KR102158832B1 - Wafer dicing method and apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼 상에 제1광원을 조사하여 절단홈부를 형성하는 단계; 상기 웨이퍼에 형성되는 상기 절단홈부에 제2광원을 조사하는 가열 단계; 상기 제2광원이 조사된 상기 절단홈부를 냉각시키는 냉각 단계;를 포함하고, 상기 절단홈부를 형성하는 단계에서는 제1광원의 형상은 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성되는 웨이퍼 절단 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, forming a cut groove by irradiating a first light source on a wafer; A heating step of irradiating a second light source to the cut groove formed in the wafer; A cooling step of cooling the cutting groove portion irradiated with the second light source; and, in the step of forming the cutting groove portion, a wafer cutting method in which the shape of the first light source is formed in a symmetrical or asymmetric shape having a predetermined area is provided. do.

Description

웨이퍼 절단 방법 및 절단 장치{Wafer dicing method and apparatus}Wafer dicing method and apparatus TECHNICAL FIELD

본 발명의 실시예들은 웨이퍼 절단 방법 및 절단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 절단, 분리 시간을 단축시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 절단 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a wafer cutting method and a cutting apparatus, and more particularly, to a wafer cutting method and apparatus capable of reducing wafer cutting and separation time and improving productivity.

일반적으로 웨이퍼 다이싱 공정(wafer dicing process)은 반도체 생산 공정 가운데 웨이퍼 제조 공정과 패키징 공정 사이에 위치하여 웨이퍼를 개별칩 단위로 분리하는 공정이다.In general, the wafer dicing process is a process of separating a wafer into individual chip units by being positioned between the wafer manufacturing process and the packaging process among semiconductor production processes.

종래 웨이퍼와 같은 대상체를 여러 조각으로 분리할 수 있는 방법으로 기계적 가공, 구체적으로 다이아몬드 블레이드를 사용하여 웨이퍼를 물리적으로 절단하는 소위 쏘잉(sawing)에 의한 절단 방법이 있다. 이러한 쏘잉을 이용한 웨이퍼 다이싱의 경우 절단 방법이 간편한 장점이 있으나, 이러한 기계적 가공은 가공 속도가 느릴 뿐만 아니라 절단 시 작은 파편 조각들이 발생하며, 절단면이 매끄럽지 않아 고정밀도로 다이싱하는데 부적합하다.As a method of separating an object such as a conventional wafer into several pieces, there is a mechanical processing, specifically, a cutting method by so-called sawing in which the wafer is physically cut using a diamond blade. In the case of dicing a wafer using such sawing, the cutting method has the advantage of being simple, but this mechanical processing not only slows the processing speed, but also generates small fragments during cutting, and the cutting surface is not smooth, making it unsuitable for dicing with high precision.

이러한 문제를 해결하기 위하여 레이저를 이용하여 웨이퍼의 절단하고자하는 부위를 개질한 후 인장력을 가하여 웨이퍼를 절단하는 방법이 사용되고 있다. In order to solve this problem, a method of cutting the wafer by applying a tensile force after modifying a portion to be cut of a wafer using a laser is used.

그러나 레이저는 웨이퍼인 대상 물질 표면에서 점으로 초점이 형성되며, 이로 인하여 선으로 가공하기 위해 연속적인 점 가공으로 진행해야 한다. 이때 광원의 반복률(repetition rate)에 의해 대상 물질의 이동 속도가 제한되고 이로 인하여 생산성이 제한되는 문제점이 있었다. However, the laser is focused as a point on the surface of the target material, which is a wafer, and for this reason, it must proceed with continuous point processing in order to be processed into a line. At this time, there is a problem in that the moving speed of the target material is limited by the repetition rate of the light source, and thus productivity is limited.

대한민국 공개특허공보 제10-1995-0015631호(1995.06.17 공개, 발명의 명칭: 다이싱 머신)에는 반도체 웨이퍼 다이싱 머신이 개시되어 있다.Korean Patent Application Publication No. 10-1995-0015631 (published on June 17, 1995, title of the invention: dicing machine) discloses a semiconductor wafer dicing machine.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로, 제1광원의 형상이 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성됨으로 인하여 점 가공 방식으로 광원을 조사하는 것에 비하여, 웨이퍼 상에서 절단홈부의 가공 시간 및 웨이퍼의 절단, 분리 시간이 단축되고, 생산성이 향상되는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to improve the above problems, and since the shape of the first light source is formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area, compared to irradiating the light source in a point processing method, processing of a cut groove on a wafer It aims to shorten the time and the cutting and separation time of the wafer, and to improve productivity.

또한, 웨이퍼 상에 절단홈부를 형성하고, 가열 단계와 냉각 단계를 통한 급속 팽창과 수축을 통해 대상 물질인 웨이퍼를 원하는 형태로 신속하게 절단, 분리하여 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object to improve productivity by forming a cutting groove on the wafer and rapidly cutting and separating the target material wafer into a desired shape through rapid expansion and contraction through a heating step and a cooling step.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명의 일 실시예는 웨이퍼 절단 방법에 관한 것으로, 웨이퍼 상에 제1광원을 조사하여 절단홈부를 형성하는 단계; 상기 웨이퍼에 형성되는 상기 절단홈부에 제2광원을 조사하는 가열 단계; 상기 제2광원이 조사된 상기 절단홈부를 냉각시키는 냉각 단계;를 포함하고, 상기 절단홈부를 형성하는 단계에서는 제1광원의 형상은 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성될 수 있다.An embodiment of the present invention relates to a wafer cutting method, comprising the steps of forming a cut groove by irradiating a first light source on the wafer; A heating step of irradiating a second light source to the cut groove formed in the wafer; And a cooling step of cooling the cutting groove portion irradiated with the second light source, and in the step of forming the cutting groove portion, the shape of the first light source may be formed in a symmetrical or asymmetric shape having a predetermined area.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1광원은 펄스 레이저(pulse laser)로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first light source may be formed of a pulse laser.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스 레이저는 탑-햇 빔 프로파일(top-hat beam profile)을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pulsed laser may have a top-hat beam profile.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스 레이저는 가우시안 빔 프로파일(gaussian beam profile)을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pulsed laser may have a Gaussian beam profile.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1광원을 통과시키며, 회절 현상을 통해 상기 제1광원의 조사 영역을 확장시키는 단계; 및 확장되는 상기 제1광원을 통과시키며 상기 웨이퍼에 집광시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the method includes: passing the first light source and expanding an irradiation area of the first light source through diffraction; And condensing light onto the wafer while passing the expanded first light source.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각 단계에서는 상기 절단홈부를 향해 냉매가 분사되어 상기 절단홈부를 냉각시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the cooling step, a coolant is injected toward the cut groove to cool the cut groove.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2광원은 연속파(countinuous wave, CW) 레이저일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second light source may be a countinuous wave (CW) laser.

본 발명의 일 실시예는 웨이퍼 절단 장치에 관한 것으로, 웨이퍼에 제1광원을 조사하는 제1광조사부; 상기 제1광조사부의 후방 측에 배치되며, 상기 웨이퍼에 제2광원을 조사하는 제2광조사부; 및 상기 제2광조사부의 후방 측에 배치되며, 상기 웨이퍼를 냉각시키는 냉각부;를 포함하고, 상기 제1광원의 형상은 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성되어 상기 웨이퍼 상에 절단홈부를 형성할 수 있다.An embodiment of the present invention relates to a wafer cutting apparatus, comprising: a first light irradiation unit for irradiating a first light source to the wafer; A second light irradiation unit disposed on the rear side of the first light irradiation unit and irradiating a second light source onto the wafer; And a cooling unit disposed on the rear side of the second light irradiation unit and cooling the wafer, wherein the shape of the first light source is formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area to form a cut groove on the wafer. Can be formed.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각부는 상기 웨이퍼 측을 향해 분사홀부가 형성되는 노즐부;를 더 포함하며, 상기 분사홀부를 통해 상기 웨이퍼에 냉매가 분사될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the cooling unit further includes a nozzle unit having a jet hole portion formed toward the wafer side, and a coolant may be jetted to the wafer through the jet hole portion.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1광원의 조사 경로에 배치되고, 확장부상기 제1광원의 조사 영역을 확장시키는 확장부;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an extension part disposed on the irradiation path of the first light source and an extension part extending the irradiation area of the first light source may further be included.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 확장부확장부는, 회절 현상을 통해 상기 제1광원의 조사 영역을 확장시키는 회절광학소자; 및 상기 회절광학소자를 통과하는 상기 제1광원의 조사 경로에 배치되어 상기 제1광원을 웨이퍼에 집광시키는 렌즈부;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the expansion unit expansion unit may include a diffractive optical element for expanding an irradiation area of the first light source through a diffraction phenomenon; And a lens unit disposed in an irradiation path of the first light source passing through the diffractive optical element to condense the first light source onto the wafer.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼에 절단홈부를 형성하는 단계에서 제1광원의 형상이 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성됨으로 인하여 연속적인 점 가공에 비하여 절단홈부 형성 속도가 증가되는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention made as described above, in the step of forming the cutting groove on the wafer, since the shape of the first light source is formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area, the cutting groove is formed compared to continuous point processing. There is an effect of increasing the speed.

또한, 절단홈부 형성 속도가 증가됨으로 인하여 웨이퍼의 절단, 분리 공정 시간이 단축되고 생산성이 향상되는 효과가 있다.In addition, due to an increase in the cutting groove forming speed, there is an effect of shortening the wafer cutting and separating process time and improving productivity.

또한, 가열 단계와 냉각 단계를 통한 팽창 및 수축으로 인해 발생되는 열 응력으로 웨이퍼를 신속하게 절단, 분리할 수 있는 효과가 있다. In addition, there is an effect that the wafer can be quickly cut and separated by thermal stress generated due to expansion and contraction through the heating and cooling steps.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 절단 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치의 사용상태를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치를 도시한 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부에서 조사되는 제1광원의 프로파일을 도시한 도면이다.
도 4b는 웨이퍼에 형성되는 절단홈부를 도시한 평면도이다.
도 4c는 도 4b의 X-X'단면을 도시한 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광원에 의해 형성되는 절단홈부를 도시한 정단면도이다.
도 6은 도 2a의 A부분에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장부를 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1광원에 의해 형성되는 절단홈부를 도시한 정단면도이다.1 is a flowchart illustrating a wafer cutting method according to embodiments of the present invention.
2A to 2C are conceptual diagrams showing a state of use of the wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4A is a view showing a profile of a first light source irradiated by a first light irradiation unit according to an embodiment of the present invention.
4B is a plan view showing a cut groove formed in a wafer.
4C is a front cross-sectional view showing a cross-section X-X' of FIG. 4B.
5 is a front cross-sectional view showing a cut groove formed by a first light source according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating an extension part according to another embodiment of the present invention in part A of FIG. 2A.
7 is a front cross-sectional view showing a cut groove formed by a first light source according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described later in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding constituent elements are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first and second are not used in a limiting meaning, but are used for the purpose of distinguishing one component from another component.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or elements described in the specification are present, and do not preclude the possibility of adding one or more other features or elements in advance.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다In the drawings, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of description. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, so the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 절단 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 절단 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 절단 방법을 도시한 순서도이다. 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치의 사용상태를 도시한 개념도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치를 도시한 평면도이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부에서 조사되는 제1광원의 프로파일을 도시한 도면이다. 도 4b는 웨이퍼에 형성되는 절단홈부를 도시한 평면도이다. 도 4c는 도 4b의 X-X'단면을 도시한 정단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광원에 의해 형성되는 절단홈부를 도시한 정단면도이다.Hereinafter, a wafer cutting apparatus and a wafer cutting method using the same according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a flowchart illustrating a wafer cutting method according to embodiments of the present invention. 2A to 2C are conceptual diagrams showing a state of use of the wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a plan view showing a wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. 4A is a view showing a profile of a first light source irradiated by a first light irradiation unit according to an embodiment of the present invention. 4B is a plan view showing a cut groove formed in a wafer. 4C is a front cross-sectional view showing a cross-section X-X' of FIG. 4B. 5 is a front cross-sectional view showing a cut groove formed by a first light source according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치(1)는 제1광조사부(100), 제2광조사부(200), 냉각부(300)를 포함할 수 있다. The wafer cutting apparatus 1 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a first light irradiation unit 100, a second light irradiation unit 200, and a cooling unit 300.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부(100)는 스테이지(5)의 상측 또는 하측(도 2a 기준)에 배치되는 것으로, 스테이지(5) 상에서 이동되는 대상 물질, 구체적으로 태양광 전지용 웨이퍼(10)에 제1광원(L1)을 조사할 수 있다.1 to 3, the first light irradiation unit 100 according to an embodiment of the present invention is disposed above or below the stage 5 (based on FIG. 2A), and is moved on the stage 5. The first light source L1 may be irradiated onto the target material, specifically, the wafer 10 for solar cells.

제1광조사부(100)는 뒤에 설명할 제2광조사부(200), 냉각부(300)와 함께 스테이지(5)의 상측(도 2a 기준)에 배치되고, 스테이지(5)가 구동부(도면 미도시)로부터 동력을 전달받아 일 방향으로 이동이 가능함으로 인하여, 스테이지(5) 상에 배치되어 이동하는 웨이퍼(10)를 향해 제1광원(L1)을 조사할 수 있다. The first light irradiation unit 100 is disposed above the stage 5 (based on Fig. 2A) together with the second light irradiation unit 200 and the cooling unit 300 to be described later, and the stage 5 is a driving unit (not shown in the drawing). The first light source L1 can be irradiated toward the moving wafer 10 disposed on the stage 5 because it can be moved in one direction by receiving power from the city).

본 발명에서는 스테이지(5)가 구동부로부터 동력을 전달받아 이동되나, 이에 한정하는 것은 아니고, 웨이퍼(10)가 구동부에 안착되어 이동되는 등 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.In the present invention, the stage 5 is moved by receiving power from the driving unit, but is not limited thereto, and various modifications such as the wafer 10 being seated and moved on the driving unit are possible.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치(1)에서 위치 고정되는 제1광조사부(100), 제2광조사부(200), 냉각부(300)의 하측(도 2a 기준)에서 스테이지(5)는 좌측에서 우측 방향(도 2a 기준)으로 이동되며, 스테이지(5) 상에 배치되는 웨이퍼(10)도 좌측에서 우측 방향(도 2a 기준)으로 이동된다.2A to 2C, the lower side of the first light irradiation unit 100, the second light irradiation unit 200, and the cooling unit 300 fixed in position in the wafer cutting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In (based on Fig. 2A), the stage 5 is moved from left to right (based on Fig. 2A), and the wafer 10 disposed on the stage 5 is also moved from left to right (based on Fig. 2A).

본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1)은 펄스 레이저(pulse laser)로 형성될 수 있다. 웨이퍼 절단 장치(1)에서 제1광조사부(100)는 제1광원(L1)을 미리 설정되는 반복률(repetition rate)에 따라 조사하고, 이에 따라 대상 물질인 웨이퍼(10)의 이동 속도가 설정된다.The first light source L1 irradiated by the first light irradiation unit 100 according to an embodiment of the present invention may be formed of a pulse laser. In the wafer cutting apparatus 1, the first light irradiation unit 100 irradiates the first light source L1 according to a preset repetition rate, and accordingly, the moving speed of the wafer 10 as a target material is set. .

도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1)은 탑-햇 빔 프로파일(top-hat beam profile)을 가질 수 있다.4A, 4B, and 4C, the first light source L1 irradiated by the first light irradiation unit 100 according to an embodiment of the present invention has a top-hat beam profile. Can have.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1)이 탑-햇 빔 프로파일로 형성됨으로 인하여 제1광원(L1)은 미리 설정되는 직경(D)에 대하여 균일한 에너지 강도(intensity, I)를 가지고, 미리 설정되는 반복률에 의해 웨이퍼(10) 측에 조사되는 제1광원(L1) 빔의 형상이 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성될 수 있다.Since the first light source L1 irradiated by the first light irradiation unit 100 according to an embodiment of the present invention is formed in a top-hat beam profile, the first light source L1 is configured with respect to a preset diameter D The shape of the beam of the first light source L1 irradiated to the wafer 10 side with a uniform energy intensity (I) and a predetermined repetition rate may be formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area.

본 명세서에서 '소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상'이라 함은, 정사각형, 직사각형 또는 타원형 형상의 대칭 또는 비대칭 형상을 의미한다. In the present specification, "a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area" means a symmetrical or asymmetrical shape of a square, rectangular or oval shape.

이로 인하여 제1광원(L1)이 점 광원의 가우시안(Gaussian) 빔 프로파일을 가지는 경우, 빔의 형상이 상대적으로 좁은 영역에 원형으로 형성되는 것에 비하여 동일한 반복률로 제1광원(L1)을 조사 시 웨이퍼(10)의 이동 속도를 증가시킬 수 있다.Accordingly, when the first light source L1 has a Gaussian beam profile of a point light source, the wafer is irradiated with the same repetition rate compared to the shape of the beam formed in a circular shape in a relatively narrow area. You can increase the movement speed of (10).

광조사부에서 조사되는 광원이 가우시안 빔 프로파일을 가지는 경우, 구체적으로 100kHz의 반복률, 50μm의 직경을가지고, 25μm 간격으로 이동하여 절단홈부를 생성하면 속도는 25m/sec로 형성된다. 6inch 웨이퍼를 2개로 절단하는데 소요되는 시간은 1장 당 6msec이 소요된다.When the light source irradiated from the light irradiation unit has a Gaussian beam profile, specifically, it has a repetition rate of 100 kHz, a diameter of 50 μm, and moves at 25 μm intervals to create a cut groove, the speed is formed at 25 m/sec. The time required to cut a 6inch wafer into 2 pieces takes 6msec per sheet.

이에 비하여 제1광원(L1)의 빔 형상이 가로 25μm, 세로 100μm의 직사각형 형상으로 형성되면, 100μm 간격으로 이동하여 절단홈부(11)를 생성할 수 있고, 속도는 100m/sec로 형성된다. 따라서 웨이퍼 1장당 1.5msec가 소요되며, 점 광원의 가우시안 빔 프로파일로 가지는 경우에 비하여 4배의 속도 증가 및 생산성 향상의 효과가 있다. In contrast, when the beam shape of the first light source L1 is formed in a rectangular shape of 25 μm in width and 100 μm in length, it can be moved at 100 μm intervals to create the cut grooves 11, and the speed is formed at 100 m/sec. Therefore, it takes 1.5msec per wafer, and there is an effect of 4 times increase in speed and productivity improvement compared to the case of having a Gaussian beam profile of a point light source.

이에 더하여 웨이퍼(10)의 이동 속도가 증가됨으로 인해 웨이퍼 절단 속도 역시 증가되고, 웨이퍼(10) 생산성이 향상되는 효과가 있다. In addition, as the moving speed of the wafer 10 is increased, the wafer cutting speed is also increased and productivity of the wafer 10 is improved.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1) 빔의 형상은 정사각형, 직사각형 또는 타원형 형상으로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 모서리가 라운드지게 형성되는 거의 직사각형도 포함되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.The shape of the first light source (L1) beam irradiated from the first light irradiation unit 100 according to an embodiment of the present invention is formed in a square, rectangular, or elliptical shape, but is not limited thereto, and is formed to have a rounded edge. Various modifications, such as including a rectangle, are possible.

직사각형에는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치(1)의 작용 효과의 관점에서 직사각형과 동일시 할 수 있는 것을 모두 포함할 수 있다.The rectangle may include all things that can be identified with the rectangle in terms of the effect of the wafer cutting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

도 4a, 도 4b, 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광원(L1)의 형상이 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성됨으로 인하여 제1광원(L1)을 겹쳐 조사할 경우 겹침율을 줄일 수 있고, 겹침으로 인한 열적 손상이 발생되는 것을 방지하여 효율적으로 웨이퍼(10)를 절단, 가공, 분리할 수 있는 효과가 있다.4A, 4B and 4C, the first light source L1 according to an embodiment of the present invention is formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area, so that the first light source L1 is overlapped and irradiated. If so, it is possible to reduce the overlapping rate and prevent thermal damage due to the overlapping, thereby effectively cutting, processing, and separating the wafer 10.

도 4a 내지 도 4c 및, 도 5를 참조하면, 제1광조사부(100)에서 웨이퍼(10)를 향해 조사되는 제1광원(L1)은 웨이퍼(10) 상에 절단홈부(11)를 형성한다. 본 명세서에서 절단홈부(11)는, 대상 물질인 웨이퍼(10)에 형성되는 노치(notch) 등을 의미한다.4A to 4C and 5, the first light source L1 irradiated from the first light irradiation unit 100 toward the wafer 10 forms a cut groove 11 on the wafer 10. . In the present specification, the cut groove 11 refers to a notch formed in the wafer 10 as a target material.

본 발명의 일 실시예에 다른 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1)의 빔의 형상이 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성됨으로 인하여, 상대적으로 좁은 면적에서 원 형상으로 조사되는 것에 비하여 넓은 영역에 절단홈부(11)를 형성할 수 있고, 제1광원(L1)이 미리 설정되는 직경(D)에 대하여 균일한 에너지 강도(intensity, I)를 가짐으로 인하여 절단홈부(11)의 저면부(도 4c 기준)가 편평하게 형성될 수 있다.Since the shape of the beam of the first light source L1 irradiated from the first light irradiation unit 100 according to an embodiment of the present invention is formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area, Compared to the irradiation, the cut groove 11 can be formed in a wide area, and the first light source L1 has a uniform energy intensity I with respect to a preset diameter D. The bottom portion of 11) (based on FIG. 4C) may be formed flat.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2광조사부(200)는 제1광조사부(100)의 후방 측에 배치되며, 대상 물질인 웨이퍼(10)에 제2광원(L2)을 조사한다. 제2광원(L2)은 연속파(Continuous wave, CW) 레이저로 형성될 수 있다.1 to 5, the second light irradiation unit 200 according to an embodiment of the present invention is disposed at the rear side of the first light irradiation unit 100, and a second light source is provided on the wafer 10 as a target material. Investigate (L2). The second light source L2 may be formed of a continuous wave (CW) laser.

도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2광원(L2)이 연속파 레이저로 형성됨으로 인하여 웨이퍼(10) 상의 절단홈부(11)가 형성되는 부분을 급속 가열 및 팽창시킬 수 있다. Referring to FIG. 2B, since the second light source L2 according to an embodiment of the present invention is formed by a continuous wave laser, a portion of the wafer 10 in which the cutting groove 11 is formed can be rapidly heated and expanded.

본 명세서에서 연속파 레이저는 레이저 중에서 시간적으로 일정한 출력으로 발진을 계속할 수 있는 레이저를 의미하고, 가우시안 프로파일을 가질 수 있다.In the present specification, a continuous wave laser means a laser capable of continuing oscillation with a temporally constant output among lasers, and may have a Gaussian profile.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 제2광조사부(200)는 스테이지(5)의 상측(도 2a 기준)에 배치되고, 대상 물질인 웨이퍼가 이동됨에 따라 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1)에 의해 절단홈부(11)가 형성된 부분이 제2광조사부(200)의 하측에 배치될 수 있다.2A to 2C, the second light irradiation unit 200 is disposed above the stage 5 (based on FIG. 2A), and is irradiated by the first light irradiation unit 100 as the target material wafer is moved. A portion in which the cutting groove 11 is formed by the first light source L1 may be disposed under the second light irradiation unit 200.

도 2b, 도 4b, 도 4c를 참조하면, 도 2b에서 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1)에 의해 웨이퍼(10)에 절단홈부(11)가 형성되고, 웨이퍼(10)가 이동됨에 따라 절단홈부(11)가 형성된 부분이 제2광조사부(200)의 하측(도 2b 기준)에 배치되고, 제2광조사부(200)는 웨이퍼(10)의 이동 방향을 기준으로 절단홈부(11)의 양측부를 향해 제2광원(L2)을 조사할 수 있다. 2B, 4B, and 4C, a cut groove 11 is formed in the wafer 10 by the first light source L1 irradiated from the first light irradiation unit 100 in FIG. 2B, and the wafer 10 ) Is moved, the portion in which the cutting groove 11 is formed is disposed under the second light irradiation unit 200 (based on FIG. 2B), and the second light irradiation unit 200 is based on the moving direction of the wafer 10 The second light source L2 may be irradiated toward both sides of the cut groove 11.

도 4c를 참조하면, 제1광원(L1)이 탑-햇 빔 프로파일을 가짐으로 인하여 절단홈부(11)의 양측부가 저면부(도 4c 기준)를 기준으로 가파르게 형성되며, 제1광원(L1)에서 발생되는 열의 영향을 받는 면적(H)이 가우시안 빔 프로파일인 경우에 비해 상대적으로 작게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4C, since the first light source L1 has a top-hat beam profile, both sides of the cut groove 11 are formed steeply with respect to the bottom (based on FIG. 4C), and the first light source L1 The area H that is affected by the heat generated from may be formed relatively smaller than that of the Gaussian beam profile.

이로 인하여 웨이퍼(10) 상에 형성되는 절단홈부(11)의 양측부에는 급속 가열을 통한 팽창이 필요하다.Accordingly, both sides of the cutting groove 11 formed on the wafer 10 need to be expanded through rapid heating.

도 2b, 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2광조사부(200)에서 제2광원(L2), 구체적으로 연속파 레이저를 조사하고, 웨이퍼(10)의 이동 방향(도 4b 기준)을 기준으로 절단홈부(11)의 양측부에 제2광원(L2)을 조사하여 급속 가열 및 팽창시킬 수 있다.2B and 4C, the second light irradiation unit 200 according to an embodiment of the present invention irradiates a second light source L2, specifically a continuous wave laser, and the moving direction of the wafer 10 (FIG. 4B) Reference) by irradiating the second light source (L2) on both sides of the cut groove 11 as a reference, it is possible to rapidly heat and expand.

이로 인하여 제2광조사부(200)에서 조사되는 제2광원(L2)에 의해 절단홈부(11)의 양측부(도 4c 기준)에서 열의 영향을 받는 면적(H)이 증가될 수 있다. 이는 뒤에 설명할 냉각부(300)에 의해 절단홈부(11)의 양측부(도 4C 기준)가 급속 냉각 및 수축되며, 급격한 온도 변화에 의해서 생기는 열 응력에 의해 웨이퍼(10)가 신속하게 절단될 수 있는 효과가 있다.Due to this, the area H affected by heat in both sides of the cut groove 11 (based on FIG. 4C) by the second light source L2 irradiated from the second light irradiation unit 200 may be increased. This is because both sides of the cutting groove 11 (based on FIG. 4C) are rapidly cooled and contracted by the cooling unit 300, which will be described later, and the wafer 10 is quickly cut due to thermal stress generated by a rapid temperature change. It can have an effect.

도 2a 내지 도 2c, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부(300)는 제2광조사부(200)의 후방(도 2a 기준 우측) 측에 배치되는 것으로, 노즐부(310)를 포함할 수 있다.2A to 2C and 3, the cooling unit 300 according to an embodiment of the present invention is disposed at the rear (right side of FIG. 2A) of the second light irradiation unit 200, and the nozzle unit ( 310) may be included.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부(300)는 대상 물질인 웨이퍼(10)가 이동됨에 따라 순차적으로 제1광조사부(100)가 웨이퍼(10)에 제1광원(L1)을 조사하여 절단홈부(11)를 형성하고, 그 다음에 제2광조사부(200)가 절단홈부(11)의 양측부에 제2광원(L2)을 조사하여 가열하고, 그 다음에 제2광원(L2)에 의해 가열된 절단홈부(11)의 부분이 냉각부(300)의 하측(도 2c 기준)에 위치하면 절단홈부(11)의 양측부 측으로 냉매(R)를 분사하여 냉각시킨다.2A to 2C, in the cooling unit 300 according to an embodiment of the present invention, the first light irradiation unit 100 is sequentially applied to the wafer 10 as the target material, the wafer 10 is moved. 1 The light source (L1) is irradiated to form the cutting groove (11), and then the second light irradiation unit (200) irradiates and heats the second light source (L2) on both sides of the cutting groove (11). Next, when the portion of the cutting groove 11 heated by the second light source L2 is located below the cooling unit 300 (based on FIG. 2C), the coolant R is sprayed to both sides of the cutting groove 11 To cool.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부(310)는 유로와 연결되어 외부로부터 냉매(R)를 공급받고, 웨이퍼(10) 측(도 2c 기준 하측)을 향해 분사홀부(311)가 형성될 수 있다.The nozzle part 310 according to an embodiment of the present invention is connected to a flow path to receive a refrigerant R from the outside, and a spray hole 311 may be formed toward the wafer 10 side (lower side based on FIG. 2C). have.

이에 따라 분사홀부(311)를 통해 냉매(R)가 웨이퍼(10)에 분사되고 웨이퍼(10), 구체적으로 절단홈부(11)를 급속 냉각 및 수축시킬 수 있다. Accordingly, the coolant R is sprayed onto the wafer 10 through the spray hole 311 and the wafer 10, specifically, the cut groove 11 can be rapidly cooled and contracted.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2광조사부(200)와 냉각부(300)로 인하여 제1광원(L1)으로 인해 웨이퍼(10)에 형성되는 절단홈부(11)의 양측부를 급속 가열, 냉각시켜 급격한 온도 변화에 따라 발생되는 열 응력에 의해 웨이퍼(10)가 신속하게 절단, 분리될 수 있도록 하는 효과가 있다.Rapid heating and cooling of both sides of the cut groove 11 formed in the wafer 10 due to the first light source L1 due to the second light irradiation unit 200 and the cooling unit 300 according to an embodiment of the present invention Thus, there is an effect of allowing the wafer 10 to be quickly cut and separated by thermal stress generated according to a rapid temperature change.

도면에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치(1)는 제어부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부는 제1광조사부(100), 제2광조사부(200), 냉각부(300)에 전기적 신호를 전달하여, 제1광조사부(100)에서는 제1광원(L1)이 조사되고, 제2광조사부(200)에서는 제2광원(L2)이 조사되며, 냉각부(300)에서는 노즐부(310)에 형성되는 분사홀부(311)를 통해 냉매(R)가 분사되도록 구동을 제어할 수 있다.Although not shown in the drawings, the wafer cutting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may further include a control unit (not shown). The control unit transmits electrical signals to the first light irradiation unit 100, the second light irradiation unit 200, and the cooling unit 300, so that the first light source L1 is irradiated from the first light irradiation unit 100, and the second In the light irradiation unit 200, the second light source L2 is irradiated, and the cooling unit 300 may control the driving so that the refrigerant R is injected through the injection hole 311 formed in the nozzle unit 310. .

제어부는 미리 설정되는 대상 물질인 웨이퍼(10)의 이동 속도를 고려하여, 제1광원(L1)이 조사된 다음에 제2광원(L2)이 조사되고, 그 다음에 냉매(R)가 분사되도록 하여, 절단홈부(11) 형성 및 급속 가열, 냉각으로 웨이퍼(10)를 절단할 수 있고, 이로 인하여 웨이퍼(10)의 제조 시간이 단축되며 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.In consideration of the moving speed of the wafer 10, which is a target material set in advance, the control unit is configured such that the first light source L1 is irradiated, then the second light source L2 is irradiated, and then the refrigerant R is sprayed. Thus, it is possible to cut the wafer 10 by forming the cutting groove 11, rapid heating, and cooling, thereby reducing the manufacturing time of the wafer 10 and improving productivity.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치(1)를 이용한 웨이퍼 절단 방법 및 효과를 설명한다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 방법은 절단홈부(11)를 형성하는 단계(S10), 가열 단계(S20), 냉각 단계(S30)를 포함할 수 있다.A method and an effect of cutting a wafer using the wafer cutting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described. 1 to 5, a method of cutting a wafer according to an embodiment of the present invention may include forming the cut groove 11 (S10), heating (S20), and cooling (S30). .

도1, 도 2a를 참조하면, 절단홈부(11)를 형성하는 단계는 스테이지(5) 상에 배치되어 이동되는 대상 물질인 웨이퍼(10) 상에 제1광조사부(100)에서 제1광원(L1)을 조사하여 절단홈부(11)를 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2A, the step of forming the cutting groove 11 is performed by the first light irradiation unit 100 on the wafer 10, which is a target material disposed on the stage 5 and moved. L1) can be irradiated to form the cut groove 11.

절단홈부(11)를 형성하는 단계(S10)에서는 제1광원(L1)의 형상이 소정 면적을 가지는 정사각형, 직사각형 또는 타원형의 대칭 또는 배대칭 형상으로 형성되며, 미리 설정되는 가로 세로 비율에 따른 면적으로 제1광원(L1)을 조사할 수 있다.In the step of forming the cut groove 11 (S10), the shape of the first light source L1 is formed in a square, rectangular, or elliptical symmetrical or double symmetrical shape having a predetermined area, and the area according to a preset aspect ratio As a result, the first light source L1 may be irradiated.

이로 인하여 제1광원(L1)인 펄스 레이저가 점 광원의 가우시안 빔 프로파일로 형성되는 것에 비하여 넓은 면적으로 웨이퍼(10) 상에 절단홈부(11)를 형성할 수 있고, 제1광원(L1)을 겹쳐 조사할 경우 겹침율을 줄일 수 있고, 겹침으로 인한 열적 손상이 발생되는 것을 방지하여 효율적으로 웨이퍼(10)를 절단, 가공, 분리할 수 있는 효과가 있다.Due to this, compared to the first light source L1, the pulsed laser formed by the Gaussian beam profile of the point light source, the cut groove 11 can be formed on the wafer 10 in a large area, and the first light source L1 is In the case of overlapping irradiation, the overlapping rate can be reduced, and thermal damage due to overlapping can be prevented, thereby effectively cutting, processing, and separating the wafer 10.

도 1, 도 2b, 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 단계(S20)는 웨이퍼(10)에 형성되는 절단홈부(11)에 제2광원(L2)을 조사할 수 있다. 1, 2B, and 4C, in the heating step S20 according to an embodiment of the present invention, a second light source L2 may be irradiated to the cut groove 11 formed in the wafer 10. .

도 4c를 참조하면, 절단홈부(11)의 양측부는 제1광원(L1)의 영향이 저면부에 비해 상대적으로 작은 부분으로, 제2광원(L2)으로 인해 절단홈부(11)의 형성 이후 급속 가열을 할 수 있다. Referring to FIG. 4C, both sides of the cutting groove 11 have a relatively small effect of the first light source L1 compared to the bottom, and are rapidly formed after the cutting groove 11 is formed due to the second light source L2. Can be heated.

도 1, 도 2c, 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 단계(S30)에서는 제2광원(L2)이 조사된 절단홈부(11), 구체적으로 절단홈부(11)의 양측부를 냉각시킬 수 있다.1, 2C, and 4C, in the cooling step (S30) according to an embodiment of the present invention, the cut groove 11 to which the second light source L2 is irradiated, specifically both sides of the cut groove 11 You can cool the wealth.

제2광조사부(200)로 인하여 급속 가열된 절단홈부(11)의 양측부를 향해, 노즐부(310)에 형성되는 분사홀부(311)를 통해 냉매(R)가 분사되고, 절단홈부(11)의 양측부가 급속 냉각 및 수축될 수 있다.Refrigerant R is injected through the injection hole 311 formed in the nozzle 310 toward both sides of the cutting groove 11 that is rapidly heated by the second light irradiation unit 200, and the cutting groove 11 Both sides of the can be rapidly cooled and contracted.

이로 인하여 웨이퍼(10) 상에 제1광원(L1), 구체적으로 탑-햇 빔 프로파일을 가지는 펄스 레이저가 조사됨으로 인하여 직사각형 또는 정사각형 형상의 절단홈부(11)가 형성되고, 상대적으로 제1광원(L1)에서 발생되는 열의 영향을 적게 받는 절단홈부(11)의 양측부에 대하여, 가열 단계(S20)와 냉각 단계(S30)에서 각각 제2광원(L2)과 냉매(R)에 의해 급속 가열 및 냉각이 이루어져 웨이퍼(10)가 절단홈부(11)를 기준으로 신속하게 절단, 분리될 수 있도록 한다.Due to this, the first light source L1, specifically, a pulse laser having a top-hat beam profile, is irradiated on the wafer 10 to form a rectangular or square cut groove 11, and a relatively first light source ( For both sides of the cut groove 11 that are less affected by the heat generated in L1), the heating step (S20) and the cooling step (S30) are respectively rapidly heated by the second light source (L2) and the refrigerant (R). Cooling is performed so that the wafer 10 can be quickly cut and separated based on the cutting groove 11.

이는 원형 형상으로 형성되고, 상대적으로 좁은 영역에 집중적으로 광원을 조사하는 것에 비하여 직사각형 또는 정사각형 형상으로 넓은 영역에 절단홈부(11)를 형성하고, 동일한 반복률로 제1광원(L1)을 조사 시 웨이퍼(10)의 이동 속도를 증가시킬 수 있다.It is formed in a circular shape, and compared to irradiating the light source intensively in a relatively narrow area, the cut groove 11 is formed in a wide area in a rectangular or square shape, and when irradiating the first light source L1 at the same repetition rate, the wafer You can increase the movement speed of (10).

이에 더하여 가열 단계와 냉각 단계에서 신속하게 절단홈부(11)를 급속 가열 및 냉각시켜 급격한 온도 변화에 의한 팽창, 수축으로 인해 발생되는 열 응력을 통해 웨이퍼(10)가 절단, 분리될 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the effect of rapidly heating and cooling the cut grooves 11 in the heating and cooling steps so that the wafer 10 can be cut and separated through thermal stress generated by expansion and contraction due to rapid temperature changes. There is.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치의 구성, 이를 이용한 웨이퍼 절단 방법 및 효과를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 절단 방법을 도시한 순서도이다. 도 6은 도 2a의 A부분에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장부를 도시한 개념도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1광원에 의해 형성되는 절단홈부를 도시한 정단면도이다.Hereinafter, a configuration of a wafer cutting apparatus according to another embodiment of the present invention, a wafer cutting method and effects using the same will be described. 1 is a flowchart illustrating a wafer cutting method according to embodiments of the present invention. 6 is a conceptual diagram illustrating an extension part according to another embodiment of the present invention in part A of FIG. 2A. 7 is a front cross-sectional view showing a cut groove formed by a first light source according to another embodiment of the present invention.

도 1, 도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치(1)는 제1광조사부(100), 제2광조사부(200), 냉각부(300), 확장부(400)를 포함할 수 있다.1, 6, and 7, the wafer cutting apparatus 1 according to another embodiment of the present invention includes a first light irradiation unit 100, a second light irradiation unit 200, a cooling unit 300, and an expansion. It may include a unit 400.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1광조사부(100)에서 조사되는 제1광원(L1)은 펄스 레이저로 형성되며, 가우시안 빔 프로파일을 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장부(400)는 제1광원(L1)의 조사 경로에 배치되는 것으로, 가우시안 빔 프로파일을 좁은 영역에 집중적으로 조사되는 제1광원(L1)의 조사 영역을 확장시켜 대상 물질인 웨이퍼(10) 상에 정사각형, 직사각형 또는 타원형 형상으로 상대적으로 넓은 영역에 조사되도록 한다.Referring to FIG. 6, the first light source L1 irradiated by the first light irradiation unit 100 according to another embodiment of the present invention is formed of a pulsed laser and may have a Gaussian beam profile. The expansion unit 400 according to another embodiment of the present invention is disposed in the irradiation path of the first light source L1, and expands the irradiation area of the first light source L1, which focuses on a Gaussian beam profile in a narrow area. Thus, a relatively large area is irradiated in a square, rectangular, or elliptical shape on the wafer 10 as the target material.

도 6을 참조하면, 확장부(400)는 회절광학소자(410)(Diffractive Optical Elements, DOE), 렌즈부(420)를 포함할 수 있다. 회절광학소자(410)으로 인하여 가우시안 빔 프로파일을 가지는 제1광원(L1)의 조사 영역이 정사각형, 정사각형 또는 타원형 형상으로 형성될 수 있고, 뒤에 설명할 렌즈부(420)를 통해 제1광원(L1)이 집광되어 웨이퍼(10) 상에 상대적으로 넓은 영역에 조사되도록 한다.Referring to FIG. 6, the expansion part 400 may include a diffractive optical element (DOE) 410 and a lens part 420. Due to the diffraction optical element 410, the irradiation area of the first light source L1 having a Gaussian beam profile may be formed in a square, square, or elliptical shape, and the first light source L1 through the lens unit 420 to be described later. ) Is condensed to be irradiated to a relatively large area on the wafer 10.

회절광학소자(410)는 빔의 크기, 빔 간의 간격, 빔의 패턴 중 적어도 하나의 제어가 가능한 제어형 회절광학소자(410)로서 구현될 수 있고, 투광 플레이트에 요철 패턴이 형성된 구조의 고정형 회절광학소자(410)로서 구현되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.The diffraction optical element 410 may be implemented as a controlled diffraction optical element 410 capable of controlling at least one of a size of a beam, an interval between beams, and a pattern of a beam, and a fixed type diffraction optical having a structure in which an uneven pattern is formed on a light transmitting plate. Various modifications, such as being implemented as the device 410, are possible.

제어형 회절광학소자(410) 및 고정형 회절광학소자(410)는 공지된 구성으로서 이들의 상세한 구조 및 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다.The controlled diffractive optical element 410 and the fixed diffractive optical element 410 are known configurations, and detailed structures and operations thereof will be omitted.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈부(420)는 회절광학소자(410)를 통과하는 제1광원(L1)의 조사 경로에 배치되는 것으로 제1광원(L1)을 웨이퍼(10)에 집광시키며 제1광원(L1)의 형상을 변형시킬 수 있다.6, the lens unit 420 according to another embodiment of the present invention is disposed in the irradiation path of the first light source L1 passing through the diffraction optical element 410, and the first light source L1 is By condensing the light at (10), the shape of the first light source L1 can be changed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 확장부(400)를 통해 가우시안 빔 프로파일을 가지는 제1광원(L1)이 탑-햇 빔 프로파일을 가지도록 변형되고, 이로 인하여 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 제1광원(L1)이 웨이퍼(10)에 조사될 수 있다.The first light source L1 having a Gaussian beam profile is deformed to have a top-hat beam profile through the expansion unit 400 according to another embodiment of the present invention, and thereby, a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area is formed. One light source L1 may be irradiated to the wafer 10.

도 7을 참조하면, 점 광원의 가우시안 빔 프로파일을 가짐으로 인해 절단홈부(11)의 중앙부에 에너지가 집중되고, 대신 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광조사부에서 조사되는 제1광원(L1)으로 인해 형성되는 절단홈부(11)의 양측부에 비하여 열의 영향을 받은 영역이 상대적으로 넓다.Referring to FIG. 7, energy is concentrated in the center of the cut groove 11 due to the Gaussian beam profile of the point light source, and instead, the first light source L1 irradiated from the first light irradiation unit according to an embodiment of the present invention The area affected by heat is relatively wider than that of both sides of the cutting groove 11 formed by ).

이로 인하여 가열 단계에서 제2광원(L2)의 조사량을 상대적으로 적게 할 수 있고, 바로 냉각부(300)에서 냉매(R)를 분사하여 급속 냉각을 통한 수축으로 웨이퍼(10)를 절단, 분리할 수 있는 효과가 있다.Due to this, the irradiation amount of the second light source (L2) can be relatively reduced in the heating step, and the refrigerant (R) is injected directly from the cooling unit (300) to cut and separate the wafer (10) by shrinkage through rapid cooling. It can have an effect.

도 1, 도6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 절단 방법은 절단홈부(11)를 형성하는 단계(S10), 제1광원(L1)의 조사 영역을 확장시키는 단계(S11), 확장되는 제1광원(L1)을 통과시키며 웨이퍼(10)에 집광시키는 단계(S13), 가열 단계(S20), 냉각 단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 6, and 7, a method for cutting a wafer according to another embodiment of the present invention includes forming a cut groove 11 (S10), and expanding an irradiation area of the first light source L1. (S11), a step of condensing light onto the wafer 10 while passing through the expanding first light source (L1) (S13), a heating step (S20), and a cooling step (S30).

확장시키는 단계(S11)에서는 제1광원(L1)을 통과시키며, 확장부(400), 구체적으로 회절광학소자(410)에서 회절 현상을 통해 좁은 영역에 집중 조사되는 제1광원(L1)을 상대적으로 넓은 영역에 조사되도록 집광시키는 단계(S13)에서 정사각형, 직사각형 또는 타원형 형상의 빔을 웨이퍼(10)에 집광시킬 수 있다. 다시 말하여, 회절광학소자(410)에서 회절 현상을 통해 제1광원(L1)을 다양한 형상의 비대칭 가우시안 빔 프로파일을 형성시킬 수 있다.In the expanding step (S11), the first light source L1 is passed, and the first light source L1 concentrated in a narrow area through the diffraction phenomenon in the expansion unit 400, specifically, the diffraction optical element 410 is relatively In the step of condensing light to be irradiated to a wide area (S13), a square, rectangular, or elliptical beam may be condensed onto the wafer 10. In other words, the first light source L1 may form an asymmetric Gaussian beam profile of various shapes through the diffraction phenomenon in the diffraction optical element 410.

이로 인하여 가우시안 빔 프로파일을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1광원(L1)을 직사각형 형상 또는 정사각형 형상의 빔으로 변형시키고, 조사 면적 증가로 인한 웨이퍼(10)의 이동 속도를 증가시킬 수 있어 웨이퍼(10) 생성 시간이 단축되고, 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the first light source L1 according to another embodiment of the present invention having a Gaussian beam profile can be transformed into a rectangular or square beam, and the moving speed of the wafer 10 due to an increase in the irradiation area can be increased. There is an effect that the wafer 10 generation time can be shortened and productivity can be improved.

본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 절단 방법 및 절단 장치는, 제1광원(L1)인 펄스 레이저가 가우시안 빔 프로파일을 가지는 점, 제1광원(L1)의 조사 경로에 배치되는 확장부(400), 구체적으로 회절광학소자(410), 렌즈부(420)가 제1광원(L1)인 펄스 레이저를 라인 빔 프로파일(line beam profile)로 변형시키도록 제1광원(L1)의 조사 영역을 확장시키는 단계(S11) , 집광시키는 단계(S13)를 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 방법 및 장치와 구성, 작동원리, 효과가 동일하므로 중복되는 범위에서의 자세한 설명은 생략한다.A wafer cutting method and a cutting apparatus according to another embodiment of the present invention include a point where a pulsed laser, which is a first light source L1, has a Gaussian beam profile, and an extension 400 disposed in an irradiation path of the first light source L1. , Specifically, the diffraction optical element 410 and the lens unit 420 expand the irradiation area of the first light source L1 so that the pulsed laser, which is the first light source L1, is transformed into a line beam profile. Except for the step S11 and the condensing step S13, a detailed description in the overlapping range will be omitted since the wafer cutting method and apparatus according to an embodiment of the present invention have the same configuration, operation principle, and effect.

본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 절단 방법은 제1광원(L1)인 펄스 레이저가 가우시안 빔 프로파일을 가짐으로 인하여, 절단홈부(11)가 형성되는 웨이퍼(10)에서 열의 영향을 받는 면적(H)이 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 방법 및 절단 장치에 의해 웨이퍼(10)에서 열의 영향을 받는 면적(H)에 비해 넓게 형성될 수 있다.In the wafer cutting method according to another embodiment of the present invention, since the pulsed laser, which is the first light source L1, has a Gaussian beam profile, the area affected by heat in the wafer 10 in which the cutting groove 11 is formed (H ) May be formed to be wider than the area H that is affected by heat in the wafer 10 by the wafer cutting method and cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.

이로 인하여 웨이퍼(10)에 형성되는 절단홈부(11)에 제2광원(L2)을 조사하는 가열 단계(S20)에서 웨이퍼(10)에 조사되는 제2광원(L2)의 조사량을 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 절단 방법에서의 가열 단계(S20)에 비하여 상대적으로 적게 할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, in the heating step (S20) of irradiating the second light source (L2) to the cut groove (11) formed in the wafer (10), the irradiation amount of the second light source (L2) irradiated to the wafer (10) is determined as one of the present invention. Compared to the heating step (S20) in the wafer cutting method according to the embodiment, there is an effect that can be reduced relatively.

같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and it will be understood that various modifications and variations of the embodiments are possible from those of ordinary skill in the art. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 웨이퍼 절단 장치 L1: 제1광원
L2: 제2광원 R: 냉매
5: 스테이지 10: 웨이퍼
11: 절단홈부 100: 제1광조사부
200: 제2광조사부 300: 냉각부
310: 노즐부 311: 분사홀부
400: 확장부 410: 회절광학소자
420: 렌즈부1: wafer cutting device L1: first light source
L2: second light source R: refrigerant
5: Stage 10: Wafer
11: cutting groove 100: first light irradiation unit
200: second light irradiation unit 300: cooling unit
310: nozzle part 311: spray hole part
400: extension part 410: diffraction optical element
420: lens unit

Claims (11)

웨이퍼 상에 제1광원을 조사하여 절단홈부를 형성하는 단계;
상기 웨이퍼에 형성되는 상기 절단홈부에 제2광원을 조사하는 가열 단계;
상기 제2광원이 조사된 상기 절단홈부를 냉각시키는 냉각 단계;를 포함하고,
상기 절단홈부를 형성하는 단계에서는 제1광원의 형상은 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성되고,
상기 제1광원은 제1광조사부에서 조사되고, 상기 제2광원은 상기 제1광조사부의 후방 측에 배치되는 제2광조사부에서 조사되며,
상기 제1광원은 펄스 레이저(pulse laser)로 형성되며,
상기 펄스 레이저는 탑-햇 빔 프로파일(top-hat beam profile)을 가지고,
상기 제2광원은 연속파 레이저이며,
상기 제2광원은 상기 절단홈부의 양측부를 가열시키는, 웨이퍼 절단 방법.Forming a cut groove by irradiating a first light source on the wafer;
A heating step of irradiating a second light source to the cut groove formed in the wafer;
A cooling step of cooling the cut groove portion irradiated with the second light source; and
In the step of forming the cutting groove, the shape of the first light source is formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area,
The first light source is irradiated by a first light irradiation unit, the second light source is irradiated by a second light irradiation unit disposed at the rear side of the first light irradiation unit,
The first light source is formed of a pulse laser,
The pulsed laser has a top-hat beam profile,
The second light source is a continuous wave laser,
The second light source heats both sides of the cutting groove. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1광원의 조사 영역을 확장시키는 단계; 및
확장되는 상기 제1광원을 통과시키며 상기 웨이퍼에 집광시키는 단계;를 더 포함하는, 웨이퍼 절단 방법.The method of claim 1,
Expanding an irradiation area of the first light source; And
Condensing light onto the wafer while passing through the expanding first light source. 제1항에 있어서,
상기 냉각 단계에서는 상기 절단홈부를 향해 냉매가 분사되어 상기 절단홈부를 냉각시키는, 웨이퍼 절단 방법.The method of claim 1,
In the cooling step, a coolant is sprayed toward the cutting groove to cool the cutting groove. 삭제delete 웨이퍼에 제1광원을 조사하는 제1광조사부;
상기 제1광조사부의 후방 측에 배치되며, 상기 웨이퍼에 제2광원을 조사하는 제2광조사부; 및
상기 제2광조사부의 후방 측에 배치되며, 상기 웨이퍼를 냉각시키는 냉각부;를 포함하고,
상기 제1광원의 형상은 소정 면적을 가지는 대칭 또는 비대칭 형상으로 형성되어 상기 웨이퍼 상에 절단홈부를 형성하고,
상기 제1광원은 펄스 레이저로 형성되며,
상기 펄스 레이저는 탑-햇 빔 프로파일을 가지고,
상기 제2광원은 연속파 레이저이며,
상기 제2광원은 상기 절단홈부의 양측부를 가열시키는, 웨이퍼 절단 장치.A first light irradiation unit for irradiating the wafer with a first light source;
A second light irradiation unit disposed on the rear side of the first light irradiation unit and irradiating a second light source onto the wafer; And
Includes; a cooling unit disposed on the rear side of the second light irradiation unit, cooling the wafer,
The shape of the first light source is formed in a symmetrical or asymmetrical shape having a predetermined area to form a cut groove on the wafer,
The first light source is formed by a pulse laser,
The pulsed laser has a top-hat beam profile,
The second light source is a continuous wave laser,
The second light source heats both sides of the cutting groove. 제8항에 있어서,
상기 냉각부는 상기 웨이퍼 측을 향해 분사홀부가 형성되는 노즐부;를 더 포함하며, 상기 분사홀부를 통해 상기 웨이퍼에 냉매가 분사되는, 웨이퍼 절단 장치.The method of claim 8,
The cooling unit further includes a nozzle unit having a spray hole portion formed toward the wafer side, wherein the coolant is sprayed onto the wafer through the spray hole portion. 제8항에 있어서,
상기 제1광원의 조사 경로에 배치되고, 상기 제1광원의 조사 영역을 확장시키는 확장부;를 더 포함하는, 웨이퍼 절단 장치.The method of claim 8,
The wafer cutting apparatus further comprises an extension part disposed in the irradiation path of the first light source and expanding the irradiation area of the first light source. 제10항에 있어서,
상기 확장부는,
회절 현상을 통해 상기 제1광원의 조사 영역을 확장시키는 회절광학소자; 및
상기 회절광학소자를 통과하는 상기 제1광원의 조사 경로에 배치되어 상기 제1광원을 웨이퍼에 집광시키는 렌즈부;를 더 포함하는, 웨이퍼 절단 장치.The method of claim 10,
The extension part,
A diffraction optical element that expands an irradiation area of the first light source through a diffraction phenomenon; And
The wafer cutting apparatus further comprises a lens unit disposed in an irradiation path of the first light source passing through the diffractive optical element to condense the first light source onto the wafer.
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