JP2012226893A - Flash light discharge lamp lighting device, light irradiator, and method of hardening photo-curing material by using flash light discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は閃光放電ランプ点灯装置、光照射器、及びそれを用いた光硬化材料の硬化方法に関し、例えば、半導体製造工程における半導体ウェハー基板の光照射工程に用いられる閃光放電ランプ点灯装置等に関する。 The present invention relates to a flash discharge lamp lighting device, a light irradiator, and a method of curing a photocurable material using the same, and relates to, for example, a flash discharge lamp lighting device used in a light irradiation process of a semiconductor wafer substrate in a semiconductor manufacturing process.
従来、半導体製造工程において、ダイシングと呼ばれる半導体ウェハー基板を個々の半導体チップに分離する工程では、分離前に半導体ウェハー基板に貼付する紫外線硬化性テープ(以下、「テープ」という)又は半導体ウェハー基板に塗布する紫外線硬化性の塗料(以下、「塗料」という)を硬化させるための紫外線照射用の光源として紫外線ランプが用いられてきた。 Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, in a process of separating a semiconductor wafer substrate called dicing into individual semiconductor chips, an ultraviolet curable tape (hereinafter referred to as “tape”) or a semiconductor wafer substrate to be attached to the semiconductor wafer substrate before the separation. An ultraviolet lamp has been used as a light source for ultraviolet irradiation for curing an ultraviolet curable coating (hereinafter referred to as “paint”) to be applied.
しかしながら、UVランプからの放射熱による半導体ウェハー基板の変形や、照射時間などを考慮して、近年では紫外線ランプに代わり、閃光放電光を照射させることのできるキセノンランプに代表される閃光放電ランプが採用されるようになってきた。これは、紫外線ランプと比較して、閃光放電ランプは点灯時に放射する熱が少ないこと、及び短時間に高照度の放射光を照射できることから、テープ又は塗料を効率よく硬化させることができるためである。 However, considering the deformation of the semiconductor wafer substrate due to the radiant heat from the UV lamp and the irradiation time, a flash discharge lamp typified by a xenon lamp that can irradiate flash discharge light instead of the ultraviolet lamp in recent years. Has been adopted. This is because, compared to ultraviolet lamps, flash discharge lamps emit less heat when lit and can radiate high-intensity radiant light in a short time, so that tape or paint can be cured efficiently. is there.
特許文献1はこの閃光放電ランプを点灯させるための点灯装置を開示する。点灯装置は蓄電コンデンサを高電圧で充電し、この充電された高電圧を閃光放電ランプに印加した状態で、放電ランプの外部に近接させたトリガワイヤに数10kVの高電圧パルスを印加することにより、ランプを絶縁破壊させて蓄電コンデンサの電荷をランプ電流として一気に放電させる。閃光放電ランプは通常、円形の半導体ウェハーに対応するような環状ランプであり、半導体ウェハーは閃光放電ランプによってほぼ一様に照射される。 Patent Document 1 discloses a lighting device for lighting this flash discharge lamp. The lighting device charges the storage capacitor with a high voltage, and in a state where the charged high voltage is applied to the flash discharge lamp, by applying a high voltage pulse of several tens kV to the trigger wire close to the outside of the discharge lamp, The lamp is dielectrically broken, and the electric charge of the storage capacitor is discharged at once as the lamp current. The flash discharge lamp is usually an annular lamp corresponding to a circular semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is illuminated almost uniformly by the flash discharge lamp.
近年は半導体製造の高効率化を目的として半導体ウェハーの大型化(大口径化)が望まれており、従来主流であったφ300mmのウェハーに代わりφ450mmのウェハーが採用されるようになってきた。半導体ウェハーの面積が大きくなるので、その分エネルギーの大きな光を放電照射すればよい。しかし、φ300mmのウェハーではほとんど問題とならなかった光照射に起因するウェハーのひずみが、φ450mmのウェハーにおいては無視できないレベルとなって現れることが分かってきた。 In recent years, it has been desired to increase the size (larger diameter) of a semiconductor wafer for the purpose of improving the efficiency of semiconductor manufacturing, and a φ450 mm wafer has been adopted instead of the conventional φ300 mm wafer. Since the area of the semiconductor wafer becomes large, light having a large energy may be irradiated by discharge. However, it has been found that the distortion of the wafer caused by light irradiation, which has hardly been a problem with a φ300 mm wafer, appears at a level that cannot be ignored in a φ450 mm wafer.
上記の光照射工程においてテープ又は塗料を硬化させる際、テープ又は塗料は硬化する過程で微少ながら収縮をする。この収縮の影響として、半導体ウェハーにおけるチップにひずみが生じる。これは円形の半導体ウェハーの中心部付近のチップではほとんど問題とならないが、中心部から外側方向へ向かうほど収縮の影響が大きくなりチップのひずみが問題となる。従って、このひずみはφ300mmのウェハーの場合ではほとんど問題とならないが、φ450mmのウェハーでは、特に外周部に存在するチップでその影響が大きくなる。ひずみの量が大きいと半導体チップは不良となってしまい、これにより半導体チップ製造における歩留まりが低下してしまうという問題があった。 When the tape or paint is cured in the above light irradiation step, the tape or paint shrinks slightly in the course of curing. As a result of this shrinkage, the chip in the semiconductor wafer is distorted. This is hardly a problem for a chip near the center of a circular semiconductor wafer, but the effect of shrinkage increases from the center toward the outside, and chip distortion becomes a problem. Therefore, this distortion hardly poses a problem in the case of a φ300 mm wafer, but in the case of a φ450 mm wafer, the influence is particularly large in a chip existing on the outer peripheral portion. If the amount of strain is large, the semiconductor chip becomes defective, which causes a problem that the yield in manufacturing the semiconductor chip is lowered.
そこで本発明は、照射対象物となる基板に付されたテープ又は塗料を硬化させる際に、テープ又は塗料の収縮による基板上のひずみ発生を抑制することを目的とする。特に、半導体ウェハーの光照射工程においてウェハー上のひずみの発生を抑制し、それにより半導体チップ製造における歩留まりを向上することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress generation of strain on a substrate due to contraction of the tape or paint when the tape or paint applied to the substrate to be irradiated is cured. In particular, it is an object to suppress the generation of strain on the wafer in the light irradiation process of the semiconductor wafer, thereby improving the yield in semiconductor chip manufacturing.
本発明の第1の側面は、基板に付された光硬化材料を硬化させるために閃光放電ランプを点灯させる閃光放電ランプ点灯装置である。その閃光放電ランプ点灯装置は、入力電圧を昇圧する昇圧回路及び昇圧回路の出力を充電する蓄電回路からなる昇圧充電回路、閃光放電ランプを絶縁破壊させて蓄電回路からのエネルギーを閃光放電ランプに投入させるための始動回路、並びに閃光放電ランプに複数回にわたる一連の点灯を行わせるために昇圧充電回路及び始動回路を制御する制御部を備え、制御部が、一連の点灯において、相対的に低いエネルギーを蓄電回路に充電して点灯させる弱照射モードの後に相対的に高いエネルギーを蓄電回路に充電して点灯させる本照射モードを適用するように構成される。 A first aspect of the present invention is a flash discharge lamp lighting device for lighting a flash discharge lamp in order to cure a photocurable material attached to a substrate. The flash discharge lamp lighting device includes a booster circuit that boosts an input voltage and a booster charge circuit that includes a power storage circuit that charges the output of the booster circuit. The flash discharge lamp is dielectrically broken to input energy from the power storage circuit to the flash discharge lamp. And a control unit for controlling the boosting charging circuit and the starting circuit to cause the flash discharge lamp to perform a series of lightings a plurality of times. The control unit has a relatively low energy in the series of lightings. After the weak irradiation mode in which the power storage circuit is charged and turned on, the main irradiation mode in which the storage circuit is charged with the relatively high energy and turned on is applied.
本発明の第2の側面は、上記第1の側面の閃光放電ランプ点灯装置及び閃光放電ランプを備えた光照射器である。 The second aspect of the present invention is a light irradiator including the flash discharge lamp lighting device and the flash discharge lamp according to the first aspect.
本発明の第3の側面は基板に付された光硬化材料を硬化させる方法であり、入力電圧を昇圧する昇圧回路及び昇圧回路の出力を充電する蓄電回路からなる昇圧充電回路、閃光放電ランプを絶縁破壊させて蓄電回路からのエネルギーを閃光放電ランプに投入するための始動回路、及び閃光放電ランプに複数回にわたる一連の点灯を行わせるために昇圧充電回路及び始動回路を制御する制御部を有する閃光放電ランプ点灯装置を用いる。本方法は、一連の点灯において、相対的に低いエネルギーを蓄電回路に充電して点灯させる弱照射段階、及び弱照射段階の後に相対的に高いエネルギーを蓄電回路に充電して点灯させる本照射段階を備える。 A third aspect of the present invention is a method for curing a photo-curing material applied to a substrate, comprising a boosting circuit that boosts an input voltage and a boosting charging circuit comprising a storage circuit that charges the output of the boosting circuit, and a flash discharge lamp. A starting circuit for causing dielectric breakdown to input energy from the power storage circuit to the flash discharge lamp, and a control unit for controlling the boosting charging circuit and the starting circuit for causing the flash discharge lamp to perform a series of lighting operations a plurality of times. A flash discharge lamp lighting device is used. This method includes a weak irradiation stage in which a relatively low energy is charged in a storage circuit in a series of lighting, and a main irradiation stage in which a relatively high energy is charged in the storage circuit after the weak irradiation stage and is lit. Is provided.
上記第1及び第3の側面において、弱照射モード(弱照射段階)における昇圧回路による昇圧値が本照射モード(本照射段階)における昇圧値よりも低くなるようにすればよい。また、蓄電回路を複数の蓄電素子及び複数の蓄電素子の接続状態を切り替えるためのスイッチで構成し、弱照射モードにおける蓄電素子の合成容量が本照射モードにおける合成容量よりも小さくなるようにしてもよい。またさらに、弱照射モードと本照射モードの間に、弱照射モードで充電されるエネルギーよりも高く本照射モードで充電されるエネルギーよりも低いエネルギーを蓄電回路に充電して点灯させる中間照射モード(中間照射段階)を適用するようしてもよい。 In the first and third aspects, the boosted value by the booster circuit in the weak irradiation mode (weak irradiation stage) may be lower than the boosted value in the main irradiation mode (main irradiation stage). In addition, the power storage circuit is configured with a plurality of power storage elements and a switch for switching the connection state of the plurality of power storage elements so that the combined capacity of the power storage elements in the weak irradiation mode is smaller than the combined capacity in the main irradiation mode. Good. Furthermore, between the weak irradiation mode and the main irradiation mode, an intermediate irradiation mode in which the energy storage circuit is charged with an energy higher than the energy charged in the weak irradiation mode and lower than the energy charged in the main irradiation mode ( An intermediate irradiation stage) may be applied.
図1は本発明の第1及び第2の実施例で用いる閃光放電ランプ点灯装置(以下、「点灯装置」という)の図である。点灯装置は、交流電源10を整流平滑化する整流部(11、12)、整流部の出力を昇圧する昇圧回路(13−18、25)及び昇圧回路の出力を充電する蓄電回路(19−22)からなる昇圧充電回路、閃光放電ランプ24を絶縁破壊させて蓄電回路からのエネルギーを閃光放電ランプ24に投入するための始動回路(26、27)、並びに閃光放電ランプ24に複数回にわたる一連の点灯を行わせるために昇圧充電回路及び始動回路を制御する制御部30を備える。なお、各回路素子が上記のどの回路に属するかは便宜的なものであり、本発明を拘束するものではない。
FIG. 1 is a diagram of a flash discharge lamp lighting device (hereinafter referred to as a “lighting device”) used in the first and second embodiments of the present invention. The lighting device includes a rectifier (11, 12) that rectifies and smoothes the
図1において、入力電源は単相電源を図示しているが三相電源であってもよい。また、整流部は整流回路11及び平滑コンデンサ12で図示しているが、昇圧チョッパ回路等で構成してもよい。なお、入力電源として直流電源が接続される場合には整流部はなくてもよい。整流部が昇圧チョッパ回路で構成される場合は、昇圧回路の昇圧機能を昇圧チョッパ回路側に持たせてもよい。
In FIG. 1, the input power supply is a single-phase power supply, but may be a three-phase power supply. Further, although the rectifying unit is illustrated with the rectifying
昇圧回路は、整流部の出力を交流変換するフルブリッジ回路(13−16)を備える昇圧インバータ回路からなる。フルブリッジ回路において、昇圧制御回路25は制御部30からの充電開始指令を受けると、トランジスタ13及び16とトランジスタ14及び15を50kHz程度の高周波で交互にオン/オフさせる。このスイッチング動作によって整流部からの直流入力が交流変換される。フルブリッジ回路の交流出力はインダクタ17によって電流制限されて昇圧トランス18の1次巻線に入力され、昇圧トランス18の巻数比に従って昇圧された電圧が2次巻線に発生する。昇圧トランス18の2次巻線に発生した電圧がダイオードブリッジ19−21によって整流され、これが蓄電コンデンサ(蓄電素子)22に充電される。充電動作時の充電電圧は、インダクタ17及び昇圧トランス18の1次巻線側のインダクタンスと、フルブリッジ回路のスイッチングパルス幅又はスイッチング周波数、及び蓄電コンデンサの容量によって決まる充電速度で上昇していく。そして、不図示の充電検出手段(例えば、蓄電コンデンサ22の電圧検出回路)によって充電電圧値が所定の電圧値まで上昇したと検出されると、昇圧制御回路25は充電インバータ回路の動作を停止し、充電完了信号を制御部30に返す。所定の電圧値は、例えば、2000〜3000Vdc程度である。
The booster circuit is composed of a booster inverter circuit including a full bridge circuit (13-16) for AC-converting the output of the rectifier. In the full bridge circuit, when the boost control circuit 25 receives a charge start command from the
制御部30は充電完了信号を受けた後、所定のタイミングで点灯指令を昇圧制御回路25に出力する。昇圧制御回路25は点灯指令を受けてイグナイタ回路26に始動信号を出力する。イグナイタ回路26は始動信号を受けると、外部トリガ27に10k〜20kVの高圧パルス電圧を発生させる。
After receiving the charge completion signal, the
外部トリガ27からの高圧パルスによって閃光放電ランプ24が絶縁破壊されると、蓄電コンデンサ22に充電されていたエネルギーが放電電流ピーク制御インダクタ23によって限流されつつ閃光放電ランプ24に投入される。これにより、閃光放電ランプ24の一回の閃光点灯が行われる。この充電から点灯までの動作が、設定されたタイミングで繰り返されて複数回にわたる一連の点灯が行われる。 When the flash discharge lamp 24 is broken down by a high-pressure pulse from the external trigger 27, the energy charged in the storage capacitor 22 is supplied to the flash discharge lamp 24 while being limited by the discharge current peak control inductor 23. Thereby, the flash discharge lamp 24 is turned on once. This operation from charging to lighting is repeated at a set timing, and a series of lighting is performed a plurality of times.
本発明では、制御部30は、複数回にわたる一連の点灯において、相対的に低いエネルギーを蓄電回路に充電して点灯させる弱照射モードの後に相対的に高いエネルギーを蓄電回路に充電して点灯させる本照射モードを適用するように構成される。
In the present invention, the
閃光放電ランプ24の点灯が不図示の点灯検出手段によって検出されると、昇圧制御回路25は点灯確認信号を制御部30に返す。閃光放電ランプ24が不点の場合には、昇圧制御回路25は不点信号を制御部30に返す。但し、点灯確認信号及び不点信号の送信は本発明においては必須の動作ではない。
When lighting of the flash discharge lamp 24 is detected by a lighting detection unit (not shown), the boost control circuit 25 returns a lighting confirmation signal to the
制御部30はマイコン、パソコン等のコンピュータからなり、CPU31、メモリ32、及び場合によっては入出力インターフェイス33を備える。制御部30は、上述したように所定のタイミングで閃光放電ランプ24を点灯させるように構成される。従って、この所定のタイミングは、メモリ32にプログラムしておいてもよいし、挿抜可能な記憶媒体から読み込まれるようにしてもよいし、通信機器から伝送媒体を介して読み込まれるようにしてもよい。また、制御部30がパソコンからなる場合には、製造工程に応じてユーザが入出力インターフェイス33を介して所望のタイミングを入力できるようにしてもよい。また、図1では制御部30と昇圧制御回路25とを有線で接続しているが、無線通信で接続してもよい。
The
図2は図1の閃光放電ランプ24及び外部トリガ27の具体的構成を示す。閃光放電ランプ(以下、「ランプ」という)は、石英発光管101、石英発光管101の一端内部に配置された陽極102、石英発光管101の他端内部に配置された陰極103、石英発光管101の両端部を封止するシール部104、石英発光管に近接配置されたトリガワイヤ105(外部トリガ)、並びに陽極102及び陰極103にそれぞれ接続された電極芯棒106からなる。陽極102はタングステン製であり、陰極103はタングステン製電極の先端に焼結電極を溶接したものである。なお、焼結電極とはタングステンに酸化バリウムBaOや酸化アルミニウムAL203をドープし、焼き固めたものである。
FIG. 2 shows a specific configuration of the flash discharge lamp 24 and the external trigger 27 of FIG. A flash discharge lamp (hereinafter referred to as “lamp”) includes a
図3は本発明の光照射器を示すものであり、上段が上面図、下段が側面図である。光照射器は、ランプを内包する照射器301、ランプ324(図1の閃光放電ランプ24に対応するものとする)、反射板302、及びダクト303を備える。照射対象となる半導体ウェハー等の基板304がランプ324及び反射鏡302に対して対向配置される。また、上述のイグナイタ回路26からの高圧パルスが減衰しないように、ランプ324に付されるトリガワイヤとイグナイタ回路26との間の配線は短い方が好ましい。従って、照射器301にイグナイタ回路26が設けられるものとする。反射板302はランプからの放電光を被照射物に対して効率よく反射させるためのものであり、ダクト303はランプを冷却(空冷)するための吸気用又は排気用のダクトである。 FIG. 3 shows the light irradiator of the present invention, with the upper part being a top view and the lower part being a side view. The light irradiator includes an irradiator 301 containing a lamp, a lamp 324 (corresponding to the flash discharge lamp 24 in FIG. 1), a reflector 302, and a duct 303. A substrate 304 such as a semiconductor wafer to be irradiated is disposed to face the lamp 324 and the reflecting mirror 302. Further, it is preferable that the wiring between the trigger wire attached to the lamp 324 and the igniter circuit 26 is short so that the high-pressure pulse from the igniter circuit 26 is not attenuated. Therefore, the igniter circuit 26 is provided in the irradiator 301. The reflector 302 is for efficiently reflecting the discharge light from the lamp to the object to be irradiated, and the duct 303 is a duct for intake or exhaust for cooling (air cooling) the lamp.
本発明では、一連の複数回の点灯動作は、予備的な弱い照射を行う弱照射段階とその後の本格的な硬化をもたらす本照射段階からなる。弱照射段階では、後の本照射段階でひずみが発生し難いように低い照射エネルギーでウェハーをある程度照射しておき、その後の最終的な本照射段階で、光硬化材料の硬化に必要なエネルギーを投入する。この最初の弱い照射によってテープ又は塗料の硬化工程におけるウェハーのひずみ発生を抑制することができ、特に、大口径化したφ450mmの半導体ウェハーの外周付近においても、ひずみが問題とならないレベルとすることができる。 In the present invention, the series of multiple lighting operations includes a weak irradiation stage in which preliminary weak irradiation is performed and a main irradiation stage in which subsequent full-scale curing is brought about. In the weak irradiation stage, the wafer is irradiated to some extent with low irradiation energy so that distortion does not easily occur in the subsequent main irradiation stage, and in the final main irradiation stage, energy necessary for curing the photo-curing material is obtained. throw into. This first weak irradiation can suppress the wafer distortion in the tape or paint curing process, and the distortion should not be a problem even in the vicinity of the outer periphery of a large diameter φ450 mm semiconductor wafer. it can.
以降に示す各実施例では、次のことを前提としている。
光照射器において、φ450mmウェハーが使用され、ウェハーのチップ上にはテープ又は塗料(以下、「光硬化材料」という)が付される。
φ450mmウェハーに貼付したテープを完全に硬化させるためには、ランプ324の点灯における積算エネルギー値(蓄電コンデンサからの放電エネルギーの積算値又は累積値)を15000J以上とする必要がある。
また、通常の半導体製造工程のタクトタイムとして、ランプ点灯に費やせる時間は10秒程度であり(その後20秒程度でウェハーの搬送及び待機が行われる)、この10秒程度の間に30発程度の閃光点灯が行われる。なお、ランプ点灯サイクルPPS(Pulse Per Second)は電源の充電能力にもよるが、5PPS〜10PPSとするのが一般的である。従って、一般的な製造方法から大幅な変更を行わなくても済むように、タクトタイムやランプ点灯サイクルは上記の範囲に準ずることが好ましい。
In the following embodiments, the following is assumed.
In the light irradiator, a φ450 mm wafer is used, and a tape or paint (hereinafter referred to as “photo-curing material”) is applied on the chip of the wafer.
In order to completely cure the tape affixed to the φ450 mm wafer, the integrated energy value (integrated value or cumulative value of discharge energy from the storage capacitor) when the lamp 324 is turned on needs to be 15000 J or more.
Further, as a tact time of a normal semiconductor manufacturing process, the time that can be spent for lamp lighting is about 10 seconds (the wafer is transported and waited for about 20 seconds thereafter), and about 30 shots in about 10 seconds. The flash is turned on. The lamp lighting cycle PPS (Pulse Per Second) is generally 5 PPS to 10 PPS, although it depends on the charging capability of the power source. Therefore, it is preferable that the tact time and the lamp lighting cycle conform to the above ranges so that a significant change from a general manufacturing method is not required.
実施例1.
本実施例では蓄電コンデンサ22の容量を80μFとし、複数回にわたる一連の点灯動作中にランプ点灯時の蓄電コンデンサ22の充電電圧を2100Vdc、2400Vdc、2700Vdc、3000Vdcと4段階に変更できるようにした(本実施例では2段階のみを用いる)。具体的には、制御部30からの指令値に応じて、昇圧制御回路25がフルブリッジ回路のスイッチングパルス幅又はスイッチング周波数を制御して蓄電コンデンサ22に充電される電圧を制御する。各充電電圧に対する1回の点灯あたりの放電エネルギーEを表1に示す。放電エネルギーEは、蓄電コンデンサ22の容量をC、充電電圧をVとした場合に、C×V2/2によって算出される。なお、点灯装置の充電能力を考慮してランプ点灯サイクルを5PPSとした。
In this embodiment, the capacity of the storage capacitor 22 is set to 80 μF, and the charging voltage of the storage capacitor 22 when the lamp is lit can be changed in four stages, 2100 Vdc, 2400 Vdc, 2700 Vdc, and 3000 Vdc, during a series of lighting operations. In this embodiment, only two stages are used). Specifically, the boost control circuit 25 controls the voltage charged in the storage capacitor 22 by controlling the switching pulse width or switching frequency of the full bridge circuit according to the command value from the
上述したように、一連の複数回の点灯動作は、予備的な弱い照射を行う弱照射段階とその後の本格的な硬化をもたらす本照射段階からなる。弱照射段階では、後の本照射段階でひずみが発生し難いように、まず低い照射エネルギーでウェハーを照射しておく。その後、本照射段階で光硬化材料の硬化に必要なエネルギーを投入する。具体的には、弱照射段階では、充電電圧を2100Vdcとして5回点灯を行う。その後、本照射段階では、充電電圧を3000Vdcとして40回点灯を行う。この合計45回の点灯での積算(累積)エネルギーは、176J×5+360J×40=15280Jとなる。これにより、硬化時のひずみを抑制しつつも光硬化材料の硬化に必要な15000Jが確保される。また、ランプ点灯時間も1秒(5回分)+8秒(40回分)=9秒であり、光照射工程として問題のない時間(10秒以下)である。 As described above, the series of multiple lighting operations includes a weak irradiation stage in which preliminary weak irradiation is performed and a main irradiation stage in which subsequent full-scale curing is performed. In the weak irradiation stage, the wafer is first irradiated with a low irradiation energy so that distortion does not easily occur in the subsequent main irradiation stage. Thereafter, energy necessary for curing the photo-curing material is input at the main irradiation stage. Specifically, in the weak irradiation stage, lighting is performed five times with a charging voltage of 2100 Vdc. Thereafter, in the main irradiation stage, lighting is performed 40 times with a charging voltage of 3000 Vdc. The accumulated (cumulative) energy for the 45 times of lighting is 176 J × 5 + 360 J × 40 = 15280 J. Thereby, 15000J required for hardening of photocuring material is ensured, suppressing the distortion at the time of hardening. Also, the lamp lighting time is 1 second (5 times) +8 seconds (40 times) = 9 seconds, which is a time (10 seconds or less) in which there is no problem in the light irradiation process.
実施例2.
本実施例は実施例1に比べてさらに細かく充電電圧を制御するものである。即ち、一連の点灯動作は、予備的な照射を行う弱照射段階から、弱照射段階よりも強く本照射段階よりも弱い照射を行う中間照射段階を経て、本格的な硬化をもたらす本照射段階まで、徐々に充電電圧を上昇させていくものである。なお、他の条件は実施例1と同様である。弱照射段階では、充電電圧を2100Vdcとして5回点灯を行い、続いて中間照射段階において充電電圧を2400Vdcとして5回点灯させ、次に充電電圧を2700Vdcとして5回点灯し、最後に本照射段階において充電電圧を3000Vdcとして32回点灯させる。この合計47回の点灯での積算(累積)エネルギーは、176J×5+230J×5+292J×5+360J×32=15010Jとなる。これにより、硬化時のひずみを抑制しつつも光硬化材料の硬化に必要な15000Jが確保される。また、ランプ点灯時間も1秒(5回分)+1秒(5回分)+1秒(5回分)+6.4秒(32回分)=9.4秒であり、光照射工程として問題のない時間(10秒以下)である。
Example 2
In this embodiment, the charging voltage is controlled more finely than in the first embodiment. In other words, a series of lighting operations from the weak irradiation stage where preliminary irradiation is performed, through the intermediate irradiation stage where irradiation is stronger than the weak irradiation stage and weaker than the main irradiation stage, to the main irradiation stage which brings about full-scale curing. The charging voltage is gradually increased. Other conditions are the same as those in the first embodiment. In the weak irradiation stage, the lighting is performed 5 times with a charging voltage of 2100 Vdc. Subsequently, in the intermediate irradiation stage, the lighting is performed 5 times with a charging voltage of 2400 Vdc, and then the lighting is performed 5 times with a charging voltage of 2700 Vdc. The charging voltage is set to 3000 Vdc and lighted 32 times. The accumulated (cumulative) energy for the lighting of 47 times in total is 176 J × 5 + 230 J × 5 + 292 J × 5 + 360 J × 32 = 151010J. Thereby, 15000J required for hardening of photocuring material is ensured, suppressing the distortion at the time of hardening. The lamp lighting time is also 1 second (5 times) + 1 second (5 times) + 1 second (5 times) + 6.4 seconds (32 times) = 9.4 seconds, and there is no problem in the light irradiation process (10 Seconds or less).
実施例3.
実施例1及び2では単一の蓄電コンデンサを用いて充電電圧値を変化させる構成を示したが、本実施例では蓄電コンデンサの蓄電容量を可変としたものを示す。
図4に、本実施例による閃光放電ランプ点灯装置を示す。図1と異なる点は、蓄電回路において、蓄電コンデンサ28及びその接続状態を切り替えるためのスイッチ29が蓄電コンデンサ22に並列接続された点である。本実施例では、複数回にわたる一連の点灯において、制御部30がスイッチ29を切り替えて蓄電素子22及び28の合成容量を増加させていく。
Example 3
In the first and second embodiments, the configuration in which the charging voltage value is changed using a single storage capacitor is shown, but in this embodiment, the storage capacitor has a variable storage capacity.
FIG. 4 shows a flash discharge lamp lighting device according to this embodiment. The difference from FIG. 1 is that a
具体的には、蓄電コンデンサ22、28の容量をそれぞれ30μF、50μFとして、スイッチ29のオフ時の合成容量が30μF、オン時の合成容量が80μFとなるようにし、スイッチ29のオン/オフにかかわらず充電電圧が3000Vdcとなるようにした。これにより、スイッチ29がオフしている場合の放電エネルギーは135Jとなり、オンしている場合の放電エネルギーは360Jとなる。なお、本実施例でもランプ点灯サイクルは5PPSである。
Specifically, the capacitances of the
本実施例は実施例1と同様に、複数回にわたる一連の点灯動作は、予備的な弱い照射を行う弱照射段階とその後の本格的な硬化をもたらす本照射段階からなる。具体的には、弱照射段階では、スイッチ29をオフして放電エネルギーを135Jとして5回点灯を行い、その後、本照射段階では、スイッチ29をオンして放電エネルギーを360Jとして40回点灯を行う。この合計45回の点灯での積算(累積)エネルギーは、135J×5+360J×40=15075Jとなる。これにより、硬化時のひずみを抑制しつつも光硬化材料の硬化に必要な15000Jが確保される。また、ランプ点灯時間も1秒(5回分)+8秒(40回分)=9秒であり、光照射工程として問題のない時間(10秒以下)である。 In this embodiment, like the first embodiment, a series of lighting operations includes a weak irradiation stage in which preliminary weak irradiation is performed and a main irradiation stage in which subsequent full-scale curing is performed. Specifically, in the weak irradiation stage, the switch 29 is turned off and the discharge energy is set to 135 J, and lighting is performed five times. Thereafter, in the main irradiation stage, the switch 29 is turned on and the discharge energy is set to 360 J and lighting is performed 40 times. . The accumulated (cumulative) energy for the 45 lightings in total is 135 J × 5 + 360 J × 40 = 15075 J. Thereby, 15000J required for hardening of photocuring material is ensured, suppressing the distortion at the time of hardening. Also, the lamp lighting time is 1 second (5 times) +8 seconds (40 times) = 9 seconds, which is a time (10 seconds or less) in which there is no problem in the light irradiation process.
なお、本実施例では蓄電容量を2段階に変化させる構成を示したが、蓄電コンデンサ及びスイッチの組をより多く設けて複数の蓄電コンデンサの合成容量を多段階に増加させていく構成としてもよい。また、複数の蓄電コンデンサを並列に接続する構成を示したが、複数の蓄電コンデンサを直列に接続して各コンデンサにスイッチを並列接続する構成とすることも可能である。 In this embodiment, the configuration in which the storage capacity is changed in two stages is shown. However, it is also possible to provide a structure in which a larger number of sets of storage capacitors and switches are provided to increase the combined capacity of a plurality of storage capacitors in multiple stages. . Further, although a configuration in which a plurality of storage capacitors are connected in parallel is shown, a configuration in which a plurality of storage capacitors are connected in series and switches are connected in parallel to each capacitor is also possible.
以上のように、所定の積算エネルギーにおける一連の点灯において、高いエネルギーで本照射を行う前に低いエネルギーで弱い照射を行っておく段階を設けたことによりウェハー上のひずみ発生の抑制が可能となった。これにより、φ450mm半導体ウェハーのような大口径化したウェハーの光照射工程においても、外周付近のひずみが問題とならない程度となり、半導体チップ製造における歩留まりを向上することが可能となる。 As described above, it is possible to suppress the generation of strain on the wafer by providing a step of performing weak irradiation with low energy before performing main irradiation with high energy in a series of lighting at a predetermined integrated energy. It was. As a result, even in the light irradiation process of a wafer having a large diameter such as a φ450 mm semiconductor wafer, distortion near the outer periphery does not become a problem, and the yield in semiconductor chip manufacturing can be improved.
なお、上記実施例は本発明の最も好適な例として示したものであるが、以下を注記しておく。
(1)実施例では閃光放電ランプとして円形の環状ランプを用いたが、形状はこれに限られず、例えば角形の環状ランプを用いてもよいし、半円弧上のランプをつなげるように配置して環状としてもよいし、あるいは、複数の短い直管ランプを輪状に配置して環状形成してもよい。
In addition, although the said Example was shown as the most suitable example of this invention, the following is noted.
(1) In the embodiment, a circular annular lamp is used as the flash discharge lamp, but the shape is not limited to this. For example, a square annular lamp may be used, and the lamps arranged on the semicircular arc may be connected. An annular shape may be adopted, or a plurality of short straight tube lamps may be arranged in an annular shape to form an annular shape.
(2)実施例では電源部にフルブリッジ+昇圧トランスタイプのものを用いたが、高電圧を充電することができれば他の構成の昇圧充電回路であってもよい。また、蓄電コンデンサ22及び28を蓄電素子として示したが、蓄電コンデンサの代わりに、バッテリー、電気二重層コンデンサ等、他の蓄電素子を用いてもよい。
(2) In the embodiment, a power supply unit of a full bridge + step-up transformer type is used, but a booster charging circuit having another configuration may be used as long as a high voltage can be charged. Further, although the
(3)実施例では充電電圧を可変とする構成と蓄電容量(充電容量)を可変とする構成を個別に示したが、これらを組み合わせ充電電圧及び充電容量の双方を変化させる構成としてもよい。また、実施例1及び2では充電電圧を段階的に増加させる構成を示したが、連続的に増加させる構成としてもよい。 (3) In the embodiments, the configuration in which the charging voltage is variable and the configuration in which the storage capacity (charging capacity) is variable are individually shown. However, these may be combined to change both the charging voltage and the charging capacity. Moreover, although Example 1 and 2 showed the structure which increases a charging voltage in steps, it is good also as a structure which increases continuously.
(4)本発明は半導体チップの製造工程だけでなく、DVDの貼り合せ工程における接着剤硬化工程等にも適用できる。 (4) The present invention can be applied not only to a semiconductor chip manufacturing process but also to an adhesive curing process in a DVD bonding process.
13−16.トランジスタ
17、23.インダクタ
18.昇圧トランス
19−21.ダイオードブリッジ
22、28.蓄電コンデンサ(蓄電素子)
24.閃光放電ランプ
25.昇圧制御回路
26.イグナイタ回路
27.外部トリガ
29.スイッチ
30.制御部
31.CPU
32.メモリ
33.入出力インターフェイス
101.石英発光管
102.陽極
103.陰極
104.封止部
105.トリガワイヤ
106.電極芯棒
301.照射器
302.反射板
303.ダクト
304.半導体ウェハー(基板)
324.ランプ
13-16. Transistors 17, 23.
24. Flash discharge lamp 25. Boost control circuit 26. Igniter circuit 27. External trigger 29.
32. Memory 33. Input /
324. lamp
Claims (9)
入力電圧を昇圧する昇圧回路及び該昇圧回路の出力を充電する蓄電回路からなる昇圧充電回路、
前記閃光放電ランプを絶縁破壊させて前記蓄電回路からのエネルギーを該閃光放電ランプに投入させるための始動回路、及び
前記閃光放電ランプに複数回にわたる一連の点灯を行わせるために前記昇圧充電回路及び前記始動回路を制御する制御部
を備え、
前記制御部が、前記一連の点灯において、相対的に低いエネルギーを前記蓄電回路に充電して点灯させる弱照射モードの後に相対的に高いエネルギーを該蓄電回路に充電して点灯させる本照射モードを適用するように構成された閃光放電ランプ点灯装置。 A flash discharge lamp lighting device for lighting a flash discharge lamp to cure a photo-curing material attached to a substrate,
A step-up charging circuit comprising a step-up circuit for stepping up an input voltage and a storage circuit for charging the output of the step-up circuit;
A starting circuit for causing the flash discharge lamp to break down and causing the flash discharge lamp to input energy from the power storage circuit; and a step-up charging circuit for causing the flash discharge lamp to perform a series of lighting operations. A control unit for controlling the starting circuit;
In the series of lighting, the control unit is configured to perform a main irradiation mode in which the storage circuit is charged with a relatively high energy after the weak irradiation mode in which the storage circuit is charged with the relatively low energy to be turned on. A flash discharge lamp lighting device configured to be applied.
前記弱照射モードにおける前記蓄電素子の合成容量が前記本照射モードにおける合成容量よりも小さくなるように前記制御部が前記スイッチを制御することを特徴とする閃光放電ランプ点灯装置。 The flash discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the power storage circuit includes a plurality of power storage elements and a switch for switching a connection state of the plurality of power storage elements,
The flash discharge lamp lighting device, wherein the control unit controls the switch so that a combined capacity of the power storage elements in the weak irradiation mode is smaller than a combined capacity in the main irradiation mode.
前記一連の点灯において、
相対的に低いエネルギーを前記蓄電回路に充電して点灯させる弱照射段階、及び
前記弱照射段階の後に、相対的に高いエネルギーを前記蓄電回路に充電して点灯させる本照射段階
を備える方法。 A boosting circuit comprising a boosting circuit for boosting the input voltage and a storage circuit for charging the output of the boosting circuit, and a starting circuit for causing the flash discharge lamp to break down and supplying energy from the storage circuit to the flash discharge lamp And a light-curing material attached to the substrate using a flash discharge lamp lighting device having a control unit for controlling the boosting charging circuit and the starting circuit to cause the flash discharge lamp to perform a series of lightings a plurality of times. A method of curing
In the series of lighting,
A method comprising: a weak irradiation stage in which a relatively low energy is charged into the power storage circuit to be lit; and a main irradiation stage in which a relatively high energy is charged into the power storage circuit and is lit after the weak irradiation stage.
前記弱照射段階において、前記複数の蓄電素子の合成容量が前記本照射段階における合成容量よりも小さくなるように制御されることを特徴とする方法。 The method according to claim 6, wherein the power storage circuit includes a switch for switching the connection states of the plurality of power storage elements and the plurality of power storage elements,
In the weak irradiation stage, the combined capacity of the plurality of power storage elements is controlled to be smaller than the combined capacity in the main irradiation stage.
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