KR102175865B1 - 유지 테이블 - Google Patents

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사키 기무라
도시오 츠치야
다케시 데지마
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 디바이스 영역의 주위에 링형 보강부가 형성된 웨이퍼에 있어서, 디바이스 영역을 좁게 하지 않고, 링형 보강부를 안정적으로 제거하는 것을 과제로 한다.
복수의 디바이스가 형성된 디바이스 영역(83)과 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역(84)이 표면에 형성되고, 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에 링형 보강부(85)가 형성된 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 테이블(5)을, 유지 테이블의 상면에, 링형 보강부와 디바이스 영역의 경계부(86)에 대응하는 위치에 레이저 광선을 릴리프시키기 위한 고리형의 릴리프 홈(53)이 형성되고, 릴리프 홈의 홈바닥(54)에는 테이퍼 형상으로 레이저 광선이 산란하는 미세한 요철이 형성되는 구성으로 했다.

Description

유지 테이블{SUPPORT TABLE}
본 발명은, 디바이스 영역의 주위에 형성된 링형 보강부를 웨이퍼로부터 제거하는 웨이퍼의 가공 방법에서 사용하는 유지 테이블에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 표면측에 형성된 웨이퍼는, 다이싱 장치 등을 이용하여 개개의 디바이스로 분할되고, 각종 전자 기기에 삽입되어 널리 사용되고 있다. 전자 기기의 소형화, 경량화 등을 도모하기 위해, 웨이퍼의 두께가 예컨대 50 ㎛∼100 ㎛이 되도록 얇게 형성된다. 이러한 웨이퍼는 강성이 저하될 뿐만 아니라, 휘어짐이 발생하기 때문에 취급이 어려워지고, 반송 등에 있어서 파손될 우려가 있다. 따라서, 웨이퍼의 디바이스가 형성되는 디바이스 영역에 대응하는 이면만을 연삭함으로써, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에 링형 보강부를 형성하여, 웨이퍼의 강성을 높이는 방법이 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
링형 보강부가 형성된 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 분할하기 전에, 웨이퍼로부터 링형 보강부를 제거하는 방법이 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 디바이스 영역과 링형 보강부(외주 잉여 영역)의 경계부가 절삭 블레이드에 의해 절단되어, 웨이퍼로부터 링형 보강부가 분리된다. 그리고, 링형 보강부가 제거된 후, 디바이스 영역이 남겨진 웨이퍼가 표면측으로부터 분할 예정 라인을 따라서 절삭 블레이드에 의해 절삭됨으로써, 웨이퍼가 개개의 디바이스로 분할된다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2007-19461호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2012-23175호 공보
그러나, 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 디바이스 영역에서의 웨이퍼의 두께가 얇아질수록, 이 얇아진 부분과 링형 보강부 사이의 단차가 커진다. 이에 따라, 블레이드 허브와 링형 보강부의 접촉을 피하기 위해, 단차만큼 통상보다 절삭 블레이드의 날끝 돌출량을 크게 취할 필요가 있다. 절삭 블레이드의 날끝 돌출량이 큰 상태로 가공되면, 절삭 블레이드에 과잉으로 부하가 걸려, 절삭 블레이드가 사행하거나 파손되거나 할 우려가 있다. 블레이드폭을 두껍게 하여 사행이나 파손을 방지하는 것도 고려되지만, 절삭 블레이드가 두꺼워진 분만큼 절삭시의 홈폭이 커지고, 디바이스 영역이 작아진다고 하는 문제가 있다.
특히, 최근에는 칩사이즈의 대형화나 생산성을 향상시키기 위해 웨이퍼의 대구경화가 도모되고 있다. 대구경의 웨이퍼는 외경뿐만 아니라 두께도 커지기 때문에, 디바이스 영역에서의 웨이퍼의 두께를 얇게 함으로써, 링형 보강부의 단차가 증가하는 것이 상정된다. 따라서, 절삭 블레이드의 날끝 돌출량이 더욱 커져, 웨이퍼로부터 링형 보강부를 적절하게 제거하는 것이 어려워진다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 디바이스 영역의 주위에 링형 보강부가 형성된 웨이퍼에 있어서, 디바이스 영역을 좁게 하지 않고, 링형 보강부를 안정적으로 제거 가능한 웨이퍼의 가공 방법에서 사용하는 유지 테이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유지 테이블은, 복수의 디바이스가 형성된 디바이스 영역과 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성되고, 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에 링형 보강부가 형성된 웨이퍼를 유지하는 유지 테이블로서, 유지 테이블의 상면에는, 링형 보강부와 디바이스 영역의 경계부에 대응하는 위치에 레이저 광선을 릴리프시키기 위한 고리형의 릴리프 홈이 형성되어 있고, 릴리프 홈의 홈바닥에는 테이퍼 형상으로 레이저 광선이 산란하는 미세한 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 디바이스 영역과 링형 보강부(외주 잉여 영역)의 경계부를 따라서 웨이퍼에 레이저 광선을 조사함으로써, 웨이퍼의 디바이스 영역과 링형 보강부가 분리된다. 이 때, 릴리프 홈의 테이퍼형의 홈바닥에는 미세한 요철이 형성되어 있기 때문에, 홈바닥에서 반사된 레이저 광선의 반사광이 레이저 광원으로부터 벗어나고 반사광의 강도가 약해져, 반사광에 의한 레이저 광원의 파손이 억제되고 있다. 절삭 블레이드를 이용하지 않고 디바이스 영역과 링형 보강부를 분리할 수 있기 때문에, 절삭 블레이드로 분리하는 경우와 같이, 절삭 블레이드의 날끝 돌출량이나 두께를 고려할 필요가 없다. 또한, 레이저 광선의 조사에 의해 웨이퍼가 가공되기 때문에, 가공 영역이 최소한으로 억제되어 디바이스 영역이 좁아지는 일이 없다. 또한, 웨이퍼의 대구경화에 따라서 두께가 커지는 경우라 하더라도, 링형 보강부를 안정적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 유지 테이블은, 웨이퍼의 이면 중 디바이스 영역의 이면측을 연삭하여 외주 잉여 영역의 이면측에 형성된 링형 보강부와 레이저 광선의 조사에 의해 제거할 때에 이용한다.
본 발명에 의하면, 디바이스 영역의 주위에 링형 보강부가 형성된 웨이퍼에 있어서, 디바이스 영역과 링형 보강부의 경계부를 따라서 레이저 광선을 조사함으로써, 디바이스 영역을 좁게 하지 않고, 링형 보강부를 안정적으로 웨이퍼로부터 분리할 수 있다.
도 1은 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 도 2A 및 도 2B는 유지 테이블의 설명도이다.
도 3은 웨이퍼 접착 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 얼라인먼트 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5A∼도 5C는 링형 보강부 분리 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 링형 보강부 제거 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7은 디바이스 영역 지지 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은 분할 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9A 및 도 9B는 유지 테이블의 릴리프 홈을 설명하는 모식도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에 관해 설명한다. 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법은, 웨이퍼의 이면의 외주 부분만을 남기고 그 내측만을 연삭하여 형성된, 소위 TAIKO 웨이퍼에 대하여 실시되어, TAIKO 웨이퍼의 외주 부분을 제거하는 방법이다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에 이용되는 레이저 가공 장치의 사시도이다. 또, 레이저 가공 장치는, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에서 사용 가능하면 되며, 도 1에 나타내는 구성에 한정되지 않는다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)는, 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(2)과 웨이퍼(W)를 유지한 유지 테이블(5)을 상대 이동시켜, 웨이퍼(W)를 가공하도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)는, 대략 원판형으로 형성되어 있고, 표면(80)에 배열된 격자형의 분할 예정 라인(82)에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있다(도 8 참조). 웨이퍼(W)의 중앙에는, 분할 예정 라인(82)으로 구획된 각 영역에 디바이스가 형성되어 있다. 웨이퍼(W)의 표면(80)(도 2B 참조)은, 복수의 디바이스가 형성된 디바이스 영역(83)과, 디바이스 영역(83)을 둘러싸는 외주 잉여 영역(84)으로 나누어져 있다.
웨이퍼(W)의 이면(81)은, 도 1 및 도 2B에 나타낸 바와 같이, 디바이스 영역(83)에 대응하는 중앙 부분만이 오목하게 연삭 가공되어 있고, 외주 잉여 영역(84)에 대응하는 부분에 볼록한 링형 보강부(85)가 형성되어 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 중앙 부분만이 얇아지고, 링형 보강부(85)에 의해 웨이퍼(W)의 강성이 높아졌다. 따라서, 웨이퍼(W)의 디바이스 영역(83)이 얇아지고, 링형 보강부(85)에 의해 웨이퍼(W)의 휘어짐이 억제되어 반송시의 파손 등이 방지된다. 또, 웨이퍼(W)는, 실리콘, 갈륨비소 등의 반도체 웨이퍼이어도 좋고, 세라믹, 유리, 사파이어계의 광디바이스 웨이퍼이어도 좋다.
또한, 웨이퍼(W)의 표면(80)에는 유지 테이프(T1)가 접착되어 있고, 유지 테이프(T1)의 외주에는 개구부를 갖는 고리형의 프레임(F1)이 접착된 상태로 레이저 가공 장치(1)에 반송된다. 웨이퍼(W)에는, 디바이스 영역(83)과 외주 잉여 영역(84)의 경계부(86)(도 2B 참조)에 링형 보강부(85)에 의해 단차가 형성되어 있다. 절삭 블레이드를 이용한 메카니컬 다이싱에서는, 블레이드 허브가 링형 보강부(85)에 간섭함으로써 적절한 가공이 어렵기 때문에, 본 실시형태에서는 어블레이션 가공에 의해 웨이퍼(W)로부터 링형 보강부(85)를 분리하도록 하고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)의 베이스(11) 상면에는, 유지 테이블(5)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 유지 테이블 이동 기구(4)가 설치되어 있다. 유지 테이블 이동 기구(4)는, 베이스(11) 상에 배치된 X축 방향에 평행한 한쌍의 가이드 레일(41)과, 한쌍의 가이드 레일(41)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 X축 테이블(42)을 갖고 있다. 또한, 유지 테이블 이동 기구(4)는, X축 테이블(42)의 상면에 배치되고 Y축 방향에 평행한 한쌍의 가이드 레일(43)과, 한쌍의 가이드 레일(43)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Y축 테이블(44)을 갖고 있다.
또한, X축 테이블(42) 및 Y축 테이블(44)의 배면측에는 각각 도시하지 않은 너트부가 형성되어 있고, 이들 너트부에 볼나사(45, 46)가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼나사(45, 46)의 일단부에 연결된 구동 모터(47, 48)가 회전 구동됨으로써, 유지 테이블(5)이 가이드 레일(41, 43)을 따라서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동된다. Y축 테이블(44)의 상부에는 θ 테이블(49)이 설치되어 있고, θ 테이블(49)의 상부에는 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 테이블(5)이 설치되어 있다.
유지 테이블(5)은, 스테인레스 등의 금속 재료로 원판형으로 형성되고, 상면에 웨이퍼(W)를 유지하는 유지면(51)을 갖고 있다. 유지면(51)에는 복수의 흡인 홈(57, 58)(도 2A 참조)이 형성되어 있고, 흡인 홈(57, 58)에 생기는 부압에 의해 웨이퍼(W)가 흡착 유지된다. 또한, 유지 테이블(5)의 주위에는 에어 구동식의 4개의 클램프부(60)가 설치되고, 각 클램프부(60)에 의해 웨이퍼(W) 주위의 프레임(F1)이 끼워져 고정된다. 유지 테이블(5)의 후방에는 수직벽부(12)가 세워져 있다. 수직벽부(12)로부터는 아암부(13)가 돌출되어 있고, 아암부(13)에는 유지 테이블(5)에 대향하도록 레이저 광선 조사 수단(2)이 설치되어 있다.
레이저 광선 조사 수단(2)은, 아암부(13)의 선단에 설치된 가공 헤드(21)를 갖고 있다. 아암부(13) 및 가공 헤드(21) 내에는, 레이저 광선 조사 수단(2)의 광학계 부품이 설치되어 있다. 가공 헤드(21)는, 도시하지 않은 발진기로부터 발진된 레이저 광선을 집광 렌즈에 의해 집광하여, 유지 테이블(5) 상에 유지된 웨이퍼(W)에 조사한다. 이 경우, 레이저 광선은, 웨이퍼(W)에 대하여 흡수성을 갖는 파장이며, 광학계 부품에 의해 웨이퍼(W)의 안쪽의 유지 테이프(T1)의 내부에 집광하도록 조정된다. 이 레이저 광선의 조사에 의해 웨이퍼(W)가 어블레이션 가공된다.
또, 어블레이션이란, 레이저 빔의 조사 강도가 미리 정해진 가공 임계치 이상이 되면, 고체 표면에서 전자, 열적, 광과학적 및 역학적 에너지로 변환되고, 그 결과, 중성 원자, 분자, 플러스 마이너스의 이온, 라디칼, 클러스터, 전자, 광이 폭발적으로 방출되어, 고체 표면이 에칭되는 현상을 말한다.
또한, 레이저 광선 조사 수단(2)의 측방에는, 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)(도 2B 참조)를 촬상하는 촬상 수단(3)이 설치되어 있다. 촬상 수단(3)은, 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)에 촬상광을 조사하고, 그 반사광을 흡수하여 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)를 촬상한다. 촬상 수단(3)에 의해 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)의 임의의 3개소가 촬상되고, 각 촬상 화상에 대하여 화상 처리가 실시되어 외주 엣지(90)의 3점의 좌표가 검출된다. 이 외주 엣지(90)의 좌표에 기초하여 웨이퍼(W)의 중심이 산출되고, 산출된 웨이퍼(W)의 중심을 기준으로 얼라인먼트가 실시된다.
이와 같이 구성된 레이저 가공 장치(1)에서는, 얼라인먼트가 실시된 후에, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)(외주 잉여 영역(84))의 경계부(86)에 가공 헤드(21)가 위치 부여된다(도 5A 참조). 그리고, 가공 헤드(21)로부터 웨이퍼(W)를 향해서 레이저 광선이 조사된 상태로 유지 테이블(5)이 회전됨으로써, 유지 테이프(T1)와 함께 웨이퍼(W)가 절단된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)로부터 링형 보강부(85)와 함께 프레임(F1)이 분리된다. 그 후, 유지 테이프(T1)를 통해 프레임(F1)에 지지된 링형 보강부(85)가 프레임(F1)과 함께 유지 테이블(5)로부터 이탈되어, 웨이퍼(W)로부터 링형 보강부(85)가 제거된다(도 6 참조).
도 2A 및 도 2B를 참조하여, 본 실시형태에 따른 유지 테이블(5)에 관해 상세히 설명한다. 도 2A는 본 실시형태에 따른 유지 테이블(5)의 사시도를 나타내고, 도 2B는 본 실시형태에 따른 유지 테이블(5)의 단면도를 나타내고 있다. 또, 도 2B에 있어서는, 유지 테이블(5) 상에 유지된 웨이퍼를 이점쇄선으로 나타내고 있다.
도 2A 및 도 2B에 나타낸 바와 같이, 유지 테이블(5)의 상면에는, 어블레이션 가공시에 레이저 광선을 릴리프시키는 고리형의 릴리프 홈(53)이 형성되어 있다. 릴리프 홈(53)은, 웨이퍼(W)의 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)(외주 잉여 영역(84))의 경계부(86)에 대응하고 있고, 유지 테이블(5)의 외주를 따라서 형성되어 있다. 유지 테이블(5)의 상면에 있어서 릴리프 홈(53)의 반경 방향 내측은, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지면(51)이 되어 있고, 웨이퍼(W)의 디바이스 영역(83)에 대응하고 있다. 유지면(51)에는, 유지 테이블(5)의 중심에서 직교하는 십자형의 흡인 홈(57)과, 십자형의 흡인 홈(57)의 교점을 중심으로 한 동심원형의 링형의 복수의 흡인 홈(58)이 형성되어 있다.
십자형의 흡인 홈(57) 및 링형의 흡인 홈(58)은 이어져서 형성되어 있고, 유지 테이블(5) 내의 흡인로(59)를 통해 도시하지 않은 흡인원에 접속되어 있다. 흡인 홈(57, 58)에 생기는 부압에 의해, 웨이퍼(W)가 유지 테이프(T1)를 통해 유지면(51)에 흡인 유지된다. 또한, 유지 테이블(5)의 상면에 있어서 릴리프 홈(53)의 반경 방향 외측의 외주 가장자리부(52)는, 유지면(51)과 동일한 높이로 형성되어 있고, 웨이퍼(W)의 외측의 유지 테이프(T1)를 지지하고 있다. 이에 따라, 유지면(51)과 외주 가장자리부(52) 사이에서 유지 테이프(T1)가 수평 상태로 유지되어, 릴리프 홈(53) 내측으로(하측으로) 링형 보강부(85)가 휘어지지 않고, 레이저 광선의 조사 위치의 어긋남이 방지된다.
릴리프 홈(53)의 홈바닥(54)은, 유지 테이블(5)의 중심으로 갈수록 깊어지도록 경사져 있다. 홈바닥(54)의 테이퍼 형상의 표면에는, 레이저 광선을 산란시키는 미세한 요철이 샌드블라스트 등으로 형성되어 있다. 이 홈바닥(54)에서 반사된 레이저 광선의 반사광이 레이저 광원으로부터 벗어나고 반사광의 강도가 약해져, 반사광에 의한 레이저 광원의 파손이 억제되고 있다. 상세한 것은 후술하지만, 얼라인먼트시에는, 홈바닥(54)에서 반사된 촬상광의 반사광이 촬상 수단(3)(도 4 참조)으로부터 벗어나고 반사광의 강도가 약해져, 촬상 화상에서 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)를 나타내는 명암의 콘트라스트가 명확해진다.
본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에서는, 상기 레이저 가공 장치에 의해 웨이퍼로부터 링형 보강부가 제거된 후, 웨이퍼의 디바이스 영역이 개개의 칩으로 분할된다. 이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에 관해 설명한다. 도 3은 웨이퍼 접착 공정, 도 4는 얼라인먼트 공정, 도 5A∼도 5C는 링형 보강부 분리 공정, 도 6은 링형 보강부 제거 공정, 도 7은 디바이스 영역 지지 공정, 도 8은 분할 공정의 각각 일례를 나타낸 도면이다. 도 5A는 링형 보강부 분리 공정을 측방으로부터 본 도면, 도 5B는 도 5A의 부분 확대도, 도 5C는 링형 보강부 분리 공정을 상방으로부터 본 도면을 각각 나타내고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 우선 웨이퍼 접착 공정이 실시된다. 웨이퍼 접착 공정에서는, 프레임(F1)의 개구부에 웨이퍼(W)가 수용되고, 웨이퍼(W)의 표면(80) 및 프레임(F1)에 유지 테이프(T1)가 접착된다. 이에 따라, 링형 보강부(85)를 상측을 향하게 한 상태로, 웨이퍼(W)가 유지 테이프(T1)를 통해 프레임(F1)에 지지된다. 웨이퍼(W)는, 유지 테이프(T1)를 통해 프레임(F1)의 내측에 지지된 상태로 상기 레이저 가공 장치(1)(도 1 참조)에 반입된다. 또, 웨이퍼 접착 공정은, 오퍼레이터의 수작업으로 실시되어도 좋고, 도시하지 않은 테이프 마운터에 의해 실시되어도 좋다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 접착 공정의 후에는 얼라인먼트 공정이 실시된다. 얼라인먼트 공정에서는, 프레임(F1)에 지지된 웨이퍼(W)가 유지 테이블(5)의 유지면(51)에 유지되고, 프레임(F1)이 클램프부(60)에 의해 끼워져 고정된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 링형 보강부(85)의 상측에 촬상 수단(3)이 위치 부여되고, 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)가 촬상 수단(3)에 의해 촬상된다. 이 때, 촬상 수단(3)으로부터 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90) 주변에 촬상광이 조사되고, 외주 엣지(90) 주변의 반사광이 흡수됨으로써 촬상 화상이 생성된다.
외주 엣지(90)의 내측에는 링형 보강부(85)의 수평인 상면(87)이 존재하고 있고, 촬상 수단(3)으로부터의 낙사광(촬상광)은, 링형 보강부(85)의 상면(87)에서 반사(헐레이션)되어 촬상 수단(3)에 흡수된다. 한편, 외주 엣지(90)의 외측에는 릴리프 홈(53)이 존재하고 있고, 촬상 수단(3)으로부터의 낙사광은, 유지 테이프(T1)를 투과하여 릴리프 홈(53)의 테이퍼 형상의 홈바닥(54)에서 반사된다. 이에 따라, 홈바닥(54)에서 반사된 광이 웨이퍼(W)의 중심으로 향하고 홈바닥(54)의 미세한 요철에 의해 산란된다. 따라서, 외주 엣지(90)의 외측에서 반사된 반사광은, 촬상 수단(3)에 흡수되기 어렵게 되어 있다.
외주 엣지(90) 주변의 촬상 화상에서는, 촬상 수단(3)에 반사광이 흡수되는 외주 엣지(90)의 내측이 밝게 표시되는 한편, 촬상 수단(3)에 반사광이 흡수되기 어려운 외주 엣지(90)의 외측이 어둡게 표시된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)에서의 명암의 콘트라스트가 명확해져, 외주 엣지(90)가 정확하게 인식된다. 동일하게 하여, 웨이퍼(W)의 복수 개소에 있어서 외주 엣지(90)가 촬상되고, 복수의 촬상 화상에 기초하여 각종 화상 처리가 실시되어 외주 엣지(90)의 좌표가 검출된다. 복수의 외주 엣지(90)의 위치 좌표에 기초하여 웨이퍼(W)의 중심이 산출되어 얼라인먼트가 실시된다.
도 5A 내지 도 5C에 나타낸 바와 같이, 얼라인먼트 공정의 후에는, 링형 보강부 분리 공정이 실시된다. 링형 보강부 분리 공정에서는, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)(외주 잉여 영역(84)) 사이의 경계부(86)에 레이저 가공 홈(92)이 형성되는 제1 가공 공정이 실시된다. 제1 가공 공정에서는, 가공 헤드(21)의 바로 아래에 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85) 사이의 경계부(86)가 위치 부여된다. 그리고, 레이저 광선의 집광점 위치 및 스폿 직경(91)이 조정된 후, 웨이퍼(W)의 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)의 경계부(86)를 향해, 파선으로 나타내는 레이저 광선이 미리 정해진 스폿 직경(91)으로 조사된다.
그리고, 레이저 광선이 조사된 상태로 유지 테이블(5)이 회전됨으로써, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)의 경계부(86)가 파선으로 나타내는 레이저 광선의 스폿 직경(91)(도 5C 참조)으로 제거된다. 이 때, 레이저 광선은, 웨이퍼(W) 및 유지 테이프(T1)를 관통하여 릴리프 홈(53)의 홈바닥(54)에서 유지 테이블(5)의 중심을 향하여 반사된다. 또한, 홈바닥(54)에는 미세한 요철이 형성되어 있기 때문에, 레이저 광선이 산란되어 강도가 약해진다. 이 때문에, 홈바닥(54)에서 반사된 레이저 광선이 가공 헤드(21)로 즉시 복귀하기 어려워져, 가령 반사된 레이저 광선이 가공 헤드(21) 내로 복귀하더라도, 강도가 저하되어 있기 때문에 레이저 광원에 손상을 주지 않는다.
이와 같이 하여, 제1 가공 공정에 의해, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)의 경계부(86)가 유지 테이프(T1)와 함께 절단되어 레이저 가공 홈(92)이 형성된다. 그러나, 이 레이저 가공 홈(92)은 홈폭이 좁아, 어블레이션 가공으로 생기는 파편으로 매립되어 버릴 우려가 있다. 따라서, 제1 가공 공정의 후에는, 링형 보강부(85)와 디바이스 영역(83)이 분리되도록 레이저 가공 홈(92)을 넓히는 제2 가공 공정이 실시된다. 도 5B 및 도 5C에 나타낸 바와 같이, 제2 가공 공정에서는, 제1 가공 공정에 있어서 파선으로 나타내는 레이저 광선이 조사된 개소로부터, 레이저 광선의 미리 정해진 스폿 직경(91)보다 작은 거리만큼 가공 헤드(21)(레이저 광선 조사 수단(2))가 웨이퍼의 반경 방향으로 이동된다.
그리고, 일점쇄선에 나타내는 레이저 광선이 조사된 상태로 유지 테이블(5)이 회전됨으로써, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)의 경계부(86)가 레이저 광선의 스폿 직경(91)으로 제거된다. 이 때의 레이저 광선의 스폿 직경(91)은, 제1 가공 공정에서 형성된 레이저 가공 홈(92)에 부분적으로 중복되고 있다. 이 때문에, 레이저 가공 홈(92) 내에 남겨진 파편이 제거되면서, 레이저 가공 홈(92)의 홈폭이 약간 확대된다. 이 2번의 레이저 가공에 의해서도 링형 보강부(85)와 디바이스 영역(83)이 분리되지 않은 경우에는, 다시 제2 가공 공정이 실시된다.
제2 가공 공정은, 레이저 가공 홈(92)이 충분히 확대되어 웨이퍼(W) 및 유지 테이프(T1)가 완전히 분리될 때까지 반복된다. 이와 같이, 링형 보강부 분리 공정에서는, 제1 가공 공정에서 웨이퍼(W)로부터 링형 보강부(85)가 분리되지 않더라도, 제2 가공 공정이 반복됨으로써, 웨이퍼(W)로부터 링형 보강부(85)가 분리된다. 본 실시형태의 제1, 제2 가공 공정에서는, 예컨대, 레이저 광선의 스폿 직경이 90 ㎛, 레이저 가공의 라인 간격(인덱스)이 0.015 ㎛로 설정되고, 1 라인에 관해 2 왕복(4 패스)의 레이저 가공이 실시된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 링형 보강부 분리 공정의 후에는, 링형 보강부 제거 공정이 실시된다. 링형 보강부 제거 공정에서는, 클램프부(60)에 의해 프레임(F1)을 끼워서 고정한 것이 해제되고, 반송 수단(71)이 유지 테이블(5)의 상측에 위치 부여된다. 그리고, 반송 수단(71)의 흡착 패드(72)에 의해 프레임(F1)이 유지되고, 유지 테이프(T1)를 통해 프레임(F1)에 지지된 링형 보강부(85)가 프레임(F1)과 함께 유지 테이블(5)로부터 이탈된다. 이에 따라, 유지 테이블(5) 상에는, 웨이퍼(W)로부터 링형 보강부(85)가 제거되고, 웨이퍼(W)의 디바이스 영역(83)만이 남겨진다. 링형 보강부(85)가 제거된 웨이퍼(W)는 레이저 가공 장치(1)(도 1 참조)로부터 반출된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 링형 보강부 제거 공정의 후에는, 디바이스 영역 지지 공정이 실시된다. 디바이스 영역 지지 공정에서는, 링형 보강부(85)(도 6 참조)가 제거된 웨이퍼(W)가 별도의 프레임(F2)의 개구부에 수용되고, 웨이퍼(W)의 이면(81) 및 프레임(F2)에 새롭게 유지 테이프(T2)가 접착된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면(80)측을 상측을 향하게 한 상태로, 웨이퍼(W)가 유지 테이프(T2)를 통해 웨이퍼(W)가 프레임(F2)에 지지된다. 또한, 웨이퍼(W)의 표면(80)에 남겨진 유지 테이프(T1)가 웨이퍼(W)로부터 박리된다. 웨이퍼(W)는, 유지 테이프(T2)를 통해 프레임(F2)의 내측에 지지된 상태로 절삭 장치(73)(도 8 참조)에 반입된다. 또, 디바이스 영역 지지 공정은, 오퍼레이터의 수작업으로 실시되어도 좋고, 도시하지 않은 테이프 마운터에 의해 실시되어도 좋다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 디바이스 영역 지지 공정의 후에는, 분할 공정이 실시된다. 분할 공정에서는, 웨이퍼(W)의 표면(80)을 상측을 향하게 하여, 절삭 장치(73)의 유지 테이블(74) 상에 유지된다. 절삭 블레이드(75)는, 웨이퍼(W)의 직경 방향 외측에서 분할 예정 라인(82)에 대하여 위치 맞춤되고, 이 위치에 있어서 유지 테이프(T2)의 도중까지 커팅 가능한 높이까지 하강된다. 그리고, 고속 회전하는 절삭 블레이드(75)에 대하여 유지 테이블(74) 상의 웨이퍼(W)가 절삭 이송됨으로써, 분할 예정 라인(82)을 따라서 웨이퍼(W)가 절삭된다. 모든 분할 예정 라인(82)을 따라서 절삭 동작이 반복됨으로써, 웨이퍼(W)가 개개의 디바이스로 분할된다.
또, 분할 공정에서는, 웨이퍼(W)의 분할 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 웨이퍼(W)를 하프컷하여 절삭 홈을 형성한 후에, 브레이킹 가공에 의해 웨이퍼(W)를 분할해도 좋다. 또한, 어블레이션 가공에 의해 웨이퍼(W)를 풀컷함으로써 웨이퍼(W)를 분할해도 좋고, SD 가공에 의해 웨이퍼(W) 내에 개질층을 형성한 후에, 개질층에 외력을 부여하여 웨이퍼(W)를 분할해도 좋다. 또, 개질층이란, 레이저 광선의 조사에 의해 웨이퍼(W)의 내부의 밀도, 굴절율, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위와 상이한 상태가 되어, 주위보다 강도가 저하되는 영역을 말한다. 개질층은, 예컨대 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절율 변화 영역이며, 이들이 혼재한 영역이어도 좋다.
계속해서, 도 9A 및 도 9B를 참조하여, 유지 테이블의 릴리프 홈의 홈폭과 링형 보강부의 위치 관계에 관해 설명한다. 도 9A는 본 실시형태에 따른 릴리프 홈 주변의 확대도, 도 9B는 비교예에 따른 릴리프 홈 주변의 확대도를 각각 나타내고 있다. 또, 도 9B의 비교예에 있어서는, 본 실시형태와 동일한 명칭에 관해, 동일한 부호를 붙여 설명한다.
도 9A에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 릴리프 홈(53)은, 링형 보강부(85)보다 폭이 넓고, 링형 보강부(85)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 릴리프 홈(53)의 내측면(55)은, 링형 보강부(85)의 내주면(88)으로부터 내측에 약간의 거리(X1)를 두고 위치하고 있다. 또한, 릴리프 홈(53)의 외측면(56)은, 링형 보강부(85)의 외주면(89)으로부터 외측에 충분한 거리(X2)를 두고 위치하고 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 릴리프 홈(53)은, 내측면(55)이 링형 보강부(85)에 가깝고, 외측면(56)이 링형 보강부(85)로부터 멀어지도록 형성되어 있다.
릴리프 홈(53)의 내측면(55)이 링형 보강부(85)의 내주면(88)에 근접해 있기 때문에, 웨이퍼(W)가 넓은 범위에서 유지 테이블(5)의 유지면(51) 상에 유지된다. 따라서, 레이저 가공시에는, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)(외주 잉여 영역(84))의 경계부(86) 부근이 유지면(51)에 안정적으로 지지되기 때문에, 경계부(86)에 대한 레이저 광선의 조사 위치에 어긋남이 생기지 않는다. 또한, 얼라인먼트시에는, 릴리프 홈(53)의 외측면(56)이 링형 보강부(85)의 외주면(89)으로부터 충분히 떨어져 있기 때문에, 촬상 수단(3)(도 4 참조)으로부터 릴리프 홈(53) 내로 향하는 광량이 많아진다. 따라서, 촬상 화상에서 어둡게 표시되는 개소가 명확해져, 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)가 인식되기 쉬워진다.
한편, 도 9B에 나타낸 바와 같이, 비교예에 따른 릴리프 홈(53)도, 링형 보강부(85)보다 폭이 넓고, 링형 보강부(85)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 그러나, 릴리프 홈(53)의 내측면(55)은, 링형 보강부(85)의 내주면(88)으로부터 충분한 거리(X3)(X3>X1)를 두고 위치하고 있다. 또한, 릴리프 홈(53)의 외측면(56)은, 링형 보강부(85)의 외주면(89)으로부터 약간의 거리(X4)(X4<X2)를 두고 위치하고 있다. 이와 같이, 비교예에 따른 릴리프 홈(53)은, 내측면(55)이 링형 보강부(85)로부터 멀고, 외측면(56)이 링형 보강부(85)에 가까워지도록 형성되어 있다.
릴리프 홈(53)의 내측면(55)이 링형 보강부(85)의 내주면(88)으로부터 멀기 때문에, 도 9A에 비교해서 유지면(51)에서의 웨이퍼(W)의 유지 범위가 좁아진다. 따라서, 레이저 가공시에는, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)(외주 잉여 영역(84))의 경계부(86) 부근이 유지면(51)에 안정적으로 지지되고 있지 않기 때문에, 경계부(86)에 대한 레이저 광선의 조사 위치에 어긋남이 생길 우려가 있다. 또한, 얼라인먼트시에는, 릴리프 홈(53)의 외측면(56)이 링형 보강부(85)의 외주면(89)에 근접해 있기 때문에, 촬상 수단(3)(도 4 참조)으로부터 릴리프 홈(53) 내로 향하는 광량이 적어진다. 따라서, 촬상 화상에서 어둡게 표시되는 개소가 애매해져, 웨이퍼(W)의 외주 엣지(90)가 인식하기 어려워진다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 웨이퍼(W)의 가공 방법에 의하면, 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)(외주 잉여 영역(84))의 경계부(86)를 따라서 웨이퍼(W)에 레이저 광선을 조사함으로써, 웨이퍼(W)의 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)가 분리된다. 그리고, 분리후의 링형 보강부(85)를 유지 테이블(5)로부터 이탈시킴으로써, 웨이퍼(W)로부터 링형 보강부(85)가 제거된다. 이와 같이, 절삭 블레이드를 이용하지 않고 디바이스 영역(83)과 링형 보강부(85)를 분리할 수 있기 때문에, 절삭 블레이드로 분리하는 경우와 같이, 절삭 블레이드의 날끝 돌출량이나 두께를 고려할 필요가 없다. 또한, 레이저 광선의 조사에 의해 웨이퍼(W)가 가공되기 때문에, 가공 영역이 최소한으로 억제되어 디바이스 영역(83)이 좁아지는 일이 없다. 또한, 웨이퍼(W)의 대구경화에 따라서 두께가 커지는 경우라 하더라도, 링형 보강부(85)를 안정적으로 제거할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 관해서는, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다. 기타, 본 발명의 목적 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 실시형태에 있어서, 유지 테이블(5)의 상면에 릴리프 홈(53)이 형성되는 구성으로 했지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 레이저 광선의 반사에 의해 레이저 광원에 손상을 주지 않는다면, 유지 테이블(5)의 상면에 릴리프 홈(53)이 형성되어 있지 않아도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 릴리프 홈(53)의 홈바닥(54)은, 유지 테이블(5)의 중심으로 갈수록 깊어지도록 경사진 구성으로 했지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 릴리프 홈(53)의 홈바닥(54)은, 얼라인먼트시의 촬상광이나 레이저 가공시의 레이저 광선을 조사원으로 복귀시키지 않도록 반사할 수 있다면, 어떻게 형성되어도 좋으며, 예컨대 홈바닥(54)은, 유지 테이블(5)의 외주로 갈수록 깊어지도록 경사져도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 링형 보강부 제거 공정의 제1, 제2 가공 공정에 있어서, 레이저 광선의 조사 위치를 반경 방향 내측으로 인덱싱 이송하는 구성으로 했지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 제1, 제2 가공 공정에 있어서, 레이저 광선의 조사 위치를 반경 방향 외측으로 인덱싱 이송하는 구성으로 해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 디바이스 영역을 좁게 하지 않고, 링형 보강부를 안정적으로 제거할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 특히, 대구경 사이즈의 웨이퍼로부터 링형 보강부를 제거하는 웨이퍼의 가공 방법에서 사용하는 유지 테이블에 유용하다.
1 : 레이저 가공 장치
2 : 레이저 광선 조사 수단
3 : 촬상 수단
4 : 유지 테이블 이동 기구
5 : 유지 테이블
51 : 유지면
52 : 외주 가장자리부
53 : 릴리프 홈
54 : 홈바닥
55 : 릴리프 홈의 내측면
56 : 릴리프 홈의 외측면
80 : 웨이퍼의 표면
81 : 웨이퍼의 이면
82 : 분할 예정 라인
83 : 디바이스 영역
84 : 외주 잉여 영역
85 : 링형 보강부
86 : 경계부
87 : 링형 보강부의 상면
88 : 링형 보강부의 내주면
89 : 링형 보강부의 외주면
90 : 외주 엣지
91 : 스폿 직경
92 : 레이저 가공 홈
F1, F2 : 프레임
T1, T2 : 유지 테이프
W : 웨이퍼

Claims (2)

  1. 복수의 디바이스가 형성된 디바이스 영역과 상기 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성되고, 상기 외주 잉여 영역에 대응하는 이면에 링형 보강부가 형성된 웨이퍼를 유지하는 유지 테이블로서,
    상기 유지 테이블의 상면에는, 상기 링형 보강부와 상기 디바이스 영역의 경계부에 대응하는 위치에 레이저 광선을 릴리프시키기 위한 고리형의 릴리프 홈이 형성되어 있고, 상기 릴리프 홈의 홈바닥에는 유지 테이블의 중심으로 갈수록 깊어지도록 경사진 테이퍼 형상으로 상기 레이저 광선이 산란하는 미세한 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유지 테이블.
  2. 제1항에 있어서, 웨이퍼의 이면 중 상기 디바이스 영역의 이면측을 연삭하여 상기 외주 잉여 영역의 이면측에 형성된 상기 링형 보강부를 레이저 광선의 조사에 의해 제거할 때에 이용하는 것인 유지 테이블.
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