(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射体を支持する支持手段と、所定距離を隔てた位置に焦点を有するとともに、首振り動作可能に設けられた光照射手段とを備えた光照射装置において、
前記支持手段は、光照射手段の首振り動作に対応して、前記被照射体の被照射面が焦点位置から外れることがないように、前記被照射体を光照射手段に対して相対変位可能に支持することを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
回路形成面に紫外線硬化型の接着剤を介して接着シートが貼付されるとともに、裏面側にダイシングシートを介してリングフレームにマウントされた半導体ウエハを支持する支持手段と、所定距離を隔てた位置に焦点を有するとともに、首振り動作可能に設けられて紫外線を発光可能な光照射手段とを備えた光照射装置において、
前記支持手段は、光照射手段の首振り動作に対応して、前記被照射体の被照射面が焦点位置から外れることがないように、前記半導体ウエハを光照射手段に対して相対変位可能に支持することを特徴とする光照射装置。
【請求項３】
前記支持手段は移動手段に支持され、当該移動手段は、前記光照射手段の中心光軸に対して被照射面が直交するように支持手段を変位可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の光照射装置。
【請求項４】
前記光照射手段は、光を集光して焦点を形成する光照射ユニットと、当該光照射ユニットを首振り動作可能に支持する支持体とを含むことを特徴とする請求項１、２又は３記載の光照射装置。
【請求項５】
被照射体を支持する支持手段と、所定距離を隔てた位置に焦点を有するとともに、首振り動作可能に設けられた光照射手段とを備えた光照射装置を用いて被照射面に光を照射する方法において、
前記光照射手段の首振り動作に対応して、前記被照射面が焦点位置から外れることがないように、前記被照射体を相対変位させながら光照射を行うことを特徴とする光照射方法。
【請求項６】
前記光照射手段の首振り動作と、被照射体の変位は、光照射手段の中心光軸が被照射面に対して直交方向に向けられる状態を維持するように行われることを特徴とする請求項５記載の光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光照射装置及び光照射方法に係り、特に、光反応型の接着シートが貼付された半導体ウエハを被照射体として光照射するときに、小スペースで単位面積あたりの光の照射量を変化させることなく均一に光照射を行うことのできる光照射装置及び光照射方法に関する。
【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、ウエハの回路面に保護用の接着シート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、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、特許文献１に開示されている。同文献における紫外線照射装置は、紫外線硬化型の粘着テープが貼付されたウエハに対してランプハウスを首振り動作可能に設け、紫外線の照射角度に応じて首振り速度を制御することで、小スペースとし、照射領域の全体に亘って紫外線の積算光量を一定に維持する構成が採用されている。
【特許文献１】特開２００１−２９００００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、光源を首振り動作させることで小スペース化は実現できるものの、被照射領域の積算光量を一定に維持するために、光源から遠く離れた被照射面に対しては、ランプハウスの首振り速度を遅くしたり、照度を強める制御を必要とするものであり、制御が複雑になる、という不都合がある。
【０００５】
［発明の目的］
本発明は、こ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、複雑な制御を必要とすることなく、小スペースで被照射面における単位面積当たりの光照射量を均一に行うことのできる光照射装置及び光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】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、被照射体を支持する支持手段と、所定距離を隔てた位置に焦点を有するとともに、首振り動作可能に設けられた光照射手段とを備えた光照射装置において、前記支持手段は、光照射手段の首振り動作に対応して、前記被照射体の被照射面が焦点位置から外れることがないように、前記被照射体を光照射手段に対して相対変位可能に支持する、という構成を採っている。
【０００７】
また、本発明は、回路形成面に紫外線硬化型の接着剤を介して接着シートが貼付されるとともに、裏面側にダイシングシートを介してリングフレームにマウントされた半導体ウエハを支持する支持手段と、所定距離を隔てた位置に焦点を有するとともに、首振り動作可能に設けられて紫外線を発光可能な光照射手段とを備えた光照射装置において、前記支持手段は、光照射手段の首振り動作に対応して、前記被照射体の被照射面が焦点位置から外れることがないように、前記半導体ウエハを光照射手段に対して相対変位可能に支持する、という構成を採っている。
【０００８】
本発明において、支持手段は移動手段に支持され、当該移動手段は、前記光照射手段の中心光軸に対して被照射面が直交するように支持手段を変位可能である、という構成を採ることができる。
【０００９】
更に、前記光照射手段は、光を集光して焦点を形成する光照射ユニットと、光照射ユニットを首振り動作可能に支持する支持体とを含む、という構成を採っている。
【００１０】
また、本発明は、被照射体を支持する支持手段と、所定距離を隔てた位置に焦点を有するとともに、首振り動作可能に設けられた光照射手段とを備えた光照射装置を用いて被照射面に光を照射する方法において、前記光照射手段の首振り動作に対応して、前記被照射面が焦点位置から外れることがないように、前記被照射体を相対変位させながら光照射を行う、という手法を採っている。
【００１１】
前記光照射方法において、前記光照射手段の首振り動作と、被照射体の変位は、光照射手段の中心光軸が被照射面に対して直交方向に向けられる状態を維持するように行われるという手法を採ることが好ましい。
【００１２】
また、本発明における「首振り動作」とは、直交２軸方向の面内で揺動する二次元的な動作に限らず、直交３軸方向で揺動する三次元的な動作も含み、また、二次元的な動作と三次元的な動作との選択的な動作も含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光照射手段が被照射面に対して首振り動作しても、支持手段に支持された被照射体が同期して変位することで、光の焦点位置を被照射面内に維持することができ、当該被照射面に対する単位面積あたりの光の照射量、つまり光の積算光量を一定とすることが可能となる。従って、光照射手段の首振り動作速度や照度を可変するといった複雑な制御を必要としない小スペースで制御が簡単な光照射装置を提供することが可能となる。
また、接着シートが貼付された半導体ウエハを被照射体とした場合には、接着シートを剥離する際に、極薄に研削されたウエハ若しくは個片化されたチップを破損したりする不都合もない。
更に、中心光軸が被照射面に対して直交方向に向けられる構成により、光のエネルギー損失を回避しつつ効率的に光照射を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１には、本実施形態に係る光照射装置の概略斜視図が示され、図２には、その一部を省略した正面図が示されている。これらの図において、光照射装置１０は、下面（回路形成面）に紫外線硬化型の接着剤を有する接着シートＳが貼付された半導体ウエハＷ（被照射体）を支持する支持手段１１と、当該支持手段１１を変位可能に支持する移動手段としての多関節ロボット１２と、ウエハＷに相対する位置で首振り動作可能に設けられて接着シートＳの接着剤層面ＳＡを被照射面として光照射可能な光照射手段としての紫外線照射手段１３とを備えて構成されている。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と非常に薄いため、面として捉えることとする。
【００１６】
前記支持手段１１は、Ｙ型に分岐した吸着アーム１５と、この吸着アーム１５を保持するアームホルダ１６とを備え、吸着アーム１５の下面側には図示しない吸着領域が設けられている。この吸着領域は図示しない減圧ポンプに接続されており、ウエハＷを吸着保持可能となっている。
【００１７】
前記多関節ロボット１２は、ベース部２０と、当該ベース部２０の上面側に配置された第１アーム２１〜第６アーム２６と、第６アーム２６の自由端側に取り付けられた保持チャック２７とを含む。第２、第３及び第５アーム２２、２３、２５は、図１に示された状態で、Ｙ-Ｚ面内でそれぞれＢ、Ｃ、Ｅ方向に回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム２１、２４、２６は、それぞれその軸周り、つまり、Ａ、Ｄ、Ｆ方向に回転可能に設けられている。本実施形態における多関節ロボット１２は数値制御（ＮＣコントロール）されるものである。すなわち、対象物（本実施形態ではウエハＷ等）に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものである。保持チャック２７は、相互に離間接近可能な図示しない一対のチャック爪を備えており、これらチャック爪が前記アームホルダ１６に係脱可能となっている。なお、保持チャック２７は、吸着アーム１５及びそれ以外の搬送アームやカッター刃等に持ち替え可能に構成されている。
【００１８】
前記紫外線照射手段１３は、ウエハＷの径方向（Ｙ軸方向）に沿う焦点としての焦点軸Ｐ（図１、２参照）を形成する紫外線照射ユニット３０と、この紫外線照射ユニット３０を首振り動作可能に支持する支持体３１とを含む。紫外線照射ユニット３０は、図１及び図３に示されるように、上面に透光性部材からなる照射口３３が設けられた略直方体形状のケース３５と、当該ケース３５内でＹ軸方向に沿って配置された水銀ランプ等の光源をなすランプ３６と、このランプ３６の光を収束して焦点軸Ｐを形成するように設けられた反射板３７とを備えて構成されている。
【００１９】
前記支持体３１は、上方に開口した略コ字状のフレーム４０と、モータＭと、このモータＭの出力軸に連結されたシャフト４１とからなり、フレーム４０間にシャフト４１を介して紫外線照射ユニット３０が回転中心軸ＲＣを中心としてＸ-Ｚ面内で首振り動作（回転動作）可能に軸支されている。このような構成により、焦点軸Ｐは、図２に示されるように、回転中心軸ＲＣを中心とした仮想円弧ＩＣに沿って首振り動作可能になっている。
【００２０】
次に、本実施形態における紫外線照射方法について図４をも参照して説明する。
【００２１】
なお、本実施形態の場合、図２に示されるように、多関節ロボット１２は、紫外線照射ユニット３０が垂直方向に向けられたときの焦点軸Ｐ上にウエハＷの左右方向における中心であって接着シートＳの接着剤層面ＳＡが位置する状態を基準とするとともに、焦点軸ＰをウエハＷの回転中心軸ＷＰとして当該ウエハＷをＺ−Ｘ面内で変位（回転）させる。また、紫外線照射ユニット３０が回転中心軸ＲＣを中心として回転するとともに、ウエハＷが回転中心軸ＷＰを中心として回転し、図４（Ａ）に示されるように、焦点軸ＰがウエハＷの右端に位置する状態を初期位置として予め図示しない制御手段に記憶させておく。
【００２２】
回路面に接着シートＳが貼付されたウエハＷを多関節ロボット１２が吸着アーム１５を介して吸着保持すると、当該多関節ロボット１２は、ウエハＷを初期位置へ搬送する（図４（Ａ）参照）。
【００２３】
そして、図４（Ｂ）に示されるように、紫外線照射ユニット３０は、ランプ３６によって予め設定された一定の紫外線を照射しつつ、回転中心軸ＲＣを中心としてＸ-Ｚ面内で一定の速度で回転する。この回転によって焦点軸Ｐは、図４に示されるように、回転中心軸ＲＣを中心とした仮想円弧ＩＣ上を移動することとなる。そして、多関節ロボット１２は、紫外線照射ユニット３０の回転に対応して回転中心軸ＷＰを中心として、接着シートＳの接着剤層面ＳＡが焦点軸Ｐから外れることがないようにウエハＷを変位させる。
【００２４】
次いで、図４（Ｃ）に示されるように、接着シートＳの左端側まで紫外線の照射を行うと紫外線の照射を完了し、ウエハＷは、多関節ロボット１２を介して次工程に搬送され、別の工程で接着シートＳがウエハＷから剥離されることとなる。
【００２５】
従って、このような実施形態によれば、紫外線照射ユニット３０の首振り動作に対応して、接着シートＳの接着剤層面ＳＡが焦点軸Ｐから外れることがないように多関節ロボット１２がウエハＷを変位させる構成としたから、これらを相対回転若しくは変位させる速度を一定に保った状態で、接着シートＳの全領域において、紫外線硬化型接着剤の硬化を均一に行うことができる、という効果を得る。
【００２６】
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。
【００２７】
例えば、紫外線照射ユニット３０の照射口３３の外側若しくは内面側に、適宜なシャッター機構を設ける構成を採用してもよい。これによれば、紫外線照射を行うまでの立ち上がり時間を要するランプを採用した場合に、シャッターを閉塞して予めランプを点灯させておけば、シャッターの開放と同時に安定した紫外線照射を開始することができる。更に、光源としては、水銀ランプの他、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。
【００２８】
また、前記実施形態では、紫外線を照射することによって接着シートＳの接着剤を硬化させる場合を説明したが、感熱接着性の接着シートをウエハＷに仮着し、これを加熱することで当該接着シートをウエハＷに強力に貼付する装置等にも適用することが可能である。この場合の光としては、赤外線等が例示できる。
【００２９】
更に、支持手段１１は、必ずしも多関節ロボット１２に支持させる必要はなく、前記アームホルダ１６を適宜な回転機構に保持させる構成としてもよい。また、支持手段１１と紫外線照射手段１３は、図示例の上下相対位置に限らず、それらが反対となる関係に配置したり、左右方向に相対的に配置したりしてもよい。要するに、本発明は、特許請求の範囲に記載した条件を満足する限りにおいて、種々の変更を行うことができる。
【００３０】
更に、被照射体はウエハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他のもの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。
【００３１】
更に、ウエハＷの変位のさせ方は、前記実施形態に示した回転動作以外に、図５に示されるように、上下動作としてもよい。
【００３２】
また、図６に示されるように、ウエハＷを所定の位置に固定しておき、紫外線照射手段１３の首振り動作に対応して、接着シートＳの接着剤層面ＳＡが焦点軸Ｐから外れることがないように紫外線照射手段１３を変位させるように構成してもよい。この場合、紫外線照射手段１３に上下動を可能にする駆動手段を設ければよい。
【００３３】
更に、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、紫外線照射手段１３の中心光軸ＣＬに対して被照射面が直交するように多関節ロボット１２を介してウエハＷを変位させるように構成してもよい。この場合、ウエハＷは、回転中心軸ＷＰを中心として回転動作するとともに、接着シートＳの接着剤層面ＳＡに中心光軸ＣＬが直行する方向から入射されるように上下動作が加わった複合的な動作となるため、多関節ロボット１２をそのような動作が行えるようにプログラム変更する必要がある。このような構成によって、紫外線のエネルギー損失を抑制しつつ効率的に紫外線を照射することができ、ひいては、紫外線光量を抑えて消費電力を節約することができる。
【００３４】
また、図８に示されるように、下面（回路形成面）に紫外線硬化型の接着剤を介して接着シートＳが貼付される一方、上面（裏面）にダイシングシートＳ１を介してリングフレームＲＦにマウントされた半導体ウエハＷを被照射体とすることもできる。
【００３５】
更に、前記実施形態では、ウエハＷの径方向（Ｙ軸方向）に沿う焦点軸Ｐを焦点として図示、説明したが、焦点は点であってもよい。このような場合、紫外線照射ユニット３０は、Ｘ-Ｚ面内で首振り動作に加えて、Ｙ-Ｚ面内でも首振り動作する三次元的な動作が可能なように構成し、支持手段１１もＸ-Ｚ面内に加えて、Ｙ-Ｚ面内でも首振り動作する三次元的な動作が可能なように構成すればよい。
【００３６】
また、前記実施形態のように、紫外線硬化型の接着剤を硬化させる場合、大気中に含まれる酸素によって、その硬化が阻害されるため、例えば、接着シートＳが貼付されたウエハＷを外気と遮断することができるケース等で囲い、このケース内を窒素ガスのような不活性ガス雰囲気としてから紫外線を照射するように構成してもよい。つまり、被照射体の特性に合わせて、その雰囲気を変更することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る紫外線照射装置の概略斜視図。
【図２】前記紫外線照射装置の一部を省略した正面図。
【図３】光照射手段の側面図。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、紫外線照射方法を説明するための作用説明図。
【図５】第１の変形例の説明図。
【図６】第２の変形例の説明図。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、第３の変形例の説明図。
【図８】第４の変形例を示す光照射装置の概略斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１０  光照射装置
１１  支持手段
１２  多関節ロボット（移動手段）
１３  紫外線照射手段（光照射手段）
３０  紫外線照射ユニット（光照射ユニット）
３１  支持体
Ｓ  接着シート（被照射体）
Ｗ  半導体ウエハ（被照射体）
ＳＡ  接着剤層面（被照射面）
ＣＬ  中心光軸
Ｐ  焦点軸（焦点）
【図１】
0004796096.tif 000002
【図２】
0004796096.tif 000003
【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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【図８】
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