KR20050009272A - 반도체 웨이퍼의 분할방법 및 분할장치 - Google Patents

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KR20050009272A
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Abstract

본 발명은, 표면이 격자형상으로 배열된 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 회로가 형성된 반도체웨이퍼를 상기 스트리트에 따라 분할하는 반도체웨이퍼의 분할방법에 있어서, 상기 반도체웨이퍼의 이면으로부터 상기 스트리트를 검출하는 스트리트검출공정과, 상기 스트리트검출공정에 의해 검출된 상기 스트리트에 따라 상기 반도체웨이퍼의 이면으로부터 레이저빔을 조사하고 상기 스트리트에 따라 절단하는 절단공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 분할방법에 관한 것이다.

Description

반도체 웨이퍼의 분할방법 및 분할장치{METHOD AND APPARATUS FOR SPLITTING SEMICONDUCTOR WAFER}
당업자들이 주지하고 있는 바와 같이, 반도체 디바이스 제조공정은, 원판형 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형상으로 배열된 스트리트(절단라인)에 의해 여러개의 영역이 구획되어, 상기 구획된 영역에 IC, LSI 등의 회로를 형성하는 것이다. 그리고 반도체 웨이퍼를 스트리트에 따라 절단하여 회로가 형성되게 영역을 분리하여 각각의 반도체 칩을 제조하는 것이다. 반도체 웨이퍼의 스트리트에 따르는 절단은, 통상적으로 다이서(DICER)라 불리는 절삭장치에 의해 이루어진다. 상기 절삭장치는, 피가공물인 반도체 웨이퍼를 지지하는 척크테이블(CHUCK TABLE)과, 상기 척크테이블에 지지되는 반도체 웨이퍼를 절삭하기 위한 절단수단과, 척크테이블과 절단수단을 상대적으로 이동시키는 이동수단을 구비한다. 상기 절단수단은 고속회전되는 회전스핀들(RORARY SPINDLE)에 장착되는 절삭블레이드(BLADE)를 포함한다. 상기 절삭블레이드는 원반형의 베이스와, 상기 베이스의 측면 외주면에 장착되는 환상의 컷팅에지로 이루어지고, 상기 컷팅에지는 예를 들면 입경이 3㎛ 정도의 다이아몬드 연마입자를 전기주조에 의한 베이스에 고정하고 두께를 15㎛ 정도로 형성시키는 것이다. 상기와 같은 절삭블레이드에 의하면 두께가 50㎛ 이하의 반도체 웨이퍼를 절삭했을 때, 절단된 반도체칩의 절단면에 흠 또는 크랙(CRACK)이 발생하고 반도체칩의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 최근에 IC, LSI 등의 회로를 보다 미세하게 형성하도록 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼 본체 표면에 저유전율을 갖는 절연체를 적층시킨 형태의 반도체 웨이퍼도 실제 이용되도록 공급되고 있다. 상기 저유전율을 갖는 절연체로서는, SiO2막(유전율 k= 약 4.1) 보다도 유전율이 작은 (예: k = 2.5 내지 3.6 정도) 재료, 예를 들어 SiOF,BSG(SiOB), H 함유 POLYSILOXANE(HSQ) 등의 무직물계의 막, POLYMIDE 계, PARYLENE 계, TEFLON 계 등의 유직물계의 막, METHYL 함유 POLYSILOXANE 등의 POROUS SILICA 막이 제시될 수 있다. 상기와 같은 반도체웨이퍼를 상술한 절삭블레이드에 의해 절삭할 때 저유전율절연체의 표면이 떨어지므로 절삭블레이드의 파괴력에 의해 스트리트에 인접한 영역에서도 표면층 즉 저유전율연체 층이 반도체웨이퍼 본체로부터 박리되어 분할된 반도체칩의 품질을 저하시키는 문제가 있다.
한편, 도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이 반도체웨이퍼(10)의 스트리트(101)를 따라 레이저빔(LB)을 조사하여 절단하는 가공방법도 시도되고 있다. 상기 레이저빔(LB)을 조사하여 절단하는 방법은, 반도체웨이퍼(10)의 스트리트(101)를 레이저빔(LB)에 의해 용융하여 절단하는 형태로 되기 때문에, 저유전율절연체층이 반도체웨이퍼 본체로부터 박리되는 문제를 해소할 수 있다.
그리고, 반도체웨이퍼(10)의 스트리트(101)에 따라 레이저(LB)을 조사하는 방법은, 도9a에 도시된 바와 같이 반도체웨이퍼(10)가 레이저빔(LB)에 의해 상당한 고온으로 가열된다. 상기 열영향범위(104)는 도9a에 도시된 바와 같이 반도체웨이퍼(10)의 표면측이 넓은 표면으로 향해 점차 감소한다. 따라서, 반도체웨이퍼(10)의 표면에 형성된 회로(102)가 열의 영향으로 훼손되는 문제가 발생한다. 또한, 반도체웨이퍼(10)의 스트리트(101)에 따라 레이저빔(LB)을 조사하는 방법은, 반도체웨이퍼(10)의 스트리트(101)를 레이저빔(LB)에 의해 용융하여 절단하는 형태가 되어 도9b에 도시된 바와 같이 조각(DEBRIS,105)이 발생하고, 상기 조각이 회로(102)에 접속되어 접착부(BONDING PART) 등에 부착한 반도체칩의 품질을 저하시키는 새로운 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 사실을 감안한 것으로, 본 발명의 주된 기술적과제는, 반도체웨이퍼의 표면에 형성된 회로를 열의 영향으로 훼손되는 것을 방지하고, 접착부 등에 조각이 부착되는 것을 방지한 스트리트를 따라 분할할 수 있는 레이저빔을 이용한 반도체웨이퍼의 분할방법 및 분할장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 반도체 웨이퍼를 소정 스트리트(절단라인)에 따라 레이저 빔을 조사하고 각각의 반도체 칩을 분할하는 반도체 웨이퍼의 분할방법 및 분할장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 의해 구성된 분할장치의 사시도이고,
도2는 도1에 도시된 분할장치의 주요구성요소를 도시한 사시도이고,
도3은 도1에 도시된 분할장치에 장비된 레이저빔 가공수단의 구성을 간략하게 도시한 블록도이고,
도4는 도1에 도시된 분할장치에 의해 분할된 반도체웨이퍼를 프레임에 장착시켜 보호테이프로 점착한 상태를 도시한 단면도이고,
도5는 도1에 도시된 분할장치에 장착된 얼라이먼트수단의 구성도이고,
도6은 본 발명에 의한 분할방법의 설명도이고,
도7는 반도체웨이퍼의 재료의 광투과율을 도시한 그래프이고,
도8은 본 발명에 의한 분할방법에 의해 절단장치를 도시한 설명도이고,
도9는 종래의 레이저빔 절단에 의해 절단상태를 도시한 설명도이다.
- 발명의 개시 -
상술한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 표면이 격자형상으로 배열된 스트리트에 의해 구획된 여러개의 영역에 회로가 형성된 반도체웨이퍼를 상기 스트리트에 따라서 분할하는 반도체웨이퍼의 분할방법에 있어서,
상기 반도체웨이퍼의 이면(裏面)에서 상기 스트리트를 검출하는 스트리트검출공정과, 상기 스트리트 검출공정에 의해 검출된 상기 스트리트에 따라 상기 반도체웨이퍼의 이면에서 레이저빔을 조사하고 상기 스트리트에 따라 절단하는 절단공정을 포함하는 것을 특징으로 반도체웨이퍼의 분할방법이 제공된다.
상기 스트리트 검출공정은, 상기 반도체웨이퍼의 이면에서 적외선을 조사하고 상기 적외선에 의해 조작된 상에 근거하여 상기 스트리트를 검출한다.
또한 본 발명에 따르면, 피가공물을 지지하는 척크테이블과, 상기 척크테이블에 지지된 피가공물의 분할영역을 검출하는 얼라이먼트(ALIGNMENT)수단과, 상기 얼라이먼트수단에 의해 검출된 분할영역에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사수단을 구비하는 분할장치에 있어서,
상기 얼라이먼트수단은, 상기 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선조사수단과, 상기 적외선조사수단에 의해 조사된 적외선을 받아들이는 형광계와, 상기 형광계에 의해 받아들여진 적외선에 대응하는 전기신호를 출력하는 촬상소자와, 상기 촬상소자의 출력신호에 근거하여 영상처리하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 분할장치가 제공된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
도1은 본 발명에 의해 구성된 분할장치의 사시도를 도시한 것이다. 도1에 도시된 분할장치는, 직방체형상의 하우징(1)을 구비한다. 상기 장치하우징(1) 내에는, 도2에 도시된 정지베이스(2)와, 상기 정지베이스(2)에 화살표 X 로 표시한 방향으로 이동가능하게 배설된 피가공물을 지지하는 척크테이블기구(3)와, 상기 정지베이스(2)에 상기 화살표 X 방향과 직각방향 Y 방향으로 이동가능하게 배설된 레이저빔유닛 지지기구(4)와, 상기 레이저빔유닛 지지기구(4)에 화살표방향으로 표신된 방향으로 이동가능하게 배설된 레이저빔 유닛(5)이 배설된다.
상기 척크테이블기구(3)는 정지테이블(2) 상부에 화살표 X 방향을 따라 평행하게 배설된 한쌍의 안내레일(31)과, 상기 안내레일(31) 상부에 화살표 X 방향으로 표시된 방향으로 이동가능하게 배설된 제1의 슬라이딩블록(32) 상부에 화살표 Y 방향으로 표시된 방향으로 이동가능하게 배설된 제2의 슬라이딩블록(33)과, 상기 제2의 슬라이딩블록(33) 상부에 원통부재(34)에 의해 지지된 지지테이블(35)과, 피가공물지지수단으로서의 척크테이블(36)을 구비한다. 상기 척크테이블(36)은 다공성재료로부터 형성된 흡착척크(361)을 구비하고, 상기 흡착척크(361) 상부에 피가공물로 있는 원반형의 반도체웨이퍼는 도시되지 않은 흡인수단에 의해 지지된다. 또한, 척크테이블(36)은 원통부재(34) 내에 배설된 도시되지 않은 펄스모터에 의해 회전되게 된다.
상기 제1 슬라이딩블록(32)은, 상기 제1 슬라이딩블록(32)의 하면에 상기 한쌍의 안내 레일(31), 상기 안내 레일(31)과 감합하는 한쌍의 피안내구(321)가 설치됨과 동시에 상기 상기 제1 슬라이딩블록(32)의 상면에 화살표 Y 로 표시되는 방향으로 평행하게 형성된 한쌍의 안내레일(322)이 설치된다. 상기와 같이 구성된 제1의 슬라이딩블록(32)은 피안내구 레일(31)을 따라 화살표 X 로 표시하는 방향으로 이동가능하게 구성된다. 도시된 실시예의 척크테이블기구(3)는 제1의 슬라이딩블록(32)를 한쌍의 안내 레일(31)을 따라 화살표 X 로 표시하는 방향으로 이동시키기 위한 제1 이동수단을 구비한다. 제1의 이동수단(37)과, 해당 수컷 스크류로드(SCREW ROD, 371)를 회전운동하기 위한 펄스모터(372)등의 구동원을 포함한다. 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD)는, 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD)의 일단이 상기 정지베이스(2)에 고정된 축수블록(373)에 회전자재로 지지되게 하고, 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD)의 타단이 상기 펄스모터(372)의 출력축에 도시되지 않은 감속장치를 끼워 전동연결되게 구비된다. 또한 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD,371)는, 제1 슬라이딩블록(32)의 중앙부 하면에 돌출되게 설치된 도시되지 않은 암컷 스크류로드에 형성된 관통 암컷 스크류 구멍에 나합된다. 따라서, 펄스모터(372)에 의해 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD,371)을 정전(正輾) 및 역전(逆輾)하고 제1 슬라이딩블록(32)이 안내레일(31) 방향으로 화살표 X 가 표시하는 방향으로 이동하게 된다.
상기 제2 슬라이딩블록(33)은, 상기 제2 슬라이딩블록(33)의 하면에 상기 제1 슬라이딩 블록(32)의 상면에 설치되는 한쌍의 안내레일(322), 상기 안내 레일(322)과 감합하는 한쌍의 피안내구(331)가 설치되고, 상기 피안내구(331)를 한쌍의 안내레일(322)에 감합하여 , 화살표 Y 로 표시된 방향으로 이동가능하게 형성된다. 도시된 실시예의 척크테이블기구(3)는 제2의 슬라이딩블록(33)을 제1 슬라이딩블록(32)에 설치된 한쌍의 안내레일(322), 상기 안내레일(322)을 따라 화살표 Y 로 표시하는 방향으로 이동시키기 위한 제2 이동수단(38)을 구비한다. 제2의 이동수단(38)은, 상기 한쌍의 안내레일(322)과 상기 안내레일(322)의 사이에 평행하게 배설된 수컷 스크류로드(SCREW ROD, 381)와, 해당 수컷 스크류로드(SCREW ROD, 381)를 회전구동하기 위한 펄스모터(382) 등의 구동원을 포함한다. 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD,381)는, 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD)의 일단이 상기 제1 슬라이딩블록(32)의 상면에 고정된 축수블록(383)에 회전자재로 지지되고, 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD)의 타단이 상기 펄스모터(382)의 출력축에 도시되지 않은 감속장치를 끼워 전동연결되게 구비된다. 또한 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD,381)는, 제2 슬라이딩블록(33)의 중앙부 하면에 돌출되게 설치된 도시되지 않은 암컷 스크류로드에 형성된 관통 암컷 스크류 구멍에 나합된다. 따라서, 펄스모터(382)에 의해 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD,381)를 정전(正輾) 및 역전(逆輾)하고 제2 슬라이딩블록(33)이 안내레일(322) 방향으로 화살표 X 가 표시하는 방향으로 이동하게 된다.
상기 레이저빔 유닛지지기구(4)는 정지베이스(2) 상부에 화살표 Y 로 표시하는 방향을 따라 평행하게 배설된 한쌍의 안내레일(41)과, 상기 안내레일(41) 상부에 화살표 Y 로 표시하는 방향으로 이동가능하게 배설된 가동지지베이스(42)를 구비한다. 상기 가동지지베이스(42)는, 안내레일(41)과, 상기 안내레일(41) 상부에 이동가능하게 배설된 이동지지부(421)와, 상기 이동지지부(421)에 결합되는 장착부(422)로 구성된다. 상기 장착부(422)는, 일측면에 화살표 Z 로 표시하는 방향으로 연장한 한쌍의 안내레일(422a)이 평행하게 설치된다. 도시된 실시예에 있어서, 레이저빔유닛지지기구(4)는 가동지지베이스(42)를 한쌍의 안내레일(41)과, 상기 안내레일(41)에 방향으로 있는 Y 로 표시한 화살표 방향으로 이동시키기 위한 제3 이동수단(43)을 구비한다. 상기 제3 이동수단(43)은 상기 한쌍의 안내레일(41)과, 상기 안내레일(41)의 사이에 평행하게 배설된 수컷 스크류로드(431)과, 상기 수컷 스크류로드(431)를 회전구동하느는 펄스모터(432) 등의 구동원을 포함한다. 상기 수컷 스크류로드(431)는, 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD)의 일단이 상기 정지베이스(2)에 고정된 도시되지 않은 축수블록에 회전자재로 지지되게 하고, 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD)의 타단이 상기 펄스모터(432)의 출력축에 도시되지 않은 감속장치를 끼워 전동연결되게 구비된다. 또한 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD,431)는, 가동지지베이스(42)를 구성하는 이동지지부(421)의 중앙부 하면에 돌출되게 설치된 도시되지 않은 암컷 스크류블록에 형성된 관통 암컷 스크류 구멍에 나합된다. 따라서, 펄스모터(432)에 의해 상기 수컷 스크류로드(SCREW ROD,381)를 정전(正輾) 및 역전(逆輾)하고 가동지지베이스(42)는 안내레일(41)를 따라 화살표 Y 가 표시하는 방향으로 이동하게 된다.
도시된 실시예에 있어서, 레이저빔 유닛(5)은 유닛홀더(51)와 상기 유닛홀더더(51)에 결합하는 레이저빔 가공수단(52)를 구비한다. 상기 유닛홀더(51)는 상기 장착부(422)에 설치되는 한쌍의 안내레일(422a)과, 상기 한쌍의 안내레일(422a)에 습동가능하게 감합하는 한쌍의 피안내구(51a)가 설치되고, 상기 피안내구(51a)를 상기 안내레일(422a)에 감합하여 화살표 Z 가 표시하는 방향으로 이동시키도록 제4이동수단(53)을 구비한다. 상기 제4 이동수단(53)은, 상기 제1 내지 제3의 이동수단과 동일한 모양으로 한쌍의 안내레일(432a)과, 상기 안내레일(432a) 사이에 배설되는 수컷 스크류로드(미도시)와, 상기 수컷 스크류로드를 회전구동하기 위한 펄스모터(532) 등의 구동원을 포함하고, 펄스모터(532)에 의해 도시되지 않은 수컷 스크류로드를 정전 및 역전구동하여, 유닛홀더(51) 및 레이저빔조사수단을 안내레일(422a)를 따라 화살표 Z 가 표시하는 방향으로 이동시킨다.
상기 레이저빔 가공수단(52)에 관해서 도2 및 도3을 참조하여 설명한다.
도시된 레이저빔 가공수단(52)은, 상기 유닛홀더(51)에 고정되고 수평하게 연장하는 원통형상의 케이징(521)을 포함한다. 상기 케이징(521) 내에는 도3에 도시된 바와 같이 레이저빔 발진수단(522)과 상기 레이저빔 변조수단(523)이 배설된다. 상기 레이저빔 발진수단(522)로서는 YAG 레이저발진기 또는 YVO4 레이저발진기를 이용하는 것이 가능하다. 상기 레이저빔 변조수단(523)은 반복 주파수설정수단(523a)과, 상기 레이저빔 펄스폭 설정수단(523b) 및 상기 레이저빔 파장설정수단(523c)를 포함한다. 한편, 상기 레이저빔 변조수단(523)을 구성하는 반복 주파수설정수단(523a), 상기 레이저빔 펄스폭 설정수단(523b) 및 상기 레이저빔 파장설정수단(523c)는 당업자에게는 주지의 기술로 잘 알려져 있음을 밝혀둔다. 따라서 상기 각 수단들의 구성에 관한 상세한 설명은 본 명세서 생략하기로 한다. 상기 케이징(521)은 주지의 형태로서, 케이징자체에 레이저빔 조사수단(524)이 장착된 것이다.
상기 레이저빔 발진수단(522)이 발진하는 레이저빔은 레이저빔변조수단(523)을 통해 레이저빔 조사수단(524)에 도달한다. 레이저빔 변조수단(223)에 있어서 반복 주파수설정수단(523a)은 레이저빔을 소정 반복주파수의 펄스레이저빔으로 하고, 레이저빔펄스폭 설정수단(523b)은 펄스레이저빔의 펄스폭을 소정 폭으로 설정하고, 레이저빔 파장설정수단(523c)은 펄스레이저빔의 파장을 소정값으로 설정한다. 본 발명자등의 실험에 따르면, 펄스레이저빔의 펄스폭은 1 내지 500ps 가 되는 것이 바람직하다. 펄스폭이 과대로 큰 경우에는 레이저빔이 조사되는 반도체웨이퍼가 상당한 고온으로 가열되어 용융되는 경향이 있다. 반복주파수는 1 내지 100Hz 정도가 바람직하다. 또한, 펄스레이저빔의 파장은 200 내지 600nm 정도가 바람직하다.
도1을 다시 설명하면, 도시된 분할장치는, 피가공물인 반도체 웨이퍼(10)를 스토어(STOREING)하는 카세트(13)을 구비한다. 상기 카세트(13)는 도시도지 않은 승강수단에 의해 상하로 이동가능하게 배설된 카세트 테이블(131) 상에 재치된다. 반도체웨이퍼(10)는 환상의 프레임(11)에 보호테이프(11)에 의해 장착되고, 프레임(11)에 장착된 상태로 상기 카세트(13)에 수용된다. 또한, 반도체웨이퍼(10)는, 도4에 도시된 바와 같이 표면 즉 스트리트(101) 및 회로(102)가 형성된 면이 보호테이프(12)에 점착된다.
또한 도시된 분할장치는, 카세트(13)에 수용된 반도체웨이퍼(10)를 피가공물 재치영역(14)에 반출함과 동시에 가공종료후의 반도체 웨이퍼(10)를 카세트(13)에 반입하는 피가공물반출/반입기구(15)와, 피가공물재치영역(14)에 반출되는 반도체웨이퍼(10)를 상기 척크테이블(36) 상부에 반송하는 피가공물반송기구(16)와, 척크테이블(36) 상부로 분할가공된 반도체웨이퍼(10)를 세정수단(17)에 반송하는 세정반송기구(18)를 구비한다. 다시 설명하면, 도시된 분할장치는, 척크테이블(36)에 지지되는 반도체웨이퍼(10)에 형성된 스트리트 등을 촬상하도록 현미경과 촬상소자로 구성되는 얼라이먼트수단(6)과, 상기 얼라이먼트수단(6)에 의해 촬상되는 영상등을 표시하는 표시수단(19)를 구비한다.
이하, 상기 얼라이먼트수단(6)에 관해서 도5를 참조하여 설명한다. 도시된 얼라이먼트수단(6)은 조명장치(61)와, 현미경(62)과, 적외선촬상소자(63)과, 제어수단(66)으로 구성된다. 상기 조명장치(61)는 케이스(611)과 상기 케이스(61) 내에 배설된 할로겐램프 등의 발광체(612)와, 상기 열선흡수 필터(613)의 하측에 배설된 적외선유도 협대역 필터(614)로 이루어진다. 상기와 같이 구성된 조명장치(61)는, 발광체(612)가 조광기(調光機,615)에 의해 도시되지 않는 전원에 접속되고, 적외선유도의 협대역 필터(614)를 통과하여 적외선을 조사하도록 이루어진다.
상기 현미경(62)은, 케이스(621)와, 상기 케이스(621)의 하단에 장착된 대물렌즈(622)와 케이스(621) 내에 배설된 하프미러(623)로 이루어지는 광학계와, 하프미러(623)의 상측에 배설된 적외선투과 협대역필터(624)를 구비함하고, 하프미러(623)와 상기 적외선투과의 협대역 필터(614) 등이 글라스화이버(64)에 의해 접속되도록 이루어진다. 상기와 같이 구성된 현미경(62)에 대하여, 적외선촬상소자(63)는 광축을 일치시키도록 구비된다. 상기 적외선촬상소자(63)는, 상기 적외선투과의 협대역필터(624)를 통해 입광된 적외선에 대응한 전기신호를 출력한다.상기 적외선촬상소자(63)에서 출력된 전기신호는 케이블(65)를 통해 마이크로컴퓨터로부터 구비된 제어수단(6)에 송달되고, 상기 제어수단(66)은 입력한 전기신호에 따라 영상처리등의 제어처리를 실행하고 표시수단(19)에 표시한다.
그리고 상기 적외선투과 협대역필터(614,624)는 어느 한쪽을 구비하는 구성도 바람직하다. 또한, 조명장치(61)와 현미경의 하프미러(623)와를 접속하는 글라스화이버(64)는 반드시 필요한 구성은 아니지만, 조명장치(61)와 현미경(62)의 하프미러(623)에 적외선을 직접 입사시키는 구성에서 바람직하다. 부가하여 조명장치를 현미경에서 독립시켜 직적 피가공물에 조사하는 구성도 바람직하다.
도시된 실시예에 있어서의 분할장치는 이상과 같이 구성되고, 이하 상기 분할처리동작에 관하여 설명한다.
반도체웨이퍼(10)는 상술한 바와 같이 환상의 프레임(11)에 장착된 보호테이프(12)에 표면, 즉 스트리트(101) 및 회로(02)가 형성된 면이 점착된다(도4참조). 이와 같은 환상의 프레임(11)에 보호테이프(12)를 통해 지지된 반도체웨이퍼(10)(이하, 반도체웨이퍼라 함)는, 표면 즉 스트리트(101) 및 회로(102)가 형성되지 않은 면을 상측 카세트(13)의 소정위치에 수용시킨다. 상기 카세트의 소정위치에 수용된 반도체웨이퍼(10)는 도시하지 않은 상승수단에 의해 카세트테이블(131)이 상하 이동하여 반출위치로 위치된다. 다음, 피가공물반출수단(15)이 진퇴작동하여 반출위치에 위치된 반도체웨이퍼(10)를 피가공물 재치영역(14)으로 반출한다. 피가공물재치영역(14)에 반출된 반도체웨이퍼(10)는 피가공물반송수단(16)의 선회동작에 의해 상기 척크테이블기구(3)을 구성하는 척크테이블(36)의 흡착척크(361) 상부로 반송되고, 상기 흡착척크(361)에 흡인지지된다. 상기와 같은 반도체웨이퍼(10)를 흡인지지한 척크테이블(36)은, 제1 이동수단(37)의 동작에 의한 안내레일(31,32)로 이동되어 도6a 에 도시된 바와 같이 얼라이먼트수단(6)의 직하로 위치된다.
상술한 바와 같이, 척크테이블(36)이 얼라이먼트수단(6)의 직하로 위치되는 경우, 얼라이먼트수단(6) 및 도시되지 않은 제어수단에 의해 반도체웨이퍼(10)에 형성된 스트리트 및 스트리트에 따르는 레이저빔을 조사하는 레이저빔유닛(5)의 레이저빔 조사수단(52)과의 얼라인(ALGIN)을 행하기 위한 패턴매칭(PATTERN MATCHING) 등의 영상처리가 실행되고, 레이저빔 조사위치의 얼라이먼트가 수행된다. 상기 얼라이먼트시에는 조명장치(61)에서 조사된 적외선이 현미경(62)을 통해 척크테이블(36) 상부로 이면을 상측에 지지된 반도체웨이퍼(10)에 조사된다. 여기서 반도체웨이퍼(10)에 조사된 적외선 파장에 관하여 검토한다. 도7은 반도체웨이퍼의 재료로서 이용되는 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐(InP) 결정의 광투과율을 도시한 그래프로서, 횡축이 광파장이고 종축이 투과율을 도시한 것이다. 도6에서 이해되는 바와 같이 상술한 어떤 재료에서도, 파장이 1~10㎛의 적외선영역으로서 높은 투과율을 보인다. 따라서, 상기 얼라이먼트수단(6)을 구성하는 조명장치(61)의 협대역필터(614) 및 현미경(62)의 협대역 필터(624)는, 1~10㎛의 적외선 파장을 투과시킨 협대역 필터가 구비되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 반도체웨이퍼(10)의 이면에 조사된 적외선은, 반도체위이퍼(10)의 내부까지 투과하고 보호테이프(12)에 점착된 반도체웨이퍼(10)의 이면에 형성된IC, LSI 등의 회로면에 반사된다. 상기 반사된 적외선에 의해 만들어진 상을 대물렌즈(622)와 하프미러(623)로 이루어지는 광학계로 캡쳐(CAPTURE)하고 상기 광학계에 의해 캡쳐된 적외선이 촬상소자(63)에 의해 전기신호로 변환되어 변환수단(66)에 보내진다. 상기 제어수단(66)는 촬상소자(63)에서의 신호에 따라 패턴매칭 등의 화상처리를 하고, 표시수단(18)에 표시함과 동시에 반도체웨이퍼(10)에 형성된 스트리트를 검출하고(스트리트 검출공정), 레이저빔을 조사하는 레이저빔유닛(5)의 레이저 빔 조사수단(524)과의 얼라인(ALIGN)을 행한다.
이상에서와 같이 척크테이블(36) 상부에 이면을 상측에 지지하고 있는 반도체웨이퍼(10)에 형성된 스트리트를 검출하고 레이저빔조사위치의 얼라이먼트가 행해지면, 도6b 에 도시된 바와 같이 척크테이블(36)을 레이저빔유닛(5)의 레이저빔조사수단(524)가 위치하는 절삭영역으로 이동하고, 상기 절삭영역에 잇는 반도체웨이퍼(10)의 이면으로부터 상술한 바와 같이 검출된 스트리트에 따른 레이저빔조사수단(524)로부터 레이저빔을 조사하고 스트리에에 따라 절단한다(절단공정).
이하, 상기 절단공정에 관해서 설명하기로 한다.
상기 절단공정에 있어서는, 레이저빔조사수단(524)로부터 반도체웨이퍼(10)의 소정 스트리트의 이면으로 향해 펄스레이저빔을 조사하면, 척크테이블(36), 즉 상기 척크테이블에 지지된 반도체웨이퍼(10)를 화살표 X 가 표시된 방향으로 소정의 이동속도로 이동된다. 또한, 실리콘(Si)으로 형성된 반도체웨이퍼(10)의 두께가 50㎛ 정도의 경우의 가공조건에서는, 파장이 355㎚로 반복되고 주파수가 20㎑ 정도, 출력 3W의 YAG 레이저를 이용한 이동속도가 100㎜/초 정도가 바람직하다.
도8a 에서는, 반도체웨이퍼(10)의 이면으로부터 상기와 같이 검출된 스트리트(101)에 레이저빔을 조사한 경우의 열영향범위(104)가 도시된다. 상기 열영향범위(104)로부터 이해되는 바와 같이 회로(102)가 형성되지 않은 이면측이 열영향의 범위가 넓은 회로(102)가 형성된 표면으로 향해 점차 감소하도록 반도체웨이퍼(10)의 표면에 형성된 회로(102)에 열이 미치는 영향이 적고, 열에 의한 회로(102)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 반도체웨이퍼(10)에 레이저빔(LB)를 조사하는 것에 의해 도8b에 도시된 조각(105)이 발생하지만, 상기 조각(105)은 회로(102)가 형성되지 않은 표면에 부착되고 본딩패드(BONDING PAD) 등에는 부착되지 않는다.
상술한 바와 같이 소정의 스트리트를 따라 절단공정을 실행하면, 척크테이블(36), 즉 상기 척크테이블에 지지된 반도체웨이퍼(10)를 화살표 Y 방향으로 스트리트의 간격만큼 이동하고(인덱스공정), 상기 절단공정을 수행한다. 상기와 같이 소정방향으로 연재하는 전체 스트리트에 관하여 절단공정과 인덱스공정을 수행하면, 척크테이블(36) 즉, 상기 척크테이블에 지지된 반도체웨이퍼(10)를 90도 회동시켜 상기 소정방향에 대하여 수직으로 연장하는 각 스트리트에 따라 상기 절단공정과 인덱스공정을 실행하여 반도체웨이퍼(10)가 각각의 반도체칩에 분할된다. 상기와 같이 반도체웨이퍼(10)를 각각의 반도체칩에 분할하면, 반도체웨이퍼(10)를 지지하고 있는 척크테이블(36)은 최초로 반도체웨치퍼(10)를 흡인지지한 위치로 되돌리고, 여기서 반도체웨이퍼(10)의 흡인지지를 해제한다. 그리고, 반도체웨이퍼(10)는 세정반송수단(18)에 의해 세정수단(17)로 반송되고 세정된다. 상기와 같이 세정된 반도체웨이퍼(10)는 피가공물반송수단(16)에 의해 피가공물재치영역(14)로 반출된다. 그래서, 반도체웨이퍼(10)은 피가공물반출수단(15)에 의해 카세트(13)의 소정위치로 수납된다.
상술한 실시예에서는, 절단공정을 수행할 때에 척크테이블(36)에 지지된 반도체웨이퍼(10)를 이동시켜서 레이저빔 조사수단(524)를 이동시키는 것도 바람직하다. 또한, 도시된 실시예에서, 척크테이블(36)에 지지된 반도체웨이퍼(10)를 화살표 Y 방향으로 인덱싱 이동하는 구성으로 할 수도 있다. 그러나, 레이저빔조사수단(524)를 이동시킨 경우에는, 진동등으로 인해 정확도가 떨어질 수 있기 때문에 레이저빔 조사수단(524)는 정지시키고, 척크테이블(36)은 상기 척크테이블에 지지된 반도체웨이퍼(10)를 적당하게 이동시키는 것이 바람직하다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
본 발명에 의한 반도체웨이퍼의 분할방법 및 분할장치에 관한 것으로, 반도체웨이퍼의 표면으로부터 스트리트를 검출하고 검출된 스트리트에 따른 반도체웨이퍼의 이면으로부터 레이저빔을 조사하여 스트리트에 따라 절단하여, 반도체웨이퍼의 표면에 형성된 회로에 열이 미치는 영향이 적고 열에 의한 손상을 방지할 수 있다. 반도체웨이퍼에 레이저빔을 조사하므로 조각이 발생하지만, 상기 조각은 회로가 형성되지 않은 이면에 부착되기 때문에 본딩패드 등에 부착하지 않는다.

Claims (3)

  1. 표면이 격자형상으로 배열된 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 회로가 형성된 반도체웨이퍼를 상기 스트리트에 따라 분할하는 반도체웨이퍼의 분할방법에 있어서,
    상기 반도체웨이퍼의 이면으로부터 상기 스트리트를 검출하는 스트리트검출공정과, 상기 스트리트검출공정에 의해 검출된 상기 스트리트에 따라 상기 반도체웨이퍼의 이면으로부터 레이저빔을 조사하고 상기 스트리트에 따라 절단하는 절단공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 분할방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스트리트검출공정은, 상기 반도체웨이퍼의 이면으로부터 적외선을 조사하고 상기 적외선에 의해 만들어진 상에 근거하여 상기 스트리트를 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 분할방법.
  3. 피가공물을 지지하는 척크테이블과, 상기 척크테이블에 지지된 피가공물의 분할검출영역을 검출하는 얼라이먼트수단과, 상기 얼라이먼트수단에 의해 검출된 분할검출영역에 리이저빔을 조사하는 레이저빔조사수단을 구비하는 분할장치에 있어서,
    상기 얼라이먼트수단은, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선조사수단과,상기 ㅈ적외선조사수단에 의해 조사된 적외선을 캡쳐하는 광학계와, 상기 광학게에 의해 캡쳐된 적외선에 대응하는 전기신호를 출력하는 촬사소자와, 상기 촬상소자로부터의 출력신호에 근거하여 영상처리하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 분할장치.
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