JP5681546B2 - 光照射装置および光照射方法 - Google Patents

Description

本発明は、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。

従来、光硬化型フィルムに貼付された半導体ウェハ等の被照射体に紫外線等の光を照射する紫外線照射装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の紫外線照射装置は、被照射体を支持するガラスプレートと、このガラスプレートの下側に設けられる光源部と、この光源部を水平方向に移動させる移動機構とを備え、光源部を発光させつつ水平方向に移動させ、ガラスプレートに透過させた光を被照射体に照射するように構成されている。

特開２０１０−１１８４５６号公報

ところで、近年、半導体ウェハの大径化が進み、大きなものでは１８インチサイズ（ウェハ外径が約４５０mm）のものまで処理対象となっている。特許文献１に記載されたような従来の光照射装置では、被照射体を支持するガラスプレート等の支持手段が水平に設けられており、このような支持手段に対して作業者や搬送手段が上方から被照射体をセットすることになる。このため、従来の光照射装置では、装置設置のための水平投影面積（装置が専有する設置面積）が大きくなってしまうとともに、被照射体をセットするための作業者の労力増大や搬送装置の大型化などの不都合が生じることとなる。

本発明の目的は、水平投影面積を縮小しつつ被照射体を容易にセットすることができる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、板状部材を含む被照射体に光を照射する光照射装置であって、前記光照射装置内に移動不能に固定され、前記被照射体を支持する支持手段と、前記被照射体に対して所定波長の光を照射可能な発光手段とを備え、前記支持手段は、水平面に対して傾斜した所定平面に位置する支持部を有し、前記所定平面に前記被照射体の被照射面を沿わせて当該被照射体を支持可能に構成され、前記発光手段は、被照射面の直交方向に対向して前記被照射体と相対配置されている、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、前記支持手段の支持部が位置する前記所定平面は、水平面に対して３０°以上８０°以下の傾斜角度を有して設けられていることが好ましい。
さらに、本発明の光照射装置は、前記被照射体と前記発光手段とを前記所定平面に沿って相対移動させる移動手段を備えることが好ましい。

一方、本発明の光照射方法は、板状部材を含む被照射体に光を照射する光照射方法であって、移動不能に固定された支持手段で水平面に対して傾斜した所定平面に被照射面を沿わせて当該被照射体を支持し、前記支持した被照射体に対して前記被照射面の直交方向に対向する位置から所定波長の光を照射することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、水平面に対して傾斜した所定平面に板状部材の被照射面を沿わせて被照射体を支持することで、支持された被照射体の水平投影面積を小さくして装置が専有する設置面積を縮小することとあわせて、装置に対する被照射体の投入方向の水平距離を小さくすることが可能となり、被照射体をセットするための作業者の労力増大や搬送装置の大型化などの不都合を抑制しつつ、被照射体を容易にセットすることができる。さらに、発光手段が被照射面の直交方向から光を照射可能に相対配置されているので、被照射体に対して均一な照度の光を照射することができる。

以上において、水平面に対して３０°以上８０°以下の傾斜角度を有して所定平面が設けられていれば、水平投影面積を効果的に縮小しつつ、被照射体の投入と、投入した被照射体の支持を確実に実施することができる。
さらに、移動手段によって発光手段と被照射体とを所定平面に沿って相対移動させつつ被照射体に光を照射することで、発光手段を小型化することができる。

本発明の一実施形態に係る光照射装置の断面図。 図１のＣ軸方向から見た光照射装置の部分説明図。

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、２において、光照射装置１は、板状部材である半導体ウェハＷ（以下、単にウェハＷということがある）の表面に保護シート等の接着シートＳが貼付された被照射体Ｗ１に光を照射する装置である。本実施形態の場合、被照射体Ｗ１は、ウェハＷの裏面に貼付されたマウントシートＭＳを介してリングフレームＲＦと一体化された一体物ＷＡとして供給される。接着シートＳは、基材シートＢＳと、この基材シートＢＳのウェハＷ側の面に積層された接着剤層ＡＤとからなり、接着剤層ＡＤを介してウェハＷに貼付されている。接着剤層ＡＤは、光硬化型（紫外線硬化型）の接着剤で構成され、所定波長（例えば、λ＝３６５ｎｍ）の光が照射されることによって硬化が始まり、その接着力が低下するように設計され、当該接着剤層ＡＤが被照射面となる。ここで、水平面に対して所定角度θ（本実施形態の場合６０°）傾斜し、かつ、図１の紙面と平行な方向をＡ軸とし、Ａ軸に対し図１の紙面直交方向に交差する軸をＢ軸とし、Ａ軸およびＢ軸に直交する軸をＣ軸とする。

光照射装置１は、床Ｆまたは載置台に設置されるケース体２と、このケース体２の内部に設けられるとともに、リングフレームＲＦを介して一体物ＷＡを支持する支持手段３と、ケース体２の内部側から石英ガラスＧを通して被照射体Ｗ１の接着シートＳに向かって所定波長の光を照射可能な発光手段４と、この発光手段４を図１中紙面直交方向に移動可能に支持する移動手段５と、被照射体Ｗ１、石英ガラスＧおよび支持手段３で形成される空間ＳＰに窒素ガス等の不活性ガスを供給する供給手段６とを備えて構成されている。以上各部の動作は、図示しない制御手段によって制御されるようになっている。なお、一体物ＷＡは、リングフレームＲＦと一体の状態で図示しない搬送装置や作業者の手動によって光照射装置１に搬送、搬出される。

ケース体２は、ケース体２内部に一体物ＷＡを搬送、搬出する開口２４を有した全体箱状のケース本体２１と、ケース本体２１に設けられ、回転軸２３を中心として開口２４を閉塞可能に設けられたカバー２２とを有して構成されている。ケース本体２１には、図示しないキーボードや操作スイッチ類等の操作手段や電源装置、パーソナルコンピュータやシーケンサ等の制御手段等が設けられている。なお、カバー２２は、駆動機器としての回動モータによって自動開閉するように構成してもよい。

支持手段３は、ケース本体２１に直接的または間接的に支持されるベース部材３１と、このベース部材３１に固定される支持部材３２とを有して構成されている。これらのベース部材３１と支持部材３２とに挟持されるとともに隙間を密閉して石英ガラスＧが取り付けられており、この石英ガラスＧは、発光手段４から照射される光を被照射体Ｗ１の接着剤層ＡＤに向かって透過可能であるとともに、発光手段４が発する熱の伝達を抑制可能に構成されている。

ベース部材３１は、矩形板状部材からなり、Ａ軸およびＢ軸を含む所定平面としてのＡ−Ｂ平面と平行な支持面３１Ａを有し、支持面３１Ａから図１中右側斜め下方に掘り下げられた凹部の底面３５と、当該底面３５内に設けられた貫通穴３６とを有して形成されている。なお、底面３５もＡ−Ｂ平面と平行な面内に形成されている。石英ガラスＧは、表面が支持面３１Ａと同一平面上に位置するように底面３５上に設けられている。

支持部材３２は、Ａ−Ｂ平面と平行な全体円環状で形成された表面３２Ａを有し、表面３２Ａから図１中右側斜め下方に掘り下げられた支持部３３と、当該支持部３３内に貫通穴３４とを有して形成されている。なお、支持部３３もＡ−Ｂ平面と平行な面内に形成されている。このような支持部材３２の支持部３３に接着シートＳが石英ガラスＧ側となるように載置することで、ウェハＷおよび接着シートＳがＡ−Ｂ平面と平行になり、接着剤層ＡＤが所定平面と平行に支持されるようになっている。この被照射体Ｗ１の支持状態において、石英ガラスＧと、支持部材３２の内周面部３４と、被照射体Ｗ１の接着シートＳ側の面とで空間ＳＰが形成されるようになっている。

ここで、Ａ−Ｂ平面の傾斜角度θとしては、３０°以上８０°以下であればよい。傾斜角度θが３０°以上あればサイズの大きい一体物ＷＡであっても、作業者が支持部３３全体を簡単に目視確認することができる上、一体物ＷＡを支持部３３に立て掛けるように載置することが容易に行え、載置動作において前傾姿勢になることを回避できる。また、傾斜角度θが８０°以下であれば、一体物ＷＡを支持部３３に立て掛けたときの安定感が増す。逆に、傾斜角度θが３０°未満では傾斜角度θが０°のときと水平投影面積が殆ど変化しない上、支持部３３を確認しながら載置することが困難である。その上、一体物ＷＡに振動を与えないように慎重に載置するために装置内部に体を入れて作業しなければならず、余計な労力が生じてしまう。また、傾斜角度θが８０°よりも大きくなると、一体物ＷＡを支持部３３に立て掛けてカバー２２を開閉したときに、風圧によって一体物ＷＡが手前に倒れてしまう可能性がある。

発光手段４は、Ａ−Ｂ平面と平行な支持面４１Ａを有するベース４１と、この支持面４１Ａ上でＡ軸およびＢ軸方向へ所定間隔をあけて複数並設される光源４２と、光源４２から発光された拡散光を集光した収縮光（ライン光）を形成する図示しない反射板等の反射部材とを有して構成され、被照射面の直交方向に対向して相対配置されている。光源４２は、ＬＥＤ（発光ダイオード、Light Emitting Diode）ランプや高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、蛍光灯、ハロゲンランプ、レーザなど、紫外線を発光するものの他、接着シートＳの接着剤層ＡＤを硬化させる所定波長の光を発光できるもので構成されていればよい。また、このような発光手段４は、Ａ軸方向に対する接着剤層ＡＤの幅よりも長く形成されていればよく、光源４２はベース４１にＡ方向のみ所定間隔をあけて並設するように構成されていてもよい。

移動手段５は、Ｂ軸方向に延び、ケース本体２１に直接的または間接的に支持された駆動機器としての単軸ロボット５１からなり、単軸ロボット５１のスライダ５２がベース４１に固定されている。このような移動手段５によって発光手段４をＡ−Ｂ平面内でＢ軸方向に移動することで、光源４２から発光された所定波長のライン光をその延出方向に直交する方向に移動させて順次接着剤層ＡＤの全面に照射し、被照射面に対して均等な積算光量となるように照射可能に設けられている。

供給手段６は、空間ＳＰに窒素ガス等の不活性ガスを供給するものであって、図示しないタンクやファン、配管等を有する供給部６１と、この供給部６１に接続される配管６２と、この配管６２と連続するとともに支持手段３の支持部材３２に設けられて空間ＳＰに開口する給気口６３と、この給気口６３に対して支持部材３２の反対側に設けられて空間ＳＰ内の酸素または給気された不活性ガスを排気する排気口６４と、この排気口６４接続される配管６５と、配管６５に接続されて空間ＳＰ内の気体を吸引する吸引部６６とを備えて構成されている。

以上のような光照射装置１の動作としては、先ず、適宜な搬送装置で搬送されるかまたは作業者の手動によって搬送された一体物ＷＡを支持手段３に支持させ、カバー２２を閉じてから操作スイッチをＯＮにする。このように支持部３３で被照射体Ｗ１を支持することで密閉空間ＳＰが形成されるとともに、発光手段４および供給手段６がスタンバイ状態とされ、移動手段５によって発光手段４が初期位置に移動される。次に、供給手段６が不活性ガスを供給して空間ＳＰ内部に不活性ガスが充満され、接着剤層ＡＤを含む接着シートＳが不活性ガス雰囲気下におかれた状態において、接着剤層ＡＤに対して発光手段４から発光されたライン光の照射を開始し、この発光手段４を移動手段５がＢ軸方向に移動させることで、接着剤層ＡＤ全体を硬化させる。接着剤層ＡＤ全体へのライン光の照射が終了したら、発光手段４の光源４２を消灯するとともに供給手段６が空間ＳＰ内の不活性ガスを排気し、光照射装置１が停止する。その後、カバー２２を開いて適宜な搬送装置または手動によって支持手段３から被照射体Ｗ１を搬出し、次工程の剥離装置等へ被照射体Ｗ１を搬送する。このようにして被照射体Ｗ１への光の照射が完了すると、次の被照射体Ｗ１に対して上述の動作を繰り返す。

本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、水平面に対して傾斜したＡ−Ｂ平面に沿って被照射体Ｗ１が支持されるので、支持された被照射体Ｗ１の水平投影面積を小さくして光照射装置１の設置面積を縮小するとともに、ケース体２への一体物ＷＡの投入方向の水平距離を小さくすることが可能となり、被照射体Ｗ１をセットするための作業者の労力増大や搬送装置の大型化などの不都合を抑制しつつ、被照射体Ｗ１を支持手段３に容易にセットすることができ、作業効率を向上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且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、形状など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。

例えば、前記実施形態では、ウェハＷに接着シートＳが貼付された被照射体Ｗ１に光を照射する光照射装置１を例示したが、被照射体としては、板状部材であるウェハＷおよび接着シートＳで構成されたものに限られない。すなわち、本発明における板状部材および接着シートＳの種別や材質などは、特に限定されず、例えば、被着体が適宜な物品（例えば、段ボールケースや樹脂容器等）であって、接着シートＳがラベルであってもよく、被着体が半導体ウェハである場合には、接着シートＳが保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルムなどであってもよい。また、半導体ウェハは、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等が例示でき、このような半導体ウェハに貼付する接着シートは、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルムに限らず、その他の任意のシート、フィルム、テープ等、任意の用途、形状の接着シート等が適用できる。さらに、被着体としては、ガラス板、鋼板、樹脂板等や、その他の板状部材なども対象とすることができる。
また、前記実施形態において支持手段３に支持する支持体は、ウェハＷの裏面に貼付されたマウントシートＭＳを介してリングフレームＲＦと一体化された一体物ＷＡとしたが、これに限らず、被照射体Ｗ１を支持体とし、裏面側から支持する構成とすればよい。

また、供給手段６としては、前記実施形態のように給気口６３が支持手段３の上方に設けられ排気口６４が下方に設けられたものに限らず、給気口６３が下方に排気口６４が上方に設けられていてもよいし、給気口６３や排気口６４が各々複数箇所かつ任意の位置に設けられていてもよい。
また、発光手段４としては、前述したような移動手段５によって移動されるものに限らず、被照射体の形状に応じた広さを有する発光面を有して構成され、発光面全体の一度の発光によって被照射体全面に光を照射可能なものでもよい。また、発光手段４はカバー２２側に設けられてもよい。さらに、前記実施形態において照射する光は、反射部材を設け集光した収縮光を被照射面に照射する構成としたが、反射部材を設けなくてもよいし、屈折部材を設け光源から発光した光を平行光に変換する屈折部材を設けた構成としてもよい。
また、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）。

１ 光照射装置
３ 支持手段
４ 発光手段
５ 移動手段
６ 供給手段
３３ 支持部
６３ 給気口
６４ 排気口
Ｗ ウェハ（板状部材）
Ｗ１ 被照射体

Claims (4)

1. 板状部材を含む被照射体に光を照射する光照射装置であって、
   前記光照射装置内に移動不能に固定され、前記被照射体を支持する支持手段と、
   前記被照射体に対して所定波長の光を照射可能な発光手段とを備え、
   前記支持手段は、水平面に対して傾斜した所定平面に位置する支持部を有し、前記所定平面に前記被照射体の被照射面を沿わせて当該被照射体を支持可能に構成され、
   前記発光手段は、被照射面の直交方向に対向して前記被照射体と相対配置されていることを特徴とする光照射装置。
2. 前記支持手段の支持部が位置する前記所定平面は、水平面に対して３０°以上８０°以下の傾斜角度を有して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記被照射体と前記発光手段とを前記所定平面に沿って相対移動させる移動手段を備え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. 板状部材を含む被照射体に光を照射する光照射方法であって、
   移動不能に固定された支持手段で水平面に対して傾斜した所定平面に被照射面を沿わせて当該被照射体を支持し、
   前記支持した被照射体に対して前記被照射面の直交方向に対向する位置から所定波長の光を照射することを特徴とする光照射方法。

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