KR101312937B1 - Laser modification device for wafer dicing and wafer dicing method - Google Patents

Laser modification device for wafer dicing and wafer dicing method Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 반사시키며 회전 동작에 의해 상기 레이저 빔의 광 경로를 반복적으로 이동시키는 폴리곤 미러, 및 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 이송 중인 웨이퍼에 집광시키며 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 내부의 일정 두께 내에서 경사진 방향을 따라 이동하도록 하는 집광렌즈 조립체를 포함하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치 및 이와 관련된 웨이퍼 다이싱 방법을 개시한다.The present invention relates to a beam generator for generating a laser beam for modification of a wafer, a polygon mirror for reflecting a laser beam from the beam generator, and a polygon mirror for repeatedly moving a light path of the laser beam by a rotation operation. A laser reforming device for wafer dicing comprising a condenser lens assembly for condensing a reflected laser beam onto a wafer being transported and causing a condensing point of the laser beam to move in an inclined direction within a predetermined thickness of the inside of the wafer and associated with A wafer dicing method is disclosed.

Description

웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치 및 웨이퍼 다이싱 방법{LASER MODIFICATION DEVICE FOR WAFER DICING AND WAFER DICING METHOD}LASER MODIFICATION DEVICE FOR WAFER DICING AND WAFER DICING METHOD

본 발명은 웨이퍼를 고정밀도로 다이싱하기 위해 레이저를 이용하여 웨이퍼 내부를 개질하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치 및 웨이퍼 다이싱 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser reforming apparatus for a wafer dicing and a wafer dicing method for modifying the inside of a wafer using a laser for dicing the wafer with high precision.

웨이퍼 다이싱 공정(wafer dicing process)은 반도체 생산 공정 가운데 웨이퍼 제조 공정과 패키징 공정 사이에 위치하여 웨이퍼를 개별칩 단위로 분리하는 공정이다. The wafer dicing process is a process of separating wafers into individual chip units between a wafer manufacturing process and a packaging process among semiconductor production processes.

웨이퍼의 다이싱은 일반적으로 다이아몬드 블레이드를 사용하여 웨이퍼를 물리적으로 절단하는 방법, 소위 쏘잉(sawing)에 의해 이루어지고 있다. 쏘잉을 이용한 웨이퍼 다이싱의 경우 절단 방법이 간편한 장점이 있으나, 절단면이 깨끗하지 못하여 고정밀도로 다이싱하는데는 부적합하다.Dicing of a wafer is generally performed by a method of physically cutting the wafer using a diamond blade, that is, by so-called sawing. In the case of wafer dicing using sawing, there is an advantage in that the cutting method is simple, but it is not suitable for dicing with high precision because the cutting surface is not clean.

이러한 문제를 해결하기 위하여 레이저를 이용하여 웨이퍼의 절단하고자 하는 부위를 개질한 후 웨이퍼에 인장력을 가하여 웨이퍼를 절단하는 방법이 사용되고 있다. 이러한 방법의 경우 웨이퍼의 표면을 개질하는 방법이 일반적이나, 최근에는 보다 고정밀도의 절단이 가능하도록 웨이퍼의 내부 영역을 개질하는 방법이 제안되었다.In order to solve this problem, a method of cutting a wafer by applying a tensile force to the wafer after modifying a portion to be cut using a laser is used. In the case of such a method, a method of modifying the surface of the wafer is common, but recently, a method of modifying an internal region of the wafer to allow more accurate cutting has been proposed.

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 그 면적이 중요한 문제로 대두되고 있다.By using the method of modifying the inner region of the wafer in this way, the cutting surface of the wafer is clean and chips are not generated, which enables more accurate cutting. In using such a method, the formation position and area of a modified region are an important problem.

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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus and a wafer dicing method using the same capable of forming a wide modification region in the thickness direction of a wafer.

상기한 과제를 실현하기 위해, 본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 반사시키며 회전 동작에 의해 상기 레이저 빔의 광 경로를 반복적으로 이동시키는 폴리곤 미러, 및 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 이송 중인 웨이퍼에 집광시키며 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 내부의 일정 두께 내에서 경사진 방향을 따라 이동하도록 하는 집광렌즈 조립체를 포함하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치를 개시한다.In order to realize the above object, the present invention is a beam generator for generating a laser beam for the modification of the wafer, and reflects the laser beam from the beam generator and repeatedly moving the optical path of the laser beam by a rotation operation A wafer comprising a polygon mirror and a condenser lens assembly for condensing the laser beam reflected from the polygon mirror onto a conveying wafer and for causing a focusing point of the laser beam to move in an inclined direction within a predetermined thickness inside the wafer Disclosed is a laser reforming apparatus for dicing.

상기 집광렌즈 조립체는 렌즈 하우징과, 상기 렌즈 하우징의 내부에 설치되며 상기 레이저 빔의 집광지점이 특정 평면을 따라 형성되도록 하는 f-theta 렌즈와, 상기 f-theta 렌즈의 선단에 설치되며 상기 레이저 빔의 입사각 변경 범위를 특정 범위 내로 감소시키는 입사각 조절 렌즈를 포함하는 구성을 가질 수 있다.The condenser lens assembly includes a lens housing, an f-theta lens installed inside the lens housing and configured to form a condensing point of the laser beam along a specific plane, and installed at a tip of the f-theta lens and mounted on the laser beam. It may have a configuration including an angle of incidence adjustment lens to reduce the incident angle change range of within a specific range.

상기 렌즈 하우징은 상기 레이저 빔이 상기 웨이퍼에 경사지게 입사되도록 상기 웨이퍼에 대해 경사지게 설치될 수 있다.The lens housing may be installed to be inclined with respect to the wafer such that the laser beam is inclined to the wafer.

상기 레이저 빔의 집광 경로는 상기 웨이퍼 이송 방향의 반대 방향을 따라 하향 경사진 방향을 따르도록 구성될 수 있다.The light collecting path of the laser beam may be configured to follow a downwardly inclined direction along a direction opposite to the wafer transfer direction.

상기 빔 발생기와 폴리곤 미러의 사이에는 상기 폴리곤 미러로 입사되는 레이저 빔의 사이즈를 확대시키는 빔 익스팬더가 추가로 설치될 수 있다.A beam expander may be additionally installed between the beam generator and the polygon mirror to enlarge the size of the laser beam incident on the polygon mirror.

상기 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치는 상기 웨이퍼의 이송 방향 변경에 따라 상기 집광렌즈 조립체의 자세 및 수광 위치를 조절할 수 있게 구성되는 홀더와, 상기 레이저 빔의 광 경로를 상기 집광렌즈 조립체의 변경된 수광 위치에 대응되게 스위칭하는 빔 스위칭 유닛을 더 포함할 수 있다.The laser reforming apparatus for wafer dicing includes a holder configured to adjust a posture and a light receiving position of the condenser lens assembly in accordance with a change in a conveying direction of the wafer, and a light path of the laser beam to a changed light receiving position of the condenser lens assembly. It may further include a beam switching unit for correspondingly switching.

상기 빔 스위칭 유닛은 상기 빔 발생기와 폴리곤 미러의 사이에 설치되며 플립 동작에 의해 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 통과시키거나 반사시키는 플립 미러와, 상기 플립 미러에서 반사된 레이저 빔을 반사시켜 레이저 빔의 방향을 반대 방향으로 유도하는 복수의 유도 미러를 포함하는 구성을 가질 수 있다.The beam switching unit is installed between the beam generator and the polygon mirror and flip mirror for passing or reflecting the laser beam from the beam generator by flip operation, and reflects the laser beam reflected from the flip mirror to the laser beam It may have a configuration including a plurality of induction mirror to guide the direction of in the opposite direction.

한편, 본 발명은 이송 중인 웨이퍼에 레이저 빔을 조사하여 상기 웨이퍼의 내부에 다이싱 방향을 따라 개질 영역을 형성하는 단계와, 상기 웨이퍼가 개질 부위를 기준으로 절단되도록 웨이퍼에 인장력을 가하는 단계를 포함하고, 상기 레이저 빔의 조사는 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 내부의 일정 두께 내에서 경사진 방향을 따라 반복적으로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법을 개시한다.On the other hand, the present invention includes the step of irradiating a laser beam to the wafer being transferred to form a modified region in the inside of the wafer along the dicing direction, and applying a tensile force to the wafer so that the wafer is cut based on the modified site In addition, the irradiation of the laser beam discloses a wafer dicing method characterized in that the focusing point of the laser beam is made to move repeatedly in the inclined direction within a predetermined thickness inside the wafer.

상기 웨이퍼 다이싱 방법은 상기 웨이퍼의 이송 방향을 반대 방향으로 변경시키고 상기 집광 지점의 경사 이동 방향을 반대 방향으로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.The wafer dicing method may further include changing a transfer direction of the wafer in an opposite direction and changing an inclined movement direction of the light collecting point in an opposite direction.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 레이저 빔의 집광 지점을 이송 중인 웨이퍼의 두께 방향으로 반복적으로 왕복 이동시킴으로써, 웨이퍼의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성시킬 수 있으며, 그에 따라 고정밀도의 웨이퍼 다이싱이 가능하다. According to the present invention having the above-described configuration, by repeatedly reciprocating the light converging point of the laser beam in the thickness direction of the wafer being transported, a wide modification region can be formed in the thickness direction of the wafer, and accordingly, a highly accurate wafer die Singh is possible.

또한, 초점거리가 짧아 넓은 개질 영역의 형성하는데 한계가 있었던 고집속 렌즈의 사용이 자유로워지는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that the use of a high focusing lens, which has a limitation in forming a wide modification area due to a short focal length, is freed.

또한, 레이저 빔의 집광 지점이 경사진 방향을 따라 반복 이동하여 개질 영역을 형성함으로써 개질 영역을 넓고 신속하게 형성시킬 수 있다. In addition, the condensed point of the laser beam is repeatedly moved along the inclined direction to form a modified region, thereby making it possible to form the modified region broadly and quickly.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 개질 장치의 개념도.
도 2 및 3은 본 발명과 관련된 웨이퍼 다이싱 방법을 나타낸 도면들.
도 4 및 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 개질 장치의 개념도들.
도 6은 도 4 및 5의 레이저 개질 장치를 이용한 레이저 개질 경로를 나타내는 도면.1 is a conceptual diagram of a laser reforming apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 illustrate a wafer dicing method according to the present invention.
4 and 5 are conceptual diagrams of a laser reforming apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing a laser reforming path using the laser reforming apparatus of FIGS. 4 and 5.

이하, 본 발명과 관련된 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치 및 웨이퍼 다이싱 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the laser modification apparatus and wafer dicing method for wafer dicing which concern on this invention are demonstrated in detail with reference to drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 개질 장치의 개념도이고, 도 2 및 3은 본 발명과 관련된 웨이퍼 다이싱 방법을 나타낸 도면들이다.1 is a conceptual diagram of a laser reforming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams illustrating a wafer dicing method according to the present invention.

도 1을 참조하면, 레이저 개질 장치는 빔 발생기(110), 폴리곤 미러(120), 및 집광렌즈 조립체(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the laser reforming apparatus includes a beam generator 110, a polygon mirror 120, and a condenser lens assembly 130.

빔 발생기(110)는 웨이퍼(10)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. The beam generator 110 generates a laser beam for modifying the wafer 10. As the wafer applied to the present invention, wafers of various materials such as silicon, sapphire, gallium nitride (GaN), and silicon carbide (SiC) may be applied. In the present invention, a laser having a high density of 10 8 W / cm 2 or more may be applied, and it is preferable to apply a laser of 10 13 W / cm 2 for high precision cutting.

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.In addition, the wavelength of the laser can be applied to the wavelength range of UV (355nm, 343nm), Green (532nm, 515nm), NIR (1064nm, 1030nm), etc. Preference is given to using.

폴리곤 미러(120)는 다각형 형태의 반사면을 가지며, 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔을 반사시켜 레이저 빔이 집광렌즈 조립체(130)의 수광부로 입사되도록 한다. 본 실시예는 8각형 형태의 폴리곤 미러(120)를 예시하고 있으나, 폴리곤 미러(120)는 6각형, 12각형 등 다른 형태로도 구현 가능하다. The polygon mirror 120 has a polygonal reflective surface and reflects the laser beam emitted from the beam generator 110 so that the laser beam is incident on the light receiving portion of the condenser lens assembly 130. Although the exemplary embodiment illustrates the polygon mirror 120 having an octagonal shape, the polygon mirror 120 may be implemented in other shapes such as a hexagonal shape and a decagonal shape.

폴리곤 미러(120)는 회전 동작에 의해 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔의 광 경로를 반복적으로 이동시킨다. 폴리곤 미러(120)에는 회전 구동을 위한 구동기가 연결되며, 구동기의 회전 구동은 제어기에 의해 제어된다. 폴리곤 미러(120)가 회전함에 따라 그 반사면 또한 회전하게 되며, 그에 따라 폴리곤 미러(120)에 입사되는 레이저 빔의 입사각이 변하게 된다. 따라서, 레이저 빔의 반사각 또한 변하게 되므로 레이저 빔의 광 경로가 일정 각도 내에서 연속적으로 이동하게 된다. 폴리곤 미러(120)가 계속 회전함에 따라 다음 반사면(인접한 반사면)에도 동일한 과정이 이루어지게 되므로 레이저 빔의 광 경로가 일정 각도 내에서 반복적으로 이동하게 되는 것이다.The polygon mirror 120 repeatedly moves the optical path of the laser beam emitted from the beam generator 110 by the rotation operation. A driver for rotational drive is connected to the polygon mirror 120, and the rotational drive of the driver is controlled by a controller. As the polygon mirror 120 rotates, its reflection surface also rotates, thereby changing the incident angle of the laser beam incident on the polygon mirror 120. Therefore, since the reflection angle of the laser beam is also changed, the optical path of the laser beam is continuously moved within a predetermined angle. As the polygon mirror 120 continues to rotate, the same process is performed on the next reflective surface (adjacent reflective surface), so that the optical path of the laser beam is repeatedly moved within a predetermined angle.

집광렌즈 조립체(130)는 폴리곤 미러(120)에서 반사된 레이저 빔을 이송 중인 웨이퍼(10)에 집광시키는 기능을 한다. 집광렌즈 조립체(130)는 웨이퍼(10)의 상측 공간에 배치되며, 레이저 빔이 웨이퍼(10)의 내부 영역에 집광되도록 하여 웨이퍼(10)의 내부 영역이 개질되도록 한다.The condenser lens assembly 130 functions to condense the laser beam reflected by the polygon mirror 120 onto the wafer 10 being transferred. The condenser lens assembly 130 is disposed in the upper space of the wafer 10, so that the laser beam is focused on the inner region of the wafer 10 so that the inner region of the wafer 10 is modified.

집광렌즈 조립체(130)는 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10) 내부의 일정 두께(t) 내에서 이동하도록 한다. 이때 레이저 빔의 집광 지점은 웨이퍼(10)의 수평 방향에 대해 경사진 방향을 따라 이동한다. 레이저 빔의 집광 지점이 경사 방향을 따라 반복적으로 이동하고, 웨이퍼(10)가 특정 방향(D1)으로 이동함에 따라 웨이퍼(10)의 내부에는 일정 두께(t)의 개질 영역(A)이 형성되게 되는 것이다.The condenser lens assembly 130 allows the condensing point of the laser beam to move within a predetermined thickness t within the wafer 10. At this time, the light collecting point of the laser beam moves along a direction inclined with respect to the horizontal direction of the wafer 10. As the light converging point of the laser beam is repeatedly moved along the inclined direction and the wafer 10 moves in a specific direction D 1 , a modified region A having a predetermined thickness t is formed inside the wafer 10. It will be.

집광렌즈 조립체(130)는 렌즈 하우징(131), f-theta 렌즈(133), 및 입사각 조절 렌즈(132)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.The condenser lens assembly 130 may have a configuration including a lens housing 131, an f-theta lens 133, and an incident angle adjusting lens 132.

렌즈 하우징(131)은 f-theta 렌즈(133)와 입사각 조절 렌즈(132)를 수용하며, 웨이퍼(10)에 대해 경사진 자세로 설치되어 레이저 빔이 웨이퍼(10)에 경사지게 입사되도록 한다.The lens housing 131 accommodates the f-theta lens 133 and the incident angle adjusting lens 132 and is installed in an inclined posture with respect to the wafer 10 so that the laser beam is inclined to the wafer 10.

f-theta 렌즈(133)는 렌즈 하우징(131)의 내부에 설치되며, 레이저 빔의 집광지점이 특정 평면을 따라 형성되도록 한다. f-theta 렌즈(133)는 입사광의 입사각이 변경되더라도 출사광의 초점이 특정 평면에 맺히도록 하는 렌즈를 말하며, 입사광의 입사각에 비례하여 출사광의 초점 길이를 연장시킨다. f-theta 렌즈(133)는 일반적으로 본 실시예와 같이 복수의 볼록렌즈(134,135)가 적층되어 구현되나, f-theta 렌즈(133)의 구현 방식은 본 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형 실시 가능하다.The f-theta lens 133 is installed inside the lens housing 131 and allows a light collecting point of the laser beam to be formed along a specific plane. The f-theta lens 133 refers to a lens that focuses the output light on a specific plane even if the incident angle of the incident light is changed, and extends the focal length of the emitted light in proportion to the incident angle of the incident light. In general, the f-theta lens 133 is implemented by stacking a plurality of convex lenses 134 and 135 as in the present embodiment, but the implementation manner of the f-theta lens 133 is not limited to the present embodiment and may be in various forms. Modifications can be made.

입사각 조절 렌즈(132)는 f-theta 렌즈(133)의 선단에 설치되며, 레이저 빔의 입사각 변경 범위를 특정 범위 내로 감소시키는 기능을 한다. f-theta 렌즈(133)의 입사각 범위는 특정 범위(예를 들어, ±8°)로 한정되기 때문에, 폴리곤 미러(120)에서 반사된 레이저 빔의 입사각 변경 범위를 이러한 범위로 좁혀야 하며, 입사각 조절 렌즈(132)는 이와 같은 기능을 한다.The incident angle adjusting lens 132 is installed at the tip of the f-theta lens 133 and functions to reduce the incident angle change range of the laser beam to a specific range. Since the incident angle range of the f-theta lens 133 is limited to a specific range (for example, ± 8 °), the incident angle change range of the laser beam reflected from the polygon mirror 120 should be narrowed to this range, and the incident angle The adjusting lens 132 performs this function.

빔 발생기(110)와 폴리곤 미러(120)의 사이에는 빔 익스팬더(140, Beam Expander)가 추가로 설되될 수 있으며, 빔 익스팬더(140)는 폴리곤 미러(120)로 입사되는 레이저 빔의 사이즈를 확대시킨다. 웨이퍼(10)에 집광되는 레이저 빔의 스팟 사이즈(spot size)를 특정값(예를 들어, 2㎛) 이하로 줄이기 위해서는 f-theta 렌즈(133)로 입사되는 레이저 빔의 사이즈를 특정값(10 ㎜) 이상으로 설정하여야 한다. 빔 익스팬더(140)는 이와 같은 조건을 맞출 수 있도록 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔의 사이즈를 확대시킨다.A beam expander 140 may be additionally installed between the beam generator 110 and the polygon mirror 120, and the beam expander 140 enlarges the size of the laser beam incident on the polygon mirror 120. Let's do it. In order to reduce the spot size of the laser beam focused on the wafer 10 to a specific value (for example, 2 μm) or less, the size of the laser beam incident on the f-theta lens 133 is specified as a specific value (10). ㎜) or more. The beam expander 140 enlarges the size of the laser beam emitted from the beam generator 110 so that this condition can be met.

이하, 상기와 같은 구성의 레이저 개질 장치의 동작 및 웨이퍼 다이싱 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation and the wafer dicing method of the laser reforming apparatus of the above-described configuration will be described.

도 2의 도시와 같이, 다이싱 방향(D1)을 따라 이송 중인 웨이퍼(10)에 레이저 개질 장치를 이용하여 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼 내부에 개질 영역을 형성한다. As shown in FIG. 2, the laser beam is irradiated to the wafer 10 being transferred along the dicing direction D1 using a laser reforming apparatus to form a modified region inside the wafer.

빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔은 빔 익스팬더(140)에 의해 빔 사이즈가 확대된 후 폴리곤 미러(120)에 의해 반사되어 집광렌즈 조립체(130)로 입사되게 된다. 폴리곤 미러(120)의 회전에 의해 레이저 빔의 입사각이 특정 각도 범위 내에서 변하게 되며, 입사각 조절 렌즈(132)는 입사각 범위가 특정 각도 내에 있도록 입사각 범위를 조절한다. f-theta 렌즈(133)는 레이저 빔의 집광 지점이 경사진 방향을 따라 특정 평면 내에서 이동하도록 하여 개질 부위가 경사진 방향을 따라 형성되도록 한다. 여기서, 개질 부위(집광지점의 경로)의 경사 방향은 웨이퍼 이송 방향(D1)의 반대 방향을 따라 하향 경사지도록 설정한다.The laser beam emitted from the beam generator 110 is enlarged by the beam expander 140 and then reflected by the polygon mirror 120 to be incident on the condenser lens assembly 130. The incidence angle of the laser beam is changed within a specific angle range by the rotation of the polygon mirror 120, and the incidence angle adjusting lens 132 adjusts the incidence angle range so that the incidence angle range is within a specific angle. The f-theta lens 133 moves the condensing point of the laser beam in a specific plane along the inclined direction so that the modified portion is formed in the inclined direction. Here, the inclination direction of the modified portion (path of the light converging point) is set to be inclined downward along the direction opposite to the wafer transfer direction D 1 .

컨베이어 벨트 등과 같은 이송장치에 의해 웨이퍼(10)가 특정 방향(D1)을 따라 계속 이송되고 상기와 같은 레이저 개질 과정이 반복적으로 이루어짐에 따라 웨이퍼(10) 내의 일정 두께(t)에 해당하는 영역이 개질되게 된다. 이 때 집광 지점의 최고점과 최저점에 의해 개질 영역(A)의 두께(t)가 결정된다.As the wafer 10 is continuously conveyed along a specific direction D 1 by a conveying device such as a conveyor belt, and the like, the laser reforming process is repeatedly performed, an area corresponding to a predetermined thickness t in the wafer 10. Will be reformed. At this time, the thickness t of the modified region A is determined by the highest point and the lowest point of the condensing point.

개질 영역(A)의 형성을 완료한 후, 도 3의 도시와 같이 웨이퍼(10)의 개질 영역(A)을 중심으로 양 방향으로 인장력을 가하면 웨이퍼(10)가 개질 영역(A)을 기준으로 절단되게 되는 것이다.After the formation of the modified region A is completed, as shown in FIG. 3, when a tensile force is applied in both directions about the modified region A of the wafer 10, the wafer 10 may be referred to the modified region A as a reference. It will be cut.

웨이퍼(10) 내부에 개질 영역(A)을 형성함으로 인해 개질 영역(A)을 넓게 형성시킬 수 있으며, 이는 웨이퍼를 절단할 때 웨이퍼(10)의 표면에 일직선으로 크랙이 형성되는 것을 도와주는 기능을 한다. 이에 따라 웨이퍼(10)의 절단시 깨끗한 절단면을 구현할 수 있어 고정밀도의 다이싱이 가능하다.By forming the modified region A inside the wafer 10, the modified region A can be formed wide, which helps to form cracks in a straight line on the surface of the wafer 10 when cutting the wafer. Do it. Accordingly, a clean cut surface can be realized when the wafer 10 is cut, and dicing with high accuracy can be performed.

본 발명의 레이저 개질 장치를 사용하면 한번의 가공으로 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성할 수 있는 이점이 있다. 아울러, f-theta 렌즈(133)를 사용하여 집광 지점을 경사 방향으로 이동시키는 방식을 채택하여 미세 선폭의 가공이 가능함과 동시에 넓은 개질 영역을 형성시킬 수 있는 효과가 있다. Using the laser reforming apparatus of the present invention has the advantage of forming a wide modification region in the thickness direction of the wafer 10 in one processing. In addition, the f-theta lens 133 is used to move the condensing point in the oblique direction, thereby enabling processing of the fine line width and forming a large modified region.

도 4 및 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 개질 장치의 개념도이고, 도 6은 도 4 및 5의 레이저 개질 장치를 이용한 레이저 개질 경로를 나타내는 도면이다.4 and 5 are conceptual diagrams of a laser reforming apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a laser reforming path using the laser reforming apparatus of FIGS. 4 and 5.

본 실시예의 레이저 개질 장치는 웨이퍼(10)의 이동 방향을 반복적으로 변경함에 따라 레이저 개질이 특정 경로(도 6의 화살표 방향)를 따라 이루어지도록 하는 것이 가능한 구조를 갖는다.The laser reforming apparatus of this embodiment has a structure in which the laser reforming is made along a specific path (arrow direction in FIG. 6) by repeatedly changing the moving direction of the wafer 10.

도 4는 웨이퍼가 특정 방향(D1)을 따라 이동하는 경우를 나타내고, 도 5는 웨이퍼의 이동 방향을 반대 방향(D2)으로 변경한 경우를 나타내고 있다. 4 illustrates a case where the wafer moves along a specific direction D 1 , and FIG. 5 illustrates a case where the moving direction of the wafer is changed in the opposite direction D 2 .

웨이퍼(10)의 이동 방향을 변경하는 경우 레이저 빔이 집광되는 경사 방향도 반대로 변경해주어야 한다. 경사 방향을 바꾸지 않는 경우 레이저 빔 집광시 먼저 생성된 개질 영역에 레이저 빔이 간섭되는 문제가 발생하기 때문이다.When changing the moving direction of the wafer 10, the inclination direction in which the laser beam is focused should also be reversed. This is because when the inclination direction is not changed, there is a problem that the laser beam is interfered with the modified region generated first during the laser beam condensing.

본 실시예의 레이저 개질 장치는 앞선 실시예의 구성에 추가적으로 집광렌즈 조립체(130)의 자세 및 수광 위치를 조절하기 위한 홀더(미도시)와, 레이저 빔의 광 경로를 스위칭하기 위한 빔 스위칭 유닛을 포함한다.The laser modifying apparatus of this embodiment further includes a holder (not shown) for adjusting the posture and the light receiving position of the condenser lens assembly 130, and a beam switching unit for switching the optical path of the laser beam, in addition to the configuration of the foregoing embodiment. .

홀더는 집광렌즈 조립체(130)가 기울어진 자세로 위치할 수 있게 이를 지지하며, 도 4 및 5의 도시와 같이 웨이퍼(10)의 이송 방향이 특정 방향(D1)에서 다른 방향(D2)으로 변함에 따라 집광렌즈 조립체(130)의 자세 및 수광 위치를 변경한다. 이를 위해 홀더는 집광렌즈 조립체(130)를 이동 가능하게 지지하는 형태(예를 들어 이동레일이 형성된 형태)를 가지며, 웨이퍼(10)의 이송 방향 변경에 따라 집광렌즈 조립체(130)를 자동으로 이동시키기 위한 구동기가 연결될 수 있다. 도 4 및 5와 같이 웨이퍼 이송 방향 변경에 따른 홀더의 동작에 따라 집광렌즈 조립체(130)는 폴리곤 미러(120)를 중심으로 좌우 대칭인 위치 및 자세에 있게 된다.The holder supports the condenser lens assembly 130 to be in an inclined position, and the conveying direction of the wafer 10 is changed from a specific direction D1 to another direction D2 as shown in FIGS. 4 and 5. According to the posture and the light receiving position of the light collecting lens assembly 130 is changed. To this end, the holder has a form for supporting the condenser lens assembly 130 to be movable (for example, a form in which a moving rail is formed), and moves the condenser lens assembly 130 automatically in accordance with a change in the conveying direction of the wafer 10. The driver may be connected. As shown in FIGS. 4 and 5, the condenser lens assembly 130 is positioned at right and left symmetry around the polygon mirror 120 according to the operation of the holder according to the change of the wafer transfer direction.

빔 스위칭 유닛은 레이저 빔의 광경로를 집광렌즈 조립체(130)의 변경된 수광 위치에 대응되게 스위칭하는 기능을 한다. 빔 스위칭 유닛은 플립 미러(151)와 복수의 유도 미러(152,153,154)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.The beam switching unit functions to switch the light path of the laser beam corresponding to the changed light receiving position of the condenser lens assembly 130. The beam switching unit may have a configuration including a flip mirror 151 and a plurality of induction mirrors 152, 153, and 154.

플립 미러(151)는 빔 발생기(110)와 폴리곤 미러(120)의 사이{빔 익스팬더(140)가 설치된 경우 빔 익스팬더(140)와 폴리곤 미러(120)의 사이}에 설치되며, 플립 동작에 의해 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔을 통과시키거나 반사시킨다. The flip mirror 151 is installed between the beam generator 110 and the polygon mirror 120 (between the beam expander 140 and the polygon mirror 120 when the beam expander 140 is installed), Pass or reflect the laser beam from the beam generator 110.

유도 미러(152,153,154)는 플립 미러(151)에서 반사된 레이저 빔을 반사시켜 레이저 빔의 방향을 반대 방향으로 유도한다. 본 실시예에 따르면, 플립 미러(151)의 상측에 제1미러(152), 그로부터 수평 방향으로 떨어진 위치에 제2미러(153), 그 하측에 제3미러(154)가 설치되어 있다.The induction mirrors 152, 153, and 154 reflect the laser beam reflected from the flip mirror 151 to guide the direction of the laser beam in the opposite direction. According to the present embodiment, the first mirror 152 is disposed above the flip mirror 151, the second mirror 153 is disposed at a position away from the horizontal direction, and a third mirror 154 is disposed below the mirror mirror 151.

도 4와 같이 플립 미러(151)가 레이저 빔을 통과시키는 경우 앞선 실시예와 동일한 과정에 의해 레이저 개질이 이루어진다.When the flip mirror 151 passes the laser beam as shown in FIG. 4, laser modification is performed by the same process as in the previous embodiment.

도 5와 같이 웨이퍼(10) 이송 방향이 변경되면, 플립 미러(151)가 플립 동작하여 레이저 빔을 반사시키고 레이저 빔이 복수의 유도 미러(152,153,154)에 순차적으로 반사되어 폴리곤 미러(120)의 반대 측으로 입사되게 된다. 이 때 집광렌즈 조립체(130)는 그 수광 위치가 도 4의 경우와 반대측으로 이동하게 되어 폴리곤 미러(120)에서 반사된 레이저 빔을 수광한다. 집광렌즈 조립체(130)의 자세 또한 반대 방향으로 경사지게 되어 레이저 빔의 경사 방향(또는, 집광 지점의 경사 이동 방향)이 도 4의 경우에 대해 반대 방향으로 형성되도록 한다.When the transfer direction of the wafer 10 is changed as shown in FIG. 5, the flip mirror 151 is flipped to reflect the laser beam, and the laser beam is sequentially reflected to the plurality of induction mirrors 152, 153, and 154 to be opposite to the polygon mirror 120. Incident to the side. At this time, the condenser lens assembly 130 is moved to the opposite side as in the case of Figure 4 receives the laser beam reflected from the polygon mirror (120). The attitude of the condenser lens assembly 130 is also inclined in the opposite direction so that the oblique direction of the laser beam (or the oblique movement direction of the condensing point) is formed in the opposite direction with respect to the case of FIG. 4.

이와 같은 웨이퍼의 이송 방향 변경 및 레이저 조사 방향의 스위칭 동작을 반복적으로 수행함에 따라 복수의 개질 영역을 특정 경로를 따라 순차적으로 형성시킬 수 있다. 도 6을 참조하면, 도 4의 D1 방향 웨이퍼 이송에 의해 A2 영역이 형성되고 도 5의 D2 방향 웨이퍼 이송에 의해 A1 영역과 A3 영역이 형성되게 된다. 이와 같은 방식에 따르면, 웨이퍼의 이송 거리를 최소화시켜 개질 시간을 단축시킬 수 있다.By repeatedly changing the transfer direction of the wafer and switching the laser irradiation direction, a plurality of modified regions may be sequentially formed along a specific path. Referring to FIG. 6, an A 2 region is formed by the D 1 direction wafer transfer of FIG. 4, and an A 1 region and an A 3 region are formed by the D 2 direction wafer transfer of FIG. 5. According to this method, the modification time can be shortened by minimizing the transfer distance of the wafer.

이상에서는 본 발명에 따른 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치 및 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.
In the above description, the laser reforming apparatus and the wafer dicing method for wafer dicing according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, Various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the idea.

Claims (9)

웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기;
상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 반사시키며, 회전 동작에 의해 상기 레이저 빔의 광 경로를 반복적으로 이동시키는 폴리곤 미러;
상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 이송 중인 웨이퍼에 집광시키며, 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 내부의 일정 두께 내에서 경사진 방향을 따라 이동하도록 하는 집광렌즈 조립체;
상기 집광렌즈 조립체를 지지하며, 상기 웨이퍼의 이송 방향 변경시 상기 집광렌즈 조립체의 자세 및 수광 위치를 조절할 수 있게 구성되는 홀더; 및
상기 레이저 빔의 광 경로를 상기 집광렌즈 조립체의 변경된 수광 위치에 대응되게 스위칭하는 빔 스위칭 유닛을 포함하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치.A beam generator for generating a laser beam for modifying the wafer;
A polygon mirror which reflects the laser beam from the beam generator and repeatedly moves the optical path of the laser beam by a rotation operation;
A condenser lens assembly for condensing the laser beam reflected from the polygon mirror onto a wafer being transported, and for condensing the converging point of the laser beam along an inclined direction within a predetermined thickness of the inside of the wafer;
A holder supporting the condenser lens assembly and configured to adjust a posture and a light receiving position of the condenser lens assembly when the conveying direction of the wafer is changed; And
And a beam switching unit for switching the light path of the laser beam to correspond to the changed light receiving position of the condenser lens assembly. 제1항에 있어서, 상기 집광렌즈 조립체는,
렌즈 하우징;
상기 렌즈 하우징의 내부에 설치되며, 상기 레이저 빔의 집광지점이 특정 평면을 따라 형성되도록 하는 f-theta 렌즈; 및
상기 f-theta 렌즈의 선단에 설치되며, 상기 레이저 빔의 입사각 변경 범위를 특정 범위 내로 감소시키는 입사각 조절 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치.The method of claim 1, wherein the light collecting lens assembly,
Lens housings;
An f-theta lens installed inside the lens housing and configured to form a light collecting point of the laser beam along a specific plane; And
And an incident angle adjusting lens installed at the front end of the f-theta lens and reducing the incident angle change range of the laser beam to a specific range. 제2항에 있어서,
상기 렌즈 하우징은 상기 레이저 빔이 상기 웨이퍼에 경사지게 입사되도록 상기 웨이퍼에 대해 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치.3. The method of claim 2,
And the lens housing is installed to be inclined with respect to the wafer such that the laser beam is inclined to the wafer. 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔의 집광 경로는 상기 웨이퍼 이송 방향의 반대 방향을 따라 하향 경사진 방향을 따르는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치.The method of claim 1,
And a condensing path of the laser beam is along a direction inclined downward along an opposite direction to the wafer transfer direction. 제1항에 있어서,
상기 빔 발생기와 폴리곤 미러의 사이에 설치되며, 상기 폴리곤 미러로 입사되는 레이저 빔의 사이즈를 확대시키는 빔 익스팬더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치.The method of claim 1,
And a beam expander disposed between the beam generator and the polygon mirror to enlarge the size of the laser beam incident to the polygon mirror. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 빔 스위칭 유닛은,
상기 빔 발생기와 폴리곤 미러의 사이에 설치되며, 플립 동작에 의해 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 통과시키거나 반사시키는 플립 미러; 및
상기 플립 미러에서 반사된 레이저 빔을 반사시켜 레이저 빔의 방향을 반대 방향으로 유도하는 복수의 유도 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱용 레이저 개질 장치.The method of claim 1, wherein the beam switching unit,
A flip mirror installed between the beam generator and the polygon mirror and configured to pass or reflect a laser beam emitted from the beam generator by a flip operation; And
And a plurality of induction mirrors for reflecting the laser beam reflected from the flip mirror to guide the direction of the laser beam in the opposite direction. 이송 중인 웨이퍼에 레이저 빔을 조사하여 상기 웨이퍼의 내부에 다이싱 방향을 따라 개질 영역을 형성하는 단계; 및
상기 웨이퍼가 개질 부위를 기준으로 절단되도록 웨이퍼에 인장력을 가하는 단계를 포함하고,
상기 레이저 빔의 조사는 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 내부의 일정 두께 내에서 경사진 방향을 따라 반복적으로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.Irradiating a laser beam onto the wafer being transferred to form a reformed region in the wafer along the dicing direction; And
Applying a tensile force to the wafer such that the wafer is cut relative to a modified site,
Irradiation of the laser beam is a wafer dicing method characterized in that the focusing point of the laser beam is repeatedly moved along the inclined direction within a predetermined thickness inside the wafer. 제8항에 있어서,
상기 웨이퍼의 이송 방향을 반대 방향으로 변경시키고, 상기 집광 지점의 경사 이동 방향을 반대 방향으로 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.
9. The method of claim 8,
Changing the conveying direction of the wafer in the opposite direction, and changing the inclined movement direction of the condensing point in the opposite direction.
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