KR101751046B1 - 웨이퍼 다이싱 프레스 및 그의 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 웨이퍼 다이싱 시간 및 비용을 절감하고, 다이싱 압력이 웨이퍼 전체에 골고루 인가할 수 있는 웨이퍼 다이싱 프레스에 관한 것으로서, 웨이퍼의 제 1 면을 지지하는 지지부재; 및 상기 웨이퍼 내부의 레이저 손상층이 분할 기점으로 작용되도록 상기 웨이퍼의 제 2 면에 압력을 분산하여 인가하는 가압 장치;를 포함할 수 있기 때문에 레이저 광 조사 시간 및 프레스 시간을 단축시켜서 생산성을 향상시킬 수 있고, 웨이퍼에 최적의 파단 압력을 웨이퍼 전체에 골고루 인가하여 국부적인 분단 실패나 압력 과중으로 인한 이물질 발생 및 반도체 소자 영역의 파손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

웨이퍼 다이싱 프레스 및 그의 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템{Wafer dicing press and its semiconductor wafer dicing system}
본 발명은 웨이퍼 다이싱 프레스 및 그의 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 웨이퍼 다이싱 시간 및 비용을 절감하고, 다이싱 압력이 웨이퍼 전체에 골고루 인가되어 압력 불균일로 인한 국부적인 분단 실패나 압력 과중으로 인한 이물질 발생 및 반도체 소자 영역의 파손을 방지할 수 있게 하는 웨이퍼 다이싱 프레스 및 그의 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템에 관한 것이다.
웨이퍼 상에 형성된 다수의 반도체 소자 영역을 분리하여 개별 반도체 칩으로 얻기 위하여 다이싱(dicing) 공정이 수행된다. 상기 다이싱 공정을 수행하기 위하여 종래에는 다이아몬드 또는 초경합금의 소잉 블레이드(sawing blade)를 이용하였으나, 하나의 웨이퍼에서 얻을 수 있는 반도체 칩의 수를 늘리기 위해 반도체 소자 영역 사이의 간격은 계속 좁혀져 왔고, 그에 따라 소잉 블레이드가 지나가는 스크라이브 레인(scribe lane)의 폭도 계속 좁혀져 왔다. 심지어 최근에는 소잉 블레이드의 두께에 거의 근접할 정도로 스크라이브 라인의 폭이 좁아졌기 때문에 소잉 블레이드를 이용하여 다이싱하기 위한 공정 마진이 매우 협소한 실정이다. 그래서, 최근의 반도체 칩의 경박단소화 경향으로 반도체 칩의 두께가 계속 얇아질 것이 요구되고 있는데, 두께가 얇은 반도체 칩을 얻기 위해 최근에는 레이저를 이용하는 방법이 개발되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 레이저 광 조사 시간 및 다이싱 프레스 시간을 단축시켜서 생산성을 향상시킬 수 있고, 최적의 파단 압력을 웨이퍼 전체에 골고루 인가하여 국부적인 분단 실패나 압력 과중으로 인한 이물질 발생 및 반도체 소자 영역의 파손을 방지할 수 있는 웨이퍼 다이싱 프레스 및 그의 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스는, 웨이퍼의 제 1 면을 지지하는 지지부재; 및 상기 웨이퍼 내부의 레이저 손상층이 분할 기점으로 작용되도록 상기 웨이퍼의 제 2 면에 압력을 분산하여 인가하는 가압 장치;를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 지지부재는, 지지판; 및 상기 지지판에 설치되고, 상기 웨이퍼의 제 1 면과 대응되는 탄성층;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 가압 장치는, 압력을 발생시키는 압력 발생장치; 및 상기 압력 발생장치에서 발생된 압력을 상기 웨이퍼의 제 2 면에 골고루 분산시키는 압력 분산장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 압력 발생장치는, 내부 공간이 형성되는 프레임; 작동 유체를 공급하는 작동 유체 공급장치; 상기 작동 유체의 통로가 형성되도록 상기 프레임과 작동 유체 공급장치를 연결하는 유압 라인; 및 상기 작동 유체 공급장치에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 제어부는, 상기 웨이퍼에 임계 파단 압력 이상의 압력이 인가되도록 상기 작동 유체 공급장치에 압력 제어신호를 인가하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 압력 분산장치는, 내부 공간이 형성되는 프레임의 일측에 설치되고, 상기 압력 발생장치에서 발생된 압력을 상기 웨이퍼로 전달하는 다이아프램;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 다이아프램은, 작동 유체의 압력에 따라 변형이 가능한 탄성 재질의 막인 것이 가능하다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템은, 웨이퍼에 레이저 손상층이 형성되도록 레이저 광을 조사하는 레이저 장치; 레이저 손상층이 형성된 상기 웨이퍼를 연마하는 연마 장치; 및 상기 웨이퍼의 제 1 면을 지지하는 지지부재; 및 상기 웨이퍼 내부의 레이저 손상층이 분할 기점으로 작용되도록 상기 웨이퍼의 제 2 면에 압력을 인가하는 가압 장치;를 포함하는 웨이퍼 다이싱 프레스;를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 레이저 장치는, 웨이퍼 내부에 레이저 손상층이 형성되도록 레이저 광을 조사하는 스텔스 레이저 장치일 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 연마 장치는, 상기 웨이퍼의 후면을 연마하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 웨이퍼 다이싱 프레스의 상기 지지부재는, 지지판; 및 상기 지지판에 설치되고, 상기 웨이퍼의 제 1 면과 대응되는 탄성층;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 웨이퍼 다이싱 프레스의 상기 가압 장치는, 압력을 발생시키는 압력 발생장치; 및 상기 압력 발생장치에서 발생된 압력을 상기 웨이퍼의 제 2 면에 골고루 분산시키는 압력 분산장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 압력 발생장치는, 내부 공간이 형성되는 프레임; 작동 유체를 공급하는 작동 유체 공급장치; 상기 작동 유체의 통로가 형성되도록 상기 프레임과 작동 유체 공급장치를 연결하는 유압 라인; 및 상기 작동 유체 공급장치에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 압력 분산장치는, 내부 공간이 형성되는 프레임의 일측에 설치되고, 상기 작동 유체의 압력을 웨이퍼로 전달하는 다이아프램;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템은, 상기 웨이퍼의 활성면에 테이프를 부착하는 테이프 부착장치;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스 및 그의 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템은, 레이저 광 조사로 웨이퍼 내부에 분할 기점으로 작용될 수 있는 레이저 손상층을 형성하고, 다이아프램을 이용하여 웨이퍼 전체에 골고루 균일한 압력을 인가함으로써 1회의 레이저 광 조사와 1회의 프레스 작업만으로도 완전 분단할 수 있고, 웨이퍼에 임계 파단 압력 이상의 최소 압력만 정밀하게 인가할 수 있어서 압력 불균일로 인한 국부적인 분단 실패나 압력 과중으로 인한 이물질 발생 및 반도체 소자 영역의 파손을 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스의 압력 미인가 상태를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 다이싱 프레스의 압력 인가 상태를 나타내는 개념도이다.
도 3 및 도 4는 웨이퍼의 크랙 진행 상태를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스의 압력 인가 상태를 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스의 시간에 따른 웨이퍼에 작용하는 압력을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 명세서 전체에 걸쳐서 층, 영역, 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "하에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "하에" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접적으로 연결되어", 또는 "직접적으로 하에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스(100)의 압력 미인가 상태를 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 다이싱 프레스(100)의 압력 인가 상태를 나타내는 개념도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스(100)는, 크게 지지부재(10) 및 가압 장치(20)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지지부재(10)는, 내부에 레이저 손상층(L)이 형성된 웨이퍼(W)가 안착되어 테이프(T)가 접착된 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa)을 지지하는 것이다. 이러한 상기 지지부재(10)는, 상기 웨이퍼(W) 이상의 크기를 갖는 지지판(11) 및 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa)과 대응되는 상기 지지판(11)의 일측면에 형성되는 탄성층(12)을 포함할 수 있다.
이러한, 상기 탄성층(12)은, 고무, 실리콘, 우레탄 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상의 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
상술된 상기 웨이퍼(W)는 레이저 광 조사에 의해 내부에 분할 기점으로 작용할 수 있는 레이저 손상층(L)이 형성되는 것이고, 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa), 즉 도 7의 활성면(Wc)에 테이프(T)가 접착되어 상기 활성면(Wc)에 형성된 반도체 소자 영역을 외부 이물질이나 충격으로부터 보호할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa)과 상기 활성면(Wc)는 일치할 수도 있고, 일치 하지 않을 수도 있다.
또한, 상기 반도체 소자 영역은, 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa)과 대응되는 상기 탄성층(12)에 의해서 외부 이물질이나 충격이나 후술될 상기 가압 장치(20)로부터 인가받을 수 있는 과중한 압력으로부터 보호될 수 있는 것이다.
또한, 이러한 상기 탄성층(12)은 상기 웨이퍼(W)의 특정 부분에 압력이 과중되는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다. 즉, 상기 웨이퍼(W)의 특정 부분에 압력이 과중되면 상기 탄성층(12)이 변형을 일으켜서 압력이 낮은 부분에 압력을 전달시키는 역할도 가능하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가압 장치(20)는, 상기 웨이퍼(W) 내부의 레이저 손상층(L)이 분할 기점으로 작용되도록 상기 웨이퍼(W)의 제 2 면(Wb)에 압력을 분산하는 것으로서, 압력을 발생시키는 압력 발생장치(21) 및 상기 압력 발생장치(21)에서 발생된 압력을 상기 웨이퍼(W)의 제 2 면(Wa)에 골고루 분산시키는 압력 분산장치(22)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 압력 발생장치(21)는, 내부 공간(A)이 형성되는 프레임(211)과, 상기 내부 공간(A)에 작동 유체(1)를 공급하는 작동 유체 공급장치(212)와, 상기 작동 유체(1)의 통로가 형성되도록 상기 프레임(211)과 작동 유체 공급장치(212)를 연결하는 유압 라인(213) 및 상기 작동 유체 공급장치(212)에 제어신호를 인가하는 제어부(214)를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 작동 유체 공급장치(212)에서 공급하는 작동 유체(1)는 기체인 것이 가능하고, 그 중에서도 공기(Air), 질소 또는 헬륨, 네온, 아르곤 등의 불활성기체를 포함할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 작동 유체 공급장치(212)는 공압 펌프(AP)일 수 있다.
또한, 상기 제어부(214)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)에 임계 파단 압력(P1) 이상의 압력(P)이 인가되도록 상기 작동 유체 공급장치(212)에 압력 제어신호를 인가하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 웨이퍼(W)에 가해지는 압력(P)은 임계 파단 압력(P1) 이상인 동시에, 도 6에 도시된 바와 같이, 필요 이상으로 웨이퍼(W)에 압력이 과중되지 않도록 최소의 압력으로 최적화되는 것이 바람직하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압력 분산장치(22)는, 내부 공간(A)이 형성되는 프레임(211)의 일측에 설치되고, 상기 압력 발생장치(21)에서 발생된 압력을 웨이퍼(W)로 전달하는 다이아프램(221)(diaphragm; 밀폐 격막)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 다이아프램(221)은, 작동 유체(1)의 압력에 따라 변형이 가능한 탄성 재질의 막인 것으로서, 웨이퍼(W)와의 밀착성과 압력 분산 효율을 높이기 위해 탄성 변형이 용이한 쿠션 표면을 갖는 것이 가능하고, 이를 위하여 그 재질은, 고무, 실리콘, 우레탄 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 다이싱 프레스(100)의 압력 인가 상태를 나타내는 개념도이고, 도 3 및 도 4는 웨이퍼(W)의 크랙(C1)(C2) 진행 상태를 나타내는 개념도이다.
이러한 본 발명의 웨이퍼 다이싱 프레스의 압력 인가 상태를 설명하면, 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 프레스(211) 내부 공간(A)에 작동 유체(1)가 공급되어 비교적 작은 압력(F1)이 발생되면, 상기 다이아프램(221)이 상기 작동 유체(1)의 압력(F1)에 의해 상기 웨이퍼(W) 방향으로 변형이 발생되면서 상기 웨이퍼(W)와 밀착되어 상기 웨이퍼(W)에 압력을 전달할 수 있다.
이 때, 상기 작동 유체(1)의 압력(F1)은, 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피는 서로 반비례한다는 보일의 법칙(Boyle's Law)에 의해 상기 다이아프램(221)의 표면에 골고루 균일하게 작용될 수 있고, 상기 다이아프램(221)은 상기 웨이퍼(W)의 전면에 걸쳐 이러한 균일한 압력(F1)을 전달할 수 있다.
따라서, 상기 웨이퍼(W) 내부의 레이저 손상층(L)들이 균일한 압력(F1)을 전달받아 분할 기점으로 작용하여 각 레이저 손상층(L)에서 균일한 정도로 크랙(C1)이 진행될 수 있는 것이다.
이와 동시에, 상기 탄성층(12)은 상기 웨이퍼(W)의 특정 부분에 압력이 과중되면 상기 탄성층(12)이 변형을 일으켜서 압력이 낮은 부분에 압력을 전달시킴으로써 상기 웨이퍼(W)의 특정 부분에 압력이 과중되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 프레스(211) 내부 공간(A)에 작동 유체(1)가 지속적으로 더 공급되어 비교적 큰 압력(F2)이 발생되면, 상기 다이아프램(221)이 상기 작동 유체(1)의 압력(F2)에 의해 상기 웨이퍼(W) 방향으로 보다 큰 변형이 발생되면서 상기 웨이퍼(W)와 더욱 밀착되어 상기 웨이퍼(W)에 더 큰 압력을 전달할 수 있다.
이 때, 상기 작동 유체(1)의 압력(F2)은, 역시 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피는 서로 반비례한다는 보일의 법칙(Boyle's Law)에 의해 상기 다이아프램(221)의 표면에 골고루 균일하게 작용될 수 있고, 상기 다이아프램(221)은 상기 웨이퍼(W)의 전면에 걸쳐 이러한 균일한 더 큰 압력(F2)을 전달할 수 있다.
따라서, 상기 웨이퍼(W) 내부의 레이저 손상층(L)들이 균일한 압력(F2)을 전달받아 각 레이저 손상층(L)에서 완전한 크랙(C2)이 발생되어 완전 분단될 수 있는 것이다. 여기서, 상술된 크랙(C1)(C2)의 방향은 상기 웨이퍼(W)의 결정구조에 따라 상하방향으로 진행되어 상기 크랙(C1)(C2)이 상기 웨이퍼(W)의 반도체 소자 영역을 침범하는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 상기 탄성층(12)은 상기 웨이퍼(W)에 필요 이상의 과도한 압력이 인가되더라도 상기 웨이퍼(W)의 활성층을 보호하여 반도체 소자 영역의 파손을 방지할 수 있는 것이다.
그러므로, 다이아프램을 이용하여 웨이퍼 전체에 골고루 균일한 압력을 인가함으로써 웨이퍼를 신속하게 완전 분단할 수 있고, 웨이퍼에 임계 파단 압력 이상의 최소 압력만 정밀하게 인가할 수 있어서 압력 불균일로 인한 국부적인 분단 실패나 압력 과중으로 인한 이물질 발생 및 반도체 소자 영역의 파손을 방지할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템(1000)을 나타내는 개념도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템(1000)은, 크게 테이프 부착장치(110)와, 레이저 장치(120)와, 연마 장치(130) 및 상술된 웨이퍼 다이싱 프레스(100)를 포함할 수 있다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 테이프 부착장치(110)는, 상기 웨이퍼(W)의 활성면(Wc)에 테이프(T)를 부착하는 장치이다. 여기서, 상기 테이프(T)는 상기 웨이퍼(W)의 활성면(Wc)을 보호하여 반도체 소자 부분에 이물질이 침투하거나 외부의 충격에 의해 반도체 소자 부분이 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 상기 레이저 장치(120)는, 웨이퍼(W)에 레이저 손상층(L)이 형성되도록 레이저 광(K)을 조사하는 장치로서, 상기 레이저 장치(120)는, 웨이퍼(W) 내부에 레이저 손상층(L)이 형성되도록 레이저 광(K)을 조사하는 스텔스 레이저 장치가 적용될 수 있다.
이러한, 상기 레이저 장치(120)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)의 내부에 집광점을 맞추어 레이저 광(K)을 조사함으로써 웨이퍼(W) 내부에 다광자 흡수에 의한 광학적 손상부를 형성시킬 수 있는 장치이다.
이 때, 웨이퍼(W) 내부에 광학적 손상부를 충분히 형성하기 위하여 레이저 광(K)이 조사되는 절대 조사량이 반드시 필요하고, 이로 인해 레이저 광(K)의 이동 시간, 즉 최소 스캐닝 시간이 소요된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템은, 상술된 본 발명의 사상에 따른 웨이퍼 다이싱 프레스(100)가 웨이퍼(W) 전체에 골고루 균일한 압력을 인가하여 크랙을 곧고 신속하게 형성할 수 있기 때문에 상기 레이저 장치(120)의 1회 스캐닝만으로도 웨이퍼의 충분한 분할이 가능하다.
그러므로, 레이저 광 조사로 웨이퍼 내부에 분할 기점으로 작용될 수 있는 1회 스캔 레이저 손상층을 형성하고, 다이아프램을 이용하여 웨이퍼 전체에 골고루 균일한 압력을 1회 인가함으로써 1회의 레이저 광 조사와 1회의 프레스 작업만으로도 완전 분단할 수 있는 것이다.
한편, 상기 연마 장치(130)는, 상기 레이저 손상층(L)이 형성된 상기 웨이퍼(W)의 후면(비활성면)을 연마하는 장치로서, 상기 웨이퍼(W)의 후면(Wd)을 연마하여 웨이퍼 두께(H1)를 웨이퍼 두께 (H2)로 웨이퍼를 경박화할 수 있는 것이다. 이 때, 연마 과정에서 상기 레이저 손상층(L)이 분할 기점으로 작용하여 미세한 크랙이 발생하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 사상에 따른 도 7의 상기 웨이퍼 다이싱 프레스(100)는, 상술된 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa)을 지지하는 지지부재(10) 및 상기 웨이퍼(W) 내부의 레이저 손상층(L)이 분할 기점으로 작용되도록 상기 웨이퍼(W)의 제 2 면(Wb)에 압력을 인가하는 가압 장치(20)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 웨이퍼 다이싱 프레스(100)의 상기 지지부재(10)는, 지지판(11) 및 상기 지지판(11)에 설치되고, 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa)과 대응되는 탄성층(12)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 다이싱 프레스(100)의 상기 가압 장치(20)는, 압력을 발생시키는 압력 발생장치(21) 및 상기 압력 발생장치(21)에서 발생된 압력을 상기 웨이퍼(W)의 제 2 면(Wb)에 골고루 분산시키는 압력 분산장치(22)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압력 발생장치(21)는, 내부 공간(A)이 형성되는 프레임(211)과, 상기 내부 공간(A)에 작동 유체(1)를 공급하는 작동 유체 공급장치(212)와, 상기 작동 유체(1)의 통로가 형성되도록 상기 프레임(211)과 작동 유체 공급장치(212)를 연결하는 유압 라인(213) 및 상기 작동 유체 공급장치(212)에 제어신호를 인가하는 제어부(214)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압력 분산장치(22)는, 내부 공간(A)이 형성되는 프레임(211)의 일측에 설치되고, 상기 작동 유체(1)의 압력을 상기 웨이퍼(W)로 전달하는 다이아프램(221)을 포함할 수 있는 것으로서, 상기 다이아프램(221)은, 작동 유체(1)의 압력에 따라 변형이 가능한 탄성 재질의 막을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템(1000)을 이용하는 반도체 웨이퍼 다이싱 방법을 나타내는 블록도이다.
이러한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 다이싱 방법을 설명하면, 본 발명의 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템(1000)을 이용하는 반도체 웨이퍼 다이싱 방법은, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 7의 상기 테이프 부착장치(110)를 이용하여 상기 웨이퍼(W)의 활성면(Wc)에 테이프(T)를 부착하는 테이프 부착 단계(S1)와, 이어서, 도 7의 상기 레이저 장치(120)를 이용하여 웨이퍼(W) 내부에 레이저 손상층(L)이 형성되도록 레이저 광(K)을 조사하는 레이저 광 조사 단계(S2)와, 이어서, 도 7의 상기 연마 장치(130)를 이용하여 상기 웨이퍼(W)를 경박화할 수 있도록 상기 레이저 손상층(L)이 형성된 상기 웨이퍼(W)의 후면(비활성면)을 연마하는 웨이퍼 연마 단계(S3)와, 이어서, 도 7의 상기 웨이퍼 다이싱 프레스(100)를 이용하여, 상기 웨이퍼(W)의 제 1 면(Wa)을 지지하고, 상기 웨이퍼(W) 내부의 레이저 손상층(L)이 분할 기점으로 작용되도록 상기 웨이퍼(W)의 제 2 면(Wb)에 압력을 인가하는 다이아프램 프레싱 단계(S4)를 포함하는 일련의 단계들을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 웨이퍼 다이싱 프레스(100)의 상기 작동 유체 공급장치(212)에 제어신호를 인가하는 제어부(214)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)에 임계 파단 압력(P1) 이상의 압력(P)이 인가되도록 상기 작동 유체 공급장치(212)에 압력 제어신호를 인가하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 웨이퍼(W)에 가해지는 압력(P)은 임계 파단 압력(P1) 이상인 동시에, 도 6에 도시된 바와 같이, 필요 이상으로 웨이퍼(W)에 압력이 가해지지 않도록 최소의 압력으로 최적화되는 것이 바람직하다.
이외에도, 상기 제어부(214)는, 상기 압력(P)을 단계적으로 인가하거나, 충격을 최소화할 수 있도록 압력(P) 상승 및 하강 속도를 늦추거나, 압력(P)의 상승 및 하강을 다수회 반복하는 등 웨이퍼(W)의 두께나 레이저 손상층(L)의 특성이나 크랙의 형태 등을 고려하여 다양한 형태로 압력 인가 제어 형태를 최적화하고 이를 프로그래밍 하여 제어 신호를 인가할 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
W: 웨이퍼 Wa: 제 1 면
Wb: 제 2 면 L: 레이저 손상층
100: 웨이퍼 다이싱 프레스 10: 지지부재
20: 가압 장치 11: 지지판
12: 탄성층 21: 압력 발생장치
22: 압력 분산장치 A: 내부 공간
1: 작동 유체 211: 프레임
212: 작동 유체 공급장치 213: 유압 라인
214: 제어부 AP: 공압 펌프
P1: 임계 파단 압력 P: 압력
221: 다이아프램
1000: 반도체 웨이퍼 다이싱 시스템
Wc: 활성면 T: 테이프
110: 테이프 부착 장치 120: 레이저 장치
K: 레이저 광 130: 연마 장치
Wd: 후면 H1, H2: 웨이퍼 두께

Claims (10)

  1. 웨이퍼의 제 1 면을 지지하는 지지부재; 및
    상기 웨이퍼 내부의 레이저 손상층이 분할 기점으로 작용되도록 상기 웨이퍼의 제 2 면에 압력을 분산하여 인가하는 가압 장치;를 포함하고,
    상기 가압 장치는, 내부 공간이 형성된 프레임을 포함하는 압력 발생장치; 및 상기 압력 발생장치에서 발생된 압력을 상기 웨이퍼의 제 2 면에 골고루 분산시키는 압력 분산장치;를 포함하고,
    상기 압력 분산장치는, 상기 프레임의 일측에 설치되고, 상기 압력 발생장치에서 발생된 압력을 상기 웨이퍼로 전달하는 다이아프램을 포함하는 웨이퍼 다이싱 프레스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는,
    지지판; 및
    상기 지지판에 설치되고, 상기 웨이퍼의 제 1 면과 대응되는 탄성층;
    을 포함하는 웨이퍼 다이싱 프레스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성층은, 고무, 실리콘, 우레탄 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상의 재질을 포함하는 웨이퍼 다이싱 프레스.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 발생장치는,
    작동 유체를 공급하는 작동 유체 공급장치;
    상기 작동 유체의 통로가 형성되도록 상기 프레임과 작동 유체 공급장치를 연결하는 유압 라인; 및
    상기 작동 유체 공급장치에 제어신호를 인가하는 제어부;
    를 포함하는 웨이퍼 다이싱 프레스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 작동 유체는 공기(Air), 질소, 불활성가스 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하는 웨이퍼 다이싱 프레스.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 웨이퍼에 임계 파단 압력 이상의 압력이 인가되도록 상기 작동 유체 공급장치에 압력 제어신호를 인가하는 제어부인 웨이퍼 다이싱 프레스.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아프램은, 작동 유체의 압력에 따라 변형이 가능한 탄성 재질의 막을 포함하는 웨이퍼 다이싱 프레스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다이아프램은, 고무, 실리콘, 우레탄 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 프레스.
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