、波長が３６５ｎｍのライン光Ｌ１３，Ｌ１６，Ｌ１９と、波長が３２５ｎｍのライン光Ｌ１１，Ｌ１４，Ｌ１７と、波長が３９５ｎｍのライン光Ｌ１２，Ｌ１５，Ｌ１８とを光の照度が徐々に減少するように光照射を行う。

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、それぞれ３６５ｎｍ，３２５ｎｍ，３９５ｎｍの単波長の光から構成されるライン光Ｌを形成するとともに、接着シートＳに照射される各波長のライン光Ｌの照度が徐々に増加した後に徐々に減少するように制御している。このため、開始剤のピーク波長によらず、接着層を効率良く硬化させることができる。

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、図４に示すように、上記第１，第２実施形態におけるライン光Ｌ１〜Ｌ１０のみを接着シートＳに照射する構成としても良い。
また、図５（Ａ）に示すような発光手段４Ａを用いても良い。この発光手段４Ａの発光ユニット４２Ａは、Ｘ軸方向の両端（図５（Ａ）の右端および左端）から左右方向中央に向かって接着シートＳからの距離が徐々に短くなるように、ＬＥＤ保持部４３Ａに保持されている。この発光ユニット４２Ａは、例えば３６５ｎｍの単波長である減衰する光を発する図示しない発光源と、この発光源からの光を集光してライン光を形成する図示しない集光手段とを有している。このような構成により、各発光ユニット４２Ａの発光源に同じ量の電流あるいは電圧が供給されたときの光が集光されると、光が接着シートＳに到達するまでの間に減衰して、第１実施形態と同様に、左右方向中央に向かうに従って光の照度が増加するライン光Ｌが接着シートＳに照射される。

また、図５（Ｂ）に示すような発光手段４Ｂを用いても良い。この発光手段４Ｂの１６個の発光ユニット４２Ｂは、例えば３６５ｎｍの単波長の光を発する図示しない発光源と、集光手段とを有している。そして、発光手段４Ｂは、全発光ユニット４２Ｂの発光源に同じ量の電流あるいは電圧が供給されることで、ＬＥＤ保持部４３の左右方向中央に設けられた４個の発光ユニット４２Ｂからの光を集光したライン光Ｌ２４を形成する。さらに、このライン光Ｌ２４の左右両側に、３個の発光ユニット４２Ｂの光を集光したライン光Ｌ２３，Ｌ２５、２個の発光ユニット４２Ｂの光を集光したライン光Ｌ２２，Ｌ２６、１個の発光ユニット４２Ｂの光を集光したライン光Ｌ２１，Ｌ２７を、所定間隔ごとに形成する。このような構成により、第１実施形態と同様に、左右方向中央に向かうに従って光の照度が増加するライン光Ｌが接着シートＳに照射される。

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良いし、両方を移動させても良い。各ライン光Ｌ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ライン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良い。そして、被照射体としては、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良い。

１…光照射装置
３…単軸ロボット（移動手段）
４，４Ａ，４Ｂ…発光手段
６…制御手段
４４…ＬＥＤ（発光源）
Ｓ…接着シート（被照射体）

Claims (4)

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と、
   前記被照射体と前記発光手段とを相対移動させる移動手段と、を備え、
   前記発光手段は、当該発光手段と前記被照射体との相対移動方向を横切る方向に延びかつ前記相対移動方向に並ぶ複数のライン光を、前記被照射体上で形成可能なライン光形成手段を備え、
   前記ライン光形成手段は、前記相対移動方向の一方向に向かうに従って、前記被照射体における光の照度が大きくなる増加配列状態および小さくなる減少配列状態のうちの少なくとも一方の状態で並ぶように前記ライン光を形成することを特徴とする光照射装置。
2. 前記ライン光形成手段は、単波長の光で構成されかつ互いに波長が異なる複数のライン光を一単位として、当該一単位が前記相対移動方向に並ぶようにライン光を形成することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記ライン光形成手段は、前記相対移動方向を横切る方向に並ぶ複数の発光源と、当該複数の発光源で発光された光を集光して前記被照射体上で前記ライン光を形成する集光手段と、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. 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、
   前記被照射体に対向可能に設けられた発光手段と、
   前記被照射体と前記発光手段とを相対移動させる移動手段と、を用い、
   前記発光手段は、当該発光手段と前記被照射体との相対移動方向を横切る方向に延びかつ前記相対移動方向に並ぶ複数のライン光を、前記被照射体上で形成可能なライン光形成手段を備え、
   前記相対移動方向の一方向に向かうに従って、前記被照射体における光の照度が大きくなる増加配列状態および小さくなる減少配列状態のうちの少なくとも一方の状態で並ぶように前記ライン光を形成するライン光形成工程と、
   前記移動手段を制御して前記発光手段と前記移動手段とを相対移動させて前記相対移動中の前記被照射体にライン光を照射する制御工程と、を実施することを特徴とする光照射方法。

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