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
【課題】半導体ウェハー等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。
【解決手段】本発明の閃光放電ランプ点灯装置は、入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源制御回路に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。
【解決手段】本発明の閃光放電ランプ点灯装置は、入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源制御回路に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１４０２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。これに対しては、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、半導体ウェハーに付された光硬化材料を硬化させるための光照射器である。光照射器は、第１の環状閃光放電ランプ、第１の環状閃光放電ランプの内側に配置された第２の環状閃光放電ランプ、第１の環状閃光放電ランプを点灯させる第１の電源部、第２の環状閃光放電ランプを点灯させる第２の電源部、並びに第１及び第２の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、第１の電源部による点灯を第２の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成される。
【００１０】
本発明の第２の側面は、基板に付された光硬化材料を硬化させるための光照射器である。光照射器は、相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源部に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。
【００１１】
好ましくは、光照射器は、同心配置されて相互に異なる照射範囲を有する環状の複数の閃光放電ランプ、複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源部に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。複数の電源部は、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、点灯装置制御部は、ｉ番目の電源部による点灯をｊ番目の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成される。
【００１２】
本発明の第３の側面は、同心配置され相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備えた光照射器を用いて、基板に付された光硬化材料を硬化させる方法である。複数の電源部は、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、本方法は、点灯装置制御部が、ｉ番目の電源部による点灯とｊ番目の電源部による点灯とを個別のタイミングで制御する工程を備る。個別のタイミングで制御する工程は、（Ａ）点灯装置制御部がｉ番目の電源部による点灯を開始させる工程、及び（Ｂ）工程（Ａ）の後に、点灯装置制御部がｊ番目の電源部による点灯を開始させる工程を含む。
【００１３】
本発明の第４の側面は閃光放電ランプ点灯装置である。閃光放電ランプ点灯装置は、入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源制御回路に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。
【００１４】
好ましくは、閃光放電ランプ点灯装置は、入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源制御回路に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。複数の閃光放電ランプは同心配置された環状ランプであり、複数の電源制御回路が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｉ番目の電源制御回路及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｊ番目の電源制御回路を含み、点灯装置制御部は、ｉ番目の電源制御回路による点灯をｊ番目の電源制御回路による点灯開始よりも先に開始させるように構成される。
【００１５】
上記第１から第４の側面において、第１又はｉ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、第２又はｊ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低くなるようにしてもよい。また、好ましくはｉ＝１である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【図２】閃光放電ランプを示す図である。
【図３】本発明の光照射器を示す図である。
【図４Ａ】本発明の光照射器を説明する図である。
【図４Ｂ】本発明の光照射器を説明する図である。
【図４Ｃ】本発明の光照射器を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明の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）、整流部の出力を受けて第１の閃光放電ランプ２４に電力を供給する第１の電源部（１３−２７）、整流部の出力を受けて第２の閃光放電ランプ６４に電力を供給する第２の電源部（５３−６７）、及び第１の電源部と第２の電源部を統括制御する点灯装置制御部３０を備える。
【００１８】
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。
【００１９】
第１の電源部は、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。フルブリッジ回路において、電源制御回路２５は点灯装置制御部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。充電電圧は、例えば、３０００Ｖ程度である。充電検出手段（不図示）（例えば、蓄電コンデンサ２２の電圧検出回路）によって充電完了が検出されると、電源制御回路２５は充電完了信号を点灯装置制御部３０に返す。
【００２０】
点灯装置制御部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電源制御回路２５に出力する。電源制御回路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。
【００２１】
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一連の動作が、設定されたタイミングで繰り返される。
【００２２】
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、電源制御回路２５は点灯確認信号を点灯装置制御部３０に返す。閃光放電ランプ２４が不点の場合には、電源制御回路２５は不点信号を点灯装置制御部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。
【００２３】
第２の電源部も第１の電源部と同様の基本構成を有する。第２の電源部もフルブリッジ回路（５３−５６）を備え、電源制御回路６５は点灯装置制御部３０からの充電開始指令を受けると、トランジスタ５３−５６を５０ｋＨｚ程度の高周波でスイッチングさせる。フルブリッジ回路の交流出力はインダクタ５７によって電流制限されて昇圧トランス５８の１次巻線に入力され、昇圧トランス５８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５８の２次巻線に発生した電圧がダイオードブリッジ５９−６１によって整流され、これが蓄電コンデンサ（蓄電素子）６２に充電される。充電電圧は、例えば、３０００Ｖ程度である。不図示の充電検出手段によって充電完了が検出されると、電源制御回路６５は充電完了信号を点灯装置制御部３０に返す。後述するように、蓄電コンデンサ６２の容量は蓄電コンデンサ２２の容量と同一としてもよいし異ならせてもよい。
【００２４】
点灯装置制御部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電源制御回路６５に出力する。電源制御回路６５は点灯指令を受けてイグナイタ回路６６に始動信号を出力し、イグナイタ回路６６は始動信号を受けると、外部トリガ６７に１０ｋ〜２０ｋＶの高圧パルス電圧を発生させる。この所定のタイミングは、点灯装置制御部３０から第１の電源部の電源制御回路２５に点灯指令を出力するタイミングとは個別に設定される。
【００２５】
外部トリガ６７からの高圧パルスによって閃光放電ランプ６４が絶縁破壊されると、蓄電コンデンサ６２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６３によって限流されつつ閃光放電ランプ６４に投入される。これにより、閃光放電ランプ６４の一回の閃光点灯が行われる。この充電から点灯までの一連の動作が、設定されたタイミングで繰り返される。
【００２６】
点灯装置制御部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。点灯装置制御部３０は、上述したように第１及び第２の電源部に個別のタイミングで第１及び第２の閃光放電ランプ２４及び６４を点灯させるように構成される。従って、この個別の点灯タイミングは、コンピュータのメモリ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、点灯装置制御部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では点灯装置制御部３０と電源部制御回路２５及び６５とを有線で接続しているが、無線通信で接続してもよい。
【００２７】
図２は図１の閃光放電ランプ２４又は６４及び外部トリガ２７又は６７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。
【００２８】
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、第１のランプＡ（図１の閃光放電ランプ２４に対応するものとする）、第２のランプＢ（図１の閃光放電ランプ６４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Ａ及びＢ並びに反射鏡３０２に対して対向配置される。なお、ランプＡ及びＢは同心配置されることが望ましい（図の明瞭化のためトリガワイヤは図示していないが実際には設けられる）。また、上述のイグナイタ回路２６及び６６からの高圧パルスが減衰しないように、ランプＡ及びＢに付されるトリガワイヤとイグナイタ回路２６及び６６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及び６６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。
【００２９】
図４Ａ−４Ｃは図３の光照射器におけるランプＡ及びＢの照射範囲を説明する図である。光照射器では、ランプＡ及びＢの主照射範囲は、ランプＡ及びＢ並びに反射鏡３０２の配置によって決定される。一例として、図４Ａに示すエリア４０１はランプＡの主照射エリアであり、図４Ｂに示すエリア４０２はランプＢの主照射エリアであり、図４Ｃに示すエリア４０３はランプＡ及びランプＢの主照射エリアが合成された合成照射エリアである。
【００３０】
本発明では、第１の電源部によるランプＡの点灯開始が第２の電源部によるランプＢの点灯開始よりも先に行われるように構成される。これにより、硬化時にひずみの発生しやすい外周部付近（エリア４０１）を先に照射し、エリア４０１の光硬化材料をある程度硬化させておき、半導体チップにひずみが発生しにくい状態としておくことができる。その後ランプＡ及びＢを点灯させてエリア４０１及び４０２の光硬化材料を硬化させていく。
【００３１】
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Ａ及びＢの点灯における積算エネルギー値（蓄電コンデンサ２２及び６２からの放電エネルギーの積算値又は累積値）を１３５００Ｊ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。
【００３２】
実施例１．
本実施例では蓄電コンデンサ２２及び６２ともその容量を５０μＦとし、充電完了時の充電電圧を３０００ＶＤＣとした。即ち、１回の点灯あたりの放電エネルギーＥは、Ｅ＝５０μＦ×３０００Ｖ２／２＝２２５Ｊである。また、ランプＡ及びＢ（第１及び第２の電源部）とも点灯サイクルを５ＰＰＳとした。
【００３３】
表１に本実施例の点灯パターンを示す。
表１．
【００３４】
表１に示すように、点灯装置制御部３０は、まず第１の電源部によるランプＡの点灯を開始させる。従って、０〜１秒の間は、第１の電源部によるランプＡの点灯のみが行われる。ＰＰＳ＝５であるから、この１秒間に５回の閃光点灯が行われる。上述したように、この最初の１秒間で、ウェハー上でひずみが発生し易い外周部付近（エリア４０１）が照射され、光硬化材料がある程度硬化される。
【００３５】
次に、点灯装置制御部３０は第２の電源部によるランプＢの点灯を開始させる。１〜６秒の期間では、ランプＡとランプＢは同じタイミングで点灯される（エリア４０３が照射される）。ランプＡ及びＢともＰＰＳ＝５であるから、双方ともこの期間に３０回の点灯が行われる。動作開始から６秒経過の時点でランプＡ及びＢの点灯が終了し、光照射工程が終了する。
【００３６】
ランプＡによる累積点灯回数、累積放電エネルギーは３５回、７８７５Ｊであり、ランプＢについては３０回、６７５０Ｊである。従って、ランプＡ及びＢによる点灯の合計放電エネルギーは１４６２５Ｊとなり、タクトタイム１０秒以下で、φ４５０ｍｍウェハー上の光硬化材料を硬化させるのに必要な１３５００Ｊを得ることできる。
【００３７】
実施例２．
本実施例では、蓄電コンデンサ２２（ランプＡ側）を３０μＦ、蓄電コンデンサ６２（ランプＢ側）を５０μＦとし、どちらも充電完了時の充電電圧を３０００ＶＤＣとした。即ち、コンデンサ２２での１回の点灯あたりの放電エネルギーＥＡは、ＥＡ＝３０μＦ×３０００Ｖ２／２＝１３５Ｊであり、コンデンサ６２での１回の点灯あたりの放電エネルギーＥＢは、ＥＢ＝５０μＦ×３０００Ｖ２／２＝２２５Ｊである。また、ランプＢ（第２の電源部）の点灯サイクルは実施例１と同様に５ＰＰＳとしたが、ランプＡ（第１の電源部）の点灯サイクルは、蓄電コンデンサ２２の容量が実施例１の場合よりも小さいので８ＰＰＳとした。
【００３８】
表２に本実施例の点灯パターンを示す。
表２．
【００３９】
表２に示すように、本実施例でも点灯装置制御部３０は、まず第１の電源部によってランプＡの点灯を開始させる。従って、０〜１秒の間は、第１の電源部によるランプＡの点灯のみが行われる。ＰＰＳ＝８であるから、この１秒間に８回の閃光点灯が行われる。上述したように、この最初の１秒間で、ウェハー上でひずみが発生し易い外周部付近（エリア４０１）が照射され、光硬化材料がある程度硬化される。さらに、ランプＡの放電エネルギーが１３５Ｊであり実施例１の２２５Ｊよりも低いため、外周部付近の光硬化材料を緩やかに硬化させることができ、外周部付近のひずみがより発生し難くなる。
【００４０】
次に、点灯装置制御部３０は第２の電源部によるランプＢの点灯を開始させる。１〜６秒の期間では、ランプＡとランプＢとは個別タイミングで点灯される（エリア４０１とエリア４０２が個別に照射される）。ランプＡはＰＰＳ＝８であるから、この期間に４２回の点灯が行われ、一方ランプＢはＰＰＳ＝５であるから、この期間に３０回の点灯が行われる。動作開始から５．３秒経過の時点でランプＡの点灯が終了し、その０．７秒後、即ち動作開始から６秒経過の時点でランプＢの点灯が終了し、光照射工程が終了する。
【００４１】
ランプＡによる累積点灯回数、累積放電エネルギーは５０回、６７５０Ｊであり、ランプＢについては３０回、６７５０Ｊである。従って、ランプＡ及びＢによる点灯の合計放電エネルギーは１３５００Ｊとなり、タクトタイム１０秒以下で、φ４５０ｍｍウェハー上の光硬化材料を硬化させるのに必要な１３５００Ｊを得ることできる。また、本実施例では、ランプＡ側とランプＢ側とで点灯一回あたりの放電エネルギーや点灯タイミングを調整することによって、双方の合計累積放電エネルギーを過不足なく１３５００Ｊに合わせることができ、省エネの観点から好ましい。
【００４２】
以上のように、上記の実施例によると、照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ個別のタイミングで点灯制御することで、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ができる。
【００４３】
なお、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工程等にも適用できる。即ち、中心付近と外周付近とを個別のタイミングで照射して光硬化材料を所望の順序で硬化させることもできる。これにより、基板に付された光硬化材料の光硬化工程において、収縮が起こり易いエリアを照射するランプを先に点灯開始してそのエリアをある程度光硬化させておき、その後全体のエリアを照射して光硬化を行うことによって、光硬化材料の収縮に起因するひずみ発生を抑制することができる。
【００４４】
なお、上記実施例は以下のように変形可能である。
（１）実施例では２本のランプ及びそれに対応する２個の電源部を用いたが、複数本のランプ及びそれに対応する複数の電源部を用いてもよい。この場合でも、外側付近のランプから、好ましくは最も外側のランプから点灯開始することが望ましい。即ち、ｎ本のランプが同心配置される場合に、ｉ＜ｊとして、外側から中心に向けてｉ番目（好ましくは、ｉ＝１）のランプのｉ番目の電源部による点灯をｊ番目のランプのｊ番目の電源部による点灯開始よりも先に開始するようにしてもよい。この際、外側のランプから中心側のランプに向けて（１番目、２番目・・・ｎ番目のように）順次点灯開始するようにしてもよい。
【００４５】
（２）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。
【００４６】
（３）実施例では電源部とランプが１対１に対応するものを示したが、例えば、１つの電源部に対してランプを２本接続する構成（合計４本）等も可能である。即ち、図１に示すような電源部１つに対して複数のランプが直列接続されるようにしてもよい。また、図１の昇圧トランス１８又は５８の１次巻線又は２次巻線側を複数系統に分岐し、１つの昇圧トランスに対して複数の蓄電コンデンサ及びランプを設ける構成としてもよい。
【００４７】
（４）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６２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。
【符号の説明】
【００４８】
１３−１６、５３−５６．トランジスタ
１７、２３、５７、６３．インダクタ
１８、５８．昇圧トランス
１９−２１、５９−６１．ダイオードブリッジ
２２、６２．蓄電コンデンサ（蓄電素子）
２４、６４．閃光放電ランプ
２５、６５．電源部制御回路
２６、６６．イグナイタ回路
２７、６７．外部トリガ
３０．点灯装置制御部
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）
Ａ、Ｂ．ランプ
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１４０２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。これに対しては、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、半導体ウェハーに付された光硬化材料を硬化させるための光照射器である。光照射器は、第１の環状閃光放電ランプ、第１の環状閃光放電ランプの内側に配置された第２の環状閃光放電ランプ、第１の環状閃光放電ランプを点灯させる第１の電源部、第２の環状閃光放電ランプを点灯させる第２の電源部、並びに第１及び第２の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、第１の電源部による点灯を第２の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成される。
【００１０】
本発明の第２の側面は、基板に付された光硬化材料を硬化させるための光照射器である。光照射器は、相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源部に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。
【００１１】
好ましくは、光照射器は、同心配置されて相互に異なる照射範囲を有する環状の複数の閃光放電ランプ、複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源部に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。複数の電源部は、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、点灯装置制御部は、ｉ番目の電源部による点灯をｊ番目の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成される。
【００１２】
本発明の第３の側面は、同心配置され相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備えた光照射器を用いて、基板に付された光硬化材料を硬化させる方法である。複数の電源部は、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、本方法は、点灯装置制御部が、ｉ番目の電源部による点灯とｊ番目の電源部による点灯とを個別のタイミングで制御する工程を備る。個別のタイミングで制御する工程は、（Ａ）点灯装置制御部がｉ番目の電源部による点灯を開始させる工程、及び（Ｂ）工程（Ａ）の後に、点灯装置制御部がｊ番目の電源部による点灯を開始させる工程を含む。
【００１３】
本発明の第４の側面は閃光放電ランプ点灯装置である。閃光放電ランプ点灯装置は、入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源制御回路に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。
【００１４】
好ましくは、閃光放電ランプ点灯装置は、入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部を備え、点灯装置制御部は、複数の電源制御回路に個別のタイミングで複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成される。複数の閃光放電ランプは同心配置された環状ランプであり、複数の電源制御回路が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｉ番目の電源制御回路及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｊ番目の電源制御回路を含み、点灯装置制御部は、ｉ番目の電源制御回路による点灯をｊ番目の電源制御回路による点灯開始よりも先に開始させるように構成される。
【００１５】
上記第１から第４の側面において、第１又はｉ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、第２又はｊ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低くなるようにしてもよい。また、好ましくはｉ＝１である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【図２】閃光放電ランプを示す図である。
【図３】本発明の光照射器を示す図である。
【図４Ａ】本発明の光照射器を説明する図である。
【図４Ｂ】本発明の光照射器を説明する図である。
【図４Ｃ】本発明の光照射器を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明の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）、整流部の出力を受けて第１の閃光放電ランプ２４に電力を供給する第１の電源部（１３−２７）、整流部の出力を受けて第２の閃光放電ランプ６４に電力を供給する第２の電源部（５３−６７）、及び第１の電源部と第２の電源部を統括制御する点灯装置制御部３０を備える。
【００１８】
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。
【００１９】
第１の電源部は、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。フルブリッジ回路において、電源制御回路２５は点灯装置制御部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。充電電圧は、例えば、３０００Ｖ程度である。充電検出手段（不図示）（例えば、蓄電コンデンサ２２の電圧検出回路）によって充電完了が検出されると、電源制御回路２５は充電完了信号を点灯装置制御部３０に返す。
【００２０】
点灯装置制御部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電源制御回路２５に出力する。電源制御回路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。
【００２１】
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一連の動作が、設定されたタイミングで繰り返される。
【００２２】
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、電源制御回路２５は点灯確認信号を点灯装置制御部３０に返す。閃光放電ランプ２４が不点の場合には、電源制御回路２５は不点信号を点灯装置制御部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。
【００２３】
第２の電源部も第１の電源部と同様の基本構成を有する。第２の電源部もフルブリッジ回路（５３−５６）を備え、電源制御回路６５は点灯装置制御部３０からの充電開始指令を受けると、トランジスタ５３−５６を５０ｋＨｚ程度の高周波でスイッチングさせる。フルブリッジ回路の交流出力はインダクタ５７によって電流制限されて昇圧トランス５８の１次巻線に入力され、昇圧トランス５８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５８の２次巻線に発生した電圧がダイオードブリッジ５９−６１によって整流され、これが蓄電コンデンサ（蓄電素子）６２に充電される。充電電圧は、例えば、３０００Ｖ程度である。不図示の充電検出手段によって充電完了が検出されると、電源制御回路６５は充電完了信号を点灯装置制御部３０に返す。後述するように、蓄電コンデンサ６２の容量は蓄電コンデンサ２２の容量と同一としてもよいし異ならせてもよい。
【００２４】
点灯装置制御部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電源制御回路６５に出力する。電源制御回路６５は点灯指令を受けてイグナイタ回路６６に始動信号を出力し、イグナイタ回路６６は始動信号を受けると、外部トリガ６７に１０ｋ〜２０ｋＶの高圧パルス電圧を発生させる。この所定のタイミングは、点灯装置制御部３０から第１の電源部の電源制御回路２５に点灯指令を出力するタイミングとは個別に設定される。
【００２５】
外部トリガ６７からの高圧パルスによって閃光放電ランプ６４が絶縁破壊されると、蓄電コンデンサ６２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６３によって限流されつつ閃光放電ランプ６４に投入される。これにより、閃光放電ランプ６４の一回の閃光点灯が行われる。この充電から点灯までの一連の動作が、設定されたタイミングで繰り返される。
【００２６】
点灯装置制御部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。点灯装置制御部３０は、上述したように第１及び第２の電源部に個別のタイミングで第１及び第２の閃光放電ランプ２４及び６４を点灯させるように構成される。従って、この個別の点灯タイミングは、コンピュータのメモリ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、点灯装置制御部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では点灯装置制御部３０と電源部制御回路２５及び６５とを有線で接続しているが、無線通信で接続してもよい。
【００２７】
図２は図１の閃光放電ランプ２４又は６４及び外部トリガ２７又は６７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。
【００２８】
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、第１のランプＡ（図１の閃光放電ランプ２４に対応するものとする）、第２のランプＢ（図１の閃光放電ランプ６４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Ａ及びＢ並びに反射鏡３０２に対して対向配置される。なお、ランプＡ及びＢは同心配置されることが望ましい（図の明瞭化のためトリガワイヤは図示していないが実際には設けられる）。また、上述のイグナイタ回路２６及び６６からの高圧パルスが減衰しないように、ランプＡ及びＢに付されるトリガワイヤとイグナイタ回路２６及び６６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及び６６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。
【００２９】
図４Ａ−４Ｃは図３の光照射器におけるランプＡ及びＢの照射範囲を説明する図である。光照射器では、ランプＡ及びＢの主照射範囲は、ランプＡ及びＢ並びに反射鏡３０２の配置によって決定される。一例として、図４Ａに示すエリア４０１はランプＡの主照射エリアであり、図４Ｂに示すエリア４０２はランプＢの主照射エリアであり、図４Ｃに示すエリア４０３はランプＡ及びランプＢの主照射エリアが合成された合成照射エリアである。
【００３０】
本発明では、第１の電源部によるランプＡの点灯開始が第２の電源部によるランプＢの点灯開始よりも先に行われるように構成される。これにより、硬化時にひずみの発生しやすい外周部付近（エリア４０１）を先に照射し、エリア４０１の光硬化材料をある程度硬化させておき、半導体チップにひずみが発生しにくい状態としておくことができる。その後ランプＡ及びＢを点灯させてエリア４０１及び４０２の光硬化材料を硬化させていく。
【００３１】
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Ａ及びＢの点灯における積算エネルギー値（蓄電コンデンサ２２及び６２からの放電エネルギーの積算値又は累積値）を１３５００Ｊ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。
【００３２】
実施例１．
本実施例では蓄電コンデンサ２２及び６２ともその容量を５０μＦとし、充電完了時の充電電圧を３０００ＶＤＣとした。即ち、１回の点灯あたりの放電エネルギーＥは、Ｅ＝５０μＦ×３０００Ｖ２／２＝２２５Ｊである。また、ランプＡ及びＢ（第１及び第２の電源部）とも点灯サイクルを５ＰＰＳとした。
【００３３】
表１に本実施例の点灯パターンを示す。
表１．
【００３４】
表１に示すように、点灯装置制御部３０は、まず第１の電源部によるランプＡの点灯を開始させる。従って、０〜１秒の間は、第１の電源部によるランプＡの点灯のみが行われる。ＰＰＳ＝５であるから、この１秒間に５回の閃光点灯が行われる。上述したように、この最初の１秒間で、ウェハー上でひずみが発生し易い外周部付近（エリア４０１）が照射され、光硬化材料がある程度硬化される。
【００３５】
次に、点灯装置制御部３０は第２の電源部によるランプＢの点灯を開始させる。１〜６秒の期間では、ランプＡとランプＢは同じタイミングで点灯される（エリア４０３が照射される）。ランプＡ及びＢともＰＰＳ＝５であるから、双方ともこの期間に３０回の点灯が行われる。動作開始から６秒経過の時点でランプＡ及びＢの点灯が終了し、光照射工程が終了する。
【００３６】
ランプＡによる累積点灯回数、累積放電エネルギーは３５回、７８７５Ｊであり、ランプＢについては３０回、６７５０Ｊである。従って、ランプＡ及びＢによる点灯の合計放電エネルギーは１４６２５Ｊとなり、タクトタイム１０秒以下で、φ４５０ｍｍウェハー上の光硬化材料を硬化させるのに必要な１３５００Ｊを得ることできる。
【００３７】
実施例２．
本実施例では、蓄電コンデンサ２２（ランプＡ側）を３０μＦ、蓄電コンデンサ６２（ランプＢ側）を５０μＦとし、どちらも充電完了時の充電電圧を３０００ＶＤＣとした。即ち、コンデンサ２２での１回の点灯あたりの放電エネルギーＥＡは、ＥＡ＝３０μＦ×３０００Ｖ２／２＝１３５Ｊであり、コンデンサ６２での１回の点灯あたりの放電エネルギーＥＢは、ＥＢ＝５０μＦ×３０００Ｖ２／２＝２２５Ｊである。また、ランプＢ（第２の電源部）の点灯サイクルは実施例１と同様に５ＰＰＳとしたが、ランプＡ（第１の電源部）の点灯サイクルは、蓄電コンデンサ２２の容量が実施例１の場合よりも小さいので８ＰＰＳとした。
【００３８】
表２に本実施例の点灯パターンを示す。
表２．
【００３９】
表２に示すように、本実施例でも点灯装置制御部３０は、まず第１の電源部によってランプＡの点灯を開始させる。従って、０〜１秒の間は、第１の電源部によるランプＡの点灯のみが行われる。ＰＰＳ＝８であるから、この１秒間に８回の閃光点灯が行われる。上述したように、この最初の１秒間で、ウェハー上でひずみが発生し易い外周部付近（エリア４０１）が照射され、光硬化材料がある程度硬化される。さらに、ランプＡの放電エネルギーが１３５Ｊであり実施例１の２２５Ｊよりも低いため、外周部付近の光硬化材料を緩やかに硬化させることができ、外周部付近のひずみがより発生し難くなる。
【００４０】
次に、点灯装置制御部３０は第２の電源部によるランプＢの点灯を開始させる。１〜６秒の期間では、ランプＡとランプＢとは個別タイミングで点灯される（エリア４０１とエリア４０２が個別に照射される）。ランプＡはＰＰＳ＝８であるから、この期間に４２回の点灯が行われ、一方ランプＢはＰＰＳ＝５であるから、この期間に３０回の点灯が行われる。動作開始から５．３秒経過の時点でランプＡの点灯が終了し、その０．７秒後、即ち動作開始から６秒経過の時点でランプＢの点灯が終了し、光照射工程が終了する。
【００４１】
ランプＡによる累積点灯回数、累積放電エネルギーは５０回、６７５０Ｊであり、ランプＢについては３０回、６７５０Ｊである。従って、ランプＡ及びＢによる点灯の合計放電エネルギーは１３５００Ｊとなり、タクトタイム１０秒以下で、φ４５０ｍｍウェハー上の光硬化材料を硬化させるのに必要な１３５００Ｊを得ることできる。また、本実施例では、ランプＡ側とランプＢ側とで点灯一回あたりの放電エネルギーや点灯タイミングを調整することによって、双方の合計累積放電エネルギーを過不足なく１３５００Ｊに合わせることができ、省エネの観点から好ましい。
【００４２】
以上のように、上記の実施例によると、照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ個別のタイミングで点灯制御することで、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ができる。
【００４３】
なお、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工程等にも適用できる。即ち、中心付近と外周付近とを個別のタイミングで照射して光硬化材料を所望の順序で硬化させることもできる。これにより、基板に付された光硬化材料の光硬化工程において、収縮が起こり易いエリアを照射するランプを先に点灯開始してそのエリアをある程度光硬化させておき、その後全体のエリアを照射して光硬化を行うことによって、光硬化材料の収縮に起因するひずみ発生を抑制することができる。
【００４４】
なお、上記実施例は以下のように変形可能である。
（１）実施例では２本のランプ及びそれに対応する２個の電源部を用いたが、複数本のランプ及びそれに対応する複数の電源部を用いてもよい。この場合でも、外側付近のランプから、好ましくは最も外側のランプから点灯開始することが望ましい。即ち、ｎ本のランプが同心配置される場合に、ｉ＜ｊとして、外側から中心に向けてｉ番目（好ましくは、ｉ＝１）のランプのｉ番目の電源部による点灯をｊ番目のランプのｊ番目の電源部による点灯開始よりも先に開始するようにしてもよい。この際、外側のランプから中心側のランプに向けて（１番目、２番目・・・ｎ番目のように）順次点灯開始するようにしてもよい。
【００４５】
（２）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。
【００４６】
（３）実施例では電源部とランプが１対１に対応するものを示したが、例えば、１つの電源部に対してランプを２本接続する構成（合計４本）等も可能である。即ち、図１に示すような電源部１つに対して複数のランプが直列接続されるようにしてもよい。また、図１の昇圧トランス１８又は５８の１次巻線又は２次巻線側を複数系統に分岐し、１つの昇圧トランスに対して複数の蓄電コンデンサ及びランプを設ける構成としてもよい。
【００４７】
（４）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６２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。
【符号の説明】
【００４８】
１３−１６、５３−５６．トランジスタ
１７、２３、５７、６３．インダクタ
１８、５８．昇圧トランス
１９−２１、５９−６１．ダイオードブリッジ
２２、６２．蓄電コンデンサ（蓄電素子）
２４、６４．閃光放電ランプ
２５、６５．電源部制御回路
２６、６６．イグナイタ回路
２７、６７．外部トリガ
３０．点灯装置制御部
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）
Ａ、Ｂ．ランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハーに付された光硬化材料を硬化させるための光照射器であって、
第１の環状閃光放電ランプ、
前記第１の環状閃光放電ランプの内側に配置された第２の環状閃光放電ランプ、
前記第１の環状閃光放電ランプを点灯させる第１の電源部、
前記第２の環状閃光放電ランプを点灯させる第２の電源部、及び
前記第１及び第２の電源部を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記第１の電源部による点灯を前記第２の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成された光照射器。
【請求項２】
請求項１の光照射器において、前記第１の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、前記第２の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低いことを特徴とする光照射器。
【請求項３】
基板に付された光硬化材料を硬化させるための光照射器であって、
同心配置されて相互に異なる照射範囲を有する環状の複数の閃光放電ランプ、
前記複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び
前記複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源部に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成され、
前記複数の電源部が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、
前記点灯装置制御部が、前記ｉ番目の電源部による点灯を前記ｊ番目の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成された光照射器。
【請求項４】
請求項３の光照射器において、前記ｉ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、前記ｊ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低いことを特徴とする光照射器。
【請求項５】
請求項３の光照射器において、前記ｉ＝１である光照射器。
【請求項６】
同心配置され相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、前記複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び前記複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備えた光照射器を用いて、基板に付された光硬化材料を硬化させる方法であって、
前記複数の電源部が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、
前記点灯装置制御部が、前記ｉ番目の電源部による点灯と前記ｊ番目の電源部による点灯とを個別のタイミングで制御する工程を備え、
前記個別のタイミングで制御する工程が、
（Ａ）前記点灯装置制御部が前記ｉ番目の電源部による点灯を開始させる工程、及び
（Ｂ）前記工程（Ａ）の後に、前記点灯装置制御部が前記ｊ番目の電源部による点灯を開始させる工程
を含む方法。
【請求項７】
請求項６の方法において、前記ｉ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、前記ｊ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低いことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６の方法において、前記ｉ＝１である、方法。
【請求項９】
閃光放電ランプ点灯装置であって、
入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、
前記複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、
前記複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び
前記複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源制御回路に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成され、
前記複数の閃光放電ランプは同心配置された環状ランプであり、前記複数の電源制御回路が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｉ番目の電源制御回路及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｊ番目の電源制御回路を含み、
前記点灯装置制御部が、前記ｉ番目の電源制御回路による点灯を前記ｊ番目の電源制御回路による点灯開始よりも先に開始させるように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１０】
請求項９の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ｉ番目の電源部における蓄電素子の容量が、前記ｊ番目の電源部における蓄電素子の容量よりも小さいことを特徴とする閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１１】
請求項９の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ｉ＝１である閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１２】
基板に付された光硬化材料を硬化させるための光照射器であって、
相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、
前記複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び
前記複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源部に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成された光照射器。
【請求項１３】
閃光放電ランプ点灯装置であって、
入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、
前記複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、
前記複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び
前記複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源制御回路に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１】
半導体ウェハーに付された光硬化材料を硬化させるための光照射器であって、
第１の環状閃光放電ランプ、
前記第１の環状閃光放電ランプの内側に配置された第２の環状閃光放電ランプ、
前記第１の環状閃光放電ランプを点灯させる第１の電源部、
前記第２の環状閃光放電ランプを点灯させる第２の電源部、及び
前記第１及び第２の電源部を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記第１の電源部による点灯を前記第２の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成された光照射器。
【請求項２】
請求項１の光照射器において、前記第１の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、前記第２の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低いことを特徴とする光照射器。
【請求項３】
基板に付された光硬化材料を硬化させるための光照射器であって、
同心配置されて相互に異なる照射範囲を有する環状の複数の閃光放電ランプ、
前記複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び
前記複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源部に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成され、
前記複数の電源部が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、
前記点灯装置制御部が、前記ｉ番目の電源部による点灯を前記ｊ番目の電源部による点灯開始よりも先に開始させるように構成された光照射器。
【請求項４】
請求項３の光照射器において、前記ｉ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、前記ｊ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低いことを特徴とする光照射器。
【請求項５】
請求項３の光照射器において、前記ｉ＝１である光照射器。
【請求項６】
同心配置され相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、前記複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び前記複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部を備えた光照射器を用いて、基板に付された光硬化材料を硬化させる方法であって、
前記複数の電源部が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｉ番目の電源部及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプを点灯させるｊ番目の電源部を含み、
前記点灯装置制御部が、前記ｉ番目の電源部による点灯と前記ｊ番目の電源部による点灯とを個別のタイミングで制御する工程を備え、
前記個別のタイミングで制御する工程が、
（Ａ）前記点灯装置制御部が前記ｉ番目の電源部による点灯を開始させる工程、及び
（Ｂ）前記工程（Ａ）の後に、前記点灯装置制御部が前記ｊ番目の電源部による点灯を開始させる工程
を含む方法。
【請求項７】
請求項６の方法において、前記ｉ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーが、前記ｊ番目の電源部から出力される点灯１回あたりのエネルギーよりも低いことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６の方法において、前記ｉ＝１である、方法。
【請求項９】
閃光放電ランプ点灯装置であって、
入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、
前記複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、
前記複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び
前記複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源制御回路に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成され、
前記複数の閃光放電ランプは同心配置された環状ランプであり、前記複数の電源制御回路が、外側からｉ番目の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｉ番目の電源制御回路及び外側からｊ番目（ｉ＜ｊ）の照射範囲を有する閃光放電ランプに対応するｊ番目の電源制御回路を含み、
前記点灯装置制御部が、前記ｉ番目の電源制御回路による点灯を前記ｊ番目の電源制御回路による点灯開始よりも先に開始させるように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１０】
請求項９の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ｉ番目の電源部における蓄電素子の容量が、前記ｊ番目の電源部における蓄電素子の容量よりも小さいことを特徴とする閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１１】
請求項９の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ｉ＝１である閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１２】
基板に付された光硬化材料を硬化させるための光照射器であって、
相互に異なる照射範囲を有する複数の閃光放電ランプ、
前記複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯させる複数の電源部、及び
前記複数の電源部を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源部に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成された光照射器。
【請求項１３】
閃光放電ランプ点灯装置であって、
入力電圧を昇圧して複数の蓄電素子にそれぞれ充電する複数の昇圧充電回路、
前記複数の蓄電素子に接続される照射範囲の異なる複数の閃光放電ランプをそれぞれ点灯開始させるための複数の始動回路、
前記複数の充電回路及び始動回路をそれぞれ制御する複数の電源制御回路、及び
前記複数の電源制御回路を統括制御する点灯装置制御部
を備え、
前記点灯装置制御部が、前記複数の電源制御回路に個別のタイミングで前記複数の閃光放電ランプを点灯させるように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−１８６１０２（Ｐ２０１２−１８６１０２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９８１９（Ｐ２０１１−４９８１９）
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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