KR102096674B1 - 웨이퍼 가공 방법 - Google Patents

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노보루 다케다
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 효율적으로 개개의 칩으로 분할할 수 있고, 칩의 품질을 저하시키지 않는 웨이퍼 가공 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 개개의 칩으로 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 분할해야 할 영역의 내부에 위치시켜 조사하고, 웨이퍼의 내부에 비정질의 필라멘트를 분할 예정 라인을 따라서 형성하는 필라멘트 형성 공정과, 비정질의 필라멘트를 에칭하는 에칭제에 의해 분할 예정 라인을 따라서 형성된 비정질의 필라멘트를 에칭함으로써, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 개개의 칩으로 분할하는 에칭 공정을 포함한다.

Description

웨이퍼 가공 방법{WAFER MACHINING METHOD}
본 발명은, 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼 등의 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 개개의 칩으로 분할하는 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다.
당업자에게 주지된 바와 같이, 반도체 디바이스 제조 프로세스에서는, 실리콘 등의 기판의 표면에 절연막과 기능막이 적층된 기능층에 의해 복수의 IC, LSI 등의 디바이스를 매트릭스형으로 형성한 반도체 웨이퍼가 형성된다. 이와 같이 형성된 반도체 웨이퍼는 상기 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 있고, 이 분할 예정 라인을 따라서 분할함으로써 개개의 반도체칩을 제조하고 있다.
또, 광디바이스 제조 프로세스에서는, 사파이어 기판이나 탄화규소 기판의 표면에 n형 질화물 반도체층 및 p형 질화물 반도체층으로 이루어진 광디바이스층이 적층되고, 격자형으로 형성된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광디바이스를 형성하여 광디바이스 웨이퍼를 구성한다. 그리고, 광디바이스 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 절단함으로써 광디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 칩을 제조하고 있다.
전술한 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼 등의 웨이퍼를 분할하는 방법으로서, 그 피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 이용하여, 분할해야 할 영역의 내부에 집광점을 맞춰 펄스 레이저 광선을 조사하는 레이저 가공 방법도 시도되고 있다. 이 레이저 가공 방법을 이용한 분할 방법은, 웨이퍼의 한쪽 면측으로부터 내부에 집광점을 맞춰서 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 피가공물의 내부에 분할 예정 라인을 따라서 개질층을 연속적으로 형성하고, 이 개질층이 형성됨으로써 강도가 저하된 분할 예정 라인을 따라서 외력을 가하는 것에 의해 웨이퍼를 분할하는 기술이다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
또, 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼 등의 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 분할하는 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 분할 예정 라인을 따라서 조사함으로써 어블레이션 가공을 하여 레이저 가공홈을 형성하고, 이 파단 기점이 되는 레이저 가공홈이 형성된 분할 예정 라인을 따라서 외력을 부여함으로써 할단하는 기술이 실용화되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 제3408805호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 평10-305420호 공보
그렇게 하여, 웨이퍼의 내부에 레이저 광선의 집광점을 위치시켜 개질층을 형성하기 위해서는 개구수(NA)가 0.8 전후인 집광 렌즈를 이용할 필요가 있고, 예컨대 두께가 300 ㎛인 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하기 위해서는 개질층을 여러단 겹쳐서 형성해야 하므로 생산성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.
또, 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하면, 웨이퍼의 조사면 근방에서 어블레이션 가공이 실시되어 에너지가 웨이퍼의 내부까지 침투하지 않기 때문에, 분할 예정 라인을 따라서 복수회 펄스 레이저 광선을 조사해야 하므로 생산성이 나쁘고, 파편이 비산하여 칩의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주요 기술적 과제는, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 효율적으로 개개의 칩으로 분할할 수 있고, 칩의 품질을 저하시키지 않는 웨이퍼 가공 방법을 제공하는 것이다.
상기 주요 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 개개의 칩으로 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서,
웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 분할해야 할 영역의 내부에 위치시켜 조사하고, 비정질의 필라멘트를 분할 예정 라인을 따라서 형성하는 필라멘트 형성 공정과,
비정질의 필라멘트를 에칭하는 에칭제에 의해 분할 예정 라인을 따라서 형성된 비정질의 필라멘트를 에칭함으로써, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 개개의 칩으로 분할하는 에칭 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법이 제공된다.
상기 필라멘트 형성 공정에서 조사되는 펄스 레이저 광선을 집광하는 집광 렌즈의 개구수(NA)는 0.1∼0.3으로 설정되어 있다.
본 발명에 의한 웨이퍼 가공 방법은, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 분할해야 할 영역의 내부에 위치시켜 조사하고, 웨이퍼의 내부에 비정질의 필라멘트를 분할 예정 라인을 따라서 형성하는 필라멘트 형성 공정과, 비정질의 필라멘트를 에칭하는 에칭제에 의해 분할 예정 라인을 따라서 형성된 비정질의 필라멘트를 에칭함으로써, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 개개의 칩으로 분할하는 에칭 공정을 포함하고 있기 때문에, 에칭 공정에서는 분할 예정 라인을 따라서 형성된 필라멘트가 에칭되어 제거되므로, 가공 변형이 잔존하지 않아 분할된 칩의 항절 강도가 향상된다. 또, 상기 에칭 공정에서는, 웨이퍼의 에칭제가 공급되는 면도 에칭제에 의해 에칭되지만, 비정질의 필라멘트에 비하여 에칭 속도가 1/10 정도이므로 에칭량은 아주 작으며, 오히려 피가공물의 에칭제가 공급되는 면이 약간 에칭되는 것에 의해, 웨이퍼의 에칭제가 공급되는 면에 잔존하는 연삭 변형 등의 가공 변형이 제거되어 분할된 칩의 항절 강도가 향상된다.
또, 전술한 필라멘트 형성 공정에서 형성되는 비정질의 필라멘트는, 피가공물의 레이저 광선의 조사면(상면)으로부터 하면에 걸쳐 형성할 수 있기 때문에, 웨이퍼의 두께가 두껍더라도 펄스 레이저 광선을 1회 조사하면 되기 때문에, 생산성이 매우 양호해진다.
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 가공 방법에 의해 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도.
도 2는 보호 부재 접착 공정의 설명도.
도 3은 필라멘트 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도.
도 4는 필라멘트 형성 공정의 설명도.
도 5는 에칭 공정의 설명도.
도 6은 웨이퍼 지지 공정의 설명도.
이하, 본 발명에 의한 웨이퍼 가공 방법에 관해, 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1에는, 본 발명에 의한 웨이퍼 가공 방법에 의해 가공되는 웨이퍼로서의 광디바이스 웨이퍼의 사시도가 나타나 있다. 도 1에 나타내는 광디바이스 웨이퍼(2)는, 두께가 300 ㎛인 사파이어 기판의 표면(2a)에 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광디바이스(21)가 매트릭스형으로 형성되어 있다. 그리고, 각 광디바이스(21)는, 격자형으로 형성된 스트리트라고 불리는 분할 예정 라인(22)에 의해 구획되어 있다. 또한, 도 1에 나타내는 광디바이스 웨이퍼(2)는 분할 예정 라인(22)이 명확하게 형성되어 있지만, 예컨대 유리판으로 이루어진 웨이퍼 등에서는 분할 예정 라인이 명확하게 형성되어 있지 않고, 정해진 기준 위치로부터 정해진 거리의 위치에 분할 예정 라인이 설정되어 있는 경우도 있다.
전술한 광디바이스 웨이퍼(2)를 분할 예정 라인(22)을 따라서 분할하는 웨이퍼 가공 방법에 관해 이하에 설명한다. 우선, 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 형성된 광디바이스(21)를 보호하기 위해, 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호 부재를 접착하는 보호 부재 접착 공정을 실시한다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호 부재로서의 보호 테이프(3)를 접착한다. 또한, 보호 테이프(3)는, 본 실시형태에서는 두께가 100 ㎛인 폴리염화비닐(PVC)로 이루어진 시트형 기재의 표면에 아크릴 수지계의 풀이 두께 5 ㎛ 정도 도포되어 있다.
전술한 보호 부재 접착 공정을 실시했다면, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 분할해야 할 영역의 내부에 위치시켜 조사하고, 비정질의 필라멘트를 분할 예정 라인(22)을 따라서 형성하는 필라멘트 형성 공정을 실시한다. 이 필라멘트 형성 공정은, 도 3에 나타내는 레이저 가공 장치(4)를 이용하여 실시한다. 도 3에 나타내는 레이저 가공 장치(4)는, 피가공물을 유지하는 척테이블(41)과, 상기 척테이블(41) 상에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(42)과, 척테이블(41) 상에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(43)을 갖추고 있다. 척테이블(41)은, 피가공물을 흡인 유지하도록 구성되어 있고, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 도 3에서 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동하고, 도시하지 않은 인덱싱 이송 수단에 의해 도 3에서 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동하도록 되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(42)은, 실질적으로 수평으로 배치된 원통형상의 케이싱(421)을 포함하고 있다. 케이싱(421) 내에는 도시하지 않은 펄스 레이저 광선 발진기나 반복 주파수 설정 수단을 갖춘 펄스 레이저 광선 발진 수단이 배치되어 있다. 상기 케이싱(421)의 선단부에는, 펄스 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하기 위한 집광 렌즈(422a)를 갖춘 집광기(422)가 장착되어 있다. 이 집광기(422)의 집광 렌즈(422a)는, 개구수(NA)가 0.1∼0.3의 범위로 설정되는 것이 중요하다. 본 실시형태에서는 개구수(NA)가 0.25로 설정되어 있다. 또한, 레이저 광선 조사 수단(42)은, 집광기(422)에 의해 집광되는 펄스 레이저 광선의 집광점 위치를 조정하기 위한 집광점 위치 조정 수단(도시하지 않음)을 갖추고 있다.
케이싱(421)에 장착된 촬상 수단(43)은, 피가공물을 조명하는 조명 수단과, 상기 조명 수단에 의해 조명된 영역을 포착하는 광학계와, 상기 광학계에 의해 포착된 이미지를 촬상하는 촬상 소자(CCD) 등을 갖추며, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않은 제어 수단에 보낸다.
전술한 레이저 가공 장치(4)를 이용하여, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 분할해야 할 영역의 내부에 위치시켜 조사하고, 비정질의 필라멘트를 분할 예정 라인(22)을 따라서 형성하는 필라멘트 형성 공정에 관해, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
우선, 전술한 도 3에 나타내는 레이저 가공 장치(4)의 척테이블(41) 상에 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 접착된 보호 테이프(3)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 보호 테이프(3)를 개재하여 광디바이스 웨이퍼(2)를 척테이블(41) 상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척테이블(41)에 유지된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 이면(2b)이 상측이 된다. 이와 같이 하여, 광디바이스 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 척테이블(41)은, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 촬상 수단(43)의 바로 아래에 위치하게 된다.
척테이블(41)이 촬상 수단(43)의 바로 아래에 위치하게 되면, 촬상 수단(43) 및 도시하지 않은 제어 수단에 의해 광디바이스 웨이퍼(2)의 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 얼라인먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단(43) 및 도시하지 않은 제어 수단은, 광디바이스 웨이퍼(2)의 제1 방향으로 형성되어 있는 분할 예정 라인(22)과, 상기 분할 예정 라인(22)을 따라서 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(42)의 집광기(422)의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트를 수행한다(얼라인먼트 공정). 또, 광디바이스 웨이퍼(2)에 상기 제1 방향과 직교하는 방향으로 형성된 분할 예정 라인(22)에 대해서도, 마찬가지로 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 수행된다.
전술한 얼라인먼트 공정을 실시했다면, 도 4에 나타낸 바와 같이 척테이블(41)을 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(42)의 집광기(422)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 정해진 분할 예정 라인(22)을 집광기(422)의 바로 아래에 위치시킨다. 이 때, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)는, 분할 예정 라인(22)의 일단(도 4의 (a)에서 좌단)이 집광기(422)의 바로 아래에 위치하게 된다. 다음으로, 집광기(422)로부터 조사되는 펄스 레이저 광선(LB)의 집광점(P)을 광디바이스 웨이퍼(2)의 두께 방향 중간부에 위치시킨다. 이 펄스 레이저 광선의 집광점(P)은, 본 실시형태에서는 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)의 레이저 광선(LB)의 조사면인 이면(2b)(상면)으로부터 160 ㎛ 하측 위치에 설정되어 있다. 그리고, 집광기(422)로부터 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척테이블(41)을 도 4의 (a)에서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 정해진 이송 속도로 이동시킨다(필라멘트 형성 공정). 그리고, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(42)의 집광기(422)의 조사 위치에 분할 예정 라인(22)의 타단(도 4의 (a)에서 우단)이 도달했다면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 척테이블(41)의 이동을 정지한다.
상기 필라멘트 형성 공정에서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
파장 : 1030 nm
반복 주파수 : 50 kHz
펄스폭 : 10 ps
평균 출력 : 3 W
집광 렌즈의 개구수(NA) : 0.25
집광 스폿 직경 : φ10 ㎛
포커스 : -160 ㎛(조사면으로부터 디포커스)
가공 이송 속도 : 800 mm/초
전술한 가공 조건에 의해 필라멘트 형성 공정을 실시함으로써, 광디바이스 웨이퍼(2)의 내부에는, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 조사면인 이면(2b)(상면)으로부터 표면(2a)(하면)에 걸쳐 분할 예정 라인(22)을 따라서 정해진 간격(본 실시형태에서는 16 ㎛의 간격(가공 이송 속도 : 800 mm/초)/(반복 주파수 : 50 kHz))으로 비정질의 필라멘트(23)가 형성된다. 이 필라멘트(23)는, 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이 중심에 형성된 세공(231)과 상기 세공(231)의 주위에 형성된 비정질층(232)을 포함하며, 본 실시형태에서는 인접하는 필라멘트(23)의 비정질층(232)이 접속하는 형태로 되어 있다. 또한, 전술한 필라멘트 형성 공정에서 형성되는 비정질의 필라멘트(23)는, 광디바이스 웨이퍼(2)의 레이저 광선(LB)의 조사면(상면)으로부터 하면에 걸쳐 형성할 수 있으므로, 웨이퍼의 두께가 두껍더라도 펄스 레이저 광선을 1회 조사하면 되기 때문에, 생산성이 매우 양호해진다.
전술한 바와 같이 정해진 분할 예정 라인(22)을 따라서 상기 필라멘트 형성 공정을 실시했다면, 척테이블(41)을 화살표 Y로 나타내는 방향으로 광디바이스 웨이퍼(2)에 형성된 분할 예정 라인(22)의 간격만큼 인덱싱 이동시켜(인덱싱 공정), 상기 필라멘트 형성 공정을 수행한다. 이와 같이 하여 제1 방향으로 형성된 모든 분할 예정 라인(22)을 따라서 상기 필라멘트 형성 공정을 실시했다면, 척테이블(41)을 90도 회전시켜, 상기 제1 방향으로 형성된 분할 예정 라인(22)에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(22)을 따라서 상기 필라멘트 형성 공정을 실행한다.
전술한 필라멘트 형성 공정을 실시했다면, 필라멘트 형성 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼(2)에 형성된 필라멘트(23)를 에칭제에 의해 에칭하고, 광디바이스 웨이퍼(2)를 분할 예정 라인(22)을 따라서 개개의 칩으로 분할하는 에칭 공정을 실시한다. 이 에칭 공정은, 도 5에 나타내는 에칭 장치(5)에 의해 실시한다. 에칭 장치(5)는, 피가공물을 흡인 유지하는 척테이블(51)과, 상기 척테이블(51)에 유지된 피가공물에 에칭제를 공급하는 에칭제 공급 노즐(52)을 갖추고 있다. 이와 같이 구성된 에칭 장치(5)를 이용하여 상기 에칭 공정을 실시하기 위해서는, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 에칭 장치(5)의 척테이블(51) 상에 필라멘트 형성 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 접착된 보호 테이프(3)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 보호 테이프(3)를 개재하여 광디바이스 웨이퍼(2)를 척테이블(51) 상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척테이블(51)에 유지된 필라멘트 형성 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 이면(2b)이 상측이 된다. 다음으로, 척테이블(51)을 예컨대 10∼60 rpm의 회전 속도로 회전시키면서 에칭제 공급 노즐(52)로부터 광디바이스 웨이퍼(2)에 형성된 필라멘트(23)를 에칭하는 에칭제(50)를 공급한다. 또한, 에칭제로는, 광디바이스 웨이퍼(2)가 사파이어 기판으로 이루어져 있는 경우에는 플루오르화수소산, 농황산을 이용할 수 있다. 또, 웨이퍼가 실리콘 기판으로 이루어져 있는 경우에는 플루오르화수소산, 플루오르화수소산+질산을 이용하고, 웨이퍼가 유리 기판으로 이루어져 있는 경우에는 플루오르화수소산, 수산화칼륨(KOH)을 이용할 수 있다.
필라멘트 형성 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼(2)를 유지한 척테이블(51)을 회전시키면서 에칭제 공급 노즐(52)로부터 에칭제(50)를 공급하면, 에칭제는 비정질의 필라멘트(23)에 신속히 침투하여 에칭한다. 그 결과, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)는, 필라멘트(23)가 형성된 분할 예정 라인(22)을 따라서 에칭되어 제거되어 개개의 광디바이스칩(21)으로 분할된다.
이상과 같이, 전술한 에칭 공정에서는, 분할 예정 라인(22)을 따라서 형성된 필라멘트(23)가 에칭되어 제거되기 때문에, 가공 변형이 잔존하지 않아 분할된 광디바이스칩(21)의 항절 강도가 향상된다. 또, 상기 에칭 공정에서는, 광디바이스 웨이퍼(2)의 이면(2b)도 에칭제에 의해 에칭되지만, 비정질의 필라멘트(23)에 비하여 에칭 속도가 1/10 정도이므로 에칭량은 아주 작으며, 오히려 광디바이스 웨이퍼(2)의 이면(2b)이 약간 에칭되는 것에 의해, 광디바이스 웨이퍼(2)의 이면(2b)에 잔존하는 연삭 변형 등의 가공 변형이 제거되어 분할된 칩의 항절 강도가 향상된다.
전술한 에칭 공정을 실시했다면, 개개의 광디바이스칩(21)으로 분할된 광디바이스 웨이퍼(2)의 이면(2b)을 환형의 프레임에 장착된 점착 테이프의 표면에 접착하고 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 접착된 보호 테이프(3)를 박리하는 웨이퍼 지지 공정을 실시한다. 즉, 도 6에 나타낸 바와 같이 개개의 광디바이스칩(21)으로 분할된 광디바이스 웨이퍼(2)의 이면(2b)측을 환형의 프레임(F)에 장착된 점착 테이프(T)에 접착한다. 따라서, 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 접착되어 있는 보호 테이프(3)는 상측이 된다. 그리고, 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 접착되어 있는 보호 부재로서의 보호 테이프(3)를 박리한다. 이와 같이 하여 환형의 프레임(F)에 장착된 점착 테이프(T)에 접착된 개개의 광디바이스칩(21)으로 분할된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 다음 공정인 픽업 공정으로 반송된다.
이상, 본 발명을 도시한 실시형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 실시형태에만 한정되지 않고, 본 발명의 취지의 범위에서 여러가지 변형이 가능하다. 예컨대, 전술한 실시형태에서는 사파이어 기판으로 이루어진 광디바이스 웨이퍼를 개개의 광디바이스칩으로 분할하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 실리콘 웨이퍼로 이루어진 웨이퍼나 유리 기판으로 이루어진 웨이퍼에 적용하더라도 전술한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또, 전술한 에칭 공정에서는, 웨트 에칭의 예를 나타냈지만, SF6이나 C4F8를 이용한 플라즈마 에칭을 실시해도 좋다.
2 : 광디바이스 웨이퍼 21 : 광디바이스
22 : 분할 예정 라인 23 : 필라멘트
3 : 보호 테이프 4 : 레이저 가공 장치
41 : 레이저 가공 장치의 척테이블 42 : 레이저 광선 조사 수단
422 : 집광기 5 : 에칭 장치
51 : 에칭 장치의 척테이블 52 : 에칭제 공급 노즐
F : 환형의 프레임 T : 점착 테이프

Claims (8)

  1. 복수의 개별 칩들을 얻기 위해 복수의 분할 예정 라인들을 따라서 웨이퍼를 분할하는 웨이퍼 가공 방법으로서, 상기 웨이퍼는 상면과 하면을 포함하고, 상기 웨이퍼 가공 방법은,
    펄스 레이저 광선의 집광점이, 분할되어야 할 대상 영역 내의 상기 웨이퍼 내부로 설정된 조건에서, 각 분할 예정 라인을 따라, 상기 웨이퍼에 대해 투과성 파장을 갖는 펄스 레이저 광선을 조사함으로써, 각 분할 예정 라인을 따라 상기 웨이퍼 내부에 복수의 비정질의 필라멘트들을 형성하는 필라멘트 형성 단계로서, 상기 비정질의 필라멘트들 각각은 세공 및 상기 세공 주위에 형성된 비정질층을 포함하고, 상기 필라멘트 형성 단계는 상기 비정질의 필라멘트들의 세공들이 서로로부터 미리 정해진 간격들로 분리되도록 구성된 공정 조건 하에서 수행되는 것인, 상기 필라멘트 형성 단계;
    에칭제를 이용하여, 각 분할 예정 라인을 따라 상기 웨이퍼 내부에 형성된 상기 비정질의 필라멘트들을 에칭함으로써, 상기 분할 예정 라인들을 따라 상기 웨이퍼를 상기 개별 칩들로 분할하는 에칭 단계를 포함하고,
    상기 필라멘트 형성 단계에서 조사되는 상기 펄스 레이저 광선은 집광 렌즈에 의해 집광되고, 상기 집광 렌즈의 개구수(NA)는 0.1 내지 0.3의 범위 내에서 설정되고,
    상기 비정질층, 그리고 상기 비정질의 필라멘트들의 세공들 각각은 상기 웨이퍼의 상기 상면으로부터 상기 웨이퍼의 상기 하면으로 연장함으로써, 상기 웨이퍼를 완전히 관통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필라멘트 형성 단계 동안 이용되는 상기 펄스 레이저 광선은 1030 nm의 파장과 10 ㎛의 집광 스폿 직경을 갖는 것인, 웨이퍼 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필라멘트 형성 단계 동안 이용되는 상기 펄스 레이저 광선은 50 kHz의 반복 주파수와 10 ps의 펄스 폭을 갖는 것인, 웨이퍼 가공 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필라멘트 형성 단계 동안 이용되는 상기 펄스 레이저 광선은 상기 웨이퍼의 상기 상면 및 하면 사이의 중간 위치에 집광되어, 상기 펄스 레이저 광선이 상기 웨이퍼의 상기 하면 상에서 디포커스(defocus)되는 것인, 웨이퍼 가공 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 펄스 레이저 광선을 조사하기 위한 레이저 광선 조사 수단과 상기 웨이퍼 간의 상대적 이동의 가공 이송 속도는 800 mm/s인 것인, 웨이퍼 가공 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 간격들 각각은 16 ㎛인 것인, 웨이퍼 가공 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비정질의 필라멘트들의 인접한 비정질층들은 서로 연결된 것인, 웨이퍼 가공 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 세공들 각각은 연관된 비정질층에 의해 완전히 둘러싸인 것인, 웨이퍼 가공 방법.
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