TW202339886A - 雷射光照射裝置 - Google Patents

雷射光照射裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202339886A
TW202339886A TW112112321A TW112112321A TW202339886A TW 202339886 A TW202339886 A TW 202339886A TW 112112321 A TW112112321 A TW 112112321A TW 112112321 A TW112112321 A TW 112112321A TW 202339886 A TW202339886 A TW 202339886A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser light
laser
plate
phase pattern
shaped object
Prior art date
Application number
TW112112321A
Other languages
English (en)
Inventor
野村哲平
陳之文
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商迪思科股份有限公司 filed Critical 日商迪思科股份有限公司
Publication of TW202339886A publication Critical patent/TW202339886A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0626—Energy control of the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/812—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8122—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/81224—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

[課題]抑制由強度輪廓所引起之連接不良。 [解決手段]雷射光照射裝置的雷射光照射單元包含：雷射光源，射出雷射光；及空間光調變器，將從雷射光源所射出之雷射光因應於相位圖案來調變並射出。控制器具有：記憶部，記憶顯示於空間光調變器25之相位圖案；及旋轉指示部，使已記憶於記憶部之相位圖案旋轉，藉由一邊朝板狀物照射雷射光一邊使相位圖案旋轉，讓照射於板狀物之雷射光的功率密度均勻化。

Description

雷射光照射裝置
本發明是有關於一種雷射光照射裝置。
在半導體器件的製程中，在將晶片與外部端子電連接的其中一個方式上，有將晶片的電極與封裝基板上的電極設成面對面並隔著凸塊來連接之倒裝晶片(flip chip)組裝方式。
一般而言，在倒裝晶片組裝中，可採用：對基板整體進行加熱來接合之大量回焊(Mass Reflow)製程、或是藉由對各晶片進行加熱並加壓來接合之TCB(Thermo-Compression Bonding，熱壓接)製程等。然而，大量回焊製程會因為對基板整體進行加熱之作法所造成之熱應力而成為課題，TCB製程則是在焊接頭冷卻上較耗費時間等生產性變差之情形已成為課題。
作為對如上述之製程具有優越性之製程，已提出有一種藉由雷射照射將晶片連接於基板上的電極之雷射回焊製程(參照專利文獻1、2)。在雷射回焊製程中具有以下優點，因為不會對基板整體施加熱，所以可以減低熱應力，又，可藉由對複數個晶片照射雷射光而獲得比TCB製程更高之生產性。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2008-177240號公報 專利文獻2：日本特開2021-102217號公報
發明欲解決之課題
然而，在加工點中雷射光的強度輪廓(profile)並非均勻的情況下，會因為因應於此強度輪廓來加熱晶片，所以導致加熱不均，而有產生結合(bonding)不良之可能性。
據此，本發明之目的在於提供一種可以抑制由強度輪廓所引起之連接不良的雷射光照射裝置。 用以解決課題之手段
根據本發明，可提供一種雷射光照射裝置，前述雷射光照射裝置具備：保持工作台，保持板狀物；雷射光照射單元，對已保持在該保持工作台之該板狀物照射雷射光；及控制器，控制該雷射光照射單元， 該雷射光照射單元包含：雷射光源，射出雷射光；及空間光調變器，將從該雷射光源所射出之該雷射光因應於相位圖案來調變並射出， 該控制器具有：記憶部，記憶顯示於該空間光調變器之相位圖案；及旋轉指示部，使已記憶於該記憶部之該相位圖案旋轉， 藉由一邊朝該板狀物照射該雷射光一邊使該相位圖案旋轉，讓照射於該板狀物之該雷射光的功率密度均勻化。
較佳的是，雷射光照射單元更包含成像單元，前述成像單元將已藉由該空間光調變器調變之雷射光成像並照射於板狀物。
較佳的是，該板狀物是搭載有複數個半導體晶片之基板，前述半導體晶片在其中一面具有凸塊且隔著該凸塊而搭載在前述基板，藉由將該雷射光照射於和已搭載於該基板之該半導體晶片對應之區域，而對包含在該雷射光的被照射範圍之凸塊進行回焊。 發明效果
本發明可以抑制由強度輪廓所引起之連接不良。
用以實施發明之形態
以下，針對本發明的實施形態，一面參照圖式一面詳細地說明。本發明並非因以下的實施形態所記載之內容而受到限定之發明。又，在以下所記載之構成要素中，包含所屬技術領域中具有通常知識者可以容易地設想得到的構成要素、實質上相同的構成要素。此外，以下所記載之構成是可合宜組合的。又，只要在不脫離本發明之要旨的範圍內，可進行構成的各種省略、置換或變更。
依據圖式來說明本發明之實施形態的雷射光照射裝置1。圖1是顯示實施形態之雷射光照射裝置1的構成例的概略示意圖。圖2是顯示由圖1所示之雷射光照射裝置1所照射之雷射光21的照射對象的板狀物100之一例的立體圖。圖3是圖2所示之板狀物100的主要部分剖面圖。
實施形態之雷射光照射裝置1具備保持工作台10、雷射光照射單元20與控制器30。雷射光照射裝置1是對已保持在保持工作台10之板狀物100照射雷射光21之裝置。雷射光照射裝置1亦可更具備未圖示之移動單元、拍攝單元、顯示單元等。移動單元使保持工作台10與雷射光照射單元20相對地移動。拍攝單元對已保持在保持工作台10之板狀物100進行拍攝。顯示單元可使例如加工條件的設定畫面、拍攝單元所拍攝到之板狀物100的狀態、加工動作的狀態等顯示於顯示面。
在實施形態中，圖2以及圖3所示之板狀物100包含基板110、與隔著凸塊130而載置於基板110上之半導體晶片120，且是預定藉由以雷射光21對凸塊130進行回焊，來將半導體晶片120對基板110倒晶組裝之被加工物。亦即，實施形態之雷射光照射裝置1是可藉由對已保持在保持工作台10之板狀物100的已載置在基板110上之半導體晶片120照射雷射光21，來對凸塊130進行回焊而將半導體晶片120連接於基板110之裝置。
基板110在實施形態中為矩形狀。基板110可為例如PCB基板(印刷電路板，Printed Circuit Board)、或分割成晶片之前的器件晶圓等。於基板110的正面111側，是隔著凸塊130來配置複數個半導體晶片120。半導體晶片120於正面121具有1個以上的凸塊130。凸塊130是設置於半導體晶片120的正面121之突起狀的端子。
半導體晶片120是藉由加熱基板110以及半導體晶片120，且讓凸塊130熔解，而連接於基板110上的電極。再者，板狀物100除了實施形態中的半導體晶片120隔著凸塊130而配置排列於基板110之構成以外，亦可為積層複數個半導體晶片120，且在各個半導體晶片120之間存在凸塊130之構成等。
圖1所示之保持工作台10是以保持面11來保持板狀物100。保持面11是例如由多孔陶瓷等所形成的圓板形狀。保持面11在實施形態中是和水平方向平行之平面。保持面11例如透過真空吸引路徑而和真空吸引源連接。保持工作台10會吸引保持已載置在保持面11上之板狀物100。
再者，板狀物100是以半導體晶片120已載置在基板110上之狀態來保持在保持工作台10。此時，半導體晶片120是在已讓具有凸塊130的一面(正面121)向下之狀態下，隔著凸塊130來載置於已讓正面111側向上之基板110的正面111側。
雷射光照射單元20是對已保持在保持工作台10之板狀物100照射雷射光21之單元。如圖1所示，雷射光照射單元20包含雷射光源22、均勻照射單元23、導光單元24、空間光調變器25與成像單元26。
雷射光源22會射出雷射光21。雷射光源22包含例如光纖雷射、具有單一的雷射二極體(LD)之單一光源、或配置有複數個雷射二極體之多光源等。從雷射光源22射出之雷射光21是對板狀物100(半導體晶片120)具有吸收性之波長的連續波(CW)。
均勻照射單元23配置於雷射光源22的後段。均勻照射單元23是用於藉由從均勻照射單元23所射出之雷射光21，來形成對後述之空間光調變器25的均勻照射面之單元。在此均勻照射面上，雷射光21的功率密度會被均勻化。再者，所謂「均勻化」並非限定於作為結果而成為完全地均勻，而是包含改變得比原本的狀態接近於「均勻」。
均勻照射單元23特別宜在雷射光源22為多光源的情況下設置。即使在單一光源的情況下，均勻照射單元23仍宜為了在光源呈高斯分布的情況下，使其成為完全的頂帽(top hat)型分布而設置，又，即使在光源呈頂帽型分布的情況下，也宜為了使其成為更完全的頂帽型分布而設置。
作為均勻照射單元23，可以利用例如藉由準直透鏡與非球面透鏡的組合來形成均勻照射面之構成、藉由準直透鏡、DOE(Diffractive Optical Element，繞射光學元件)以及聚光透鏡的組合來形成均勻照射面之構成、藉由棒狀透鏡(rod lens)(由玻璃所構成之筒狀構件)或光導管(light pipe)(被鏡子所包圍之中空的筒狀構件，也稱為均質化棒)與導光單元(中繼透鏡或光纖)的組合來形成均勻照射面之構成、藉由準直透鏡、第一透鏡陣列以及第二透鏡陣列(將複數個棒狀透鏡捆束而形成為陣列狀之構成、或對透鏡以形成陣列狀的方式進行面加工之構成)與聚光透鏡的組合來形成均勻照射面之構成等。
導光單元24是用於將藉由均勻照射單元23所形成之均勻照射面之光轉印至空間光調變器25之單元。再者，在雷射光照射單元20不包含均勻照射單元23的情況下，導光單元24是將直接來自雷射光源22之光轉印至空間光調變器25。導光單元24是藉由例如光纖或中繼透鏡(組合透鏡)所構成。
空間光調變器25包含空間光調變元件，並因應於所要顯示之相位圖案，來將從雷射光源22所射出之雷射光21調變並射出。空間光調變器25是藉由控制所射出之雷射光21的強度(功率密度)的空間密度分布，來調變雷射光21之被稱為所謂的SLM(Spatial Light Modulator)之調變器。
空間光調變器25是藉由使所要顯示之相位圖案旋轉，來讓照射於板狀物100的被照射面之雷射光21的輪廓旋轉。可以利用例如習知的反射型液晶LCOS(液晶覆矽，Liquid-Crystal on Silicon)、穿透型液晶LCP(液晶面板，Liquid Crystal Panel)、Deformable Mirror(可形變反射鏡)、DMD(數位微鏡器件，Digital Micro-mirror Device)等之習知的SLM器件，來作為空間光調變器25。實施形態之空間光調變器25是LCOS。
成像單元26將所入射之雷射光21成像於板狀物100的被照射面。實施形態之雷射光照射單元20是藉由成像單元26，將雷射光21成像在保持工作台10上的板狀物100中的和半導體晶片120的背面122對應之區域123(參照圖4)。再者，在雷射光照射單元20中，亦可設成對複數個半導體晶片120同時照射。實施形態之成像單元26包含成像系統27、放大成像透鏡28與遠心透鏡(telecentric lens)29。
成像系統27是以單一的透鏡、或由組合透鏡所構成之成像透鏡所構成，在圖1所示之一例中，是依序配置雙凸透鏡與雙凹透鏡來構成。再者，在根據空間光調變元件而使空間光調變器25也兼具成像系統27(成像透鏡)的功能之情況下，成像系統27亦可被省略。
放大成像透鏡28是將以成像系統27所成像之影像(共軛影像)放大且成像於板狀物100的被照射面之構成。再者，放大成像透鏡28亦可被省略。
遠心透鏡29是用於使雷射光21相對於板狀物100的被照射面垂直地入射，亦即和光軸平行地入射之構成。再者，亦可將成像系統27構成為遠心透鏡29，又，亦可設成省略遠心透鏡29來構成光學系統。
控制器30分別控制雷射光照射裝置1的各構成要素，並使雷射光照射裝置1執行對板狀物100之加工動作等。控制器30是包含作為運算機構之運算處理裝置、作為記憶機構之記憶裝置、與作為通訊機構之輸入輸出介面裝置之電腦。運算處理裝置包含例如CPU(中央處理單元，Central Processing Unit)等之微處理器。記憶裝置具有ROM(唯讀記憶體，Read Only Memory)或RAM(隨機存取記憶體，Random Access Memory)等之記憶體。運算處理裝置依據已保存於記憶裝置之預定的程式來進行各種運算。運算處理裝置依照運算結果，透過輸入輸出介面裝置將各種控制訊號輸出至上述之各構成要素，來進行雷射光照射裝置1之控制。控制器30具有記憶部31與旋轉指示部32。
記憶部31會記憶顯示於空間光調變器25之相位圖案。記憶部31亦可記憶以下的相位圖案：在顯示於空間光調變器25時，使雷射光21在板狀物100的面內照射之位置為和半導體晶片120對應之區域123(參照圖4)的相位圖案。在此情況下，相位圖案顯示於空間光調變器25時之雷射光21的輪廓會和半導體晶片120的外形一致。照射雷射光21的照射範圍，亦可對應於1個半導體晶片120，亦可對應於複數個半導體晶片120。
旋轉指示部32是使已記憶於記憶部31之相位圖案旋轉。也就是說，旋轉指示部32使顯示於空間光調變器25之相位圖案旋轉，來讓照射於板狀物100的被照射面之雷射光21的輪廓旋轉。旋轉指示部32以例如以下的方式使相位圖案旋轉：雷射光21的輪廓相對於平面視角下形狀為正方形之半導體晶片120，繞著半導體晶片的中心旋轉。旋轉指示部32亦可例如每預定時間使相位圖案每次旋轉90°。
雷射光照射裝置1是在已使記憶於記憶部31之相位圖案顯示於空間光調變器25的狀態下，對保持工作台10上之板狀物100照射雷射光21。雷射光21是照射於和半導體晶片120對應之區域123(參照圖4)，來對包含於雷射光21的被照射範圍之凸塊130進行回焊。
其次，說明雷射光照射裝置1將雷射光21照射於已將背面112側保持在保持工作台10之實施形態的板狀物100，而對凸塊130進行回焊之動作。圖4是顯示正在對圖2以及圖3所示之板狀物100照射雷射光21之狀態的主要部分剖面圖。
雷射光照射裝置1首先是使已記憶於記憶部31的相位圖案顯示於圖1所示之雷射光照射單元20的空間光調變器25。相位圖案是使雷射光21調變成如下之相位圖案：經空間光調變器25調變後之雷射光21的照射區域，成為如圖4所示地和半導體晶片120對應之區域123。在實施形態中，已藉由顯示有相位圖案之空間光調變器25調變且成像於板狀物100的被照射面之雷射光21的輪廓，是如圖5所示地沿著平面視角下形狀為正方形之1個半導體晶片120的外形。
其次，如圖4所示，雷射光照射裝置1是從板狀物100的正面111側來照射雷射光21。藉此，使已根據相位圖案而調變之雷射光21從半導體晶片120的和具有凸塊130之一面(正面121)為相反側的另一面(背面122)來進行照射。此時，雷射光21的照射範圍在被照射面上的輪廓，是如圖5所示地沿著半導體晶片120的外形。雷射光照射裝置1是例如將雷射光21照射1sec期間。
在此，將圖5所示之雷射光21的強度分布顯示於圖6以及圖7。圖5是示意地顯示照射於圖2以及圖3所示之板狀物100之雷射光21的輪廓的平面圖。圖6是顯示圖5所示之雷射光21的X軸方向截面上的強度分布的圖形。圖7是顯示圖5所示之雷射光21的Y軸方向截面上的強度分布的圖形。所謂X軸方向截面是平行於圖5所示之X軸方向且通過板狀物100的中心之截面，且為在圖5中以平行於X軸之虛線表示之位置的截面。又，所謂Y軸方向截面是平行於圖5所示之Y軸方向且通過板狀物100的中心之截面，且為在圖5中以平行於Y軸之虛線表示之位置的截面。
較理想的是，在使雷射光21的輪廓沿著半導體晶片120的外形的情況下，為了抑制加熱不均，通過板狀物100的截面之雷射光21的強度分布為山腳呈陡峭形狀且頂端為呈平坦之矩形波狀。亦即，較佳的是，在比半導體晶片120的外緣更外側，讓雷射光21的強度近似於零，且在比半導體晶片120的外緣更內側，讓雷射光21的強度為固定的強度。
如圖6以及圖7所示，圖5所示之實施形態的雷射光21，在比半導體晶片120的外緣更內側，在雷射光21的強度上產生有參差。又，圖6所示之X軸方向截面上的強度分布是顯示以下傾向：板狀物100的中心部以及外緣部的強度較低，且中心部與外緣部之間的強度較高。相對於此，圖7所示之Y軸方向截面上的強度分布是顯示以下傾向：外緣部的強度較高，且中心部的強度較低。如此，可得知以下情形：由於強度分布的傾向在X軸方向截面與Y軸方向截面上不同，所以旋轉對稱性較低。
圖8是顯示相位圖案相對於圖5所示之雷射光21旋轉之情形的平面圖。雷射光照射裝置1在以具有圖5所示之輪廓的雷射光21照射於半導體晶片120後，會使顯示於雷射光照射單元20的空間光調變器25之相位圖案旋轉。
具體來說，是使相位圖案每次依序旋轉90°，以讓將圖5所示之雷射光21的照射範圍在X軸方向以及Y軸方向的每一個方向上分割成一半而成之4個小正方形的區域21-1、21-2、21-3、21-4，各自朝在順時針方向上相鄰之區域旋轉移動，藉此，使雷射光21的輪廓繞著中心每次依序旋轉90°。亦即，例如，區域21-1在圖5以及圖8所示之雷射光21的照射範圍當中，是繞著照射範圍之中心旋轉移動為左上、右上、右下、左下。
雷射光照射裝置1在照射雷射光21之期間，是例如使已顯示於空間光調變器25之相位圖案每0.25sec旋轉90°。雷射光照射裝置1亦可使已顯示於空間光調變器25之相位圖案每0.125sec旋轉90°地旋轉2圈。藉此，可改善照射於半導體晶片120之雷射光21的強度分布的旋轉對稱性，且可對和半導體晶片120整個面對應之凸塊130進行回焊，而將半導體晶片120連接於基板110。
如以上所說明，實施形態之雷射光照射裝置1，是藉由在雷射光21的照射中使顯示於空間光調變器25之相位圖案旋轉，而使照射於半導體晶片120之雷射光21的照射範圍在板狀物100的面內旋轉。藉此，可以改善照射於半導體晶片120之雷射光21的強度分布的旋轉對稱性，且可讓照射範圍中的功率密度均勻化。由於可以抑制對凸塊130的加熱不均，因此可以更加確實地對和半導體晶片120整個面對應之凸塊130進行回焊，而抑制半導體晶片120對基板110之連接不良。
又，相較於使保持工作台10或讓雷射光21成像於板狀物100之成像單元以物理的方式旋轉，因為空間光調變器25的相位圖案切換所需要的時間較短，所以對生產性的提升會作出貢獻。再者，保持工作台10的旋轉移動的所需時間為例如1sec左右，相位圖案的旋轉的所需時間為例如30msec左右。
亦即，例如，如到圖8為止所示，在相對於半導體晶片120每次旋轉90°地旋轉1圈來照射雷射光21的情況下，在以保持工作台10的旋轉移動來切換照射對象之半導體晶片120的情況下，在旋轉移動上需要3sec(1sec×3次旋轉)，在雷射光照射上需要1sec(0.25sec×4次)，合計需要4sec。再者，在半導體晶片120的中心已和保持工作台10的中心偏離的情況下，因為除了旋轉移動外還會產生往旋轉中心之移動，所以所需時間會更增加。
相對於此，在實施形態中，因為在相位圖案的旋轉上需要90msec(30msec×3次旋轉)，在雷射光照射上需要1sec(0.25sec×4次)，合計需要1.9sec，所以可縮短時間。
再者，本發明並非限定於上述實施形態之發明。亦即，在不脫離本發明之要點的範圍內，可以進行各種變形來實施。
例如，雷射光照射單元20亦可不一定具備均勻照射單元23。藉由具備均勻照射單元23，雖然可以將雷射光21的功率密度更加均勻化，但是在本發明之功率密度的均勻化足夠的情況下，亦可藉由不組入均勻照射單元23來實現低價且簡略的構成。
又，不受限於1個相位圖案對應於對1個半導體晶片120之照射的態樣，亦可為1個相位圖案對應於對複數個半導體晶片120之照射。亦即，亦可對半導體晶片120一個個地進行照射，亦可同時對複數個半導體晶片120進行照射。
又，在實施形態中，成像單元26雖然包含和空間光調變器25分開地設置之成像系統27、放大成像透鏡28以及遠心透鏡29而構成，但成像單元26亦可為空間光調變器25所具有之成像功能。
1:雷射光照射裝置 10:保持工作台 11:保持面 20:雷射光照射單元 21:雷射光 21-1,21-2,21-3,21-4,123:區域 22:雷射光源 23:均勻照射單元 24:導光單元 25:空間光調變器 26:成像單元 27:成像系統 28:放大成像透鏡 29:遠心透鏡 30:控制器 31:記憶部 32:旋轉指示部 100:板狀物 110:基板 111:正面 112:背面 120:半導體晶片 121:正面(一面) 122:背面(另一面) 130:凸塊 X,Y:方向
圖1是顯示實施形態之雷射光照射裝置的構成例的概略示意圖。 圖2是顯示由圖1所示之雷射光照射裝置所照射之雷射光的照射對象的板狀物之一例的立體圖。 圖3是圖2所示之板狀物的主要部分剖面圖。 圖4是顯示正在對圖2以及圖3所示之板狀物照射雷射光之狀態的主要部分剖面圖。 圖5是示意地顯示照射於圖2以及圖3所示之板狀物之雷射光的輪廓的平面圖。 圖6是顯示圖5所示之雷射光的X軸方向截面上的強度分布的圖形。 圖7是顯示圖5所示之雷射光的Y軸方向截面上的強度分布的圖形。 圖8是顯示相位圖案相對於圖5所示之雷射光旋轉之情形的平面圖。
1:雷射光照射裝置
10:保持工作台
11:保持面
20:雷射光照射單元
21:雷射光
22:雷射光源
23:均勻照射單元
24:導光單元
25:空間光調變器
26:成像單元
27:成像系統
28:放大成像透鏡
29:遠心透鏡
30:控制器
31:記憶部
32:旋轉指示部
100:板狀物
111:正面
112:背面

Claims (3)

  1. 一種雷射光照射裝置，具備： 保持工作台，保持板狀物； 雷射光照射單元，對已保持在該保持工作台之該板狀物照射雷射光；及 控制器，控制該雷射光照射單元， 該雷射光照射單元包含： 雷射光源，射出雷射光；及 空間光調變器，將從該雷射光源所射出之該雷射光因應於相位圖案來調變並射出， 該控制器具有： 記憶部，記憶顯示於該空間光調變器之相位圖案；及 旋轉指示部，使已記憶於該記憶部之該相位圖案旋轉， 藉由一邊朝該板狀物照射該雷射光一邊使該相位圖案旋轉，讓照射於該板狀物之該雷射光的功率密度均勻化。
  2. 如請求項1之雷射光照射裝置，其中該雷射光照射單元更包含成像單元，前述成像單元將已藉由該空間光調變器調變之雷射光成像並照射於該板狀物。
  3. 如請求項2之雷射光照射裝置，其中該板狀物是搭載有複數個半導體晶片之基板，前述半導體晶片在一面具有凸塊且隔著該凸塊而搭載在前述基板， 藉由將該雷射光照射於和已搭載於該基板之該半導體晶片對應之區域，而對包含在該雷射光的被照射範圍之凸塊進行回焊。
TW112112321A 2022-04-11 2023-03-30 雷射光照射裝置 TW202339886A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-065353 2022-04-11
JP2022065353A JP2023155801A (ja) 2022-04-11 2022-04-11 レーザ光照射装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202339886A true TW202339886A (zh) 2023-10-16

Family

ID=88240508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112112321A TW202339886A (zh) 2022-04-11 2023-03-30 雷射光照射裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230321753A1 (zh)
JP (1) JP2023155801A (zh)
KR (1) KR20230145919A (zh)
CN (1) CN116890163A (zh)
TW (1) TW202339886A (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177240A (ja) 2007-01-16 2008-07-31 I-Pulse Co Ltd レーザリフロー装置
JP7406911B2 (ja) 2019-12-25 2023-12-28 株式会社ディスコ レーザーリフロー装置、及び、レーザーリフロー方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230145919A (ko) 2023-10-18
JP2023155801A (ja) 2023-10-23
CN116890163A (zh) 2023-10-17
US20230321753A1 (en) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7406911B2 (ja) レーザーリフロー装置、及び、レーザーリフロー方法
TWI766642B (zh) 使用垂直腔表面發射雷射器元件的倒裝晶片接合裝置
TW200932409A (en) Laser processing device
WO2020009072A1 (ja) レーザ加工装置
US20120008097A1 (en) Manufacturing method of projection apparatus, manufacturing equipment of projection apparatus, and projection apparatus
TW200912375A (en) Laser irradiation apparatus and laser processing system using same apparatus
KR101950725B1 (ko) 광 균질화 모듈 및 그를 포함하는 레이저 본딩장치
TW202339886A (zh) 雷射光照射裝置
TW200847874A (en) A method of packaging body, packaging body and substrate
TW202336886A (zh) 雷射回焊方法
JP2016133370A (ja) レーザー光線の検査方法
TW202336887A (zh) 雷射光照射裝置
TW202335117A (zh) 雷射迴銲方法
US20230241714A1 (en) Laser beam irradiating apparatus
WO2024014077A1 (ja) 位置決め装置、実装装置、位置決め方法および実装方法
JP2024058049A (ja) レーザーリフロー装置
TW202415480A (zh) 雷射回焊裝置
TW202414123A (zh) 描繪裝置以及描繪方法
CN114074216A (zh) 激光加工装置和激光加工方法
TW202246910A (zh) 曝光裝置、元件製造方法、平板顯示器之製造方法及曝光方法
JP2008065259A (ja) レンズアレイユニット、照明光学装置、プロジェクタ、およびレンズアレイユニットの製造方法