KR101505531B1

KR101505531B1 - 광 조사 장치 및 광 조사 방법

Info

Publication number: KR101505531B1
Application number: KR1020107027361A
Authority: KR
Inventors: 켄지 코바야시
Original assignee: 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2015-03-24
Also published as: CN102056658B; KR20110028268A; US20110089337A1; JP4796096B2; JP2009297636A; WO2009150929A1; CN102056658A; TWI467690B; TW201007879A; US8222620B2

Abstract

회로 형성면에 자외선 경화형의 접착제를 갖는 접착시트(S)가 첩부된 반도체 웨이퍼(W)를 피조사체로서 지지하는 지지 수단(11)과, 소정 거리를 떼어 놓은 위치에 초점축(P)을 가짐과 아울러, 스윙 동작 가능하게 설치된 자외선 조사 수단(13)을 구비하여 광 조사 장치(10)가 구성되어 있다. 지지 수단(11)은 다관절 로봇(12)에 지지되고, 자외선 조사 수단(13)이 스윙 동작했을 때에, 접착시트(S)의 접착제층 면(SA)이 초점축(P)의 위치로부터 벗어나지 않도록, 웨이퍼(W)를 상대적으로 변위 시킨다.

Description

광 조사 장치 및 광 조사 방법{LIGHT APPLYING DEVICE AND LIGHT APPLYING METHOD}

본 발명은 광 조사 장치 및 광 조사 방법에 관한 것으로, 특히, 광반응형의 접착시트가 첩부된 반도체 웨이퍼를 피조사체로서 광 조사할 때에, 작은 스페이스에서 단위면적당의 광의 조사량을 변화시키지 않고 균일하게 광 조사를 행할 수 있는 광 조사 장치 및 광 조사 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼(이하, 단지, 「웨이퍼」라고 칭함)의 처리 장치에서는, 웨이퍼의 회로면에 보호용의 접착시트를 첩부하여 이면 연삭을 행하거나, 다이싱 테이프를 첩부하여 복수의 칩으로 개편화(個片化)하거나 하는 처리가 행해진다. 이러한 처리에 사용되는 접착시트에는, 접착제에 자외선 경화형(광 반응형)의 것이 채용되고 있고, 상기와 같은 처리 후, 자외선 조사 장치에 의해 접착제를 경화시킴으로써 접착력을 약하게 하여, 웨이퍼가 파손되지 않고 용이하게 박리를 행할 수 있게 되어 있다.

상기 자외선 조사 장치로서는, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시되어 있다. 동 문헌에서의 자외선 조사 장치는 자외선 경화형의 점착 테이프가 첩부된 웨이퍼에 대하여 램프 하우스를 스윙 동작 가능하게 설치하여, 자외선의 조사각도에 따라 스윙 속도를 제어함으로써 작은 스페이스로 만들고, 조사영역의 전체에 걸쳐서 자외선의 적산 광량을 일정하게 유지하는 구성이 채용되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특개 2001-290000호 공보

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그렇지만, 특허문헌 1에 개시된 자외선 조사 장치에서는, 광원을 스윙 동작시킴으로써 작은 스페이스로 만드는 것이 가능했지만, 피조사 영역의 적산 광량을 일정하게 유지하기 위하여, 광원으로부터 멀리 떨어진 피조사면에 대해서는, 램프 하우스의 스윙 속도를 느리게 하거나, 조도를 강화하는 제어를 필요로 하는 것으로, 제어가 복잡하게 된다고 하는 문제가 있다.

[발명의 목적]

본 발명은 이러한 문제에 주목하여 안출된 것으로, 그 목적은, 복잡한 제어를 필요로 하지 않고, 작은 스페이스에서 피조사면에서의 단위면적당의 광 조사량을 균일하게 행할 수 있는 광 조사 장치 및 광 조사 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피조사체를 지지하는 지지 수단과, 소정 거리를 떼어 놓은 위치에 초점을 가짐과 아울러, 스윙 동작 가능하게 설치된 광 조사 수단을 구비한 광 조사 장치에 있어서, 상기 지지 수단은 광 조사 수단의 스윙 동작에 대응하여, 상기 피조사체의 피조사면이 초점 위치로부터 벗어나지 않도록, 상기 피조사체를 광 조사 수단에 대하여 상대변위 가능하게 지지한다고 하는 구성을 채용하고 있다.

또, 본 발명은, 회로 형성면에 자외선 경화형의 접착제를 통하여 접착시트가 첩부됨과 아울러, 이면측에 다이싱 시트를 통하여 링 프레임에 마운트 된 반도체 웨이퍼를 지지하는 지지 수단과, 소정 거리를 떼어 놓은 위치에 초점을 가짐과 아울러, 스윙 동작 가능하게 설치되어 자외선을 발광 가능한 광 조사 수단을 구비한 광 조사 장치에 있어서, 상기 지지 수단은, 광 조사 수단의 스윙 동작에 대응하여, 상기 피조사체의 피조사면이 초점 위치로부터 벗어나지 않도록, 상기 반도체 웨이퍼를 광 조사 수단에 대하여 상대변위 가능하게 지지한다고 하는 구성을 채용하고 있다.

본 발명에 있어서, 지지 수단은 이동 수단에 지지되고, 당해 이동 수단은 상기 광 조사 수단의 중심 광축에 대하여 피조사면이 직교하도록 지지 수단을 변위 가능하다고 하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 상기 광 조사 수단은 광을 집광하여 초점을 형성하는 광 조사 유닛과, 광 조사 유닛을 스윙 동작 가능하게 지지하는 지지체를 포함한다고 하는 구성을 채용하고 있다.

또, 본 발명은, 피조사체를 지지하는 지지 수단과, 소정 거리를 떼어 놓은 위치에 초점을 가짐과 아울러, 스윙 동작 가능하게 설치된 광 조사 수단을 구비한 광 조사 장치를 사용하여 피조사면에 광을 조사하는 방법에 있어서, 상기 광 조사 수단의 스윙 동작에 대응하여, 상기 피조사면이 초점 위치로부터 벗어나지 않도록, 상기 피조사체를 상대변위시키면서 광 조사를 행한다고 하는 수법을 채용하고 있다.

상기 광 조사 방법에 있어서, 상기 광 조사 수단의 스윙 동작과, 피조사체의 변위는 광 조사 수단의 중심 광축이 피조사면에 대하여 직교방향으로 향해지는 상태를 유지하도록 행해진다고 하는 수법을 채용하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에서의 「스윙 동작」이란 직교 2축방향의 면 내에서 요동하는 2차원적인 동작에 한하지 않고, 직교 3축방향에서 요동하는 3차원적인 동작도 포함하며, 또한 2차원적인 동작과 3차원적인 동작의 선택적인 동작도 포함한다.

본 발명에 의하면, 광 조사 수단이 피조사면에 대하여 스윙 동작해도, 지지 수단에 지지된 피조사체가 동기하여 변위함으로써, 광의 초점 위치를 피조사면 내에 유지할 수 있어, 당해 피조사면에 대한 단위면적당의 광의 조사량, 즉 광의 적산 광량을 일정하게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 광 조사 수단의 스윙 동작 속도나 조도를 가변하는 것과 같은 복잡한 제어를 필요로 하지 않는 작은 스페이스에서 제어가 간단한 광 조사 장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

또, 접착시트가 첩부된 반도체 웨이퍼를 피조사체로 한 경우에는, 접착시트를 박리할 때에, 극히 얇게 연삭된 웨이퍼 혹은 개편화된 칩을 파손하거나 하는 문제도 없다.

또한, 중심 광축이 피조사면에 대하여 직교방향으로 향해진 구성에 의해, 광의 에너지 손실을 회피하면서 효율적으로 광 조사를 행할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 자외선 조사 장치의 개략 사시도.
도 2는 상기 자외선 조사 장치의 일부를 생략한 정면도.
도 3은 광 조사 수단의 측면도.
도 4(A)∼(C)는 자외선 조사 방법을 설명하기 위한 작용 설명도.
도 5는 제 1 변형예의 설명도.
도 6은 제 2 변형예의 설명도.
도 7(A)∼(C)는 제 3 변형예의 설명도.
도 8은 제 4 변형예를 도시하는 광 조사 장치의 개략 사시도.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에는 본 실시형태에 따른 광 조사 장치의 개략 사시도가 도시되며, 도 2에는 그 일부를 생략한 정면도가 도시되어 있다. 이들 도면에 있어서, 광 조사 장치(10)는 하면(회로 형성면)에 자외선 경화형의 접착제를 갖는 접착시트(S)가 첩부된 반도체 웨이퍼(W)(피조사체)를 지지하는 지지 수단(11)과, 당해 지지 수단(11)을 변위 가능하게 지지하는 이동 수단으로서의 다관절 로봇(12)과, 웨이퍼(W)에 마주 대하는 위치에서 스윙 동작 가능하게 설치되어 접착시트(S)의 접착제층 면(SA)을 피조사면으로 하여 광 조사 가능한 광 조사 수단으로서의 자외선 조사 수단(13)을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 엄밀하게는 접착제층은 두께를 갖지만, 그 두께는 수십 ㎛로 대단히 얇기 때문에, 면으로서 파악하기로 한다.

상기 지지 수단(11)은 Y형으로 분기된 흡착 암(15)과, 이 흡착 암(15)을 유지하는 암 홀더(16)를 구비하고, 흡착 암(15)의 하면측에는 도시하지 않은 흡착영역이 설치되어 있다. 이 흡착영역은 도시하지 않은 감압 펌프에 접속되어 있고, 웨이퍼(W)를 흡착하여 지지 가능하게 되어 있다.

상기 다관절 로봇(12)은 베이스부(20)와, 당해 베이스부(20)의 상면측에 배치된 제 1 암(21)∼제 6 암(26)과, 제 6 암(26)의 자유단측에 부착된 유지 척(27)을 포함한다. 제 2, 제 3 및 제 5 암(22, 23, 25)은, 도 1에 도시된 상태에서, Y-Z면 내에서 각각 B, C, E 방향으로 회전 가능하게 설치되어 있음과 아울러, 제 1, 제 4 및 제 6 암(21, 24, 26)은, 각각 그 축 주위, 즉, A, D, F 방향으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 본 실시형태에서의 다관절 로봇(12)은 수치 제어(NC 컨트롤)되는 것이다. 즉, 대상물(본 실시형태에서는 웨이퍼(W) 등)에 대한 각 관절의 이동량이 각각에 대응하는 수치 정보로 제어되고, 모두 그 이동량이 프로그램에 의해 제어되는 것이다. 유지 척(27)은 서로 이간/접근 가능한 도시하지 않은 한 쌍의 척 발톱을 구비하고 있고, 이들 척 발톱이 상기 암 홀더(16)에 걸거나 벗김 가능하게 되어 있다. 또한, 유지 척(27)은 흡착 암(15) 및 그 이외의 반송 암이나 커터날 등으로 바꿔 잡을 수 있게 구성되어 있다.

상기 자외선 조사 수단(13)은 웨이퍼(W)의 직경방향(Y축방향)을 따르는 초점으로서의 초점축(P)(도 1, 2 참조)을 형성하는 자외선 조사 유닛(30)과, 이 자외선 조사 유닛(30)을 스윙 동작 가능하게 지지하는 지지체(31)를 포함한다. 자외선 조사 유닛(30)은, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 상면에 투광성 부재로 이루어지는 조사구(33)가 설치된 대략 직방체 형상의 케이스(35)와, 당해 케이스(35) 내에서 Y축방향을 따라 배치된 수은램프 등의 광원을 이루는 램프(36)와, 이 램프(36)의 광을 결속하여 초점축(P)을 형성하도록 설치된 반사판(37)을 구비하여 구성되어 있다.

상기 지지체(31)는 상방으로 개구된 대략 ㄷ자 형상의 프레임(40)과, 모터(M)와, 이 모터(M)의 출력축에 연결된 샤프트(41)로 이루어지고, 프레임(40) 사이에 샤프트(41)를 통하여 자외선 조사 유닛(30)이 회전중심축(RC)을 중심으로 하여 X-Z면 내에서 스윙 동작(회전동작) 가능하게 축지지되어 있다. 이러한 구성에 의해, 초점축(P)은, 도 2에 도시되는 바와 같이, 회전중심축(RC)을 중심으로 한 가상 원호(IC)를 따라 스윙 동작 가능하게 되어 있다.

다음에 본 실시형태에서의 자외선 조사 방법에 대하여 도 4도 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시형태의 경우, 도 2에 도시되는 바와 같이, 다관절 로봇(12)은 자외선 조사 유닛(30)이 수직방향으로 향해졌을 때의 초점축(P) 위에 웨이퍼(W)의 좌우방향에서의 중심이며 접착시트(S)의 접착제층 면(SA)이 위치하는 상태를 기준으로 함과 아울러, 초점축(P)을 웨이퍼(W)의 회전중심축(WP)으로 하여 당해 웨이퍼(W)를 Z-X면 내에서 변위(회전)시킨다. 또, 자외선 조사 유닛(30)이 회전중심축(RC)을 중심으로 하여 회전함과 아울러, 웨이퍼(W)가 회전중심축(WP)을 중심으로 하여 회전하고, 도 4(A)에 도시되는 바와 같이, 초점축(P)이 웨이퍼(W)의 우단에 위치하는 상태를 초기 위치로 하여 미리 도시하지 않은 제어 수단에 기억시켜 둔다.

회로면에 접착시트(S)가 첩부된 웨이퍼(W)를 다관절 로봇(12)이 흡착 암(15) 을 통하여 흡착 유지하면, 당해 다관절 로봇(12)은 웨이퍼(W)를 초기 위치로 반송한다(도 4(A) 참조).

그리고, 도 4(B)에 도시되는 바와 같이, 자외선 조사 유닛(30)은, 램프(36)에 의해 미리 설정된 일정한 자외선을 조사하면서, 회전중심축(RC)을 중심으로 하여 X-Z면 내에서 일정한 속도로 회전한다. 이 회전에 의해 초점축(P)은, 도 4에 도시되는 바와 같이, 회전중심축(RC)을 중심으로 한 가상 원호(IC) 위를 이동하게 된다. 그리고, 다관절 로봇(12)은, 자외선 조사 유닛(30)의 회전에 대응하여 회전중심축(WP)을 중심으로 하여, 접착시트(S)의 접착제층 면(SA)이 초점축(P)으로부터 벗어나지 않도록 웨이퍼(W)를 변위시킨다.

이어서, 도 4(C)에 도시되는 바와 같이, 접착시트(S)의 좌단측까지 자외선의 조사를 행하면 자외선의 조사를 완료하고, 웨이퍼(W)는 다관절 로봇(12)을 통하여 다음 공정으로 반송되고, 별도의 공정에서 접착시트(S)가 웨이퍼(W)로부터 박리되게 된다.

따라서, 이러한 실시형태에 의하면, 자외선 조사 유닛(30)의 스윙 동작에 대응하여, 접착시트(S)의 접착제층 면(SA)이 초점축(P)으로부터 벗어나지 않도록 다관절 로봇(12)이 웨이퍼(W)를 변위시키는 구성으로 했으므로, 이것들을 상대회전 혹은 변위시키는 속도를 일정하게 유지한 상태로, 접착시트(S)의 전체 영역에서, 자외선 경화형 접착제의 경화를 균일하게 행할 수 있다고 하는 효과를 얻는다.

이상과 같이, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 구성, 방법 등은 상기 기재에서 개시되어 있는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명은 주로 특정 실시형태에 관하여 특별히 도시, 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 원하는 범위로부터 일탈하지 않고, 이상에서 설명한 실시형태에 대하여, 형상, 위치 혹은 배치 등에 관하여, 필요에 따라 당업자가 여러 변경을 가할 수 있는 것이다.

예를 들면, 자외선 조사 유닛(30)의 조사구(33)의 외측 혹은 내면측에, 적당한 셔터 기구를 설치하는 구성을 채용해도 된다. 이것에 의하면, 자외선 조사를 행할 때까지의 기동 시간을 요하는 램프를 채용한 경우에, 셔터를 폐색하고 미리 램프를 점등시켜 두면, 셔터의 개방과 동시에 안정한 자외선 조사를 개시할 수 있다. 또한 광원으로서는 수은 램프 이외에, 할로겐 램프, 형광등, 메탈할라이드 램프, 발광 다이오드 등의 채용도 상관없다.

또, 상기 실시형태에서는, 자외선을 조사함으로써 접착시트(S)의 접착제를 경화시키는 경우를 설명했지만, 감열 접착성의 접착시트를 웨이퍼(W)에 가부착하고, 이것을 가열함으로써 당해 접착시트를 웨이퍼(W)에 강력하게 첩부하는 장치 등에도 적용하는 것이 가능하다. 이 경우의 광으로서는 적외선 등을 예시할 수 있다.

또, 지지 수단(11)은 반드시 다관절 로봇(12)에 지지시킬 필요는 없고, 상기 암 홀더(16)를 적당한 회전기구에 유지시키는 구성으로 해도 된다. 또, 지지 수단(11)과 자외선 조사 수단(13)은, 도시예의 상하 상대위치에 한하지 않고, 그것들이 반대가 되는 관계에 배치하거나, 좌우방향에 상대적으로 배치하거나 해도 된다. 요컨대, 본 발명은, 특허청구범위에 기재한 조건을 만족하는 한, 여러 변경을 행할 수 있다.

또한, 피조사체는 웨이퍼(W)에 한정되는 것은 아니고, 유리판, 강판, 또는, 수지판 등, 그 밖의 것도 대상으로 할 수 있고, 반도체 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼나 화합물 웨이퍼이어도 된다.

또한, 웨이퍼(W)를 변위시키는 방법은, 상기 실시형태에 나타낸 회전동작 이외에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상하동작으로 해도 된다.

또, 도 6에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 소정의 위치에 고정해 두고, 자외선 조사 수단(13)의 스윙 동작에 대응하여, 접착시트(S)의 접착제층 면(SA)이 초점축(P)으로부터 벗어나지 않도록 자외선 조사 수단(13)을 변위시키도록 구성해도 된다. 이 경우, 자외선 조사 수단(13)에 상하 이동을 가능하게 하는 구동 수단을 설치하면 된다.

또한, 도 7(A)∼(C)에 도시하는 바와 같이, 자외선 조사 수단(13)의 중심 광축(C)에 대하여 피조사면이 직교하도록 다관절 로봇(12)을 통하여 웨이퍼(W)를 변위 시키도록 구성해도 된다. 이 경우, 웨이퍼(W)는 회전중심축(WP)을 중심으로 하여 회전동작함과 아울러, 접착시트(S)의 접착제층 면(SA)에 중심 광축(C)이 직행하는 방향으로부터 입사되도록 상하동작이 더해진 복합적인 동작으로 되기 때문에, 다관절 로봇(12)을 그러한 동작을 행할 수 있도록 프로그램 변경할 필요가 있다. 이러한 구성에 의해, 자외선의 에너지 손실을 억제하면서 효율적으로 자외선을 조사할 수 있고, 나아가서는 자외선 광량을 억제하여 소비전력을 절약할 수 있다.

또, 도 8에 도시되는 바와 같이, 하면(회로 형성면)에 자외선 경화형의 접착제를 통하여 접착시트(S)가 첩부되는 한편, 상면(이면)에 다이싱 시트(S1)를 개재하여 링 프레임(RF)에 마운트 된 반도체 웨이퍼(W)를 피조사체로 할 수도 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 직경방향(Y축방향)을 따르는 초점축(P)을 초점으로서 도시하고, 설명했지만, 초점은 점이어도 된다. 이러한 경우, 자외선 조사 유닛(30)은, X-Z면 내에서 스윙 동작에 더하여, Y-Z면 내에서도 스윙 동작하는 3차원적인 동작이 가능하게 구성하고, 지지 수단(11)도 X-Z면 내에 더하여, Y-Z면 내에서도 스윙 동작하는 3차원적인 동작이 가능하게 구성하면 된다.

또, 상기 실시형태와 같이, 자외선 경화형의 접착제를 경화시키는 경우, 대기중에 포함되는 산소에 의해, 그 경화가 저해되기 때문에, 예를 들면, 접착시트(S)가 첩부된 웨이퍼(W)를 외기와 차단할 수 있는 케이스 등으로 둘러싸고, 이 케이스 내를 질소 가스와 같은 불활성 가스 분위기로 하고 나서 자외선을 조사하도록 구성해도 된다. 즉, 피조사체의 특성에 맞추어, 그 분위기를 변경하는 것이 바람직하다.

10 광 조사 장치
11 지지 수단
12 다관절 로봇(이동 수단)
13 자외선 조사 수단(광 조사 수단)
30 자외선 조사 유닛(광 조사 유닛)
31 지지체
S 접착시트(피조사체)
W 반도체 웨이퍼(피조사체)
SA 접착제층 면(피조사면)
C 중심 광축
P 초점축(초점)

Claims

피조사체를 지지하는 지지 수단과, 소정 거리를 떼어 놓은 위치에 초점을 가짐과 아울러, 스윙 동작 가능하게 설치된 광 조사 수단을 구비한 광 조사 장치에 있어서,
상기 지지 수단은, 광 조사 수단의 스윙 동작에 대응하여, 상기 피조사체의 피조사면이 초점 위치로부터 벗어나지 않도록, 상기 피조사체를 광 조사 수단에 대하여 상대변위 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
삭제
삭제
삭제
피조사체를 지지하는 지지 수단과, 소정 거리를 떼어 놓은 위치에 초점을 가짐과 아울러, 스윙 동작 가능하게 설치된 광 조사 수단을 구비한 광 조사 장치를 사용하여 피조사면에 광을 조사하는 방법에 있어서,
상기 광 조사 수단의 스윙 동작에 대응하여, 상기 피조사면이 초점 위치로부터 벗어나지 않도록, 상기 피조사체를 상대변위 시키면서 광 조사를 행하는 것을 특징으로 하는 광 조사 방법.
삭제