JP6053150B2 - 光照射装置および照射方法 - Google Patents

Description

本発明は、光照射装置および照射方法に関する。

従来、半導体ウェハ（以下、単にウェハという場合がある）等の被着体に光硬化型フィルムが貼付された一体物に紫外線等の光を照射する光照射装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の光照射装置では、石英ガラスとの間に空間が形成されるように一体物を支持した後、空間内部に不活性ガスを充填し、マウントシートを蓋部材に当接させて光の焦点がずれることを防止しつつ、接着剤層に光を照射するようになっている。

特開２０１２−２０６２６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の光照射装置では、不活性ガスを充填してマウントシートを蓋部材に当接させたときに、被着体に衝撃が加わり、当該被着体にストレスを与えたり破損させてしまったりするという不都合を発祥する。

本発明は、被着体に衝撃を与えることなく接着剤層に光を適切に照射できる光照射装置および照射方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の光照射装置は、光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射装置であって、前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成可能な密閉空間形成手段と、接着剤層に前記光を照射する発光手段とを備え、前記密閉空間に供給するまたは前記密閉空間から排出する気体および液体のうち少なくとも１つの量を制御して前記密閉空間の体積を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決め可能な位置決め手段を有する、という構成を採用している。
また、本発明の他の光照射装置は、光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射装置であって、前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成可能な密閉空間形成手段と、接着剤層に前記光を照射する発光手段とを備え、前記密閉空間の温度を制御して前記密閉空間の圧力を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決め可能な位置決め手段を有する、という構成を採用している。

一方、本発明の光照射方法は、光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射方法であって、前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成する工程と、前記密閉空間に供給するまたは前記密閉空間から排出する気体および液体のうち少なくとも１つの量を制御して前記密閉空間の体積を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決めする工程と、前記位置決めされた接着剤層に前記光を照射する工程とを備える、という構成を採用している。
また、本発明の他の光照射方法は、光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射方法であって、前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成する工程と、前記密閉空間の温度を制御して前記密閉空間の圧力を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決めする工程と、前記位置決めされた接着剤層に前記光を照射する工程とを備える、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、密閉空間の圧力および温度の少なくとも一方を制御して、被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体に接触することなく接着剤層を所定の位置に位置決めするため、被着体に衝撃を与えることなく接着剤層に光を適切に照射することができる。

この際、発光手段が形成したライン光の焦点位置に位置決め手段が接着剤層を位置決めするようにすれば、被照射体全体に一括で光を照射するものと比べて、発光源を少なくすることができる。

本発明の一実施形態に係る光照射装置の側面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態において、基準となる図を挙げることなく、例えば、上、下、左、右、または、手前、奥といった方向を示した場合は、全て図１を正規の方向（付した番号が適切な向きとなる方向）から観た場合を基準とし、上、下、左、右方向が紙面に平行な方向であり、手前、奥方向が紙面に直交する方向とする。

図１において、光照射装置１は、基材シートＢＳの一方の面に光反応型の接着剤層ＡＤを有し、被着体としてのウェハＷＦの外縁からはみ出す大きさの接着シートＡＳに当該ウェハＷＦが貼付された一体物ＷＫを照射対象とし、接着剤層ＡＤに光を照射して光反応（本実施形態の場合、光によって硬化する反応）を起こさせる装置であって、一体物ＷＫの外縁からはみ出た接着シート領域を介して一体物ＷＫを支持するとともに、当該接着シートＡＳを含んで第１密閉空間ＳＰ１を形成可能な密閉空間形成手段２と、接着剤層ＡＤに光を発光する発光手段３と、密閉空間形成手段２で支持された一体物ＷＫの接着剤層ＡＤの位置を検出可能な検出手段４と、第１密閉空間ＳＰ１の圧力を制御して、ウェハＷＦおよび当該ウェハＷＦに対応する接着シートＡＳ部分が他の物体と接触することなく接着剤層ＡＤを所定の位置に位置決め可能な位置決め手段５とを備えている。
接着剤層ＡＤは、光硬化型（紫外線硬化型）の接着剤で構成され、所定波長（例えば、λ＝３６５ｎｍ）の光が照射されることによって硬化するように設計され、接着剤層ＡＤが硬化することでその接着力が低下してウェハＷＦから剥離しやすくなっている。また、一体物ＷＫは、接着シートＡＳを介してリングフレームＲＦと一体化されている。

密閉空間形成手段２は、駆動機器としての直動モータ２１の出力軸２２に支持された下部開口型の上ケース２３と、一体物ＷＫを下方から支持する円環状のリブ２４を備えた上部開口型の下ケース２５と、上ケース２３の内側上面端部に支持された付勢手段としての複数のコイルばね２６と、コイルばね２６の下端に支持され、リングフレームＲＦを上方から押さえ付ける円環状の上押さえ部材２７とを備え、下ケース２５と接着シートＡＳを含む一体物ＷＫとにより外気から遮断された第１密閉空間ＳＰ１が形成される。

発光手段３は、上部開口型のケース３１の内部に配置された複数の光源３２と、複数の光源３２から発光された光を集光させて当該光源３２から所定距離離れた位置に紙面手前奥方向に線状のライン光ＬＬを形成する集光手段としてのレンズ３３と、ケース３１をそのスライダ３４で支持し、接着シートＡＳと光源３２とを相対移動させる移動手段であって駆動機器としてのリニアモータ３５とを備えている。なお、光源３２は、接着剤層ＡＤが硬化するように、所定波長（例えば、λ＝３６５ｎｍ）の光が照射可能に設けられている。

検出手段４は、複数の光学センサや撮像手段等で構成され、上ケース２３の内側上面に左右方向ならびに手前奥方向に整列配置されている。

位置決め手段５は、図１中符号ＡＡに示すように、発光手段３で形成されたライン光ＬＬの焦点位置に接着剤層ＡＤを位置決めするものであり、下ケース２５の側壁２５Ａを貫通して第１密閉空間ＳＰ１に連通する配管５３を介して接続された加圧調整手段５１を備え、配管５３の途中に圧力検知手段５２が配置されて第１密閉空間ＳＰ１の圧力を検出できるようになっている。加圧調整手段５１は、加圧ポンプやタービン等の加圧手段と減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段とを備えている。

以上のような光照射装置１の動作としては、図１中二点鎖線で示すように、上ケース２３が上方に位置している状態で、人手または図示しない搬送手段等によって、一体物ＷＫのリングフレームＲＦ部分がリブ２４上に位置するように載置されると、密閉空間形成手段２が直動モータ２１を駆動し、上ケース２３の下面が下ケース２５の上面に密着するように当該上ケース２３を下降させる。この下降により、リングフレームＲＦが上押さえ部材２７に押圧され、一体物ＷＫの上下方向への移動が規制されるとともに、第１密閉空間ＳＰ１が形成される。このとき、接着シートＡＳおよびウェハＷＦは、図１中二点鎖線で示すように、それらの自重で下方に撓んだ状態となっている。

次に、位置決め手段５が加圧調整手段５１を駆動し、第１密閉空間ＳＰ１に気体ＧＮを供給して第１密閉空間ＳＰ１の圧力を上昇させ、図１中実線で示すように、一体物ＷＫの接着シートＡＳおよびウェハＷＦを持ち上げる。このとき、検出手段４がウェハＷＦの位置を検出することで接着剤層ＡＤの位置を検出し、この検出データを基に位置決め手段５が加圧調整手段５１（加圧手段および減圧手段）を駆動し、第１密閉空間ＳＰ１の圧力を上昇または下降させて接着剤層ＡＤの位置がライン光ＬＬの焦点位置と一致するように制御する。これにより、接着剤層ＡＤをライン光ＬＬの焦点位置に確実に位置決めできる。
なお、圧力検知手段５２が検知する第１密閉空間ＳＰ１の圧力が設定値となったときに、接着剤層ＡＤの位置がライン光ＬＬの焦点位置と一致したと見なすように、構成してもよい。

次いで、発光手段３が光源３２を発光し、ライン光ＬＬを形成するとともに、リニアモータ３５を駆動し、スライダ３４を図１中実線で示す位置から同図二点鎖線で示す位置に移動させてウェハＷＦに接着している接着剤層ＡＤを硬化させる。接着剤層ＡＤへのライン光ＬＬの照射が終了すると、発光手段３が光源３２を消灯し、リニアモータ３５を駆動し、スライダ３４を図１中実線で示す位置に復帰させる。その後、位置決め手段５が加圧調整手段５１を駆動し、第１密閉空間ＳＰ１の気体ＧＮを排出して第１密閉空間ＳＰ１の圧力を大気圧に戻した後、密閉空間形成手段２が直動モータ２１を駆動し、上ケース２３を図１中二点鎖線で示す上方に移動させる。そして、接着剤層ＡＤが硬化され当該接着剤層ＡＤの接着力が低下された一体物ＷＫは、図示しない搬送手段等によって次工程へ搬送され、以降上述と同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、第１密閉空間ＳＰ１の圧力を制御して、ウェハＷＦおよび当該ウェハＷＦに対応する接着シートＡＳ部分が他の物体に接触することなく接着剤層ＡＤを所定の位置に位置決めするため、被着体に衝撃を与えることなく接着剤層ＡＤに光を適切に照射することができる。

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され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、上ケース２３と接着シートＡＳを含む一体物ＷＫとにより外気から遮断された第２密閉空間ＳＰ２が形成される構成とし、位置決め手段５が図１中二点鎖線で示すように、上ケース２３の上壁２３Ａを貫通し、当該第２密閉空間ＳＰ２に連通する配管５６Ａを介して接続された減圧調整手段５４Ａと、配管５６Ａの途中に配置された圧力検知手段５５Ａとを有していてもよい。なお、減圧調整手段５４Ａは、加圧ポンプやタービン等の加圧手段と減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段を備えている。このような構成の場合、前記実施形態と同様に、接着シートＡＳおよびウェハＷＦがそれらの自重で下方に撓んだ状態において、位置決め手段５が減圧調整手段５４Ａを駆動し、第２密閉空間ＳＰ２の気体を排出して第２密閉空間ＳＰ２の圧力を低下させ、図１中実線で示すように、一体物ＷＫの接着シートＡＳおよびウェハＷＦを持ち上げることができる。このとき、検出手段４の検出データを基に、前記実施形態と同様にして位置決め手段５が減圧調整手段５４Ａを駆動し、接着剤層ＡＤの位置がライン光ＬＬの焦点位置と一致するように制御が行われる。なお、この場合も、圧力検知手段５５Ａが検知する第２密閉空間ＳＰ２の圧力が設定値となったときに、接着剤層ＡＤの位置がライン光ＬＬの焦点位置と一致したと見なすように、構成してもよい。
このような構成にすれば、加圧調整手段５１または減圧調整手段５４Ａのみで接着シートＡＳおよびウェハＷＦを持ち上げる構成と比べて、加圧調整手段５１または減圧調整手段５４Ａの負荷を低減できる。その上、光照射装置１を図１の状態から９０度回転させた状態（ウェハＷＦの面が上下方向となる状態）や１８０度回転させた状態（前記実施形態のウェハＷＦが上下反転した状態）ででも前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第１密閉空間ＳＰ１および第２密閉空間ＳＰ２の少なくとも一方を加熱または冷却させることで、第１、第２密閉空間ＳＰ１、ＳＰ２の温度を制御して、ウェハＷＦおよび当該ウェハＷＦに対応する接着シートＡＳ部分が他の物体と接触することなく接着剤層ＡＤを所定の位置に位置決め可能な温度調整型の位置決め手段を設けてもよい。温度調整型の位置決め手段は、コイルヒータやヒートポンプ等の加熱手段、ペルチェ素子やヒートポンプ等の冷却手段を備え、第１、第２密閉空間ＳＰ１、ＳＰ２内を加熱することでそれらの体積を増大させることができ、冷却することでそれらの体積を減少させることができる。このような温度調整型の位置決め手段は、前記実施形態で示した圧力を制御する位置決め手段５に代えて採用してもよいし、位置決め手段５と併用して採用してもよい。
さらに、図１中二点鎖線で示すように、上ケース２３の内側上面にウェハＷＦに対応していない接着シート部分に当接可能に設けられ、接着剤層ＡＤを所定の位置に位置決めするときの位置決め補助部材としての複数のピン６１を設けてもよい。このような位置決め補助部材は、複数でも単数でもよく、１８０度間隔で２ヶ所に設けたり、４５度間隔で８ヶ所に設けたり、ピン６１以外に、円環状の丸棒や板１枚で構成したり、複数の部材で円環状となる円弧形状物等で構成してもよい。なお、位置決め補助部材は、ライン光ＬＬの焦点の位置や、接着シートＡＳの厚みの変化による接着剤層の位置の変化に対応できるように、例えば駆動機器からなる位置調整手段を備えることができる。
また、減圧調整手段５４Ａを設ける場合には、加圧調整手段５１を設けなくてもよく、この場合、第１密閉空間ＳＰ１は外気から遮断されない空間であってもよい。
さらに、加圧調整手段５１や減圧調整手段５４Ａが第１、第２密閉空間ＳＰ１、ＳＰ２に供給したり排出したりするものは、大気、混合ガス、単体ガス等の気体や、液体、ジェル状のものでもよい。
さらに、リングフレームＲＦと一体化されていない一体物ＷＫの接着シート領域を密閉空間形成手段２が支持するようにしてもよい。
また、付勢手段は、ゴムや樹脂等の弾性部材や駆動機器で構成してもよい。

さらに、発光手段３は、照射対象の形状に応じた広さを有する発光源を採用し、当該発光源を移動させることなく接着剤層ＡＤに一括で光を照射可能なものでもよい。
また、光源３２は、接着剤層ＡＤが硬化する波長に合わせて光源３２が発光する光の波長を適宜変更でき、例えば、４００ｎｍの光で光硬化する接着剤層ＡＤが採用された場合、光源３２は、４００ｎｍの光を発光できればよい。
さらに、光源３２は、接着剤層ＡＤが硬化する波長の光だけを照射できるものであってもよいし、接着剤層ＡＤが硬化する波長を含む光を照射できるものであってもよい。
また、光源３２は、ＬＥＤ（発光ダイオード、Light Emitting Diode）、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、蛍光灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどが例示でき、接着剤層に光反応を起こさせることができるもので構成されていれば、紫外線に限らず赤外線、自然光、マイクロ波等、他の光を照射可能なものであってよい。
さらに、光反応としては、光によって軟化する反応、光によって昇温、降温する反応、光によって接着力が増す反応等の他の反応であってもよい。
また、レンズ３３を設けずに、光源３２から発光された拡散光をそのまま接着剤層ＡＤに照射してもよい。
さらに、検出手段４を設けなくてもよいし、検出手段４を１個だけ設け、当該１個の検出手段４で検出した接着剤層ＡＤの位置がライン光ＬＬの焦点位置と一致したときに、接着剤層ＡＤ全域の位置がライン光ＬＬの焦点位置と一致したと見なしてもよい。
また、集光手段は、光源３２の下方に配置した凹面鏡や反射板等であってよい。

さらに、本発明における接着シートＡＳおよび被着体の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態に限定されることはなく、感熱接着性のものが採用された場合は、当該接着シートＡＳを加熱する適宜な加熱手段を設ければよい。また、このような接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートを接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、被着体としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等の半導体ウェハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートＡＳを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、フィルム、テープ等を前述のような任意の被着体に貼付することができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、密閉空間形成手段は、被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
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およびロータリシリンダ等のアクチュエー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）。

１…光照射装置
２…密閉空間形成手段
３…発光手段
５…位置決め手段
３３…レンズ（集光手段）
ＡＤ…接着剤層
ＡＳ…接着シート
ＬＬ…ライン光
ＳＰ１、ＳＰ２…第１、第２密閉空間
ＷＦ…ウェハ（被着体）
ＷＫ…一体物

Claims (4)

1. 光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射装置であって、
   前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成可能な密閉空間形成手段と、
   接着剤層に前記光を照射する発光手段とを備え、
   前記密閉空間に供給するまたは前記密閉空間から排出する気体および液体のうち少なくとも１つの量を制御して前記密閉空間の体積を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決め可能な位置決め手段を有することを特徴とする光照射装置。
2. 光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射装置であって、
   前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成可能な密閉空間形成手段と、
   接着剤層に前記光を照射する発光手段とを備え、
   前記密閉空間の温度を制御して前記密閉空間の圧力を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決め可能な位置決め手段を有することを特徴とする光照射装置。
3. 光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射方法であって、
   前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成する工程と、
   前記密閉空間に供給するまたは前記密閉空間から排出する気体および液体のうち少なくとも１つの量を制御して前記密閉空間の体積を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決めする工程と、
   前記位置決めされた接着剤層に前記光を照射する工程とを備えることを特徴とする光照射方法。
4. 光反応型の接着剤層を有し被着体の外縁からはみ出す大きさの接着シートに当該被着体が貼付された一体物を照射対象とし、前記接着剤層に光を照射して光反応を起こさせる光照射方法であって、
   前記被着体の外縁からはみ出た接着シート領域を介して前記一体物を支持するとともに、当該接着シートを含んで外気から遮断された密閉空間を形成する工程と、
   前記密閉空間の温度を制御して前記密閉空間の圧力を変化させ、前記被着体および当該被着体に対応する接着シート部分が他の物体と接触することなく前記接着剤層を所定の位置に位置決めする工程と、
   前記位置決めされた接着剤層に前記光を照射する工程とを備えることを特徴とする光照射方法。

Images