KR101043234B1 - laser dicing apparatus having optical fiber assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명의 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔 공급부와, 레이저 빔 공급부에서 공급된 레이저 빔이 전달되는 바디부와, 바디부와 체결되고 레이저 빔의 직경 크기를 결정하여 웨이퍼의 절단 영역에 레이저 빔을 조사하는 광섬유 어셈블리를 포함하여 이루어지고, 광섬유 어셈블리는 광 통과 부재와 광 통과 부재에 연결된 광섬유를 포함하고, 광섬유의 직경에 의해 레이저 빔의 직경 크기가 결정된다.The laser dicing apparatus of the present invention irradiates a laser beam to a cutting region of a wafer by determining a diameter size of a laser beam supply unit, a body unit to which a laser beam supplied from the laser beam supply unit is transmitted, and a body part coupled to the body unit, and determining the diameter of the laser beam. The optical fiber assembly includes a light passing member and an optical fiber connected to the light passing member, and the diameter of the laser beam is determined by the diameter of the optical fiber.
Description
본 발명은 레이저 다이싱 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔의 직경 크기를 용이하게 증가시킬 수 있는 레이저 다이싱 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a laser dicing apparatus, and more particularly, to a laser dicing apparatus that can easily increase the diameter size of the laser beam.
일반적으로, 반도체 소자나 전자 부품이 형성된 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할하기 위해서는 다이싱 블레이드(dicing blade), 예컨대 다이아몬드 절삭 날로 웨이퍼를 절단하는 다이싱 장치가 사용된다. 반도체 패키지 산업의 소형 및 박형화 추세에 따라, 다이싱 블레이드로 얇은 웨이퍼를 절단할 경우 웨이퍼의 바닥면으로부터 깨짐이 진행되는 경우가 발생한다. 따라서, 다이싱 블레이드를 채용하는 다이싱 장치로는 칩 안정성이 떨어져 얇은 웨이퍼의 절단 공정을 수행하기가 어렵다. In general, in order to divide a wafer on which semiconductor elements or electronic components are formed into individual chips, a dicing apparatus for cutting the wafer with a dicing blade, for example, a diamond cutting edge, is used. With the trend toward miniaturization and thinning in the semiconductor package industry, breaking a thin wafer with a dicing blade causes cracks to progress from the bottom of the wafer. Therefore, in the dicing apparatus employing the dicing blade, chip stability is poor, and thus it is difficult to perform the cutting process of the thin wafer.
다이싱 블레이드를 채용한 다이싱 장치의 문제점을 극복하기 위해, 레이저 빔을 이용한 레이저 다이싱 장치가 제안되었다. 레이저 빔을 이용한 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔을 이용하여 웨이퍼를 절단하는 장치이다. In order to overcome the problems of the dicing apparatus employing a dicing blade, a laser dicing apparatus using a laser beam has been proposed. A laser dicing apparatus using a laser beam is an apparatus for cutting a wafer using a laser beam.
도 1은 종래의 레이저 빔을 이용한 레이저 다이싱 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view for explaining a laser dicing apparatus using a conventional laser beam.
구체적으로, 종래의 레이저 다이싱 장치는 유전층들(5)이 형성된 웨이퍼(1)의 절단 영역에 단일 레이저 빔(9)을 렌즈(7)를 통해 집속하여 다이싱 공정을 수행한다. 도 1에서, 참조번호 3은 웨이퍼(1)를 지지하는 테이프를 나타낸다. Specifically, the conventional laser dicing apparatus performs a dicing process by focusing a
그런데, 종래의 레이저 빔을 이용한 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔의 크기, 즉 직경이 작아 절단 영역의 폭이나 직경(d3)이 넓을 경우 도 1과 같이 절단 영역중 제1 영역(11)의 다이싱 공정을 수행하여 유전층(5) 및 웨이퍼를 절단한 후, 절단 영역중 제2 영역(13)의 다이싱 공정을 수행하여 유전층(5) 및 웨이퍼(1)를 절단하여야 한다. However, in the conventional laser dicing apparatus using a laser beam, when the size of the laser beam, that is, the diameter is small, and the width or diameter d3 of the cutting region is wide, dicing of the
다시 말해, 종래의 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔의 크기가 작아 복수회의 다이싱 공정을 수행하여야 한다. 이렇게 복수회 다이싱 공정을 수행할 경우 작업 시간이 길어지고 소자 생산성이 매우 떨어지게 된다. In other words, the conventional laser dicing apparatus has to perform a plurality of dicing processes because the size of the laser beam is small. When the dicing process is performed in this way, the working time is long and the device productivity is very low.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레이저 빔의 직경 크기를 용이하게 증가시켜 반도체 소자 생산성을 향상시킬 수 있는 레이저 다이싱 장치를 제공하는 데 있다. The problem to be solved by the present invention is to provide a laser dicing apparatus that can easily increase the diameter size of the laser beam to improve semiconductor device productivity.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예에 의한 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔 공급부와, 레이저 빔 공급부에서 공급된 레이저 빔이 전달되는 바디부와, 바디부와 체결되고 레이저 빔의 직경 크기를 결정하여 웨이퍼의 절단 영역에 레이저 빔을 조사하는 광섬유 어셈블리를 포함하여 이루어지고, 광섬유 어셈블리는 광 통과 부재와 광 통과 부재에 연결된 광섬유를 포함하고, 광섬유의 직경에 의해 레이저 빔의 직경 크기가 결정된다. In order to solve the above problems, the laser dicing apparatus according to an embodiment of the present invention, the laser beam supply unit, the body portion to which the laser beam supplied from the laser beam supply unit is transmitted, the body portion is fastened to the diameter of the laser beam The optical fiber assembly includes a light passing member and an optical fiber connected to the light passing member, and the diameter of the laser beam is determined by the diameter of the optical fiber. do.
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또한, 본 발명의 다른 예에 의한 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔 공급부와, 레이저 빔 공급부에서 공급된 레이저 빔이 전달되는 바디부를 포함한다. 더하여, 본 발명의 다른 예에 의한 레이저 다이싱 장치는 광폭부와 협폭부를 갖는 깔때기 모양의 광 통과 부재와 광 통과 부재에 연결된 광섬유를 포함하여 레이저 빔의 직경 크기를 결정하여 웨이퍼의 절단 영역에 레이저 빔을 조사하는 광섬유 어셈블리와, 바디부와 광섬유 어셈블리를 체결하는 체결부를 포함하여 이루어진다. In addition, the laser dicing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a laser beam supply unit and a body portion to which the laser beam supplied from the laser beam supply unit is transmitted. In addition, the laser dicing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a funnel-shaped light passing member having a wide portion and a narrow portion, and an optical fiber connected to the light passing member to determine the diameter size of the laser beam to the cutting region of the wafer. It comprises a fiber optic assembly for irradiating a laser beam, and a fastening portion for fastening the body portion and the optical fiber assembly.
바디부 및 광폭부는 원통형으로 구성될 수 있다. 체결부는 바디부의 내부에 형성된 암나사부와 광폭부의 외부에 형성된 수나사부가 체결되어 구성될 수 있다.The body portion and the wide portion may be configured in a cylindrical shape. The fastening part may be configured by fastening the female screw part formed inside the body part and the male screw part formed outside the wide part.
체결부는 바디부가 광폭부를 감싸면서 바디부의 외부에 형성된 걸림쇠와 광폭부의 외부에 형성된 걸림턱이 체결되어 구성될 수 있다. The fastening part may be configured by fastening the latch formed on the outside of the wide part and the catch formed on the outside of the body part while the body part surrounds the wide part.
본 발명의 레이저 다이싱 장치의 광섬유 어셈블리는 광섬유를 포함하여 광섬유의 직경에 따라 레이저 빔의 직경 크기를 크게 또는 작게 조절할 수 있다. 광섬유 어셈블리는 레이저 다이싱 장치의 바디부에 체결하고, 필요에 따라서는 수시로 교체하여 레이저 빔의 직경을 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔의 직경 크기를 용이하게 증가시키거나 감소시켜 반도체 소자의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. The optical fiber assembly of the laser dicing apparatus of the present invention may adjust the diameter size of the laser beam to be large or small according to the diameter of the optical fiber including the optical fiber. The optical fiber assembly is fastened to the body portion of the laser dicing apparatus and, if necessary, can be replaced frequently to easily adjust the diameter of the laser beam. Therefore, the laser dicing apparatus of the present invention can easily increase or decrease the diameter size of the laser beam, thereby greatly improving the productivity of the semiconductor device.
본 발명의 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔의 직경 크기를 결정하여 웨이퍼의 절단 영역 레이저 빔을 조사하는 광섬유 어셈블리를 포함한다. 광섬유 어셈블리는 광섬유를 포함하여 광섬유의 직경에 따라 레이저 빔의 직경 크기를 크게 또는 작게 조절할 수 있다. The laser dicing apparatus of the present invention includes an optical fiber assembly that determines the diameter size of the laser beam and irradiates the laser beam in the cutting area of the wafer. The optical fiber assembly may adjust the diameter size of the laser beam to be larger or smaller depending on the diameter of the optical fiber, including the optical fiber.
광섬유 어셈블리는 레이저 다이싱 장치의 바디부에 체결하고, 필요에 따라서는 수시로 교체하여 레이저 빔의 직경을 용이하게 조절할 수 있다. 이와 같은 발명의 사상을 가지는 레이저 다이싱 장치는 본 발명의 범위 내에 포함된다. The optical fiber assembly is fastened to the body portion of the laser dicing apparatus and, if necessary, can be replaced frequently to easily adjust the diameter of the laser beam. A laser dicing apparatus having the idea of this invention is included within the scope of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예들에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서, 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention illustrated in the following may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various different forms. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the following figures, like reference numerals refer to like elements.
실시예 1Example 1
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 2 and 3 are cross-sectional views for explaining the laser dicing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
구체적으로, 유전층들(55)이 형성된 웨이퍼(51)가 준비된다. 웨이퍼(51)는 칩 영역들 사이에 웨이퍼의 절단 영역이 위치한다. 웨이퍼의 절단 영역은 일정 폭을 가진다. 도 2 및 도 3에서, 참조번호 53은 웨이퍼(51)를 지지하는 테이프를 나타낸다. 본 발명의 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔 공급부(57)를 포함한다. 레이저 빔 공급부(57)는 다양한 구성 요소들을 가지지만 여기에서는 편의상 생략한다. 레이저 빔 공급부(57)에서 레이저 빔(71)이 공급된다. Specifically, the
레이저 빔 공급부(57)에 공급된 레이저 빔(71)은 레이저 다이싱 장치의 바디부(59)에 전달된다. 바디부(59)도 다양한 구성 요소들을 가질 수 있다. 레이저 다이싱 장치의 바디부(59)에는 레이저 빔(71)의 직경 크기를 결정하여 웨이퍼 절단 영역에 레이저 빔(71)을 조사하는 광섬유 어셈블 리(69)가 체결되어 있다.The
광섬유 어셈블리(69)는 광 통과 부재(65)와 광 통과 부재(65)에 연결된 광섬유(67)를 포함한다. 광 통과 부재(65)는 폭이 넓은 광폭부(61)와 폭이 좁은 협폭부(63)를 갖는 깔때기 모양으로 구성된다. 광 통과 부재(65)의 협폭부(63)에 광섬유가 연결된다. 바디부(59) 및 광섬유 어셈블리(69)를 구성하는 광 통과 부재(65) 의 광폭부(61)는 원통형으로 구성될 수 있다. 광섬유 어셈블리(69)를 구성하는 광섬유(67)의 직경(d1, d2)에 의해 레이저 빔(71)의 직경 크기가 결정된다. The
다시 말해, 도 2에 도시한 바와 같이 광섬유 어셈블리(69)를 구성하는 광섬유(67)의 직경이 d1로 큰 경우에는 레이저 빔(71)도 d1 직경으로 웨이퍼 절단 영역에 조사된다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 광섬유 어셈블리(69)를 구성하는 광섬유(67)의 직경이 d2로 d1보다 작은 경우에는 레이저 빔(71)도 d2 직경으로 웨이퍼 절단 영역에 조사된다. In other words, as shown in FIG. 2, when the diameter of the
본 발명의 레이저 다이싱 장치는 후에 자세히 설명하는 바와 같이 바디부(59)와 광섬유 어셈블리(69)를 체결하는 체결부를 포함한다. 바디부(59)와 광섬유 어셈블리(69)를 구성하는 광 통과 부재(65)의 광폭부(61)와 체결된다. 따라서, 본 발명의 레이저 다이싱 장치는 광섬유 어셈블리(69)를 필요에 따라 용이하게 변경하거나 교체할 수 있기 때문에 레이저 빔(71)의 직경도 용이하게 변경하거나 교체할 수 있다. 바디부(59)와 광섬유 어셈블리(69)를 체결하는 것은 다양하게 구성할 수 있으나, 일 예를 도 4를 이용하여 설명한다. The laser dicing apparatus of the present invention includes a fastening portion for fastening the
도 4는 도 2 및 도 3의 광섬유 어셈블리와 바디부를 체결하는 것을 설명하기 위한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating the fastening of the optical fiber assembly and the body of FIGS. 2 and 3.
구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 광섬유 어셈블리(69)는 광폭부(61)와 협폭부(63)를 갖는 광 통과 부재(65)와 광 통과 부재(65)에 연결된 광섬유(67)를 포함한다. 광섬유 어셈블리(69)는 광 통과 부재(65)의 광폭부(61)의 외부에는 수나사부(73)가 형성되어 있다. 그리고, 바디부(59)의 내부에는 암나사부(72) 가 형성되어 있다. Specifically, as described above, the
따라서, 본 발명의 체결부(75)는 광폭부(61)의 외부에 형성된 수나사부(73)와 바디부(59)의 내부에 형성된 암나사부(72)를 체결되어 구성된다. 본 발명의 레이저 다이싱 장치는 수나사부(73)와 암나사부(72)를 체결함으로써 구성된다. 물론, 앞서 설명한 바와 같이 광섬유 어셈블리(69)를 변경하거나 교체할 때에는 수나사부(73)와 암나사부(72)를 서로 풀어서 수행한다.Therefore, the
실시예 2Example 2
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 5 and 6 are cross-sectional views illustrating a laser dicing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
구체적으로, 본 발명의 제2 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치는 체결부(79)가 다른 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 본 발명의 제2 실시예에 의한 다이싱 장치는 제1 실시예와 동일하게 유전층들(55)이 형성되고, 칩 영역들 사이에 절단 영역이 위치하는 웨이퍼(51)가 준비된다. 본 발명의 레이저 다이싱 장치는 레이저 빔 공급부(57)에서 레이저 빔(71)이 공급되고, 레이저 빔 공급부(57)에서 공급된 레이저 빔(71)은 레이저 다이싱 장치의 바디부(59)에 전달된다. 레이저 다이싱 장치의 바디부(59)에는 레이저 빔(71)의 직경 크기를 결정하여 웨이퍼 절단 영역에 레이저 빔(71)을 조사하는 광섬유 어셈블리(69)가 체결되어 있다.Specifically, the laser dicing apparatus according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except that the
광섬유 어셈블리(69)는 제1 실시예와 동일하게 광 통과 부재(65)와 광 통과 부재(65)에 연결된 광섬유(67)를 포함한다. 광 통과 부재(65)는 폭이 넓은 광폭부(61)와 폭이 좁은 협폭부(63)를 갖는 깔때기 모양으로 구성된다. 광 통과 부 재(65)의 협폭부(63)에 광섬유가 연결된다. 바디부(59) 및 광섬유 어셈블리(69)를 구성하는 광 통과 부재(65)의 광폭부(61)는 원통형으로 구성될 수 있다. 광섬유 어셈블리(69)를 구성하는 광섬유(67)의 직경(d1, d2)에 의해 레이저 빔(71)의 직경 크기가 결정된다. The
본 발명의 제2 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치의 체결부(79)는 바디부(59)의 외부에 형성된 걸림쇠(76)와 광섬유 어셈블리를 구성하는 광 통과 부재의 광폭부의 외부에 형성된 걸림턱(77)으로 구성된다. 다시 말해, 본 발명의 제2 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치는 바디부(59)의 외부에 형성된 걸림쇠(76)와 광섬유 어셈블리를 구성하는 광 통과 부재의 광폭부의 외부에 형성된 걸림턱(77)이 체결된다. The
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치는 광섬유 어셈블리(69)를 필요에 따라 용이하게 변경하거나 교체할 수 있기 때문에 레이저 빔(71)의 직경도 용이하게 변경하거나 교체할 수 있다. Therefore, since the laser dicing apparatus according to the second embodiment of the present invention can easily change or replace the
도 7은 도 5 및 도 6의 광섬유 어셈블리와 바디부를 체결하는 것의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an example of fastening the optical fiber assembly and the body part of FIGS. 5 and 6.
구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 광섬유 어셈블리(69)는 광폭부(61)와 협폭부(63)를 갖는 광 통과 부재(65)와 광 통과 부재(65)에 연결된 광섬유(67)를 포함한다. 광섬유 어셈블리(69)는 광 통과 부재(65)의 광폭부(61)의 외부에는 걸림턱(77)이 형성되어 있다. 그리고, 바디부(59)의 외부에는 걸림쇠(75)가 형성되어 있다. Specifically, as described above, the
따라서, 도 7의 체결부(79)는 광폭부(61)의 외부에 형성된 걸림턱(77)과 바디부(59)의 외부에 형성된 걸림쇠(76)를 체결되어 구성된다. 특히, 바디부(59)가 광폭부를 감싸면서 광폭부(61)의 외부에 형성된 걸림턱(77)과 바디부(59)의 외부에 형성된 걸림쇠(76)가 체결된다. 그리고, 물론, 앞서 설명한 바와 같이 광섬유 어셈블리(69)를 변경하거나 교체할 때에는 걸림턱(77)과 걸림쇠(75)를 서로 풀어서 수행한다.Therefore, the
도 1은 종래의 레이저 빔을 이용한 레이저 다이싱 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view for explaining a laser dicing apparatus using a conventional laser beam.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 2 and 3 are cross-sectional views for explaining the laser dicing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 도 2 및 도 3의 광섬유 어셈블리와 바디부를 체결하는 것을 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the fastening of the optical fiber assembly and the body of FIGS. 2 and 3.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 레이저 다이싱 장치를 설명하기 위한 단면도이다.5 and 6 are cross-sectional views illustrating a laser dicing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 도 5 및 도 6의 광섬유 어셈블리와 바디부를 체결하는 것의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an example of fastening the optical fiber assembly and the body part of FIGS. 5 and 6.
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JPH06680A (en) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fiber light guiding type laser device |
JP2001191194A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | Laser beam machine |
-
2009
- 2009-02-11 KR KR1020090011205A patent/KR101043234B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH06680A (en) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fiber light guiding type laser device |
JP2001191194A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | Laser beam machine |
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