KR101831914B1 - 웨이퍼 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분할 장치를 이용하는 일없이 스트리트를 따라 이면으로부터 소정 두께의 개질층이 형성된 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 분할하고, 분할된 웨이퍼의 이면을 연삭하여 개질층을 제거하는 웨이퍼 가공 방법을 제공한다.
표면에 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서, 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과, 웨이퍼를 유지하는 유지면을 가지며 유지면에 부압과 공기압을 작용시킬 수 있게 구성된 척 테이블을 구비한 레이저 가공 장치를 이용하고, 척 테이블의 유지면에 웨이퍼의 보호 테이프측을 배치하여 유지면에 부압을 작용시킴으로써 유지면 상에 웨이퍼를 흡인 유지하며, 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하고, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 웨이퍼를 흡인 유지하고 있는 척 테이블에 의한 흡인 유지를 해제하며, 유지면에 배치된 웨이퍼의 수평면 내에서의 이동을 규제하면서 웨이퍼에 공기압을 작용시킴으로써 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정과, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 디바이스의 마무리 두께로 형성함으로써 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정을 포함한다.
표면에 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서, 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과, 웨이퍼를 유지하는 유지면을 가지며 유지면에 부압과 공기압을 작용시킬 수 있게 구성된 척 테이블을 구비한 레이저 가공 장치를 이용하고, 척 테이블의 유지면에 웨이퍼의 보호 테이프측을 배치하여 유지면에 부압을 작용시킴으로써 유지면 상에 웨이퍼를 흡인 유지하며, 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하고, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 웨이퍼를 흡인 유지하고 있는 척 테이블에 의한 흡인 유지를 해제하며, 유지면에 배치된 웨이퍼의 수평면 내에서의 이동을 규제하면서 웨이퍼에 공기압을 작용시킴으로써 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정과, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 디바이스의 마무리 두께로 형성함으로써 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정을 포함한다.
Description
본 발명은 표면에 격자형으로 형성된 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 공정에 있어서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 스트리트라고 불리는 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 스트리트를 따라 절단함으로써 디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 디바이스를 제조하고 있다. 또한, 사파이어 기판이나 탄화규소 기판의 표면에 질화갈륨계 화합물 반도체 등이 적층된 광디바이스 웨이퍼도 스트리트를 따라 절단함으로써 개개의 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광디바이스로 분할되어, 전기기기에 널리 이용되고 있다.
웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 펄스 레이저 광선을 이용하고, 분할하여야 할 영역의 내부에 집광점을 맞추어 펄스 레이저 광선을 조사하는 레이저 가공 방법이 시도되어 있다. 이 레이저 가공 방법을 이용한 분할 방법은, 웨이퍼의 한쪽의 면측으로부터 내부에 집광점을 맞추고 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하고, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 개질층을 연속적으로 형성하며, 이 개질층이 형성됨으로써 강도가 저하한 스트리트를 따라 외력을 가함으로써, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 것이다.(예컨대, 특허문헌 1 참조.)
그런데, 상기 특허문헌 1에 기재된 분할 방법에 의해 분할된 개개의 디바이스의 측면에는 개질층이 잔존하기 때문에, 디바이스의 항절 강도가 저하하여 디바이스의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사함으로써 웨이퍼의 이면으로부터 소정 두께의 개질층을 형성하고, 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 분할한 후에, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 개질층을 제거하는 웨이퍼 가공 방법이 제안되어 있다.(예컨대, 특허문헌 2 참조.)
상기 특허문헌 2에 개시된 웨이퍼 가공 방법에 있어서는, 스트리트를 따라 이면으로부터 소정 두께의 개질층이 형성된 웨이퍼를, 개질층이 형성된 스트리트를 따라 분할하기 위한 분할 장치를 별도로 준비할 필요가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 상기 주된 기술적 과제는, 분할 장치를 이용하는 일없이 스트리트를 따라 이면으로부터 소정 두께의 개질층이 형성된 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 분할하고, 분할된 웨이퍼의 이면을 연삭하여 개질층을 제거하는 웨이퍼 가공 방법을 제공하는 데 있다.
상기 주된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 표면에 격자형으로 형성된 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서,
웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과,
웨이퍼를 유지하는 유지면을 가지며 상기 유지면에 부압과 공기압을 작용 가능하게 구성된 척 테이블을 구비한 레이저 가공 장치를 이용하고, 상기 척 테이블의 상기 유지면에 웨이퍼의 보호 테이프측을 배치하여 상기 유지면에 부압을 작용시킴으로써 상기 유지면 상에 웨이퍼를 흡인 유지하며, 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하여, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과,
상기 개질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼를 흡인 유지하고 있는 상기 척 테이블에 의한 흡인 유지를 해제하고, 상기 유지면에 배치된 웨이퍼의 수평면 내에서의 이동을 규제하면서 웨이퍼에 공기압을 작용시킴으로써 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정과,
상기 웨이퍼 분할 공정이 실시된 웨이퍼의 이면을 연삭하여, 웨이퍼를 디바이스의 마무리 두께로 형성함으로써 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 표면에 격자형으로 형성된 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서,
웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과,
웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하고, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과,
웨이퍼를 유지하는 유지면을 가지며 상기 유지면에 부압과 공기압을 작용 가능하게 구성된 척 테이블을 구비한 연삭 장치를 이용하고, 상기 척 테이블의 상기 유지면에 상기 개질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼의 보호 테이프측을 배치하며, 상기 유지면에 배치된 웨이퍼의 수평면 내에서의 이동을 규제하면서 공기압을 작용시킴으로써 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정과,
상기 웨이퍼 분할 공정을 실시한 후에, 상기 연삭 장치의 상기 척 테이블의 상기 유지면에 부압을 작용시킴으로써 상기 유지면 상에 웨이퍼를 흡인 유지하고, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 디바이스의 마무리 두께로 형성함으로써 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법이 제공된다.
상기 보호 테이프 점착 공정을 실시한 후에 상기 개질층 형성 공정을 실시하기 전에 웨이퍼의 이면을 연삭하여, 웨이퍼를 개질층 형성 공정에서 적정한 개질층을 형성할 수 있는 소정 두께로 형성하는 예비 연삭 공정을 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하고, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정을 실시한 후, 상기 개질층 형성 공정을 실시한 레이저 가공 장치의 척 테이블 상, 또는 개질층 제거 공정을 실시하는 연삭 장치의 척 테이블 상에 있어서 웨이퍼의 수평면 내에서의 이동을 규제하면서 공기압을 작용시킴으로써 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정을 실시하기 때문에, 별도 분할 장치를 이용하는 일없이 스트리트를 따라 이면으로부터 소정 두께의 개질층이 형성된 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 확실하게 분할할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 의해 분할되는 웨이퍼로서의 반도체 웨이퍼의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 보호 테이프 점착 공정을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 예비 연삭 공정을 실시하기 위한 연삭 장치의 주요부 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 예비 연삭 공정을 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도 및 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 분할 공정을 실시할 때에 이용하는 반송 수단의 주요부 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 분할 공정을 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 제거 공정을 실시하기 위한 연삭 장치의 주요부 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 제거 공정을 나타내는 설명도이다.
도 11은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 분할 공정의 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 12는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 시프팅 공정의 일실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 13은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 픽업 공정을 실시하기 위한 픽업 장치의 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 픽업 공정을 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 보호 테이프 점착 공정을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 예비 연삭 공정을 실시하기 위한 연삭 장치의 주요부 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 예비 연삭 공정을 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도 및 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 분할 공정을 실시할 때에 이용하는 반송 수단의 주요부 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 분할 공정을 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 제거 공정을 실시하기 위한 연삭 장치의 주요부 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 개질층 제거 공정을 나타내는 설명도이다.
도 11은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 분할 공정의 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 12는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 시프팅 공정의 일실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 13은 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 픽업 공정을 실시하기 위한 픽업 장치의 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법에 있어서의 픽업 공정을 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 방법의 적합한 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따라 가공되는 웨이퍼로서의 반도체 웨이퍼의 사시도를 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼(2)는, 두께가 예컨대 600 ㎛인 실리콘 웨이퍼로 이루어져 있고, 표면(2a)에 복수의 스트리트(21)가 격자형으로 형성되어 있으며, 복수의 스트리트(21)에 의해 구획된 복수의 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(22)가 형성되어 있다. 이하, 이 반도체 웨이퍼(2)를 스트리트(21)를 따라 개개의 디바이스(22)로 분할하는 웨이퍼 가공 방법에 대해서 설명한다.
우선, 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 형성된 디바이스(22)를 보호하기 위해, 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정을 실시한다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호 부재로서의 보호 테이프(3)를 점착한다. 또한, 보호 테이프(3)는, 도시된 실시형태에 있어서는 두께가 100 ㎛인 폴리염화비닐(PVC)로 이루어지는 시트형 기재의 표면에 아크릴 수지계의 풀이 두께 5 ㎛ 정도 도포되어 있다.
반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호 부재로서의 보호 테이프(3)를 점착하였다면, 반도체 웨이퍼(2)의 보호 부재측을 연삭 장치의 척 테이블에 유지하고, 반도체 웨이퍼(2)의 이면을 연삭하여 후술하는 개질층 형성 공정에 있어서 적정한 개질층을 형성할 수 있는 소정 두께로 연삭하는 예비 연삭 공정을 실시한다. 이 예비 연삭 공정은, 도 3에 나타내는 연삭 장치(4)를 이용하여 실시한다. 도 3에 나타내는 연삭 장치(4)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(41)과, 이 척 테이블(41)에 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 수단(42)을 구비하고 있다. 척 테이블(41)은, 상면에 피가공물을 흡인 유지하도록 구성되어 있고, 도시하지 않는 회전 구동 기구에 의해 도 3에 있어서 화살표 41a로 나타내는 방향으로 회전된다. 연삭 수단(42)은, 스핀들 하우징(421)과, 이 스핀들 하우징(421)에 회전 가능하게 지지되며 도시하지 않는 회전 구동 기구에 의해 회전되는 회전 스핀들(422)과, 이 회전 스핀들(422)의 하단에 장착된 마운터(423)와, 이 마운터(423)의 하면에 부착된 연삭 휠(424)을 구비하고 있다. 이 연삭 휠(424)은, 원환형의 베이스(425)와, 이 베이스(425)의 하면에 환형으로 장착된 연삭 지석(426)으로 이루어져 있고, 베이스(425)가 마운터(423)의 하면에 체결 볼트(427)에 의해 부착되어 있다.
전술한 연삭 장치(4)를 이용하여 상기 연삭 공정을 실시하기 위해서는, 도 3에 나타내는 바와 같이 척 테이블(41)의 상면(유지면)에 상기 보호 부재 점착 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)의 보호 테이프(3)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않는 흡인 수단에 의해 척 테이블(41) 상에 반도체 웨이퍼(2)를 보호 테이프(3)를 개재하여 흡착 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(41) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(2)는, 이면(2b)이 상측이 된다. 이와 같이 척 테이블(41) 상에 반도체 웨이퍼(2)를 보호 테이프(3)를 개재하여 흡인 유지하였다면, 척 테이블(41)을 도 3에 있어서 화살표 41a로 나타내는 방향으로 예컨대 300 rpm으로 회전시키면서, 연삭 수단(42)의 연삭 휠(424)을 도 3에 있어서 화살표 424a로 나타내는 방향으로 예컨대 6000 rpm으로 회전시켜, 도 4에 나타내는 바와 같이 연삭 지석(426)을 피가공면인 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)에 접촉시키고, 연삭 휠(424)을 도 3 및 도 4에 있어서 화살표 424b로 나타내는 바와 같이 예컨대 1 ㎛/초의 연삭 이송 속도로 하방[척 테이블(41)의 유지면에 대하여 수직인 방향]으로 소정량 연삭 이송한다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)이 연삭되어 반도체 웨이퍼(2)는 소정 두께(예컨대 100 ㎛)로 형성된다.
다음에, 소정 두께로 연삭된 반도체 웨이퍼(2)의 보호 부재측을 레이저 가공 장치의 척 테이블에 유지하고, 반도체 웨이퍼(2)의 이면측으로부터 반도체 웨이퍼(2)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 내부에 집광점을 맞추어 스트리트를 따라 조사하며, 반도체 웨이퍼(2)의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정을 실시한다. 이 개질층 형성 공정은, 도 5의 (a) 및 (b)에 나타내는 레이저 가공 장치(5)를 이용하여 실시한다. 도 5에 나타내는 레이저 가공 장치(5)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(51)과, 이 척 테이블(51) 상에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)과, 척 테이블(51) 상에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(53)을 구비하고 있다.
척 테이블(51)은, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 원기둥형의 본체(511)와, 이 본체(511)의 상면에 설치된 통기성을 갖는 다공성의 세라믹 부재로 이루어지는 흡착 척(512)을 구비하고 있다. 본체(511)는 스테인리스강 등의 금속재에 의해 형성되어 있고, 그 상면에는 원형의 감합 오목부(511a)가 마련되어 있다. 이 감합 오목부(511a)에는, 바닥면의 외주부에 흡착 척(512)이 배치되는 환형의 배치 선반(511b)이 마련되어 있다. 또한, 본체(511)에는 감합 오목부(511a)에 개구하는 통로(511c)가 마련되어 있다. 이와 같이 구성된 척 테이블(51)은, 통로(511c)가 흡인 수단(513) 및 압축 공기 공급 수단(514)에 접속되어 있다. 흡인 수단(513)은, 흡인원(513a)과, 이 흡인원(513a)과 통로(511c)를 접속하는 배관(513b)에 설치된 전자 개폐 밸브(513c)를 구비하고 있다. 이 전자 개폐 밸브(513c)는, 전원 단절(OFF)되어 있는 상태에서는 폐로하고 있으며, 활성화(ON)되면 개로하도록 되어 있다. 따라서, 전자 개폐 밸브(613c)가 활성화(ON)되면, 배관(513b), 통로(511c), 감합 오목부(511a)를 개재하여 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 부압이 작용하여, 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 배치된 피가공물이 흡인 유지된다. 또한, 압축 공기 공급 수단(514)은, 압축 공기원(514a)과, 이 압축 공기원(514a)과 통로(511c)를 접속하는 배관(514b)에 설치된 전자 개폐 밸브(514c)를 구비하고 있다. 이 전자 개폐 밸브(514c)는, 전원 단절(OFF)되어 있는 상태에서는 폐로하고 있으며, 활성화(ON)되면 개로하도록 되어 있다. 따라서, 전자 개폐 밸브(514c)가 활성화(ON)되면, 배관(514b), 통로(511c), 감합 오목부(511a)를 개재하여 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 공기압이 작용하여, 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 배치된 피가공물에 공기압이 작용된다. 이와 같이 구성된 척 테이블(51)은, 도시하지 않는 이동 기구에 의해 도 5의 (a)에 있어서 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향 및 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동되도록 되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(52)은, 실질상 수평으로 배치된 원통 형상의 케이싱(521)의 선단에 장착된 집광기(522)로부터 펄스 레이저 광선을 조사한다. 또한, 상기 레이저 광선 조사 수단(52)을 구성하는 케이싱(521)의 선단부에 장착된 촬상 수단(53)은, 도시된 실시형태에 있어서는 가시 광선에 의해 촬상하는 통상의 촬상 소자(CCD) 외에, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선 조명 수단과, 이 적외선 조명 수단에 의해 조사된 적외선을 포착하는 광학계와, 이 광학계에 의해 포착된 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성되어 있고, 촬상한 화상 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다.
전술한 레이저 가공 장치(5)를 이용하여 실시하는 개질층 형성 공정에 대해서, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
이 개질층 형성 공정은, 우선 전술한 도 5에 나타내는 레이저 가공 장치(5)의 척 테이블(51) 상에 상기 예비 연삭 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)의 보호 테이프(3)측을 배치한다. 그리고, 흡인 수단(513)의 전자 개폐 밸브(513c)를 활성화(ON)하여 개로함으로써, 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 부압을 작용시키고, 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 보호 테이프(3)를 개재하여 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(51) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(2)는, 이면(2b)이 상측이 된다. 이와 같이 하여, 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 척 테이블(51)은, 도시하지 않는 가공 이송 수단에 의해 촬상 수단(53)의 바로 아래에 위치 결정된다.
척 테이블(51)이 촬상 수단(53)의 바로 아래에 위치 결정되면, 촬상 수단(53) 및 도시하지 않는 제어 수단에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 레이저 가공하여야 할 가공 영역을 검출하는 얼라인먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단(53) 및 도시하지 않는 제어 수단은, 반도체 웨이퍼(2)의 소정 방향으로 형성되어 있는 스트리트(21)와, 스트리트(21)를 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(522)의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트를 수행한다. 또한, 반도체 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 상기 소정 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 스트리트(21)에 대해서도, 마찬가지로 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 수행된다. 이때, 반도체 웨이퍼(2)의 스트리트(21)가 형성되어 있는 표면(2a)은 하측에 위치하고 있지만, 촬상 수단(53)이 전술한 바와 같이 적외선 조명 수단과 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성된 촬상 수단을 구비하고 있기 때문에, 이면(2b)으로부터 투과하여 스트리트(21)를 촬상할 수 있다.
이상과 같이 하여 척 테이블(51) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 스트리트(21)를 검출하고, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 행하여졌다면, 도 6의 (a)에서 나타내는 바와 같이 척 테이블(51)을 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(522)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시켜, 소정 스트리트(21)의 일단[도 6의 (a)에 있어서 좌단]을 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(522)의 바로 아래에 위치 결정한다. 다음에, 집광기(522)로부터 조사되는 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)(하면)으로부터 디바이스의 마무리 두께(S)에 상당하는 위치보다 이면(2b)(상면)측에 맞춘다. 즉, 디바이스의 마무리 두께(t)가 50 ㎛인 경우에는, 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)(하면)으로부터 예컨대 75 ㎛ 상방의 위치에 맞춘다. 그리고, 집광기(522)로부터 실리콘 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블(51), 즉 반도체 웨이퍼(2)를 도 6의 (a)에 있어서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 6의 (b)에서 나타내는 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(522)의 조사 위치가 스트리트(21)의 타단의 위치에 도달하였다면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하며 척 테이블(51), 즉 반도체 웨이퍼(2)의 이동을 정지한다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(2)의 내부에는, 스트리트(21)를 따라 표면(2a)(하면)으로부터 예컨대 50 ㎛ 상방의 위치보다 이면(2b)(상면)측에 두께가 예컨대 50 ㎛인 개질층(210)이 형성된다. 이 개질층(210)은, 용융 재고화층으로서 형성된다. 또한, 상기 개질층 형성 공정을 실시하여 반도체 웨이퍼(2)의 내부에 스트리트(21)를 따라 개질층(210)을 형성하면, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이 개질층(210)의 상단으로부터 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)(상면)측에 크랙(211)이 용이하게 발생하지만, 개질층(210)의 하단으로부터 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)(하면)측에는 크랙을 발생시키는 것은 곤란하다.
상기 개질층 형성 공정에 있어서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
광원: LD 여기 Q 스위치 Nd: YVO4 펄스 레이저
파장: 1064 ㎚의 펄스 레이저
반복 주파수: 100 ㎑
평균 출력: 1 W
집광 스폿 직경: φ1 ㎛
가공 이송 속도: 100 ㎜/초
전술한 바와 같이 소정 스트리트(21)를 따라 상기 개질층 형성 공정을 실시하였다면, 척 테이블(51)을 화살표 Y로 나타내는 방향으로 반도체 웨이퍼(2)에 형성된 스트리트(21)의 간격만큼 인덱싱 이동시켜(인덱싱 공정), 상기 개질층 형성 공정을 수행한다. 이와 같이 하여 소정 방향으로 형성된 모든 스트리트(21)를 따라 상기 개질층 형성 공정을 실시하였다면, 척 테이블(51)을 90도 회동시켜, 상기 소정 방향으로 형성된 스트리트(21)에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 스트리트(21)를 따라 상기 개질층 형성 공정을 실행한다.
다음에, 개질층 형성 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지하고 있는 척 테이블(51)에 의한 흡인 유지를 해제하며, 유지면에 배치된 반도체 웨이퍼(2)에 공기압을 작용시킴으로써 반도체 웨이퍼(2)를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정을 실시한다. 이 분할 공정은, 척 테이블(51)의 유지면에 배치된 반도체 웨이퍼(2)의 외주연을, 도 7에 나타내는 반송 수단(6)에 의해 가이드하면서 실시한다. 도 7에 나타내는 반송 수단(6)은, 흡인 유지 패드(61)와, 이 흡인 유지 패드(61)를 지지하는 작동 아암(62)을 구비하고 있다. 흡인 유지 패드(61)는, 원반형의 베이스(611)와 패드(612)로 이루어져 있다. 베이스(611)는 적절한 금속재에 의해 구성되고, 그 상면 중앙부에는 지지축부(611a)가 돌출하여 형성되어 있으며, 이 지지축부(611a)가 작동 아암(62)의 선단부에 장착된다. 지지축부(611a)의 상단에는 걸림부(611b)가 마련되어 있고, 이 걸림부(611b)가 작동 아암(62)에 형성된 결합부(622a)와 결합하도록 되어 있다. 또한, 베이스(611)의 상면과 작동 아암(62)의 사이에는 압축 코일 스프링(63)이 배치되어, 베이스(611)를 하방을 향하여 압박하고 있다.
흡인 유지 패드(61)를 구성하는 베이스(611)는, 하방이 개방된 원형상의 오목부(611c)를 구비하고 있다. 이 오목부(611c)에 다공성의 세라믹스 부재에 의해 원반형으로 형성된 패드(612)가 감합되어 있다. 이와 같이 하여 베이스(611)의 오목부(611c)에 감합된 패드(612)의 하면은, 피가공물을 흡인 유지하는 흡착면으로서 기능한다. 흡인 유지 패드(61)를 구성하는 베이스(611)에 형성된 원형상의 오목부(611c)는, 지지축부(611a)에 마련된 연통로(611d)를 개재하여 작동 아암(62) 내에 설치된 플렉시블 파이프 등의 배관(64)에 접속되어 있다. 또한, 배관(64)은 도시하지 않는 흡인 수단에 접속되어 있다. 따라서, 도시하지 않는 흡인 수단이 작동하면, 배관(64), 연통로(611d), 베이스(611)의 오목부(611c)를 개재하여 패드(612)의 하면(흡착면)에 부압이 작용되어, 상기 패드(612)의 하면(흡착면)에 피가공물을 흡인 유지할 수 있다.
상기 흡인 유지 패드(61)를 구성하는 베이스(611)의 외주부에는, 상하 방향으로 관통하는 3개의 이동 규제 막대 안내 구멍(611e)이 서로 120도의 각도차를 가지고 마련되어 있다. 이 3개의 이동 규제 막대 안내 구멍(611e)에는, 각각 이동 규제 막대(65)가 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있다.
전술한 반송 수단(6)을 이용하여 척 테이블(51)의 유지면에 배치된 반도체 웨이퍼(2)의 외주연을 이동 규제하면서 분할 공정을 실시하기 위해서는, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이 척 테이블(51) 상에 있어서 흡인 유지가 해제된 개질층 형성 공정이 실시되어 있는 반도체 웨이퍼(2)의 외주연의 외측에 위치 결정한 3개의 이동 규제 막대(65)의 하단을 척 테이블(51)의 상면에 배치한다. 이와 같이 하여, 3개의 이동 규제 막대(65)에 의해 척 테이블(51) 상에 배치되어 있는 반도체 웨이퍼(2)의 수평 방향의 이동을 규제한 상태로, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이 압축 공기 공급 수단(514)의 전자 개폐 밸브(514c)를 활성화(ON)하여 개로한다. 따라서, 배관(514b), 통로(511c), 감합 오목부(511a)를 개재하여 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 공기압이 작용하고, 흡착 척(512)의 상면인 유지면에 배치된 반도체 웨이퍼(2)에 공기압이 작용된다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(2)에는 전술한 바와 같이 개질층(210)의 상단으로부터 이면(2b)(상면)측에 크랙(211)이 발생하여, 표면(2a)(하면)에 점착된 보호 테이프(3)에 작용하는 공기압에 의해 상측에 볼록형으로 용이하게 만곡되기 때문에, 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이 개질층(210)의 하단으로부터 표면(2a)(하면)측에는 크랙(212)이 발생하고, 반도체 웨이퍼(2)는 개질층(210)이 형성된 스트리트(21)를 따라 개개의 디바이스(22)로 분할된다.
전술한 분할 공정을 실시하였다면, 압축 공기 공급 수단(514)의 전자 개폐 밸브(514c)를 전원 단절(OFF)하여 폐로한다. 이 결과, 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)는, 척 테이블(51) 상에 배치된 상태가 된다. 다음에, 반송 수단(6)의 흡인 유지 패드(61)를 하강시켜 패드(612)의 하면(흡착면)을 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)(상면)에 접촉시켜 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시킴으로써, 패드(612)의 하면(흡착면)에 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한다. 이와 같이 패드(612)의 하면(흡착면)에 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 반송 수단(6)은, 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)를 다음 공정에 반송한다.
전술한 바와 같이 분할 공정을 실시하였다면, 웨이퍼 분할 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)의 이면을 연삭하여, 반도체 웨이퍼(2)를 디바이스의 마무리 두께로 형성함으로써 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정을 실시한다. 이 개질층 제거 공정은, 도 9에 나타내는 연삭 장치(40)를 이용하여 실시한다. 또한, 도 9에 나타내는 연삭 장치(40)는 상기 도 3에 나타내는 연삭 장치(4)와 실질적으로 동일한 구성이기 때문에, 동일 부재에는 동일 부호를 붙이고 상기 설명은 생략한다.
전술한 연삭 장치(40)를 이용하여 상기 개질층 제거 공정을 실시하기 위해서는, 도 9에 나타내는 바와 같이 척 테이블(41)의 상면(유지면)에 상기 분할 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)의 보호 테이프(3)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않는 흡인 수단에 의해 척 테이블(41) 상에 개개의 디바이스(22)로 분할되어 있는 반도체 웨이퍼(2)를 보호 테이프(3)를 개재하여 흡착 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(41) 상에 유지된 개개의 디바이스(22)로 분할되어 있는 반도체 웨이퍼(2)는, 이면(2b)이 상측이 된다. 이와 같이 척 테이블(41) 상에 개개의 디바이스(22)로 분할되어 있는 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지하였다면, 척 테이블(41)을 도 9에 있어서 화살표 41a로 나타내는 방향으로 예컨대 300 rpm으로 회전시키면서, 연삭 수단(42)의 연삭 휠(424)을 도 9에 있어서 화살표 424a로 나타내는 방향으로 예컨대 6000 rpm으로 회전시켜, 도 10에 나타내는 바와 같이 연삭 지석(426)을 피가공면인 개개의 디바이스(22)로 분할되어 있는 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)에 접촉시키고, 연삭 휠(424)을 도 9 및 도 10에 있어서 화살표 424b로 나타내는 바와 같이 예컨대 0.5 ㎛/초의 연삭 이송 속도로 하방[척 테이블(41)의 유지면에 대하여 수직인 방향]으로 소정량 연삭 이송한다. 이 결과, 개개의 디바이스(22)로 분할되어 있는 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)이 연삭되어 반도체 웨이퍼(2)는 마무리 두께(예컨대 50 ㎛)로 형성된다. 이 개질층 제거 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼(2)를 마무리 두께인 50 ㎛까지 연삭함으로써 개질층(210)을 제거한다. 또한, 개개의 디바이스(22)로 분할된 복수의 디바이스(22)는, 상기 표면에 보호 테이프(3)가 점착되어 있기 때문에, 따로따로 흩어지지 않고 반도체 웨이퍼(2)의 형태가 유지되어 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시형태에 대해서 설명한다.
전술한 실시형태에 있어서는, 상기 분할 공정을, 개질층 형성 공정을 실시한 레이저 가공 장치(5)의 척 테이블(51) 상에 있어서 실시한 예를 나타내었지만, 다른 실시형태에 있어서는 상기 개질층 제거 공정을 실시하는 연삭 장치(40)의 척 테이블(41) 상에서 실시한다. 이 때문에, 연삭 장치(40)의 척 테이블(41)은, 상기 레이저 가공 장치(5)의 척 테이블(51)과 동일하게 구성되어 있다. 즉, 척 테이블(41)은, 도 11의 (a)에 나타내는 바와 같이 원기둥형의 본체(411)와, 이 본체(411)의 상면에 설치된 통기성을 갖는 다공성의 세라믹 부재로 이루어지는 흡착 척(412)을 구비하고 있다. 본체(411)는 스테인리스강 등의 금속재에 의해 형성되어 있고, 그 상면에는 원형의 감합 오목부(411a)가 마련되어 있다. 이 감합 오목부(41a)에는, 바닥면의 외주부에 흡착 척(412)이 배치되는 환형의 배치 선반(411b)이 마련되어 있다. 또한, 본체(411)에는 감합 오목부(411a)에 개구하는 통로(411c)가 마련되어 있다. 이와 같이 구성된 척 테이블(41)은, 통로(411c)가 흡인 수단(413) 및 압축 공기 공급 수단(414)에 접속되어 있다. 흡인 수단(413)은, 흡인원(413a)과, 이 흡인원(413a)과 통로(411c)를 접속하는 배관(413b)에 설치된 전자 개폐 밸브(413c)로 이루어져 있다. 이 전자 개폐 밸브(413c)는, 전원 단절(OFF)되어 있는 상태에서는 폐로하고 있으며, 활성화(ON)되면 개로하도록 되어 있다. 따라서, 전자 개폐 밸브(413c)가 활성화(ON)되면, 배관(413b), 통로(411c), 감합 오목부(411a)를 개재하여 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 부압이 작용하여, 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 배치된 피가공물이 흡인 유지된다. 또한, 압축 공기 공급 수단(414)은, 압축 공기원(414a)과, 이 압축 공기원(414a)과 통로(411c)를 접속하는 배관(414b)에 설치된 전자 개폐 밸브(414c)를 구비하고 있다. 이 전자 개폐 밸브(414c)는, 전원 단절(OFF)되어 있는 상태에서는 폐로하고 있으며, 활성화(ON)되면 개로하도록 되어 있다. 따라서, 전자 개폐 밸브(414c)가 활성화(ON)되면, 배관(414b), 통로(411c), 감합 오목부(411a)를 개재하여 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 공기압이 작용하여, 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 배치된 피가공물에 공기압이 작용된다.
전술한 연삭 장치(40)의 척 테이블(41) 상에서 분할 공정을 실시하기 위해서는, 반송 수단(6)의 흡인 유지 패드(61)의 하면(흡착면)에 상기 개질층 형성 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지하여, 척 테이블(41) 상에 반송한다. 그리고, 흡인 유지 패드(61)에 의한 반도체 웨이퍼(2)의 흡인 유지를 해제하며, 흡인 유지 패드(61)를 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이 소정 거리 상승시킨다. 이 결과, 척 테이블(41) 상의 반도체 웨이퍼(2)는, 3개의 이동 규제 막대(65)에 의해 수평 방향의 이동을 규제한 상태가 된다. 다음에, 압축 공기 공급 수단(414)의 전자 개폐 밸브(414c)를 활성화(ON)하여 개로한다. 따라서, 배관(414b), 통로(411c), 감합 오목부(411a)를 개재하여 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 공기압이 작용하여, 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 배치된 반도체 웨이퍼(2)에 공기압이 작용된다. 이 결과, 도 11의 (c)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)에는 전술한 바와 같이 개질층(210)의 상단으로부터 이면(2b)(상면)측에 크랙(211)이 발생하여, 표면(2a)(하면)에 점착된 보호 테이프(3)에 작용하는 공기압에 의해 상측에 볼록형으로 용이하게 만곡되기 때문에, 도 11의 (c)에 나타내는 바와 같이 개질층(210)의 하단으로부터 표면(2a)(하면)측에는 크랙(212)이 발생하고, 반도체 웨이퍼(2)는 개질층(210)이 형성된 스트리트(21)를 따라 개개의 디바이스(22)로 분할된다.
전술한 분할 공정을 실시하였다면, 압축 공기 공급 수단(414)의 전자 개폐 밸브(414c)를 전원 단절(OFF)하여 폐로한다. 이 결과, 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)는, 척 테이블(41) 상에 배치된 상태가 된다. 다음에, 흡인 수단(413)의 전자 개폐 밸브(413c)를 활성화(ON)하여 개로함으로써, 배관(413b), 통로(411c), 감합 오목부(411a)를 개재하여 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 부압이 작용하여, 흡착 척(412)의 상면인 유지면에 배치된 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한다. 그리고, 연삭 장치(40)에 의한 상기 개질층 제거 공정을 실시한다.
다음에, 상기 개질층 제거 공정을 실시함으로써 마무리 두께로 형성된 반도체 웨이퍼(2)의 이면을 환형의 프레임에 장착된 신장 가능한 점착 테이프의 표면에 점착하며 반도체 웨이퍼(2)의 표면에 점착되어 있는 보호 테이프(3)를 박리하는 웨이퍼 시프팅 공정을 실시한다. 즉, 도 12에 나타내는 바와 같이 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)측을 환형의 프레임(7)에 장착된 신장 가능한 점착 테이프(70)에 점착한다. 따라서, 반도체 웨이퍼(2)의 표면에 점착되어 있는 보호 테이프(3)는 상측이 된다. 그리고, 반도체 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 점착되어 있는 보호 테이프(3)를 박리한다.
상기 웨이퍼 시프팅 공정을 실시하였다면, 환형의 프레임(7)에 장착된 신장 가능한 점착 테이프(70)에 점착된 반도체 웨이퍼(2)가 개개로 분할되어 있는 디바이스(22)를 픽업하는 픽업 공정을 실시한다. 이 픽업 공정은, 도 13에 나타내는 픽업 장치(8)를 이용하여 실시한다. 도 13에 나타내는 픽업 장치(8)는, 상기 환형의 프레임(7)을 유지하는 프레임 유지 수단(81)과, 이 프레임 유지 수단(81)에 유지된 환형의 프레임(7)에 장착된 점착 테이프(70)를 확장하는 테이프 확장 수단(82)과, 픽업 콜릿(83)을 구비하고 있다. 프레임 유지 수단(81)은, 환형의 프레임 유지 부재(811)와, 이 프레임 유지 부재(811)의 외주에 설치된 고정 수단으로서의 복수의 클램프(812)를 구비하고 있다. 프레임 유지 부재(811)의 상면은 환형의 프레임(7)을 배치하는 배치면(811a)을 형성하고 있으며, 이 배치면(811a) 상에 환형의 프레임(7)이 배치된다. 그리고, 배치면(811a) 상에 배치된 환형의 프레임(7)은, 클램프(812)에 의해 프레임 유지 부재(811)에 고정된다. 이와 같이 구성된 프레임 유지 수단(81)은, 테이프 확장 수단(82)에 의해 상하 방향으로 진퇴 가능하게 지지되어 있다.
테이프 확장 수단(82)은, 상기 환형의 프레임 유지 부재(811)의 내측에 설치되는 확장 드럼(821)을 구비하고 있다. 이 확장 드럼(821)은, 환형의 프레임(7)의 내경보다 작으며 이 환형의 프레임(7)에 장착된 점착 테이프(70)에 점착되는 반도체 웨이퍼(2)의 외경보다 큰 내경 및 외경을 갖는다. 또한, 확장 드럼(821)은, 하단에 지지 플랜지(822)를 구비하고 있다. 도시된 실시형태에 있어서의 테이프 확장 수단(82)은, 상기 환형의 프레임 유지 부재(811)를 상하 방향으로 진퇴 가능한 지지 수단(823)을 구비하고 있다. 이 지지 수단(823)은, 상기 지지 플랜지(822) 상에 설치된 복수의 에어 실린더(823a)를 구비하고 있고, 상기 피스톤 로드(823b)가 상기 환형의 프레임 유지 부재(811)의 하면에 연결된다. 이와 같이 복수의 에어 실린더(823a)를 구비하는 지지 수단(823)은, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이 환형의 프레임 유지 부재(811)를 배치면(811a)이 확장 드럼(821)의 상단과 대략 동일 높이가 되는 기준 위치와, 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이 확장 드럼(821)의 상단보다 소정량 하방의 확장 위치의 사이를 상하 방향으로 이동시킨다.
이상과 같이 구성된 픽업 장치(8)를 이용하여 실시하는 픽업 공정에 대해서 도 14를 참조하여 설명한다. 즉, 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)가 점착되어 있는 점착 테이프(70)가 장착된 환형의 프레임(7)을, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이 프레임 유지 수단(81)을 구성하는 프레임 유지 부재(811)의 배치면(811a) 상에 배치하고, 클램프(812)에 의해 프레임 유지 부재(811)에 고정한다(프레임 유지 공정). 이때, 프레임 유지 부재(811)는 도 14의 (a)에 나타내는 기준 위치에 위치 결정되어 있다. 다음에, 테이프 확장 수단(82)을 구성하는 지지 수단(823)으로서의 복수의 에어 실린더(823a)를 작동시켜, 환형의 프레임 유지 부재(811)를 도 14의 (b)에 나타내는 확장 위치로 하강시킨다. 따라서, 프레임 유지 부재(811)의 배치면(811a) 상에 고정되어 있는 환형의 프레임(7)도 하강하기 때문에, 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이 환형의 프레임(7)에 장착된 점착 테이프(70)는 확장 드럼(821)의 상단 가장자리에 접하여 확장된다(테이프 확장 공정). 이 결과, 점착 테이프(70)에 점착되어 있는 반도체 웨이퍼(2)는 스트리트(21)를 따라 개개의 디바이스(22)로 분할되어 있기 때문에, 개개의 디바이스(22) 사이가 넓어져, 간격(S)이 형성된다. 이 상태로, 픽업 콜릿(83)을 작동시켜 디바이스(22)의 표면(상면)을 흡착 유지하며, 점착 테이프(70)로부터 박리하여 픽업한다. 이때, 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이 점착 테이프(70)의 하측으로부터 푸쉬업 바늘(84)에 의해 디바이스(22)를 밀어올림으로써, 디바이스(22)를 점착 테이프(70)로부터 용이하게 박리할 수 있다. 이 푸쉬업 바늘(84)은 디바이스(22)의 이면에 작용하여 밀어올리기 때문에, 디바이스(22)의 표면을 손상시키는 일은 없다. 또한, 픽업 공정에 있어서는, 전술한 바와 같이 개개의 디바이스(22) 사이의 간극(S)이 넓어져 있기 때문에, 인접하는 디바이스(22)와 접촉하는 일없이 용이하게 픽업할 수 있다. 이와 같이 픽업 콜릿(83)에 의해 픽업되는 디바이스(22)는 표면(상면)이 흡착 유지되기 때문에, 그 후 디바이스(22)의 표리를 반전할 필요가 없다. 이와 같이 하여 제조된 디바이스(22)는, 측면에 개질층이 존재하지 않기 때문에, 항절 강도가 1.5배 이상 향상된다.
2: 반도체 웨이퍼
21: 스트리트
22: 디바이스
210: 개질층
3: 보호 테이프
4: 연삭 장치
40: 연삭 장치
41: 척 테이블
413: 흡인 수단
414: 압축 공기 공급 수단
42: 연삭 수단
424: 연삭 휠
426: 연삭 지석
5: 레이저 가공 장치
51: 척 테이블
513: 흡인 수단
514: 압축 공기 공급 수단
52: 레이저 광선 조사 수단
522: 집광기
6: 반송 수단
7: 환형의 프레임
70: 점착 테이프
8: 픽업 장치
81: 프레임 유지 수단
82: 테이프 확장 수단
83: 픽업 콜릿
21: 스트리트
22: 디바이스
210: 개질층
3: 보호 테이프
4: 연삭 장치
40: 연삭 장치
41: 척 테이블
413: 흡인 수단
414: 압축 공기 공급 수단
42: 연삭 수단
424: 연삭 휠
426: 연삭 지석
5: 레이저 가공 장치
51: 척 테이블
513: 흡인 수단
514: 압축 공기 공급 수단
52: 레이저 광선 조사 수단
522: 집광기
6: 반송 수단
7: 환형의 프레임
70: 점착 테이프
8: 픽업 장치
81: 프레임 유지 수단
82: 테이프 확장 수단
83: 픽업 콜릿
Claims (4)
- 표면에 격자형으로 형성된 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서,
웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과,
웨이퍼를 유지하는 유지면을 가지며 상기 유지면에 부압과 공기압을 작용시킬 수 있게 구성된 척 테이블을 구비한 레이저 가공 장치를 이용하고, 상기 척 테이블의 상기 유지면에 웨이퍼의 보호 테이프측을 배치하여 상기 유지면에 부압을 작용시킴으로써 상기 유지면 상에 웨이퍼를 흡인 유지하며, 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하고, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하며, 상기 개질층의 웨이퍼 이면측의 단부로부터 이면측에 크랙을 형성하는 개질층 형성 공정과,
상기 개질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼를 흡인 유지하고 있는 상기 척 테이블에 의한 흡인 유지를 해제하여, 웨이퍼 표면측 및 상기 보호 테이프가 흡인되지 않도록 하고, 웨이퍼의 이면을 흡착 유지하여 연삭 장치에 반송하는 반송 수단에 의해, 상기 유지면에 배치된 웨이퍼의 수평면 내에서의 이동을 규제하면서 웨이퍼 표면측에 상기 보호 테이프를 개재하여 공기압을 작용시킴으로써 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정과,
상기 웨이퍼 분할 공정이 실시된 웨이퍼의 이면을 흡착 유지하여 연삭 장치에 반송하는 반송 공정과,
반송된 웨이퍼의 보호 테이프측을 상기 연삭 장치의 상기 유지면에 유지하고, 상기 웨이퍼의 이면측을 연삭하여, 웨이퍼를 디바이스의 마무리 두께로 형성함으로써 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 보호 테이프 점착 공정을 실시한 후이면서 상기 개질층 형성 공정을 실시하기 전에 웨이퍼의 이면을 연삭하여, 웨이퍼를 상기 개질층 형성 공정에서 적정한 개질층을 형성할 수 있는 정해진 두께로 형성하는 예비 연삭 공정을 실시하는 웨이퍼 가공 방법.
- 표면에 격자형으로 형성된 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서,
웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과,
웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사하고, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 웨이퍼의 표면으로부터 디바이스의 마무리 두께에 이르지 않는 깊이의 개질층을 형성하며, 상기 개질층의 웨이퍼 이면측의 단부로부터 이면측에 크랙을 형성하는 개질층 형성 공정과,
웨이퍼를 유지하는 유지면을 가지며 상기 유지면에 부압과 공기압을 작용시킬 수 있게 구성된 척 테이블을 구비한 연삭 장치를 이용하고, 상기 척 테이블의 상기 유지면에 상기 개질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼의 보호 테이프측을 배치하며, 상기 웨이퍼 표면측 및 상기 보호 테이프가 상기 유지면에 흡인되지 않도록 하고, 웨이퍼의 이면을 흡착 유지하여 연삭 장치에 반송하는 반송 수단에 의해, 상기 유지면에 배치된 웨이퍼의 수평면 내에서의 이동을 규제하면서 공기압을 작용시킴으로써 웨이퍼를 개질층이 형성된 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정과,
상기 분할 공정을 실시한 후에, 상기 연삭 장치의 상기 척 테이블의 상기 유지면에 부압을 작용시킴으로써 상기 유지면 상에 웨이퍼의 상기 보호 테이프측을 흡인 유지하고, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 디바이스의 마무리 두께로 형성함으로써 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법. - 제3항에 있어서, 상기 보호 테이프 점착 공정을 실시한 후이면서 상기 개질층 형성 공정을 실시하기 전에 웨이퍼의 이면을 연삭하여, 웨이퍼를 상기 개질층 형성 공정에서 적정한 개질층을 형성할 수 있는 정해진 두께로 형성하는 예비 연삭 공정을 실시하는 웨이퍼 가공 방법.
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