KR20050084878A - 반도체 기판의 절단 방법 - Google Patents

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KR20050084878A
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후미츠구 후쿠요
켄시 후쿠미츠
나오키 우치야마
류지 스기우라
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

다광자 흡수를 발생시켜 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 용융 처리 영역(13)에 의한 절단 예정부(9)를 형성한 후, 실리콘 웨이퍼(11)에 붙여진 점착 시트(20)를 확장시킨다. 이로써, 절단 예정부(9)에 따라서 실리콘 웨이퍼(11)가 반도체칩(25)에 정밀도 좋게 절단된다. 이 때, 서로 이웃하는 반도체칩(25, 25)의 대향하는 절단면(25a, 25a)은 밀착한 상태로부터 떨어지기 때문에, 다이본드 수지층(23)도 절단 예정부(9)를 따라 절단된다. 따라서, 기재(21)를 절단하지 않게 하여, 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(23)을 블레이드로 절단하는 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(23)을 절단하는 것이 가능하게 된다.

Description

반도체 기판의 절단 방법 {METHOD FOR CUTTING SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}
본 발명은 반도체 디바이스의 제조 공정 등에 있어서 반도체 기판을 절단하기 위해 사용하는 반도체 기판의 절단 방법에 관한 것이다.
종래에 있어서의 이런 종류의 기술로서 특개 2002-158276호 공보나 특개 2000-104040호 공보에는 다음과 같은 기술이 기재되어 있다.
우선, 반도체 웨이퍼의 이면에 다이본드 수지층을 통해 점착(粘着) 시트를 붙이고, 이 점착 시트 상에 반도체 웨이퍼를 보관 유지시킨 상태로 블레이드에 의해 반도체 웨이퍼를 절단하여 반도체칩을 얻는다. 그리고, 점착 시트상의 반도체칩을 픽업할 때에, 다이본드 수지를 개개의 반도체칩과 함께 점착 시트로부터 박리시킨다. 이로써, 반도체칩의 이면에 접착제를 도포하는 등의 공정을 생략하고, 반도체칩을 리드 프레임상에 접착하는 것이 가능하게 된다.
그렇지만, 상술한 바와 같은 기술에서는, 점착 시트상에 보관 유지된 반도체 웨이퍼를 블레이드에 의해 절단할 때, 점착 시트는 절단하지 않도록 하면서, 반도체 웨이퍼와 점착 시트 사이에 존재하는 다이본드 수지층은 확실히 절단할 필요가 있다. 그 때문에, 이러한 경우의 블레이드에 의한 반도체 웨이퍼의 절단은 특히 신중을 기해야 하는 것이 된다.
도 1 은 본 실시형태에 관한 레이저 가공 방법에 따른 레이저 가공 중의 반도체 기판의 평면도.
도 2 는 도 1 에 나타낸 반도체 기판의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.
도 3 은 본 실시형태에 관한 레이저 가공 방법에 따른 레이저 가공 후의 반도체 기판의 평면도.
도 4 는 도 3 에 나타낸 반도체 기판의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도.
도 5 는 도 3 에 나타낸 반도체 기판의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도.
도 6 은 본 실시형태에 관한 레이저 가공 방법에 의해 절단된 반도체 기판의 평면도.
도 7 은 본 실시형태에 관한 레이저 가공 방법에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면의 사진을 나타낸 도면.
도 8 은 본 실시형태에 관한 레이저 가공 방법에 있어서의 레이저광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프.
도 9 는 본 실시형태에 관한 레이저 가공 장치의 개략 구성도.
도 1O 은 본 실시형태에 관한 레이저 가공 장치에 의한 절단 예정부의 형성 순서를 설명하기 위한 순서도.
도 11a 및 11b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 11a 는 실리콘 웨이퍼에 점착 시트가 붙여진 상태를, 도 11b 는 실리콘 웨이퍼의 내부에 용융 처리 영역에 의한 절단 예정부가 형성된 상태를 나타내는 도면.
도 12a 및 12b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 12a 는 점착 시트가 확장된 상태를, 도 12b 는 점착 시트에 자외선이 조사된 상태를 나타내는 도면.
도 13a 및 13b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 13a 는 절단된 다이본드 수지층과 함께 반도체칩이 픽업 된 상태를, 도 13b 는 반도체칩이 다이본드 수지층을 개입시켜 리드 프레임에 접합된 상태를 나타내는 도면.
도 14a 및 14b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법에 있어서의 실리콘 웨이퍼와 절단 예정부와의 관계를 나타내는 모식도이며, 도 14a 는 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 발생하지 않은 상태를, 도 14b 는 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면과에 도달하고 있는 상태를 나타내는 도면.
도 15a 및 15b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법에 있어서의 실리콘 웨이퍼와 절단 예정부와의 관계를 나타내는 모식도이며, 도 15a 는 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼의 표면에 도달하고 있는 상태를, 도 15b 는 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼의 이면에 도달하고 있는 상태를 나타내는 도면.
도 16a 및 16b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 모식도이며, 도 16a 는 점착 시트의 확장 개시 직후 상태를, 도 16b 는 점착 시트의 확장 중인 상태를 나타내는 도면.
도 17a 및 17b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 모식도이며, 도 17a 는 점착 시트의 확장 종료 후의 상태를, 도 17b 는 반도체칩의 픽업 시 상태를 나타내는 도면.
도 18 은 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 모식도.
도 19a및 19b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법의 또 다른 실시예에 있어서 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 발생하지 않는 경우를 설명하기 위한 도면이며, 도 19a 는 용융 처리 영역에 의한 절단 예정부가 형성된 후의 상태를, 도 19b 는 점착 시트가 확장된 상태를 나타내는 도면.
도 20a 및 도 2Ob 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법의 또 다른 실시예에 대해 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면과에 도달하는 경우를 설명하기 위한 도면이며, 도 2Oa 는 용융 처리 영역에 의한 절단 예정부가 형성된 후의 상태를, 도 2Ob 는 점착 시트가 확장된 상태를 나타내는 도면.
도 21a 및 21b 는 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법의 또 다른 실시예에 대해 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼의 표면에 도달하는 경우를 설명하기 위한 도면이며, 도 21a 는 용융 처리 영역에 의한 절단 예정부가 형성된 후의 상태를, 도 21b 는 점착 시트가 확장된 상태를 나타내는 도면.
도 22a 및 22b 는, 본 실시형태에 관한 실리콘 웨이퍼의 절단 방법의 또 다른 실시예에 있어서 절단 예정부를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼의 이면에 도달하는 경우를 설명하기 위한 도면이며, 도 22a 는 용융 처리 영역에 의한 절단 예정부가 형성된 후의 상태를, 도 22b 는 점착 시트가 확장된 상태를 나타내는 도면.
도 23 은 본 실시형태의 반도체 기판의 절단 방법에 있어서 가공 대상물이 되는 실리콘 웨이퍼의 평면도.
도 24a 내지 24c 는 본 실시형태의 반도체 기판의 절단 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 24a 는 실리콘 웨이퍼에 보호 필름이 붙여진 상태를, 도 24b 는 실리콘 웨이퍼가 박형화된 상태를, 도 24c 는 보호 필름에 자외선이 조사되어 있는 상태를 나타내는 도면.
도 25a 내지 25c 는 본 실시형태의 반도체 기판의 절단 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 25a 는 실리콘 웨이퍼 및 보호 필름이 재치대 위에 고정된 상태를, 도 25b 는 실리콘 웨이퍼에 레이저광이 조사되고 있는 상태를, 도 25c 는 실리콘 웨이퍼의 내부에 절단 기점 영역이 형성된 상태를 나타내는 도면.
도 26a 내지 26c 는 본 실시형태의 반도체 기판의 절단 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 26a 는 실리콘 웨이퍼에 다이본드 수지 부착 필름이 붙여진 상태를, 도 26b 는 실리콘 웨이퍼로부터 보호 필름이 벗겨진 상태를, 도 26c 는 확장 필름에 자외선이 조사되고 있는 상태를 나타내는 도면.
도 27a 내지 27c 는 본 실시형태의 반도체 기판의 절단 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 27a 는 확장 필름이 확장된 상태를, 도 27b 는 절단된 다이본드 수지층과 함께 반도체칩이 픽업되어 있는 상태를, 도 27c 는 반도체칩이 다이본드 수지층을 통해 리드 프레임에 접합된 상태를 나타내는 도면.
그러면, 본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 반도체 기판을 다이본드 수지층과 함께 효율 좋게 절단할 수 있는 반도체 기판의 절단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 반도체 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질(改質) 영역을 형성하고, 그 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및 절단 예정부를 형성하는 공정 후 시트를 확장시켜서 절단 예정부를 따라 반도체 기판과 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 반도체 기판의 절단 방법에서는, 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사하고 반도체 기판의 내부에 다광자 흡수라고 하는 현상을 발생시켜 개질 영역을 형성하기 때문에, 이 개질 영역을 가지고, 반도체 기판을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인에 따르도록 반도체 기판의 내부에 절단 예정부를 형성할 수 있다. 이와 같이 반도체 기판의 내부에 절단 예정부가 형성되면, 비교적 작은 힘에 의해 절단 예정부를 기점으로 해서 반도체 기판의 두께 방향으로 균열이 발생한다. 그 때문에, 반도체 기판에 붙여진 시트를 확장시키면, 절단 예정부를 따라서 반도체 기판을 정밀도 좋게 절단할 수 있다. 이 때, 절단된 반도체 기판의 대향하는 절단면은, 처음은 밀착한 상태에 있고, 시트의 확장에 수반하여 멀리 떨어져 나가기 때문에, 반도체 기판과 시트 사이에 존재하는 다이본드 수지층도 절단 예정부를 따라서 절단되게 된다. 따라서, 시트를 남기고 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 블레이드로 절단하는 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 반도체 기판과 다이본드 수지층을 절단 예정부를 따라서 절단하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 절단된 반도체 기판의 대향하는 절단면이 처음에는 서로 밀착하고 있기 때문에, 절단된 개개의 반도체 기판과 절단된 개개의 다이본드 수지층이 거의 동일한 외형으로 되어, 각 반도체 기판의 절단면으로부터 다이본드 수지가 삐져나오는 일도 방지된다.
또, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×108(W/㎠) 이상이고 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건에서 레이저광을 조사함으로써, 반도체 기판의 내부에 용융 처리 영역(溶融處理領域)을 포함한 개질 영역을 형성하고, 그 용융 처리 영역을 포함한 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 시트를 확장시킴으로써 절단 예정부를 따라서 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 반도체 기판의 절단 방법에서는, 절단 예정부를 형성하는 공정에 있어서, 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×108(W/㎠)이상이고 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건에서 레이저광을 조사하고 있다. 따라서, 반도체 기판의 내부는 다광자 흡수에 의해서 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 반도체 기판의 내부에 용융 처리 영역이 형성된다. 이 용융 처리 영역은 상술한 개질 영역의 일례이므로, 이 반도체 기판의 절단 방법에 의해서도 시트를 남기고 반도체 기판과 다이본드 수지층을 블레이드로 절단하는 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정부를 따라서 절단하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 반도체 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 그 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 시트를 확장시킴으로써 절단 예정부를 따라서 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 이 개질 영역은 용융 처리한 영역인 경우도 있다.
이 반도체 기판의 절단 방법에 의하면, 상술한 반도체 기판의 절단 방법과 같은 이유로 인해, 시트를 남기고 반도체 기판과 다이본드 수지층을 블레이드로 절단하는 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정부를 따라서 절단할 수 있게 된다. 다만, 개질 영역은, 다광자 흡수에 의해 형성되는 경우도 있고, 다른 원인에 의해 형성되는 경우도 있다.
또, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 반도체 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 그 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 시트를 확장시킴으로써 절단 예정부를 따라서 반도체 기판을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 반도체 기판의 절단 방법에 의하면, 시트를 남기고 반도체 기판을 블레이드로 절단하는 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 반도체 기판을 절단 예정부를 따라서 절단할 수 있게 된다.
또한, 상술한 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법에 있어서, 절단 예정부를 형성하는 공정에서는, 절단 예정부를 기점으로 하여 반도체 기판의 레이저광 입사측의 표면에 균열을 도달시켜도 괜찮고, 절단 예정부를 기점으로 하여 반도체 기판의 레이저광 입사측과 반대측의 이면에 균열을 도달시켜도 괜찮으며, 혹은, 절단 예정부를 기점으로 하여 반도체 기판의 레이저광 입사측의 표면과 그 반대측의 이면에 균열을 도달시켜도 괜찮다.
또, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 반도체 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고 그 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 절단 예정부를 따라서 반도체 기판에 스트레스를 생기게 함으로써 절단 예정부를 따라서 반도체 기판을 절단하는 공정; 및 반도체 기판을 절단하는 공정 후, 시트를 확장시킴으로써 반도체 기판의 절단면을 따라서 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 반도체 기판의 절단 방법에 있어서도, 다광자 흡수에 의해 형성된 개질 영역을 가지고, 반도체 기판을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인에 따르도록 반도체 기판의 내부에 절단 예정부를 형성할 수 있다. 따라서, 절단 예정부를 따라서 반도체 기판에 스트레스가 일어나도록 하면, 절단 예정부를 따라서 반도체 기판을 정밀도 좋게 절단할 수 있다. 그리고, 반도체 기판에 붙여진 시트를 확장시키면, 절단된 반도체 기판의 대향하는 절단면은 서로 밀착한 상태로부터 시트의 확장에 수반하여 떨어져 나가기 때문에, 반도체 기판과 시트 사이에 존재하는 다이본드 수지층은 반도체 기판의 절단면을 따라서 절단되게 된다. 따라서, 시트를 남기고 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 블레이드로 절단하도록 한 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정부에 따라서 절단하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 절단된 반도체 기판의 대향하는 절단면이 처음에는 서로 밀착하고 있기 때문에, 절단된 개개의 반도체 기판과 절단된 개개의 다이본드 수지층이 거의 동일한 외형으로 되어, 각 반도체 기판의 절단면으로부터 다이본드 수지가 삐져나오는 일도 방지된다.
또, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×108(W/㎠) 이상이고 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건으로 레이저광을 조사함으로써, 반도체 기판의 내부에 용융 처리 영역을 포함한 개질 영역을 형성하고, 그 용융 처리 영역을 포함한 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 절단 예정부를 따라서 반도체 기판에 스트레스가 일어나도록 함으로써 절단 예정부를 따라 반도체 기판을 절단하는 공정; 및 반도체 기판을 절단하는 공정 후, 시트를 확장시킴으로써 반도체 기판의 절단면을 따라서 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 반도체 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 그 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 절단 예정부를 따라 반도체 기판에 스트레스가 일어나도록 함으로써, 절단 예정부를 따라 반도체 기판을 절단하는 공정; 및 반도체 기판을 절단하는 공정 후, 시트를 확장시킴으로써 반도체 기판의 절단면을 따라 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 이 개질 영역은 용융 처리한 영역인 경우도 있다.
이러한 반도체 기판의 절단 방법에 의하면, 상술한 반도체 기판의 절단 방법과 같은 이유로 인해, 시트를 남기고 반도체 기판과 다이본드 수지층을 블레이드로 절단하는 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정부를 따라 절단할 수 있게 된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법은, 표면에 기능 소자가 형성된 반도체 기판을 절단 예정 라인에 따라 절단하는 반도체 기판의 절단 방법에 있어서, 반도체 기판의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 개질 영역을 형성하고, 그 개질 영역에 의해서, 절단 예정 라인에 따라서 레이저광 입사면으로부터 소정 거리 안쪽에 절단 기점 영역을 형성하는 공정; 절단 기점 영역을 형성한 후에, 반도체 기판의 이면에 다이본드 수지층을 개재시켜 확장 가능한 보관 유지 부재를 설치하는 공정; 및 보관 유지 부재를 설치한 후에, 보관 유지 부재를 확장시킴으로써 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정 라인에 따라서 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 반도체 기판의 절단 방법에서는, 표면에 기능 소자가 형성된 반도체 기판을 가공 대상물로 한다. 그리고, 그러한 반도체 기판의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 예를 들면 다광자 흡수 혹은 그것과 동등한 광흡수를 일으키게 하여 절단 예정 라인을 따라 반도체 기판의 내부에 개질 영역에 의한 절단 기점 영역을 형성한다. 이 때, 반도체 기판의 이면을 레이저광 입사면으로 하는 것은, 표면을 레이저광 입사면으로 하면 기능 소자에 의해 레이저광의 입사를 방해할 우려가 있기 때문이다. 이와 같이 반도체 기판의 내부에 절단 기점 영역이 형성되면, 자연스럽게 혹은 비교적 적은 힘을 가함으로써, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 균열을 발생시키고, 그 균열을 반도체 기판의 표면과 이면에 도달시킬 수 있다. 따라서, 절단 기점 영역을 형성한 후에, 반도체 기판의 이면에 다이본드 수지층을 개재시켜 확장 가능한 보관 유지 부재를 설치하고 그 보관 유지 부재를 확장시키면, 절단 예정 라인에 따라서 절단된 반도체 기판의 절단면이 보관 유지 부재의 확장에 수반해서 밀착한 상태로부터 떨어져 가게 된다. 이로써, 반도체 기판과 보관 유지 부재 사이에 존재하는 다이본드 수지층도 절단 예정 라인에 따라서 절단된다. 따라서, 블레이드로 절단하는 경우에 비해 훨씬 더 효율 좋게 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정 라인에 따라서 절단할 수 있다. 또한, 절단 예정 라인을 따라 절단된 반도체 기판의 절단면이 처음에는 서로 밀착하고 있기 때문에, 절단된 개개의 반도체 기판과 절단된 개개의 다이본드 수지층이 거의 동일한 외형으로 되어, 각 반도체 기판의 절단면에서 다이본드 수지가 삐져나오는 일도 방지된다.
여기서, 기능 소자란, 예를 들어 결정 성장에 의해 형성된 반도체 동작층, 포토 다이오드 등의 수광 소자, 레이저 다이오드 등의 발광소자, 회로로서 형성된 회로 소자 등을 의미한다.
또한, 절단 기점 영역을 형성하기 전에, 반도체 기판이 소정 두께로 되도록 반도체 기판의 이면을 연마하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 반도체 기판이 소정 두께로 되도록 그 이면을 미리 연마해 두어서, 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정 라인에 따라서 보다 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능하게 된다. 또, 연마란 절삭, 연삭, 화학 에칭 등을 포함하는 의미이다.
또, 개질 영역은 용융 처리 영역을 포함하는 경우가 있다. 가공 대상물이 반도체 기판이면, 레이저광의 조사에 의해서 용융 처리 영역이 형성되는 경우가 있다. 이 용융 처리 영역은 상술한 개질 영역의 일례이기 때문에, 이 경우에도, 반도체 기판을 용이하게 절단할 수 있어 반도체 기판 및 다이본드 수지층을 절단 예정 라인에 따라서 효율 좋게 절단하는 것이 가능하게 된다.
또, 상술해 온 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법에 있어서, 절단 기점 영역을 형성할 때에는, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 반도체 기판의 표면에 균열을 도달시켜도 괜찮고, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 반도체 기판의 이면에 균열을 도달시켜도 좋으며, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 반도체 기판의 표면과 이면에 균열을 도달시켜도 된다.
이하, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법의 매우 바람직한 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.
본 실시형태에 관한 반도체 기판의 절단 방법에서는, 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 반도체 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성한다. 그래서, 본 실시형태에 관한 반도체 기판의 절단 방법의 설명에 앞서서, 절단 예정부를 형성하기 위해 실시하는 레이저 가공 방법에 대해 다광자 흡수를 중심으로 설명한다.
재료의 흡수 밴드갭 EG 보다 광자의 에너지 hυ 가 작으면 광학적으로 투명하게 된다. 따라서, 재료에 흡수가 생기는 조건은 hυ>EG 로 된다. 그러나, 광학적으로 투명해도, 레이저광의 강도를 매우 크게 하면 nhυ>EG 의 조건(n = 2, 3, 4, ‥‥)에서 재료에 흡수가 생긴다. 이 현상을 다광자 흡수라고 한다. 펄스파의 경우, 레이저광의 강도는 레이저광의 집광점의 피크 파워 밀도(W/㎠)로 정해지고, 예를 들면, 피크 파워 밀도가 1×108(W/㎠) 이상인 조건에서 다광자 흡수가 생긴다. 피크 파워 밀도는, (집광점에 있어서의 레이저광의 1 펄스당 에너지)÷(레이저광의 빔 영역 단면적×펄스폭)에 의해 구해진다. 또, 연속파의 경우, 레이저광의 강도는 레이저광의 집광점의 전기장 강도(W/㎠)로 정해진다.
이러한 다광자 흡수를 이용하는 본 실시형태에 관한 레이저 가공의 원리에 대해서, 도 1 내지 도 6 을 참조하여 설명한다. 도 1 은 레이저 가공 중의 반도체 기판(1)의 평면도이고, 도 2 는 도 1 에 나타낸 반도체 기판(1)의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이고, 도 3 은 레이저 가공 후의 반도체 기판(1)의 평면도이고, 도 4 는 도 3 에 나타낸 반도체 기판(1)의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이며, 도 5 는 도 3 에 나타낸 반도체 기판(1)의 V-V선에 따른 단면도이며, 도 6 은 절단된 반도체 기판(1)의 평면도이다.
도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 반도체 기판(1)의 표면(3)에는, 반도체 기판(1)을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인(5)이 있다. 절단 예정 라인(5)은 직선 모양으로 늘어난 가상선이다(반도체 기판(1)에 실제로 선을 그어 절단 예정 라인(5)으로 해도 됨). 본 실시형태에 관한 레이저 가공은, 다광자 흡수가 생기는 조건에서 반도체 기판(1)의 내부에 집광점 P 를 맞추어 레이저광 L 을 반도체 기판(1)에 조사하여 개질 영역(7)을 형성한다. 또한, 집광점이란 레이저광 L 이 집광 한 곳을 말한다.
레이저광 L 을 절단 예정 라인(5)에 따라(즉, 화살표 A 방향에 따라서) 상대적으로 이동시킴으로써, 집광점 P 를 절단 예정 라인(5)에 따라서 이동시킨다. 이로써, 도 3 내지 도 5 에 나타낸 바와 같이 개질 영역(7)이 절단 예정 라인을 따라 반도체 기판(1)의 내부에만 형성되고, 이 개질 영역(7)을 가지고 절단 예정부(9)가 형성된다. 본 실시형태에 관한 레이저 가공 방법은, 반도체 기판(1)이 레이저광 L 을 흡수함으로써 반도체 기판(1)을 발열시켜 개질 영역(7)을 형성하는 것은 아니다. 반도체 기판(1)에 레이저광 L 을 투과시켜 반도체 기판(1)의 내부에 다광자 흡수를 발생시켜 개질 영역(7)을 형성하고 있다. 따라서, 반도체 기판(1)의 표면(3)에서는 레이저광 L 이 거의 흡수되지 않기 때문에, 반도체 기판(1)의 표면(3)이 용융하는 경우는 없다.
반도체 기판(1)의 절단에 있어서, 절단하는 곳에 기점이 있으면 반도체 기판(1)은 그 기점으로부터 갈라지므로, 도 6 에 나타낸 바와 같이 비교적 작은 힘으로 반도체 기판(1)을 절단할 수 있다. 따라서, 반도체 기판(1)의 표면(3)에 불필요한 균열을 발생시키는 일 없이 반도체 기판(1)의 절단이 가능해진다.
또한, 절단 예정부를 기점으로 한 반도체 기판의 절단에는, 다음의 2가지 방법이 생각된다. 하나는, 절단 예정부 형성 후, 반도체 기판에 인위적인 힘이 인가됨으로써 절단 예정부를 기점으로 하여 반도체 기판이 갈라져 반도체 기판이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들면 반도체 기판의 두께가 큰 경우의 절단이다. 인위적인 힘이 인가된다는 것은, 예를 들면, 반도체 기판의 절단 예정부를 따라서 반도체 기판에 휨 응력이나 전단 응력을 가하거나 반도체 기판에 온도차를 주는 것에 의해 열응력을 발생시키거나 하는 것이다. 다른 하나는, 절단 예정부를 형성함으로써, 절단 예정부를 기점으로 하여 반도체 기판의 단면 방향(두께 방향)으로 향하여 자연스럽게 갈라져 결과적으로 반도체 기판이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들어 반도체 기판의 두께가 작은 경우에는, 1열의 개질 영역으로 절단 예정부가 형성됨으로써 가능하게 되고, 반도체 기판의 두께가 큰 경우에는, 두께 방향으로 복수 열 형성된 개질 영역으로 절단 예정부가 형성됨으로써 가능하게 된다. 또한, 이 자연스럽게 갈라지는 경우도, 절단하는 곳에 있어서, 절단 예정부가 형성되어 있지 않은 부위에 대응하는 부분의 표면 위에까지 균열이 앞서는 일이 없고, 절단 예정부를 형성한 부위에 대응하는 부분만을 절단할 수 있으므로, 분할 절단을 제대로 제어할 수 있다. 최근에, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판의 두께는 얇아지는 경향에 있으므로, 이러한 제어성이 좋은 분할 절단 방법은 아주 유효하다.
그런데, 본 실시형태에 있어서 다광자 흡수에 의해 형성되는 개질 영역으로서는, 다음에 설명하는 용융 처리 영역이 있다.
반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전기장 강도가 1×108(W/㎠) 이상이고 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건에서 레이저광을 조사한다. 이로써 반도체 기판의 내부는 다광자 흡수에 의해 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 반도체 기판의 내부에 용융 처리 영역이 형성된다. 용융 처리 영역이란 일단 용융 후 재고체화한 영역이나 확실히 용융 상태인 영역 또는 용융 상태로부터 재고체화하는 상태의 영역이며, 상변화한 영역이나 결정 구조가 변화한 영역이라고도 할 수 있다. 또, 용융 처리 영역이란 단결정 구조, 비정질 구조, 다결정 구조에 있어서, 어느 구조가 다른 구조로 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 즉, 예를 들면, 단결정 구조로부터 비정질 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 다결정 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 비정질 구조 및 다결정 구조를 포함한 구조로 변화한 영역을 의미한다. 반도체 기판이 실리콘 단결정 구조인 경우, 용융 처리 영역은 예를 들어 비정질 실리콘 구조이다. 전계 강도의 상한치는, 예를 들어 1×1012(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들어 1㎱ 내지 200㎱ 가 바람직하다.
본 발명자는, 실리콘 웨이퍼의 내부에서 용융 처리 영역이 형성되는 것을 실험에 의해 확인하였다. 실험 조건은 다음과 같다.
(A) 반도체 기판: 실리콘 웨이퍼(두께 350㎛, 외직경 4인치)
(B) 레이저
광원: 반도체 레이저 여기 Nd: YAG 레이저
파장: 1064㎚
레이저광 영역 단면적: 3.14×10-8㎠
발진 형태: Q 스위치 펄스
반복 주파수: 100㎑
펄스폭: 3O㎱
출력: 20μJ/펄스
레이저광 품질: TEM00
편광 특성: 직선 편광
(C) 집광용 렌즈
배율: 50배
N.A.: 0.55
레이저광 파장에 대한 투과율: 60%
(D) 반도체 기판이 설치되는 재치대의 이동 속도: 100mm/초
도 7 은 상기 조건에서의 레이저 가공에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에서의 단면 사진을 나타낸 도면이다. 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 용융 처리 영역(13)이 형성되어 있다. 또한, 상기 조건에 의해 형성된 용융 처리 영역(13)의 두께 방향의 크기는 100㎛ 정도이다.
용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성된 것을 설명한다. 도 8 은 레이저광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프이다. 다만, 실리콘 기판의 표면측과 이면측 각각의 반사 성분을 제거하고, 내부만의 투과율을 나타내고 있다. 실리콘 기판의 두께 t 가 50㎛, 100㎛, 200㎛, 500㎛, 1000㎛ 인 각 경우에 대해 상기 관계를 나타내었다.
예를 들면, Nd: YAG 레이저의 파장인 1064㎚ 에 있어서, 실리콘 기판의 두께가 500㎛ 이하인 경우, 실리콘 기판의 내부에서는 레이저광이 80% 이상 투과한다는 것을 알 수 있다. 도 7 에 나타낸 실리콘 웨이퍼(11)의 두께는 350㎛ 이므로, 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역(13)은 실리콘 웨이퍼의 중심 부근, 즉 표면으로부터 175㎛ 의 부분에 형성된다. 이 경우의 투과율은 두께 200㎛ 의 실리콘 웨이퍼를 참고로 하면 90% 이상이므로, 레이저광 중 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 흡수되는 것은 적고 대부분이 투과한다. 이것은, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 레이저광이 흡수되고, 용융 처리 영역(13)이 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 형성(즉, 레이저광에 의한 통상의 가열로 용융 처리 영역이 형성)된 것이 아니라 용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성된 것을 의미한다. 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역의 형성은, 예를 들면, 용접학회 전국대회 강연개요 제 66집(2000년 4월)의 제 72쪽 내지 제 73쪽의 「㎰ 레이저에 의한 실리콘의 가공 특성 평가」에 기재되어 있다.
또한, 실리콘 웨이퍼는, 용융 처리 영역을 가지고 형성되는 절단 예정부를 기점으로 하여 단면 방향을 향해 균열을 발생시키고, 그 균열이 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달함으로써 결과적으로 절단된다. 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달하는 이 균열은 자연스럽게 성장하는 경우도 있고, 실리콘 웨이퍼에 힘이 인가되는 것에 의해 성장하는 경우도 있다. 또, 절단 예정부로부터 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 균열이 자연스럽게 성장하는 경우에는, 절단 예정부를 형성하는 용융 처리 영역이 용융해 있는 상태로부터 균열이 성장하는 경우 및 절단 예정부를 형성하는 용융 처리 영역이 용융해 있는 상태로부터 재고체화 할 때에 균열이 성장하는 경우 등 2가지 경우가 모두 있다. 다만, 어느 경우도 용융 처리 영역은 실리콘 웨이퍼의 내부에만 형성되고, 절단 후의 절단면에는 도 7 과 같이 내부에만 용융 처리 영역이 형성되어 있다. 반도체 기판의 내부에 용융 처리 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하면, 분할 절단 시 절단 예정부 라인으로부터 빗나간 불필요한 균열이 생기기 어렵기 때문에, 분할 절단 제어가 용이해진다.
또한, 반도체 기판의 결정 구조나 그 벽개성(劈開性) 등을 고려해 절단 기점 영역을 다음과 같이 형성하면, 그 절단 기점 영역을 기점으로 하여 더욱 작은 힘으로, 또 정밀도 좋게 반도체 기판을 절단하는 것이 가능하게 된다.
즉, 실리콘 등의 다이아몬드 구조의 단결정 반도체로 이루어진 기판의 경우에는, (111)면(제 1 벽개면)이나 (11O)면(제 2 벽개면)에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또, GaAs 등의 섬아연광형(閃亞鉛鑛型) 구조의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어진 기판의 경우에는, (110)면에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향(예를 들면, 단결정 실리콘 기판에 있어서의 (111)면에 따른 방향) 혹은 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향과 직교하는 방향을 따라 기판에 오리엔테이션 플랫을 형성하면, 그 오리엔테이션 플랫을 기준으로 함으로써, 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향에 따른 절단 기점 영역을 용이하고 정확하게 기판에 형성할 수 있게 된다.
다음으로, 상술한 레이저 가공 방법에 사용되는 레이저 가공 장치에 관해 도 9 를 참조하여 설명한다. 도 9 는 레이저 가공 장치(100)의 개략 구성도이다.
레이저 가공 장치(100)는 레이저광 L 을 발생하는 레이저 광원(101)과, 레이저광 L 의 출력이나 펄스폭 등을 조절하기 위해서 레이저 광원(101)을 제어하는 레이저 광원 제어부(102)와, 레이저광 L 의 반사 기능을 가지면서 레이저광 L 의 광축 방향을 90°바꾸도록 배치된 다이클로익 미러(103)와, 다이클로익 미러(103)에서 반사된 레이저광 L 을 집광하는 집광용 렌즈(105)와, 집광용 렌즈(105)로 집광된 레이저광 L 이 조사되는 반도체 기판(1)이 설치되는 재치대(107)와, 재치대(107)를 X축 방향으로 이동시키기 위한 X축 스테이지(109)와, 재치대(107)를 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 이동시키기 위한 Y축 스테이지(111)와, 재치대(107)를 X축 및 Y축 방향에 직교하는 Z축 방향으로 이동시키기 위한 Z축 스테이지(113)와, 이들 3개의 스테이지(109, 111, 113)의 이동을 제어하는 스테이지 제어부(115)를 구비한다.
Z축 방향은 반도체 기판(1)의 표면(3)에 직교하는 방향이므로, 반도체 기판(1)에 입사하는 레이저광 L 의 초점심도의 방향이 된다. 따라서, Z축 스테이지(113)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 반도체 기판(1)의 내부에 레이저광 L 의 집광점 P 를 맞출 수 있다. 또, 이 집광점 P 의 X(Y)축 방향의 이동은 반도체 기판(1)을 X(Y)축 스테이지(109)(111)에 의해 X(Y)축 방향으로 이동시켜서 실시한다.
레이저 광원(101)은 펄스 레이저광을 발생하는 Nd: YAG 레이저이다. 레이저 광원(101)에 이용할 수 있는 레이저로서, 이 외에 Nd: YVO4 레이저, Nd: YLF 레이저 또는 티탄 사파이어 레이저가 있다. 용융 처리 영역을 형성하는 경우에는, Nd: YAG 레이저, Nd: YVO4 레이저, Nd: YLF 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 반도체 기판(1)의 가공에 펄스 레이저광을 이용하고 있지만, 다광자 흡수를 일으키게 할 수 있다면 연속파 레이저광이라도 좋다.
레이저 가공 장치(100)는 또한, 재치대(107)에 설치된 반도체 기판(1)을 가시광선에 의해 조명하기 위해서 가시광선을 생성하는 관찰용 광원(117)과, 다이클로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)와 같은 광축상에 배치된 가시광선용의 빔 분할기(119)를 구비한다. 빔 분할기(119)와 집광용 렌즈(105) 사이에 다이클로익 미러(013)가 배치되어 있다. 빔 분할기(119)는, 가시광선의 약 반을 반사하고 나머지의 반을 투과하는 기능을 가지며, 또 가시광선의 광축 방향을 9O°바꾸도록 배치되어 있다. 관찰용 광원(117)으로부터 발생한 가시광선은 빔 분할기(119)에서 약 반이 반사되고 이 반사된 가시광선이 다이클로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)를 투과하여, 반도체 기판(1)의 절단 예정 라인(5) 등을 포함한 표면(3)을 조명한다.
또한, 레이저 가공 장치(100)는 빔 분할기(119), 다이클로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)와 같은 광축상에 배치된 촬상 소자(121) 및 결상 렌즈(123)를 구비한다. 촬상 소자(121)로는, 예를 들어 CCD 카메라가 있다. 절단 예정 라인(5) 등을 포함하는 표면(3)을 조명한 가시광선의 반사광은 집광용 렌즈(105), 다이클로익 미러(103) 및 빔 분할기(119)를 투과하여 결상 렌즈(123)에서 결상되고 촬상 소자(121)에서 촬상되어 촬상 데이터로 된다.
또, 레이저 가공 장치(100)는 촬상 소자(121)로부터 출력된 촬상 데이터가 입력되는 촬상 데이터 처리부(125)와, 레이저 가공 장치(100) 전체를 제어하는 전체 제어부(127)와, 모니터(129)를 구비한다. 촬상 데이터 처리부(125)는 촬상 데이터를 기본으로 하여 관찰용 광원(117)에서 발생한 가시광선의 초점을 표면(3)상에 맞추기 위한 초점 데이터를 연산한다. 이 초점 데이터를 기본으로 하여 스테이지 제어부(115)가 Z축 스테이지(113)를 이동 제어함으로써, 가시광선의 초점이 표면(3)에 맞도록 한다. 따라서, 촬상 데이터 처리부(125)는 자동 초점 장치로서 기능한다. 또, 촬상 데이터 처리부(125)는 촬상 데이터를 기본으로 하여 표면(3)의 확대 화상 등의 화상 데이터를 연산한다. 이 화상 데이터는 전체 제어부(127)로 보내어져 전체 제어부에서 각종 처리가 이루어진 후 모니터(129)에 보내어진다. 이로써, 모니터(129)에 확대 화상 등이 표시된다.
전체 제어부(127)에는 스테이지 제어부(115)로부터의 데이터, 촬상 데이터 처리부(125)로부터의 화상 데이터 등이 입력되고, 이러한 데이터도 기본으로 하여 레이저 광원 제어부(102), 관찰용 광원(117) 및 스테이지 제어부(115)를 제어함으로써, 레이저 가공 장치(100) 전체를 제어한다. 따라서, 전체 제어부(127)는 컴퓨터 장치로서 기능한다.
이상과 같이 구성된 레이저 가공 장치(100)에 의한 절단 예정부의 형성 순서에 대해서, 도 9 및 도 10 을 참조하여 설명한다. 도 1O 은 레이저 가공 장치(100)에 의한 절단 예정부의 형성 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
반도체 기판(1)의 광흡수 특성을 도시하지 않은 분광 광도계 등에 의해 측정한다. 이 측정 결과에 기초하여, 반도체 기판(1)에 대해서 투명한 파장 또는 흡수가 적은 파장의 레이저광 L 을 발생하는 레이저 광원(101)을 선정한다(S101). 이어서, 반도체 기판(1)의 두께를 측정한다. 두께의 측정 결과 및 반도체 기판(1)의 굴절비를 기본으로 하여, 반도체 기판(1)의 Z축 방향의 이동량을 결정한다(S103). 이것은, 레이저광 L 의 집광점 P 를 반도체 기판(1)의 내부에 위치시키기 위해서, 반도체 기판(1)의 표면(3)에 위치하는 레이저광 L 의 집광점 P 를 기준으로 한 반도체 기판(1)의 Z축 방향의 이동량이다. 이 이동량은 전체 제어부(127)에 입력된다.
반도체 기판(1)을 레이저 가공 장치(100)의 재치대(107)에 설치한다. 그리고, 관찰용 광원(117)으로부터 가시광선을 발생시켜 반도체 기판(1)을 조명한다(S105). 조명된 절단 예정 라인(5)을 포함한 반도체 기판(1)의 표면(3)을 촬상 소자(121)에 의해 촬상한다. 절단 예정 라인(5)은 반도체 기판(1)을 절단하는데 필요한 가상선이다. 촬상 소자(121)에 의해 촬상된 촬상 데이터는 촬상 데이터 처리부(125)로 보내어진다. 이 촬상 데이터에 기초해서 촬상 데이터 처리부(125)는 관찰용 광원(117)의 가시광선의 초점이 표면(3)에 위치하는 초점 데이터를 연산한다(S107).
이 초점 데이터는 스테이지 제어부(115)로 보내어진다. 스테이지 제어부(115)는 이 초점 데이터를 기본으로 하여 Z축 스테이지(113)를 Z축 방향으로 이동시킨다(S109). 이로써, 관찰용 광원(117)의 가시광선의 초점이 반도체 기판(1)의 표면(3)에 위치한다. 또한, 촬상 데이터 처리부(125)는 촬상 데이터에 기초하여, 절단 예정 라인(5)을 포함한 반도체 기판(1)의 표면(3)의 확대 화상 데이터를 연산한다. 이 확대 화상 데이터는 전체 제어부(127)를 통해 모니터(129)에 보내어지고, 이것에 의해 모니터(129)에 절단 예정 라인(5) 부근의 확대 화상이 표시된다.
전체 제어부(127)에는 미리 스텝 S103 에서 결정된 이동량 데이터가 입력되어 있으며, 이 이동량 데이터가 스테이지 제어부(115)로 보내어진다. 스테이지 제어부(115)는 이 이동량 데이터에 기초해서, 레이저광 L 의 집광점 P 가 반도체 기판(1)의 내부로 되는 위치에, Z축 스테이지(113)에 의해 반도체 기판(1)을 Z축 방향으로 이동시킨다(S111).
이어서, 레이저 광원(101)으로부터 레이저광 L 을 발생시키고, 레이저광 L 을 반도체 기판(1)의 표면(3)의 절단 예정 라인(5)에 조사한다. 레이저광 L 의 집광점 P 는 반도체 기판(1)의 내부에 위치하고 있으므로, 용융 처리 영역은 반도체 기판(1)의 내부에만 형성된다. 그리고, 절단 예정 라인(5)에 따르도록 X축 스테이지(109)나 Y축 스테이지(111)를 이동시키고, 절단 예정 라인(5)에 따르도록 형성된 용융 처리 영역을 가지고 절단 예정 라인(5)에 따르는 절단 예정부를 반도체 기판(1)의 내부에 형성한다(S113).
이상에 의해, 레이저 가공 장치(100)에 의한 절단 예정부의 형성이 종료하며, 반도체 기판(1)의 내부에 절단 예정부가 형성된다. 반도체 기판(1)의 내부에 절단 예정부가 형성되면, 비교적 작은 힘으로 절단 예정부를 기점으로 해서 반도체 기판(1)의 두께 방향으로 균열을 발생시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 관한 반도체 기판의 절단 방법에 대해 설명한다. 또한, 여기에서는, 반도체 기판으로서 반도체 웨이퍼인 실리콘 웨이퍼(11)를 이용하였다.
우선, 도 11a 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)을 가리도록, 이 이면(17)에 점착 시트(20)를 붙인다. 이 점착 시트(20)는 두께 100㎛ 정도의 기재(21)를 가지며, 이 기재(21)상에는, 층두께가 수㎛ 정도인 UV 경화 수지층(22)이 설치되어 있다. 또한, 이 UV 경화 수지층(22)상에는, 다이본딩용 접착제로서 기능하는 다이본드 수지층(23)이 설치되어 있다. 또한, 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)에는, 복수의 기능 소자가 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 여기에서, 기능 소자란 포토 다이오드 등의 수광 소자나 레이저 다이오드 등의 발광소자, 혹은 회로로 형성된 회로 소자 등을 의미한다.
이어서, 도 11b 에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 상술한 레이저 가공 장치(100)를 이용하여 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 집광점을 맞추어서 표면(3)측으로부터 레이저광을 조사함으로써 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 개질 영역인 용융 처리 영역(13)을 형성하고, 이 용융 처리 영역(13)을 가지고 절단 예정부(9)를 형성한다. 이 절단 예정부(9)의 형성에 있어서, 레이저광은 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 기능 소자 사이에 가해지도록 조사되고, 이것에 의해 절단 예정부(9)는 서로 이웃이 되는 기능 소자 사이의 바로 밑을 따라서 격자형으로 형성된다.
절단 예정부(9)의 형성 후, 도 12a 에 나타낸 바와 같이, 시트 확장 수단(30)에 의해, 점착 시트(20)의 주위를 외측으로 향해 잡아당기도록 하여 점착 시트(20)를 확장시킨다. 이 점착 시트(20)의 확장에 의해, 절단 예정부(9)를 기점으로 하여 두께 방향으로 균열이 발생하고, 이 균열이 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)과 이면(17)에 도달하게 된다. 이로써, 실리콘 웨이퍼(11)가 기능 소자마다 정밀도 좋게 절단되고, 기능 소자를 1개 가진 반도체칩(25)을 얻을 수 있다.
또, 이 때, 서로 이웃하는 반도체칩(25, 25)의 대향하는 절단면(25a, 25a)은 처음에는 밀착한 상태에 있고 점착 시트(20)의 확장에 수반하여 떨어져 나가게 되기 때문에, 실리콘 웨이퍼(11)의 절단과 동시에 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 밀착하고 있던 다이본드 수지층(23)도 절단 예정부(9)에 따라서 절단된다.
또한, 시트 확장 수단(30)은 절단 예정부(9)의 형성 시 실리콘 웨이퍼(11)가 설치되는 스테이지에 설치되어 있는 경우와, 그 스테이지에 설치되지 않은 경우가 있다. 그 스테이지에 설치되지 않은 경우, 그 스테이지상에 설치된 실리콘 웨이퍼(11)는, 절단 예정부(9)의 형성 후, 시트 확장 수단(30)이 설치된 다른 스테이지상에 반송 수단에 의해서 반송된다.
점착 시트(20)의 확장 종료 후, 도 12b 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)에 이면측으로부터 자외선을 조사하여, UV 경화 수지층(22)을 경화시킨다. 이로써, UV 경화 수지층(22)과 다이본드 수지층(23)의 밀착력이 저하하게 된다. 또, 이 자외선의 조사는 점착 시트(20)의 확장 개시 전에 행하여도 좋다.
이어서, 도 13a 에 나타낸 바와 같이, 픽업 수단인 흡착 코렛트 등을 이용해 반도체칩(25)을 순차적으로 픽업해 나간다. 이 때, 다이본드 수지층(23)은 반도체칩(25)과 동등한 외형으로 절단되어 있으며, 또, 다이본드 수지층(23)과 UV 경화 수지층(22)의 밀착력이 저하되고 있기 때문에, 반도체칩(25)은 그 이면에 절단된 다이본드 수지층(23)이 밀착한 상태에서 픽업되게 된다. 그리고, 도 13b 에 나타낸 바와 같이, 반도체칩(25)을 그 이면에 밀착한 다이본드 수지층(23)을 통해 리드 프레임(27)의 다이 패드상에 설치하고, 가열에 의해 필러 접합한다.
이상과 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 절단 방법에 있어서는, 다광자 흡수에 의해 형성된 용융 처리 영역(13)을 가지고, 실리콘 웨이퍼(11)를 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인에 따르도록 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 절단 예정부(9)를 형성하고 있다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(11)에 붙여진 점착 시트(20)를 확장하면, 절단 예정부(9)에 따라서 실리콘 웨이퍼(11)가 정밀도 좋게 절단되어 반도체칩(25)이 얻어진다. 이 때, 서로 이웃이 되는 반도체칩(25, 25)의 대향하는 절단면(25a, 25a)은 처음에는 밀착한 상태에 있고 점착 시트(20)의 확장에 수반하여 떨어져 나가기 때문에, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 밀착하고 있던 다이본드 수지층(23)도 절단 예정부(9)를 따라 절단되게 된다. 따라서, 기재(21)를 절단하지 않게 하여 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(23)을 블레이드로 절단하는 경우에 비해 훨씬 효율 좋게 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(23)을 절단 예정부(9)에 따라서 절단하는 것이 가능하게 된다.
게다가, 서로 이웃하는 반도체칩(25, 25)의 대향하는 절단면(25a, 25a)이 처음에는 서로 밀착하고 있기 때문에, 절단된 개개의 반도체칩(25)과 절단된 개개의 다이본드 수지층(23)이 거의 동일한 외형으로 되어, 각 반도체칩(25)의 절단면(25a)으로부터 다이본드 수지가 삐져나오는 일도 방지된다.
이상의 실리콘 웨이퍼(11)의 절단 방법은, 도 14a 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)를 확장하기 전까지는 절단 예정부(9)를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼(11)에 발생하지 않는 경우였지만, 도 14b 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)를 확장하기 전에 절단 예정부(9)를 기점으로 한 균열(15)을 발생시키고 이 균열(15)을 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)과 이면(17)에 도달시켜도 괜찮다. 이 분할(15)을 발생시키는 방법으로서는, 예를 들면 나이프 엣지 등의 응력 인가 수단을 절단 예정부(9)에 따라서 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 꽉 누름으로써, 절단 예정부(9)에 따라서 실리콘 웨이퍼(11)에 휨 응력이나 전단 응력을 생기게 하는 방법이나, 실리콘 웨이퍼(11)에 온도차를 줌으로써 절단 예정부(9)에 따라서 실리콘 웨이퍼(11)에 열응력을 일으키게 하는 방법 등이 있다.
이와 같이, 절단 예정부(9)의 형성 후, 절단 예정부(9)를 따라 실리콘 웨이퍼(11)에 스트레스를 일으켜서 절단 예정부(9)를 따라 실리콘 웨이퍼(11)를 절단해 두면, 훨씬 정밀도 좋게 절단된 반도체칩(25)을 얻을 수 있다. 그리고, 이 경우에 있어서도, 실리콘 웨이퍼(11)에 붙여진 점착 시트(20)를 확장시키면, 서로 이웃하는 반도체칩(25, 25)의 대향하는 절단면(25a, 25a)이 서로 밀착한 상태로부터 점착 시트(20)의 확장에 수반하여 이간해 나가기 때문에, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 밀착해 있던 다이본드 수지층(23)은 절단면(25a)을 따라 절단되게 된다. 따라서, 이 절단 방법에 의해서, 기재(21)를 절단하지 않도록 하여 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(23)을 블레이드로 절단하는 경우에 비하면, 훨씬 효율 좋게 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(23)을 절단 예정부(9)에 따라서 절단하는 것이 가능하게 된다.
또한, 실리콘 웨이퍼(11)의 두께가 얇아지면, 절단 예정부(9)를 따라 스트레스가 일어나지 않게 하더라도, 도 14B 에 나타낸 바와 같이, 절단 예정부(9)를 기점으로 한 균열(15)이 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)과 이면(17)에 도달하는 경우가 있다.
또, 도 15a 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 있어서의 표면(3) 부근에 용융 처리 영역(13)에 의한 절단 예정부(9)를 형성하고, 표면(3)에 균열(15)을 도달하게 하면, 절단하여 얻어지는 반도체칩(25)의 표면(즉, 기능 소자 형성면)의 절단 정밀도를 매우 높게 할 수 있다. 한편, 도 15b 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 있어서의 이면(17) 부근에 용융 처리 영역(13)에 의한 절단 예정부(9)를 형성하고, 이면(17)에 균열(15)을 도달하게 하면, 점착 시트(20)의 확장에 의해서 다이본드 수지층(23)을 정밀도 좋게 절단할 수 있다.
다음으로, 점착 시트(20)로서, 린텍 주식회사의 「LE-5000(상품명)」을 이용한 경우의 실험 결과에 대해 설명한다. 도 16 및 도 17 은 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 용융 처리 영역(13)에 의한 절단 예정부(9)를 형성한 후, 점착 시트(20)를 확장한 때의 일련의 상태를 나타내는 모식도이며, 도 16a 는 점착 시트(20)의 확장 개시 직후 상태를, 도 16b 는 점착시트(20)의 확장 중 상태를, 도 17a 는 점착 시트(20)의 확장 종료 후 상태를, 그리고 도 17b 는 반도체칩(25)의 픽업 시 상태를 나타낸다.
도 16a 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)의 확장 개시 직후에 있어서는, 실리콘 웨이퍼(11)는 절단 예정부(9)를 따라 절단되고, 서로 이웃하는 반도체칩(25)의 대향하는 절단면(25a, 25a)은 밀착한 상태에 있다. 이 경우, 다이본드 수지층(23)은 아직 절단되어 있지 않다. 그리고, 도 16b 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)의 확장에 수반하여, 다이본드 수지층(23)은 찢겨지는 것처럼 해서 절단 예정부(9)를 따라 절단되어 간다.
이와 같이 해서 점착 시트(20)의 확장이 종료하면, 도 17a 에 나타낸 바와 같이, 다이본드 수지층(23)도 개개의 반도체칩(25)마다 절단된다. 이 때, 서로 떨어진 반도체칩(25, 25) 사이의 점착 시트(20)의 기재(21)상에는, 다이본드 수지층(23)의 일부(23b)가 얇게 남아 있었다. 또 , 반도체칩(25)과 함께 절단된 다이본드 수지층(23)의 절단면(23a)은 반도체칩(25)의 절단면(25a)을 기준으로 하여 약간 오목한 상태로 되어 있었다. 이로써, 각 반도체칩(25)의 절단면(25a)으로부터 다이본드 수지가 삐져나오는 것이 확실하게 방지된다. 그리고, 도 17b 에 나타낸 바와 같이, 흡착 코렛트 등을 이용해 반도체칩(25)을 절단된 다이본드 수지층(23)과 함께 픽업하는 것이 가능하다.
또한, 다이본드 수지층(23)이 비신축성 재료로 된 경우 등에서, 도 18 에 나타낸 바와 같이, 서로 떨어진 반도체칩(25, 25) 사이의 점착 시트(20)의 기재(21)상에는 다이본드 수지층(23)이 남지 않는다. 이로써, 반도체칩(25)의 절단면(25a)과, 그 이면에 밀착한 다이본드 수지층(23)의 절단면(23a)을 거의 일치시킬 수 있다.
또, 도 19a 에 나타낸 바와 같이 기재(21) 및 UV 경화 수지층(22)을 구비하여 이루어진 점착 시트(20)를 그 UV 경화 수지층(22)을 통해 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 붙이고 용융 처리 영역(13)에 의한 절단 예정부(9)를 형성한 후, 도 19b 에 나타낸 바와 같이 점착 시트(20)의 주위를 외측으로 향해 확장시킴으로써 실리콘 웨이퍼(11)를 반도체칩(25)에 절단해도 괜찮다. 이 경우에도, 점착 시트(20)를 남기고 실리콘 웨이퍼(11)를 블레이드로 절단하는 경우에 비해, 훨씬 효율 좋게 실리콘 웨이퍼(11)를 절단 예정부(9)에 따라서 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 기재(21) 및 UV 경화 수지층(22)을 구비하여 이루어진 점착 시트(20)를 이용한 실리콘 웨이퍼(11)의 절단 방법에 있어서도, 도 19 를 참조해 설명한 바와 같이, 점착 시트(20)를 확장하기 전까지는 절단 예정부(9)를 기점으로 한 균열이 실리콘 웨이퍼(11)에 발생하지 않는 경우 뿐만이 아니라, 도 20a 및 2O b 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)를 확장하기(도 20b) 전에 절단 예정부(9)를 기점으로 한 균열(15)을 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)과 이면(17)에 도달시켜도 괜찮다(도 20a). 또, 도 21 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)를 확장하기(도 21b) 전에, 절단 예정부(9)를 기점으로 한 균열(15)을 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)에 도달시켜도 되고(도 21a), 혹은 도 22a 및 22b 에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(20)를 확장하기(도 22b) 전에, 절단예정부(9)를 기점으로 한 균열(15)을 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 도달시켜도 좋다 (도 22a).
이하, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법의 바람직한 제 2 실시형태에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 도 23 내지 도 27 은 도 12 의 실리콘 웨이퍼의 XIII-XIII 선에 따른 부분 단면도이다.
도 12 에 나타낸 바와 같이, 가공 대상물이 되는 실리콘 웨이퍼(반도체 기판: 11)의 표면(3)에는, 복수의 기능 소자(215)가 오리엔테이션 플랫(16)에 평행한 방향 및 수직인 방향에 매트릭스 형상으로 패턴 형성되어 있다. 이러한 실리콘 웨이퍼(11)를 다음과 같이 하여 기능 소자(215)별로 절단한다.
우선, 도 24a 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)측에 보호 필름(18)을 붙여 기능 소자(215)를 가린다. 이 보호 필름(18)은 기능 소자(215)를 보호함과 동시에 실리콘 웨이퍼(11)를 보관 유지하는 것이다. 보호 필름(18)을 붙인 후, 도 24b 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)가 소정 두께로 되도록 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)을 평면 연삭하고, 나아가 이면(17)에 케미컬 에칭을 실시하여 이면(17)을 평활화한다. 이와 같이 해서, 예를 들어 두께 350㎛ 의 실리콘 웨이퍼(11)를 두께 100㎛ 로 박형화한다. 실리콘 웨이퍼(11)를 박형화한 후, 보호 필름(18)에 자외선을 조사한다. 이로써, 보호 필름(18)의 점착층인 UV 경화 수지층이 경화하고, 보호 필름(18)이 실리콘 웨이퍼(11)로부터 벗겨지기 쉬워진다.
이어서, 레이저 가공 장치를 이용해 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 절단 기점 영역을 형성한다. 즉, 도 25a 에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치의 재치대(19)상에, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)을 윗쪽으로 향해서 보호 필름(18)을 진공 흡착에 의해 고정하고, 서로 이웃이 되는 기능 소자(215, 215) 사이를 통과하도록 절단 예정 라인(5)을 격자형으로 설정한다(도 12 의 2점 쇄선 참조). 그리고, 도 25b 에 나타낸 바와 같이, 이면(17)을 레이저광 입사면으로 하여 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 집광점 P 를 맞추고, 상술한 다광자 흡수가 생기는 조건에서 레이저광 L 을 조사하며, 재치대(19)의 이동에 의해 절단 예정 라인(5)에 따라서 집광점 P 를 상대 이동시킨다. 이로써, 도 25c 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에는, 절단 예정 라인에 따라 용융 처리 영역(13)에 의해 절단 기점 영역(8)이 형성된다.
이어서, 보호 필름(18)이 붙여진 실리콘 웨이퍼(11)를 재치대(19)로부터 떼어내어, 도 26a 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에, 다이본드 수지 첨부 필름(220)(예를 들면, 린텍 주식회사의 「LE-5000(상품명)」)을 붙인다. 이 다이본드 수지 첨부 필름(220)은, 두께 100㎛ 정도의 확장 가능한 확장 필름(보관 유지 부재: 221)을 가지며, 이 확장 필름(221)상에는, 다이본딩용 접착제로서 기능하는 다이본드 수지층(223)이 층두께가 수㎛ 정도인 UV 경화 수지층을 통해 설치되어 있다. 즉, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 다이본드 수지층(223)을 개재시켜서 확장 필름(221)을 붙이게 된다. 또한, 확장 필름(221)의 둘레 가장자리 부분에는 필름 확장 수단(30)이 장착되어 있다. 다이본드 수지 첨부 필름(220)을 붙인 후, 도 26b 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)측으로부터 보호 필름(18)을 벗겨서, 도 26c 에 나타낸 바와 같이, 확장 필름(221)에 자외선을 조사한다. 이로써, 확장 필름(221)의 점착층인 UV 경화 수지층이 경화하여, 다이본드 수지층(223)이 확장 필름(221)으로부터 벗겨지기 쉬워진다.
이어서, 도 27a 에 나타낸 바와 같이, 필름 확장 수단(30)에 의해서, 확장 필름(221)의 둘레 가장자리 부분을 외측으로 향해 끌어당겨서 확장 필름(221)을 확장시킨다. 이 확장 필름(221)의 확장에 의해서, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 두께 방향으로 균열이 발생하고, 이 균열이 실리콘 웨이퍼의 표면(3)과 이면(17)에 도달하게 된다. 이로써, 실리콘 웨이퍼(11)가 절단 예정 라인(5)에 따라서 정밀도 좋게 절단되어 기능 소자(215)를 1개 가진 반도체칩(25)이 복수 얻어진다. 또, 이 때, 서로 이웃하는 반도체칩(25, 25)의 대면하는 절단면(25a, 25a)은 확장 필름(221)의 확장에 수반하여 밀착한 상태로부터 떨어져 가게 되므로, 실리콘 웨이퍼(11)의 절단과 동시에, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 밀착하고 있던 다이본드 수지층(223)도 절단 예정 라인(5)을 따라 절단된다.
이어서, 도 27b 에 나타낸 바와 같이, 흡착 코렛트 등을 이용해 반도체칩(25)을 순차로 픽업해 나간다. 이 때, 다이본드 수지층(223)은 반도체칩(25)과 동등한 외형으로 절단되어 있고, 또 다이본드 수지층(22)과 확장 필름(221)의 밀착력이 저하되어 있기 때문에, 반도체칩(25)은 그 이면에 절단된 다이본드 수지층(223)이 밀착한 상태로 픽업되게 된다. 그리고, 도 27c 에 나타낸 바와 같이, 반도체칩(25)을 그 이면에 밀착한 다이본드 수지층(223)을 통해 리드프레임(27)의 다이 패드상에 설치하고, 가열에 의해 필러 접합한다.
이상과 같은 실리콘 웨이퍼(11)의 절단 방법에 있어서는, 표면(3)에 기능 소자(215)가 형성된 실리콘 웨이퍼(11)를 가공 대상물로 하고, 그 이면(17)을 레이저광 입사면으로 하여 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 집광점 P 를 맞추어 레이저광 L 을 조사한다. 이로써, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 다광자 흡수를 일으키고, 절단 예정 라인(5)을 따라 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 용융 처리 영역(13)에 의한 절단 기점 영역(8)을 형성한다. 이 때, 반도체 기판의 이면을 레이저광 입사면으로 하는 것은, 표면을 레이저광 입사면으로 하면 기능 소자에 의해 레이저광의 입사를 방해할 우려가 있기 때문이다. 이와 같이 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 절단 기점 영역(8)이 형성되면, 자연스럽게 혹은 비교적 작은 힘을 가함으로써 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 균열을 발생시켜 그 균열을 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(3)과 이면(17)에 도달시킬 수 있다. 따라서, 절단 기점 영역(8)을 형성한 후에, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)에 다이본드 수지층(223)을 개재시켜 확장 필름(221)을 붙이고 그 확장 필름(221)을 확장시키면, 절단 예정 라인(5)을 따라 절단된 실리콘 웨이퍼(11)의 절단면(25a, 25a)이 확장 필름(221)의 확장에 수반하여 밀착한 상태로부터 떨어져 가게 된다. 이로써, 실리콘 웨이퍼(11)와 확장 필름(221) 사이에 존재하는 다이본드 수지층(223)도 절단 예정 라인(5)을 따라 절단된다. 따라서, 블레이드로 절단하는 경우에 비해 훨씬 더 효율 좋게 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(223)을 절단 예정 라인(5)에 따라서 절단할 수 있다.
게다가, 절단 예정 라인(5)을 따라 절단된 실리콘 웨이퍼(11)의 절단면(25a, 25a)이 처음에는 서로 밀착하고 있기 때문에, 절단된 각 실리콘 웨이퍼(11)와 절단된 각 다이본드 수지층(223)이 거의 동일한 외형으로 되어, 각 실리콘 웨이퍼(11)의 절단면(25a)으로부터 다이본드 수지가 초과하는 일도 방지된다.
또한, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 절단 기점 영역(8)을 형성하기 전에, 실리콘 웨이퍼(11)가 소정 두께로 되도록 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(17)을 연마한다. 이와 같이, 실리콘 웨이퍼(11)를 소정 두께로 박형화해 둠으로써 실리콘 웨이퍼(11) 및 다이본드 수지층(223)을 절단 예정 라인(5)에 따라서 보다 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 반도체 기판의 절단 방법에 의하면, 반도체 기판을 다이본드 수지층과 함께 효율 좋게 절단하는 것이 가능하게 된다.

Claims (18)

  1. 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 상기 반도체 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 상기 시트를 확장시킴으로써 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판 및 상기 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  2. 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×108(W/㎠) 이상이고 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건에서 레이저광을 조사함으로써 상기 반도체 기판의 내부에 용융 처리 영역을 포함한 개질 영역을 형성하고, 상기 용융 처리 영역을 포함한 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 상기 시트를 확장시킴으로써 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판 및 상기 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  3. 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 상기 반도체 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 상기 시트를 확장시킴으로써 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판 및 상기 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  4. 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 상기 반도체 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정; 및
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 상기 시트를 확장시킴으로써 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 개질 영역은 용융 처리한 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정에서는, 상기 절단 예정부를 기점으로 하여, 상기 반도체 기판의 레이저광 입사측의 표면에 균열을 도달시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정에서는, 상기 절단 예정부를 기점으로 하여, 상기 반도체 기판의 레이저광 입사측과 반대측의 이면에 균열을 도달시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정에서는, 상기 절단 예정부를 기점으로 하여, 상기 반도체 기판의 레이저광 입사측의 표면과 그 반대측의 이면에 균열을 도달시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  9. 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 상기 반도체 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정;
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판에 스트레스를 일으키게 함으로써, 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판을 절단하는 공정; 및
    상기 반도체 기판을 절단하는 공정 후, 상기 시트를 확장시킴으로써 상기 반도체 기판의 절단면을 따라 상기 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  10. 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×108(W/㎠) 이상이고 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건에서 레이저광을 조사함으로써 상기 반도체 기판의 내부에 용융 처리 영역을 포함한 개질 영역을 형성하고, 상기 용융 처리 영역을 포함한 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정;
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판에 스트레스를 일으키게 함으로써, 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판을 절단하는 공정; 및
    상기 반도체 기판을 절단하는 공정 후, 상기 시트를 확장시킴으로써 상기 반도체 기판의 절단면을 따라 상기 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  11. 다이본드 수지층을 개재시켜 시트가 붙여진 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 상기 반도체 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역을 가지고 절단 예정부를 형성하는 공정;
    상기 절단 예정부를 형성하는 공정 후, 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판에 스트레스를 일으키게 함으로써 상기 절단 예정부를 따라 상기 반도체 기판을 절단하는 공정; 및
    상기 반도체 기판을 절단하는 공정 후, 상기 시트를 확장시킴으로써 상기 반도체 기판의 절단면을 따라 상기 다이본드 수지층을 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 개질 영역은 용융 처리한 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  13. 표면에 기능 소자가 형성된 반도체 기판을 절단 예정 라인에 따라서 절단하는 반도체 기판의 절단 방법에 있어서,
    상기 반도체 기판의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 상기 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해서, 상기 절단 예정 라인을 따라 상기 레이저광 입사면으로부터 소정 거리 안쪽에 절단 기점 영역을 형성하는 공정;
    상기 절단 기점 영역을 형성한 후에, 상기 반도체 기판의 이면에 다이본드 수지층을 개재시켜 확장 가능한 보관 유지 부재를 부착하는 공정; 및
    상기 보관 유지 부재를 부착한 후에, 상기 보관 유지 부재를 확장시킴으로써 상기 반도체 기판 및 상기 다이본드 수지층을 상기 절단 예정 라인에 따라서 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 절단 기점 영역을 형성하기 전에, 상기 반도체 기판이 소정 두께로 되도록 상기 반도체 기판의 이면을 연마하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  15. 제 13 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 개질 영역은 용융 처리 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 기점 영역을 형성할 때, 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 반도체 기판의 표면에 균열을 도달시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  17. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 기점 영역을 형성할 때, 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 반도체 기판의 이면에 균열을 도달시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
  18. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 기점 영역을 형성할 때, 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 반도체 기판의 표면과 이면에 균열을 도달시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 절단 방법.
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