KR101299236B1

KR101299236B1 - 레이저를 이용한 웨이퍼 지지용 지지 테이프 절단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101299236B1
Application number: KR1020110145033A
Authority: KR
Inventors: 김환; 박상영
Original assignee: 주식회사 이오테크닉스
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-08-22
Also published as: KR20130076442A

Abstract

개시된 지지 테이프 절단 방법은, 스테이지 상에 배면에 지지 테이프가 부착된 웨이퍼를 거치하고 상기 지지 테이프를 연신시켜 상기 웨이퍼 상에 2차원 배열된 복수의 회로소자 사이에 상기 지지 테이프가 노출된 가상의 복수의 절단예정라인을 형성하는 단계와, 상기 복수의 절단예정라인을 따라 상기 지지 테이프에 레이저 빔을 조사하여 상기 지지 테이프의 표면에 어블레이션 반응을 일으켜 상기 지지 테이프를 절단하는 단계를 포함한다.

Description

레이저를 이용한 웨이퍼 지지용 지지 테이프 절단 장치 및 방법{Apparatus and method of cutting tape supporting wafer}

본 발명은 레이저를 이용하여 웨이퍼를 지지하는 지지 테이프를 절단하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

웨이퍼에 소망하는 복수의 회로소자를 일련의 반도체 공정에 의하여 형성하는 회로소자 제조 공정이 일반화되어 있다. 복수의 회로소자를 형성한 후에 웨이퍼를 절단하여 복수의 회로소자를 개별화(singulation)하게 된다. 이 개별화 공정에서 복수의 회로소자들을 지지하기 위하여, 개별화 공정 전에 웨이퍼의 일면에는 지지 테이프가 부착된다. 개별화 공정이 완료된 후에 복수의 회로소자들은 다음 공정, 예를 들어 패키징(packaging) 공정으로 이행되는데, 그 전에 지지 테이프를 제거하는 공정이 필요하다.

지지 테이프를 제거하는 공정은, 지지 테이프를 연신(expansion)시키고, 레이저 빔을 테이프가 부착된 다이(die) 전체 면에 조사한 후에 냉각시키고, 지지 테이프를 박리시키는 방식으로 수행될 수 있다. 또 다른 방법으로서, 지지 테이프를 연신시켜 복수의 회로소자 사이의 간격을 넓힌 후에 절단 블레이드 등을 이용하여 간격을 따라서 지지 테이프를 절단하는 방법이 있을 수 있다. 이러한 절단 가공 방법은 가공 시간이 많이 소요되고 효율성이 떨어지며 지지 테이프를 떼어낼 때에 에지 치핑(edge chipping)이나 와피지(warpage)가 발생될 수 있다. 또한, 지지 테이프를 연신시킬 때에 회로소자의 배열이 흐트러질 수 있어, 흐트러진 배열을 추종하여 절단 블레이드를 절단하는 것이 용이하지 않아, 수율이 저하될 수 있다.

본 발명은 레이저 빔을 이용하여 지지 테이프를 절단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. 본 발명은 지지 테이프를 연신시킨 후에 복수의 회로소자 사이의 절단선을 추종하면서 지지 테이프를 절단함으로써 가공속도와 효율을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지지 테이프 절단 방법은, 스테이지 상에 배면에 지지 테이프가 부착된 웨이퍼를 거치하고, 상기 지지 테이프를 연신시켜 상기 웨이퍼 상에 2차원 배열된 복수의 회로소자 사이에 상기 지지 테이프가 노출된 가상의 복수의 절단예정라인을 형성하는 단계; 상기 복수의 절단예정라인을 따라 상기 지지 테이프에 레이저 빔을 조사하여 상기 지지 테이프의 표면에 어블레이션 반응을 일으켜 상기 지지 테이프를 절단하는 단계;를 포함한다.

상기 복수의 절단예정라인을 형성하는 단계는, 상기 지지 테이프의 가장자리를 클램핑하는 단계; 상기 지지 테이프의 하방으로부터 상방으로 밀어 연신시키는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 레이저 빔의 광축과 동축으로 조명광을 제공하는 단계; 상기 조명광을 수광하여 상기 웨이퍼 및 상기 지지 테이프의 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 영상으로부터 상기 절단예정라인의 정보를 추출하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 절단 과정에서 상기 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 정보를 획득하고 상기 레이저 빔의 조사 위치를 보정하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 웨이퍼 및 상기 지지 테이프의 영상을 모니터를 통하여 디스플레이하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 절단하는 단계는, 상기 스테이지를 제1방향과 이에 직교하는 제2방향 중 적어도 한 방향으로 이동시키고, 스캐너를 이용하여 상기 레이저 빔을 상기 제1, 제2방향 중 적어도 한 방향으로 스캔하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 둘 이상의 레이저 빔을 이용하여 둘 이상의 스캐너를 이용하여 스캔함으로써 둘 이상의 상기 절단예정라인을 따라 상기 지지 테이프를 절단할 수 있다.

상기 방법은, 상기 레이저 빔과 동축으로 상기 지지 테이프 상에 조사되는 조명광을 이용하여 상기 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 위치를 검출하고, 상기 검출된 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 위치에 근거하여 상기 레이저 빔이 상기 절단예정라인을 따라 조사되도록 상기 스테이지 및 상기 레이저 빔을 스캔하는 스캐너를 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 레이저 빔은 파장 150nm 이상 560nm 이하의 펄스 레이저 빔일 수 있다.상기 레이저 빔의 펄스 에너지 밀도가 10J/㎠ 이상 100J/㎠ 이하이며, 펄스 길이는 10ns 이상 100ns 이하이고, 스폿 크기는 5㎛ 이상 25㎛ 이하일 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 지지 테이프 절단 장치는, 웨이퍼 상에 2차원 배열된 복수의 회로소자 사이에 복수의 절단예정라인이 형성되도록 연신된 지지 테이프를 지지하며, 제1방향과 이와 직교하는 제2방향 중 적어도 한 방향으로 이동되는 스테이지; 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기; 상기 레이저 빔을 상기 절단예정라인을 추종하도록 이동시키는 스캐너;를 포함하여, 상기 지지 테이프의 표면에 어블레이션 반응을 일으켜 상기 지지 테이프를 절단한다.

상기 장치는, 상기 지지 테이프의 가장자리를 클램핑하는 클램퍼; 상기 지지 테이프를 하방으로부터 밀어 연신시켜 상기 웨이퍼 상에 2차원 배열된 복수의 회로소자 사이에 상기 지지 테이프가 노출된 복수의 절단예정라인을 형성하는 연신부;를 더 포함할 수 있다. 상기 클램퍼와 상기 연신부는 상기 스테이지에 마련될 수 있다.

상기 장치는, 조명광을 제공하는 조명광원; 상기 조명광을 상기 레이저 빔의 광축과 일치시키기 위하여 상기 레이저 빔과 상기 조명광을 동일한 광경로로 합성하는 광경로 합성부재; 상기 조명광을 수광하여 상기 절단예정라인과 상기 레이저 빔의 위치를 검출하는 위치검출기; 상기 위치검출기에 의하여 검출된 상기 절단예정라인과 상기 레이저 빔의 위치정보에 기반하여 상기 스캐너와 상기 스테이지를 구동하는 구동부;를 더 포함할 수 있다. 상기 레이저 빔의 위치를 보정하기 위하여, 상기 위치검출기는 절단 과정에서 상기 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 정보를 획득할 수 있다. 상기 장치는, 상기 위치검출기로부터 제공되는 영상정보를 디스플레이하는 모니터;를 더 구비할 수 있다. 상기 장치는, 상기 레이저 빔을 둘 개의 레이저 빔으로 분할하는 빔 분할기;를 더 구비하며, 상기 스캐너는 상기 둘 이상의 레이저 빔에 각각 대응되는 두 개의 스캐너를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 지지 테이프 절단 장치 및 방법에 따르면, 연신에 의하여 불규칙하게 배치된 복수의 회소소자의 간격을 추종하여 지지 테이프를 절단할 수 있다. 또한, 빠른 가공 속도로 인하여 공정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 조명광과 가공용 레이저 빔이 동축으로 가공되므로, 가공 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 가공 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 지지 테이프 절단장치의 일 실시예의 구성도.
도 2는 지지 테이프가 부착된 웨이퍼의 일 예를 도시한 사시도.
도 3은 지지 테이프를 연신시키는 장치의 일 예를 도시한 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 지지 테이프를 연신시키는 장치의 일 예에서 연신부가 상승하여 지지 테이프를 연신시킨 상태를 도시한 구성도.
도 5는 스캐너의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 6은 지지 테이프가 연신된 후 복수의 회로소자 사이의 간격이 벌어진 상태를 도시한 평면도.
도 7은 레이저 빔이 절단예정라인을 추종하도록 제어하기 위한 장치의 일 실시예의 블록도.
도 8은 도 1에 도시된 지지 테이프 절단장치에 의하여 지지 테이프를 절단하는 과정을 설명하는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 지지 테이프 절단장치의 다른 실시예의 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지지 테이프 절단 장치 및 방법의 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지 테이프 절단 장치의 구성도이다. 본 실시예의 지지 테이프 절단 장치는 지지 테이프에 레이저 빔을 조사하여 어블레이션(ablation)반응을 일으켜 지지 테이프를 절단한다.

도 1을 보면, 가공 대상물(1)이 놓여지는 스테이지(400)와, 가공용 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기(100)가 도시되어 있다. 스테이지(400)는 가공 대상물(1)을 이동시키기 위하여 이동될 수 있다. 예를 들어 스테이지(400)는 평면 내에서 이동가능한 XY-스테이지일 수 있다. 또한, 스테이지(400)는 가공 대상물(1)에 레이저 빔의 초점이 맞추어지도록 광축방향, 예를 들어 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 스테이지(400)는 가공 방향을 맞추기 위하여 Z축에 대하여 회전될 수도 있다.

본 실시예의 가공 대상물(1)은 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(10)와 그 배면에 부착된 지지 테이프(20)를 포함한다. 웨이퍼(10)에는 일련의 반도체 공정에 의하여 복수의 회로소자(11)가 형성되어 있다. 복수의 회로소자(11)는 개별화(singulation)공정에 의하여 개별화된 상태이다. 예를 들어 기계적 다이싱 공정, 레이저 다이싱 공정 등을 통하여 웨이퍼(10)에 복수의 절단선(12)을 형성함으로써 복수의 회로소자(11)를 개별화할 수 있다. 다만, 복수의 회로소자(11)는 지지 테이프(20)에 부착된 상태이기 때문에 흩어지지 않고 복수의 절단선(12)에 의하여 구분된 상태로 유지되어 있다. 본 실시예의 절단장치는 지지 테이프(20)를 절단함으로써 복수의 회로소자(11)를 완전히 개별화한다.

절단선(12)은 매우 폭이 좁아서 지지 테이프(20)의 노출량이 매우 적거나 또는 지지 테이프(20)가 거의 노출되어 있디 않다. 따라서, 레이저 빔을 조사하여 지지 테이프(20)를 절단하기 위하여는 지지 테이프(20)를 연신시켜 복수의 회로소자(11) 사이의 간격(도 6: 13)을 넓힐 필요가 있다. 도 3 및 도 4에는 지지 테이프(20)를 연신시키는 장치의 일 예가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 지지 테이프(20)의 가장자리는 클램프(40)에 의하여 클램핑된다. 지지 테이프(20)의 하방에는 연신기(50)가 배치되어 지지 테이프(20)의 하면을 지지한다. 연신기(50)는 예를 들어 액추에이터(60)에 의하여 상하방향으로 이동된다. 도 4에 도시된 바와 같이 연신기(50)가 위쪽으로 이동되면, 지지 테이프(20)가 연신되면서 절단선(12)에 의하여 구분되어 있던 복수의 회로소자(11) 사이의 간격(13)이 넓어진다. 복수의 회로소자(11) 사이의 간격(13)을 통하여 지지 테이프(20)가 노출되며, 이 간격(13)을 통하여 레이저 빔이 지지 테이프(20)에 조사될 수 있다.

레이저 발생기(100)는 예를 들어 펄스형태의 레이저 빔을 발생시킬 수 있다. 레이저 빔의 파장은 절단하고자 하는 지지 테이프(20)의 재질에 의존되나, 약 560nm(nanometer) 이하일 수 있으며, 특히 150nm 이상 560nm 이하 범위일 수 있다. 레이저 빔의 펄스 에너지, 펄스 길이, 주파수, 스폿의 크기 등의 광학적 파라미터는 펄스 레이저 빔이 지지 테이프(20)의 표면에서 어블레이션(ablation)반응을 일으켜 지지 테이프(20)를 절단하기에 충분하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 레이저 펄스의 주파수는 약 10kHz 이상 150kHz 이하, 펄스 에너지 밀도는 10J/㎠ 이상 100J/㎠ 이하, 펄스 길이는 10ns 이상 100ns 이하일 수 있다.

본 실시예의 절단 장치는 스캐너(200)와, 레이저 빔을 가공 대상물(1)의 표면, 즉 지지 테이프(20)의 표면에 집광시키는 집광 렌즈(300)를 구비한다. 절단 장치는 레이저 발생기(100)에서 생성된 레이저 빔을 스캐너(200)로 안내하기 위하여 예를 들어 다수의 광학부재를 구비할 수 있다. 이에 관하여는 뒤에서 더 상세하게 설명한다. 본 실시예의 절단 장치는 스캐너(200)로 입사되는 레이저 빔을 확대하는 빔확대광학유닛(beam expanding optical unit)(110)을 더 구비할 수 있다. 빔확대광학유닛(110)을 이용하여 콜리메이팅된 레이저 빔의 직경을 확대함으로서 가공 대상물(1)에 이르는 광경로에서 레이저 빔의 발산을 줄일 수 있다.

도 5는 스캐너(200)의 일 예를 상세히 도시한 구성도이다. 예를 들어, 도 5에 도시된 스캐너(200)는 갈바노 스캐너이다. 도 5를 보면, 스캐너(30)는 레이저 빔을 X 방향으로 스캔하기 위한 X-갈바노미러유닛(210)과, 레이저 빔을 Y 방향으로 스캔하기 위한 Y-갈바노미러유닛(220)을 구비할 수 있다. X-갈바노미러유닛(210)은 X-반사미러(211)와, 이를 회전시키는 X-미러모터(212)를 포함할 수 있다. Y-갈바노미러유닛(220)은 Y-반사미러(221)와, 이를 회전시키는 Y-미러모터(222)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여 X-반사미러(211)와 Y-반사미러(221)를 필요에 따라 X1, X2, Y1, Y2방향으로 회전시킴으로써, 레이저 빔을 X방향 및 Y방향으로 이동시킬 수 있다.

집광 렌즈(300)는 스캔된 레이저 빔을 가공 대상물(1)의 표면, 즉 지지 테이프(20)의 표면에 집광하기 위한 것으로서, 스캐너(200)에 의하여 스캔된 레이저 빔이 가공 대상물(1)에 수직으로 입사될 수 있도록 하기 위하여 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)인 것이 바람직하다. 텔레센트릭 렌즈는 소정의 필드를 갖는다. 여기서 필드는 입사되는 광을 광축에 수직한 방향으로 출사할 수 있는 범위를 말한다. 따라서, 스캐너(200)는 텔레센트릭 렌즈의 필드(도 5: Sx, Sy) 이내에서 레이저 빔을 스캔하는 것이 바람직하다. 집광 렌즈(300)에 의하여 가공 대상물(1)의 표면에 집광되는 레이저 빔의 스폿은 가급적 원형인 것이 바람직하나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 스폿 크기는 예를 들어 5㎛ 이상 25㎛ 이하일 수 있다.

지지 테이프(20)가 연신되는 과정에서 웨이퍼(10) 상의 복수의 회로소자(11)의 간격(13)이 불규칙하게 될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 지지 테이프(20)가 불규칙하게 연신되면서 복수의 회로소자(11) 사이의 간격(13)이 X방향 또는 Y방향으로 일직선 형태가 되지 않고 들쭉날쭉하게 될 수 있다. 도 6에서는 복수의 회로소자(11)가 X방향으로 뷸규칙하게 배열 형태가 개시되어 있으나, 이는 일 예일 뿐이다. 실제로 원형의 웨이퍼(1)의 경우에 지지 테이프(20)가 사방으로 연신되므로 회로소자(11)는 X방향 및 Y방향으로 불규칙하게 연신될 수 있어서, X방향과 Y방향의 간격(13)이 모두 일직선이 되지 않는 것이 일반적이다. 레이저 빔은 이 간격(13)을 통하여 지지 테이프(20)에 조사되어야 하는데, 레이저 빔을 X방향 또는 Y방향으로 직선으로 이동시켜서는 불규칙한 간격(13)을 추종할 수 없다. 따라서, 레이저 빔의 위치를 검출하고 레이저 빔이 간격(13)을 추종하도록 제어하는 과정이 필요하다.

도 1을 보면, 위치검출기(500)와 조명광원(510)이 도시되어 있다. 조명광원(510)은 예를 들어 가시광선 범위의 조명광을 조사한다. 조명광은 가공 대상물(1)의 표면에 조사되며, 반사되어 위치검출기(500)로 입사된다. 그런데, 조명광의 광축이 레이저 빔의 광축과 이격되어 있으면, 초기에 그 상대적인 위치를 미리 파악하고 이를 감안하여 레이저 빔의 실제 집광위치를 파악하여야 한다. 이러한 방식은 조명광을 가공 대상물(1)로 안내하고 가공 대상물(1)에 집광시키는 별도의 광학적 구조가 소요되어 장치의 가격 상승과 크기의 증가를 유발할 수 있다. 또한, 조명광축과 레이저 빔의 상대적인 위치 차이로 인하여 가공 오차를 발생시킬 수 있다. 즉, 조명광을 제공하는 장치는 가공용 레이저 장치와 별도의 유닛으로 제작되어 절단 장치에 장착되므로 상대적인 위치가 항상 일정하지 않아서 가공 로트 별로 얼라인 작업을 재수행하여야 하며 이 과정에서 발생되는 상대위치의 오차가 가공오차로 반영되므로 가공 정밀도와 가공 균일도를 저하시킬 수 있다. 또한, 가공 과정을 실시간으로 모니터 등을 통하여 확인할 수 없어 가공 수율이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.

상기한 점을 감안하여, 본 실시예의 절단장치는 조명광과 가공용 레이저 빔을 동일한 광경로를 통하여 가공 대상물(1)에 조사하는 동축가공방식을 채용한다.

다시 도 1을 참조하면, 조명광과 레이저 빔을 동일한 광경로로 합성하는 광경로 합성부재(102)가 도시되어 있다. 광경로 합성부재(102)는 예를 들어 입사되는 광의 파장에 의존하여 반사 또는 투과시키는 성질을 갖는 다이크로익 미러일 수 있다. 본 실시예의 광경로 합성부재(102)는 레이저 빔을 반사시키고 조명광을 투과시킨다. 이와 같은 구성에 의하여, 레이저 발생기(100)에서 생성된 레이저 빔은 반사미러(101)에 의하여 반사되어 광경로 합성부재(102)로 입사되며, 광경로 합성부재(102)에 의하여 다시 반사되어 빔확대광학유닛(110) 및 반사미러(103)를 거쳐 스캐너(200)로 입사된다. 조명광원(510)으로부터 조사된 조명광은 광경로 합성부재(102)를 투과하여 레이저 빔과 동일한 광경로를 따라 스캐너(200)로 입사된다. 스캐너(200)에 의하여 스캔된 레이저 빔과 조명광은 집광 렌즈(300)를 거쳐 가공 대상물(1)에 조사된다.

가공 대상물(1)의 표면에서 반사된 조명광은 입사광경로를 역행하여 광경로 합성부재(102)를 거쳐 위치검출기(500)로 입사된다. 미러(104)는 예를 들어 반투과미러이다. 조명광원(510)으로부터 조사되는 조명광을 일부 반사하여 광경로 합성부재(102)로 입사된다. 입사광경로를 역행하여 진행되는 광은 미러(104)를 투과하여 위치검출기(500)로 입사된다. 위치검출기(500)는 예를 들어 CCD 촬상소자(501)를 이용하여 조명광에 의하여 조명된 가공 대상물(1)을 촬영할 수 있다. 촬상 소자(501)는 예를 들어 광전변환된 촬영정보를 생성한다. 촬영정보는 예를 들어 프레임 그래버(frame grabber)(502)에 의하여 디지털화된 영상정보로 변환된다. 영상 처리부(503)에서는 노이즈 처리(noise filtering), 트레이싱(tracing), 스레숄드(threshould) 등의 일련의 영상처리과정을 거침으로써 영상정보로부터 제어를 위한 제어 영상을 추출할 수 있다. 위치검출기(500)는 이 제어영상으로부터 간격(13)의 위치 정보를 추출하고, 이로부터 레이저 빔의 추종 기준이 되는 절단예정라인(도 8: 21)에 관한 좌표값을 추출할 수 있다. 또한, 절단 가공 중인 경우에는 레이저 빔의 위치도 실시간으로 확인이 가능하여 피드백 제어가 가능하다.

위치검출기(500)에 의하여 촬영된 영상은 모니터(520)로 송출되어 가공 과정을 작업자에게 영상으로 제공할 수 있다. 상기한 바와 같이, 조명광과 가공용 레이저 빔이 동축으로 얼라인(align)되어 가공 대상물(1)의 표면에 집광된 조명광의 위치는 레이저 빔의 위치와 동일하다. 따라서, 가공 로트별로 재얼라인이 필요없어 가공 정밀도와 가공 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 가공 상황을 모니터(520)를 통하여 실시간으로 확인할 수 있으므로 가공 수율을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 위치검출기(500)를 통하여 간격(13)의 형태와 레이저 빔의 위치를 확인할 수 있다. 확인된 간격(13)의 형태와 레이저 빔의 위치에 기반하여 스캐너(200)와 스테이지(400)를 이동시켜 간격(13)을 추종하여 레이저 빔을 지지 테이프(20)에 조사할 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 위치검출기(500)는 간격(13)의 형태를 검출하여 레이저 빔이 이동될 목표 좌표값을 산출한다. 또한, 위치검출기(500)는 레이저 빔의 현재 위치 좌표값을 산출한다. 현재 위치 좌표값은 레이저 빔을 목표 좌표값에 의하여 지정된 위치로 이동시키기 위한 피드백 신호의 역할을 한다. 즉, 위치검출기(500)에 의하여 검출되는 레이저 빔의 실제 위치 좌표값이 현재 위치 좌표값의 형태로 반영되어 목표 좌표값으로 레이저 빔을 이동시키기 위한 제어신호를 생성하기 위한 정보로 활용됨으로써 정밀한 제어가 가능하다. 목표 좌표값과 위치 좌표값은 프로세서부(530)로 전달된다. 프로세서부(530)는 예를 들어 중앙처리장치(CPU: cetral process unit)와 각종 제어 정보 및 제어 프로그램이 저장된 메모리를 포함할 수 있다. 중앙처리장치는 예를 들어 DSP(digital signal procesor)일 수 있다. 프로세서부(530)는 메모리로부터 프로그램을 내려받아 제어 프로그램을 수행하며, 목표 좌표값과 위치 좌표값에 근거하여 스캐너(200)와 스테이지(400)를 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 제어신호는 예를 들어 디지털 신호일 수 있다. 제어신호는 DA(digital-analog)변환과정을 거쳐 구동부(540)로 전달될 수 있다. 구동부(540)는 예를 들어 X-미러모터(212), Y-미러모터(322), 및 도면으로 도시되지는 않았지만 스테이지(400)를 이동시키기 위한 스태이지 모터를 구동하기 위한 구동회로부일 수 있다. 구동부(540)는 입력된 제어신호에 기반하여 레이저 빔이 간격(13)의 형태를 추종하여 소망하는 위치에 조사되도록 스캐너(200)와 스테이지(400)를 구동한다.

이하, 상술한 구성에 의하여 지지 테이프(20)를 절단하는 방법에 관하여 설명한다.

먼저, 지지 테이프(20)가 부착된 웨이퍼(10)를 스테이지(400) 상에 로딩(loading)한다. 지지 테이프(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 연신된 상태로 스테이지(400)에 로딩될 수 있다. 스테이지(400)에 도 3에 도시된 바와 같이 클램프(40)와 연신기(50)가 구비된 경우에는 연신되기 전의 상태로 지지 테이프(20)가 부착된 웨이퍼(10)가 스테이지(400)에 로딩될 수 있다. 이 경우에, 레이저 빔을 지지 테이프(20)에 조사하기 전에 지지 테이프(20)를 연신시켜 복수의 회로소자(11) 사이의 간격(13)을 넓히는 과정이 수행된다. 도 3에 도시된 바와 같이 지지 테이프(20)의 가장자리가 클램프(40)에 의하여 클램핑되어 고정된 상태에서 연신기(50)가 지지 테이프(20)의 배면으로부터 상승되면, 지지 테이프(20)가 늘어나면서 복수의 회로소자(11) 사이의 간격(13)이 넓어진다. 이 간격(13)을 통하여 지지 테이프(20)의 표면이 노출되며, 도 8에 도시된 바와 같이 간격(13)을 추종하는 절단예정라인(21)이 형성된다. 절단예정라인(21)은 지지 테이프(20)를 절단하기 위하여 레이저 빔이 추종하여야 할 실제로는 보이지 않은 가상의 선으로서 예를 들어 간격(13)의 중앙부를 따르는 가상의 선일 수 있다.

레이저 빔은 이 절단예정라인(21)을 추종하여 지지 테이프(20)에 조사되어야 한다. 이를 위하여, 위치검출기(500)는 조명광에 의하여 조명되는 가공 대상물(1)의 영상을 취득하고, 이 영상으로부터 복수의 회로소자(11) 사이의 간격(13)에 의하여 정의되는 절단예정라인(21)의 위치를 결정한다. 절단예정라인(21)의 위치 정보는 프로세서부(530)로 전달되며, 프로세서부(530)에서는 스캐너(200)와 스테이지(400)를 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 제어신호에 기반하여 구동부(540)는 스캐너(200)와 스테이지(400)를 구동하여 레이저 빔이 절단예정라인(21)을 추종하도록 제어한다.

절단가공은 절단예정라인(21)에 관한 좌표값에 근거하여 스테이지(400)와 스캐너(200)를 구동함으로써 수행될 수 있다. 절단 가공의 방법은 매우 다양할 수 있으며, 이하에서 일 예를 간략하게 기술한다.

일 예로서, 스캐너(200)가 레이저 빔을 X방향 및 Y방향으로 이동시킴으로써 절단시작위치에 위치된다. 스테이지(400) 도 8에서 Y방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 스캐너(200)는 절단예정라인(21)의 정보에 따라 레이저 빔을 X방향으로 이동시킴으로써 레이저 빔이 절단예정라인(21)을 추종하도록 할 수 있다. 물론 도면으로 도시되지는 않았지만, 스테이지(400)가 X방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 스캐너(200)는 절단예정라인(21)의 정보에 따라 레이저 빔을 Y방향으로 이동시킴으로써 레이저 빔이 절단예정라인(21)을 추종하도록 할 수도 있다. 이와 같이, 스테이지(400)가 제1방향으로 이동되고, 스캐너(200)가 레이저 빔을 제1방향과 직교되는 제2방향으로 이동시킴으로써 레이저 빔이 절단예정라인(21)을 추종하도록 할 수도 있다.

일 예로서, 스테이지(400)가 일정한 속도로 Y방향으로 이동되고, 스캐너(200)는 레이저 빔을 X방향 및 Y방향으로 이동시킴으로써 레이저 빔이 절단예정라인(21)을 추종하도록 할 수 있다. 이 경우, 스테이지(400)의 이동은 스캐너(200)의 스캔 범위(도 5: Sx, Sy)를 이동시키는 역할을 한다. 스캐너(200)의 스캔 속도는 스테이지(400)의 이동속도에 비하여 매우 빠르므로 이와 같은 구성에 의하여 절단 가공 속도를 향상시킬 수 있다. 이 경우에, 스캐너(200)의 스캔 속도는 스테이지(400)의 이동속도에 비하여 매우 빠르므로 스캐너(200)는 스캔 범위(도 5: Sx, Sy) 내에서 존재하는 복수의 절단예정라인(21)을 추종하도록 레이저 빔을 X방향 및 Y방향으로 이동시킬 수 있다.

지지 테이프(20)에 레이저 빔이 조사되면, 그 에너지에 의하여 지지 테이프(20)의 표면에서 어블레이션 반응이 일어나며, 이 반응이 지지 테이프(20)의 두께 방향으로 확장됨으로써 지지 테이프(20)가 절단될 수 있다.

이와 같이 레이저 빔을 이용하여 지지 테이프(20)를 절단함으로써, 연신된 후에 간격(13)이 일정하지 않은 경우에도 정밀하고 신속한 절단이 가능한다. 또한 절단과정에서 치핑이나 와피지의 발생을 방지할 수 있다.

절단과정에서 위치검출기(500)는 지속적으로 조명광에 의하여 조명되는 가공 대상물(1)의 영상을 획득하고, 이로부터 간격(13)의 형상에 따른 절단예정라인(21)과 레이저 빔의 조사위치를 검출한다. 검출된 결과에 기반하여 레이저 빔의 목표 좌표값은 지속적으로 보정되고 이 보정된 제어정보에 근거하여 스캐너(200)와 스테이지(400)가 제어된다. 따라서, 정밀한 절단 가공이 가능하다. 또한, 절단 과정에서 지지 테이프(20)가 절단되면서 회로소자(11)의 위치가 다시 변동될 수 있다. 본 실시예에 따르면 동축가공방식을 채용하므로, 절단예정라인(21)의 위치 정보와 레이저 빔의 위치정보가 상대적인 오차없이 실시간으로 피드백될 수 있다. 따라서, 절단 가공의 정밀도와 가공 수율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 위치검출기(500)에 의하여 촬영된 영상은 모니터(520)를 통하여 작업자에게 실시간으로 제공된다. 따라서, 작업자는 실시간으로 가공 과정을 모니터링할 수 있다.

둘 이상의 레이저 빔을 이용하여 동시에 가공할 수도 있다. 도 9에는 일 예로서, 두 개의 레이저 빔을 이용하는 지지 테이프 절단 장치의 일 예가 도시되어 있다. 도 9를 보면, 빔 분할기(105)와 두 개의 스캐너(200-1)(200-2)가 도시되어 있다. 빔 분할기(105)에 의하여 빔확대광학유닛(110)을 통과한 레이저 빔이 두 개의 레이저 빔으로 분할된다. 빔 분할기(105)는 예를 들어 반투과미러일 수 있다. 빔 분할기(105)에 입사된 레이저 빔은 일부는 반사되어 스캐너(200-1)로 입사되고, 일부는 투과되어 반사미러(106)를 거쳐 스캐너(200-2)로 입사된다. 스캐너(200-1)(200-2)의 구조는 도 5에 도시된 스캐너(200)의 구조와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다. 스캐너(200-1)(200-2)에 의하여 스캔된 두 개의 레이저 빔은 집광 렌즈(300)에 의하여 가공 대상물(1)의 소정 위치에 집광된다. 도 9에는 하나의 집광 렌즈(300)를 이용하여 두 개의 레이저 빔을 집광시키는 예가 도시되어 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 두 개의 레이저 빔을 각각 집광시키기 위한 두 개의 집광렌즈가 채용될 수도 있다. 또, 도 9에서는 하나의 레이저 발생기(100)에서 조사되는 레이저 빔을 두 개로 분할하는 예에 관하여 설명하였으나, 두 개의 레이저 빔을 각각 조사하는 두 개의 레이저 발생기가 채용될 수 도 있다. 또한, 도 9에서는 두 개의 레이저 빔을 이용하는 예에 관하여 설명하였으나, 셋 이상의 레이저 빔을 이용하여 동시에 가공하는 것도 가능하다. 레이저 빔의 갯수는 장치의 크기, 가공 대상물의 크기, 가공 효율 등을 감안하여 적절히 결정될 수 있다.

조명광 역시 빔 분할기(105)에 의하여 두 개로 분할되어 두 개의 레이저 빔과 동일한 광경로를 통하여 가공대상물(1)을 조명한다.

상술한 구성에 의하면, 두 개의 레이저 빔을 이용하여 동시에 두 개의 절단예정라인(21)을 추종하여 절단가공을 수행할 수 있으므로, 가공 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 조명광은 두 개의 레이저 빔과 동일한 광경로를 통하여 조사되는 동축가공방식이 채용되므로 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

1......가공 대상물 10...웨이퍼
11...회로소자 20...지지 테이프
21...절단예정라인 40...클램프
50...연신기 100...레이저 발생기
101, 103, 106...반사미러 102...광경로 합성부재
104...반투과미러 105...빔 분할기
200, 200-1, 200-2...스캐너 210...X-갈바노미러유닛
211...X-반사미러 212...X-미러모터
220...Y-갈바노미러유닛 221...Y-반사미러
222...Y-미러모터 300...집광 렌즈
400...스테이지 500...위치검출기
501...촬상 소자 502...프레임 그래버
503...영상 처리부 510...조명광원
520...모니터 530...프로세서부
540...구동부

Claims

스테이지 상에 배면에 지지 테이프가 부착된 웨이퍼를 거치하고, 상기 지지 테이프를 연신시켜 상기 웨이퍼 상에 2차원 배열된 복수의 회로소자 사이에 상기 지지 테이프가 노출된 가상의 복수의 절단예정라인을 형성하는 단계;
상기 복수의 절단예정라인을 따라 상기 지지 테이프에 레이저 빔을 조사하여 상기 지지 테이프의 표면에 어블레이션 반응을 일으켜 상기 지지 테이프를 절단하는 단계;
상기 레이저 빔의 광축과 동축으로 조명광을 제공하는 단계;
상기 조명광을 수광하여 상기 웨이퍼 및 상기 지지 테이프의 영상을 획득하는 단계;
상기 획득된 영상으로부터 상기 절단예정라인의 정보를 추출하는 단계;를 포함하는 지지 테이프 절단 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 절단예정라인을 형성하는 단계는,
상기 지지 테이프의 가장자리를 클램핑하는 단계;
상기 지지 테이프의 하방으로부터 상방으로 밀어 연신시키는 단계;를 포함하는 지지 테이프 절단 방법.
삭제
제1항에 있어서,
절단 과정에서 상기 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 정보를 획득하고 상기 레이저 빔의 조사 위치를 보정하는 단계;를 더 포함하는 지지 테이프 절단 방법.
제1항에 있어서,
상기 웨이퍼 및 상기 지지 테이프의 영상을 모니터를 통하여 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 지지 테이프 절단 방법.
제4항에 있어서, 상기 절단하는 단계는,
상기 스테이지를 제1방향과 이에 직교하는 제2방향 중 적어도 한 방향으로 이동시키고, 스캐너를 이용하여 상기 레이저 빔을 상기 제1, 제2방향 중 적어도 한 방향으로 스캔하는 단계;를 포함하는 지지 테이프 절단 방법.
제6항에 있어서,
둘 이상의 레이저 빔을 이용하여 둘 이상의 스캐너를 이용하여 스캔함으로써 둘 이상의 상기 절단예정라인을 따라 상기 지지 테이프를 절단하는 것을 특징으로 하는 지지 테이프 절단 방법.
제1항에 있어서,
상기 레이저 빔과 동축으로 상기 지지 테이프 상에 조사되는 조명광을 이용하여 상기 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 위치를 검출하고, 상기 검출된 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 위치에 근거하여 상기 레이저 빔이 상기 절단예정라인을 따라 조사되도록 상기 스테이지 및 상기 레이저 빔을 스캔하는 스캐너를 제어하는 단계;를 더 포함하는 지지 테이프 절단 방법.
제1항 또는 제2항 또는 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 파장 150nm 이상 560nm 이하의 펄스 레이저 빔인 지지 테이프 절단 방법.
제9항에 있어서,
상기 레이저 빔의 펄스 에너지 밀도가 10J/㎠ 이상 100J/㎠ 이하이며, 펄스 길이는 10ns 이상 100ns 이하이고, 스폿 크기는 5㎛ 이상 25㎛ 이하인 지지 테이프 절단 방법.
웨이퍼 상에 2차원 배열된 복수의 회로소자 사이에 복수의 절단예정라인이 형성되도록 연신된 지지 테이프를 지지하며, 제1방향과 이와 직교하는 제2방향 중 적어도 한 방향으로 이동되는 스테이지;
레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기;
상기 레이저 빔을 상기 절단예정라인을 추종하도록 이동시키는 스캐너;
조명광을 제공하는 조명광원;
상기 조명광을 상기 레이저 빔의 광축과 일치시키기 위하여 상기 레이저 빔과 상기 조명광을 동일한 광경로로 합성하는 광경로 합성부재;
상기 조명광을 수광하여 상기 절단예정라인과 상기 레이저 빔의 위치를 검출하는 위치검출기;
상기 위치검출기에 의하여 검출된 상기 절단예정라인과 상기 레이저 빔의 위치정보에 기반하여 상기 스캐너와 상기 스테이지를 구동하는 구동부;를 포함하여,
상기 지지 테이프의 표면에 어블레이션 반응을 일으켜 상기 지지 테이프를 절단하는 지지 테이프 절단 장치.
제11항에 있어서,
상기 지지 테이프의 가장자리를 클램핑하는 클램퍼;
상기 지지 테이프를 하방으로부터 밀어 연신시켜 상기 웨이퍼 상에 2차원 배열된 복수의 회로소자 사이에 상기 지지 테이프가 노출된 복수의 절단예정라인을 형성하는 연신부;를 더 포함하는 지지 테이프 절단 장치.
제12항에 있어서,
상기 클램퍼와 상기 연신부는 상기 스테이지에 마련된 지지 테이프 절단 장치.
삭제
제11항에 있어서,
상기 레이저 빔의 위치를 보정하기 위하여, 상기 위치검출기는 절단 과정에서 상기 레이저 빔의 위치와 상기 절단예정라인의 정보를 획득하는 지지 테이프 절단 장치.
제11항에 있어서,
상기 위치검출기로부터 제공되는 영상정보를 디스플레이하는 모니터;를 더 구비하는 지지 테이프 절단 장치.
제11항에 있어서,
상기 레이저 빔을 둘 개의 레이저 빔으로 분할하는 빔 분할기;를 더 구비하며,
상기 스캐너는 상기 둘 이상의 레이저 빔에 각각 대응되는 두 개의 스캐너를 포함하는 지지 테이프 절단 장치.
제11항 내지 제13항 또는 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 파장 150nm 이상 560nm 이하의 펄스 레이저 빔인 지지 테이프 절단 장치.
제18항에 있어서,
상기 레이저 빔의 펄스 에너지 밀도가 10J/㎠ 이상 100J/㎠ 이하이며, 펄스 길이는 10ns 이상 100ns 이하이고, 스폿 크기는 5㎛ 이상 25㎛ 이하인 지지 테이프 절단 장치.