JP5847571B2

JP5847571B2 - 光照射装置

Info

Publication number: JP5847571B2
Application number: JP2011277775A
Authority: JP
Inventors: 幹中田
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: JP2013128862A

Description

本発明は光照射装置に係り、例えば、光反応型の接着剤層を介して被着体に貼付された接着シートに光を照射することの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」と称する場合がある）等の板状部材は、表面に保護用の接着シートを貼付して各種の処理が施される。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、所定の処理を施した後、紫外線照射装置により紫外線（光）を接着剤層に照射することで、当該接着剤層を硬化させて接着力を弱め、ウエハの破損を防止しつつ接着シートを容易に剥離できるようになっている。

特許文献１には、基板等の被照射体に紫外線を照射するに際し、紫外線の照射室と紫外線のランプハウスとの間に不活性ガスを供給可能に設け、当該不活性ガス雰囲気下で紫外線を照射する装置が開示されている。

特開２００５−２３５８６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された紫外線照射装置にあっては、照射室に不活性ガスを充満させる構成となっているものの、被照射体の搬送口から不活性ガスが常時放出される構成となっている。従って、特許文献１記載の装置では、不活性ガスを照射室に供給し続けなければ大気中の酸素が搬送口を通じて照射室内に侵入してしまうことになり、酸素による紫外線の硬化阻害を生じさせてしまう、という不都合を招来する。
搬送口から不活性ガスを漏らさないために、搬送口にシャッターを設けることが考えられるが、装置が大きくなってしまったり、制御が煩雑になってしまう。
また、不活性ガスの連続供給は、経済的にも無駄を伴うものとなり、コスト的負担が重くなる。

［発明の目的］
本発明は、照射室内に供給される一定量のガス供給で、照射室内をガス雰囲気に保ち、期待する光反応を得ることができ、経済性にも優れた光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、本発明に係る光照射装置は、被照射体の被照射面に光を照射する光照射装置において、
前記被照射体の出し入れを可能とする開口を備えたチャンバと、当該チャンバ内にガスを供給するとともに、前記開口の面と平行な面内にガスを吹き出して当該開口を遮断するようにガスを吹き出す吹出手段を有する供給手段と、前記チャンバ内に位置して被照射体に光を照射する発光手段とを備え、
前記チャンバ内のガスを前記吹出手段に環流させる循環手段を備え、当該循環手段は、前記チャンバ内の空気を外部に排出するとともに、チャンバ内の空気を外部に排出した後にチャンバ内のガスを吸引しつつ還流させ、前記供給手段は、前記チャンバ内にガスを供給するものを備え、当該チャンバ内にガスを供給するものは、前記循環手段がチャンバ内の空気を外部に排出してからチャンバ内のガスを吸引しつつ還流させる状態になったとき、駆動を停止する、という構成を採っている。

また、前記吹出手段から吹き出すガスを吸引する吸引手段を更に備える構成とすることができる。

更に、前記被照射体と前記発光手段は相対移動可能に設けられ、前記吹出手段は、前記相対移動方向に直交し、被照射面と平行な方向からガスを吹き出すように設けられている。

本発明によれば、吹出手段が不活性ガスをチャンバ内に吹き出す他、開口を遮断するように作用するので、酸素が照射室内に侵入してしまうことを防ぎ、照射室内を不活性ガス雰囲気に保つことが可能となるとともに、光照射前の被照射体の表面に付着したゴミやコンタミを吹き飛ばし、効率のよい光照射が可能となる。
また、チャンバ内に供給された不活性ガスが循環手段を介して吹出手段に環流するように構成されているため、常時不活性ガスを供給するのに比べて不活性ガスの消費を抑制することができる。
更に、吸引手段を設けることで、吹出手段から吹き出すガスが吸引手段に向かう流れを形成することができ、開口を遮断する作用の確実性を担保することが可能となる。
また、吹出手段のガス吹出方向を前記相対移動方向に直交し、被照射体の表面と平行な方向とする構成により、被照射体が開口を横切るときでも、ガスカーテンの形成状態を維持することができる。

本実施形態に係る光照射装置の一部断面側面図。前記光照射装置の一部断面平面図。

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。なお、本明細書の方向若しくは位置を示す用語は、特に明示しない限り、図１を基準とし、「前」とは同図中手前側を示す一方、「後」とは、同奥行き側について用いられ、「左」、「右」、「上」、「下」も同様に図１を基準とする。

図１及び図２において、光照射装置１０は、被照射体ＷＫの出し入れ口となる開口１１を備えているとともに、内部に光（紫外線）の照射室ＳＰを形成するチャンバ１２と、当該チャンバ１２内で被照射体ＷＫを保持する保持手段１３と、この保持手段１３をチャンバ１２内で移動させる移動手段１４と、チャンバ１２内に不活性ガスを供給する供給手段１５と、被照射体ＷＫに光を照射する発光手段１６と、開口１１を遮断するように不活性ガスを吹き出す吹出手段１７と、当該吹出手段１７から吹き出す不活性ガスを吸引しつつチャンバ１２内に吐出する吸引手段１８と、チャンバ１２内の不活性ガスを吹出手段１７側に環流させる循環手段１９とを備えて構成されている。

前記被照射体ＷＫは、特に限定されるものではないが、本実施形態では、リングフレームＲＦにダイシングテープＤＴを介して半導体ウエハＷＦがマウントされたものであり、被照射面ＷＫ１は、ダイシングテープＤＴとウエハＷＦとの界面に位置する紫外線硬化型の接着剤層となる。なお、厳密には接着剤層は厚みを有するが、その厚みは数十μｍ程度であって、極端に薄いため面として表現する。

前記チャンバ１２は、略直方体状のケースにより構成されており、前記開口１１は、左側の側壁１２Ａに被照射体ＷＫが通過可能な幅で形成されている。チャンバ１２は、図示例では概略的に示されているが、例えば、上部開放型のケース本体と蓋体とにより形成することができる。

前記保持手段１３は、左右方向に延びる移動手段１４を構成する駆動機器としての直動モータ２０のスライダ２１に支持され、保持手段１３に保持される被照射体ＷＫが発光手段１６に対して相対移動可能となっている。この保持手段１３は、スライダ２１の上面に位置する起立部材２５を介して前後方向に向けられたアーム２６と、このアーム２６の先端側で左右方向に取り付けられた上部チャック２７と、当該上部チャック２７の下面側に位置する下部チャック３０と、当該下部チャック３０を上部チャック２７に対して離間接近させる駆動機器としてのエアシリンダ３１とを含み、これらチャック２７、３０間に被照射体ＷＫを挟み込んで当該被照射体ＷＫを保持可能となっている。なお、前記移動手段１４は、チャンバ１２の前壁１２Ｂの内面側に取り付けられている。

前記供給手段１５は、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガスを供給するポンプ３２と、当該ポンプ３２とチャンバ１２とを接続する配管３４とにより構成されている。配管３４は、主管３４Ａ及び分岐管３４Ｂを含み、主管３４Ａは、側壁１２Ａから吹出手段１７に不活性ガスを供給可能とする一方、分岐管３４Ｂは、第３の電磁弁５６を介して上壁１２Ｃからチャンバ１２内に不活性ガスを供給可能となっている。不活性ガスを供給するものは、ポンプ３２に限らず、タービンやタンクであってもよい。

前記発光手段１６は、前後方向に延びる形状を備えた発光源としての水銀ランプ４０と、当該水銀ランプ４０を受容するとともに、光を集光可能な集光板４１とを含む。集光板４１は、上方に向かうに従って開放幅が次第に大きく設けられた略Ｕ字状の形状に設けられ、これにより、水銀ランプ４０から発せられる紫外線（光）を集光して、前後方向に延びる帯状のライン光をダイシングテープＤＴの接着剤層に照射可能となっている。

前記吹出手段１７は、ノズル４２を含み、当該ノズル４２は、前記側壁１２Ａに形成された開口１１における奥行き側形成縁に沿って上下方向に配置されている。このノズル４２は、開口１１と平行な面内に不活性ガスを吹き出すスリット４２Ａを有している。スリット４２Ａは、開口１１の上下幅に対応する長さを備えており、これにより、主管３４Ａを介してノズル４２内に供給された不活性ガスが開口１１と平行な面内で、且つ、開口１１よりも内側でガスカーテンを形成するようになっている。
なお、ノズル４２から不活性ガスを吹き出す方向は、被照射体ＷＫと発光手段１６との相対移動方向に直交する方向であって、被照射面ＷＫ１と平行な方向となるため、保持手段１３が左右方向に移動してガスカーテンを被照射体ＷＫが横切っても、ノズル４２からの面的なガスの流れが阻害されることはなく、安定したガスカーテンを維持することができる。

前記吸引手段１８は、スリット４２Ａの長さに対応する吸引口と、吸引した不活性ガスをチャンバ１２内に戻す吐出口を備えたもので、図示しないファンや送風機等の送風手段でスリット４２Ａから開口１１に沿って吹き出した不活性ガスを積極的に吸引し、これをチャンバ１２内に吐出することでガスカーテンの形成と維持を図り、これにより、開口１１がガスカーテンで塞がれる。

前記循環手段１９は、側壁１２Ｄに設けられた送気ファン５０と、この送気ファン５０と主管３４Ａとの間を接続する環流配管５２と、当該環流配管５２及び送気ファン５０からの配管５３の接続部に設けられた第１電磁弁５４と、主管３４Ａ及び環流配管５２の接続部に設けられた第２電磁弁５５とを備えて構成されている。第１電磁弁５４は、配管５１を介してチャンバ１２内の空気を装置外に排出可能になっている。

次に、前記光照射装置１０を用いた光照射方法について説明する。

始めに、第３電磁弁５６を開放し、ポンプ３２から供給される不活性ガスをチャンバ１２内に供給する。この際、第２電磁弁５５は、主管３４Ａにおけるポンプ３２から当該第２電磁弁５５までの部分と主管３４Ａにおける当該第２電磁弁５５からノズル４２までの部分との連通及び、主管３４Ａと環流配管５２との連通を遮断し、ノズル４２側への不活性ガス供給は行わない。また、第１電磁弁５４は、配管５３と環流配管５２との連通を遮断し、配管５３と配管５１とを連通させ、送気ファン５０を駆動してチャンバ１２内の空気を外部に積極的に排出するようにし、チャンバ１２内の不活性ガスへの置換を促進する。

チャンバ１２内に不活性ガスが充満して図示しない酸素濃度計が設定濃度以下を検出すると、第２電磁弁５５を駆動し、主管３４Ａにおけるポンプ３２から当該第２電磁弁５５までの部分と主管３４Ａにおける当該第２電磁弁５５からノズル４２までの部分とを連通させ、ノズル４２へのガス供給を行う。この際、吸引手段１８を駆動し、スリット４２Ａから吹き出す不活性ガスを分散させることなく流れるように吸引して開口１１に沿ったガスカーテンを形成させる。また、このタイミングに合わせて第１電磁弁５４を駆動し、配管５３と配管５１との連通を遮断し、配管５３を環流配管５２に連通させる。これにより、チャンバ１２内に外気が侵入することが防止される一方、チャンバ１２内に満たされた不活性ガスが外部に流出することが防止される。

次いで、ポンプ３２の駆動を停止し、第２電磁弁５５を駆動し、主管３４Ａにおけるポンプ３２から当該第２電磁弁５５までの部分と主管３４Ａにおける当該第２電磁弁５５からノズル４２までの部分との連通を遮断し、環流配管５２と主管３４Ａにおける当該第２電磁弁５５からノズル４２までの部分とを連通させ、送気ファン５０でチャンバ１２内の不活性ガスを吸引しつつノズル４２に環流させてガスカーテンが連続的に形成される状態が維持される。これにより、ポンプ３２による不活性ガスの供給を停止しても、チャンバ１２内が一定量の不活性ガス雰囲気に保たれるようになっている。

このようにチャンバ１２内が不活性ガスで置換された状態で、保持手段１３が移動手段１４を介して図１中二点鎖線で示される位置に移動する。そして、図示しない収容部に収容された被照射体ＷＫを挟み込み、図１中実線位置よりも更に右側位置まで戻る。なお、図示しない移載アームに保持された被照射体ＷＫを保持手段１３が受け取る構成であってもよい。

次いで、発光手段１３を発光させた状態で、保持手段１３を右側から左側に移動させることで、ダイシングテープＤＴの接着剤層に紫外線のライン光が照射され、その後、光照射済みの被照射体ＷＫが図示しない収容部若しくは移載アームに収容若しくは移載される。なお、紫外線照射は、保持手段１３が収容部から被照射体ＷＫを受け取ってチャンバ１２内に移動するときに行ってもよい。

以後、送気ファン５０でチャンバ１２内の不活性ガスをノズル４２側に環流させる運転状態を維持して順次被照射体ＷＫに紫外線照射が行われる。

従って、このような実施形態によれば、チャンバ１２内を不活性ガスで満たした後においては、チャンバ１２内に外気が侵入したり、チャンバ内の不活性ガスが外部に漏れたりすることはなく、照射室ＳＰ内を不活性ガス雰囲気に保った状態で紫外線照射を行うことが可能となり、また、不活性ガスの無駄な消費を排して紫外線照射を行うことが可能となる。

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、発光手段１６を固定して保持手段１３が移動手段１４を介して移動することで、被照射体ＷＫと発光手段１６とを相対移動可能としたが、保持手段を固定して発光手段１６側を移動させてもよいし、両方を移動させてもよい。

また、チャンバ１２内に不活性ガスを供給する初期段階において、不活性ガスを上壁１２のみから供給する場合に限らず、ノズル４２側からも不活性ガスをチャンバ１２内に吹き出して供給してもよい。
また、分岐管３４Ｂを設けずに、ノズル４２のみから不活性ガスをチャンバ１２内に供給するようにしてもよい。
更に、酸素濃度計を用いてチャンバ１２内に不活性ガスを充満させる場合に限らず、タイマーを用いて一定時間後にポンプ３２の駆動を停止させてもよいし、不活性ガス濃度計であってもよい。

更に、前記実施形態では、光が紫外線である場合を説明したが、紫外線以外の光、例えば、赤外線等、その他の光線であってもよい。

また、発光手段１６の発光源は、水銀ランプ４０以外にハロゲンランプ、蛍光灯、メタルハライドランプ、発光ダイオード等の採用を妨げない。また、前記実施形態では、発光手段１６は、集光板４１を用いてライン光を形成するように構成したが、単数又は複数の発光源を用いて接着剤層に対して全体的に光が照射されるように構成してもよい。

更に、被照射体ＷＫとして半導体ウエハを含むものに限定されず、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、その他の被着体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、半導体ウエハに貼付するシートは、ダイシングテープ、保護シート、ダイアタッチフィルムに限らず、その他の光反応型の任意のシート、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。更に、半導体ウエハに貼付するシートは、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するものや、基材シートの上面にカバー層を有するもの等３層以上のものでもよいし、接着剤層のみで構成された一層のものでもよい。

また、被照射体ＷＫの下方からダイシングテープＤＴの接着剤層に光を照射するものを例示したが、被照射体ＷＫの上方にも発光手段１６を設け、ダイシングテープＤＴが貼付された面とは反対の面に貼付された、例えば、保護シートの接着剤層に光を照射してもよい。
更に、被照射体ＷＫは、リングフレームＦＲを含むものに限定されず、半導体ウエハＷＦに半導体ウエハＷＦと同形状のダイシングテープＤＴや保護シート等の接着シートが貼付されたものでもよい。

また、開口１１に対向するチャンバ１２の側壁１２Ｄに開口及び吹出手段１７を更に設け、被照射体ＷＫが照射室ＳＰを通過するようにしてもよい。

更に、吹出手段１７は、被照射体ＷＫの面と直交又は斜め方向から不活性ガスを吹き出してもよい。
また、吹出手段１７は、チャンバ１２の外側に設けられていてもよい。

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）。

供給するガスは、実施例のものに限らず、光反応させる時に都合のよいガスであればよく、例えば、光によって酸化させるような装置の場合、酸素でもよい。
酸素濃度計や不活性ガス濃度計の検知結果を基に、チャンバ１２内の酸素濃度が上昇した場合や、不活性ガス濃度が低下した場合に、ポンプ３２を駆動し、主管３４Ａや分岐管３４Ｂから不活性ガスを追加供給するようにしてもよい。

１０光照射装置
１１開口
１２チャンバ
１５供給手段
１６発光手段
１７吹出手段
１８吸引手段
１９循環手段
４２ノズル
ＳＰ照射室
ＷＫ被照射体

Claims

被照射体の被照射面に光を照射する光照射装置において、
前記被照射体の出し入れを可能とする開口を備えたチャンバと、当該チャンバ内にガスを供給するとともに、前記開口の面と平行な面内にガスを吹き出して当該開口を遮断するようにガスを吹き出す吹出手段を有する供給手段と、前記チャンバ内に位置して被照射体に光を照射する発光手段とを備え、
前記チャンバ内のガスを前記吹出手段に環流させる循環手段を備え、当該循環手段は、前記チャンバ内の空気を外部に排出するとともに、チャンバ内の空気を外部に排出した後にチャンバ内のガスを吸引しつつ還流させ、前記供給手段は、前記チャンバ内にガスを供給するものを備え、当該チャンバ内にガスを供給するものは、前記循環手段がチャンバ内の空気を外部に排出してからチャンバ内のガスを吸引しつつ還流させる状態になったとき、駆動を停止することを特徴とする光照射装置。
前記吹出手段から吹き出すガスを吸引する吸引手段を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
前記被照射体と前記発光手段は相対移動可能に設けられ、前記吹出手段は、前記相対移動方向に直交し、被照射面と平行な方向からガスを吹き出すことを特徴とする請求項１又は２記載の光照射装置。