KR102250209B1 - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디바이스의 코너에 깨짐이 발생하거나, 코너 부근의 커프가 사행하는 것을 막는 것을 과제로 한다.
웨이퍼의 가공 방법은, 제1 개질층 형성 공정에 있어서 또는 제2 개질층 형성 공정에 있어서 또는 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정의 양 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 내부에 형성되는 개질층(M)은, 하나의 분할 예정 라인에 대해서, 개질층(M)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장을 유도하는 적어도 하나 이상의 유도 개질층(Mi)과, 개질층(M)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장을 조정하기 위한 적어도 하나 이상의 조정 개질층(Ma)으로 복합적으로 형성되기 때문에, 유도 개질층(Mi)에 의해 개질층(M)으로부터 발생한 크랙이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측으로 유도되며, 조정 개질층(Ma)에 의해 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장 상태를 조정할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 양호하게 개개의 디바이스로 분할할 수 있다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할하는 웨이퍼의 분할 방법에 관한 것이다.
웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하고, 그 후 연삭함과 동시에 디바이스 칩화하는 가공에 있어서, 연삭 시에 개편화된 디바이스가 움직여 디바이스끼리가 접촉하여 디바이스의 코너에 깨짐이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 이러한 문제는, 디바이스가 개편화되었을 때에 움직여 버리는 것에 기인하고 있다. 그 때문에, 개질층으로부터 표면에 이르는 크랙의 성장 상태를 조정하여 개편화의 타이밍을 조정하기 위해, 개질층을 형성하기 위한 레이저 광선을 파선형으로 웨이퍼의 내부에 조사한다고 하는 가공 방법이 있다(예컨대, 하기의 특허문헌 1을 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2014-33163호 공보
그러나, 최근에 있어서는, 전기적 특성 향상을 위해, 결정 방위가 분할 예정 라인에 대하여 45°의 각도를 갖는 실리콘 웨이퍼 등이 많이 사용되고 있으며, 실리콘 웨이퍼의 내부에 레이저 광선을 조사하여 개질층을 파선형으로 형성하면, 디바이스의 코너 부근에서 커프(kerf)가 사행(蛇行)하여 버린다. 이것은, 파선형으로 개질층을 형성하였기 때문에, 개질층으로부터 표면에 이르는 크랙이 분할 예정 라인을 따라 순조롭게 성장할 수 없었기 때문이라고 생각된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 개질층을 형성한 후에 연삭하여 개개의 디바이스로 분할하는 가공에 있어서, 디바이스의 코너에 깨짐이 발생하거나, 코너 부근의 커프가 사행하는 것을 막는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 표면에 미리 정해진 방향으로 연장되는 복수의 제1 분할 예정 라인과 그 복수의 제1 분할 예정 라인과 교차하여 형성된 복수의 제2 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를, 상기 제1 분할 예정 라인 및 상기 제2 분할 예정 라인을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 표면측에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과, 상기 보호 부재 점착 공정 후, 상기 보호 부재측을 유지하며, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 이면측으로부터 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치 부여하여 상기 제1 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제1 분할 예정 라인을 따라 제1 개질층을 형성하는 제1 개질층 형성 공정과, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 이면측으로부터 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치 부여하여 상기 제2 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제2 분할 예정 라인을 따라 제2 개질층을 형성하는 제2 개질층 형성 공정과, 상기 제1 개질층 형성 공정 및 상기 제2 개질층 형성 공정을 실시한 후, 상기 보호 부재측을 유지하여 웨이퍼의 이면으로부터 연삭 수단에 의해 연삭하여 마무리 두께로 박화하며 연삭 동작에 의해 상기 개질층을 기점으로 하여 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 상기 분할 예정 라인을 따라 성장시켜, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정을 구비하고, 상기 제1 개질층 형성 공정에 있어서 또는 상기 제2 개질층 형성 공정에 있어서 또는 상기 제1 개질층 형성 공정 및 상기 제2 개질층 형성 공정의 양 공정에 있어서, 상기 개질층은, 하나의 분할 예정 라인에 대해서, 상기 개질층으로부터 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙의 성장을 유도하는 적어도 하나 이상의 유도 개질층과, 상기 개질층으로부터 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙의 성장을 조정하기 위한 적어도 하나 이상의 조정 개질층으로 복합적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 조정 개질층은, 미리 정해진 간격을 마련하여 각 디바이스의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선의 조사를 정지함으로써, 웨이퍼의 내부에 미리 정해진 간격을 이격한 비개질층 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 유도 개질층은, 상기 비개질층 영역보다 짧은 미리 정해진 간격을 마련하여, 각 디바이스의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선의 조사를 정지함으로써, 웨이퍼의 내부에 미리 정해진 간격을 이격하여 상기 비개질층 영역보다 작은 비개질층 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼의 가공 방법은, 웨이퍼의 표면측에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과, 웨이퍼의 내부에 제1 분할 예정 라인을 따라 제1 개질층을 형성하는 제1 개질층 형성 공정과, 웨이퍼의 내부에 제2 분할 예정 라인을 따라 제2 개질층을 형성하는 제2 개질층 형성 공정과, 연삭 동작에 의해 개질층을 기점으로 하여 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 분할 예정 라인을 따라 성장시켜, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정을 구비하고, 제1 개질층 형성 공정에 있어서 또는 제2 개질층 형성 공정에 있어서 또는 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정의 양 공정에 있어서, 웨이퍼의 내부에 형성되는 개질층은, 하나의 분할 예정 라인에 대해서, 개질층으로부터 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙의 성장을 유도하는 적어도 하나 이상의 유도 개질층과, 개질층으로부터 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙의 성장을 조정하기 위한 적어도 하나 이상의 조정 개질층으로 복합적으로 형성되기 때문에, 유도 개질층에 의해 개질층으로부터 발생한 크랙이 웨이퍼의 표면측으로 유도되며, 조정 개질층에 의해 표면에 이르는 크랙의 성장 상태가 조정되기 때문에, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할할 때에 디바이스 칩의 코너에 깨짐이 생기거나 코너 부근의 커프에 사행이 생기거나 하는 것을 막을 수 있다.
상기 조정 개질층은, 미리 정해진 간격을 마련하여 각 디바이스의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선의 조사를 정지함으로써, 웨이퍼의 내부에 미리 정해진 간격을 이격한 비개질층 영역을 갖기 때문에, 웨이퍼의 분할 시에 비개질층 영역으로부터 크랙이 생기지 않아, 인접하는 디바이스가 접촉하지 않도록 디바이스의 개편화되는 타이밍이 조정되기 때문에, 디바이스의 코너에 깨짐이 발생하거나, 코너 부근의 커프가 사행하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 유도 개질층은, 상기 비개질층 영역보다 짧은 미리 정해진 간격을 마련하여, 각 디바이스의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선의 조사를 정지함으로써, 웨이퍼의 내부에 미리 정해진 간격을 이격하여 상기 비개질층 영역보다 작은 비개질층 영역을 갖기 때문에, 이러한 작은 비개질층 영역으로부터 크랙이 유도되지 않아, 웨이퍼의 분할 시에 디바이스의 움직임을 제한하여, 디바이스의 코너에 깨짐이 발생하거나, 코너 부근의 커프가 사행하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 보호 부재 점착 공정을 나타내는 사시도이다.
도 2는 개질층 형성 공정을 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 3은 개질층 형성 공정에 의해, 웨이퍼의 내부에 하나 이상의 유도 개질층과 하나 이상의 조정 개질층이 형성된 상태를 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 4는 분할 공정을 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 5의 (a)는 익스팬드 공정의 실시 전의 상태를 나타내는 단면도이고 (b)는 익스팬드 공정에 의해 각 디바이스의 간격이 확장된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 개질층 형성 공정의 제1 변형예를 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 7은 개질층 형성 공정의 제2 변형예를 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 1에 나타내는 웨이퍼(W)는, 원형 판형의 기판을 갖는 피가공물의 일례이다. 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에는, 미리 정해진 방향으로서 예컨대 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 분할 예정 라인(S1)과 복수의 제1 분할 예정 라인(S1)과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 분할 예정 라인(S2)에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스(D)가 형성되어 있다. 한편, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 반대측에 있는 면은, 연삭이 실시되는 이면(Wb)으로 되어 있다. 웨이퍼(W)는, 예컨대, 결정 방위가 제1 분할 예정 라인(S1) 및 제2 분할 예정 라인(S2)의 연장 방향에 대하여 45°의 각도를 가지고 형성된 실리콘 웨이퍼이며, 그 외주에는 결정 방위에 대하여 45°의 방향을 향하는 노치(N)가 형성되어 있다. 이하에서는, 웨이퍼(W)를, 개개의 디바이스(D)로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 대해서 설명한다.
(1) 보호 부재 점착 공정
도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측에 보호 부재(1)를 점착한다. 보호 부재(1)는, 적어도 웨이퍼(W)와 대략 동직경으로 형성되어 있다. 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 전체면이 보호 부재(1)에 의해 덮어지면, 각 디바이스(D)가 보호된다. 보호 부재(1)의 재질은, 특별히 한정되지 않고, 적어도 점착성을 가지고 있으면 좋다.
(2) 테이프 점착 공정
도 2에 나타내는 바와 같이, 확장 가능한 테이프(T)를 환형의 프레임(F)의 하부에 접착하며 테이프(T)를 웨이퍼(W)에 점착되어 있는 보호 부재(1)의 전체면에 점착한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는, 이면(Wb)측이 상향에 노출된 상태로 프레임(F)과 일체로 되어 형성된다.
(3) 개질층 형성 공정
개질층 형성 공정은, 제1 개질층 형성 공정과 제2 개질층 형성 공정으로 나뉘어 실시된다. 본 실시형태에서는, 제1 개질층 형성 공정을 실시한 후에 제2 개질층 형성 공정을 실시하는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 제2 개질층 형성 공정을 실시한 후에 제1 개질층 형성 공정을 실시하여도 좋다.
(3-1) 제1 개질층 형성 공정
보호 부재 점착 공정 및 테이프 점착 공정을 실시한 후, 보호 부재(1)측을 회전 가능한 유지 테이블(10)에서 유지하고, 유지 테이블(10)의 상방측에 배치된 레이저 광선 조사 수단(20)을 이용하여 웨이퍼(W)의 내부에 제1 분할 예정 라인(S1)을 따라 개질층(M)[제1 개질층(m1)]을 형성한다. 유지 테이블(10)의 상면은, 흡인원으로부터의 흡인 작용을 받아 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 유지면(11)으로 되어 있다. 유지 테이블(10)에는, 도시하지 않지만, 유지 테이블(10)과 레이저 광선 조사 수단(20)을 연직 방향(Z축 방향)과 직교하는 수평 방향(X축 방향 및 Y축 방향)으로 상대 이동시키는 이동 수단이 접속되어 있다.
레이저 광선 조사 수단(20)은, 웨이퍼(W)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선(LB)을 발진하는 발진기(21)와, 레이저 광선(LB)를 집광하기 위한 집광기(22)와, 레이저 광선의 출력을 조정하기 위한 출력 조정기를 적어도 구비하고 있다. 레이저 광선 조사 수단(20)은, Z축 방향으로 이동 가능하게 되어 있어, 집광기(22)를 Z축 방향으로 이동시켜 레이저 광선(LB)의 집광 위치를 조정할 수 있다.
제1 개질층(m1)을 웨이퍼(W)의 내부에 형성할 때는, 테이프(T)를 하향으로 하여, 유지 테이블(10)의 유지면(11)에 웨이퍼(W)를 배치하고, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 상향으로 만들어, 흡인원의 흡인력에 의해 유지 테이블(10)의 유지면(11)에서 보호 부재(1)측을 흡인 유지한다. 레이저 광선 조사 수단(20)은, 집광기(22)를 웨이퍼(W)에 접근하는 Z축 방향으로 하강시켜, 레이저 광선(LB)의 집광점(P)을 원하는 위치로 조정한다. 계속해서, 예컨대 이동 수단에 의해 유지 테이블(10)을 X축 방향으로 이동시킴으로써, 레이저 광선 조사 수단(20)과 유지 테이블(10)을 상대적으로 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 대하여 평행인 방향(X축 방향)으로 이동시키면서, 발진기(21)로부터 웨이퍼(W)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선(LB)을 웨이퍼(W)의 이면(Wb)측으로부터 제1 분할 예정 라인(S1)을 따라 파선형으로 조사하여, 웨이퍼(W)의 내부에 제1 개질층(m1)을 형성한다. 모든 제1 분할 예정 라인(S1)을 따라 레이저 광선(LB)을 조사하여 제1 개질층(m1)을 형성하였다면, 제1 개질층 형성 공정이 완료한다.
(3-2) 제2 개질층 형성 공정
이어서, 레이저 광선 조사 수단(20)을 이용하여 웨이퍼(W)의 내부에 제2 분할 예정 라인(S2)을 따라 개질층(M)[제2 개질층(m2)]을 형성한다. 구체적으로는, 유지 테이블(10)이 회전하여, 도 1에 나타낸 웨이퍼(W)를 90° 회전시킴으로써, 제2 방향을 향하고 있는 제2 분할 예정 라인(S2)을 예컨대 X축 방향을 향하게 한다. 레이저 광선 조사 수단(20)은, 집광기(22)를 웨이퍼(W)에 접근하는 Z축 방향으로 하강시켜, 레이저 광선(LB)의 집광점(P)을 원하는 위치로 조정한다. 계속해서, 예컨대 유지 테이블(10)을 X축 방향으로 이동시킴으로써, 레이저 광선 조사 수단(20)과 유지 테이블(10)을 상대적으로 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 대하여 평행인 방향(X축 방향)으로 이동시키면서, 레이저 광선 조사 수단(20)이 웨이퍼(W)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선(LB)을 웨이퍼(W)의 이면(Wb)측으로부터 제2 분할 예정 라인(S2)을 따라 파선형으로 조사하여, 웨이퍼(W)의 내부에 제2 개질층(m2)을 형성한다. 모든 제2 분할 예정 라인(S2)을 따라 레이저 광선(LB)을 조사하여 제2 개질층(m2)을 형성하였다면, 제2 개질층 형성 공정이 완료한다.
개질층(M)[제1 개질층(m1) 및 제2 개질층(m2)]은, 레이저 광선(LB)의 조사에 의해 웨이퍼(W)의 내부의 강도나 물리적인 특성이 변화된 영역이다. 개질층(M)은, 도 2의 부분 확대도에 나타내는 바와 같이, 집광점(P)의 상방측에 형성되고, 개질층(M)의 상단과 하단 사이의 폭(t)은, 예컨대 20 ㎛∼30 ㎛ 정도로 되어 있다.
여기서, 제1 개질층 형성 공정에 있어서 또는 제2 개질층 형성 공정에 있어서 또는 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정의 양 공정을 실시할 때, 웨이퍼(W)의 내부에 형성되는 개질층(M)[제1 개질층(m1) 및 제2 개질층(m2)]은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 하나의 분할 예정 라인에 대해서, 개질층(M)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장을 유도하는 적어도 하나 이상의 유도 개질층(Mi)과, 개질층(M)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장을 조정하기 위한 적어도 하나 이상의 조정 개질층(Ma)으로 복합적으로 형성된다. 도시된 예에 있어서의 개질층(M)은, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측에 가장 가까운 위치에 형성된 1층의 유도 개질층(Mi)과, 유도 개질층(Mi) 위에 형성된 2층의 조정 개질층(Ma)에 의해 구성된다.
웨이퍼(W)의 내부에 유도 개질층(Mi)을 형성할 때, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 집광기(22)의 위치를 비키어, 보다 표면(Wa)측에 레이저 광선(LB)의 집광점(P)을 위치 부여한 상태로 레이저 광선(LB)을 조사함으로써 유도 개질층(Mi)을 형성하면 좋다. 유도 개질층(Mi)의 수나 두께는 특별히 한정되는 것이 아니다. 따라서, 웨이퍼(W)의 두께 등에 따라 유도 개질층(Mi)의 수나 두께를 설정하면 좋다. 도 3의 예에서는, 유도 개질층(Mi)은, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측에 가장 가까운 위치에 형성되어 있지만, 이 위치에 한정되지 않는다. 무엇보다도, 본 실시형태에 나타내는 바와 같이, 개질층(M)은, 이후의 분할 공정에 의해 연삭되어 제거되는 높이 위치(6)에 형성하면 좋다.
또한, 웨이퍼(W)의 내부에 조정 개질층(Ma)을 형성할 때, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 집광기(22)의 위치를 더욱 상방측으로 비키어, 표면(Wa)측으로부터 이면(Wb)측으로 균등한 간격을 두고 레이저 광선(LB)을 단계적으로 조사함으로써, 2층의 조정 개질층(Ma)을 형성한다. 이때, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 미리 정해진 간격(H1)을 마련하여 도 1에 나타낸 각 디바이스(D)의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선(LB)의 조사를 정지하도록 제어된다. 구체적으로는, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 제1 분할 예정 라인(S1) 또는 제2 분할 예정 라인(S2) 또는 제1 분할 예정 라인(S1) 및 제2 분할 예정 라인(S2)의 쌍방에 있어서 미리 정해진 간격(H1)을 마련한 부분에 레이저 광선(LB)을 조사하지 않고, 미리 정해진 간격(H1) 이외의 영역에 레이저 광선(LB)을 조사한다. 이렇게 하여 형성된 조정 개질층(Ma)은, 웨이퍼(W)의 내부에 미리 정해진 간격(H1)을 이격한 비개질층 영역(2)을 가지고 있어, 레이저 광선(LB)이 조사된 부분의 강도가 저하하고 있다. 비개질층 영역(2)은, 웨이퍼(W)의 내부의 강도가 저하하지 않아, 이후의 분할 시에 크랙이 생기지 않는 영역이다. 조정 개질층(Ma)의 수나 두께에 대해서도 특별히 한정되지 않는다.
(4) 분할 공정
제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정을 실시한 후, 도 4에 나타내는 바와 같이, 보호 부재(1)측을 회전 가능한 척 테이블(40)에서 유지하여, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)으로부터 연삭 수단(30)에 의해 연삭하여 마무리 두께(100)로 박화하며 연삭 동작에 의해 개질층(M)을 기점으로 하여 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙을 분할 예정 라인을 따라 성장시켜, 웨이퍼(W)를 개개의 디바이스(D)로 분할한다. 척 테이블(40)은, 예컨대 포러스 부재에 의해 형성되는 유지부(41)를 구비하고, 그 상면이 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 유지면(42)으로 되어 있다. 유지면(42)에는, 도시하지 않는 흡인원이 접속되어 있다. 연삭 수단(30)은, 연직 방향의 축심을 갖는 스핀들(31)과, 스핀들(31)의 하부에 장착된 연삭 휠(32)과, 연삭 휠(32)의 하부에 링형으로 고착된 연삭 지석(33)을 구비하여, 연삭 휠(32)을 회전시키면서, 전체가 승강 가능하게 되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 테이프(T)측을 척 테이블(40)로 유지하여 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 상향으로 만들어, 척 테이블(40)을 회전시킨다. 연삭 수단(30)은, 연삭 휠(32)을 예컨대 화살표(A) 방향으로 회전시키면서, 미리 정해진 연삭 이송 속도로 하강시켜, 연삭 지석(33)으로 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 압박하면서 미리 정해진 마무리 두께(100)에 이를 때까지 연삭하여 웨이퍼(W)를 박화한다. 이러한 연삭 동작에 의해 개질층(M)을 기점으로 하여 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙을 제1 분할 예정 라인(S1) 및 제2 분할 예정 라인(S2)을 따라 성장시킨다. 즉, 개질층(M)이 형성된 위치로부터 크랙이 발생하면, 도 3에 나타낸 유도 개질층(Mi)에 의해, 표면(Wa)측을 향하여 크랙이 유도된다. 또한, 조정 개질층(Ma)의 비개질층 영역(2)으로부터 크랙이 생기지 않아, 개질층(M)으로부터 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장 상태가 조정되어, 디바이스(D)가 개편화되는 타이밍이 조정된다. 그 때문에, 박화에 수반하여 웨이퍼(W)가 개개의 디바이스(D)로 분할될 때에, 인접하는 디바이스(D)가 접촉하여 파손되는 것이 방지된다.
(5) 익스팬드 공정
분할 공정을 실시한 후, 도 5에 나타내는 바와 같이, 테이프 확장 수단(50)에 의해, 분할된 개개의 디바이스(D)의 간격을 넓힌다. 테이프 확장 수단(50)은, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 테이블(51)과, 지지 테이블(51)의 외주측에 설치되어 프레임(F)이 배치되는 프레임 배치대(52)와, 프레임 배치대(52)에 배치된 프레임(F)을 클램프하는 클램프부(53)와, 프레임 배치대(52)의 하부에 연결되어 프레임 배치대(52)를 상하 방향으로 승강시키는 승강 수단(54)을 구비한다. 승강 수단(54)은, 실린더(54a)와, 실린더(54a)에 의해 승강 구동되는 피스톤(54b)에 의해 구성되어, 피스톤(54b)이 상하로 이동함으로써, 프레임 배치대(52)를 승강시킬 수 있다.
웨이퍼(W)를 확장할 때에는, 지지 테이블(51)에 보호 부재(1)측을 배치하며, 프레임 배치대(52)에 프레임(F)을 배치한다. 그 후, 클램프부(53)가 프레임(F)의 상부를 눌러 움직이지 않도록 고정한다. 이어서, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(54b)이 하방으로 이동하여 프레임 배치대(52)를 하강시켜, 지지 테이블(51)에 대하여 상대적으로 프레임 배치대(52)를 하강시킨다. 이에 의해, 테이프(T) 및 보호 부재(1)가 방사형으로 확장되어, 웨이퍼(W)에 대하여 방사 방향의 외력이 부여되어, 각 디바이스(D)의 간격이 넓어져 각 디바이스(D) 사이에 간극(5)이 형성된다. 그리고, 각 디바이스(D)는, 반송 수단 등에 의해 픽업되어, 원하는 반송처에 반송된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼의 가공 방법에서는, 제1 개질층 형성 공정에 있어서 또는 상기 제2 개질층 형성 공정에 있어서 또는 상기 제1 개질층 형성 공정 및 상기 제2 개질층 형성 공정의 양 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 내부에 형성되는 개질층(M)은, 하나의 분할 예정 라인에 대해서, 개질층(M)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장을 유도하는 적어도 하나 이상의 유도 개질층(Mi)과, 개질층(M)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장을 조정하기 위한 적어도 하나 이상의 조정 개질층(Ma)으로 복합적으로 형성되기 때문에, 유도 개질층(Mi)에 의해 개질층(M)으로부터 발생한 크랙이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측으로 유도되며, 조정 개질층(Ma)에 의해 표면(Wa)에 이르는 크랙의 성장 상태가 조정되기 때문에, 웨이퍼(W)를 개개의 디바이스(D)로 분할할 때에 디바이스 칩의 코너에 깨짐이 생기거나 코너 부근의 커프에 사행이 생기거나 하는 것을 막을 수 있다. 또한, 조정 개질층(Ma)이, 미리 정해진 간격(H1)을 이격한 비개질층 영역(2)을 가지고 있기 때문에, 분할 공정을 실시할 때에, 비개질층 영역(2)에 의해, 인접하는 디바이스(D)가 접촉하지 않도록 디바이스(D)의 개편화되는 타이밍이 조정되기 때문에, 디바이스(D)의 코너에 깨짐이 발생하거나 코너 부근의 커프가 사행하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6에 나타내는 개질층(M1)[제1 개질층(m1) 및 제2 개질층(m2)]은, 개질층 형성 공정의 제1 변형예에 의해 웨이퍼(W1)의 내부에 형성된 것이다. 개질층(M1)은, 상기와 마찬가지로, 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정을 행함으로써, 웨이퍼(W1)의 표면(Wa)측에 가장 가까운 위치에 형성된 1층의 유도 개질층(Mi2)과, 유도 개질층(Mi2) 위에 형성된 2층의 조정 개질층(Ma)에 의해 구성된다.
웨이퍼(W1)의 내부에 유도 개질층(Mi2)을 형성할 때, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 집광기(22)의 위치를 비키어, 보다 표면(Wa)측에 레이저 광선(LB)의 집광점(P)을 위치 부여한 상태로, 조정 개질층(Ma)의 비개질층 영역(2)보다 짧은 미리 정해진 간격(H2)을 마련하여, 각 디바이스(D)의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선(LB)의 조사를 정지하도록 제어된다. 구체적으로는, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 도 1에 나타낸 제1 분할 예정 라인(S1) 또는 제2 분할 예정 라인(S2) 또는 제1 분할 예정 라인(S1) 및 제2 분할 예정 라인(S2)의 쌍방에 있어서 미리 정해진 간격(H2)을 마련한 부분에 레이저 광선(LB)을 조사하지 않고, 미리 정해진 간격(H2) 이외의 영역에 레이저 광선(LB)을 조사한다. 이렇게 하여 형성된 유도 개질층(Mi2)은, 웨이퍼(W1)의 내부에 미리 정해진 간격(H2)을 이격하여 비개질층 영역(2)보다 작은 비개질층 영역(3)을 가지며, 레이저 광선(LB)이 조사된 부분의 강도가 저하하고 있다. 비개질층 영역(3)은, 비개질층 영역(2)과 마찬가지로, 분할 시에 크랙이 생기지 않는 영역이다.
개질층 형성 공정의 제1 변형예를 실시한 후, 상기와 동일한 분할 공정으로 진행하여, 연삭 동작에 의해 개질층(M1)을 기점으로 하여 웨이퍼(W1)의 표면(Wa)에 이르는 크랙을 제1 분할 예정 라인(S1) 및 제2 분할 예정 라인(S2)을 따라 성장시킨다. 즉, 개질층(M1)이 형성된 위치로부터 크랙이 발생하면, 유도 개질층(Mi2)에 의해, 표면(Wa)측을 향하여 크랙이 유도된다. 또한, 조정 개질층(Ma)의 비개질층 영역(2) 및 유도 개질층(Mi2)의 비개질층 영역(3)으로부터 크랙이 생기지 않고, 인접하는 디바이스(D)가 접촉하지 않도록 디바이스(D)의 개편화되는 타이밍이 조정되어, 웨이퍼(W1)를 개개의 디바이스(D)로 분할할 수 있다. 이와 같이, 개질층(M1)에서는, 유도 개질층(Mi2)이, 조정 개질층(Ma)의 비개질층 영역(2)보다 작은 비개질층 영역(3)을 갖기 때문에, 웨이퍼(W1)의 분할 시에, 작은 비개질층 영역(3)으로부터도 크랙이 웨이퍼(W1)의 표면(Wa)으로 유도되지 않기 때문에, 개편화되는 디바이스(D)의 움직임을 제한할 수 있어, 디바이스(D)의 코너에 깨짐이 발생하거나, 코너 부근의 커프가 사행하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
도 7에 나타내는 개질층(M2)[제1 개질층(m1) 및 제2 개질층(m2)]은, 개질층 형성 공정의 제2 변형예에 의해 웨이퍼(W2)의 내부에 형성된 것이다. 개질층(M2)은, 상기와 마찬가지로, 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정을 행함으로써, 웨이퍼(W2)의 표면(Wa)측에 가장 가까운 위치에 형성된 1층의 유도 개질층(Mi2)과, 유도 개질층(Mi2) 위에 형성되어 미리 정해진 간격이 상이한 2층의 조정 개질층(Ma, Ma2)에 의해 구성된다. 유도 개질층(Mi2), 조정 개질층(Ma)의 구성은, 상기 제1 변형예와 동일하다.
웨이퍼(W2)의 내부에 조정 개질층(Ma2)을 형성할 때, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 비개질층 영역(3)보다 길고, 또한 비개질층 영역(2)보다 짧은 미리 정해진 간격(H3)을 마련하여, 각 디바이스(D)의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선(LB)의 조사를 정지하도록 제어된다. 구체적으로는, 레이저 광선 조사 수단(20)은, 도 1에 나타낸 제1 분할 예정 라인(S1) 또는 제2 분할 예정 라인(S2) 또는 제1 분할 예정 라인(S1) 및 제2 분할 예정 라인(S2)의 쌍방에 있어서 미리 정해진 간격(H3)을 마련한 부분에 레이저 광선(LB)을 조사하지 않고, 미리 정해진 간격(H2) 이외의 영역에 레이저 광선(LB)을 조사한다. 조정 개질층(Ma2)은, 웨이퍼(W2)의 내부에 미리 정해진 간격(H3)을 이격하여 비개질층 영역(3)보다 크고, 또한 비개질층 영역(2)보다 작은 비개질층 영역(4)을 가지며, 레이저 광선(LB)이 조사된 부분의 강도가 저하하고 있다.
개질층 형성 공정의 제2 변형예를 실시한 후, 상기와 동이한 분할 공정으로 진행하여, 연삭 동작에 의해 개질층(M2)을 기점으로 하여 웨이퍼(W2)의 표면(Wa)에 이르는 크랙을 제1 분할 예정 라인(S1) 및 제2 분할 예정 라인(S2)을 따라 성장시킨다. 즉, 개질층(M2)이 형성된 위치로부터 크랙이 발생하면, 유도 개질층(Mi2)에 의해, 표면(Wa)측을 향하여 크랙이 유도된다. 또한, 비개질층 영역(2, 3 및 4)으로부터 크랙이 생기지 않아, 디바이스(D)의 개편화되는 타이밍이 조정되기 때문에, 웨이퍼(W2)를 개개의 디바이스(D)로 분할할 수 있다. 이와 같이, 개질층(M2)은, 웨이퍼(W2)의 이면(Wb)으로부터 표면(Wa)에 걸쳐 레이저 광선(LB)을 조사하지 않는 영역을 단계적으로 비개질층 영역(2, 4 및 3)의 순서로 작게 구성하였기 때문에, 개편화되는 디바이스(D)의 움직임을 제한할 수 있어, 디바이스(D)의 코너에 깨짐이 발생하거나, 깨진 부분이 사행하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시형태에 나타내는 개질층 형성 공정에서 이용하는 레이저 조사 조건으로서는, 예컨대 광원, 파장, 출력, 유지 테이블(10)의 이송 속도 및 레이저 광선(LB)을 조사하지 않는 미리 정해진 간격(H1∼H3)의 폭 등을 들 수 있다. 분할 예정 라인마다 설정되는 미리 정해진 간격(H1∼H3)은, 일정한 간격이 아니어도 좋다. 웨이퍼(W)의 중앙 부분이 외주 부분에 비해서 움직이기 어려워 미분할 영역이 발생하기 쉽기 때문에, 예컨대 중앙 부분의 영역에 있어서는 미리 정해진 간격(H1∼H3)의 폭을 좁게 설정하면 좋다. 분할 공정에서 이용하는 연삭 조건으로서는, 예컨대 연삭 지석(33)의 종류, 연삭 이송 속도, 척 테이블(40)의 회전 속도 등을 들 수 있다. 또한, 레이저 조사 조건 및 연삭 조건은, 웨이퍼(W)의 두께나 재질 등에 따라 적절하게 조정하여 조합하면 좋다.
1: 보호 부재 2, 3, 4: 비개질층 영역 5: 간극 6: 높이 위치
10: 유지 테이블 11: 유지면 20: 레이저 광선 조사 수단 21:발진기
22: 집광기
30: 연삭 수단 31: 스핀들 32: 연삭 휠 33: 연삭 지석
40: 척 테이블 41: 유지부 42: 유지면
50: 테이프 확장 수단 51: 지지 테이블 52: 프레임 배치대 53: 클램프부
54: 승강 수단 54a: 실린더 54b: 피스톤
W, W1, W2: 웨이퍼 Wa: 표면 Wb: 이면 D: 디바이스
S1: 제1 분할 예정 라인 S2: 제2 분할 예정 라인
M, M1, M2: 개질층 m1: 제1 개질층 m2: 제2 개질층
Mi, Mi2: 유도 개질층 Ma, Ma2: 조정 개질층 H1, H2, H3: 미리 정해진 간격

Claims (3)

  1. 표면에 미리 정해진 방향으로 연장되는 복수의 제1 분할 예정 라인과 그 복수의 제1 분할 예정 라인과 교차하여 형성된 복수의 제2 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를, 상기 제1 분할 예정 라인 및 상기 제2 분할 예정 라인을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 있어서,
    웨이퍼의 표면측에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정;
    상기 보호 부재 점착 공정 후, 상기 보호 부재측을 유지하며, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 이면측으로부터 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치 부여하여 상기 제1 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제1 분할 예정 라인을 따라 제1 개질층을 형성하는 제1 개질층 형성 공정;
    웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 이면측으로부터 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치 부여하여 상기 제2 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제2 분할 예정 라인을 따라 제2 개질층을 형성하는 제2 개질층 형성 공정; 및
    상기 제1 개질층 형성 공정 및 상기 제2 개질층 형성 공정을 실시한 후, 상기 보호 부재측을 유지하고 웨이퍼의 이면으로부터 연삭 수단에 의해 연삭하여 마무리 두께로 박화하며 연삭 동작에 의해 상기 개질층을 기점으로 하여 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 상기 분할 예정 라인을 따라 성장시켜, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 개질층 형성 공정에 있어서 또는 상기 제2 개질층 형성 공정에 있어서 또는 상기 제1 개질층 형성 공정 및 상기 제2 개질층 형성 공정의 양 공정에 있어서,
    상기 개질층은, 하나의 분할 예정 라인에 대해서, 상기 개질층으로부터 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙의 성장을 유도하는 적어도 하나 이상의 유도 개질층과, 상기 개질층으로부터 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙의 성장을 조정하기 위한 적어도 하나 이상의 조정 개질층으로 복합적으로 형성되고,
    상기 조정 개질층은, 미리 정해진 간격을 마련하여 각 디바이스의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선의 조사를 정지함으로써, 웨이퍼의 내부에 미리 정해진 간격을 이격한 비개질층 영역을 가지고,
    상기 유도 개질층은, 상기 비개질층 영역보다 짧은 미리 정해진 간격을 마련하여, 각 디바이스의 1변에 대하여 적어도 1회 레이저 광선의 조사를 정지함으로써, 웨이퍼의 내부에 미리 정해진 간격을 이격하여 상기 비개질층 영역보다 작은 비개질층 영역을 가지고,
    웨이퍼의 이면으로부터 표면에 걸쳐 상기 조정 개질층 및 상기 유도 개질층의 비개질층 영역을 단계적으로 작게 하는 것을 특징으로 하는,
    웨이퍼의 가공 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
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