KR101147720B1 - 레이저 다이싱용 보호막제 및 상기 보호막제를 사용한웨이퍼의 가공방법 - Google Patents

레이저 다이싱용 보호막제 및 상기 보호막제를 사용한웨이퍼의 가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 레이저 다이싱용 보호막제는, 수용성 수지와, 수용성 염료, 수용성 색소 및 수용성 자외선 흡수제로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 레이저광 흡수제가 용해한 용액으로 이루어진다. 이러한 보호막제를 웨이퍼 가공면에 도포, 건조하여 보호막을 형성하고, 이 보호막을 통한 레이저 다이싱에 의해 웨이퍼로부터 칩을 제조함으로써, 칩의 둘레부를 포함한 전체면에 걸쳐, 부스러기의 부착을 효과적으로 방지할 수 있다.
웨이퍼, 레이저 다이싱, 보호막

Description

레이저 다이싱용 보호막제 및 상기 보호막제를 사용한 웨이퍼의 가공방법{PROTECTIVE FILM AGENT FOR LASER DICING AND WAFER PROCESSING METHOD USING THE PROTECTIVE FILM AGENT}
도 1은 본 발명의 보호막제를 사용한 웨이퍼의 가공방법에 따라 가공되는 반도체 웨이퍼를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼의 단면 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 보호막 형성공정의 일 실시예를 나타내는 설명도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 보호막 형성공정에 의해 보호막이 형성된 반도체 웨이퍼의 요부 확대 단면도이다.
도 5는 보호막이 형성된 반도체 웨이퍼가 고리모양 프레임에 보호테이프를 통하여 지지되어 있는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 레이저광 조사공정을 실시하는 레이저 가공장치의 요부사시도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 레이저 가공장치에 장비되는 레이저광 조사수단의 구성을 간략히 나타내는 블록도이다.
도 8은 레이저광의 집광 스폿 직경을 설명하기 위한 간략도이다.
도 9는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 레이저광 조사공정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법의 레이저광 조사공정에서의 레이저광 조사위치를 나타내는 설명도이다.
도 11은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 레이저광 조사공정에 의해 반도체 웨이퍼에 형성된 레이저 가공홈을 나타내는 반도체 웨이퍼의 요부 확대 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 보호막 제거공정에 의해 반도체 웨이퍼의 표면에 피복된 보호막을 제거한 상태를 나타내는 반도체 웨이퍼의 요부 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 절삭공정을 실시하기 위한 절삭장치의 요부사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 절삭공정의 설명도이다.
도 15는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공방법에서의 절삭공정에 의해 레이저 가공홈을 따라 반도체 웨이퍼가 절삭되는 상태를 나타내는 설명도이다.
**주요 도면부호의 부호설명**
2: 반도체 웨이퍼 20: 반도체 기판
21: 적층체 22: 반도체 칩
23: 스트리트 24: 보호막
25: 레이저 가공홈 26: 부스러기
4: 스핀코터 5: 고리모양의 프레임
6: 보호테이프 7: 레이저 가공장치
71: 레이저 가공장치의 척 테이블 72: 레이저광 조사수단
8: 절삭장치 81: 절삭장치의 척 테이블
82: 절삭수단
본 발명은 반도체 웨이퍼 등 웨이퍼의 소정 영역에 레이저 광선을 조사하여 소정의 가공을 실시하는 레이저 다이싱에 사용하는 보호막제 및 이 보호막제를 사용한 레이저 다이싱에 의한 가공방법에 관한 것이다.
당업자들이 주지하고 있는 바와 같이, 반도체 디바이스 제조공정에서 형성되는 웨이퍼는, 실리콘 등의 반도체 기판의 표면에 절연막과 기능막이 적층된 적층체를, 스트리트라고 불리는 격자모양의 분할 예정라인에 따라 구획한 것으로, 스트리트로 구획되어 있는 각 영역이 IC, LSI 등의 반도체 칩으로 되어 있다. 즉, 이 스트리트를 따라 웨이퍼를 절단함으로써, 복수개의 반도체 칩을 얻을 수 있다. 또한, 광 디바이스 웨이퍼는 사파이어 기판 등의 표면에 질화갈륨계 화합물 반도체 등이 적층된 적층체를 스트리트에 따라 복수의 영역으로 구획한 것으로, 이 스트리트에 따른 절단에 의해, 광 디바이스 웨이퍼는 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광 디바이스로 분할되며, 이 광 디바이스들은 전기기기에 널리 이용되고 있다.
이와 같은 웨이퍼의 스트리트에 따른 절단은, 통상 다이저라고 불리는 절삭장치에 의해 이루어진다. 이 절삭장치는 피가공물인 웨이퍼를 보유하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 보유된 웨이퍼를 절삭하기 위한 절단수단과, 척 테이블과 절단수단을 상대적으로 이동시키는 이동수단을 구비하고 있다. 절단수단은 고속회전하는 회전 스핀들과 이 스핀들에 장착된 절삭 블레이드를 포함하고 있다. 절삭 블레이드는 원반형의 기대와, 이 기대의 측면 외주부에 장착된 고리모양의 절삭날로 이루어지며, 절삭날은 예를 들어, 입자직경 3㎛정도의 다이아몬드 숫돌입자를 전주(電鑄)에 의해 기대의 측면 외주부에 고정한 것으로서, 20㎛ 정도의 두께로 형성되어 있다.
그런데, 상기와 같은 적층구조를 가지는 웨이퍼는 취성(brittleness)이 높은 재료이기 때문에, 웨이퍼를 절삭 블레이드(절삭날)에 의해 반도체 칩 등으로 재단분할할 때, 손상이나 깨짐 등이 발생하여, 칩 표면에 형성되어 있는 회로소자로서 필요한 절연막이 벗겨져 버리는 문제가 있었다.
따라서, 현재로서는 상기와 같은 문제를 피하기 위하여, 절삭 블레이드에 의한 절삭에 앞서 스트리트에 따라 레이저광을 조사하여, 절삭 블레이드(절단날)의 폭에 맞춘 홈을 제작한 후에, 상기 블레이드로 절삭을 하는 방법이 널리 채용되고 있다.
그런데, 웨이퍼의 스트리트를 따라 레이저광을 조사하면, 레이저광이 예를 들어, 실리콘 기판에 흡수되고, 그 열에너지에 의한 실리콘의 용융, 열분해 등에 의해 실리콘 증기 등이 발생하여, 이와 같은 실리콘 증기 등이 칩 표면에 응축하여 부착하는 새로운 문제가 발생하였다. 즉, 이와 같은 실리콘 증기 등의 응축부착물(부스러기;debris)에 의해 반도체 칩의 품질이 크게 떨어지게 되는 것이다.
이와 같은 부스러기에 의한 문제를 해결하기 위하여, 일본특허공개 소53-8634호 공보 및 일본특허공개 평5-211381호 공보에는, 웨이퍼의 가공면에 수용성 수지로 이루어지는 보호막을 형성하고, 상기 보호막을 통하여 레이저광을 조사하는 가공방법이 제안되고 있다.
상기 문헌에서의 방법에 따르면, 칩 표면이 보호막으로 보호되고 있기 때문에, 레이저 조사에 의해 발생한 기판의 열 분해물인 실리콘 증기 등이 비산하여 응축을 일으킨다 하여도, 그 응축물(부스러기)이 보호막 표면 위에 부착하고, 칩 표면에는 부착하지 않으며, 게다가 보호막은 수용성이기 때문에, 물로 씻음으로써 쉽게 제거할 수 있다. 즉, 보호막 위의 부스러기는, 보호막의 세정과 동시에 씻겨나가, 그 결과 칩 표면에 부스러기가 부착하는 것을 방지할 수 있다는 것이다.
하지만, 상기와 같은 방법에서도, 부스러기의 부착을 완전히 방지할 수는 없고, 특히 칩의 둘레부에 부스러기가 부착한다는 문제가 있다. 즉, 레이저광을 조사하면, 보호막의 열분해에 앞서 기판의 열분해가 진행되고, 그 열분해물인 실리콘 증기 등의 압력에 의해 보호막과 칩 표면의 둘레부(스트리트 라인 근방)에 틈이 형성되어(즉, 보호막의 부분적인 박리가 둘레부에 발생하여), 그 결과, 칩 표면의 둘레부에 부스러기가 부착하는 것으로 생각된다. 또한, 보호막의 웨이퍼 표면에 대한 접착성이 낮아 보호막이 벗겨지기 쉽다는 문제도 있어, 이와 같은 박리에 의해서도 칩 표면의 둘레부에 부스러기가 부착하기 쉽게 되어 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 레이저 다이싱에 의해 웨이퍼로부터 칩을 제조할 때, 웨이퍼 표면과의 접착성이 높고, 칩의 둘레부를 포함한 전체면에 걸쳐 부스러기의 부착을 효과적으로 방지할 수 있는 보호막을 형성할 수 있는 레이저 다이싱용 보호막제 및 상기 보호막제를 사용한 웨이퍼의 가공방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 수용성 수지와, 수용성 염료, 수용성 색소 및 수용성 자외선 흡수제로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 레이저광 흡수제가 용해한 용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 다이싱용 보호막제가 제공된다.
본 발명의 보호막제에서는
(1) 상기 용액의 고형분의 파장 355nm의 레이저광에 대한 g 흡광계수 k가 3×10-3 내지 2.5×10-1 abs?L/g(abs: 흡광도)의 범위에 있는 것,
(2) 상기 레이저광 흡수제를 상기 수용성 수지 100 중량부당 0.01 내지 10 중량부의 양으로 함유하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 또한 웨이퍼의 가공면에 상기 레이저 다이싱용 보호막제를 도포?건조하여 보호막을 형성하고, 상기 보호막을 통하여 가공면에 레이저광을 조사하여 가공하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공방법이 제공된다.
본 발명의 가공방법에서는 일반적으로,
(3) 상기 레이저광의 파장이 355nm인 것,
(4) 상기 웨이퍼에는 격자모양의 스트리트에 따라 구획된 복수의 반도체 칩이 형성되어 있으며, 상기 보호막을 통하여 상기 스트리트에 레이저광이 조사되어 홈이 형성되는 것,
(5) 레이저광의 조사후, 상기 보호막을 물로 씻어냄으로써 제거하는 것
이라는 수단이 채용된다.
본 발명의 레이저 다이싱용 보호막제에서는, 수용성 수지에 더하여 수용성의 레이저광 흡수제를 함유하고 있기 때문에, 이 보호막제를 도포?건조함으로써 웨이퍼 표면에 형성되는 보호막은, 레이저광에 대하여 높은 흡수성을 나타내며, 레이저광 조사에 의해 신속하게 열분해하여 스트리트 라인을 따라 레이저 가공된다. 따라서, 레이저광에 의한 기판 열분해물인 증기 등의 압력에 의해 발생하는 보호막의 박리를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 수용성 레이저광 흡수제로서 사용되는 수용성 염료 등은 모두 웨이퍼 표면에 대한 친화성이 높고, 따라서 보호막의 접착성이 높아져 있으며, 특히 스트리트 라인 근방에서의 보호막의 웨이퍼 표면으로부터의 박리도 효과적으로 억제되고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 보호막제에 의해 보호막을 형성하고 레이저광 조사에 의한 레이저 다이싱을 함으로써, 다이싱된 칩 표면의 전체면에 걸쳐 부스러기의 부착을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 일반적으로, 레이저광으로는 파장이 355nm인 것이 사용되는데, 이와 같은 레이저광을 사용한 다이싱에 있어서는, 레이저광 흡수제의 사용량을 보호막( 상기 용액의 고형분)의 g 흡광계수 k가 3×10-3 내지 2.5×10-1 abs?L/g(abs: 흡광도)의 범위가 되도록 조정해둠으로써, 미세한 선폭의 스트리트 라인을 따라 균일하게 가공할 수 있다.
(보호막제)
본 발명의 보호막제는 수용성 수지와, 수용성의 레이저광 흡수제를 함유하는 용액으로 이루어진다.
상기 수용성 수지는 보호막의 기재가 되는 것으로, 물 등의 용제에 용해시켜 도포?건조하여 막을 형성할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 에틸렌옥시 반복 단위가 5이상인 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리비닐알코올폴리아크릴산 블록공중합체, 폴리비닐알코올폴리아크릴산에스테르 블록공중합체, 폴리글리세린 등을 예로 들 수 있고, 이것들은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 웨이퍼 표면에 형성되는 보호막은 레이저 가공후에 물로 씻어냄으로써 제거되는 것으로, 보호막의 수세성(水洗性)을 고려한다면, 극성기로서 에테르 결합이나 수산기만을 가지는 수지, 예를 들어 폴리비닐알코올이나 폴리에틸렌글리콜 등을 상기 수용성 수지로서 사용하는 것이 바람직하다. 카르복실기, 3급 아민 등의 극성기를 가지는 수용성 수지는 웨이퍼 표면(칩 표면)에 강고하게 접합하는 경향이 있어, 물로 씻은 후에 웨이퍼 표면에 잔존할 우려가 있지만, 에테르 결합이나 수산기만을 가지는 수지는 그 접착력이 비교적 약하여, 물로 씻어낸 후의 잔존을 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다. 또한, 수세성의 면에서는 사용하는 수용성 수지의 중합도 또는 분자량이 작은 것이 좋으며, 예를 들어 폴리비닐알코올로 예를 든다면, 그 중합도는 300정도가 바람직하다. 단, 중합도 또는 분자량이 높은 수용성 수지는 수세성이 낮지만, 이러한 경우, 후술하는 가소제를 병용함으로써 수용성이 떨어지는 것을 막을 수 있다.
상술한 수용성 수지와 병용되는 레이저광 흡수제로서는, 수용성 염료, 수용성 색소 및 수용성 자외선 흡수제가 사용되는데, 이들을 모두 수용성이며, 보호막 안에 균일하게 존재하기 때문에 유리하며, 게다가 웨이퍼 표면에 높은 친화성을 나타내, 웨이퍼 표면에 대하여 접착성이 높은 보호막을 형성할 수 있다. 또한, 액의 보존안전성이 높아, 보존중에 상(相) 분리나 침강 등의 문제를 발생시키지 않기 때문에, 양호한 도포성을 확보할 수 있다는 점에서도 유리하다. 예를 들어, 안료 등의 수불용성 레이저광 흡수제를 사용한 경우에는, 보호막의 레이저 흡수성능이 불균일하거나, 보존안전성이나 도포성이 낮아, 균일한 두께의 보호막을 형성하는 것이 어려워진다.
본 발명에 있어서, 상기 수용성 염료로는 예를 들어, 아조염료(모노아조 및 폴리아조염료, 금속착염 아조염료, 피라조론 아조염료, 스틸벤 아조염료, 티아졸 아조염료), 안트라퀴논 염료(안트라퀴논 유도체, 안트론(anthrone) 유도체), 인디고이드 염료(인디고이드 유도체, 티오인디고이드 유도체), 프탈로시아닌 염료, 카르보늄(carbonium) 염료(디페닐메탄염료, 트리페닐메탄염료, 크산텐(xanthene) 염 료, 아크리딘 염료), 퀴논 이민(quinone imine) 염료(아진염료, 옥사진염료, 티아진 염료), 메틴염료(시아닌염료, 아조메틴염료), 퀴놀린 염료, 니트로소(nitroso) 염료, 벤조퀴논 및 나프트퀴논 염료, 나프탈이미드 염료, 페리논 염료, 그 밖의 염료 등 중에서 수용성의 것이 선택된다.
또한, 수용성 색소로는, 환경 부하 등의 점에서 식품첨가용 색소, 예를 들어, 식용적색 2호, 식용적색 40호, 식용적색 102호, 식용적색 104호, 식용적색 105호, 식용적색 106호, 식용황색 NY, 식용황색 4호 타트라진(tartrazine), 식용황색 5호, 식용황색 5호 썬셋 옐로우 FCF, 식용 오렌지색 AM, 식용 주황색 No.1, 식용주황색 No.4, 식용주황색 No.101, 식용청색 1호, 식용청색 2호, 식용녹색 3호, 식용멜론색 B, 식용 담황색 No.3 등이 바람직하다.
또한, 수용성 자외선 흡수제로서는 예를 들어, 4,4'-디카르복시벤조페논, 벤조페논-4-카르복실산, 2-카르복시안트라퀴논, 1,2-나프탈린디카르복실산, 1,8-나프탈린디카르복실산, 2,3-나프탈린디카르복실산, 2,6-나프탈린디카르복실산, 2,7-나프탈린디카르복실산 등 및 이들의 소다염, 칼륨염, 암모늄염, 제4급 암모늄염 등, 2,6-안트라퀴논디술폰산 소다, 2,7-안트라퀴논디술폰산 소다, 페눌린산(ferulic acid) 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 페눌린산이 바람직하다.
본 발명에서 상술한 수용성 레이저광 흡수제는, 원하는 레이저광 흡수능력이 확보될 수 있는 양이 사용되지만, 예를 들어, 파장이 355nm인 레이저광으로 가공하는 경우에는, 보호막(용액의 고형분)의 g 흡광계수 k가 3×10-3 내지 2.5×10-1 abs ?L/g(abs: 흡광도)의 범위가 되는 정도의 양을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 이 g 흡광계수 k가 상기 범위보다 낮은 경우에는, 보호막의 레이저광 흡수능력이 떨어지기 때문에, 레이저광 조사에 의한 보호막의 열분해가 실리콘 등의 기판에 대하여 꽤 늦어지고, 그 결과, 열 분해물인 증기의 압력에 의한 막의 박리 등을 일으키기 쉬워져, 칩 둘레부에 부스러기가 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 또한, g 흡광계수 k가 상기 범위보다 높아지면, 레이저광을 조사했을 때 기판으로부터의 반사 등에 의해서도 보호막의 열분해가 용이하게 발생해버리기 때문에, 레이저 가공폭이 레이저 스폿 직경에 비하여 커져버려, 특히 미세한 선폭의 스트리트에 따른 다이싱 등에 부적합해질 우려가 있다.
또한, 레이저광 흡수제는, 그 극대 흡수 파장 영역에 사용하는 레이저광의 파장이 포함되는 것을 선택 사용하면, 소량의 사용에 의해 상기 범위의 g 흡광계수 k를 확보할 수 있고, 그렇지 않은 것을 선택 사용하면, 상기 범위의 g 흡광계수 k를 확보하기 위해 사용량이 많아지게 된다. 게다가, 레이저광 흡수제의 사용량이 너무 많으면, 도포?건조하여 보호막을 형성했을 때, 레이저광 흡수제가 수용성 수지와 상 분리할 우려가 있으며, 또한 레이저광 흡수제의 사용량이 적으면, 보호막 안의 레이저광 흡수제의 분포에 얼룩이 생길 우려가 있다. 따라서, 일반적으로는 상술한 수용성 수지 100 중량부당 0.01 내지 10 중량부 정도의 사용량으로 상기 범위의 g 흡광계수 k를 확보할 수 있도록, 레이저광 흡수제를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 보호막제로서 사용하는 용액 안에는, 상기 수용성 수지 및 레이저광 흡수제 이외에 다른 배합제를 용해시킬 수도 있으며, 예를 들어, 가소제나 계면활성제를 사용할 수 있다.
가소제는 레이저 가공후의 보호막의 수세성을 높이기 위하여 사용되는 것으로, 특히 고분자량의 수용성 수지를 사용한 경우에 바람직하게 사용된다. 또한, 가소제의 사용에 의해, 레이저광 조사에 의한 수용성 수지의 탄화(炭化)를 억제할 수 있다는 이점도 있다. 이와 같은 가소제로서는 수용성의 저분자량 화합물이 바람직하며, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 에탄올아민, 글리세린 등을 예로 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이와 같은 가소제는 도포건조한 후에 수용성 수지와 상 분리를 일으키지 않을 정도의 양으로 사용되며, 예를 들어, 수용성 수지 100 중량부당 75 중량부 이하, 특히 20~75 중량부의 범위로 하는 것이 좋다.
또한, 계면활성제는 도포성을 높이고, 또한 용액의 보존안전성을 높이기 위하여 사용되는 것으로, 수용성이라면, 노니온계, 카티온계, 아니온계, 양성계의 임의의 계면활성제를 사용할 수 있다.
노니온계 계면활성제로는 노닐페놀계, 고급 알코올계, 다가 알코올계, 폴리옥시알킬렌글리콜계, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르계, 폴리옥시에틸렌알킬에테르계, 폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르계, 폴리옥시에틸렌소르비탄알킬에스테르계의 것을 예로 들 수 있다. 또한, 카티온계 계면활성제로는 제4급 암모늄염, 아민염이 있고, 아니온계 계면활성제로는 알킬벤젠술폰산 및 그 염, 알킬황산에스테르염, 메틸타우린산염, 에테르술폰산염 등이 있으며, 양성계 계면활성제로는 이미다졸리움베타인 계, 아미드프로필베타인계, 아미노디프로피온산염계 등이 있고, 이들 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택되면 좋다. 이와 같은 계면활성제의 사용량은 용액에 대하여 수십 ppm에서 수백 ppm의 양이면 좋다.
상술한 각 성분이 용해한 용액으로 이루어지는 본 발명의 레이저 다이싱용 보호막제에 있어서, 용액 중의 고형분량은 용액이 적당한 도포성을 가지도록, 사용하는 수용성 수지의 종류나 중합도 혹은 분자량 등에 따라 설정되어야 한다. 예를 들어, 고형분량이 너무 많으면, 도포가 어려워지고, 두께가 균일하지 않거나 기포가 혼입하기 쉬워지며, 고형분량이 적으면, 웨이퍼 표면에 도포했을 때, 흘러내리기 쉬울 뿐만 아니라, 건조후에 막두께(보호막의 두께)의 조정도 어려워진다. 따라서, 용액 중의 고형분량(각 제의 합계함량)은, 사용하는 수용성 수지 등에 따라 다르지만, 3 내지 30 중량% 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 고형분 안의 수용성 수지량은 일반적으로 5중량% 이상의 범위에 있는데, 보호막의 강도를 적당하게 하고, 칩 표면에 부스러기가 부착하는 것을 방지하기 때문에 바람직하다.
또한, 본 발명의 보호막제인 용액의 조제에 사용하는 용제로는 상기 수용성 수지 및 수용성 레이저광 흡수제가 용해하는 용제이면 좋고, 예를 들어, 물, 알코올, 에스테르, 알킬렌글리콜, 알킬렌글리콜모노알킬에테르, 알킬렌글리콜모노알킬에테르아세테이트 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 물, 알킬렌글리콜모노알킬에테르 등이 바람직하고, 알킬렌글리콜모노알킬에테르로서는 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME)가 바람직하다. 한편, 작업 환경상, 가장 바람직한 것은 물 혹은 물을 함유하는 혼합용제이다.
상술한 본 발명의 보호막제는 웨이퍼 가공면, 예를 들어 격자모양의 스트리트에 의해 구획된 복수의 반도체 칩이 형성되어 있는 웨이퍼의 가공면에 도포되어, 건조함으로써 보호막을 형성하는 것으로, 이 보호막을 통하여 스트리트에 레이저광을 조사하는 홈의 형성(레이저 다이싱)에 적용된다. 이와 같은 보호막의 두께(보호막제의 건조두께)는 통상, 스트리트 위에서 0.1 내지 5㎛ 정도가 되는 것이 좋다. 즉, 이와 같은 웨이퍼의 가공면은 다수의 굴곡을 가지고 있으며, 이 오목부에 스트리트가 형성되어 있다. 따라서, 상기 두께가 너무 얇으면, 볼록부의 보호막 두께가 너무 얇아지고, 보호막 안에 부스러기가 침입하여 칩 표면에 부착할 우려가 있으며, 필요 이상으로 두껍게 형성하여도, 가공 후에 물로 씻는데 시간이 걸리는 등의 문제를 일으킬 뿐, 현격한 이점이 없기 때문이다.
이하, 본 발명의 보호막제를 사용한 레이저 다이싱에 의한 웨이퍼의 가공을 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따라 가공되는 반도체 웨이퍼의 사시도가 나타나 있으며, 도 2에는 도 1에 나타낸 반도체 웨이퍼의 요부 확대 단면도가 나타나 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 반도체 웨이퍼(2)는 실리콘 등의 반도체 기판(20)의 표면(20a)에 절연막과 회로를 형성하는 기능막이 적층된 적층체(21)에 의해 복수의 IC, LSI 등의 반도체 칩(22)이 매트릭스 모양으로 형성되어 있다. 그리고, 각 반도체 칩(22)은 격자모양으로 형성된 스트리트(23)에 의해 구획되어 있다. 한편, 도시한 실시예에서 적층체(21)를 형성하는 절연막은, SiO2막 또는 SiOF, BSG(SiOB) 등의 무 기물계 막이나 폴리이미드계, 파릴렌계 등의 폴리머막인 유기물계 막으로 이루어지는 저유전율 절연체 피막(Low-k막)으로 이루어져 있다.
상술한 반도체 웨이퍼(2)의 스트리트(23)에 따라 레이저 가공을 하기 위해서는, 먼저 상기 반도체 웨이퍼(2)의 가공면인 표면(2a)에 상술한 보호막제를 사용하여 보호막을 형성한다.
이 보호막 형성공정에서는 도 3에 나타내는 바와 같이, 스핀코터(4)에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호막제를 도포한다. 스핀코터(4)는 흡인보유수단을 구비한 척 테이블(41)과, 상기 척 테이블(41)의 중심부 윗쪽에 배치된 노즐(42)을 구비하고 있다. 이 척 테이블(41) 위에 반도체 웨이퍼(2)를 표면(2a)이 윗쪽을 향하게 하여 얹어놓고, 척 테이블(41)을 회전시키면서 노즐(42)로부터 액상의 보호막제를 반도체 웨이퍼(2)의 표면 중심부에 떨어뜨림으로써, 액상의 보호막제가 원심력에 의해 외주부까지 유동하여 반도체 웨이퍼(2)의 표면을 피복한다. 이 액상의 보호막제를 적당히 가열함으로써 건조시키고, 이에 의해 도 4에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 두께 0.1~5㎛(스트리트(23) 상에서의 두께) 정도의 보호막(24)이 형성된다.
이와 같이 하여 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호막(24)이 형성되었다면, 반도체 웨이퍼(2)의 이면(裏面)에 도 5에 나타내는 바와 같이, 고리모양의 프레임(5)에 장착된 보호테이프(6)를 붙인다.
이어서, 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)(스트리트(23))에 보호막(24)을 통하여 레이저광을 조사한다. 이 레이저광 조사공정은 도 6 내지 도 8에 나타내는 레이저 가공장치를 사용하여 실시한다.
도 6 내지 도 8에 나타내는 레이저 가공장치(7)는 피가공물을 보유하는 척 테이블(71)과, 상기 척 테이블(71) 위에 보유된 피가공물에 레이저광을 조사하는 레이저광 조사수단(72)과, 척 테이블(71) 위에 보유된 피가공물을 촬상하는 촬상수단(73)을 구비하고 있다. 척 테이블(71)은 피가공물을 흡인보유하도록 구성되어 있으며, 도시하지 않은 이동기구에 의해 도 6에서 화살표 X로 나타내는 가공 이송방향 및 화살표 Y로 나타내는 분할 이송방향으로 이동시키도록 되어 있다.
또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 레이저광 조사수단(72)은 실질상 수평으로 배치된 원통형상의 케이싱(721)을 포함하고 있다. 케이싱(721) 안에는 펄스 레이저광 발진수단(722)과 전송광학계(723)가 설치되어 있다. 펄스 레이저광 발진수단(722)은, YAG 레이저 발진기 혹은 YVO4 레이저 발진기로 이루어지는 펄스 레이저광 발진기(722a)와, 이것에 부설된 반복주파수 설정수단(722b)으로 구성되어 있다. 전송광학계(723)는 빔스플리터(beam splitter)와 같은 적당한 광학요소를 포함하고 있다. 케이싱(721)의 선단부에는 그 자체는 주지의 형태이면 되는 렌즈 어셈블리로 구성되는 집광 렌즈(도시하지 않음)를 수용한 집광기(724)가 장착되어 있다. 펄스 레이저광 발진수단(722)으로부터 발진된 레이저광은, 전송광학계(723)를 통하여 집광기(724)에 도달하며, 집광기(724)로부터 상기 척 테이블(71)에 보유되는 피가공물에 소정의 집광 스폿 직경(D)으로 조사된다.
이 집광 스폿 직경(D)은 도 8에 나타내는 바와 같이, 가우스 분포를 나타내는 펄스 레이저광이 집광기(724)의 대물 집광렌즈(724a)를 통하여 조사되는 경우, 아래의 식;
D(㎛) = 4×λ×f/(π×W)
(식 중, λ는 펄스 레이저광선의 파장(㎛), W는 대물 집광렌즈(724a)에 입사되는 펄스 레이저광의 직경(mm), f는 대물 집광렌즈(724a)의 초점거리(mm))으로 규정된다.
상기 레이저광 조사수단(72)을 구성하는 케이싱(721)의 선단부에 장착된 촬상수단(73)은, 도시한 실시예에서는 가시광선에 의해 촬상하는 통상의 촬상소자(CCD) 외에, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선 조명수단과, 상기 적외선 수명수단에 의해 조사된 적외선을 붙잡는 광학계와, 상기 광학계에 의해 붙잡힌 적외선에 대응한 전기신호를 출력하는 촬상소자(적외선 CCD) 등으로 구성되어 있으며, 촬상한 화상신호를 도시하지 않은 제어수단으로 보낸다.
상술한 레이저 가공장치(7)를 사용하여 실시하는 레이저광 조사공정에 대해, 도 6, 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
이 레이저광 조사공정에서는, 먼저 상술한 도 6에 나타내는 레이저 가공장치(7)의 척 테이블(71) 위에, 반도체 웨이퍼(2)를 보호막(24)이 형성되어 있는 측이 위를 향하게 하여 얹어놓고, 상기 척 테이블(71) 위에 반도체 웨이퍼(2)를 흡착 보유시킨다. 한편, 도 6에서는 보호테이프(6)가 장착된 고리모양의 프레임(5)을 생략하였지만, 고리모양의 프레임(5)은 척 테이블(71)에 설치된 적당한 프레임 보유수단에 보유되어 있다.
상술한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 보유한 척 테이블(71)은 도시하 지 않은 이동기구에 의해 촬상수단(73)의 바로 아래에 위치된다. 척 테이블(71)이 촬상수단(73)의 바로 아래에 놓이면, 촬상수단(73) 및 도시하지 않은 제어수단에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 레이저 가공해야할 가공영역을 검출하는 얼라이먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상수단(73) 및 도시하지 않은 제어수단은, 반도체 웨이퍼(2)의 소정 방향에 형성되어 있는 스트리트(23)와, 스트리트(23)를 따라 레이저광을 조사하는 레이저광 조사수단(72)의 집광기(724)의 위치를 맞추기 위한 패턴 매칭 등의 화상처리를 실행하여, 레이저광의 조사위치 얼라이먼트를 수행한다. 또한, 반도체 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 상기 소정 방향에 대하여 직각으로 연장되는 스트리트(23)에 대해서도, 마찬가지로 레이저광 조사위치의 얼라이먼트가 수행된다. 이 때, 반도체 웨이퍼(2)의 스트리트(23)가 형성되어 있는 표면(2a)에는, 기본적으로 불투명한 보호막(24)이 형성되어 있는데, 적외선으로 촬상하여 표면으로부터 얼라이먼트할 수 있다.
이상과 같이 하여 척 테이블(71) 위에 보유된 반도체 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 스트리트(23)를 검출하고, 레이저광 조사위치가 얼라이먼트되었다면, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 척 테이블(71)을 레이저광 조사수단(72)의 집광기(724)가 위치하는 레이저광 조사영역으로 이동시키고, 소정의 스트리트(23)의 일단(도 9에서 왼쪽 끝)을 레이저광 조사수단(72)의 집광기(724)의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 집광기(724)로부터 펄스 레이저광(725)을 조사하면서 척 테이블(71) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 도 9의 (a)에서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 이송속도로 이동시킨다. 그리고, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 레이저광 조사수단 (72)의 조사위치가 스트리트(23)의 타단(도 9에서 오른쪽 끝)의 위치에 도달하면, 펄스 레이저광(725)의 조사를 정지시키는 동시에 척 테이블(71) 즉, 반도체 웨이퍼(2)의 이동을 정지시킨다.
이어서, 척 테이블(71) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 지면에 수직한 방향(분할 이송방향)으로 10~20㎛ 정도 이동시킨다. 그리고, 레이저광 조사수단(72)으로부터 펄스 레이저광(525)을 조사하면서 척 테이블(71) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 도 9의 (b)에서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 소정의 이송속도로 이동시키고, 도 9의 (a)에 나타내는 위치에 도달하면 펄스 레이저광(725)의 조사를 정지시키는 동시에 척 테이블(71) 즉, 반도체 웨이퍼(2)의 이동을 정지시킨다.
상술한 바와 같이, 척 테이블(71) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 왕복운동시키는 동안에 반도체 웨이퍼(2)에는 도 10에서 나타내는 바와 같이, 후술하는 절삭 블레이드의 폭보다 넓은 간격으로 펄스 레이저광(725)이 스트리트(23)의 윗면 부근에 집광점(P)을 맞추어 조사된다.
한편, 상기 레이저광 조사공정은 예를 들어, 아래의 가공조건으로 행한다.
레이저광의 광원 : YVO4 레이저 또는 YAG 레이저
파장 : 355nm
반복주파수 : 50~100kHz
출력 : 0.3~4.0W
집광 스폿 직경 : φ 9.2㎛
가공 이송속도 : 1~800mm/초
상술한 레이저광 조사공정을 실시함으로써, 도 11에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)의 스트리트(23)를 형성하는 적층체(21)에는, 스트리트(23)를 따라 후술하는 절삭 블레이드의 폭보다 넓은 폭의 레이저 가공홈(25)이 형성된다. 이 레이저 가공홈(25)이 반도체 기판(20)에 도달하여 적층체(21)가 제거된다. 이와 같은 레이저광 조사공정에서, 펄스 레이저광(725)이 보호막(24)을 통하여 스트리트(23)를 형성하는 적층체(21)에 조사되면, 보호막(24)은 높은 레이저광 흡수능력을 가지고 있기 때문에, 적층체(21) 및 반도체 기판(20)의 열분해와 거의 동시에(혹은 이들의 열분해에 앞서) 보호막(24)의 열분해가 일어나고, 레이저광 조사부분에서의 막의 파단이 발생한다. 즉, 보호막(24)이 가공기점이 된다. 이와 같이 보호막(24)에 가공기점이 형성된 후, 혹은 가공기점의 형성과 거의 동시에, 적층체(21) 및 반도체 기판(20)이 펄스 레이저광(725)의 조사에 의해 가공되기 때문에, 적층체(1)나 반도체 기판(20)의 열분해물인 증기 등에 의한 압력에 의해 보호막(24)이 벗겨지지 않고, 이와 같은 보호막(24)의 박리에 기인하여 반도체 칩(22)의 둘레부에 부스러기가 부착하는 것도 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 보호막(24)은 웨이퍼 표면(20a)(반도체 칩(22)의 표면)에 대한 접착성도 높아, 가공시 등에 보호막(24)의 박리가 일어나기 어렵다. 따라서, 이와 같은 보호막(24)의 박리에 의한 부스러기의 부착이라는 문제도 효과적으로 피할 수 있다. 즉, 도 11에 나타내는 바와 같이, 상기와 같은 보호막(24)의 형성에 의해, 부스러기(26)가 보호막(24)의 표면에 부착하고, 반도체 칩(22)에는 부착하지 않아, 부스러기(26)의 부착에 의한 반도체 칩(22)의 품질저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 소정의 스트리트를 따라 레이저광 조사공정을 실행하였다면, 척 테이블(71), 따라서 이것에 보유된 반도체 웨이퍼(2)를 화살표 Y로 나타내는 방향으로 스트리트의 간격만큼 분할이동시키고(분할공정), 다시 상기 레이저광 조사공정을 수행한다. 이와 같이 하여 소정 방향으로 연장되는 모든 스트리트에 대하여 레이저광 조사공정과 분할공정을 수행하였다면, 척 테이블(71), 따라서 이것에 보유되어 있는 반도체 웨이퍼(2)를 90도 회전운동시켜, 상기 소정방향에 대하여 직각으로 연장되는 각 스트리트를 따라, 상기와 마찬가지로 레이저광 조사공정과 분할공정을 실행함으로써, 반도체 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 모든 스트리트(23)에 레이저 가공홈(25)을 형성할 수 있다.
이어서, 고리모양의 프레임(5)에 장착된 보호테이프(6)에 부착한 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 피복된 보호막(24)을 제거한다. 이 보호막 제거공정은 상술한 바와 같이 보호막(24)이 수용성의 수지(다른 성분도 수용성임)에 의해 형성되어 있기 때문에, 도 12에 나타내는 바와 같이 물(혹은 온수)로 보호막(24)을 씻어낼 수 있다. 이 때, 상술한 레이저광 조사공정에서 발생한 보호막(24) 위의 부스러기(26)도 보호막(24)과 함께 씻긴다. 이와 같이 보호막(24)의 제거도 매우 쉽게 이루어진다.
상기와 같이 하여 보호막(24)을 제거하였다면, 반도체 웨이퍼(2)의 스트리트(23)에 형성된 레이저 가공홈(25)을 따라 반도체 웨이퍼(2)를 절삭하는 절삭공정을 실시한다. 이 절삭공정은 도 13에 나타내는 바와 같이, 다이싱 장치로서 일반적으로 사용되고 있는 절삭장치(8)를 사용하여 실시할 수 있다. 즉, 절삭장치(8)는 흡 인보유수단을 구비한 척 테이블(81)과, 절삭 블레이드(821)를 구비한 절삭수단(82)과, 척 테이블(81) 위에 보유된 피가공물을 촬상하는 촬상수단(83)을 구비하고 있다.
상술한 절삭장치(8)를 사용하여 실시하는 절삭공정에 대하여, 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
즉, 도 13에 나타내는 바와 같이, 절삭장치(8)의 척 테이블(81) 위에 보호막(24)이 제거된 반도체 웨이퍼(2)를 표면(2a)을 윗쪽으로 하여 놓고, 도시하지 않은 흡인수단에 의해 반도체 웨이퍼(2)를 척 테이블(81) 위에 보유시킨다. 반도체 웨이퍼(2)를 흡인보유한 척 테이블(81)은 도시하지 않은 이동기구에 의해 촬상수단(83)의 바로 아래에 위치된다.
척 테이블(81)이 촬상수단(83)의 바로 아래에 위치되면, 촬상수단(83) 및 도시하지 않은 제어수단에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 절삭해야할 영역을 검출하는 얼라이먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상수단(83) 및 도시하지 않는 제어수단은, 반도체 웨이퍼(2)의 소정 방향에 형성되어 있는 스트리트(23)와, 레이저 가공홈(25)을 따라 절삭하는 절삭 블레이드(821)의 위치맞춤을 위한 패턴 매칭 등의 화상처리를 실행하여, 절삭영역의 얼라이먼트를 수행한다. 또한, 반도체 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 상기 소정방향에 대하여 직각으로 연장되는 스트리트(23)에 대해서도, 마찬가지로 절삭영역의 얼라이먼트가 수행된다.
이상과 같이 하여 척 테이블(81) 위에 보유되어 있는 반도체 웨이퍼(2)에 형성된 스트리트(23)를 검출하고, 절삭영역의 얼라이먼트가 이루어졌다면, 반도체 웨 이퍼(2)를 보유한 척 테이블(81)을 절삭영역의 절삭개시 위치로 이동시킨다.이 때, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)는 절삭해야 할 스트리트(23)의 일단(도 14에서 왼쪽 끝)이 절삭 블레이드(821)의 바로 아래보다 소정 양 오른쪽에 오도록 위치된다. 또한, 반도체 웨이퍼(2)는 스트리트(23)에 형성된 레이저 가공홈(25)의 중앙부에 절삭 블레이드(821)가 오도록 위치된다.
이와 같이 하여 척 테이블(81) 즉, 반도체 웨이퍼(2)가 절삭 가공영역의 절삭개시 위치에 위치되었다면, 절삭 블레이드(821)를 도 14의 (a)에서 2점 쇄선으로 나타내는 대기위치로부터 아랫쪽으로 깊이 이동시켜 도 4의 (a)에서 실선으로 나타내는 바와 같이 소정의 커팅 이송위치로 위치시킨다. 이 커팅 이송위치는 도 14의 (a) 및 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드(821)의 하단이 반도체 웨이퍼(2)의 이면에 부착된 보호테이프(6)에 도달하는 위치로 설정되어 있다.
이어서, 절삭 블레이드(821)를 소정의 회전속도로 회전시켜, 척 테이블(81) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 도 14의 (a)에서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 절삭 이송속도로 이동시키다. 그리고, 척 테이블(81) 즉, 반도체 웨이퍼(2)가 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이 스트리트(23)의 타단(도 14에서 오른쪽 끝)이 절삭 블레이드(821)의 바로 아래보다 소정량 왼쪽으로 위치할 때까지 도달하였다면, 척 테이블(81) 즉, 반도체 웨이퍼(2)의 이동을 정지시킨다. 이와 같이 척 테이블(81) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 절삭 이송함으로써, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)는 스트리트(23)에 형성된 레이저 가공홈(25)을 따라, 이면에 달하는 절삭홈(27)이 형성되어 절단된다. 이 절삭공정에서는 절삭 블레이드(821)에 의 해 반도체 기판(20)만이 절삭되게 된다. 따라서, 반도체 기판(20)의 표면에 형성된 적층체(21)를 절삭 블레이드(821)에 의해 절삭함으로써 발생하는 적층체(12)의 박리를 미연에 방지할 수 있다.
한편, 상기 절삭공정은 예를 들어, 아래의 가공조건으로 이루어진다.
절삭 블레이드 : 외경 52mm, 두께 20㎛
절삭 블레이드의 회전속도 : 30,000rpm
절삭 이송속도 : 50mm/초
이어서, 절삭 블레이드(821)를 도 14의 (b)에서 2점 쇄선으로 나타내는 대기위치에 위치시키고, 척 테이블(81) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 도 14의 (b)에서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 이동시켜, 도 14의 (a)에 나타내는 위치로 되돌려 보낸다. 그리고, 척 테이블(81) 즉, 반도체 웨이퍼(2)를 지면에 수직한 방향(분할 이송방향)으로 스트리트(23)의 간격에 상당하는 양만큼 분할하여 이송하고, 이어서 절삭해야할 스트리트(23)를 절삭 블레이드(821)와 대응하는 위치에 위치시킨다. 이와 같이 하여, 이어서 절삭해야 할 스트리트(23)를 절삭 블레이드(821)와 대응하는 위치로 위치시켰으면, 상술한 절삭공정을 실행한다.
상술한 절삭공정을 반도체 웨이퍼(2)에 형성된 모든 스트리트(32)에 실시한다. 그 결과, 반도체 웨이퍼(2)는 스트리트(23)에 형성된 레이저 가공홈(25)을 따라 절단되어 개개의 반도체 칩(22)으로 분할된다. 한편, 절삭공정에서는 절삭수(순수)를 공급하면서 절삭하기 때문에, 상술한 보호막 제거공정을 독립하여 마련하지 않고, 공급된 절삭수에 의해 보호막(24)을 제거할 수도 있어, 절삭공정이 보호막 제거공정을 겸하여도 좋다.
이상, 본 발명의 웨이퍼 가공방법을 반도체 웨이퍼를 분할하는 실시예에 따라 설명하였는데, 본 발명은 다른 웨이퍼의 여러가지 레이저 가공에 적용할 수 있으며, 예를 들어, 광디바이스 웨이퍼의 분할에도 적용할 수 있다.
(실시예)
아래의 예에서 사용한 레이저 가공기의 사양은 아래와 같다.
레이저광의 광원 : YVO4 레이저
파장 : 355nm
반복주파수 : 50~100kHz
출력 : 0.3~4.0 W
집광 스폿 직경 : φ9.2㎛
가공 이송속도 : 1~800mm/초
(실시예 1)
아래와 같은 조성의 보호막제를 조제하였다.
수용성 수지 ; 20g
비누화도 88%, 중합도 300의 폴리비닐알코올
수용성 레이저광 흡수제 ; 0.2g
페눌린산
물 ; 80g
고형분의 g 흡광계수 k= 1.56×10-1
상기의 보호막제를 스피너로 실리콘 웨이퍼에 도포하고 건조하여, 스트리트 위에서의 두께가 0.5~1.5㎛인 보호막을 형성하였다. 이어서, 이 보호막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 상기 사양의 레이저 가공기에 장착하여 레이저 가공한 후, 순수(純水)로 보호막을 씻어내어, 레이저 스캐닝 주변을 관찰하였더니, 가장자리 부분이 부풀어 오르는 것은 관찰되었지만, 주변에 부스러기 부착은 없어, 사용할 수 있을 정도였다. 또한, 가공폭은 도포막 두께의 영향을 받지 않아, 레이저 스폿 직경과 같았다.
(실시예 2)
수용성 레이저광 흡수제인 페눌린산의 양을 0.8g으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 완전히 같은 방법으로 보호막제를 조제하였다. 이 보호막제의 고형분의 g 흡광계수 k는 5.61×10-1 이었다.
상기 보호막제를 사용하여 실시예 1과 마찬가지 방법으로 실리콘 웨이퍼 위에 두께가 0.2㎛인 보호막을 형성하고, 마찬가지로 레이저 가공을 하며, 다시 보호막을 물로 씻어내 제거하였다. 실시예 1과 마찬가지로 레이저 스캐닝 주변을 관찰하였더니, 부스러기의 부착은 관찰되지 않았다. 단, 가공폭은 레이저 스폿 직경보다 조금 넓어져 있었지만, 사용할 수 있을 정도였다.
(실시예 3)
수용성 수지로서 비누화도 75%, 중합도 500의 폴리비닐알코올을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 방법으로 보호막제를 조제하였다. 이 보호막제의 고형분의 g 흡광계수 k는 실시예 1과 마찬가지로 1.56×10-1 이었다.
상기 보호막제를 사용하여 실시예 1과 마찬가지 방법으로 실리콘 웨이퍼 위에 두께가 0.5~1.5㎛인 보호막을 형성하고, 마찬가지로 레이저 가공을 하며, 다시 보호막을 물로 씻어내 제거하였다. 실시예 1과 마찬가지로 레이저 스캐닝 주변을 관찰하였더니, 부스러기의 부착은 관찰되지 않았다. 또한, 가공폭은 도포막 두께의 영향을 받지 않아 레이저 스폿 직경과 같았다.
(실시예 4)
수용성 레이저광 흡수제로서 페눌린산 대신에 수용성 모노아조염료(호도가야 카가쿠 제품 AIZEN SWTW3)를 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 같은 방법으로 보호막제를 조제하였다. 이 보호막제의 고형분의 g 흡광계수 k는 7.9×10-2 였다.
상기 보호막제를 사용하여 실시예 1과 마찬가지 방법으로 실리콘 웨이퍼 위에 두께가 0.5~1.5㎛인 보호막을 형성하고, 마찬가지로 레이저 가공을 하며, 다시 보호막을 물로 씻어내 제거하였다. 실시예 1과 마찬가지로 레이저 스캐닝 주변을 관찰하였더니, 부스러기의 부착은 관찰되지 않았다. 또한, 가공폭은 도포막 두께의 영향을 받지 않아, 레이저 스폿 직경과 같았다.
(실시예 5)
가소제로서 15g의 글리세린을 첨가한 것 외에는 실시예 4와 완전히 같은 방법으로 보호막제를 조제하였다. 이 보호막제의 고형분의 g 흡광계수 k는 실시예 4 와 마찬가지로 7.9×10-2 였다.
상기 보호막제를 사용하여 실시예 1과 마찬가지 방법으로 실리콘 웨이퍼 위에 두께가 0.5~1.5㎛인 보호막을 형성하고, 마찬가지로 레이저 가공을 하며, 다시 보호막을 물로 씻어내 제거하였다. 실시예 1과 마찬가지로 레이저 스캐닝 주변을 관찰하였더니, 부스러기의 부착은 관찰되지 않았다. 또한, 가공폭은 도포막 두께의 영향을 받지 않아, 레이저 스폿 직경과 같았다.
(비교예 1)
수용성 레이저광 흡수제인 페눌린산을 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 보호막제를 조제하였다. 이 보호막제의 고형분의 g 흡광계수 k는 1.94×10-3 이었다.
상기 보호막제를 사용하여 실시예 1과 마찬가지 방법으로 실리콘 웨이퍼 위에 두께가 0.5~1.5㎛인 보호막을 형성하고, 마찬가지로 레이저 가공을 하며, 다시 보호막을 물로 씻어내 제거하였다. 실시예 1과 마찬가지로 하여 레이저 스캐닝 주변을 관찰하였더니, 부스러기가 심하고, 막의 박리도 관찰되었다.
본 발명에 따르면, 레이저 다이싱에 의해 웨이퍼로부터 칩을 제조할 때, 웨이퍼 표면과의 접착성이 높고, 칩의 둘레부도 포함한 전체면에 걸쳐 부스러기의 부착을 효과적으로 방지할 수 있는 보호막을 형성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 수용성 수지와, 수용성 염료, 수용성 색소 및 수용성 자외선 흡수제로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 수용성 레이저광 흡수제가 용해된 용액으로 이루어지고,
    상기 용액의 고형분은 파장 355nm의 레이저광에 대한 g 흡광계수 k가 3×10-3 내지 2.5×10-1 abs?L/g(abs: 흡광도)의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이싱용 보호막제.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저광 흡수제를 상기 수용성 수지 100 중량부당 0.01 내지 10 중량부의 양으로 함유하고 있는 레이저 다이싱용 보호막제.
  4. 웨이퍼의 가공면에 제 1 항에 기재된 레이저 다이싱용 보호막제를 도포?건조하여 보호막을 형성하고, 상기 보호막을 통하여 가공면에 레이저광을 조사하여 가공하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 레이저광의 파장이 355nm인 가공방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 웨이퍼에는 격자모양의 스트리트에 의해 구획된 복수의 반도체 칩이 형성되어 있고, 상기 보호막을 통하여 상기 스트리트에 레이저광이 조사되어 홈이 형성되는 가공방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    레이저광 조사후, 상기 보호막을 물로 씻어냄으로써 제거하는 가공방법.
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