KR101485451B1 - 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법 - Google Patents

레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101485451B1
KR101485451B1 KR1020107013418A KR20107013418A KR101485451B1 KR 101485451 B1 KR101485451 B1 KR 101485451B1 KR 1020107013418 A KR1020107013418 A KR 1020107013418A KR 20107013418 A KR20107013418 A KR 20107013418A KR 101485451 B1 KR101485451 B1 KR 101485451B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
laser
laser light
light
unit
Prior art date
Application number
KR1020107013418A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100102120A (ko
Inventor
로스케 이토
Original Assignee
가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔 filed Critical 가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔
Publication of KR20100102120A publication Critical patent/KR20100102120A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101485451B1 publication Critical patent/KR101485451B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B23K26/0861—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane in at least in three axial directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0408—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work for planar work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

웨이퍼 표면의 단차에 의한 영향을 받지 않고 고정밀도인 다이싱을 하고, 또한, 애블래이션 기인의 파티클 발생을 방지하는 것을 가능하게 한다. 레이저광을 웨이퍼(W)에 조사함으로써 개질층을 웨이퍼(W)에 형성하는 레이저 다이싱 장치(10)는 레이저광을 집광하는 콘덴스 렌즈(26)와, 레이저 발진장치(21)에 의해 조사된 레이저광에 근거해 웨이퍼(W) 표면의 요철형상을 측정하는 비점수차식 광학측정부 (29)와, 콘덴스 렌즈(26)를 이동시켜 레이저광의 집광점의 위치를 조절하는 액츄에이터(27)와, 액츄에이터(27)를 제어하는 제어부(50)을 구비한다. 제어부(50)는 레이저광의 위치에 따라 비점수차식 광학측정부(29)에 의해 측정된 요철형상에 근거한 제어와, 콘덴스 렌즈(26)의 위치를 일정하게 유지하는 제어와를 절환한다.

Description

레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법{LASER DICING APPARATUS AND DICING METHOD}
본 발명은 반도체장치나 전자부품 등의 웨이퍼를 각각의 칩으로 분할하는 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법에 관한 것이다.
다이싱 공정에 있어서의 칩핑(chipping)의 문제를 해결하는 수단으로서 종래의 다이싱 블레이드에 의한 절단에 대신하여 웨이퍼의 내부에 집광점(集光点)을 맞춘 레이저광을 입사하여 웨이퍼 내부에 다광자흡수(多光子吸收)에 의한 개질영역(改質領域)을 형성해서 각각의 칩으로 분할하는 레이저 다이싱 장치에 관한 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재되어 있는 것과 같은 레이저 다이싱 장치에서는 웨이퍼의 내부에 형성하는 개질영역(改質領域)을 웨이퍼 표면에서 일정한 깊이로 형성하기 위해 웨이퍼 표면의 위치(높이)를 검출하여 레이저광의 집광점(集光点)을 고정밀도로 제어할 필요가 있다.
이 때문에 종래의 레이저 다이싱 장치에서는 오토 포커스(autofocus) 기구에 의해 레이저광의 집광점 위치가 제어된다. 구체적으로는 도 7에 나타낸 바와 같이 레이저 발진장치(21)에서 웨이퍼로 향하여 레이저광(L1)이 조사된다. 조사된 레이저광(L1) 중 일부는 웨이퍼 내부로 입사하여 어떤 위치(집광점)에 집광해 개질영역(P)를 형성한다.
이 레이저 조사에 의해 형성된 개질 영역(P)은 웨이퍼를 칩으로 개별 조각화하기 위한 계기가 된다. 한편, 웨이퍼 표면에서 반사한 레이저광(L2)은 하프 미러(22; half mirror)를 통해 광학식 측정부(29)에 받아들인다. 광학식 측정부(29)는 수광한 레이저광(L2)에 근거해 웨이퍼 표면의 요철형상을 검출한다. 그리고 광학식 측정부(29)에 의해 검출된 요철형상에 근거해 제어부(50)가 레이저 발진 장치(21; 정확하게는 레이저 발진장치(21)에서 발진된 레이저광을 집광하는 콘덴스 렌즈의 위치)를 제어하여 레이저광의 집광점의 웨이퍼 두께 방향의 위치가 레이저광의 주사에 대하여 실시간으로 조절된다. 이러한 오토 포커스(autofocus) 기구를 이용하는 것으로 웨이퍼 표면의 요철형상에 추종한 고정밀도인 다이싱을 할 수 있다.
특허문헌 1 : 특허공개 2005-175147호 공보
그렇지만, 상술한 오토 포커스 기구를 웨이퍼 전면에 걸쳐 적용하면 다음과 같은 문제가 발생한다.
일반적으로 웨이퍼는 평활한 표면으로 구성되지만, 수 마이크로미터 정도의 단차가 존재할 경우도 있을 수 있다. 이러한 수 마이크로미터의 단차의 주변에 대해서 오토 포커스 기구를 적용하면, 단차부분에서는 충분한 정밀도로 집광점 위치의 조절을 할 수 있지 않고, 결과로서 다이싱의 정밀도 저하나 애블래이션(ablati on)에 의한 파티클(particles)의 발생을 초대하게 된다. 이 문제에 대해서 도 7을 이용해서 구체적으로 설명한다.
다이싱의 정밀도 저하나 파티클(particles)의 발생 원인이 될 수 있는 전형적인 웨이퍼 표면의 단차로서 웨이퍼 외주부에 마련되어진 보호막(60)이 형성하는 단차(62; 도 7참조.)를 들 수 있다. 웨이퍼 외주부의 보호막(60)은 웨이퍼의 중앙부와 비교해서 높아져 있어 수 마이크로미터의 단차(62)가 존재한다. 이러한 수 마이크로미터의 단차(62)의 주변에 대해서 오토 포커스 기구를 적용하면, 단차(62)의 급격한 표면 변위에 제어부(50)에 의한 제어가 충분히 추종할 수 없어 오버슈트(overshoot) 하고 만다. 그 결과 도 7에 나타낸 바와 같이 레이저광의 집광점은 상하로 크게 변동해 버려 고정밀도인 다이싱을 할 수 없다. 이 오버슈트(overshoo t)의 문제는 보호막(60)이 형성되지 않은 웨이퍼 중앙부(반도체 디바이스가 형성된 영역)에 있어서의 다이싱 정밀도에 영향을 미치기 때문에 칩 불량의 원인이 된다. 게다가 집광점 변동에 의해 웨이퍼 표면에 레이저광이 집광해버리면, 애블래이션(ablation) 기인(起因)의 파티클(particles)이 발생해 칩 불량을 야기한다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 표면에 단차가 존재하는 웨이퍼를 다이싱 할 경우에도 단차의 영향을 받을 일 없이 고정밀도인 다이싱을 할 수 있고, 애블래이션(ablation) 기인의 파티클(particles) 발생을 방지하는 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 1태양에 의하면, 웨이퍼에 레이저광을 조사함으로써 상기 웨이퍼에 개질영역을 형성하는 레이저 다이싱 장치는 상기 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부와, 상기 레이저광 조사부에서 조사되는 상기 레이저광을 집광하는 집광부와, 상기 레이저광 조사부에 의해 조사되는 레이저광에 근거해 상기 웨이퍼 표면의 요철형상 정보를 취득하는 표면정보 취득부와, 상기 집광부를 웨이퍼 두께 방향으로 이동시켜 상기 레이저광의 집광점의 위치를 조절하는 집광점 위치 조절부와, 상기 표면정보 취득부에 의해 취득되는 상기 요철형상 정보에 근거해 상기 집광점 위치 조절부를 제어하는 제1의 제어부와, 상기 집광부의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 일정하게 유지하도록 상기 집광점 위치 조절부를 제어하는 제2의 제어부와, 상기 웨이퍼에 대하여 상기 레이저광을 상대 이동시키는 레이저광 이동부와, 상기 레이저광 이동부에 의해 이동하는 상기 레이저광의 웨이퍼 상의 위치에 따라 상기 제1의 제어부와 상기 제2의 제어부의 어느 것인가를 선택하는 제어부 선택부를 구비한다.
본 태양에 관한 레이저 다이싱 장치는 웨이퍼 상의 레이저광의 위치에 따라 집광점위치 조절부를 제어하는 제어부를 제1의 제어부와 제2의 제어부의 사이에서 전환한다. 따라서 급격한 단차가 없는 웨이퍼 상의 영역의 범위 내에서 레이저광이 주사되고 있는 경우는 표면검출부에 의해 실시간으로 검출된 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거한 정밀한 집광점 위치의 조절을 하는 동시에, 급격한 단차가 존재할 가능성이 높은 웨이퍼 상의 영역에서는 집광부의 위치를 고정한 채 레이저광을 주사함으로써 단차의 영향에 의한 오버슈트(overshoot)를 방지할 수 있다. 결과로서 다이싱 정밀도의 저하 및 애블래이션(ablation) 기인의 파티클(particles) 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 레이저 다이싱 장치는 상기 제어부 선택부에 의해 상기 제2의 제어부가 선택되는 영역을 설정하는 영역설정부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 급격한 단차가 포함될 가능성이 높은 영역을 영역설정부에서 레이저가공(다이싱) 전에 설정함으로써 해당 영역에 대해서는 집광부의 위치를 고정한 채 레이저광을 주사하고, 한편으로 그 이외의 영역에 대해서는 표면검출부에 의해 검출된 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거해 정밀하게 집광점 위치를 조절할 수 있다. 그에 따라 표면에 단차가 존재하는 웨이퍼를 다이싱 할 경우에 있어서도 단차의 영향을 받지 않고, 웨이퍼 전면에 걸쳐 애블래이션(ablation) 기인의 파티클(particles)을 발생시키는 일 없이 고정밀도로 다이싱을 할 수 있다.
영역설정부가 설정하는 상기 영역은 웨이퍼의 주단부(周端部)와 상기 웨이퍼의 주단부(周端部)로부터 소정의 거리만큼 안쪽으로 들어간 대략 동심원에 의해 둘러싸여지는 영역인 것이 바람직하다.
이 경우 일반적인 웨이퍼에 마련되어져 있는 웨이퍼 외주부의 보호막에 의한 단차의 영향을 받지 않고, 웨이퍼 전면에 걸쳐 애블래이션(ablation) 기인의 파티클(particles)을 발생시키는 일 없이 고정밀도로 다이싱을 할 수 있다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 가일층 1태양에 의하면, 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부와, 상기 레이저광을 웨이퍼의 내부에 집광시키는 집광부와, 상기 레이저광을 상기 웨이퍼에 대하여 이동시키는 레이저광 이동부를 구비하는 레이저 다이싱 장치를 이용한 웨이퍼의 다이싱 방법은 상기 레이저광 조사부에 의해 조사되는 레이저광에 근거해 상기 웨이퍼 표면의 요철형상 정보를 취득하는 표면정보 취득공정과, 상기 레이저광 이동부에 의해 이동하는 상기 레이저광의 웨이퍼 상의 위치에 따라 상기 표면정보 취득공정에서 취득되는 상기 요철형상 정보에 근거해 상기 레이저광의 집광점의 위치를 조절하는 제1의 조절방식과, 상기 집광부의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 일정하게 유지하는 제2의 조절방식의 어느쪽인가의 방식을 선택하는 조절방식 선택공정과, 상기 조절방식 선택공정에서 선택된 방식에 근거해 상기 레이저광의 집광점의 위치를 조절하는 집광점위치 조절공정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 표면에 단차가 존재하는 웨이퍼를 다이싱 할 경우에 잇어서도 단차의 영향을 받지 않고, 애블래이션(ablation) 기인의 파티클(particles)을 발생시키는 일 없이 고정밀도인 다이싱을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 하나인 레이저 다이싱 장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 실시 형태에 관한 레이저 다이싱 장치에 반입되는 웨이퍼의 모양을 나타낸 사시도,
도 3a는 웨이퍼 내부에 형성된 개질층을 나타낸 개념도(그의 1),
도 3b는 웨이퍼 내부에 형성된 개질층을 나타낸 개념도(그의 2),
도 4a는 웨이퍼 표면-콘덴스 렌즈(condensing lens) 사이 거리와 4분할 포토다이오드(photodiode)로 수광된 레이저광의 단면형상의 관계를 나타낸 개념도(그의 1),
도 4b는 웨이퍼 표면-콘덴스 렌즈(condensing lens) 사이 거리와 4분할 포토다이오드(photodiode)로 수광된 레이저광의 단면형상의 관계를 나타낸 개념도(그의 2),
도 4c는 웨이퍼 표면-콘덴스 렌즈(condensing lens) 사이 거리와 4분할 포토다이오드(photodiode)로 수광된 레이저광의 단면형상의 관계를 나타낸 개념도(그의 3),
도 5는 본 실시 형태에 관한 레이저 다이싱 장치를 이용하여 웨이퍼 내부에 개질영역을 형성하는 모양을 나타낸 모식도,
도 6은 본 실시 형태의 변형 예에 관한 레이저 다이싱 장치를 이용하여 웨이퍼 내부에 개질영역을 형성하는 모양을 나타낸 모식도,
도 7은 종래의 레이저 다이싱 장치를 이용하여 웨이퍼 내부에 개질영역을 형성하는 모양을 나타낸 모식도이다.
이하 첨부 도면에 따라 본 발명에 관한 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법의 바람직한 실시의 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일부재에는 동일한 번호 또는 기호를 부여하고 있다.
[레이저 다이싱 장치의 개략 구성]
본 발명의 실시 형태의 하나인 레이저 다이싱 장치의 개략 구성에 대해서 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 레이저 다이싱 장치의 개략 구성도이다. 도 2는 도1에 나타낸 다이싱 장치(10)로 반입되는 웨이퍼의 모양을 나타낸 개략도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이 다이싱 장치(10)로 반입되는 웨이퍼(W)는 한 방향의 면에 점착재(粘着材)를 갖는 다이싱 시트(S)에 부착되어 이 다이싱 시토(S)를 통해서 프레임(F)과 일체화되어 있다.
레이저 다이싱 장치(10)는 도 1에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 이동부(11), 레이저 광학부(20), 관찰 광학부(30), 제어부(50) 등으로 구성된다.
웨이퍼 이동부(11)는 레이저 다이싱 장치(10)의 본체 베이스(16)에 설치된 XYZθ 테이블(12), 웨이퍼를 흡착 보유하는 흡착 스테이지(14) 등에 의해 구성된다. 흡착 스테이지(14)는 XYZθ 테이블(12)에 재치되어 있어 다이싱 시트(S)를 통해 프레임(F)에 장착된 웨이퍼(W)를 흡착 보유한다. 이러한 구성을 갖는 웨이퍼 이동부 (11)에 의해 도 1의 XYZθ 방향으로 웨이퍼(W)를 고정밀도로 이동시킨다. 또한, 본 실시 형태에서는 XYZθ 테이블(12)을 후술의 레이저 발진장치(21)에 대하여 이동시킴으로써 웨이퍼 상에 레이저광을 주사한다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 「레이저광 이동부」의 1태양으로서 XYZθ 테이블(12)을 레이저 발진장치(21)에 대하여 이동시키고 있다. 그 외에도 레이저광 이동부로서는 레이저 발진장치(21)를 이동시키는 태양이여도 좋고, XYZθ 테이블(12)과 레이저 발진장치(21)의 양자를 이동시키는 태양이여도 좋다.
레이저광학부(20)는 레이저광을 발진하는 레이저 발진장치(21;「레이저광 조사부」에 상당), 발진된 레이저광을 평행광으로 가지런히 하는 콜리메이트 렌즈( 24; collimating lens), 레이저광을 집광하는 콘덴스 렌즈(26;「집광부」에 상당), 콘덴스 렌즈(26)를 광축상에서 미소 이동시키는 액츄에이터(27;「집광점위치 조절부」에 상당), 웨이퍼 표면에서 반사된 레이저광을 후술하는 비점수차식(非点收差式) 광학측정부(29;「표면검출부」에 상당)로 취출하는 하프 미러(22; half m irror), 하프 미러(22; half mirror)에 의해 취출된 레이저광을 집광하는 원주 렌즈(28) 등으로 구성된다.
레이저광학부(20)에서는 레이저 발진장치(21)에서 발진된 레이저광은 콜리메이트 렌즈(24; collimating lens), 하프 미러(22; half mirror), 콘덴스 렌즈(26) 등의 광학계를 경유해 웨이퍼(W)의 내부에 집광된다. 집광점의 Z방향 위치는 액츄에이터(27)에 의해 콘덴스 렌즈(26)를 Z방향으로 미소 이동시킴으로써 조절된다.
본 실시 형태에서는 액츄에이터(27)로서 압전소자를 사용하고 있다. 이 압전소자는 중공(中空)의 원통 형상이며, 상단이 레이저광학부(20)의 본체에 고정되어 있고, 하단이 콘덴스 렌즈(26)를 보유하는 렌즈 프레임과 접합되어 있다. 전압이 인가되면, 압전소자는 신축하고, 압전소자의 신축에 따라 콘덴스 렌즈(26)가 광축방향으로 미소 이동한다.
여기서 레이저 발진장치(21)에서 발진된 레이저광이 웨이퍼 내부에 형성하는 개질영역에 대해서 설명한다. 레이저 발진장치(21)에서 발진된 레이저광으로서는 예를 들면, 펄스폭이 1μs 이하인 레이저광이며, 집광점에 있어서의 피크 파워(peak power) 밀도가 1×108(W/cm2) 이상으로 되는 것을 이용할 수 있다. 도 3a 및 3b는 웨이퍼 내부의 집광점 근방에 형성되는 개질영역을 설명하는 개념도 이다. 도 3a는 웨이퍼(W)의 내부에 입사된 가공용 레이저광(L1)이 집광점에 개질영역(P)를 형성한 상태를 나타내고, 도 3b는 펄스상의 가공용 레이저광(L1)을 웨이퍼(W)의 표면에 평행하게 주사하여 내부에 복수의 불연속인 개질영역(P)이 늘어서서 형성된 상태를 모식적으로 나타내고 있다. 도 3a에 나타낸 바와 같이 레이저광학부(20)에서의 레이저광(L1)의 일부가 웨이퍼(W)로 입사하여 집광점 근방에 에너지가 집중하고, 다광자흡수(多光子吸收)에 의한 크랙영역, 용융영역, 굴절율 변화영역 등의 개질영역(P)이 형성된다. 레이저광(L1)은 공기 중에서 웨이퍼에 입사할 때에 굴절하기 때문에 개질영역(P)이 형성되는 깊이(집광점의 웨이퍼 두께 방향의 위치)는 공기와 웨이퍼의 굴절율차에 의존한다. 도 3b에 나타낸 바와 같이 펄스상의 가공용 레이저광(L1)을 웨이퍼에 조사하여 복수의 개질영역(P)를 다이싱 스트리트(dicing street)에 따라 형성함으로써 웨이퍼(W)는 분자 사이 힘의 균형이 깨어져 자연스럽게 나누어 잘리거나 혹은 얼마 안되는 외력을 가함으로써 나누어 잘리게 된다.
관찰광학부(30)는 관찰용 광원(31), 콜리메이트 렌즈(32), 하프 미러(33), 콘덴스 렌즈(34, 37), 관찰장치로서의 CCD 카메라(35), 화상처리장치(38), 텔레비전 모니터(36) 등을 구비한다.
관찰광학부(30)에서는 관찰용 광원(31)에서 발광한 조명광이 콜리메이트 렌즈(32), 하프 미러(33), 콘덴스 렌즈(37) 등의 광학계를 경유해 웨이퍼(W)의 표면에 도달한다. 웨이퍼(W)의 표면에서의 반사광은 콘덴스 렌즈(37), 하프 미러(33), 콘덴스 렌즈(34)를 경유해 관찰장치로서의 CCD 카메라(35)에 입사하여 웨이퍼(W)의 표면화상이 촬상된다.
이 촬상 데이터는 화상처리장치(38)에서 화상 처리되어 제어부(50)에 입력된다. 이 촬상 데이터에 근거해 제어부(50)의 제어하에 XYZθ 테이블(12)이 이동하여 웨이퍼(W)의 얼라인먼트가 행하여 진다. 또한 촬상 데이터는 제어부(50)를 경유해 텔레비전 모니터(36)에 영상이 비추어 진다.
제어부(50)는 CPU, 메모리, 입출력회로부 등으로 이루어져 웨이퍼 이동부 (11), 레이저 광학부(20), 관찰광학부(30) 등의 레이저 다이싱 장치(10)의 각부를 제어한다. 예를 들면, 제어부(50)는 레이저광의 웨이퍼 두께 방향에 있어서의 집광점 위치를 조절하기 위해 액츄에이터(27)를 제어한다. 즉, 제어부(50)는 비점수차식(非点收差式) 광학측정부(29)에 의해 검출된 웨이퍼의 요철형상에 근거해 액츄에이터(27)를 제어하는「제1의 제어부」나, 콘덴스 렌즈(26)의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 흡착 스테이지(14)에 대하여 일정하게 유지하도록 액츄에이터(27)를 제어하는「제2의 제어부」로서 기능 한다. 또한, 제어부(50)는 액츄에이터(27)를 제어하는 제어부를 제1의 제어부와 제2의 제어부의 어느 것인가를 선택하는「제어부 선택부」로서 기능 한다. 제어부(50)의 상세에 대해서는 후술한다.
레이저 다이싱 장치(10)는 제2의 제어부가 액츄에이터(27)을 제어하는 웨이퍼 상의 영역을 설정하는 영역설정부(40)를 구비하는 동시에 제어부 선택부로서 기능하는 제어부(50)가 영역설정부(40)에 의해 설정된 웨이퍼 상의 영역의 범위내에서 레이저광이 주사될 경우에 제2의 제어부를 선택하여 액츄에이터(27)를 제어하는 것이 바람직하다.
영역설정부(40)로서는 예를 들면, 레이저 다이싱 장치를 사용하는 사용자가 급격한 단차가 포함될 가능성이 높은 영역을 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 들 수 있다.
이와 같이 영역설정부(40)를 설치함으로써 급격한 단차가 포함될 가능성이 높은 영역을 레이저 가공(다이싱) 전에 미리 설정할 수 있다. 그리고, 영역설정부 (40)에 의해 설정된 영역에 대해서는 제2의 제어부를 이용하여 콘덴스 렌즈(26)의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 흡착 스테이지(14)에 대하여 일정하게 유지하는 동시에 그 이외의 영역에서는 제1의 제어부를 이용하여 비점수차식 광학측정부(29)에 의해 검출된 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거한 정밀한 집광점 위치조절을 할 수 있다. 결과로서 표면에 단차가 존재하는 웨이퍼를 다이싱 할 경우에 있어서도 단차의 영향을 받지 않고 웨이퍼 전면에 걸쳐 애블래이션 기인의 파티클을 발생시키는 일 없이 고정밀도로 다이싱을 할 수 있다.
영역설정부(40)가 설정하는 웨이퍼 상의 영역은 웨이퍼 상의 일부의 영역 이여도 좋고, 웨이퍼 전면 이여도 좋다. 예컨대 사용하는 웨이퍼의 요철을 무시할 수 있을 정도로 작고, 오토 포커스 기능을 사용할 필요가 없을 경우에는 제2의 제어부를 이용한 집광점 위치조절이 행하여지는 웨이퍼 상의 영역으로서, 웨이퍼 전면을 설정하는 것이 바람직하다. 제2의 제어부를 이용한 집광점 위치조절이 행하여지는 웨이퍼 상의 영역으로서, 웨이퍼 전면을 설정한 경우에는 웨이퍼 전면에 걸쳐 제2의 제어부를 이용해 집광점 위치가 조절된다. 따라서 제1의 제어부를 이용해 집광점 위치를 조절하기 위해서 필요하게 되는 실시간 요철검출(비점수차식 광학측정부 (29)를 이용한 웨이퍼 표면의 요철검출)을 생략할 수 있어 다이싱에 필요로 하는 시간을 대폭 단축할 수 있다.
또한, 영역설정부(40)가 설정하는 웨이퍼 상의 영역은 웨이퍼의 주단부(周端部)와 상기 웨이퍼의 주단부(周端部)에서 소정의 거리만큼 안쪽에 들어간 대략 동심원에 의해 둘러싸여지는 영역인 것이 바람직하다.
이 태양에 의하면, 일반적인 웨이퍼에 설치되어 있는 웨이퍼 외주부의 보호 막(60)에 의한 단차(62)의 영향을 받지 않고 웨이퍼 전면에 걸쳐 애블래이션 기인의 파티클을 발생시키는 일 없이 고정밀도로 다이싱을 할 수 있다. 또한, 영역을 설정하기 위해서 필요한 파라미터가 하나(웨이퍼의 주단부(周端部)에서의 거리만)이며, 영역설정부(40)를 이용한 영역설정으로 간소화할 수 있다.
다이싱 장치(10)는 그 외에 도시하지 않은 웨이퍼 카세트 엘리베이터, 웨이퍼 반송부, 조작판 및 표시등 등을 구비한다.
웨이퍼 카세트 엘리베이터는 웨이퍼가 격납된 카세트를 상하 이동시켜 반송 위치에 위치 결정한다. 반송부는 카세트와 흡착 스테이지(14)의 사이에서 웨이퍼를 반송한다.
조작판에는 다이싱 장치(10)의 각부를 조작하는 스위치류나 표시장치가 설치되어 있다. 표시등은 다이싱 장치(10)의 가공중, 가공종료, 비상정지 등의 가동 상황을 표시한다.
[제1의 제어부와 제2의 제어부]
다음에, 제어부(50)에 포함되는 제1의 제어부와 제2의 제어부에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에서 제어부(50)는 비점수차식 광학측정부(29)에 의해 검출된 웨이퍼의 요철형상에 근거해 액츄에이터(27)를 제어하는 제1의 제어부와, 콘덴스 렌즈(26)의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 일정하게 유지하도록 액츄에이터(27)를 제어하는 제2의 제어부를 포함한다.
우선, 제1의 제어부에 의한 액츄에이터(27)의 제어에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 표면에 조사된 레이저광 중 일부는 웨이퍼(W)의 표면에서 반사하여 콘덴스 렌즈(26)과 하프 미러(22)을 거쳐 원주 렌즈( 28)을 통과해 비점수차식 광학측정부(29)의 4분할 포토다이오드(29A; 도 4a부터 4c에 도시)에 수광된다.
4분할 포토다이오드(29A)가 출력한 신호는 제어부(50)에서 처리되어 웨이퍼(W) 표면의 두께 방향위치(웨이퍼 표면의 요철형상)이 구해진다. 구해진 웨이퍼(W) 표면의 두께 방향위치 데이터에 근거해 액츄에이터(27)는 레이저광의 집광점의 위치를 조절한다.
도 4a부터 4c는 비점수차식 광학측정부(29)의 측정 원리를 설명하기 위한 개념도 이다. 도 4a부터 4c에는 웨이퍼 표면에서 반사된 레이저광이 콘덴스 렌즈(26), 원주 렌즈(28)를 통과해 비점수차식 광학측정부(29)의 4분할 포토다이오드 (29A)에 도달할 때까지의 모양을 나타내고 있다. 도 4a부터 4c에서는 설명의 간소화를 위해 도 1에 나타낸 하프 미러(22)를 생략하고 있다.
도 4a에는 4분할 포토다이오드(29A)에 도달한 레이저광의 단면형상이 진원(眞円)으로 될 경우의 모양이 나타내져 있다. 도 4b는 웨이퍼 표면과 콘덴스 렌즈 (26)의 거리가 도 4a의 경우와 비교해 멀어졌을 경우를 나타낸다. 도 4b로부터 알 수 있는 바와 같이 4분할 포토다이오드(29A)에 수광되는 레이저광의 단면형상은 세로방향으로 잡아 늘려진 타원이다. 한편, 도 4b는 웨이퍼 표면과 콘덴스 렌즈(26)의 거리가 도 4a의 경우와 비교해 가까이 되었을 경우를 나타낸다. 도 4c로부터 알 수 있는 바와 같이 4분할 포토다이오드(29A)에 수광되는 레이저광의 단면형상은 가로방향에 잡아 늘려진 타원이다. 이와 같이 4분할 포토다이오드(29A)에 수광되는 레이저광의 단면형상은 웨이퍼 표면과 콘덴스 렌즈(26)와의 거리에 의해 다르다. 본 실시 형태에서는 이 성질을 이용해서 웨이퍼 표면의 요철형상을 검출한다. 즉, 수광된 레이저광을 4분할 포토다이오드(29A)로 광전 변환하여 연산함으로써 웨이퍼 표면위치를 검출한다. 이상이 본 실시 형태에서 채용하는 비점수차법을 이용한 웨이퍼 표면의 요철형상의 검출방법이다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 웨이퍼 표면의 요철형상을 검출하는「표면검출부」의 1태양으로서, 비점수차법을 이용하고 있지만, 나이프 에지법 등의 다른 공지의 검출 방법을 이용하는 구성 이여도 좋다.
이상과 같이 하여 검출된 웨이퍼 표면의 요철형상은 비점수차식 광학측정부 (29)로부터 제어부(50)에 보내진다. 제어부(50)의 제1의 제어부는 비점수차식 광학측정부(29)에서 검출된 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거해 액츄에이터(27)를 제어하여 콘덴스 렌즈(26)와 웨이퍼 표면과의 거리를 변화시켜 집광점의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 조절한다. 이렇게 하여 제1의 제어부가 액츄에이터(27)를 제어할 경우는 레이저 가공중에 실시간으로 검출한 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거해 집광점의 위치를 조절함으로써 웨이퍼 표면의 미소한 요철형상에 추종해서 고정밀도인 다이 싱을 할 수 있다.
한편, 제어부(50)의 제2의 제어부는 콘덴스 렌즈(26)의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 흡착 스테이지(14)에 대하여 일정하게 유지하도록 액츄에이터(27)를 제어한다.
[제어부 선택부]
다음에 제어부 선택부로서의 제어부(50)에 대하여 설명한다.
제어부(50)는 XYZθ 테이블(12)의 XYZθ 방향의 이동량에 근거해 제1의 제어부와 제2의 제어부 중 어느 것이 액츄에이터(27)를 제어할지를 결정한다.
예를 들면, 영역설정부(40)에 의해 제2의 제어부가 액츄에이터(27)를 제어하는 영역이 설정되고 있을 경우에는 이 영역의 범위 내에서 레이저광이 주사되고 있으면, 제2의 제어부가 액츄에이터(27)을 제어하여 콘덴스 렌즈(26)의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 일정하게 유지한다. 한편, 그 이외의 영역에서 레이저광이 주사되고 있으면, 제1의 제어부가 액츄에이터(27)를 제어한다.
[레이저 다이싱 장치의 작용]
다음에, 본 실시 형태의 레이저 다이싱 장치(10)를 이용한 웨이퍼(W)의 다이싱에 대하여 설명한다.
웨이퍼(W)가 다이싱될 때는 도 2에 나타낸 바와 같이 한쪽의 면에 점착제(粘着劑)를 갖는 다이싱 테이프(S)를 통해 링 상의 다이싱용 프레임(F)에 장착되어 다이싱 공정 중은 이 상태로 반송된다. 이렇게 웨이퍼(W)의 이면에는 다이싱 테이프(S)가 붙여져 있으므로 각각의 칩으로 분할되어도 1개 1개 뿔뿔이 흩어지는 일이 없다.
웨이퍼(W)는 이 상태로 흡착 스테이지(14)에 흡착 보유되어 있다. 최초에 CCD 카메라(35)로 웨이퍼 표면에 형성된 회로패턴이 촬상되어 화상 처리장치(38)에서 화상 처리되어 제어부(50)의 제어하에 XYZθ 테이블(12)이 이동하여 XY 방향 및 θ 방향의 얼라인먼트가 행해진다.
얼라인먼트가 종료하면, XYZθ 테이블(12)이 XY 방향으로 이동하여 웨이퍼(W)의 다이싱 스트리트에 따라 레이저 발진장치(21)로부터 가공용 레이저광이 입사된다. 그와 동시에 웨이퍼 표면에서 반사된 표면검출용 레이저광이 하프 미러( 22)로 방향을 바꿀 수 있어서 비점수차식 광학측정부(29)에 입사하여 웨이퍼 표면의 요철형상이 비점수차식 광학측정부(29)에 의해 검출된다.
제어부(50)는 XYZθ 테이블(12)의 이동량에 근거해 산출한 웨이퍼 상의 레이저광의 위치에 근거하여 액츄에이터(27)를 제어하는 제어부로서, 제1의 제어부와 제2의 제어부의 어느 것을 선택할지 결정한다. 즉, 제어부(50)는 비점수차식 광학측정부(29)에 의해 검출된 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거해 집광점의 위치를 조절하는 제1의 조절방식과, 콘덴스 렌즈(26)의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 일정하게 유지하는 제2의 조절방식의 사이에서 집광점 위치의 조절 방식을 절환한다.
제어부(50)가 선택한 제어부(제1의 제어부 또는 제2의 제어부)가 액츄에이터(27)를 제어하여 콘덴스 렌즈(26)의 위치를 조절함으로써 결과로서 레이저광의 집광점의 위치가 조절된다.
도 5는 레이저광의 주사에 의해 형성된 개질영역(P)의 모양을 나타낸 개념도 이다. 도 5에서는 설명의 간략화를 위해 레이저광학부(20) 중 레이저 발진장치(21) 및 하프 미러(22) 만을 나타내고 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이 레이저광이 도면의 왼쪽에서 오른쪽을 향해서 주사될 때에 웨이퍼 내부에 개질영역(P)이 형성된다. 웨이퍼(W)의 M2로 나타낸 영역 내에서 레이저광이 주사되고 있을 경우는 제어부( 50)에 포함되는 제2의 제어부를 이용해 집광렌즈(26)의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 흡착 스테이지(14)에 대하여 일정하게 유지한다. 한편, 웨이퍼(W)의 M1로 나타낸 영역 내에서 레이저광이 주사되고 있을 경우는 제어부(50)에 포함되는 제1의 제어부를 이용해 비점수차식 광학측정부(29)로 검출한 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거해 집광점의 위치가 제어된다.
도 5에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태에 관한 레이저 다이싱 장치를 이용함으로써 도 7에 나타낸 오버슈트는 발생하지 않아 다이싱 정밀도의 저하 및 애블래이션 기인의 파티클 발생을 방지할 수 있다. 또한 도 5에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 주변의 보호막(60)이 형성되어 있는 영역에서 웨이퍼의 두께에 따라서 개질영역(P)의 형성되는 깊이가 변동하지만, 칩 불량의 원인은 되지 않는다. 단차(62) 부근의 웨이퍼 중앙부에 비해 높아진 영역에서는 보호막(60) 및 웨이퍼(W)와 공기의 굴절율 차에 의해 개질영역(P)이 형성되는 깊이는 웨이퍼(W)의 표면에서 보다 깊은 위치(도 5에 있어서의 아래쪽)로 되기 때문에 레이저광의 집광점이 보호막(60)의 표면에 맞기 어려워져 애블래이션이 발생하기 어려워지기 때문이다. 또한, 도 7에 나타낸 오버슈트는 보호막(60)이 형성되어 있지 않은 웨이퍼 중앙부(웨이퍼의 반도체 디바이스가 형성된 영역)에 까지 영향을 끼치는 것에 대해 본 변형 예의 레이저 다이싱 장치를 이용한 경우의 개질영역(P)의 깊이 변동은 도 5에 나타낸 바와 같이 보호막(60)이 형성되어 있는 영역(반도체 디바이스가 형성되어 있지 않은 영역)으로 한정된다. 따라서, 도 5에 나타낸 바와 같은 개질영역(P)의 깊이 변동은 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼 중앙부에 있어서의 다이싱 정밀도에 거의 영향을 주지 않기 때문에 칩 불량의 원인으로 되는 일은 없다.
이상과 같이 하여 웨이퍼(W) 하나의 모든 방향의 다이싱 스트리트에 대하여 개질영역 형성가공이 행하여지면, XYZθ 테이블(12)이 90°회전하여 직교하는 모든 스트리트에 대하여 개질영역 형성가공이 행하여진다.
또한, 본 실시 형태에서는 레이저 다이싱을 웨이퍼(W)의 표면측에서 가공용 레이저광을 입사시키고 있지만, 이것에 한하지 않고, 웨이퍼의 이면측에서 가공용 레이저광을 입사시켜도 좋다. 이 경우 가공용 레이저광은 다이싱 테이프(S)를 투과하여 웨이퍼(W)에 입사하거나, 혹은 웨이퍼(W)가 표면측을 아래로 향하게 해서 다이싱 테이프(S)에 부착된다. 또한, 이 경우 이면측에서 적외광 등의 웨이퍼(W)를 투과하는 광을 이용해 웨이퍼 표면의 회로패턴을 관찰하여 얼라인먼트 할 필요가 있다.
[레이저 다이싱 장치의 변형예]
다음에, 본 실시 형태에 관한 레이저 다이싱 장치(10)의 변형예에 대하여 설명한다. 본 변형 예에 관한 레이저 다이싱 장치에서는 다이싱의 대상으로 되는 웨이퍼에 관한 요철형상 정보가 미리 기억되는 기억부를 포함하는 점과, 제어부(50)가 제2의 제어부에 대신해 제3의 제어부를 포함하는 점을 제외하고 레이저 다이싱 장치(10)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서 여기에서는 레이저 다이싱 장치(10)에 대해서 이미 설명한 사항과 중복하는 사항에 대해서는 설명을 생략한다.
본 변형예의 레이저 다이싱 장치가 구비하는 기억부에는 다이싱의 대상으로 되는 웨이퍼에 관한 요철형상 정보가 미리 기억되어 있다. 예컨대 레이저 다이싱 장치와는 분리한 별개의 검출 장치 등에 의해 미리 취득한 웨이퍼의 요철형상 정보가 기억된다. 혹은, 다이싱의 대상으로 되는 웨이퍼의 제조 메이커가 제공하는 요철형상 정보를 기억해도 좋다. 기억부에 미리 기억되는 요철형상 정보는 웨이퍼 전면의 요철형상을 나타내는 데이터 이여도 좋고, 주단부(周端部) 등의 웨이퍼의 일부 영역에 있어서의 요철형상을 나타낸 데이터 이여도 좋다.
제어부(50)는 비점수차식 광학측정부(29)에 의해 검출된 웨이퍼의 요철형상에 근거해 액츄에이터(27)를 제어하는 제1의 제어부나, 기억부에 기억된 웨이퍼의 요철형상 정보에 근거해 액츄에이터(27)를 제어하는 제3의 제어부로서 기능 한다. 또한, 제어부(50)는 액츄에이터(27)를 제어하는 제어부를 제1의 제어부와 제3의 제어부의 어느 것인가로 결정하는 제어부 선택부로서 기능 한다.
도 6은 본 변형예의 레이저 다이싱 장치를 이용해서 형성한 개질영역(P)의 모양을 나타낸 개념도 이다. 도 6에서는 설명의 간략화를 위해 레이저광학부(20) 중 레이저 발진장치(21) 및 하프 미러(22) 만을 나타내고 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이 레이저광이 도면의 왼쪽에서 오른쪽을 향해서 주사될 때에 웨이퍼 내부에 개질영역(P)이 형성된다. 웨이퍼(W)의 M3로 나타낸 영역 내에서 레이저광이 주사되고 있는 경우는 제어부(50)에 포함되는 제3의 제어부를 이용해 기억부에 기억된 웨이퍼의 요철형상 정보에 근거해 액츄에이터(27)를 제어한다. 한편, 웨이퍼(W)의 M1로 나타낸 영역 내에서 레이저광이 주사되고 있는 경우는 제어부(50)에 포함되는 제1의 제어부를 이용해 비점수차식 광학측정부(29)로 검출한 웨이퍼 표면의 요철형상에 근거해 집광점의 위치가 조절된다.
도 6에 나타낸 바와 같이 본 변형 예에 관한 레이저 다이싱 장치를 이용하면, 보호막(60)이 형성된 웨이퍼의 주단부(周端部)에 있어서도 개질영역(P)을 웨이퍼(W)의 표면에서 거의 일정한 깊이에 형성할 수 있다.
이상, 본 발명의 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이상의 예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 개량이나 변형을 해도 좋은 것은 물론이다.
10 : 레이저 다이싱 장치(laser dicing apparatus)
11 : 웨이퍼 이동부
12 : XYZθ 테이블
14 : 흡착 스테이지
20 : 레이저 광학부
21 : 레이저 발진장치
22 : 하프 미러(half mirror)
24 : 콜리메이트 렌즈(collimating lens)
26 : 콘덴스 렌즈(condensing lens)
27 : 액츄에이터(actuator)
28 : 원주 렌즈(cylindrical lens)
29 : 비점수차식(非点收差式) 광학측정부
29A : 4분할 포토다이오드
30 : 관찰 광학부
31 : 관찰용 광원
32 : 콜리메이트 렌즈(collimating lens)
33 : 하프 미러(half mirror)
34 : 콘덴스 렌즈(condensing lens)
35 : CCD 카메라
36 : 텔레비전 모니터
38 : 화상처리장치
40 : 영역설정부
50 : 제어부
60 : 보호막
62 : 단차

Claims (4)

  1. 웨이퍼에 레이저광을 조사함으로써 상기 웨이퍼에 개질영역을 형성하는 레이저 다이싱 장치이며,
    상기 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부와,
    상기 레이저광 조사부에서 조사되는 상기 레이저광을 집광하는 집광부와,
    상기 레이저광 조사부에 의해 조사되는 레이저광에 근거해 상기 웨이퍼 표면의 요철형상 정보를 취득하는 표면정보 취득부와,
    상기 집광부를 웨이퍼 두께 방향으로 이동시켜 상기 레이저광의 집광점의 위치를 조절하는 집광점 위치 조절부와,
    상기 표면정보 취득부에 의해 취득되는 상기 요철형상 정보에 근거해 상기 집광점 위치 조절부를 제어하는 제1의 제어부와,
    상기 집광부의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 일정하게 유지하도록 상기 집광점 위치 조절부를 제어하는 제2의 제어부와,
    상기 웨이퍼에 대하여 상기 레이저광을 상대 이동시키는 레이저광 이동부와,
    상기 레이저광 이동부에 의해 이동하는 상기 레이저광의 웨이퍼 상의 위치에 따라 상기 제1의 제어부와 상기 제2의 제어부의 어느 것인가를 선택하는 제어부 선택부를 구비한 레이저 다이싱 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부 선택부에 의해 상기 제2의 제어부가 선택되는 영역을 설정하는 영역설정부를 더 구비한 레이저 다이싱 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 영역설정부가 설정하는 상기 영역은 웨이퍼의 주단부(周端部)와 상기 웨이퍼의 주단부(周端部)로부터 소정의 거리만큼 안쪽으로 들어간 동심원에 의해 둘러싸여지는 영역인 레이저 다이싱 장치.
  4. 레이저광을 조사하는 레이저광 조사부와, 상기 레이저광을 웨이퍼의 내부에 집광시키는 집광부와, 상기 레이저광을 상기 웨이퍼에 대하여 이동시키는 레이저광 이동부를 구비하는 레이저 다이싱 장치를 이용한 웨이퍼의 다이싱 방법이며,
    상기 레이저광 조사부에 의해 조사되는 레이저광에 근거해 상기 웨이퍼 표면의 요철형상 정보를 취득하는 표면정보 취득공정과,
    상기 레이저광 이동부에 의해 이동하는 상기 레이저광의 웨이퍼 상의 위치에 따라 상기 표면정보 취득공정에서 취득되는 상기 요철형상 정보에 근거해 상기 레이저광의 집광점의 위치를 조절하는 제1의 조절방식과, 상기 집광부의 웨이퍼 두께 방향의 위치를 일정하게 유지하는 제2의 조절방식의 어느 쪽인가의 방식을 선택하는 조절방식 선택공정과,
    상기 조절방식 선택공정에서 선택된 방식에 근거해 상기 레이저광의 집광점의 위치를 조절하는 집광점 위치 조절공정을 포함한 다이싱 방법.
KR1020107013418A 2007-12-19 2008-11-10 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법 KR101485451B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007327249 2007-12-19
JPJP-P-2007-327249 2007-12-19
PCT/JP2008/070406 WO2009078231A1 (ja) 2007-12-19 2008-11-10 レーザーダイシング装置及びダイシング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100102120A KR20100102120A (ko) 2010-09-20
KR101485451B1 true KR101485451B1 (ko) 2015-01-23

Family

ID=40795350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107013418A KR101485451B1 (ko) 2007-12-19 2008-11-10 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8299397B2 (ko)
JP (1) JP5131564B2 (ko)
KR (1) KR101485451B1 (ko)
WO (1) WO2009078231A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011089592A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Moshe Finarov A method of laser processing
JP5710133B2 (ja) * 2010-03-16 2015-04-30 株式会社ディスコ ワークの分割方法
DE102012222426B4 (de) 2012-12-06 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauelement
JP6226803B2 (ja) * 2014-04-07 2017-11-08 株式会社ディスコ 加工方法
JP6560052B2 (ja) * 2015-08-03 2019-08-14 株式会社ディスコ 密着度合検出方法
JP6797481B2 (ja) * 2017-03-01 2020-12-09 株式会社ディスコ 半導体インゴットの検査方法、検査装置及びレーザー加工装置
JP6911277B2 (ja) * 2017-09-22 2021-07-28 株式会社東京精密 レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP7308396B2 (ja) * 2019-03-11 2023-07-14 株式会社東京精密 レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP2019161232A (ja) * 2019-04-22 2019-09-19 株式会社東京精密 レーザ加工システム
DE102019205847A1 (de) * 2019-04-24 2020-10-29 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung mindestens einer Modifikation in einem Festkörper
WO2024202744A1 (ja) * 2023-03-27 2024-10-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工における被加工物の検査方法及び検査装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006122982A (ja) 2004-10-29 2006-05-18 Tokyo Electron Ltd レーザー処理装置及びレーザー処理方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6413839B1 (en) * 1998-10-23 2002-07-02 Emcore Corporation Semiconductor device separation using a patterned laser projection
JP2005175147A (ja) 2003-12-10 2005-06-30 Tokyo Seimitsu Co Ltd レーザーダイシング装置及びダイシング方法
JP4598407B2 (ja) * 2004-01-09 2010-12-15 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
TWI255749B (en) * 2004-12-14 2006-06-01 Cleavage Entpr Co Ltd High-power solid-state laser dicing apparatus for a gallium nitride wafer and dicing method thereof
US20080220590A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Texas Instruments Incorporated Thin wafer dicing using UV laser
JP5043630B2 (ja) * 2007-12-18 2012-10-10 株式会社ディスコ レーザー加工機
JP5231136B2 (ja) * 2008-08-22 2013-07-10 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006122982A (ja) 2004-10-29 2006-05-18 Tokyo Electron Ltd レーザー処理装置及びレーザー処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2009078231A1 (ja) 2011-04-28
US8299397B2 (en) 2012-10-30
WO2009078231A1 (ja) 2009-06-25
KR20100102120A (ko) 2010-09-20
JP5131564B2 (ja) 2013-01-30
US20110163079A1 (en) 2011-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101485451B1 (ko) 레이저 다이싱 장치 및 다이싱 방법
JP5743123B1 (ja) レーザーダイシング装置及びダイシング方法
JP4640174B2 (ja) レーザーダイシング装置
KR20180123473A (ko) 레이저광 조사 장치 및 레이저광 조사 방법
TW200911431A (en) Height position detector for work held on chuck table
CN112930242A (zh) 加工系统以及加工方法
KR20130075656A (ko) 웨이퍼의 가공 방법 및 레이저 가공 장치
KR101886357B1 (ko) 레이저 광선의 스폿 형상 검출 방법 및 스폿 형상 검출 장치
TW201341097A (zh) 雷射加工裝置
JP2009152288A (ja) レーザーダイシング装置及びダイシング方法
JP2009283566A (ja) ウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP5420890B2 (ja) チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置計測装置
KR20130129107A (ko) 개질층 형성 방법
JP7310829B2 (ja) 加工システム、及び、加工方法
JP6327525B2 (ja) レーザーダイシング装置
JP2005109324A (ja) レーザーダイシング装置
TW202302261A (zh) 雷射加工裝置、雷射加工方法及資料產生方法
TW202235195A (zh) 觀察裝置及觀察方法
TW202200302A (zh) 雷射加工裝置之檢查方法
JP6569187B2 (ja) 位置検出装置
JP3813692B2 (ja) ダイシング装置における半導体ウェーハ内部の特殊なパターンの検出方法
JP2004111426A (ja) レーザーダイシング装置
KR20230139769A (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
JP6459559B2 (ja) レーザーダイシング装置
JP2023013750A (ja) レーザ加工装置及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 5