KR101221828B1 - 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법 - Google Patents

레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈와, 상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키며 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 미러, 및 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 상기 미러를 회전시키는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법에 관한 것으로서, 웨이퍼의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성시킴으로써 고정밀도의 웨이퍼 다이싱이 가능하게 한다.

Description

레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법{LASER PROCESSING DEVICE AND WAFER DICING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 웨이퍼를 고정밀도로 다이싱하기 위해 가공 대상을 레이저 가공하는 레이저 가공 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법에 관한 것이다.
웨이퍼 다이싱 공정(wafer dicing process)은 반도체 생산 공정 가운데 웨이퍼 제조 공정과 패키징 공정 사이에 위치하여 웨이퍼를 개별칩 단위로 분리하는 공정이다.
일반적으로, 웨이퍼의 다이싱은 다이아몬드 블레이드를 사용하여 웨이퍼를 물리적으로 절단하는 방법에 의해 이루어지며, 이러한 방법은 소위 쏘잉(sawing)으로 지칭된다. 다만, 이러한 방법은 절단면이 깨끗하지 못하여 고정밀도로 다이싱하는데 부적합하다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 레이저 가공을 이용하여 웨이퍼를 개질한 후 웨이퍼에 인장력을 가하여 웨이퍼를 절단하는 방법이 사용되고 있다. 웨이퍼의 표면을 개질하는 방법이 일반적이나, 최근에는 보다 고정밀도의 절단이 가능하도록 웨이퍼의 내부 영역을 개질하는 방법이 제안되었다.
이와 같이 웨이퍼의 내부 영역을 개질하는 방법을 사용하면, 웨이퍼의 절단면이 깨끗하고 칩이 발생하지 않아 보다 고정밀도의 절단이 가능하다. 이러한 방법을 사용함에 있어서 개질 영역의 형성 위치 및 면적이 중요한 문제로 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 웨이퍼의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성시킬 수 있는 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈와, 상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키며 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 미러, 및 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 상기 미러를 회전시키는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치를 개시한다.
상기 미러는 다각형 형태의 반사면을 갖는 폴리건 미러의 형태로 형성되고, 상기 액츄에이터는 상기 폴리건 미러의 회전축을 일 방향으로 회전시키는 모터로서 구현 가능하다.
상기 미러의 배면에는 푸시돌기가 형성되고, 상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터로서 구현 가능하다. 여기서, 상기 푸시돌기는 상기 미러의 회전점으로부터 일정 간격 이격된 위치에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈와, 상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키는 미러와, 상기 집광 렌즈 및 미러를 고정시키며 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 마운트, 및 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 마운트에 진동을 가하는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈를 고정시키며 상기 웨이퍼에 대해 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 상대 이동 가능하게 배치되는 렌즈 홀더, 및 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 렌즈 홀더를 웨이퍼의 두께 방향으로 진동시키는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치를 개시한다.
한편, 본 발명은 웨이퍼에 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼를 개질하면서 상기 웨이퍼를 다이싱 방향을 따라 이송시키는 단계와, 상기 웨이퍼가 개질 부위를 기준으로 절단되도록 웨이퍼에 인장력을 가하는 단계를 포함하고, 상기 레이저 빔의 조사는 상기 레이저 가공 장치를 이용하여 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법을 개시한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 미러, 마운트, 및 렌즈 홀더 등을 이동시켜 레이저 빔의 집광 지점을 웨이퍼의 두께 방향으로 왕복 이동시킴으로써, 웨이퍼의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성시킬 수 있으며, 그에 따라 고정밀도의 웨이퍼 다이싱이 가능하다.
이로써, 초점거리가 짧아 넓은 개질 영역의 가공을 하기 힘들었던 고집속 렌즈의 사용이 자유로워지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.
도 2a 및 2b는 도 1의 레이저 가공장치를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 나타낸 도면들.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.
이하, 본 발명과 관련된 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이고, 도 2a 및 2b는 도 1의 레이저 가공장치를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 나타낸 도면들이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공장치는 빔 발생기(110), 집광 렌즈(120), 미러(130), 및 액츄에이터(140)를 포함한다.
빔 발생기(110)는 웨이퍼(10, 도 2a 및 2b 참조)의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시킨다. 본 발명에 적용되는 웨이퍼는 실리콘, 사파이어, 갈륨나이트라이드(GaN), 및 실리콘 카바이드(SiC) 등 다양한 재질의 웨이퍼들이 적용될 수 있다. 본 발명에서는 108 W/cm2 이상의 고밀도의 레이저가 적용될 수 있으며, 고정밀도 절단을 위해 1013 W/cm2의 레이저를 적용하는 것이 바람직하다.
아울러, 레이저의 파장으로는 UV(355nm,343nm), Green(532nm,515nm), NIR(1064nm,1030nm) 등의 파장대 적용이 가능하나, 사파이어 웨이퍼 가공시에는 UV, 실리콘 웨이퍼 가공시 NIR 파장대의 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.
집광 렌즈(120)는 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔을 웨이퍼(10)에 집광시키는 기능을 한다. 집광 렌즈(120)는 웨이퍼(10)의 상측 공간에 배치되며, 집광 렌즈의 초점을 웨이퍼(10)의 내부 영역에 맞추어 웨이퍼(10)의 내부 영역을 개질한다.
미러(130)는 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔을 집광 렌즈(120)로 반사시키는 기능을 한다. 미러(130)는 그 반사면이 빔 발생기(110)의 레이저 빔을 집광 렌즈(120)의 수광부로 안내하는 기능을 한다. 본 실시예는 빔 발생기(110), 미러(130), 집광 렌즈(120)가 직각을 이루도록 배치된 것을 예시하고 있다.
미러(130)는 빔 발생기(110)에 대해 상대 회전 가능하게 배치된다. 본 실시예에 따르면, 미러(130)는 다각형 형태의 반사면을 갖는 폴리건 미러의 형태로 형성된다. 본 실시예는 8각형 형태의 폴리건 미러를 예시하고 있으나, 폴리건 미러는 6각형, 12각형 등 다른 형태로도 구현 가능하다.
미러(130)의 중심에는 회전축(131)이 구비되며, 미러(130)는 회전축(131)을 중심으로 회전하는 구성을 갖는다.
액츄에이터(140)는 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 미러(130)를 회전시키는 기능을 한다. 본 실시예에 따르면, 액츄에이터(140)는 미러(130)의 회전축(131)을 일 방향으로 회전시키는 모터의 형태를 갖는다.
액츄에이터(140)의 구동에 의해 미러(130)가 회전하면, 미러(130)의 반사면 또한 회전하게 된다. 8각형 형태의 미러(130) 중 어느 하나의 반사면(S1)이 이동함에 따라, 집광 렌즈(120)로 입사되는 레이저 빔의 입사 각도가 연속적으로 변하게 되며, 그에 따라 레이저 빔의 집광 지점 또한 이동하게 된다. 여기서, 레이저 빔의 집광 지점은 도 2a에 도시된 바와 같이 타원형(또는 원형) 궤적을 그리며 이동하게 된다.
미러(130)가 회전을 계속하여 레이저 빔이 다음 반사면(인접한 반사면, S2)에 도달하면, 레이저 빔은 다시 전 단계의 초기 각도로서 집광 렌즈(120)로 입사된다. 미러(130)의 회전에 따른 반사면(S2)의 회전에 의해, 집광 렌즈(120)로 입사되는 레이저빔의 입사 각도가 앞선 설명과 같이 변하게 되는 것이다.
미러(130)의 회전이 계속적으로 이루어짐에 따라 이와 같은 과정이 반복되게 되며, 레이저 빔의 집광 지점은 일정 각도만큼 타원형 궤적을 이루는 이동을 반복하게 된다. 이에 따라, 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께(t) 내에서 반복적으로 이동하게 되는 것이다.
상기와 같은 구성의 레이저 가공장치를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a와 같이 웨이퍼(10)에 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼(10)를 개질하면서 웨이퍼(10)를 다이싱 방향을 따라 이송시킨다.
앞서 설명한 바와 같이 액츄에이터(140)를 구동함에 따라 레이저 빔의 집광 지점이 타원형(또는 원형) 궤적을 이루며 반복적으로 이동하게 되며, 그에 따라 웨이퍼(10) 내의 일정 두께(t)에 해당하는 영역이 개질되게 된다. 이 때 집광 지점의 최고점과 최저점에 의해 개질 영역의 두께(t)가 결정된다.
레이저 가공 장치는 웨이퍼(10)의 개질시 웨이퍼(10)를 수평 방향으로 이송시키는 이송 유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 이송 유닛은 컨베이어 벨트 등과 같은 형태로 구현 가능하며, 도 2a의 화살표는 이송 유닛에 의한 웨이퍼(10)의 이송 방향을 나타내고 있다.
이와 같이 레이저 빔을 통한 웨이퍼(10)의 개질 및 웨이퍼(10)의 수평 방향 이송이 계속적으로 이루어짐에 따라 웨이퍼(10)의 내부 영역에는 일정 두께(t)의 개질 영역(A)이 수평 방향을 따라 형성되게 된다.
다음으로, 도 2b와 같이 웨이퍼(10)의 개질 영역(A)을 중심으로 양 방향으로 인장력을 가하면, 웨이퍼(10)가 개질 영역(A)을 기준으로 절단되게 되는 것이다. 이와 같이 웨이퍼(10)에 인장력을 가하는 과정은 브레이킹 공정으로 지칭 가능하다.
본 발명과 같이 웨이퍼(10)의 넓은 개질 영역은 브레이킹 공정시 웨이퍼(10)의 표면에 일직선으로 크랙이 형성되는 것을 도와주는 기능을 하며, 이에 따라 웨이퍼(10)의 절단시 깨끗한 절단면을 구현할 수 있어 고정밀도의 다이싱이 가능하다.
이와 같은 웨이퍼 다이싱 방법에 따르면, 한번의 가공으로 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성할 수 있다.
특히, 일반적으로 초점거리가 짧은 집광 렌즈(120)를 사용할 경우 미세 선폭의 가공은 가능하나, 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성할 수 없는 문제가 있다. 본 발명은 레이저 빔의 집광 지점을 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 반복적으로 이동시키는 방법을 통해 이러한 문제를 해결하였다.
이상에서는 레이저 가공장치의 구성으로서 미러(130)를 폴리건 미러의 형태로 구현함과 아울러 미러(130)를 회전 구동시키는 구성을 예시하였으나, 상기의 웨이퍼 다이싱 방법에 적용되는 레이저 가공장치는 이와 다른 형태로도 구현 가능하다.
이하에서는 앞선 실시예와 다른 구조의 레이저 가공 장치에 대해 살펴 보기로 한다. 이하의 실시예들에서는 제1실시예와 동일(유사)한 구성에 대해 연장선상의 도면 부호로 표기하였으며, 이들에 대한 설명은 앞선 설명에 갈음하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이다.
본 실시예의 레이저 가공장치는 앞선 실시예와 마찬가지로 웨이퍼(10)의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기(210)와, 빔 발생기(210)에서 나온 레이저 빔을 웨이퍼(10)에 집광시키는 집광 렌즈(220)와, 빔 발생기(210)의 레이저 빔을 집광 렌즈(220)로 반사시키는 미러(230)와, 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 미러(230)를 회전시키는 액츄에이터(240)를 포함한다.
본 실시예의 레이저 가공장치는 미러(230) 및 액츄에이터(240)의 구성을 제외하고 앞선 실시예와 동일한 구성을 갖는다.
본 실시예의 미러(230)는 하나의 반사면을 갖는 형태를 가진다. 미러(230)는 빔 발생기(210)에 대해 상대 회전 가능하게 배치되며, 미러(230)의 배면, 즉, 반사면의 반대쪽 면에는 푸시돌기(233)가 돌출 형성된다. 여기서, 푸시돌기(233)는 미러(230)의 회전점(231)으로부터 일정 간격 이격된 위치에 형성된다.
미러(230)의 배면에는 미러(230)를 고정 및 지지하는 지지부재(232)가 구비될 수 있으며, 이러한 경우 지지부재(232)는 빔 발생기(210)에 대해 상대 회전 가능하게 배치된다. 그리고, 푸시돌기(233)는 지지부재(232)의 배면에 형성된다.
액츄에이터(240)는 전기적 신호에 의해 푸시돌기(233)에 진동을 인가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터의 형태를 갖는다. 본 실시예에 의하면, 액츄에이터(240)는 미러(230)의 배면 쪽에 배치되며, 별도의 지지 구조(미도시)에 의해 지지된다.
액츄에이터(240)는 전기적 신호에 의해 변형되어 진동을 발생시키는 압전소자(241)를 구비하며, 압전소자(241)는 전기적 신호의 인가에 의해 양 방향으로 변형되면서 푸시돌기(233)에 진동을 인가한다.
압전소자(241)가 푸시돌기(233)를 가압함에 따라 미러(230)는 회전점(231)을 중심으로 회전한다. 미러(230)에는 미러(230)의 회전시 미러(230)를 원위치로 복귀시키기 위한 복귀 스프링이 장착될 수 있다. 이는 미러(230)에 회전점(231)에 토션 스프링을 장착하거나, 액츄에이터(240)와 미러(230)의 사이에 압축 스프링을 장착하는 등의 구성으로 구현 가능하다.
압전소자(241)가 푸시돌기(233)를 반복적으로 가압하여 진동을 인가함에 따라, 미러(230)는 양 방향으로 반복적으로 회전하게 된다. 미러(230)의 회전 각도 범위에 따라 개질 영역(A)의 두께(t)가 결정되며, 이는 압전 액츄에이터(240)의 출력에 따라 조절 가능하다.
본 발명에서는 액츄에이터(240)가 압전 액츄에이터의 형태로 구현된 것을 기초로 설명하였으나, 액츄에이터(240)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며 미러(230)의 회전을 위한 진동을 인가할 수 있는 구성이라면 다양한 형태로 구현 가능하며, 이는 이하 설명되는 압전 액츄에이터의 경우에도 동일하다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이다.
본 실시예의 레이저 가공장치는 빔 발생기(310), 집광 렌즈(320), 미러(330), 마운트(350), 및 액츄에이터(340)를 포함한다.
빔 발생기(310), 집광 렌즈(320), 미러(330)는 제2실시예의 경우와 동일한 구성을 가진다. 다만, 본 실시예에 의하면, 미러(330)에 회전점이 형성되어 있지 않고 집광 렌즈(320)와 미러(330)를 고정하기 위한 마운트(350)가 추가로 구비된다.
집광 렌즈(320)와 미러(330)는 마운트(350)에 고정되도록 장착되며, 마운트(350)는 빔 발생기(310)에 대해 상대 회전 가능하게 배치된다. 마운트(350)는 회전점(351)을 중심으로 선회 이동하도록 구성되며, 본 실시예는 회전점(351)이 집광 렌즈(320)의 상측 방향에 구비된 것을 예시하고 있다.
액츄에이터(340)는 마운트(350)에 진동을 인가하여 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께(t) 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 한다.
본 실시예에 따르면, 액츄에이터(340)는 제2실시예의 경우와 마찬가지로 압전 액츄에이터의 형태로서 구현된다. 본 실시예와 같이 마운트(350)의 회전점(351)이 마운트(350)의 상부에 위치한 경우, 액츄에이터(340)는 마운트(350)의 측면에 진동을 인가하도록 구성될 수 있다.
마운트(350)의 측면에는 푸시돌기(353)가 형성되고, 액츄에이터(340)의 압전소자(341)는 푸시돌기(353)에 진동을 인가하도록 구성된다. 마운트(350)의 측면에는 푸시돌기(353)가 형성된 지지부재(352)가 부착될 수 있으며, 액츄에이터(340)는 푸시돌기(353)와 압전소자(341)가 마주하도록 지지부재(352)의 측면 방향에 설치 가능하다. 이러한 경우, 액츄에이터(340)는 별도의 지지 구조에 의해 지지된다.
한편, 마운트(350)에는 마운트(350)의 일 방향 회전시 마운트(350)를 원위치로 복귀시키기 위한 복귀 스프링이 추가로 장착될 수 있으며, 이는 앞서 설명한 제2실시예의 경우와 동일하다.
본 실시예에 의하면, 미러(330) 및 집광 렌즈(320)가 장착된 마운트(350)에 진동을 인가하여 반복적으로 왕복 선회 이동시킴으로써, 레이저 빔의 집광 지점을 반복적으로 왕복 선회 이동시킬 수 있으며, 그에 따라 앞선 실시예들과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 미러(330)가 설치된 구성을 기초로 설명하였으나, 미러(330)가 설치되지 않고 빔 발생기(310)와 집광 렌즈(320)를 직렬로 배치한 구성도 가능하다. 이러한 경우, 집광렌즈(320)가 장착된 마운트(350)를 선회 이동시킴으로써 동일한 효과를 얻을 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이다.
본 실시예의 레이저 가공장치는 빔 발생기(410), 집광 렌즈(420), 렌즈 홀더(460), 미러(430), 액츄에이터(440)를 포함한다.
빔 발생기(410), 집광 렌즈(420), 미러(430)는 제2실시예의 경우와 동일한 구성을 가진다. 다만, 미러(430)는 빔 발생기(410)에 대해 상대 회전하지 않고 고정된 상태로 배치된다. 그리고, 집광 렌즈(420)에는 집광 렌즈(420)를 고정시키기 위한 렌즈 홀더(460)가 추가로 설치된다. 렌즈 홀더(460)는 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 웨이퍼(10)에 대해 상대 이동 가능하게 배치된다. 렌즈 홀더(460)는 별도의 지지구조에 의해 지지되며, 이러한 지지구조에 상하 이동 가능하게 설치될 수 있다.
액츄에이터(440)는 렌즈 홀더(460)를 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 진동시켜 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께(t) 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 한다.
본 실시예에 따르면, 제2 및 제3실시예와 마찬가지로 액츄에이터(440)로서 압전 액츄에이터가 사용되었다. 액츄에이터(440)는 하부 지지구조에 의해 지지될 수 있다.
렌즈 홀더(460)의 하면에는 푸시돌기(463)가 형성되며, 액츄에이터(440)의 압전소자(441)는 전기적 신호에 의해 푸시돌기(463)에 진동을 인가한다. 이와 같이 푸시돌기(463)에 진동이 인가됨에 따라 집광 렌즈(420)가 장착된 렌즈 홀더(460)가 상하로 진동하게 되며, 이에 따라 레이저 빔의 집광 지점이 상하 방향으로 반복적으로 왕복 이동하게 되는 것이다.
본 실시예 또한 제3실시예와 마찬가지로 미러(430)가 설치되지 않고 빔 발생기(410)와 집광 렌즈(420)를 직렬로 배치한 구성도 가능하다 할 것이다.
이상에서는 본 발명에 따른 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나,　본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (10)

  1. 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기;
    상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈;
    상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키며, 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 미러; 및
    상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 상기 미러를 회전시키는 액츄에이터를 포함하고,
    상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 미러의 배면에 형성된 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 푸시돌기는 상기 미러의 회전점으로부터 일정 간격 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  5. 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기;
    상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈;
    상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키는 미러;
    상기 집광 렌즈 및 미러를 고정시키며, 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 마운트; 및
    상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 마운트에 진동을 가하는 액츄에이터를 포함하고,
    상기 마운트의 회전점은 상기 집광 렌즈의 상측 방향에 구비되고,
    상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 마운트의 측면에 형성된 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  6. 삭제
  7. 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기;
    상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈;
    상기 집광 렌즈를 고정시키며, 상기 웨이퍼에 대해 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 상대 이동 가능하게 배치되는 렌즈 홀더; 및
    상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 렌즈 홀더를 웨이퍼의 두께 방향으로 진동시키는 액츄에이터를 포함하고,
    상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 렌즈 홀더의 하면에 형성된 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 개질시 상기 웨이퍼를 수평 방향으로 이송시키는 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  10. 웨이퍼에 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼를 개질하면서 상기 웨이퍼를 다이싱 방향을 따라 이송시키는 단계; 및
    상기 웨이퍼가 개질 부위를 기준으로 절단되도록 웨이퍼에 인장력을 가하는 단계를 포함하고,
    상기 레이저 빔의 조사는 제1항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항을 따르는 레이저 가공 장치를 이용하여 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR102451414B1 (ko) * 2021-03-11 2022-10-07 주식회사 세린컴퍼니 반도체 완전 절단을 위한 레이저빔 조사 장치 및 그 동작 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07266071A (ja) * 1994-03-30 1995-10-17 Aida Eng Ltd レーザ加工装置
JP2001038484A (ja) * 1999-07-26 2001-02-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置用出射光学系
KR20060018373A (ko) * 2004-08-24 2006-03-02 주식회사 이오테크닉스 폴리곤 미러를 이용한 레이저 가공장치
JP2008132500A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Seiko Epson Corp レーザ加工装置、レーザ加工方法、基板の製造方法、及び電気光学装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07266071A (ja) * 1994-03-30 1995-10-17 Aida Eng Ltd レーザ加工装置
JP2001038484A (ja) * 1999-07-26 2001-02-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置用出射光学系
KR20060018373A (ko) * 2004-08-24 2006-03-02 주식회사 이오테크닉스 폴리곤 미러를 이용한 레이저 가공장치
JP2008132500A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Seiko Epson Corp レーザ加工装置、レーザ加工方法、基板の製造方法、及び電気光学装置の製造方法

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