KR100913510B1 - 기계 가공 기판, 특히 반도체 웨이퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 자외선 또는 가시광선 방사 레이저를 이용하여 기판의 제1 표면에 기판의 전체 깊이 미만의 소정의 깊이로 구조물(3)을 기계 가공하는 단계; 및 상기 구조물과 소통되도록, 상기 제1 표면과 대향하는 기판의 제2 표면에서, 상기 제1 표면으로부터 소정의 깊이로 물질(5)을 제거하는 단계를 포함한다. 이 때, 물질을, 예를 들면, 래핑(lapping) 및 연마, 화학적 에칭, 플라즈마 에칭 또는 레이저 제거(laser ablation)에 의해 제거할 수 있다. 본 발명은 반도체 웨이퍼의 절삭 또는 웨이퍼 내에 금속화된 비어(via)의 형성에 적용할 수 있다.
반도체, 웨이퍼, 기계 가공, 절삭, 레이저, 비어

Description

기계 가공 기판, 특히 반도체 웨이퍼{MACHINING SUBSTRATES, PARTICULARLY SEMICONDUCTOR WAFERS}
본 발명은 기계 가공 기판, 특히 반도체 웨이퍼에 관한 것이나, 반도체 기판으로만 제한되지는 않는다.
반도체 웨이퍼를 절삭(dicing)하는 방법으로서 다이싱 소(dicing saw)를 이용하여 절삭하는 방법이 공지되어 있으며, 그 처리량(throughput)은 기계 가공 속도, 정렬 시간 및 수율의 함수로 나타났다.
본 발명의 일면에 따르면, 본 발명은 (a) 기판의 제1 표면에, 상기 제1 표면으로부터 기판의 전체 깊이 미만의 소정의 깊이로 구조물(formation)을 기계 가공하도록, 가시광선 또는 자외선을 방사하는 레이저를 이용하는 단계; 및 (b) 상기 구조물과 소통되도록, 상기 제1 표면과 대향하는 기판의 제2 표면에서, 상기 제1 표면으로부터 소정의 깊이로 물질을 제거하는 단계를 포함하는, 기판의 기계 가공 방법을 제공한다.
상기 (a) 단계는, 실질적으로 266 ㎚, 355 ㎚ 및 532 ㎚의 파장 중 한 파장의 방사선을 방출하는 레이저를 이용한 레이저 기계 가공 단계를 포함하는 것이 바 람직하다.
상기 (a) 단계는 채널(channel)을 기계 가공하는 단계를 포함하고, 상기 (b) 단계는 상기 채널에서 기판을 통해 절단(cut)을 완료하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (a) 단계는, 제1 표면과 상기 제1 표면으로부터 소정의 깊이 사이에 대향 측벽들(plane opposed side walls), 및 상기 소정의 깊이 아래로 실질적으로 아치형의 대향 측벽들을 갖는 채널을 기계 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (a) 단계는 채널들의 그리드(grid)를 기계 가공하는 단계를 포함하고, 상기 (b) 단계는 상기 채널들의 그리드를 따라 기판의 절삭을 완료하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
대안으로서, 상기 (a) 단계는 비어(via)를 기계 가공하여, 상기 비어를 금속으로 금속화하는 단계를 포함하며, 상기 (b) 단계는 상기 제2 표면에서 상기 비어 내의 금속 부분을 노출시키는 단계를 포함한다.
상기 비어를 기계 가공하는 단계는, 원형 또는 복수 개의 동심원을 형성하는 경로(path) 상에서 비어를 기계 가공하여, 원형 또는 복수 개의 동심원의 중심에 위치하는 비어를 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 비어를 금속화하는 단계는 상기 비어를 미리 산화하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (a) 단계는, 레이저 기계 가공 공정 이전, 도중 및 이후 중 적어도 한 시점에 반응성 가스 및 비활성 가스(passive gas) 중 적어도 1종을 사용하여, 대기 기준 조절되지 않은 가스(non-ambient controlled gas) 환경에서 수행되는 것이 바람직하다.
전술한 반응성 가스 및 비활성 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계는, 상기 기판의 레이저 기계 가공 도중에 상기 기판의 산화를 방지하도록, 상기 기판에 대해 실질적으로 불활성인 적어도 1종의 비활성 가스를 사용하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
전술한 적어도 1종의 비활성 가스를 사용하는 단계는 아르곤 및 헬륨 중 적어도 1종을 사용하는 단계를 포함한다.
전술한 반응성 가스 및 비활성 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계는, 상기 (a) 단계에서 형성되어 레이저 기계 가공된 표면의 거칠기(roughness)를 감소시키도록, 상기 기판에 대해 반응성이 있는 적어도 1종의 반응성 가스를 사용하는 단계를 포함한다.
전술한 반응성 가스 및 비활성 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계는, 상기 (a) 단계에서 형성된 파편(debris)을 제거하도록, 상기 기판에 대해 반응성이 있는 적어도 1종의 반응성 가스를 사용하는 단계를 포함한다.
전술한 상기 기판에 대해 반응성이 있는 적어도 1종의 반응성 가스를 사용하는 단계는 클로로플루오로카본계 가스 및 할로카본계 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계에서, 상기 물질을 기계적으로, 특히 래핑(lapping) 및 연마에 의해 제거하는 것이 바람직하다.
선택적으로, 상기 (b) 단계는 화학적 에칭에 의해 수행된다.
선택적으로, 상기 (b) 단계는 플라즈마 에칭에 의해 수행된다.
선택적으로 상기 (b) 단계는 레이저 제거(laser ablation)에 의해 수행된다.
상기 (b) 단계는, 상기 채널을 따라 기판을 절단(break)하도록 상기 기판에 기계적인 압력을 적용하는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계는, 상기 (a) 단계 및 (b) 단계 중 적어도 한 단계에서 형성된 파편으로부터 상기 제1 표면을 보호하기 위해, 상기 제1표면 상에 보호층을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
전술한 보호층을 제공하는 단계는 스핀 코팅층을 제공하는 단계를 포함한다.
전술한 보호층을 제공하는 단계는 테이프(tape)층을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 기판은 실리콘 물질로 제조된 것이 바람직하다.
선택적으로, 상기 기판은 광전 소재(optoelectronic material)로 제조된 것이다.
선택적으로, 상기 기판은 반도체층 및 금속 물질층을 포함한다.
상기 (a) 단계는 Q-스위치 레이저(Q-switched laser)를 이용하여 레이저 기계 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 두 번째 면에 따르면, 기판의 제1 표면에, 상기 제1 표면으로부터 기판의 전체 깊이 미만의 소정의 깊이로 구조물(formation)을 기계 가공하도록, 가 시광선 또는 자외선을 방사하는 레이저 기계 가공 수단; 및 상기 구조물과 소통되도록, 상기 제1 표면과 대향하는 기판의 제2 표면에서, 상기 제1 표면으로부터 소정의 깊이로 물질을 제거하기 위한 물질 제거 수단을 포함하는, 기판의 기계 가공 시스템을 제공한다.
상기 레이저 기계 가공 수단은 채널을 기계 가공하도록 배치되고, 상기 물질 제거 수단은 상기 채널에서 기판을 통해 절단을 완료하도록 배치된 것이 바람직하다.
상기 레이저 기계 가공 수단은, 상기 제1 표면과 상기 제1 표면으로부터 소정의 깊이 사이에 대향 측벽들(plane opposed side walls), 및 상기 소정의 깊이 아래로 실질적으로 아치형의 대향 측벽들을 갖는 채널을 기계 가공하도록 배치된 것이 바람직하다.
상기 레이저 기계 가공 수단이 상기 채널들의 그리드를 기계 가공하도록 배치되고, 상기 물질 제거 수단이 상기 채널들의 그리드를 따라 기판의 절삭을 완료하도록 배치된 것이 바람직하다.
대안으로서, 상기 레이저 기계 가공 수단은 비어를 기계 가공하도록 배치되고, 상기 시스템은 상기 비어를 금속화하기 위한 금속화 수단을 추가로 포함하며, 상기 물질 제거 수단은 제2 표면에서 상기 비어 내의 금속 부분을 노출시키도록 배치된 것이 바람직하다.
상기 시스템은 상기 비어를 금속화하기 이전에 상기 비어를 산화시키기 위한 산화 수단을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 시스템은 상기 레이저 기계 가공 공정 이전, 도중 및 이후 중 적어도 한 시점에 반응성 가스 환경 및 비활성 가스(passive gas) 환경 중 적어도 한 가지 환경을 제공하기 위한 가스 조절 수단을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 물질 제거 수단은 기계적인 제거 수단, 특히 래핑 및 연마 수단인 것이 바람직하다.
선택적으로, 상기 물질 제거 수단은 화학적 에칭 수단이다.
선택적으로, 상기 물질 제거 수단은 플라즈마 에칭 수단이다.
선택적으로, 상기 물질 제거 수단은 레이저 제거 수단이다.
상기 시스템은 실리콘 물질을 기계 연마하도록 배치되는 것이 바람직하다.
선택적으로, 상기 시스템은 반도체층 및 금속 물질층을 포함하는 기판을 기계 가공 하도록 배치된다.
선택적으로 상기 시스템은 광전 소재를 포함하는 기판을 기계 가공하도록 배치된다.
상기 레이저 기계 가공 수단은 Q-스위치 레이저를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 레이저 기계 가공 수단은 실질적으로 266 ㎚, 355 ㎚ 및 532 ㎚의 파장 중 한 파장의 방사선을 방출하도록 배치되는 것이 바람직하다.
도 1은 절삭 공정을 수행하기 이전의 반도체 웨이퍼를 도시한 개략도.
도 2는 도 1의 웨이퍼에서의 활성 영역(active region) 및 지지 영역(support region), 및 레이저 기계 가공된 채널을 도시한 개략적 단면도.
도 3은 지지 영역이 제거된 도 2의 웨이퍼의 개략도.
도 4(a), 도 4(b) 및 도 4(c)는 본 발명의 기계 가공 공정을 도시한 일련의 개략적 단면도.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 다른 실시예에 따른 기계 가공 공정을 도시한 개략적 단면도.
도 6(a), 도 6(b) 및 도 6(c)는 본 발명에 따른 기계 가공 공정의 또 다른 실시예를 도시한 개략적 단면도.
첨부된 도면을 참조하여 하기 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
참조 도면 1은 반도체 웨이퍼(1)의 일부분을 도시한 것이다. 상기 반도체 웨이퍼는 스트리트(street)(3)에 의해 구분된 집적 회로 다이(2)를 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 각 다이(2)는 제조 공정 중에 기계적인 지지력을 제공하는 지지 영역(5)에 의해 지지되는 활성 영역(4)을 포함한다. 활성 영역(4) 내부에는 상부의 활성 회로층(7) 및 하부의 최종 지지층(6)이 있다.
통상적으로, 활성 영역(4)의 두께는 100 ㎛ 미만이다. 또한, 일반적으로는 활성 영역(4)이 집적 전자 회로나, 광도파로(optical waveguide circuit)일 수도 있다.
상기 웨이퍼는 기계적인 강성을 가질 정도로 충분히 두꺼워야 한다. 직경이 큰 웨이퍼(large area wafer), 즉, 300 ㎜ 웨이퍼에서는 활성 영역의 두께가 통상 500 ㎛ 내지 800 ㎛의 범위 내일 수 있다. 지금까지는 웨이퍼의 절삭 공정 수행 시에 다이싱 소를 이용해 왔으며, 이 때의 처리량은 기계 가공 속도, 정렬 시간 및 수율의 함수로 나타났다.
본 발명은 레이저 스트리트 가공법(laser street machining) 및 후면 웨이퍼 박막화 가공법(backside wafer thinning)을 조합한 대안적 기술을 이용하고 있다.
제1 단계로서, 두께가 d이고 폭이 w인 채널(8)(도 2 참조)을 상기 스트리트 영역 내로 전사하도록 레이저를 이용한다. 이 때, 기계 가공 속도를 증가시키기 위해서, 266 ㎚, 355 ㎚ 또는 532 ㎚의 파장에 집중된 실질적으로 10 ㎚의 밴드 내에서 작동하는 고전력의 Q-스위치 레이저를 이용할 수 있다. 레이저, 스캔 및 광학 파라미터를 적절하게 이용하면, 활성 영역(4) 내에서의 장치의 작동에 아무런 영향을 끼치지 않으면서, 상기 스트리트를 고속으로 기계 가공할 수 있다. 적절한 레이저 장치를 이용하는 경우에, 통상적으로 20 내지 100 ㎛ 깊이의 채널(8)을 80 ㎜/s 이하의 속도로 기계 가공할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 채널(8)은 실질적으로 제1 표면과 상기 소정의 깊이 사이에 대향 측벽들(plane opposed side walls), 및 상기 소정의 깊이 아래로 실질적으로 아치형의 대향 벽들을 갖는다.
일단 스트리트(3)를 필요한 깊이로 기계 가공한 뒤에는, 상기 웨이퍼의 지지 영역(5)을 래핑 및 연마, 화학적 에칭, 플라즈마 에칭 또는 레이저 제거 공정에 의해 박막화 한다. 이 박막화 가공 공정을 통해 도 3에 도시한 바와 같이 최종적으로 구분된 다이(2)를 얻는다. 그 결과로, 절삭된 웨이퍼가 생성된다. 상기한 활 성 회로층(7)은 최종 지지층(6)에 의해 지지된다.
도 4(1) 내지 도 4(c)에 도시한 본 발명의 또 다른 구현예에서는, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 지지 구조물(5) 하부로 활성 회로층(7) 및 지지 기판층(6)을 통해 마이크로비어(microvia)(10) 형태를 드릴링하는데 Q-스위치 레이저 빔(9)을 사용한다. 이어서, 상기 활성 회로층(7)의 전기적 접속(connection)을 용이하게 하도록, 마이크로비어(10)를 금속(11)으로 금속화한다.
펄스 레이저를 이용하여 마이크로비어(10)를 드릴링하는 방법으로는 이하의 둘 중 한 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 그 중 한 방법은 정지 빔(stationary beam)을 이용하는 것이다(pixel vias). 이 방법을 이용하면, 기판 상의 단일한 지점에 다양한 레이저 펄스를 전달할 수 있다. 특정 깊이에 도달하는데 필요한 펄스의 개수는 에너지, 파장 및 지속 시간(duration)에 따라 좌우된다. 상기 방법은 직경이 약 100 ㎛ 미만인 비어를 형성하는데 적합하다. 정확한 비어 직경은 레이저 빔의 직경, 광학 파라미터와 레이저 파라미터, 및 물성에 좌우되어 나타난다. 그 두 번째 방법은 비어의 외부 프로파일을 따라서 빔을 스캔하는 것이다. 이 방법은 직경이 약 100 ㎛보다 큰 비어를 형성하는데 적합하다.
상기 레이저는 원형의 패턴, 단일 원형 또는 복수 개의 동심원 내에서 이동한다. 원하는 깊이를 얻기 위해, 레이저 기계 가공 공정을 반복 수행할 수 있다. 비어의 직경은 최외부 원의 반경과 빔 직경의 함수로 나타난다. 이 같은 비어를 스캔된 비어(scanned via) 또는 구멍 뚫린 비어(trepanned via)라고 한다.
마이크로비어(10)를 기계 가공함으로써 웨이퍼 물질 내에 필요한 두께로 픽 셀 또는 구멍 뚫린 비어를 형성하면, 임의의 마이크로비어 구조가 형성되고, 이어서, 도 4(b)에 도시한 바와 같은 전도 경로를 제공하도록 금속(11)으로 충전시킨다. 상기 마이크로비어를 금속화하는 금속화 공정 이전에, 마이크로비어를 미리 산화시킬 수 있다. 그런 다음, 상기 레이저로 기계 가공된 마이크로비어 내의 금속을 노출시키기 위해, 래핑과 연마, 화학적 에칭 또는 플라즈마 에칭에 의해 상기 웨이퍼의 후면을 박막화함으로써(도 4(c) 참조), 활성 회로층 내에서 소자와 전원 및 접지원(ground source)의 전기적 접속을 가능하게 한다.
도 5(a)와 도 5(b)를 참조하면, 웨이퍼에 위치한 상기 활성 소자가 얇은 경우(통상적으로 ＜300 ㎛)에는, 활성층(20)을 관통하여, 아울러 지지 기판(21)을 완전히 관통하여 비어를 레이저 기계 가공한다. 이어서, 전기적 접속을 용이하게 하기 위해 비어(22)를 산화시킨 후, 금속(23)으로 금속화한다(도 5(b) 참조).
도 6(a) 내지 도 6(c)를 참조하면, 본 발명의 추가의 구현예에서는 활성 소자가 실리콘층(32) 및 금속층(33)이 교대하는 일련의 교대층으로 구성된다. Q-스위치 레이저를 이용하여, 상기 활성 소자(35)의 표면으로부터 상기 활성 소자층을 통해 지지 기판(36)으로 마이크로비아 구조(34)를 드릴링한다(도 6(b) 참조). 이어서, 마이크로비어(34)를 금속(37)으로 금속화한다.
그런 다음, 상기 레이저 기계 가공된 마이크로비아 내의 금속층을 노출시키도록, 상기 웨이퍼의 후면을 래핑과 연마, 화학적 에칭, 플라즈마 에칭, 또는 레이저 제거에 의해 박막화 함으로써, 활성 회로층 내에서 소자와 전원 및 접지원(ground source)의 전기적 접속을 가능하게 한다(도 6(c) 참조).
상기 레이저 기계 가공 공정은 가스 조절 시스템에 의해 제어되는 비분위기 가스 환경(non-ambient gas environment)에서 수행될 수 있다. 가스의 유속, 농도, 온도, 유형 및 가스 혼합물과 같은 가스 파라미터의 조절은 레이저 기계 가공 공정 이전, 도중 및/또는 이후에 수행될 수 있다. 이 일련의 가스를 레이저 기계 가공 공정 이전, 도중 및/또는 이후에 연속하여 사용할 수 있다.
이 때 사용되는 가스는 반도체 기판 및/또는 기계 가공될 반도체 기판 내 층들에 대해 불활성이거나, 활성이 있는 것일 수 있다. 비활성 가스(예를 들면, 아르곤 및 헬륨)는 레이저 기계 가공 중에 산화물의 성장을 방지한다. 레이저 기계 가공된 측벽 표면의 거칠기를 감소시키고, 아울러 레이저 기계 가공 도중에 생성되는 파편을 제거하기 위해, 레이저 기계 가공 이전, 도중 및/또는 이후에 실리콘과 반응하는 가스(예를 들면, 클로로플루오로카본 및 할로카본)를 이용할 수 있다.
레이저 기계 가공된 채널 또는 비어의 측벽 상에 위치한 파편을 제거하기 위해, 다이 측벽을 레이저 스캔하는 도중에 클로로플루오로카본계 가스 및/또는 할로카본계 가스를 사용할 수 있다.
또한, 레이저 기계 가공된 표면의 상부로부터 파편을 제거하기 위해, 기계 가공된 채널 또는 비어의 외주부를 레이저 스캔하는 도중에 클로로플루오로카본계 가스 및/또는 할로카본계 가스를 사용할 수 있다.
레이저가 투사되는 상기 기판의 표면은 레이저 기계 가공 공정 또는 기계 가공 공정들에서 얻은 파편이 활성 소자층(4) 상으로 떨어지는 것을 방지하는 보호층으로 스핀 코팅될 수 있다.
레이저가 투사되는 상기 기판의 표면은 레이저 기계 가공 공정 또는 기계 가공 공정들에서 얻은 파편이 활성 소자층(4) 상으로 떨어지는 것을 방지하는 보호층으로 작용하는 테이프로 코팅될 수 있다.
레이저 기계 가공을 수행한 이후에, 기계 가공 이후의 다이 유지를 용이하게 하기 위해, 상기 기판의 레이저 기계 가공된 표면을 백 그라인딩 테이프(back grinding tape), 다이 접착 또는 절삭 테이프로 코팅할 수 있다.
본 발명은 전술한 구현예에 제한되지 않으며, 구조적으로나 세부적으로 변형될 수 있다.

Claims (44)

  1. (a) 레이저 기계 가공 공정 이전, 도중 및 이후 중 적어도 한 시점에 반응성 가스 및 비활성 가스(passive gas) 중 하나 이상의 가스를 사용하여, 비분위기 제어 가스 환경(non-ambient controlled gas environment)에서, 기판의 제1 표면에, 상기 제1 표면으로부터 상기 기판의 전체 깊이 미만의 소정의 깊이로 구조물(formation)을 기계 가공하도록, 가시광선 또는 자외선을 방사하는 레이저를 이용하는 단계; 및
    (b) 상기 구조물과 소통되도록, 화학적 에칭, 플라즈마 에칭 및 레이저 제거(laser ablation) 중에 한 가지 방법을 이용하여 상기 제1 표면과 대향하는 기판의 제2 표면으로부터, 상기 제1 표면으로부터의 소정의 깊이까지 물질을 제거하는 단계
    를 포함하는 기판의 기계 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 266 ㎚, 355 ㎚ 및 532 ㎚의 파장 중 한 파장의 방사선을 방출하는 레이저를 이용한 레이저 기계 가공 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구조물을 기계 가공하는 (a) 단계가 채널을 기계 가공하는 단계를 포함하고, 상기 (b) 단계가 상기 채널에서 기판을 통해 절단(cut)을 완료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (a) 단계가, 제1 표면과 상기 제1 표면으로부터 소정의 깊이 사이에 평면형의 대향 측벽들(plane opposed side walls), 및 상기 소정의 깊이 아래로 아치형의 대향 측벽들을 갖는 채널을 기계 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 (a) 단계가 상기 채널들의 그리드(grid)를 기계 가공하는 단계를 포함하고, 상기 (b) 단계가 상기 채널들의 그리드를 따라 기판의 절삭을 완료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (b) 단계가, 상기 채널을 따라 기판을 절단하도록 상기 기판에 기계적인 압력을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구조물을 기계 가공하는 (a) 단계는 비어(via)를 기계 가공하여, 상기 비어를 금속으로 금속화하는 단계를 포함하며,
    상기 (b) 단계는 상기 물질을 기계적 제거, 화학적 에칭, 플라즈마 에칭 및 레이저 제거 중에 한 가지 방법에 의해 상기 제2 표면에서 상기 비어 내의 금속 부분을 노출시키는 단계를 포함하는
    것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비어를 기계 가공하는 단계가, 원형 또는 복수 개의 동심원을 형성하는 경로(path) 상에서 비어를 기계 가공하여, 원형 또는 복수 개의 동심원의 중심에 위치하는 비어를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 비어를 금속화하는 단계가 상기 비어를 미리 산화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기계적 제거는 래핑(lapping)과 연마를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 가스 및 비활성 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계는, 상기 기판의 레이저 기계 가공 도중에 상기 기판의 산화를 방지하도록, 상기 기판에 대해 불활성인 적어도 1종의 비활성 가스를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 1종의 비활성 가스를 사용하는 단계가 아르곤 및 헬륨 중 적어도 1종을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 가스 및 비활성 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계는, 상기 (a) 단계에서 형성되어 레이저 기계 가공된 표면의 거칠기(roughness)를 감소시키도록, 상기 기판에 대해 반응성이 있는 반응성 가스를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 가스 및 비활성 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계는, 상기 (a) 단계에서 형성된 파편(debris)을 제거하도록, 상기 기판에 대해 반응성이 있는 반응성 가스를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 기판에 대해 반응성이 있는 반응성 가스를 사용하는 단계는 클로로플루오로카본계 가스 및 할로카본계 가스 중 적어도 1종을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계가
    상기 (a) 단계 및 (b) 단계 중 적어도 한 단계에서 형성된 파편으로부터 상기 제1 표면을 보호하기 위해, 스핀 코팅된 보호층을 상기 제1 표면에 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계가
    상기 (a) 단계 및 (b) 단계 중 적어도 한 단계에서 형성된 파편으로부터 상기 제1 표면을 보호하기 위해, 상기 제1 표면에 보호층으로서 테이프(tape)를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 실리콘 물질로 제조된 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 광전 소재(optoelectronic material)로 제조된 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 반도체층 및 금속 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계가 Q-스위치 레이저(Q-switched laser)를 이용하여 레이저 기계 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 방법.
  23. 기판의 제1 표면에, 상기 제1 표면으로부터 상기 기판의 전체 깊이 미만의 소정의 깊이로 구조물(formation)을 기계 가공하도록 배치된, 기판의 기계 가공 시스템으로서,
    가시광선 또는 자외선을 방사하도록 배치된 레이저 기계 가공 수단; 및
    기계 가공된 구조물과 소통되도록, 상기 제1 표면과 대향하는 상기 기판의 제2 표면으로부터, 상기 제1 표면으로부터의 소정의 깊이까지 물질을 제거하도록 배치되며, 기계적 물질 제거 수단, 화학적 에칭 수단, 플라즈마 에칭 수단 및 레이저 제거 수단 중 적어도 1종의 수단을 포함하는 물질 제거 수단을 포함하고,
    상기 레이저 기계 가공 공정 이전, 도중 및 이후 중 적어도 한 시점에 반응성 가스 환경 및 비활성 가스(passive gas) 환경 중 적어도 한 가지 환경을 제공하기 위한 가스 조절 수단이 배치된 것을 특징으로 하는
    기판의 기계 가공 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 레이저 기계 가공 수단이 채널을 기계 가공하도록 배치되고, 상기 물질 제거 수단이 상기 채널에서 기판을 통해 절단을 완료하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 레이저 기계 가공 수단이
    상기 제1 표면과 상기 제1 표면으로부터 소정의 깊이 사이에 평면형의 대향 측벽들(plane opposed side walls), 및 상기 소정의 깊이 아래로 아치형의 대향 측벽들을 갖는 채널을 기계 가공하도록 배치된
    것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 레이저 기계 가공 수단이 채널들의 그리드를 기계 가공하도록 배치되고, 상기 물질 제거 수단이 상기 채널들의 그리드를 따라 기판의 절삭을 완료하도록 배치된
    것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 레이저 기계 가공 수단은 비어를 기계 가공하도록 배치되고, 상기 시스템은 상기 비어를 금속화하기 위한 금속화 수단을 추가로 포함하며,
    상기 물질 제거 수단은 상기 제2 표면에서 상기 비어 내의 금속 부분을 노출시키도록 배치된
    것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 비어를 금속화하기 이전에 상기 비어를 산화시키기 위한 산화 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 기계적 물질 제거 수단은 래핑과 연마 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  30. 제23항에 있어서,
    상기 시스템이 실리콘 물질을 기계 가공하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  31. 제23항에 있어서,
    상기 시스템이 반도체층 및 금속 물질층을 포함하는 기판을 기계 가공하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  32. 제23항에 있어서,
    상기 시스템이 광전 소재를 포함하는 기판을 기계 가공하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  33. 제23항에 있어서,
    상기 레이저 기계 가공 수단이 Q-스위치 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
  34. 제23항에 있어서,
    상기 레이저 기계 가공 수단이 266 ㎚, 355 ㎚ 및 532 ㎚의 파장 중 한 파장의 방사선을 방출하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판의 기계 가공 시스템.
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