TWI504467B - Laser processing device - Google Patents

Description

雷射加工裝置 發明領域

本發明係有關於一種用以雷射加工半導體晶圓等工件的雷射加工裝置。

發明背景

在半導體裝置製造步驟中，係藉由沿著切割道切割略圓板狀的半導體工件，而分割成各電路並製成各個半導體晶片，而該半導體工件係在經於表面排列成格子狀之切割道(切割線)區劃而成之區域形成有IC、LSI等電路之切割道者。沿著半導體工件之切割道之切割通常係藉由稱為切塊機之切削裝置所進行，但亦嘗試有藉由照射雷射光線而進行切割之加工方式(例如，參照專利文獻1)。

當沿著半導體晶圓之切割道照射雷射光線時，由於熱能會集中於所照射的區域而產生碎屑，因此本申請人曾提出有於被加工物覆蓋保護膜，並透過保護膜照射雷射光線於被加工物之方法，以防止碎屑附著於晶圓表面(參照專利文獻2)。一般而言，用以形成保護膜之水溶性液狀樹脂係經水等溶劑稀釋過後再使用。

先前技術文獻 專利文獻

【專利文獻1】特開平10-305420號公報

【專利文獻2】特開2004-188475號公報

然而，水溶性液狀樹脂之稀釋比例係因工件之種類而不同，當處理多種工件時，則必須事先準備並保管多種稀釋程度不同的水溶性液狀樹脂。

本發明係鑒於前述事實而製成者，其主要的技術課題在於提供一種雷射加工裝置，其係即使在處理多種工件時，仍可在不使用多種水溶性液狀樹脂的情況下進行水溶性液狀樹脂之覆蓋處理者。

本發明係一種雷射加工裝置，包含有：將水溶性液狀樹脂供給至工件之被加工面以形成用以保護被加工面之保護膜的保護膜形成機構；從被加工面之相反面固持於被加工面形成有保護膜之工件的固持台；及從固持於固持台之工件之形成有保護膜之被加工面側照射雷射光束的雷射照射機構。又，保護膜形成機構具有用以稀釋水溶性液狀樹脂之液狀樹脂稀釋裝置。

液狀樹脂稀釋裝置以包含有：用以送出水溶性液狀樹脂之第一泵部；用以送出可稀釋水溶性液狀樹脂之溶劑的第二泵部；用以混合經第一泵部送出之水溶性液狀樹脂與經第二泵部送出之溶劑的混合部；及用以檢測經在混合部與溶劑混合而稀釋之水溶性液狀樹脂之濃度的濃度檢測部為佳。又，第一泵部係伸縮泵(bellows pump)，並以包含有：用以檢測伸縮泵之上流側之配管內的壓力之壓力檢測部；及根據經壓力檢測部檢測出之壓力控制伸縮泵與第二泵部之動作的控制部為佳。

由於本發明具有用以稀釋作為工件之被加工面之保護膜的水溶性液狀樹脂之液狀樹脂稀釋裝置，因此即使在處理多種工件之情況下，仍可藉由以所要的比例稀釋水溶性樹脂，而在不使用多種保護膜之情況下進行保護膜之覆蓋處理。

又，藉由具有用以檢測業經稀釋之水溶性液狀樹脂之濃度的濃度檢測部，便可根據濃度檢測部之檢測結果，在濃度未達到所要之值時鳴響警報器並停止裝置，並且控制第一泵部或第二泵部以調整濃度。

藉由第一泵部係伸縮泵，並包含有：用以檢測伸縮泵之上流側之配管內的壓力之壓力檢測部；及根據經壓力檢測部檢測出之壓力控制伸縮泵與第二泵部之動作的控制部，並且藉由根據壓力檢測部之壓力值調整伸縮泵之吸收速度，便可在不產生氣泡之範圍內以最快的速度輸送液體。

圖式簡單說明

第1圖係顯示雷射加工裝置之一例的透視圖。

第2圖係顯示液狀樹脂稀釋裝置之結構的方塊圖。

第3圖係擴大顯示於被加工面覆蓋有保護膜之工件之一部分的截面圖。

第4圖係擴大顯示將雷射光束照射在於被加工面覆蓋有保護膜之工件之狀態的截面圖。

用以實施發明之形態

第1圖所示之雷射加工裝置1係對固持於固持台2之被加工物(工件)從雷射照射機構3照射雷射光束以進行工件之加工的裝置。固持台2係形成透過傳送機構4而傳送於X軸方向及與X軸方向水平地垂直之Y軸方向的結構。傳送機構4係由X方向傳送機構5與Y方向傳送機構6所構成。

雷射照射機構3固定於設於裝置後端部之壁部10，且具有朝下照射雷射光束之照射頭30。

X方向傳送機構5包含有：延伸於X軸方向之滾珠螺桿50；與滾珠螺桿50配置成平行之導軌51；連接於滾珠螺桿50之一端並使滾珠螺桿50旋動之電動機52；及下部滑動連接於導軌51並且內部具有圖未示之擰緊至滾珠螺桿50之螺帽的滑動板53；並形成隨著滾珠螺桿50之旋動，滑動板53便經導軌51之引導而移動於X軸方向之結構。滑動板53固定有內部具有脈動電動機之旋轉驅動部54，而該旋轉驅動部54可使固持台2以預定角度旋轉。

Y方向傳送機構6包含有：延伸於Y軸方向之滾珠螺桿60；與滾珠螺桿60配置成平行之導軌61；連接於滾珠螺桿60之一端並使滾珠螺桿60旋動之電動機62；及下部滑動連接於導軌61並且內部具有圖未示之擰緊至滾珠螺桿60之螺帽的滑動板63；並形成隨著滾珠螺桿60之旋動，滑動板63便經導軌61之引導而移動於X軸方向之結構。滑動板63配置有X方向傳送機構5，並形成隨著滑動板63之Y軸方向的移動而X方向傳送機構5亦可朝同方向移動之結構。

壁部10前方具有將水溶性液狀樹脂供給至加工前之工件之被加工面以覆蓋用以保護被加工面之保護膜的保護膜形成機構7。保護膜形成機構7包含有：用以固持晶圓並可旋轉之旋轉台70；將晶圓固定於旋轉台70之固定部71；及從晶圓上方滴下水溶性液狀樹脂之滴下部72。滴下部72配置於以軸部73為中心而可以預定角度搖動之臂部74的前端。

壁部10之前面具有將工件從保護膜形成機構7運送至固持台2之運送機構8。運送機構8包含有：延伸於Y軸方向之滾珠螺桿80；與滾珠螺桿80配置成平行之導軌81；連接於滾珠螺桿80之一端並使滾珠螺桿80旋動之電動機82；及側部滑動連接於導軌81並且內部具有圖未示之擰緊至滾珠螺桿80之螺帽的移動塊83；相對於移動塊83進行升降之升降部84；及固定於升降部84之下部的工件固持部85；並形成隨著滾珠螺桿80之旋動，移動塊83便經導軌81之引導而移動於Y軸方向，且藉此固持有晶圓之工件固持部85便朝同方向移動，而將晶圓運送於保護膜形成機構7與固持台2之間的結構。

保護膜形成機構7具有用以稀釋液狀樹脂之液狀樹脂稀釋裝置9。液狀樹脂稀釋裝置9具有藉由混合水溶性樹脂與溶劑而稀釋水溶性液狀樹脂之功能，並具有如第2圖所示之水溶性液狀樹脂之槽90，而該槽90係透過壓力檢測部91連接於第一泵部92。

第一泵部92係伸縮泵，且輸出側連接於混合部93，並且具有將貯存於槽90之水溶性液狀樹脂之原液送至混合部93之功能。混合部93亦連接有第二泵部94，而該第二泵部94具有將溶劑(水)送至混合部93之功能。在混合部93，自第一泵部92送出之水溶性液狀樹脂便與自第二泵部94送出之溶劑混合且稀釋。混合部93可使用，例如，可動式者或靜態混合器等。

壓力檢測部91具有用以檢測第一泵部92之上流側之配管內之壓力的功能。壓力檢測部91的檢測結果係在控制部95經辨識，並在控制部95進行根據認識結果之處理。

在混合部93業經稀釋之水溶性液狀樹脂係送至保護膜形成機構7。混合部93與保護膜形成機構7之間配置有用以檢測從混合部93送至保護膜形成機構7之業經稀釋之水溶性液狀樹脂之濃度的濃度檢測部97。濃度檢測部97的檢測結果係在控制部95經辨識，並進行根據認識結果之處理。濃度檢測部97可使用，例如，導電率感測器(conductivity sensor)。又，控制部95連接有警報器96，並可根據濃度檢測部97的檢測結果鳴響警報器96。

接著，針對使用第1圖所示之雷射加工裝置1於工件之被加工面形成保護膜並從保護膜側照射雷射光束時之裝置的動作進行說明。又，工件並無特別限制，可舉矽晶圓、砷化鎵等半導體晶圓、作為安裝晶片用而設於晶圓裡面之DAF(薄膜式黏膠材)等黏著構件、半導體製品之包裝、陶瓷、玻璃、藍寶石(Al₂ O₃ )系之無機材料基板、LCD驅動器等各種電子零件、或者要求有微米級加工位置精密度之各種加工材料。

首先，固持加工前工件之被加工面的相反面於保護膜形成機構7之旋轉台70。接著，使旋轉台70旋轉，並一面搖動臂部74一面自滴下部72滴下水溶性液狀樹脂至工件之被加工面，並且藉由旋轉塗佈而如第3圖所示般覆蓋由水溶性液狀樹脂所構成之保護膜於工件W之被加工面W1。

自滴下部72滴下之水溶性液狀樹脂係在第2圖所示之液狀樹脂稀釋裝置9業經稀釋。第一泵部92係將自槽90取入之水溶性液狀樹脂之原液送自混合部93，而第二泵部94係將水、有機溶劑等溶劑送至混合部93。之後，便在混合部93進行該等的混合及稀釋，並送至保護膜形成機構7。這樣一來，便可調整自第一泵部92及第二泵部94送出之液體的量並使其於混合部混合，因此可根據工件之種類等形成業經所要比例稀釋之水溶性液狀樹脂。因此，不必設想多種工件並準備稀釋程度不同之多種水溶性液狀樹脂，且即使在處理多種工件的情況下，亦不需要槽之更替或複雜的存貨管制。

自混合部93流出之業經稀釋之水溶性液狀樹脂之濃度係經濃度檢測部97檢測出並在控制部95經辨識。控制部95可根據所辨識到的濃度調整來自第一泵部92或第二泵部94之流出量，並可進行用以保持業經稀釋之水溶性液狀樹脂之濃度於一定之回饋控制。又，當濃度檢測部97的濃度之值並非所要之濃度時，控制部95亦可鳴響警報器96並停止裝置，並且通知操作員。

壓力檢測部91可檢測第一泵部92與槽90之間之配管900內部的壓力，而控制部95可根據前述壓力之值控制第一泵部92與第二泵部94之動作。具體而言，當第一泵部92與槽90之間之配管900內部為負壓時，便會自液中之溶存氣體產生氣泡，因此則有氣泡混入水溶性樹脂之情況，而該情況被視為覆蓋於工件之表面的保護膜無法均等的原因。因此，在此係在控制部95時常監視經壓力檢測部91檢測出之配管900的壓力，並根據配管900內部之負壓之值進行減少自第一泵部92送來之每單位時間之液體的量以降低配管900內部之負壓之絕對值的控制。藉由進行前述控制，可防止氣泡混入至自保護膜形成機構7供給至工件之水溶性液狀樹脂，因此可使覆蓋於工件之保護膜之厚度均等。又，由於可根據水溶性液狀樹脂之黏度等條件的變化自動地控制第一泵部92與第二泵部94之動作，因此可在不產生氣泡之情況下以最快的速度輸送液體。

如前所述，在形成如第3圖所示之保護膜P後，便藉由第1圖所示之運送機構8將工件W運送至固持台2，並在固持台2固持為被加工面W1之相反面的內面W2。之後，X方向傳送機構5及Y方向傳送機構6便一面將固持台2送至X方向及Y方向，而照射頭30便如第4圖所示般一面自被加工面側W1對切割道S照射雷射光束L。此時，即使因雷射光束L之照射產生碎屑，由於形成有電路C之被加工面W1受保護膜P保護，因此電路C亦受到保護。

實施例1

在第2圖所示之配管900的長度為1.5[m]，自槽90至第一泵部92之往上吸之高度為1.2[m]，配管900之內徑為6[mm]，而水溶性液狀樹脂之濃度為180[cP]的情況下，第一泵部92之水溶性液狀樹脂之吸收速度與壓力檢測部91之壓力的測量值間則確認有下表的關係。

又，當壓力檢測部91之測量值在-60[kPa]以下時，則確認有來自水溶性液狀樹脂之溶存氣體之氣泡產生。為了安全起見，當以邊線為20[kPa]，並以若壓力在-40[kPa]以上則視為不會產生氣泡時，根據前述表，若水溶性液狀樹脂之吸收速度在3[ml/sec]以下的話，在前述條件下則視為不會產生氣泡。

又，在水溶性液狀樹脂之黏度為60[cP]的情況下，以水溶性液狀樹脂之吸收速度為10[ml/sec]時之壓力值則確認為-40[kPa]。因此，在該情況下，當以水溶性液狀樹脂之吸收速度為10[ml/sec]時，則視為不會產生氣泡。

當水溶性液狀樹脂之黏度變化於60[cP]～180[cP]之間時，必須使吸收速度在3[ml/sec]以下，以對應該範圍之任一黏度的水溶性液狀樹脂並抑制氣泡之產生。然而，在該情況下，相對於至少需花約33[秒]以吸收100[ml]之水溶性液狀樹脂，若吸收速度為10[ml/sec]的話，則僅需花10[秒]，即甚至產生23[秒]的差異。因此，藉由在壓力檢測裝置91測量配管900內部之負壓的值並回饋測量值，並且藉由控制部95根據負壓之值調整第一泵部92的吸收速度，而可在不產生氣泡之範圍內進行最快速的泵動作。

1．．．雷射加工裝置

2．．．固持台

3．．．雷射照射機構

4．．．傳送機構

5．．．X方向傳送機構

6．．．Y方向傳送機構

7．．．保護膜形成機構

8．．．運送機構

9．．．液狀樹脂稀釋裝置

10．．．壁部

30．．．照射頭

50，60，80．．．滾珠螺桿

51，61，81．．．導軌

52，62，82．．．電動機

53，63．．．滑動板

54．．．旋轉驅動部

70．．．旋轉台

71．．．固定部

72．．．滴下部

73．．．軸部

74．．．臂部

83．．．移動塊

84．．．升降部

85．．．工件固持部

90．．．槽

91．．．壓力檢測部

92．．．第一泵部

93．．．混合部

94．．．第二泵部

95．．．控制部

96．．．警報器

97．．．濃度檢測部

900．．．配管

C．．．電路

L．．．雷射光束

P．．．保護膜

S．．．切割道

W．．．工件

W1．．．被加工面

W2．．．內面

X，Y，Z．．．方向

第1圖係顯示雷射加工裝置之一例的透視圖。

第2圖係顯示液狀樹脂稀釋裝置之結構的方塊圖。

第3圖係擴大顯示於被加工面覆蓋有保護膜之工件之一部分的截面圖。

第4圖係擴大顯示將雷射光束照射在於被加工面覆蓋有保護膜之工件之狀態的截面圖。

1．．．雷射加工裝置

2．．．固持台

3．．．雷射照射機構

4．．．傳送機構

5．．．X方向傳送機構

6．．．Y方向傳送機構

7．．．保護膜形成機構

8．．．運送機構

9．．．液狀樹脂稀釋裝置

10．．．壁部

30．．．照射頭

50，60，80．．．滾珠螺桿

51，61，81．．．導軌

52，62，82．．．電動機

53，63．．．滑動板

54．．．旋轉驅動部

70．．．旋轉台

71．．．固定部

72．．．滴下部

73．．．軸部

74．．．臂部

83．．．移動塊

84．．．升降部

85．．．工件固持部

X，Y，Z．．．方向

Claims (3)

1. 一種雷射加工裝置，包含有：保護膜形成機構，係將水溶性液狀樹脂供給至工件之被加工面以形成用以保護前述被加工面之保護膜者；固持台，係從前述被加工面之相反面固持於前述被加工面形成有前述保護膜之工件者；及雷射照射機構，係從固持於前述固持台之工件之形成有前述保護膜之前述被加工面側照射雷射光束者；而前述保護膜形成機構具有用以稀釋前述水溶性液狀樹脂之液狀樹脂稀釋裝置。
2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工裝置，其中前述液狀樹脂稀釋裝置包含有：第一泵部，係用以送出前述水溶性液狀樹脂者；第二泵部，係用以送出可稀釋前述水溶性液狀樹脂之溶劑者；混合部，係用以混合經前述第一泵部送出之前述水溶性液狀樹脂與經前述第二泵部送出之前述溶劑者；及濃度檢測部，係用以檢測經在前述混合部與前述溶劑混合而稀釋之前述水溶性液狀樹脂之濃度者。
3. 如申請專利範圍第2項之雷射加工裝置，其中前述第一泵部係伸縮泵，且前述雷射加工裝置包含有：壓力檢測部，係用以檢測前述伸縮泵之上流側之配管內的壓力者；及控制部，係根據經前述壓力檢測部檢測出之壓力控制前述伸縮泵與前述第二泵部之動作者。