(57)【要約】【課題】発光ダイオードを用いた場合の利点を保有しつつ、紫外線硬化型の接着剤の未硬化領域を生じさせることのない紫外線照射装置及び紫外線照射方法を提供すること。【解決手段】紫外線硬化型接着剤層１８を介して保護シートＳが貼付された半導体ウエハＷを被照射体とし、これに相対する位置に複数の紫外線発光ダイオード２１を基板２０上に配置した紫外線照射部１２が設けられている。発光ダイオード２１は、ウエハＷとの相対移動方向に対して略直交する方向に沿って略等間隔を隔てて配置されているとともに、各列における発光ダイオード２１は、略同一のピーク波長を有する一方、隣り合う発光ダイオード２１のピーク波長は必ずしも同一でないように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射体に相対する位置に紫外線発光体が配置された紫外線照射装置において、
前記紫外線発光体は、ピーク波長が異なる複数種の紫外線発光ダイオードにより構成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記被照射体に対して略平行に配置されるとともに、当該略平行状態を保って前記被照射体と相対移動可能に設けられた基板を含み、
前記発光ダイオードは前記基板に支持され、前記相対移動方向と略直交する直線上に略等間隔を隔てて列をなして配置されるとともに、当該列が前記相対移動方向に沿って複数設けられ、
各列の発光ダイオードのピーク波長は略同一である一方、隣接する列のピーク波長は必ずしも同一でないように設定されることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記相対移動方向から見て、前記各列において隣り合っている発光ダイオード間に、隣接する列の発光ダイオードが位置するように配置されていることを特徴とする請求項２記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記発光ダイオードは、基板に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記発光ダイオード複数個をユニット化して当該ユニット単位で前記基板に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
前記発光ダイオードは、被照射体の平面積に応じて発光領域が制御可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の紫外線照射装置。
【請求項７】
前記被照射体を支持するテーブルに、前記相対移動方向と略直交する方向に沿う所定間隔毎に照度センサを配置したことを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の紫外線照射装置。
【請求項８】
前記発光ダイオードの複数個を一単位としたユニット毎、又は一個毎の照射能力が電流値及び／又は電圧値によって検出されることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の紫外線照射装置。
【請求項９】
被照射体に相対する位置に複数の紫外線発光ダイオードを配置し、当該紫外線発光ダイオードから前記被照射体に紫外線を照射する紫外線照射方法において、
前記被照射体の紫外線照射領域に、ピーク波長が異なる複数種の紫外線を照射することを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項１０】
前記被照射体は半導体ウエハに紫外線硬化型接着剤を介して貼付されたシートであることを特徴とする請求項９記載の紫外線照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外線照射装置及び紫外線照射方法に係り、更に詳しくは、発光ダイオードを用いた紫外線照射装置及び紫外線照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）の処理装置においては、例えば、ウエ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、ウエ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。
【０００３】
前記紫外線照射装置としては、例えば、ウエハ面に相対する位置にランプケースを配置するとともに、当該ランプケース内に高圧水銀ランプ若しくはメタルハライドランプ等を配置して構成された装置が知られている（特許文献１）。
また、紫外線を照射する光源として、発光ダイオードを用いた紫外線照射装置が本出願人によって提案されている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１６２１４１号公報
【特許文献２】特開２００６−４０９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された紫外線照射装置にあっては、高圧水銀ランプを発光源として用いる構成であるため、高電圧のトランスが必要となり、装置が大型化するとともに、電力消費量も大きくなるという不都合がある。また、ランプ寿命が短く頻繁なメンテナンスが必要となる他、紫外線照射条件を満たすまでの、いわゆる立ち上がり時間が長く必要なため、作業時間内はランプを点灯しっぱなしにしなければならないので、消費電力は非常に大きなものとなる。更に、被照射体の平面積に対応した無駄のない照射制御ができないため、電力消費の無駄が避けがたいものとなり、しかも、水銀を用いたランプであるため、廃棄に際して環境上の問題も考慮しなければならないものとなる。
【０００６】
この点、特許文献２は、発光ダイオードを光源として採用した構成であるため、装置の小型化を飛躍的に図ることができるとともに、保守点検の容易性、紫外線照射の作業性及び省電力化を達成することができる。
しかしながら、発光ダイオードを用いた構成においては、紫外線硬化型の接着剤が硬化できない場合が時として生ずる、という問題が現れた。
これは、多くの紫外線硬化型の接着剤は３６５ｎｍ付近で光硬化が始まるようにその開始剤が設計されている。しかし、紫外線硬化用の開始剤には、多数の種類が存在し、３６５ｎｍ以外の波長で反応を開始するものもある。高圧水銀ランプの発光スペクトルは、図６に示されるように、３６５ｎｍ付近に最大のピークを有するが、それ以外の周波数域においても複数のピークを有する。このため、高圧水銀ランプの場合は３６５ｎｍ以外の波長で反応を開始させる開始剤にも使用できた。ところが、紫外線発光ダイオードの発光スペクトルは、図７に示されるように、特定の波長に１個のピークを有するのみである。従って、開始剤の反応を開始させる波長と、紫外線発光ダイオードの発光波長が異なる場合は、接着剤の硬化が不可能となる場合がある。
【０００７】
［発明の目的］
本発明は、前述した高圧水銀ランプによる特性と、発光ダイオードの特性に着目し、発光ダイオードを用いた場合の問題を解決すべく種々の実験を通じて得られた知見に基づいて案出されたものであり、その目的は、発光ダイオードを用いた場合の利点を保有しつつ、紫外線硬化型の接着剤の未硬化領域を生じさせることのない紫外線照射装置及び紫外線照射方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、被照射体に相対する位置に紫外線発光体が配置された紫外線照射装置において、
前記紫外線発光体は、ピーク波長が異なる複数種の紫外線発光ダイオードにより構成したものである。
【０００９】
本発明において、前記被照射体に対して略平行に配置されるとともに、当該略平行状態を保って前記被照射体と相対移動可能に設けられた基板を含み、
前記発光ダイオードは前記基板に支持され、前記相対移動方向と略直交する直線上に略等間隔を隔てて列をなして配置されるとともに、当該列が前記相対移動方向に沿って複数列設けられ、
各列の発光ダイオードのピーク波長は略同一である一方、隣接する列のピーク波長は必ずしも同一でないように設定される、という構成を採ることができる。
【００１０】
また、前記相対移動方向から見て、前記各列において隣り合っている発光ダイオード間に、隣接する列の発光ダイオードが位置するように配置することが好ましい。
【００１１】
更に、前記発光ダイオードは、基板に着脱自在に設けられる、という構成を採るとよい。
【００１２】
また、前記発光ダイオード複数個をユニット化して当該ユニット単位で前記基板に着脱自在に設けられている。
【００１３】
更に、前記発光ダイオードは、被照射体の平面積に応じて発光領域が制御可能に設けられる、という構成を採ることもできる。
【００１４】
また、前記被照射体を支持するテーブルに、前記相対移動方向と略直交する方向に沿う所定間隔毎に照度センサを配置してもよい。
【００１５】
更に、前記発光ダイオードの複数個を一単位としたユニット毎、又は一個毎の照射能力が電流値及び／又は電圧値によって検出される構成を採ることもできる。
【００１６】
また、本発明は、被照射体に相対する位置に複数の紫外線発光ダイオードを配置し、当該紫外線発光ダイオードから前記被照射体に紫外線を照射する紫外線照射方法において、
前記被照射体の紫外線照射領域に、ピーク波長が異なる複数種の紫外線を照射する、という手法を採っている。
【００１７】
前記方法において、前記被照射体は半導体ウエハに紫外線硬化型接着剤を介して貼付されたシートとされている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ピーク波長が異なる複数種の発光ダイオードにより紫外線照射装置を構成したから、開始剤特性の異なる紫外線硬化型の接着剤が使用されたとしても、異なる波長の紫外線が効果的に作用して紫外線硬化を全領域において実現することができる。また、発光源として発光ダイオードを採用したから、従来の水銀ランプ等を採用した場合のトランス等の大掛かりな装備が不要となり、装置の小型化を達成することが可能となる。また、発光ダイオードを基板に着脱自在とすることで、一部交換による保守を容易に実現してコスト的な負担を最小限に保つことが可能となる。更に、紫外線の発光領域を制御可能とすることで、消費電力を低減しつつ発光ダイオードの製品寿命を長期に亘って確保することができるうえ、高圧水銀ランプのように立ち上がり時間が必要ないため、紫外線を照射する寸前で発光ダイオードを点灯し、照射が終われば電源を切ることができるので、点灯しっぱなしの高圧水銀ランプに比べて多大な省エネルギー化が実現できる。更に、照度センサを設けることで、発光ダイオードの性能評価を確実に行うことができ、紫外線照射不足を回避することができる。その上、電流計及び／又は電圧計を用いて電流値、電圧値を管理することによって、発光ダイオードが切れた状態を検出できるので、紫外線の照射不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１には、本発明に係る紫外線照射装置がウエハ処理装置に適用された実施形態に係る概略正面図が示されている。同図において、紫外線照射装置１０は、被照射体としてのウエハＷを吸着支持するウエハ支持部１１と、このウエハ支持部１１の上方において、前記ウエハＷと略平行に配置された紫外線照射部１２と、これらウエハ支持部１１及び紫外線照射部１２を囲むチャンバ１３とを備えて構成されている。
【００２１】
前記ウエハ支持部１１は、前記ウエハＷと略平行に延びるガイド１５と、このガイド１５に沿って移動可能に設けられるとともに平面形状が略方形に設けられたテーブル１６と、当該テーブル１６の上面側において、図１中紙面直交方向に沿って等間隔を隔てて配置された複数の照度センサ１７とにより構成されている。テーブル１６は、上面側が吸着面として構成され、ウエハＷを吸着固定するようになっている。このような構成により、前記ウエハＷの面との略平行状態を維持しつつ、図示しない駆動手段によって図１中左右方向（矢印方向）に沿って平面内で相対移動可能に設けられている。ここで、ウエハＷの上面側（回路面側）には当該ウエハＷと共に被照射体を構成する保護シートＳが紫外線硬化型の接着剤層１８を介して貼付されている。この保護シートＳは、当該接着剤層１８を硬化させることにより、保護シートＳをウエハＷから容易に剥離できるようになっている。
【００２２】
前記紫外線照射部１２は、図２に示されるように、平面形状が略方形に設けられるとともに、前記ウエハＷに対して略平行に配置された基板２０と、この基板２０の図１中下面側に配置された多数の紫外線発光ダイオード２１とを備えている。また、発光ダイオード２１は、図２に示されるように、前記相対移動方向と略直交する直線上（同図中上下方向）に沿って等間隔を隔てて配置されているとともに、相対移動方向から見て、各列において隣り合っている発光ダイオード２１間に、隣接する列の発光ダイオード２１が位置するように配置されている。これら発光ダイオード２１は、図示例において、前記相対移動方向と略直交方向に沿って延びる第１列〜第９列の配置とされ、各列は９個の発光ダイオードにより構成されている。また、各列において、三個の発光ダイオード２１がソケット２３に支持され、当該ソケット２３が基板２０に着脱自在に設けられている。なお、発光ダイオード２１は、ソケット２３又は基板２０に対して一個ずつ着脱自在としてもよい。
【００２３】
本実施形態において、同一列の発光ダイオード２１は、ピーク波長が略同一のものが採用され、列毎にピーク波長が異なるように設定されている。その関係を明瞭化するため、図２においては、平面視略円形で表した発光ダイオード２１の中に、円、三角、四角、クロス、菱形の記号が示されている。照射の基本となる波長は、前記接着剤層１８の組成にもよるが、例えば、３６５ｎｍの波長の紫外線で硬化するように設計された紫外線硬化型の接着剤が用いられている場合には、第１、３、５，７，９列の発光ダイオード２１は３６５ｎｍの波長の光を照射できるものを用い（図２中円記号で示す）、他の列の発光ダイオード２１は、３６５ｎｍの波長以外の光を照射できるものを用いることができる。
【００２４】
以上の構成において、発光ダイオード２１が紫外線を発光した状態で、ウエハ支持部１１と紫外線照射部１２とを相対移動させることにより、前記接着剤層１８の紫外線硬化型の接着剤を硬化させることができる。この際、接着剤層１８中に設計値と異なった開始剤が存在していても、異なるピーク波長を有する発光ダイオード２１が相互に補完し合うように作用し、接着剤層１８の硬化領域の割合を大きくすることが可能となる。
【００２５】
なお、発光ダイオード２１は、照度センサ１７によって、ウエハＷに紫外線を照射する都度照度評価がなされるようになっており、これにより、照度が低下したと検知したときに、一個又は複数を一単位とするユニット毎に電圧を上げて必要照度を確保することができる。また、電圧が上限値に達していて照度が不足していると検知した場合は、一個又は複数を一単位とするユニット毎に交換を行うことができ、常に安定した性能で紫外線照射を行うことが可能となる。
【００２６】
従って、このような実施形態によれば、紫外線発光ダイオード２１を用いた場合に生じうる従来の不都合、すなわち、未硬化領域の発生を防止することができる、という従来にない優れた作用、効果を奏する紫外線照射装置及び紫外線照射方法を提供することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
例えば、図３に示されるように、発光ダイオード２１の発光タイミングを個々に制御可能とし、ウエハＷが紫外線照射部１２の下方を通過するときのタイミングに合わせて順次発光させる態様で紫外線照射を行うことでもよい。この制御は、図示しない制御装置に各発光ダイオード２１又は各ユニットのアドレスデータと、前記相対移動速度とを予め入力しておくことにより実現することができる。図３の例では、発光ダイオード２１の直下にウエハＷが位置する領域内の発光ダイオードのみがＯＮした状態であり、この段階では、図中上下両側の発光ダイオード２１群又は各ユニット群はＯＦＦとなっている。従って、図３の位置から図４の位置までウエハＷの移動が進んだときには、全領域における発光ダイオード２１がＯＮとなり、更にウエハＷが進むに従って、ＯＦＦ領域が次第に拡大することとなる。
【００２９】
また、図５に示されるように、ウエハＷの大きさが発光ダイオード２１の配置領域面積に比べて小さいときには、ウエハＷに紫外線を照射できない発光ダイオード２１の領域を常にＯＦＦに保って紫外線照射を行うことも可能である。
【００３０】
更に、複数個を一単位としたユニット毎の電流値及び／又は電圧値を計測することによって発光ダイオード２１が発光しているか否かを検出するようにしてもよい。また、一個毎の電流値及び／又は電圧値を計測する構成も勿論採用することができる。
【００３１】
また、本発明は、半導体ウエハを照射体として限定されるものではなく、未照射領域を発生させない状態で紫外線照射反応を必要とするものであれば適用することを妨げない。
【００３２】
更に、前記実施形態において、発光ダイオード２１は、列毎に略同一のピーク波長を有するものとしたが、列に関係なく、ピーク波長の異なる発光ダイオード２１をランダムに配置することでもよい。要するに、本発明は、特定のピーク波長を有する発光ダイオードを一種用いるのではなく、複数タイプの発光ダイオードが採用されていれば足りる。発光ダイオードの数、列、配置は、図示構成例に限定されるものではない。
【００３３】
また、ウエハＷを支持するテーブル１６が移動することにより、発光ダイオード２１を支持する基板２０との相対移動が行われる構成を示したが、テーブル１６を固定する一方、基板２０側が適宜なガイド機構を介して移動するように構成してもよいし、テーブル１６と基板２０とが移動するように構成してもよい。
【００３４】
更に、紫外線照射時に、ウエハ支持部１１及び紫外線照射部１２を囲むチャンバ１３内を窒素ガスで充満させたり、減圧を行って、酸素による紫外線硬化阻害を防止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成図。
【図２】図１のＡ矢視図であって、発光ダイオードの配置例を示す概略平面図。
【図３】発光ダイオードの初期発光領域を制御する状態を示す概略平面図。
【図４】発光ダイオードの全領域から発光させる状態を示す概略平面図。
【図５】被照射体の平面積に応じて発光ダイオードを制御する状態を示す概略平面図。
【図６】高圧水銀ランプの発光スペクトルを示す説明図。
【図７】紫外線発光ダイオードの発光スペクトルを示す説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１０  紫外線照射装置
１１  ウエハ支持部
１２  紫外線照射部
１７  照度センサ
２１  発光ダイオード
Ｗ  半導体ウエハ（被照射体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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