JP5468835B2

JP5468835B2 - 光照射装置および光照射方法

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Publication number: JP5468835B2
Application number: JP2009174342A
Authority: JP
Inventors: 仁彦河崎
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: JP2011025170A

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、全ての紫外線発光ダイオードを同時に発光させた状態で、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、あるいは、紫外線発光ダイオードを相対移動中のウェハが下方を通過するタイミングに合わせて順次発光させることにより、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、波長が異なる紫外線発光ダイオードを同時に発光させる構成では、接着シート（保護シート）の接着層の硬化に寄与しない波長の紫外線発光ダイオードも発光させてしまい、電力を無駄に消費してしまうおそれがある。

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、省電力化を図りつつ光に反応する被照射体を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、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、互いに異なる単波長の光を発光可能な複数の発光源を有するとともに前記被照射体に対向可能にかつ前記被照射体に対して相対移動可能に設けられた発光手段と、前記発光手段に対向する前記被照射体に対して、前記発光源からの光を照射する制御手段と、を備え、前記発光手段は、前記発光源の光を集光して互いに異なる複数の単波長のライン光を前記被照射体上で形成可能な複数のライン光形成手段と、前記ライン光形成手段が形成した互いに異なる複数の単波長のライン光を一つの直線状に集光可能に当該ライン光形成手段を保持する集光手段とを備え、前記ライン光形成手段は、前記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るように前記ライン光を形成し、前記制御手段は、前記被照射体の反応に寄与する波長の光を選択可能に設けられている、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、前記集光手段は、中心軸が前記ライン光と平行な円弧板状に形成され、前記円弧板の内面において前記複数のライン光形成手段を円弧方向に沿って並ぶように保持する、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、互いに異なる単波長の光を発光可能な複数の発光源を有するとともに前記被照射体に対向可能にかつ前記被照射体に対して相対移動可能に設けられた発光手段を用い、前記被照射体の反応に寄与する波長の光を選択する工程と、前記選択された波長の光を発光する前記発光源の光を集光して互いに異なる複数の単波長のライン光を前記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るように形成するとともに、前記互いに異なる複数の単波長のライン光を一つの直線状に集光する工程と、前記発光手段と前記被照射体とを相対移動させて、前記一つの直線状に集光された前記ライン光を前記被照射体に照射する工程とを行う、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、互いに異なる単波長の光を発光可能な複数の発光源を用い、被照射体の反応に寄与する波長の光を選択可能としているため、被照射体の反応に寄与する波長の光のみを照射でき、省電力化を図りつつ被照射体を反応させることができる。

また、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形成すれば、拡散光を照射する構成と比べて照射効率を向上できるとともに、発光手段と被照射体とを相対移動させるだけで被照射体の全面にライン光を照射できる。さらに、被照射体上で互いに異なる波長のライン光を一つの直線状に集光すれば、発光手段と被照射体との相対移動距離を最小限に設定できる。すなわち、波長が異なるライン光を相対移動方向に並べて照射する場合、相対移動距離は、相対移動方向の一端側のライン光と他端側のライン光との間の距離と、被照射体の相対移動方向に沿った距離（以下、単に、被照射体幅という）との合計距離だけ確保する必要がある。これに対して、波長が異なるライン光を一つの直線状に集光する場合、相対移動距離は、被照射体幅だけでよく、相対移動距離を最小限に設定できる上、装置の小型化を図れる。そして、発光源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して、各ライン光の照度を所定照度に設定すれば、被照射体の構成に応じて波長と照度の両方を適切に制御することができ、効率的に被照射体を反応させることができる。

本発明の一実施形態に係る光照射装置を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図。（Ａ）は第１〜第９発光ユニットを示す図であり、（Ａ）は下から見た図、（Ｂ）は断面側面図。発光制御装置を示すブロック図。本発明の変形例に係るライン光の波長設定方法の説明に用いる高圧水銀ランプの相対照度分布を表すグラフ。

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（Ａ），（Ｂ）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に単波長のライン光あるいは複数波長の光を集光したライン光Ｌを照射する装置であり、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とを制御する発光制御装置６とを備えている。
接着シートＳの図示しない接着層の硬化開始剤は、任意の波長の光が照射された際に硬化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（Ａ）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、中心軸がＹ軸と平行な円弧板状の集光手段としての保持板４１と、この保持板４１の内面において円弧方向に沿って保持されたライン光形成手段としてのそれぞれ２個ずつの第１〜第４，第６〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｄ，４２Ｆ〜４２Ｉと、ライン光形成手段としての３個の第５発光ユニット４２Ｅと、を備えている。保持板４１は、第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉから発せられるライン光Ｌを、接着シートＳ上で一つの直線状に集光するように、第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉを保持している。第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉは、ピーク波長が以下の表１に示す波長に設定された単波長のライン光Ｌを発する。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。

３個の第５発光ユニット４２Ｅのうちの１個は、保持板４１の円弧方向中央に設けられている。また、２個ずつの第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉは、円弧方向中央から円弧方向の一端側（図１（Ａ）の左側）および他端（図１（Ａ）の右側）に向かうにしたがってライン光Ｌの波長が短くなるように配置されている。
また、第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉ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、第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２ＩのＬＥＤ保持部４３の内部には、発光源としての複数の第１，第２，第３，第４，第５，第６，第７，第８，第９ＬＥＤ（Light Emitting Diode）４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆ，４４Ｇ，４４Ｈ，４４ＩがＹ軸方向に沿って並んで設けられている。また、第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉの開口部４３１側には、第１ＬＥＤ４４Ａ〜第９ＬＥＤ４４Ｉ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、第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉからの光を集光して、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向（テーブル２の移動方向と直交する方向）に延びる各波長のライン光Ｌを形成する。ここで、第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉが円弧板状の保持板４１で保持されているため、ライン光Ｌは、接着シートＳの照射面上で一つの直線状になるように形成される。例えば、図１（Ａ）に示すように、第１，第５，第８ＬＥＤ４４Ａ，４４Ｅ，４４Ｈからの光（１点鎖線で示す）で構成されるピーク波長が３２５ｎｍ，３６５ｎｍ，３９５ｎｍのライン光Ｌは、接着シートＳ上で一つの直線状に集光される。

電力供給手段５は、発光制御装置６の制御により、第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉのうちの少なくともいずれか１種類に対して、同じタイミングで所定量の電力や電圧を供給して、照度が同じのライン光Ｌを発光させる。

発光制御装置６は、利用者により設定入力される接着シートＳを特定する特定情報や、利用者により設定入力されるライン光Ｌの波長選択条件に基づいて、接着シートＳに照射するライン光Ｌの波長を選択する。そして、発光制御装置６は、図３に示すように、入力手段６１と、記憶手段６２と、制御手段６３とを備えている。
入力手段６１は、利用者により操作されるキーボードなどを備えており、接着シートＳの名称や第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉを選択する入力操作に対する信号を制御手段６３へ出力する。
記憶手段６２には、接着シートＳの接着層の構成に対応する光の波長に関する少なくとも１個の波長選択情報６２１が記憶されている。この波長選択情報６２１は、接着シートＳの名称に関する名称情報６２２と、第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉのうちの少なくともいずれか１種類を選択する波長選択条件に関する条件情報６２３とを備えている。
制御手段６３は、波長選択情報６２１に記録された波長選択条件、または、利用者により設定された波長選択条件に基づいて、電力供給手段５を制御して第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉに電流や電圧を供給することで、ピーク波長が異なるライン光Ｌを接着シートＳ上で重なるように形成して、あるいは、１つのピーク波長のライン光を接着シートＳ上で形成して、接着シートＳに照射する。

次に、光照射装置１による光の照射動作として、利用者により接着シートＳの名称が設定入力されたときの動作について説明する。
まず、光照射装置１の制御手段６３は、光照射対象の接着シートＳが例えば「シートＡ」である旨の特定情報としての操作信号を入力手段６１から取得する（特定情報認識工程）とともに、当該接着シートＳが貼付されたウェハＷがテーブル２に載置された状態を認識すると、波長選択情報６２１から「シートＡ」に対応する条件情報６２３を取得する。そして、制御手段６３は、この条件情報６２３に基づいて、第１，第５，第８ＬＥＤ４４Ａ，４４Ｅ，４４Ｈを発光させることで、ピーク波長が３２５ｎｍ，３６５ｎｍ，３９５ｎｍのライン光Ｌを接着シートＳ上で重なるように形成するとともに、テーブル２を矢印Ｄ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、ピーク波長が３２５ｎｍ，３６５ｎｍ，３９５ｎｍのライン光Ｌを照射して、接着層を硬化させる。

次に、利用者により所定の波長選択条件が設定入力されたときの動作について説明する。なお、上述した接着シートＳの名称が入力されたときの動作と同様の動作については、説明を適宜省略する。
まず、制御手段６３は、所定の波長選択条件を特定する旨の操作信号を入力手段６１から取得すると、当該波長選択条件に基づいて、第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉのうち照射する必要があるＬＥＤを発光させることでライン光Ｌを接着シートＳ上で形成する。そして、テーブル２を移動させてライン光Ｌを接着シートＳに照射することで、接着層を硬化させる。

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、互いに異なる単波長のライン光Ｌを形成可能な第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉを用い、接着シートＳの構成に応じて同時に照射するライン光Ｌの波長を選択可能にしている。このため、接着シートＳの接着層の反応する波長のライン光Ｌのみを選択的に照射でき、省電力化を図りつつ接着層を硬化させることができる。
また、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Ｌを形成して、接着シートＳをライン光Ｌに対して移動させることで、ライン光Ｌを接着シートＳの全面に照射している。このため、発光手段と接着シートＳとを相対移動させないで、照射領域が面状の少なくとも１つの拡散光を接着シートＳの全面に対して照射する構成と比べて、照射効率を向上できる。
さらに、複数波長のライン光Ｌを接着シートＳ上で一つの直線状に集光しているため、接着シートＳを保持するテーブル２の移動距離を最小限に設定でき、光照射装置１の小型化を図ることができる。
また、第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉ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、省電力化や長寿命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第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉ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。

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、上記実施形態では、第１〜第９発光ユニット４２Ａ〜４２Ｉから発するライン光Ｌの波長を１０ｎｍごとに増減するように設定したが、図４に示すような高圧水銀ランプの相対照度分布（光の照度が最大となる波長の照度を１００としたときの各波長の照度の割合を相対照度として表した分布）に基づくように設定しても良い。具体的には、図４の相対照度分布におけるピークであり、かつ、相対照度が基準値Ｒよりも大きい７つの波長のライン光をそれぞれ発する第１〜第７発光ユニットを設け、接着シートＳの構成に応じて同時に照射するライン光を選択しても良い。また、この際、第１〜第７発光ユニットからのライン光の照度を同一にしても良いし、異ならせても良い、さらに、各ライン光の照度を異ならせる場合には、図４の相対照度分布と同じような照度の割合としても良いし、前記の相対照度分布以外の割合としても良い。このように各ライン光の照度を異ならせるには、電力供給手段５からの電流および電圧のうちの少なくとも一方を制御すればよい。また、電力供給手段５の制御以外に各ライン光の照度を異ならせる方法としては、各発光ユニットの個数を異ならせる方法、各発光ユニットを構成する発光源（例えばＬＥＤ）の個数を異ならせる方法、各発光ユニットと接着シートＳとの距離を異ならせる方法、各波長のライン光にフィルタを施す方法などが例示できる。
また、現行で単波長以外の波長の光を発光する発光源（以下「多波長発光源」という）を用いて光を照射している装置の場合、その多波長発光源について図４に示すような相対照度分布グラフを作成し、複数のピーク波長の光の照射状態を単波長の光源を用いて擬似的にコピー（再現）することによって、現行の多波長発光源の代替として単波長の発光源を使用できるようになる。

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。さらに、複数波長のライン光Ｌを接着シートＳ上で一つの直線状に集光させずに、テーブル２の移動方向に沿う複数箇所で集光させても良いし、照射位置が前記移動方向に沿った互いに異なる位置となるようにしても良い。また、複数波長の拡散光を選択的に照射しても良い。さらに、発光手段４に対してテーブル２を移動させずに、複数波長の光を選択的に一括照射しても良い。
また、第１〜第９ＬＥＤ４４Ａ〜４４Ｉ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ＬＥＤを設けても良い。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…発光手段
５…電力供給手段
４１…保持板（集光手段）
４２Ａ〜４２Ｉ…第１〜第９発光ユニット（ライン光形成手段）
４４Ａ〜４４Ｉ…第１〜第９ＬＥＤ（発光源）
６１…入力手段
６２…記憶手段
６３…制御手段
６２１…波長選択情報
Ｓ…接着シート（被照射体）

Claims

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、
互いに異なる単波長の光を発光可能な複数の発光源を有するとともに前記被照射体に対向可能にかつ前記被照射体に対して相対移動可能に設けられた発光手段と、
前記発光手段に対向する前記被照射体に対して、前記発光源からの光を照射する制御手段と、を備え、
前記発光手段は、前記発光源の光を集光して互いに異なる複数の単波長のライン光を前記被照射体上で形成可能な複数のライン光形成手段と、前記ライン光形成手段が形成した互いに異なる複数の単波長のライン光を一つの直線状に集光可能に当該ライン光形成手段を保持する集光手段とを備え、
前記ライン光形成手段は、前記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るように前記ライン光を形成し、
前記制御手段は、前記被照射体の反応に寄与する波長の光を選択可能に設けられていることを特徴とする光照射装置。
前記集光手段は、中心軸が前記ライン光と平行な円弧板状に形成され、前記円弧板の内面において前記複数のライン光形成手段を円弧方向に沿って並ぶように保持することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
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、
互いに異なる単波長の光を発光可能な複数の発光源を有するとともに前記被照射体に対向可能にかつ前記被照射体に対して相対移動可能に設けられた発光手段を用い、
前記被照射体の反応に寄与する波長の光を選択する工程と、
前記選択された波長の光を発光する前記発光源の光を集光して互いに異なる複数の単波長のライン光を前記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るように形成するとともに、前記互いに異なる複数の単波長のライン光を一つの直線状に集光する工程と、
前記発光手段と前記被照射体とを相対移動させて、前記一つの直線状に集光された前記ライン光を前記被照射体に照射する工程とを行うことを特徴とする光照射方法。