KR20050106100A

KR20050106100A - 레이저 가공 방법

Info

Publication number: KR20050106100A
Application number: KR1020057016793A
Authority: KR
Inventors: 켄시 후쿠미츠; 후미츠구 후쿠요; 나오키 우치야마
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2005-11-08
Also published as: EP1610364A1; CN1717784A; AU2003262079A1; EP1610364B1; EP1610364A4; CN100383926C; TWI326626B; US20070158314A1; KR100853057B1; WO2004082006A1; TW200417439A; US8969752B2; MY147331A

Abstract

본 발명은 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 보호 테이프(25)를 장착하고, 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 레이저광 입사면으로 하여 기판(15)의 내부에 집광점 P를 맞추어서 레이저광 L을 조사함으로써 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역(13)을 형성하고, 상기 용융 처리 영역(13)에 의해 웨이퍼(1a)의 절단 예정 라인(5)을 따라 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역(8)을 형성하고, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 익스팬드 테이프(23)를 장착하고, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)가 절단되어서 생긴 복수의 칩 형상 부분(24)을 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써 서로 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법을 제공한다.

Description

레이저 가공 방법{LASER BEAM MACHINING METHOD}

본 발명은 가공 방법, 특히 레이저를 사용한 가공 방법에 관한 것이다.

최근 반도체 디바이스용으로서 Al₂O₃기판 상에 GaN 등의 반도체 동작층을 결정 성장(結晶成長)시킨 것이나, 결정 표시 장치용으로서 유리 기판 상에 다른 유리 기판을 첩합(貼合)한 것 등, 각종 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단하는 기술이 요구되고 있다.

종래, 이들 적층 구조를 갖는 가공 대상물의 절단에는 블레이드 다이싱(blade dicing)법이나 다이아몬드 스크라이브(diamond scribe)법이 사용되는 것이 일반적이다.

블레이드 다이싱법은 다이아몬드 블레이드 등에 의해 가공 대상물을 절삭 하여 절단하는 방법이다. 한편, 다이아몬드 스크라이브법은 다이아몬드 포인트 툴(diamond point tool)에 의해 가공 대상물의 표면에 스크라이브 라인을 설치하고, 상기 스크라이브 라인을 따르도록 가공 대상물의 이면에 나이프 엣지(knife edge)를 바싹대고 가공 대상물을 나누어 절단하는 방법이다.

그러나, 블레이드 다이싱법에 있어서는 예를 들면 가공 대상물이 상술한 액정 표시 장치용의 것인 경우, 유리 기판과 다른 유리 기판과의 사이에 간극이 설치되어 있기 때문에, 이 간극에 깎은 부스러기나 윤활 세정수가 들어가 버릴 우려가 있다.

또, 다이아몬드 스크라이브법에 있어서는 가공 대상물이 Al₂O₃기판 등의 경도(硬度)가 높은 기판을 갖고 있는 경우나, 또는 가공 대상물이 유리 기판끼리를 첩합한 것인 경우 등에, 가공 대상물의 표면뿐만이 아니라 이면에도 스크라이브 라인을 설치해야 하며, 이 표면과 이면에 설치된 스크라이브 라인의 위치 차이로 인하여 절단 불량이 발생할 우려가 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 의한 레이저 가공 중의 가공 대상물의 평면도.

도 2는 도 1에 나타낸 가공 대상물의 II-II 선에 따른 단면도.

도 3은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 의한 레이저 가공 이후의 가공 대상물의 평면도.

도 4는 도 3에 나타낸 가공 대상물의 IV-IV 선에 따른 단면도.

도 5는 도 3에 나타낸 가공 대상물의 V-V 선에 따른 단면도.

도 6은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 의해 절단된 가공 대상물의 평면도.

도 7은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 있어서 전계 강도와 크랙(crack) 스폿(spot)의 크기와의 관계를 나타낸 그래프.

도 8은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제1 공정에 있어서 가공 대상물의 단면도.

도 9는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제2 공정에 있어서 가공 대상물의 단면도.

도 10은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제3 공정에 있어서 가공 대상물의 단면도.

도 11은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제4 공정에 있어서 가공 대상물의 단면도.

도 12는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면 사진을 나타낸 도면.

도 13은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 있어서 레이더광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타낸 그래프.

도 14는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 개략 구성도.

도 15는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 있어서 사용되는 웨이퍼를 나타낸 사시도.

도 16은 도 15에 나타난 웨이퍼의 평면도.

도 17은 도 16에 나타난 웨이퍼의 VI-VI 단면 및 VII-VII 단면을 나타낸 확대도.

도 18은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 플로우차트.

도 19는 도 14에 나타난 레이저 가공 장치를 사용하여 웨이퍼에 절단 기점 영역을 형성하는 방법을 나타낸 플로우차트.

도 20a 내지 20c는 제1 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도.

도 21a 내지 21c는 제1 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도.

도 22는 제1 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도.

도 23은 제1 실시예에 따른 레이저 가공 방법의 변형예를 설명하기 위한 단면도.

도 24는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 플로우차트.

도 25a 내지 25C는 제2 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도.

도 26a 내지 26C는 제2 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도.

도 27은 제2 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도.

도 28은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 플로우차트.

도 29는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제4 실시예를 설명하기 위한 플로우차트.

따라서, 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 행해진 것이며, 상술한 바와 같은 문제를 해결하여, 가공 대상물이 각종 적층 구조를 갖는 경우에 있어서도 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있는 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 기판과 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물의 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 기판의 내부에 집광점(集光点)을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 가공 대상물의 이면에 신장성(伸張性)의 필름을 장착하고, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물이 절단되어서 생긴 복수의 부분을 신장성 필름을 신장시킴으로써 서로 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 반도체 기판과, 반도체 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물의 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 용융 처리 영역(melt processing region)을 형성하고, 상기 용융 처리 영역에 의해 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라서 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물이 절단되어서 생긴 복수의 부분을 신장성 필름을 신장시킴으로써 서로 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이들 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물의 표면에 보호 필름을 장착함으로써, 가공 대상물을 이면을 위로 하여 받침대(臺) 상에 재치할 수 있기 때문에, 가공 대상물의 이면에서부터 (반도체) 기판의 내부로 레이저광을 적절하게 조사할 수 있다. 그리고, 다광자 흡수라는 현상에 의해 형성되는 개질 영역(용융 처리 영역)으로써, 가공 대상물을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인에 따른 절단 기점 영역을 기판의 내부에 형성하고, 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 절단할 수 있다. 그리고, 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하여 이것을 신장시킴으로써, 절단된 가공 대상물의 복수의 부분을 용이하게 분리할 수 있다. 즉, 본 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물의 표면에 있는 적층부에 레이저광을 직접 조사하지 않고 절단 기점 영역을 형성할 수 있는 동시에, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 기판을 비교적 작은 힘으로 정밀하게 나누어 절단하고, 절단된 가공 대상물을 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 이 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물이 각종 적층 구조를 갖는 경우에 있어서도 그 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있다.

여기서, 기판상의 적층부는 기판의 표면에 퇴적된 것, 기판의 표면에 첩합된 것, 또는 기판의 표면에 장착된 것 등을 말하며, 기판에 대하여 다른 종류의 재료이든 동일한 종류의 재료이든 관계없다. 그리고, 적층부에는 기판에 밀착하여 설치되는 것이나, 기판과 간극을 두고 설치되는 것 등이 있다. 예로서는 기판 상에 결정 성장에 의해 형성된 반도체 동작층이나, 유리 기판 상에 첩합된 다른 유리 기판 등이 있으며, 적층부는 다른 종류의 재료를 복수층 형성한 것도 포함한다. 또, 기판의 내부는 적층부가 설치되어 있는 기판의 표면 위도 포함하는 의미이다. 또한, 집광점은 레이저광이 집광한 개소이다. 그리고, 절단 기점 영역은 개질 영역이 연속적으로 형성됨으로써 형성되는 경우도 있으며, 개질 영역이 단속적(斷續的)으로 형성됨으로써 형성되는 경우도 있다.

또, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 기판과 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물의 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써, 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 레이저광 입사면으로 하여 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 가공 대상물에 외력(外力)을 인가함으로써 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하여 신장성 필름을 신장시킴으로써 가공 대상물의 복수의 부분을 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 기판과, 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물의 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 가공 대상물에 외력을 인가함으로써 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하여 신장성 필름을 신장시킴으로써 가공 대상물의 복수의 부분을 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이들 레이저 가공 방법에 의하면, 상술한 레이저 가공 방법과 동일한 이유에 의하여, 가공 대상물이 각종 적층 구조를 갖는 경우에 있어서도 그 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있다. 또, 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단할 때에 가공 대상물에 외력을 인가함으로써, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 용이하게 절단할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 기판과, 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물의 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하여 신장성 필름을 신장시킴으로써 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하는 동시에, 가공 대상물의 복수의 부분으로 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 반도체 기판과, 반도체 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물의 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 용융 처리 영역을 형성하고, 상기 용융 처리 영역에 의해 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하여 신장성 필름을 신장시킴으로써 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하는 동시에, 가공 대상물의 복수의 부분을 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이들 가공 방법에 의하면, 상술한 레이저 가공 방법과 동일한 이유에 의하여, 가공 대상물이 각종 적층 구조를 갖는 경우에 있어서도 그 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있다. 또, 신장성 필름을 신장시킴으로써 가공 대상물의 절단 기점 영역에 인장 응력(引張應力)이 인가되기 때문에, 가공 대상물을 절단하는 공정과, 복수의 부분을 분리하는 공정을 동시에 행할 수 있으므로 제조 공정을 삭감할 수 있다.

또, 상술한 본 발명에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 가공 대상물에 절단 기점 영역을 형성하기 전에, 가공 대상물의 기판이 얇아지도록 가공 대상물의 이면을 연삭하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 보다 작은 힘으로, 또는 특별한 힘을 필요로 하지 않으면서 가공 대상물을 정밀하게 절단할 수 있다.

또, 상술한 본 발명에 따른 가공 방법에 있어서는 신장성 필름을 가공 대상물에 장착한 후에 보호 필름을 제거하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 절단 기점 영역이 형성된 가공 대상물을 이산(離散)시키는 일 없이 유지할 수 있다. 또는, 신장성 필름을 신장시킴으로써 가공 대상물의 복수의 부분을 분리한 후에 보호 필름을 제거하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 가공 대상물을 절단하고 나서 복수의 부분을 취출하는 동안, 그 복수의 부분을 보호할 수 있다.

이하, 도면과 함께 본 발명의 적절한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에서는 가공 대상물의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성한다. 여기서, 이 레이저 가공 방법, 특히 다광자 흡수에 대하여 최초로 설명한다.

재료의 흡수인 밴드갭 E_G보다 광자의 에너지 hv가 작으면 광학적으로 투명하게 된다. 따라서, 재료에 흡수가 발생하는 조건은 hv>E_G이다. 그러나, 광학적으로 투명해도, 레이저광의 강도를 아주 크게 하면 nhv>E_G의 조건(n=2, 3, 4,ㆍㆍㆍ)에서 재료에 흡수가 발생한다. 이 현상을 다광자 흡수라고 한다. 펄스파(pulse wave)의 경우, 레이저광의 강도는 레이저광의 집광점의 피크 파워 밀도(W/㎠)로 정해지고, 예를 들면 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상의 조건에서 다광자 흡수가 발생한다. 피크 파워 밀도는 (집광점에 있어서 레이저광의 1 펄스당의 에너지) ÷ (레이저광의 빔 스폿(spot) 단면적 × 펄스폭)에 의해 구해진다. 또, 연속파의 경우, 레이저광의 강도는 레이저광의 집광점의 전계 강도(W/㎠)로 정한다.

이러한 다광자 흡수를 이용하는 본 실시형태에 따른 레이저 가공의 원리에 대하여, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 1은 레이저 가공 중의 가공 대상물(1)의 평면도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 가공 대상물(1)의 II-II 선에 따른 단면도이고, 도 3은 레이저 가공 후의 가공 대상물(1)의 평면도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 가공 대상물(1)의 IV-IV 선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 3에 나타낸 가공 대상물(1)의 V-V 선에 따른 단면도이고, 도 6은 절단된 가공 대상물(1)의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 가공 대상물(1)의 면(10)에는 가공 대상물(1)을 절단해야 하는 절단 예정 라인(5)이 있다. 절단 예정 라인(5)은 직선 형상으로 연장된 가상선이다(가공 대상물(1)에 실제로 선을 그어서 절단 예정 라인(5)으로 해도 됨). 본 실시형태에 따른 레이저 가공은 다광자 흡수가 발생하는 조건에서 가공 대상물(1)의 내부에 집광점(optical converging point) P를 맞추어서 레이저광 L을 가공 대상물(1)에 조사하여 개질 영역(7)을 형성한다. 또한, 집광점은 레이저광 L이 집광한 개소이다. 또, 가공 대상물(1)의 면(10)은 레이저광이 입사되는 레이저광 입사면으로 되어 있으며, 그 면(10)에 있어서 레이저광 L이 산란(散亂)하는 것을 막기 위하여 평탄하고 활면(滑面)인 것이 바람직하다.

레이저광 L을 절단 예정 라인(5)을 따라서(즉 화살표 A 방향을 따라서) 상대적으로 이동시킴으로써, 집광점 P를 절단 예정 라인(5)에 따라 이동시킨다. 이로 인해, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 개질 영역(7)이 절단 예정 라인(5)을 따라서 가공 대상물(1)의 내부에만 형성되고, 이 개질 영역(7)으로써 절단 기점 영역(8)이 형성된다. 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법은 가공 대상물(1)이 레이저광 L을 흡수함으로써 가공 대상물(1)을 발열시켜서 개질 영역(7)을 형성하는 것은 아니다. 가공 대상물(1)에 레이저광 L을 투과시켜서 가공 대상물(1)의 내부에 다광자 흡수를 발생시켜서 개질 영역(7)을 형성하고 있다. 따라서, 가공 대상물(1)의 면(10)에서는 레이저광 L이 거의 흡수되지 않기 때문에, 가공 대상물(1)의 면(10)이 용융하는 일은 없다.

가공 대상물(1)의 절단에 있어서, 절단하는 개소에 기점이 있으면 가공 대상물(1)은 그 기점으로부터 분열되므로, 도 6에 나타낸 바와 같이 비교적 작은 힘으로 가공 대상물(1)을 절단할 수 있다. 따라서, 가공 대상물(1)의 면(10)에 불필요한 분열을 발생시키는 일 없이 가공 대상물(1)의 절단이 가능하게 된다.

한편, 본 실시형태에 있어서 다광자 흡수에 의해 형성되는 개질 영역으로서는 다음의 (1) 내지 (3)이 있다.

(1) 개질 영역이 1개 또는 복수의 크랙(crack)을 포함하는 크랙 영역의 경우, 기판(예를 들면, 사파이어, 유리, 또는 LiTaO₃으로 이루어지는 압전 재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서 전계 강도가 1×10⁸(W/㎠) 이상, 또 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건에서 레이저광을 조사한다. 이 펄스폭의 크기는 다광자 흡수를 발생시키면서 기판의 면에 불필요한 데미지를 주지 않고, 기판의 내부에만 크랙 영역을 형성할 수 있는 조건이다. 이로 인해, 기판의 내부에는 다광자 흡수에 의한 광학적 손상이라는 현상이 발생한다. 이 광학적 손상에 의해 기판의 내부에 열 변형이 유발되고, 이로 인해 기판의 내부에 크랙 영역이 형성된다. 전계 강도의 상한치로서는 예를 들면 1×10¹²(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면 1ns ~ 200ns가 바람직하다.

본 발명자는 전계 강도와 크랙의 크기의 관계를 실험에 의해 구하였다. 실험 조건은 다음과 같다.

(A) 기판 : 파이렉스(등록 상표) 유리(두께 700㎛)

(B) 레이저

광원 : 반도체 레이저 여기(勵起) Nd : YAG 레이저

파장 : 1064nm

레이저광 스폿 단면적 : 3.14×10^-8㎠

발진 형태 : Q 스위치 펄스

반복 주파수 : 100kHz

펄스폭 : 30ns

출력 : 출력<1mJ/펄스

레이저광 품질 : TEM₀₀

편광 특성 : 직선 편광

(C) 집광용 렌즈

레이저광 파장에 대한 투과율 : 60 퍼센트

(D) 기판이 재치되는 재치대의 이동 속도 : l00mm/초

또한, 레이저광 품질이 TEM₀₀이라는 것은 집광성이 높고 레이저광의 파장도까지 집광 가능함을 의미한다.

도 7은 상기 실험의 결과를 나타낸 그래프이다. 가로축은 피크 파워 밀도이며, 레이저 펄스 레이저광이므로 전계 강도는 피크 파워 밀도로 나타나게 된다. 세로축은 1 펄스의 레이저광에 의해 기판의 내부에 형성된 크랙 부분(크랙 스폿)의 크기를 나타내고 있다. 크랙 스폿이 모여서 크랙 영역으로 된다. 크랙 스폿의 크기는 크랙 스폿의 형상 중 최대의 길이로 되는 부분의 크기이다. 그래프 중에서 검고 둥글게 나타낸 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 100배, 개구수(NA)가 0.80인 경우이다. 한편, 그래프 중에서 희고 둥글게 나타낸 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 50배, 개구수(NA)가 0.55인 경우이다. 피크 파워 밀도가 10¹¹ (W/㎠) 정도부터 기판의 내부에 크랙 스폿이 발생하고, 피크 파워 밀도가 커짐에 따라 크랙 스폿도 커지는 것을 알 수 있다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 레이저 가공에 있어서, 크랙 영역 형성에 의한 가공 대상물의 절단의 메커니즘에 대해 도 8 내지 도 11을 이용하여 설명한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 다광자 흡수가 발생하는 조건에서 가공 대상물(1)의 내부에 집광점 P를 맞추어서 레이저광 L을 가공 대상물(1)에 조사하여 절단 예정 라인을 따라 내부에 크랙 영역(9)을 형성한다. 크랙 영역(9)은 1개 또는 복수의 크랙을 포함하는 영역이다. 이 크랙 영역(9)으로써 절단 기점 영역이 형성된다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 인위적인 힘(예를 들면, 인장 응력)을 가공 대상물(1)에 인가함으로써, 크랙 영역(9)을 기점으로 하여 (즉, 절단 기점 영역을 기점으로 하여) 크랙이 추가로 성장하고, 도 10에 나타낸 바와 같이 크랙이 가공 대상물(1)의 양 면에 도달하여, 도 11에 나타낸 바와 같이 가공 대상물(1)이 분열됨으로써 가공 대상물(1)이 절단된다.

(2) 개질 영역이 용융 처리 영역인 경우

기판(예를 들면, 실리콘과 같은 반도체 재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서 전계 강도가 1×10⁸ (W/㎠) 이상, 또 펄스가 1㎲ 이하의 조건에서 레이저광을 조사한다. 이로 인해 기판의 내부는 다광자 흡수에 의해 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 기판의 내부에 용융 처리 영역이 형성된다. 용융 처리 영역이라는 것은 일단 용해 후 다시 고체화한 영역이나, 확실한 용융 상태의 영역이나, 용융 상태에서 다시 고체화하는 상태의 영역이며, 상변화(相變化)한 영역이나 결정 구조가 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 또, 용용 처리 영역이라는 것은 단결정 구조, 비정질(非結質) 구조, 다결정 구조에 있어서, 어느 구조가 다른 구조로 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 즉, 예를 들면, 단결정 구조에서 비정질 구조로 변화한 영역, 단결정 구조에서 다결정 구조로 변화한 영역, 단결정 구조에서 비정질 구조 및 다결정 구조를 포함하는 구조로 변화한 영역을 의미한다. 기판이 실리콘 단결정 구조인 경우, 용융 처리 영역은 예를 들면 비정질 실리콘 구조이다. 전계 강도의 상한치로서는 예를 들면 1×10¹²(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면, 1ns ~ 200ns가 바람직하다.

본 발명자는 실리콘 웨이퍼의 내부에 용융 처리 영역이 형성되는 것을 실험에 의해 확인하였다. 실험 조건은 다음과 같다.

(A) 기판 : 실리콘 웨이퍼 (두께 350㎛, 바깥 지름 4 인치)

(B) 레이저

광원 : 반도체 레이저 여기 Nd : YAG 레이저

파장 : 1064nm

레이저광 스폿 단면적 : 3.14×10^-8㎠

발진형태 : Q 스위치 펄스

반복주 파수 : 100kHz

펄스폭 : 30ns

출력 : 20μJ/펄스

레이저광 품질 : TEM₀₀

편광 특성 : 직선 편광

(C) 집광용 렌즈

배율 : 50배

N.A. : 0.55

레이저광 파장에 대한 투과율 : 60 퍼센트

(D) 기판이 재치되는 재치대의 이동 속도 : 100mm/초

도 12는 상기 조건에서의 레이저 가공에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 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 13은 레이저광의 파장과 실리콘 기판 내부의 투과율과의 관계를 나타낸 그래프이다. 단, 실리콘 기판의 표면측과 이면측 각각의 반사 성분을 제거하여, 내부만의 투과율을 나타내고 있다. 실리콘 기판의 두께 t가 50㎛, 100㎛, 200㎛, 500㎛, 1000㎛의 각각에 대하여 상기 관계를 나타내었다.

예를 들면, Nd : YAG 레이저의 파장인 1064nm에 있어서, 실리콘 기판의 두께가 500㎛ 이하인 경우, 실리콘 기판의 내부에서는 레이저광이 80% 이상 투과하는 것을 알 수 있다. 도 12에 나타낸 실리콘 웨이퍼(11)의 두께는 350㎛ 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역(13)을 실리콘 웨이퍼(11)의 중심 부근에 형성하면, 실리콘 웨이퍼(11)의 표면으로부터 175㎛ 부분에 형성된다. 이 경우의 투과율은 두께 200㎛의 실리콘 웨이퍼를 참고로 하면 90% 이상이므로, 레이저광이 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 흡수되는 것은 근소하며 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.

또한, 실리콘 웨이퍼는 용융 처리 영역으로써 형성되는 절단 기점 영역을 기점으로 하여 단면 방향을 향하여 분열을 발생시키고, 그 분열이 실리콘 웨이퍼의 양 면에 도달함으로써 결과적으로 절단된다. 발명자들의 고찰에 의하면, 용융 처리 영역을 기점으로 한 균열이 생기는 것은 용융 처리 영역과 그 이외의 영역과의 물성적인 차이로 인해 실리콘 웨이퍼의 내부에 일그러짐이 생기기 쉬워지기 때문으로 생각된다. 또, 도 12에 나타난 사진에서도 알 수 있는 바와 같이, 용융 처리 영역(13)의 상하에는 첨두(尖頭) 형상의 용융 흔적이 존재한다. 이 용융에 의하여, 용융 처리 영역을 기점으로 한 균열이 정밀하게 실리콘 웨이퍼의 양 면에 도달하는 것으로 생각된다. 또, 용융 처리 영역은 실리콘 웨이퍼의 내부에만 형성되고, 절단 후의 절단면에는 도 12와 같이 내부에만 용융 처리 영역이 형성되어 있다. 기판의 내부에 용융 처리 영역으로써 절단 기점 영역을 형성하면, 절단시 절단 기점 영역라인에서 벗어난 불필요한 분열이 생기기 어렵기 때문에 절단 제어가 용이하게 된다.

(3) 개질 영역이 굴절률 변화 영역인 경우

기판(예를 들면, 유리)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서 전계 강도가 1×10⁸(W/㎠) 이상, 또 펄스폭이 1ns 이하의 조건에서 레이저광을 조사한다. 펄스폭을 극히 짧게 하여 다광자 흡수를 기판의 내부에 일으키면, 다광자 흡수에 의한 에너지가 열에너지로 바뀌지 않고, 기판의 내부에는 이온 가수 변화(價數變化), 결정화 또는 분극 배향(分極配向) 등의 영속적인 구조 변화가 유발되어서 굴절률 변화 영역이 형성된다. 전계 강도의 상한치로서는 예를 들면 1×10¹²(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면, 1ns 이하가 바람직하고, 1ps 이하가 더욱 바람직하다.

이상, 다광자 흡수에 의해 형성되는 개질 영역으로서 (1) 내지 (3)의 경우를 설명하였으나, 가공 대상물의 결정 구조나 그 벽개성(劈開性) 등을 고려하여 절단 기점 영역을 다음과 같이 형성하면, 그 절단 기점 영역을 기점으로 하여 보다 작은 힘으로 정밀하게 가공 대상물을 절단하는 것이 가능하게 된다.

즉, 실리콘 등의 다이아몬드 구조의 단결정 반도체로 이루어지는 기판의 경우는 (111)면(제1 벽개면)이나 (110)면(제2 벽개면)을 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또, GaAs 등의 섬아연광형(閃亞鉛鑛型) 구조의 III-V족 화합물 반도체로 이루어지는 기판의 경우는 (110)면에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 사파이어(Al₂O₃) 등의 육방정계(六方晶系)의 결정 구조를 갖는 기판의 경우는 (0001)면(C 면)을 주면으로 하여 (1120)면(A 면) 또는 (1100)면(M 면)에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 기판으로서 예를 들면 원반 형상의 웨이퍼를 절단하는 경우, 상술한 절단 기점 영역을 형성해야 하는 방향(예를 들면, 단결정 실리콘 기판에 있어서 (111)면을 따른 방향), 또는 절단 기점 영역을 형성해야 하는 방향으로 직교하는 방향을 따라 웨이퍼에 오리엔테이션 플랫을 형성하면, 그 오리엔테이션 플랫을 기준으로 하여 절단 기점 영역을 형성해야 하는 방향을 따른 절단 기점 영역을 용이하고 정확하게 웨이퍼에 형성하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 상술한 레이저 가공 방법으로 사용되는 레이저 가공 장치에 대해 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는 레이저 가공 장치(100)의 개략 구성도이다.

레이저 가공 장치(100)는 레이저광 L을 발생하는 레이저 광원(101)과, 레이저광 L의 출력이나 펄스폭 등을 조절하기 위하여 레이저 광원(101)을 제어하는 레이저 광원 제어부(102)와, 레이저광 L의 반사 기능을 갖는 동시에 레이저광 L의 광축 방향을 90°변경하도록 배치된 다이크로익 미러(dichroic mirror)(103)와, 다이크로익 미러(103)에서 반사된 레이저광 L을 집광하는 집광용 렌즈(105)와, 집광용 렌즈(105)에서 집광된 레이저광 L이 조사되는 가공 대상물(1)이 재치되는 재치대(107)와, 재치대(107)를 X축 방향으로 이동시키기 위한 X축 스테이지(stage)(109)와, 재치대(107)를 X축 방향으로 직교하는 Y축 방향으로 이동시키기 위한 Y축 스테이지(111)와, 재치대(107)를 X축 및 Y축 방향으로 직교하는 Z축 방향으로 이동시키기 위한 Z축 스테이지(113)와, 이들 3개의 스테이지(109, 111, 113)의 이동을 제어하는 스테이지 제어부(115)를 구비한다.

이 집광점 P의 X(Y)축 방향의 이동은 가공 대상물(1)을 X(Y)축 스테이지(109(111))에 의해 X(Y)축 방향으로 이동시킴으로써 실시한다. Z축 방향은 가공 대상물(1)의 면(10)과 직교하는 방향이기 때문에, 가공 대상물(1)에 입사하는 레이저광 L의 초점 심도(焦點深度)의 방향으로 된다. 따라서, Z축 스테이지(113)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 가공 대상물(1)의 내부에 레이저광 L의 집광점 P를 맞출 수 있다.

레이저 광원(101)은 펄스 레이저광을 발생하는 Nd : YAG 레이저이다. 레이저 광원(101)에 사용할 수 있는 레이저로서, 그외에 Nd : YVO₄ 레이저, Nd : YLF 레이저나 티탄 사파이어 레이저가 있다. 본 실시형태에서는 가공 대상물(1)의 가공에 펄스 레이저광을 사용하고 있지만, 다광자 흡수를 일으킬 수 있다면 연속파 레이저광이라도 된다.

레이저 가공장치(100)는 또한 재치대(107)에 재치된 가공 대상물(1)을 가시 광선에 의해 조명하기 위하여 가시 광선을 발생하는 관찰용 광원(117)과, 다이크로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)와 동일한 광축 상에 배치된 가시광용의 빔 스프리터(119)를 구비한다. 빔 스프리터(119)와 집광용 렌즈(105)와의 사이에 다이크로익 미러(103)가 배치되어 있다. 빔 스프리터(119)는 가시 광선의 거의 절반을 반사하고 나머지 절반을 투과하는 기능을 갖는 동시에, 가시 광선의 광축 방향을 90°변경하도록 배치되어 있다. 관찰용 광원(117)으로부터 발생한 가시 광선은 빔 스프리터(119)에서 거의 절반이 반사되고, 이 반사된 가시 광선이 다이크로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)를 투과하여, 가공 대상물(1)의 절단 예정 라인(5) 등을 포함하는 면(10)을 조명한다.

레이저 가공 장치(100)는 또한 빔 스프리터(119), 다이크로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)와 동일한 광축 상에 배치된 촬상(撮像) 소자(121) 및 결상 렌즈(123)를 구비한다. 촬상 소자(121)로서는 예를 들면 CCD 카메라가 있다. 절단 예정 라인(5) 등을 포함하는 면(10)을 조명한 가시 광선의 반사광은 집광용 렌즈(105), 다이크로익 미러(103), 빔 스프리터(119)를 투과하여, 결상 렌즈(123)로 결상되고 촬상 소자(121)로 촬상되어서 촬상 데이터로 된다.

레이저 가공 장치(100)는 또한 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 가시광의 초점을 가공 대상물(1)의 면(10) 위에 맞추기 위한 초점 데이터를 연산한다. 이 초점 데이터를 기본으로 하여 스테이지 제어부(115)가 Z축 스테이지(113)를 이동 제어함으로써, 가시광의 초점이 가공 대상물(1)의 면(10)에 맞도록 한다. 따라서, 촬상 데이터 처리부(125)는 오토 포커스 유닛으로서 기능한다. 또, 촬상 데이터 처리부(125)는 촬상 데이터를 기본으로 하여 면(10)의 확대 화상 등의 화상 데이터를 연산한다. 이 화상 데이터는 전체 제어부(127)로 보내지고, 전체 제어부에서 각종 처리가 이루어져서 모니터(129)로 보내진다. 이로 인해, 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 유닛으로서 기능한다.

다음으로, 상술한 레이저 가공 장치(100)를 사용한, 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 대하여 설명한다. 도 15는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법에 있어서 가공 대상물인 웨이퍼(1a)를 나타낸 사시도이다. 또, 도 16은 도 15에 나타난 웨이퍼(1a)의 저면도이다. 또, 도 17은 도 16에 나타난 웨이퍼(1a)의 VI-VI 단면 및 VII-VII 단면을 나타낸 확대도이다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 웨이퍼(1a)는 평판 형상이며 거의 원반 형상을 나타내고 있다. 도 16을 참조하면, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에는 종횡으로 교차하는 복수의 절단 예정 라인(5)이 설정되어 있다. 절단 예정 라인(5)은 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분으로 절단하기 위하여 상정되는 가상선이다. 이 절단 예정 라인(5)은 예를 들면 웨이퍼(1a)의 벽개면(劈開面)을 따라서 상정되면 된다.

또, 웨이퍼(1a)는 오리엔테이션 플랫(이하 「OF」라 함)(19)을 갖고 있다. 본 실시형태에서 OF(19)는 종횡으로 교차하는 절단 예정 라인(5) 중 한 방향과 평행한 방향을 긴 방향으로 하여 형성되어 있다. OF(19)는 웨이퍼(1a)를 절단 예정 라인(5)을 따라 절단할 때에, 절단 방향을 용이하게 판별할 목적으로 설치되어 있다.

또, 도 17을 참조하면, 웨이퍼(1a)는 반도체(Si)로 이루어지는 기판(15)과, 기판(15)의 표면(6) 상에 적층된 적층부(4)를 구비하고 있다. 적층부(4)는 절연성 재료(SiO₂)로 이루어지는 층간 절연층(17a 및 17b), 및 금속(W)으로 이루어지는 제1 배선층(19a) 및 제2 배선층(19b)을 갖고 있다. 층간 절연층(17a)은 기판(15)의 표면(6) 상에 적층되어 있고, 표면(6) 상에 서로 복수 분할되어서 설정된 소자 형성 영역 상에 제1 배선층(19a)이 적층되어 있다. 제1 배선층(19a) 및 기판(15)은 층간 절연층(17a)을 관통하도록 설치된 플러그(20a)에 의해 서로 전기적으로 접속되어 있다. 층간 절연층(17b)은 층간 절연층(17a) 및 제1 배선층(19a) 상에 적층되어 있고, 층간 절연층(17b) 상에 있어서 제1 배선층(19a)에 대응하는 영역에 제2 배선층(19b)이 적층되어 있다. 제2 배선층(19b) 및 제1 배선층(19a)은 층간 절연층(17b)을 관통하도록 설치된 플러그(20b)에 의해 서로 전기적으로 접속되어 있다.

층간 절연층(17b) 상에 있어서 제2 배선층(19b)끼리의 간극에 있는 영역에는 절단 예정 라인(5)이 상정된다. 이 절단 예정 라인(5)에 있어서는 층간 절연층(17b)의 표면(즉, 웨이퍼(1a)의 표면(3))이 평탄하며 활면으로 되어 있다.

(제1 실시예)

도 18 및 도 19는 본 실시형태에 따른 레이저 가공 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다. 또, 도 20 내지 도 22는 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 웨이퍼(1a)의 단면도이다.

도 18을 참조하면, 우선 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 적층부(4)를 유지하기 위한 보호 필름으로서 보호 테이프(protective tape)(25)를 장착한다(S1, 도 20a). 보호 테이프(25)의 재료로서는 적층부(4)를 보호하는 완충 효과를 갖고 있으며 적층부(4)의 동작 특성에 영향이 없는 것이라면 각종 재료를 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는 보호 테이프(25)의 재료로서 충격을 흡수하는 동시에, 자외선을 조사함으로써 제거하는 것이 가능한 재료를 선택한다.

계속하여, 웨이퍼(1a)의 기판(15)의 내부에 절단 예정 라인(5)을 따라 절단 기점 영역(8)을 형성한다(S3, 도 20b). 여기서, 도 20b에 나타난 웨이퍼(1a)는 표면(3)이 도면의 아래쪽으로 되도록 도시되어 있다. 즉, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 있어서 절단 예정 라인(5)에 대응하는 영역을 레이저광 입사면으로 하여 기판(15)의 내부의 집광점 P에 레이저광 L을 조사함으로써, 기판(15)의 내부에 개질 영역으로서 용융 처리 영역(13)을 형성한다. 이 용융 처리 영역(13)이 웨이퍼(1a)를 절단할 때의 절단 기점 영역(8)으로 된다.

여기서, 도 19는 도 14에 나타난 레이저 가공 장치(100)를 사용하여 웨이퍼(1a)에 절단 기점 영역(8)을 형성하는 방법을 나타낸 플로우차트이다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 웨이퍼(1a)는 레이저 가공 장치(100)의 재치대(107)에 이면(21)이 집광용 렌즈(105)와 대향하도록 배치된다. 즉, 레이저광 L은 웨이퍼(1a)의 이면(21)으로부터 입사된다.

도 14 및 도 19를 참조하면, 우선 기판(15)의 광흡수 특성을 도시하지 않은 분광 광도계(分光光度計) 등에 의해 측정한다. 이 측정 결과에 근거하여 기판(15)에 대하여 투명한 파장 또는 흡수가 적은 파장의 레이저광 L을 발생하는 레이저 광원(101)을 선정한다(S101).

계속하여, 기판(15)의 두께, 재질 및 굴절률 등을 고려하여 웨이퍼(1a)의 Z축 방향의 이동량을 결정한다(S103). 이것은 웨이퍼(1a)의 이면(21)으로부터 소정 거리의 내측의 원하는 위치에 레이저광 L의 집광점 P를 맞추기 위하여, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 위치하는 레이저광 L의 집광점 P를 기준으로 한 웨이퍼(1a)의 Z축 방향의 이동량이다. 이 이동량은 전체 제어부(127)에 입력된다.

웨이퍼(1a)를 레이저 가공 장치(100)의 재치대(107)에 웨이퍼(1a)의 이면(21)이 집광용 렌즈(105)측과 대향하도록 재치한다. 이 때, 적층부(4)가 설치되어 있는 웨이퍼(1a)의 표면(3)에는 보호 테이프(25)가 장착되어 있으므로, 웨이퍼(1a)의 표면(3)측을 아래로 하여 재치대(107)에 재치하더라도 아무 문제가 없다. 그리고, 관찰용 광원(117)으로부터 가시광을 발생시켜서 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 조명한다(S105). 조명된 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 촬상 소자(121)에 의해 촬상한다. 촬상 소자(121)에 의해 촬상된 촬상 데이터는 촬상 데이터 처리부(125)로 보내진다. 이 촬상 데이터에 근거하여 촬상 데이터 처리부(125)는 관찰용 광원(117)의 가시광의 초점이 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 위치하는 초점 데이터를 연산한다(S107).

이 초점 데이터는 스테이지 제어부(115)로 보내진다. 스테이지 제어부(115)는 이 초점 데이터를 기본으로 하여 Z축 스테이지(113)를 Z축 방향으로 이동시킨다(S109). 이로 인해, 관찰용 광원(117)의 가시광의 초점이 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 위치한다. 또한, 촬상 데이터 처리부(125)는 촬상 데이터에 근거하여 절단 예정 라인(5)을 포함하는 이면(21)의 확대 화상 데이터를 연산한다. 이 확대 화상 데이터는 전체 제어부(127)를 통하여 모니터(129)로 보내지고, 이로 인해 모니터(129)에 절단 예정 라인(5) 부근의 확대 화상이 표시된다.

전체 제어부(127)에는 미리 단계 S103에서 결정된 이동량 데이터가 입력되어 있으며, 이 이동량 데이터가 스테이지 제어부(115)로 보내진다. 스테이지 제어부(115)는 이 이동량 데이터에 근거하여 레이저광 L의 집광점 P의 위치가 웨이퍼(1a)의 이면(21)으로부터 소정 거리의 내측으로 되도록, Z축 스테이지(113)에 의해 웨이퍼(1a)를 Z축 방향으로 이동시킨다(S111).

계속하여, 레이저 광원(101)으로부터 레이저광 L을 발생시키고, 레이저광 L을 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 조사한다. 레이저광 L의 집광점 P은 기판(15)의 내부에 위치하고 있기 때문에, 개질 영역인 용융 처리 영역(13)은 기판(15)의 내부에만 형성된다. 그리고, 절단 예정 라인(5)을 따르도록 X축 스테이지(109)나 Y축 스테이지(111)를 이동시켜서 용융 처리 영역(13)을 복수 형성하거나, 또는 절단 예정 라인(5)을 따라 연속하여 용융 처리 영역(13)을 형성함으로써, 절단 예정 라인(5)을 따르는 절단 기점 영역(8)을 기판(15)의 내부에 형성한다(S113).

다시 도 18을 참조하면, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 신장성 필름인 익스팬드 테이프(expand tape)(23)를 장착한다(S5, 도 20c). 익스팬드 테이프(23)는 예를 들면 신장 방향으로 힘을 가함으로써 늘어나는 재료로 이루어지며, 이후의 공정에 있어서 웨이퍼(1a)를 칩 형상으로 분리시키기 위하여 사용된다. 익스팬드 테이프(23)로서는 신장 방향으로 힘을 가함으로써 늘어나는 것 이외에도 예를 들면 가열에 의해 늘어나는 것이어도 된다.

계속하여, 절단 기점 영역(8)을 따라 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(chip-like portion)(24)으로 절단한다(S7, 도 21a). 즉, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 장착된 익스팬드 테이프(23)의 위에서부터 절단 기점 영역(8)에 맞추어서 나이프 엣지(33)를 대고 웨이퍼(1a)에 휨(曲) 응력을 인가함으로써 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 할단(割斷)(브레이킹)한다. 이 때, 웨이퍼(1a) 내부에는 절단 기점 영역(8)으로부터 표면(3) 및 이면(21)에 달하는 균열(18)이 생기고, 기판(15)이 절단되는 동시에, 층간 절연층(17a 및 17b)도 절단된다. 웨이퍼(1a)에 응력을 인가하는 수단으로서는 나이프 엣지(33) 이외에도 예를 들면 브레이킹 장치, 롤러 장치 등이 있다. 또, 웨이퍼(1a)의 표면(3)이나 이면(21)에 그 면이 용융하지 않은 에너지로서 웨이퍼(1a)에 대하여 흡수성을 갖는 레이저광을 조사함으로써 절단 기점 영역(8)을 기점으로서 균열이 생기도록 열응력을 발생시켜서 절단해도 된다. 또, 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 장착된 보호 테이프(25) 상에서 나이프 엣지(33) 등을 대고 휨 응력을 인가해도 된다.

계속하여, 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 장착된 보호 테이프(25)에 자외선(V)을 조사한다(S9, 도 21b). 보호 테이프(25)에 자외선(V)을 조사함으로써, 보호 테이프(25)를 제거 가능한 상태로 한다. 그리고, 보호 테이프(25)를 웨이퍼(1a)의 표면(3)으로부터 박리한다(S11, 도 21c). 또한, 보호 테이프(25)의 박리는 웨이퍼(1a)를 절단하는 공정(S7) 이전에 실시해도 된다.

계속하여, 웨이퍼(1a)를 개개의 칩 형상 부분(24)으로 분리하는(Sl3, 도 22), 즉 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써 복수의 칩 형상 부분(24) 사이에 간격(26)을 낸다. 이와 같이 함으로써, 복수의 칩 형상 부분(24)의 각각을 픽업하기 쉬워진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 보호 테이프(25)를 장착함으로써, 웨이퍼(1a)를 이면(21)을 위로 하여 재치대(107) 상에 재치할 수 있기 때문에, 웨이퍼(1a)의 이면(21)으로부터 기판(15)의 내부에 레이저광 L을 적절하게 조사할 수 있다.

그리고, 다광자 흡수라는 현상에 의해 형성되는 개질 영역으로서도 웨이퍼(1a)를 절단해야 하는 원하는 절단 예정 라인(5)을 따른 절단 기점 영역(8)을 기판(15)의 내부에 형성하고, 상기 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 절단할 수 있다. 그리고, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 익스팬드 테이프(23)를 장착하고 이것을 신장시킴으로써 절단된 웨이퍼(1a)의 복수의 칩 형상 부분(24)을 용이하게 분리할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 있는 적층부(4)에 레이저광 L을 직접 조사하지 않고 절단 기점 영역(8)을 형성할 수 있기 때문에, 레이저광 L에 의한 적층부(4)의 손상을 방지할 수 있다. 또, 기판(15) 내부에 절단 기점 영역(8)을 형성함으로써, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 비교적 작은 힘으로 정밀하게 나누어 절단하고, 절단된 웨이퍼(1a)를 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 이 레이저 가공 방법에 의하면, 웨이퍼(1a)가 적층부(4)를 갖는 경우에 있어서도 웨이퍼(1a)를 고정밀도로 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 종래의 블레이드 다이싱법 등에 비해, 칩 형상 부분(24) 사이의 다이싱 폭을 현격히 작게 할 수 있다. 그리고, 이와 같이 다이싱 폭을 작게 했을 경우, 개개의 칩 형상 부분(24)끼리의 간격을 작게 하여, 보다 많은 칩 형상 부분(24)을 취출하는 것이 가능하게 된다.

또, 적층부(4)의 구성 재료나 레이저광 L의 조사 조건 등에 따라서는 적층부(4)의 소자 형성 영역에 레이저광 L이 조사되지 않도록 고려할 필요가 생기는 경우가 있다. 특히 본 방법에서는 다광자 흡수 현상을 이용하기 위하여 레이저광 L을 급격하게 좁혀서 넣고 있기 때문에, 적층부(4)의 소자 형성 영역에 레이저광 L이 조사되지 않게 하면서 표면(3)으로부터 레이저광 L을 조사하는 것이 어려운 경우가 있다. 또, 일반적으로, 웨이퍼의 소자 형성 영역 사이에는 소자용으로 적층된 반도체층이 존재하는 일이 많다. 또는, 메모리나 집적 회로 소자 등에 있어서는 소자 형성 영역 사이에 TEG(Test Element Group) 등의 기능 소자가 형성되어 있는 경우도 있다. 이들 같은 경우에, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법을 이용하면, 적층부(4)가 설치되어 있지 않은 이면(2l)으로부터 레이저광 L을 조사하여 기판(15)의 내부에 절단 기점 영역(8)을 매우 적합하게 형성할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에서는 웨이퍼(1a)에 나이프 엣지(33) 등에 의한 외력을 인가함으로써, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 절단하고 있다. 이로 인해, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 용이하게 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에서는 익스팬드 테이프(23)를 웨이퍼(1a)에 장착한 후에, 보호 테이프(25)를 제거하고 있다. 이로 인해, 절단 기점 영역(8)이 형성된 웨이퍼(1a)를 개개의 칩 형상 부분(24)으로 이산시키는 일 없이 유지할 수 있다.

도 23은 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법의 변형예를 설명하기 위한 단면도이다. 본 변형예에서는 기판(15)의 내부에 있어서, 기판(15)의 두께 방향으로 복수의 용융 처리 영역(13)을 형성한다. 용융 처리 영역(13)을 이와 같이 형성하려면 , 도 19에 나타난 플로우차트의 단계 S111(웨이퍼를 Z축 방향으로 이동)과 단계 S113(개질 영역의 형성)을 교대로 복수회 행하면 된다. 또, 웨이퍼(1a)를 Z축 방향으로 이동하는 것과 개질 영역의 형성을 동시에 실시함으로써, 기판(15)의 두께 방향으로 연속하여 용융 처리 영역(13)을 형성해도 된다.

본 변형예와 같이 용융 처리 영역(13)을 형성함으로써, 기판(15)의 두께 방향으로 늘어난 절단 기점 영역(8)을 형성할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(1a)를 보다 작은 힘으로 나누어 절단할 수 있다. 게다가 기판(15)의 두께 방향으로 용융 처리 영역(13)에 의한 균열을 성장시키면, 외부로부터의 힘을 필요로 하지 않으면서 웨이퍼(1a)를 분리할 수도 있다.

(제2 실시예)

도 24는 본 실시형태에 의한 레이저 가공 방법의 제2 실시예를 나타낸 플로우차트이다. 또, 도 25 내지 도 27은 본 실시예를 설명하기 위한 웨이퍼(1a)의 단면도이다. 본 실시예와 상술한 제1 실시예와의 차이점은 (1) 기판(15)이 얇아지도록 연삭하는 점, (2) 나이프 엣지(33) 등을 사용한 브레이킹을 행하지 않는 점, (3) 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 분리한 후에 보호 테이프(25)를 박리하는 점인 3가지이다.

도 24를 참조하면, 우선, 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 보호 테이프(25)를 장착한다(S21, 도 25a). 이 공정은 제1 실시예에 있어서 단계 S1과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

계속하여, 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 연삭한다(S23, 도 25b). 이 때, 기판(15)의 두께를 예를 들면, 30㎛ ~ 50㎛ 까지 얇아지도록 연삭(그라인드)한다. 또, 다음 공정에 있어서 레이저광 L을 이면(21)으로부터 적합하게 입사시키기 위하여, 연삭 후의 이면(21)이 평탄하면서 활면으로 되도록 이면(21)을 연삭하면 된다.

계속하여, 웨이퍼(1a)의 기판(15) 내부에, 절단 예정 라인(5)을 따라서 절단 기점 영역(8)을 형성한다(S25, 도 25c). 계속하여, 웨이퍼(1a)의 연삭 후의 이면(21)에 익스팬드 테이프(23)를 장착한다(S27, 도 26a). 이들 공정은 각각 상술한 제1 실시예에 있어서 단계 S3 및 S5와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

계속하여, 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 절단하는 동시에, 개개의 칩 형상 부분(24)을 서로 분리시킨다(S29, 도 26b). 이 때, 전술한 단계 S23에 있어서 기판(15)이 충분히 얇아지도록 연삭하므로, 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써 인장 응력에 의해서만 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)가 절단된다. 그리고, 익스팬드 테이프(23)를 그대로 신장시킴으로써, 복수의 칩 형상 부분(24) 사이에 간격(26)을 낸다.

계속하여, 보호 테이프(25)에 자외선을 조사하여(S31, 도 26c), 보호 테이프(25)를 웨이퍼(1a)의 표면(3)으로부터 박리한다(S33, 도 27). 이들 공정은 각각 상술한 제1 실시예에 있어서 단계 S9 및 S11과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 또한, 보호 테이프(25)의 박리는 익스팬드 테이프(23)를 신장시켜서 웨이퍼(1a)를 절단하는 공정(S29) 이전에 행해도 된다.

본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 상술한 제1 실시예와 동일하게, 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 있는 적층부(4)에 레이저광 L을 직접 조사하지 않고 절단 기점 영역(8)을 형성할 수 있기 때문에, 레이저광 L에 의한 적층부(4)의 손상을 방지할 수 있다. 또, 기판(15) 내부에 절단 기점 영역(8)을 형성함으로써, 절단 기점 영역(8)을 기점으로서 하여 웨이퍼(1a)를 비교적 작은 힘으로 정밀하게 나누어 절단하고, 절단된 웨이퍼(1a)를 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 이 레이저 가공 방법에 의하면, 웨이퍼(1a)가 적층부(4)를 갖는 경우에 있어서도 웨이퍼(1a)를 고정밀도로 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 웨이퍼(1a)의 기판(15)이 얇아지도록 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 연삭하고 있다. 이로 인해, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 보다 작은 힘으로, 또는 특별한 힘을 필요로 하지 않으면서 웨이퍼(1a)를 절단할 수 있다. 또, 기판(15)이 비교적 두꺼운 경우에 비해 보다 정밀하게 웨이퍼(1a)를 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 웨이퍼(1a)의 이면(21) 에 장착한 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 절단하는 동시에, 복수의 칩 형상 부분(24)을 서로 분리하고 있다. 익스팬드 테이프(23)를 신장시킬 때에는 웨이퍼(1a)의 절단 기점 영역(8)에 인장 응력이 인가되므로, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 적합하게 절단할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼(1a)를 절단하는 공정과, 복수의 칩 형상 부분(24)을 서로 분리하는 공정을 동시에 행할 수 있으므로 제조 공정을 감소시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 레이저광 입사면으로 하여 레이저광 L을 조사하고 있다. 발명자 등의 실험에 의하면, 용융 처리 영역(13) 등의 개질 영역은 기판(15) 내부 중 레이저광 입사면측에 치우쳐서 형성되는 경향이 있다. 따라서, 본 레이저 가공 방법에서는 보호 테이프(25)가 장착되는 이면(21)측에 치우쳐서 절단 기점 영역(13)이 형성되는 경향이 있다. 한편, 익스팬드 테이프(23)를 신장시키면 기판(15)의 이면(21) 부근쪽이 표면(6) 부근에 비해 보다 큰 인장 응력이 인가된다. 따라서, 기판(15) 내부에 있어서 절단 기점 영역(8)이 이면(21)측에 치우쳐서 있으면, 보호 테이프(25)를 신장시킴으로 인한 인장 응력을 보다 효과적으로 절단 기점 영역(8)에 작용시킬 수 있다. 이상에서, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 절단 기점 영역(8)에 인장 응력을 보다 효과적으로 작용시켜서 보다 작은 힘으로 웨이퍼(1a)를 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써 웨이퍼(1a)의 복수의 칩 형상 부분(24)을 분리시킨 후에 보호 테이프(25)를 제거하고 있다. 이로 인해, 웨이퍼(1a)를 절단하고 나서 복수의 칩 형상 부분(24)을 취출할 때까지의 동안 그 복수의 칩 형상 부분(24)을 보호할 수 있다.

(제3 실시예)

도 28은 본 실시형태에 의한 레이저 가공 방법의 제3 실시예를 나타낸 플로우차트이다. 본 실시예와 상술한 제1 실시예와의 차이점은 (1) 나이프 엣지(33) 등을 사용한 브레이킹을 행하지 않는 점, 하나이다. 본 변형예에서는 제1 실시예에서 나타낸 도 20 내지 도 22를 참조하여 설명한다.

도 28을 참조하면, 우선, 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 보호 테이프(25)를 장착한다(S41, 도 20a). 계속하여, 웨이퍼(1a)의 기판(15) 내부에 절단 예정 라인(5)을 따라 절단 기점 영역(8)을 형성한다(S43, 도 20b). 계속하여, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 익스팬드 테이프(23)를 장착한다(S45, 도 20c). 이들 공정은 각각 상술한 제1 실시예에 있어서 단계 S1 내지 S5와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

계속하여, 보호 테이프(25)에 자외선을 조사하고(S47, 도 21b), 보호 테이프(25)를 웨이퍼(1a)의 표면(3)으로부터 박리한다(S49, 도 21c). 이들 공정은 각각 상술한 제1 실시예에 있어서 단계 S9 및 S11과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 단, 본 변형예에서는 나이프 엣지(33)에 의한 응력의 인가를 행하지 않기 때문에, 도 21b 및 도 21c에 나타난 균열(18)은 생기지 않는다.

이어서, 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 절단하는 동시에, 개개의 칩 형상 부분(24)을 서로 분리시킨다(S51, 도 22). 이 때, 본 실시예에서는 전술한 제2 실시예와 같이 기판(15)을 얇게 연삭하고 있지 않기 때문에, 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로 인한 인장 응력을 제2 실시예보다 크게 함으로써, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)가 절단된다. 그리고, 익스팬드 테이프(23)를 그대로 신장시킴으로써 복수의 칩 형상 부분(24) 사이에 간격(26)을 낸다.

본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 상술한 제1 실시예와 동일한 이유로 인해, 웨이퍼(1a)가 적층부(4)를 갖는 경우에 있어서도 웨이퍼(1a)를 고정밀도로 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 상술한 제2 실시예와 동일하게 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 절단하는 동시에, 복수의 칩 형상 부분(24)을 서로 분리하고 있다. 이로 인해, 웨이퍼(1a)를 절단하는 공정과, 복수의 칩 형상 부분(24)을 서로 분리하는 공정을 동시에 행할 수 있기 때문에, 제조 공정을 감소시킬 수 있다.

(제4 실시예)

도 29는 본 실시형태에 의한 레이저 가공 방법의 제4 실시예를 나타낸 플로우차트이다. 본 실시예와 상술한 제1 실시예와의 차이점은 (1) 기판(15)이 얇아지도록 연삭하는 점, 하나이다. 본 변형예에서는 제1 실시예에서 나타낸 도 20 내지 도 22와, 제2 실시예에서 나타낸 도 25를 참조하여 설명한다.

도 29를 참조하면, 우선 웨이퍼(1a)의 표면(3)에 보호 테이프(25)를 장착한다(S61, 도 20a). 이 공정은 제1 실시예에 있어서 단계 S1과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 이어서, 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 연삭한다(S63, 도 25b). 이 공정은 제2 실시예에 있어서 단계 S23과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 계속하여, 웨이퍼(1a)의 기판(15)의 내부에 절단 예정 라인(5)을 따라 절단 기점 영역(8)을 형성한다(S65, 도 25c). 이 공정은 제l 실시예에 있어서 단계 S3과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

이어서, 웨이퍼(1a)의 이면(21)에 익스팬드 테이프(23)를 장착하고(S67, 도 20c), 웨이퍼(1a)에 외력을 인가함으로써 절단 기점 영역(8)을 따라 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 절단하고(S69, 도 21a), 보호 테이프(25)에 자외선을 조사하고(S71, 도 21b), 보호 테이프(25)를 웨이퍼(1a)의 표면(3)으로부터 박리하고(S73, 도 21c), 익스팬드 테이프(23)를 신장시킴으로써, 웨이퍼(1a)의 개개의 칩 형상 부분(24)을 서로 분리시킨다(S75, 도 22). 이들 공정은 각각 상술한 제1 실시예에 있어서 단계 S5 내지 S13과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 단, 본 실시예에서는 단계 S63에 있어서 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 연삭하고 있으므로, 기판(15)의 두께는 도 20c, 도 21a 내지 21c 및 도 22에 나타난 기판(15)보다 얇아지게 된다. 또한, 보호 테이프(25)의 박리는 웨이퍼(1a)를 절단하는 공정(S69) 이전에 행해도 된다.

본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 상술한 제1 실시예와 같은 이유로 인해 웨이퍼(1a)가 적층부(4)를 갖는 경우에 있어서도 웨이퍼(1a)를 고정밀도에 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 있어서는 제2 실시예와 동일하게 웨이퍼(1a)의 기판(15)이 얇아지도록 웨이퍼(1a)의 이면(21)을 연삭하고 있다. 이로서, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 보다 작은 힘으로, 또는 특별한 힘을 필요로 하지 않으면서 웨이퍼(1a)를 보다 정밀하게 절단할 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 레이저 가공 방법에서는 제1 실시예와 동일하게 웨이퍼(1a)에 외력을 인가함으로써 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 복수의 칩 형상 부분(24)으로 절단하고 있다. 이로 인해, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 웨이퍼(1a)를 용이하게 절단할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예로 한정되지 않는 것은 물론이다.

예를 들면, 상술한 실시형태 및 실시예에 있어서는 기판으로서 반도체 기판을 사용하고 있으나, 본 발명은 반도체 기판으로 한정하지 않고, 도전성 기판이나 절연성 기판을 갖는 웨이퍼에 대해서도 적절하게 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물의 표면에 보호 필름을 장착함으로써, 가공 대상물을 이면을 위로 하여 받침대 상에 재치할 수 있으므로, 가공 대상물의 이면으로부터 기판의 내부에 레이저광을 적절하게 조사할 수 있다. 그리고, 다광자 흡수라는 현상에 의해 형성되는 개질 영역으로써, 가공 대상물을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인을 따른 절단 기점 영역을 기판의 내부에 형성하고, 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 절단할 수 있다. 그리고, 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하여 이것을 신장시킴으로써, 절단된 가공 대상물의 복수의 부분을 용이하게 분리할 수 있다. 즉, 본 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물의 표면에 있는 적층부에 레이저광을 직접 조사하지 않고 절단 기점 영역을 형성할 수 있는 동시에, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 기판을 비교적 작은 힘으로 정밀하게 나누어 절단하고, 절단된 가공 대상물을 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 이 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물이 각종 적층 구조를 갖는 경우에 있어서도 그 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있다.

Claims

기판과, 상기 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법에 있어서,

상기 가공 대상물의 상기 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 상기 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 상기 가공 대상물의 이면에 신장성(伸張性) 필름을 장착하고, 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 가공 대상물이 절단되어서 생긴 복수의 부분을, 상기 신장성 필름을 신장시킴으로써 서로 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판과, 상기 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법에 있어서,

상기 가공 대상물의 상기 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 상기 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 상기 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물에 외력을 인가함으로써 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하고, 상기 신장성 필름을 신장시킴으로써 상기 가공 대상물의 상기 복수의 부분을 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판과, 상기 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법에 있어서,

상기 가공 대상물의 상기 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물의 상기 이면을 레이저광 입사면으로 하여 상기 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 상기 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 상기 신장성 필름을 신장시킴으로써 상기 절단 기점 영역을 기점로 하여 상기 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하는 동시에, 상기 가공 대상물의 상기 복수의 부분을 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
반도체 기판과, 상기 반도체 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법에 있어서,

상기 가공 대상물의 상기 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 상기 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 용융 처리 영역을 형성하고, 상기 용융 처리 영역에 의해 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 상기 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 가공 대상물이 절단되어서 생긴 복수의 부분을, 상기 신장성 필름을 신장시킴으로써 서로 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
반도체 기판과, 상기 반도체 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법에 있어서,

상기 가공 대상물의 상기 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물의 이면을 레이저광 입사면으로 하여 상기 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 용융 처리 영역을 형성하고, 상기 용융 처리 영역에 의해 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 상기 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물에 외력을 인가함으로써 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하고, 상기 신장성 필름을 신장시킴으로써 상기 가공 대상물의 상기 복수의 부분을 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
반도체 기판과, 상기 반도체 기판 상에 설치된 적층부를 포함하는 평판 형상의 가공 대상물을 절단하는 레이저 가공 방법에 있어서,

상기 가공 대상물의 상기 적층부측의 표면에 보호 필름을 장착하고, 상기 가공 대상물의 상기 이면을 레이저광 입사면으로 하여 상기 반도체 기판의 내부에 집광점을 맞추어서 레이저광을 조사함으로써 용융 처리 영역을 형성하고, 상기 용융 처리 영역에 의해 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 레이저광 입사면으로부터 소정 거리의 내측에 절단 기점 영역을 형성하고, 상기 가공 대상물의 이면에 신장성 필름을 장착하고, 상기 신장성 필름을 신장시킴으로써 상기 절단 기점 영역을 기점으로 하여 상기 가공 대상물을 복수의 부분으로 절단하는 동시에, 상기 가공 대상물의 상기 복수의 부분을 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가공 대상물에 상기 절단 기점 영역을 형성하기 전에, 상기 가공 대상물의 상기 기판이 얇아지도록 상기 가공 대상물의 상기 이면을 연삭하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 신장성 필름을 상기 가공 대상물에 장착한 후, 상기 보호 필름을 제거하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 신장성 필름을 신장시킴으로써 상기 가공 대상물의 상기 복수의 부분으로 분리한 후, 상기 보호 필름을 제거하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.