KR20050106472A - 활성 보조 가스를 이용한 레이저 가공 방법 - Google Patents

활성 보조 가스를 이용한 레이저 가공 방법 Download PDF

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Abstract

레이저 가공을 위한 활성 보조 가스를 형성하도록 실리콘 작업편에 대한 할로겐 분위기를 제공하여 파장이 0.55㎛ 미만인 레이저빔(4)을 가진 레이저(2)에 의해 실리콘 작업편(5)을 가공한다. 레이저빔은 실리콘의 애블레이션 임계치보다 높은 파워 밀도로 실리콘 작업편에 초점이 맞추어짐으로써, 보조 가스가 레이저빔의 초점 또는 초점 부근에서 실리콘 작업편과 반응하며, 그 결과 레이저 가공 속도가 증가하고, 가공 품질의 향상으로 인해 가공된 작업편의 강도가 증대된다. 본 발명은 육플루오르화황(SF6)의 존재 하에 실리콘 웨이퍼를 다이싱하는 공정에 적용되며, 결과물로서 얻어지는 다이의 강도를 증대시킨다.

Description

활성 보조 가스를 이용한 레이저 가공 방법{LASER MACHINING USING AN ACTIVE ASSIST GAS}
본 발명은 활성 보조 가스를 이용한 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
SF6 분위기에서 실리콘 웨이퍼 기판을 에칭하면 실리콘 기판에 이물질이 없이 평탄한 에칭이 얻어진다는 것은 알려져 있는 사실이다.
또한, 레이저 가공 시 SF6가 존재하면 물질 제거 공정의 품질과 효율이 모두 향상된다. 그러나, 이 가스의 존재가 물질 제거에 도움을 주지만, 일반적으로 이로 인해 제조 공정에 있어서 충분히 높은 처리량으로 가공할 수 있는 속도로 레이저 가공이 가능하게 되는 것은 아니다.
미국특허 제3,679,502호는 SF6 분위기에서 950∼1,250℃ 범위의 온도로 가열된 실리콘 웨이퍼를 비편재화 에칭(non-localised etching)하는 방법을 개시한다. 그러한 고온에서 생성된 플루오르 라디칼이 실리콘 표면을 에칭함으로써 평탄한 클린 표면이 형성된다.
미국특허 제3,866,398호에는, SF6와 같은 반응 가스가 레이저 스크라이빙(scribing) 공정중에 가공 영역에 국소적으로 도입된다고 개시되어 있다. 상기 반응 가스는 레이저 가공중에 기판 재료로부터 방출되는 고온 증기와 반응하여 가공하고자 하는 기판 상에 고체 부스러기로서 재침적되지 않는 기체 화합물을 생성한다.
미국특허 제4,331,504호는 마스크 장착 웨이퍼 기판의 방향성(directional) 비편재화 에칭에 있어서 SF6 분자를 진동방식으로 여기시키기 위해 CO2 레이저를 활용하는 방법을 개시한다. CO2 레이저 에너지는 웨이퍼 기판의 직접적인 레이저 애블레이션을 방지할 수 있을 정도로 충분히 낮다.
미국특허 제4,617,086호는 SF6 분자를 광해리(photo-dissociation)시키기 위해 SF6 분위기에서 0.6마이크론 이하의 파장으로 연속 레이저를 이용하여 실리콘 기판을 급속 국소 에칭하는 방법을 개시한다. 상기 레이저 파워 밀도는 6×105 W/㎠ 범위 내이고, 실리콘의 애블레이션 임계치 미만이므로, 에칭은 주로 실리콘 기판과 레이저 조사 시에 생성되는 플루오르 라디칼 사이의 반응에 의해 실행된다.
미국특허 제4,731,158호는 동일한 에칭을 단순히 플루오르 함유 분자의 분위기에서 실행하는 것에 비해 실리콘의 레이저 광해리 방식 에칭의 속도를 향상시키기 위해 NF3, SF6 및 COF2와 같은 플루오르 함유 분자와 H2의 혼합물을 사용하는 방법을 개시한다. 기판 재료의 에칭은 광해리 공정의 결과로 생성되는 플루오르 라디칼에 의해 실행된다.
본 발명의 목적은 종래 기술에서의 전술한 문제점을 적어도 경감시키는 것이다.
본 발명의 특별한 목적은 찌꺼기가 적은 레이저 가공 및/또는 다이싱(dicing)된 기판 부품의 우수한 강도를 제공하는 레이저 다이싱 공정에 있어서, SF6 분위기에서 행하는 레이저 가공의 이점을 활용하는 것이다. 이러한 우수한 다이 강도는 레이저 가공 공정중에 SF6 보조 가스를 이용하여 달성할 수 있는 고품질 가공을 통해 얻어진다.
도 1은 본 발명 및 종래 기술에 따른 레이저 가공에 대한 가공 속도를 세로 좌표로 하고 웨이퍼 두께를 가로 좌표로 한 그래프이다.
도 2는 본 발명 및 종래 기술에 따른 레이저 가공 및 톱 스트리트 커팅(saw street cutting) 기술을 이용한 패턴 형성 에이퍼에 대한 존속 확률(survival probability; %PS)을 세로 좌표로 하고 다이 강도(N/㎟)를 가로 좌표로 한 그래프이다.
도 3은 레이저 컷 및 톱날 컷 실리콘 다이에 대한 평균 다이 강도, 최대 다이 강도 및 최소 다이 강도를 도표화한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 개략도이다.
도면에서 동일한 도면 번호는 동일한 부분을 나타낸다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 레이저 가공을 위한 활성 보조 가스를 형성하기 위해 실리콘 작업편(workpiece)에 대해 할로겐 분위기를 제공하는 단계; 0.55㎛ 미만의 파장을 가진 레이저빔을 제공하는 단계; 및 상기 보조 가스의 존재 하에 상기 실리콘 작업편을 레이저 가공하기 위해 실리콘의 애블레이션 임계치(ablation threshold)보다 높은 파워 밀도로 상기 실리콘 작업편 표면에 레이저빔의 초점을 맞추어, 상기 레이저빔의 초점에서 또는 초점 부근에서 상기 보조 가스가 상기 실리콘 작업편과 반응하도록 함으로써, 가공 품질의 향상으로 인해 레이저 가공 속도를 증가시키고 가공된 작업편의 강도를 증가시키는 단계를 포함하는 실리콘 작업편의 레이저 가공 방법이 제공된다.
편리하게는, 할로겐 분위기를 제공하는 단계는 육플루오르화황(SF6)을 제공하는 단계 및 레이저빔으로 상기 육플루오르화황의 적어도 일부를 해리하여 상기 활성 보조 가스로서 플루오르 라디칼을 형성하는 단계를 포함한다.
유리하기로는, 상기 레이저 가공 방법은 상기 보조 가스의 이용에 의해, 결과물인 다이(die)의 강도가 증가되도록 실리콘 웨이퍼를 다이싱(dicing)하기 위한 것이다.
바람직하기로는, 상기 할로겐 분위기를 제공하는 단계가 상기 활성 보조 가스로서 플루오르 분위기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 활성 보조 가스를 상기 실리콘 작업편과 반응시키는 단계가 플루오르를 상기 실리콘 작업편과 반응시켜 기상 사플루오르화실리콘(SiF4)을 형성하는 단계를 포함한다.
편리하게는, 상기 작업편을 레이저 가공하는 단계가 드릴링 및 표면 패터닝을 통해 하나 이상의 웨이퍼를 다이싱하는 단계를 포함한다.
바람직하기로는, 상기 레이저 가공 방법은 가스로 운반되는 찌꺼기(gas-borne debris) 및 폐가스 중 적어도 하나를 상기 작업편의 분위기로부터 제거하기 위한 가스 추출 수단을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
유리하기로는, 상기 레이저 가공 방법은, 상기 작업편을 레이저 가공하는 단계 후에, 상기 레이저 가공에 의해 발생된 작업편의 잔사(residue)를 세정하는 단계를 더 포함한다.
편리하게는, 상기 작업편을 세정하는 단계는 상기 작업편을 건식 와이핑(dry wiping)하는 단계를 포함한다.
대안으로서 또는 부가적으로, 상기 작업편을 세정하는 단계는 물을 사용한 스핀-린스-건조(spin-rinse-dry) 공정을 포함한다.
대안으로서 또는 부가적으로, 상기 작업편을 세정하는 단계는 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계를 포함한다.
유리하기로는, 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계는, 디포커싱(defocusing)되거나 에너지가 낮은 레이저빔으로 상기 작업편을 스캐닝하는 단계를 포함한다.
편리하게는, 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계는, 공기 분위기에서 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계를 포함한다.
바람직하기로는, 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계는, 활성 보조 가스 분위기에서 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계를 포함한다.
바람직하기로는, 상기 활성 보조 가스가 플루오르 또는 플루오르계 가스이다.
편리하게는, 상기 실리콘 작업편에서 육플루오르화황의 광해리(photo-dissociation)에 의해 플루오르 라디칼이 생성된다.
편리하게는, 상기 작업편이 제1 주면(major face) 상에 활성 소자를 구비한 실리콘 기판인 경우에, 상기 작업편에 대해 할로겐 분위기를 제공하는 단계는 상기 제1 주면이 테이프 프레임 수단 상에 놓인 상태로 상기 기판을 장착하는 단계를 포함하고, 상기 작업편을 가공하는 단계는 상기 제1 주면과 반대되는 제2 주면으로부터 상기 기판을 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 실리콘 작업편을 가공하기 위한 레이저 가공 장치로서, 상기 실리콘 작업편에 대해 할로겐 분위기를 제공하기 위한 보조 가스 전달 수단; 0.55㎛ 미만의 파장을 가진 레이저빔을 생성하기 위한 레이저 소스 수단; 및 실리콘의 애블레이션 비율(ablation rate)보다 높은 파워 밀도로 상기 레이저빔을 실리콘 작업편에 초점을 맞춤으로써 상기 레이저빔의 초점에서 레이저빔이 상기 실리콘 작업편을 가공하고 상기 레이저빔의 초점에서 또는 초점 부근에서 상기 보조 가스가 상기 실리콘 작업편과 반응하여 레이저 가공 속도를 증가시키고 가공된 작업편의 강도가 증가되도록 가공 품질을 향상시키기 위한 레이저빔 전달 수단을 포함하는 레이저 가공 장치가 제공된다.
바람직하기로는, 상기 장치는 가스로 운반되는 찌꺼기 및 폐가스 중 적어도 하나를 상기 작업편의 분위기로부터 제거하기 위한 가스 추출 수단을 더 포함한다.
편리하게는, 상기 보조 가스 전달 수단이 육플루오르화황을 전달하는 수단을 포함한다.
편리하게는, 상기 보조 가스를 사용함으로써, 얻어지는 다이의 강도가 증가되도록 실리콘 웨이퍼를 다이싱하기 위해 배열되어 있다.
유리하기로는, 상기 레이저 소스 수단은, 0.55㎛ 미만의 파장에서 제2, 제3 또는 제4 고조파(harmonic)로 작동되는 다이오드 펌핑식(diode-pumped) 레이저를 포함한다.
편리하게는, 상기 레이저빔 전달 수단이 스캔 렌즈를 구비한 검류계(galvanometer) 및 상기 레이저빔에 관하여 상기 작업편을 위치시키기 위한 XY 운동 스테이지(motion state)를 포함한다.
유리하기로는, 활성 소자를 표면에 가진 상기 작업편의 제1면과 반대되는 상기 작업편의 제2 주면으로부터 상기 작업편을 가공하기 위해 상기 작업편을 장착하는 테이프 프레임 수단을 추가로 포함한다.
이제 첨부한 도면을 참조하여 실시예를 통해 본 발명을 설명한다.
본 발명은, 구체적으로, SF6 분위기에서의 실리콘 애블레이션 임계치 이상의 레이저 파워 밀도에서 실리콘 기판을 레이저 다이싱하는 방법에 관한 것이다. 실리콘 재료는 레이저 애블레이션 공정에 의해 주로 웨이퍼 기판으로부터 제거된다. SF6의 첨가는 레이저 다이싱 속도의 증가와 아울러 가공 품질의 향상으로 인한 레이저 가공된 다이의 다이 강도의 증가를 가져온다. 상기 향상은 종래 기술에 있어서 SF6를 사용한 에칭의 향상에 비교될 수 있다. 즉, SF6 분위기에서 레이저 가공된 표면은 공기 중에서 레이저 가공하여 얻어지는 것보다 평탄하다. 그러나, 본 발명에 있어서, 실리콘의 에칭은 실질적으로 레이저의 초점이 맞추어진 작업편의 국소 영역에 국한된다. 또한, 레이저 애블레이션 공정중에 배출되는 재료는 SF6 분위기와 반응하므로, 레이저 가공 위치 주변에 고체 찌꺼기로서 재침적되지 않고 기체 형태로 가공 위치로부터 제거될 수 있다.
실리콘은 모든 할로겐 원소와 격렬히 반응하여 실리콘 사할로겐화물을 형성한다. 실리콘은 플루오르(F2), 염소(Cl2), 브롬(Br2) 및 요오드(I2)와 반응하여 각각 사플루오르화규소(SiF4), 사염소화규소(SiCl4), 사브롬화규소(SiBr4), 및 사요오드화규소(SiI4)를 형성한다. 플루오르와의 반응은 실온에서 일어나지만 그 밖의 반응은 300℃를 넘게 가열해야 한다.
Si + 2F2 → SiF4(기체) (반응 1)
용융 실리콘은 다음과 같은 반응에 따라 육플루오르화황(SF6)과 반응하는 것으로 알려져 있다:
2SF6 + 3Si → 2S + 3SiF4(레이저광 존재 하에) (반응 1)
SF6와 실리콘의 반응은 자발적 반응이 아니고, 실리콘의 용융 임계점 이상의 에너지에서만 일어나기 때문에, 심하게 국소화될 수 있으므로 드릴링 및 표면 패터닝을 통한 웨이퍼 다이싱과 같은 1단계 실리콘 마이크로 가공의 적용에 적합하다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 레이저 다이싱 시스템(1)은 0.55㎛ 미만의 파장에서 제2, 제3 또는 제4 고조파로 작동하는 다이오드 펌핑식 레이저(2) 및 레이저빔을 실리콘 웨이퍼(5)의 표면에 전달하는 빔 전달 시스템(3)을 포함한다. 파장은 366nm 또는 355nm의 범위가 적합하다. 실리콘 웨이퍼는 블랭크일 수도 있고 여러 가지 층이 그 위에 패터닝되어 있을 수도 있다. 빔 전달 시스템은 빔을 이용할 수 있는 시야 내에 유도하기 위한 스캔 렌즈를 구비한 검류계를 포함하는 한편, 가공할 실리콘 웨이퍼(5)를 위치시키기 위해 XY 운동 스테이지(6)가 사용된다. 레이저 다이싱 시스템은 SF6 가스를 웨이퍼 표면에 전달하는 가스 전달 시스템(7) 및 레이저 가공에 뒤따라 공기로 운반되는 찌꺼기(airborne debris) 및 폐가스를 포착하는 추출 시스템(8)을 포함한다. 레이저빔은 웨이퍼(5) 주위로 활성 보조 가스를 둘러싸는 외피(enclosure)에 있는 레이저 윈도우(9)를 통해 웨이퍼(5) 상에 원하는 가공 위치로 유도될 수 있다. 웨이퍼를 가공하기 위해서, 레이저빔(4)은 실리콘 웨이퍼(5)의 온도가 (반응 2)가 일어날 수 있는 충분한 온도가 되도록 실리콘 웨이퍼(5)를 가열한다. 이어서, 레이저에 의해 SF6로부터 해리된 플루오르 라디칼은 (반응 1)에서 실리콘과 결합함으로써 실리콘을 에칭하여 기체상 사플루오르화규소(SiF4)를 형성한다. SF6 가스와의 반응으로 인해, 실리콘 가공 속도는 활성 보조 가스를 사용하지 않을 경우에 얻어지는 속도보다 훨씬 빠르다.
레이저 가공하는 동안 보조 가스로서 SF6 를 사용할 때 얻어지는 가공 속도 측면에서의 이점의 예가 도 1에 도시되어 있는데, 도 1에서 플롯 (11)은 공기중에서의 레이저 가공에 대한 것이고, 플롯 (12)는 SF6 분위기에서의 레이저 가공에 대한 것이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼 기판에 대한 가공 속도는 검토한 모든 두께의 웨이퍼에 있어서 SF6 분위기의 경우가 더 빠르고, 두께가 250㎛ 미만인 웨이퍼의 경우에는 공기중에 비해 SF6 분위기 중에서 3배 이상 더 빠르다.
레이저 가공중에 활성 보조 가스로서 SF6를 사용하여 다이싱한 컴포넌트의 다이 강도는, 공지된 웨이불(Weibull) 다이 강도를 이용하여 측정한 바에 따르면, 보조 가스를 사용하지 않았을 때 얻어지는 강도보다 더 높다. 즉, 보조 가스로서 SF6를 사용하여 레이저 가공한 후 테스트한 실리콘 다이의 강도가 크게 증가된다는 것을 알 수 있다. 도 2는, 톱 절단 다이(21), 공기 분위기를 이용하여 레이저 가공한 다이(22) 및 SF6 분위기를 이용하여 레이저 가공한 다이(23)에 있어서, 존속 확률과 다이를 파괴시키는 데 인가된 압력에 대한 그래프를 나타낸다. 공기 분위기에서 레이저 가공한 다이에 대한 다이 강도인 플롯 (22)는 종래의 톱 절단 다이의 강도인 플롯 (21)보다 낮은 반면, SF6 분위기에서 레이저 가공한 다이의 강도인 플롯 (23)은 톱 절단 다이의 강도인 플롯 (21)보다 높은 것을 알 수 있다. 사실상, 70%의 빔 오버랩을 이용하면, 레이저 가공된 컴포넌트의 다이 강도는 보조 가스를 사용하지 않고 가공된 컴포넌트의 경우보다 최대 4.8배까지 더 높은 것으로 밝혀진다. 그 밖에도, SF6 가스 중에서의 다이 컷은 톱 절단 기술을 이용한 다이 컷보다 1.65배 더 강한 것으로 밝혀졌다.
도 3을 참조하면, 활성 보조 가스로서 SF6를 사용한 레이저 가공은 종래의 톱 절단 기술에 대한 다이 강도값(32), 185MPa 및 보조 가스 없이 레이저 가공한 다이 강도값(33), 65MPa에 비해 평균 다이 강도값(31)이 300MPa 만큼 초과하였다.
활성 보조 가스로서 SF6를 사용하여 실리콘을 가공할 때, 부산물의 대부분은 기체 형태이므로 배출되어 나가지만, 일부의 고체 찌꺼기는 잔존하여 웨이퍼 상에 재침적될 수 있다. 이러한 찌꺼기는 건식 와이핑 공정으로 용이하게 제거할 수 있다.
어떠한 이유에선가 건식 와이핑 방법을 적용할 수 없거나 바람직하지 않을 경우에, 상기 고체 찌꺼기의 제거는, 레이저빔을 디포커싱(defocusing)하고, 가공 시에 사용한 속도보다 더 고속으로 오염된 부위를 스캐닝하여 찌꺼기를 표면으로부터 유리시키고, 추출 시스템(8)에 의해 포착될 수 있게 함으로써 이루어질 수 있다. 만족스러운 세정을 실행하기 위해서 작업편 또는 기판의 동일 부위에 대해 2회 이상 스캐닝할 필요가 있을 수도 있지만, 세정 공정중에 레이저빔의 파워는 충분히 낮으므로 실리콘 또는 웨이퍼 상의 다른 층에 대한 손상을 방지할 수 있다. 이 세정을 위해서는 보조 가스를 사용할 필요는 없지만, SF6를 사용하면 공정의 효율이 증대된다.
웨이퍼의 상층은 감광성일 수 있으므로, 웨이퍼의 상부 표면 상에 스캐닝 레이저빔을 사용하는 것은 실용적이 아니다. 이러한 경우에는 웨이퍼의 이면으로부터 웨이퍼를 처리할 수 있다.
구체적으로는, 가공할 웨이퍼를 웨이퍼의 저면으로부터 정렬시키기 위한 영상 시스템을 이용하여, 웨이퍼를 테이프 상에 하향하여 장착할 수 있다. 일반적으로, 테이프는 가시광에 대해 투명하다. 영상 시스템을 레이저 시스템과 정합한 상태로, 레이저빔을 웨이퍼의 이면에 전달할 수 있다. 이로써, 발생된 모든 찌꺼기를 웨이퍼의 이면에 있도록 할 수 있다.
이 방식으로 다이싱되면, 에이퍼 정면 상에 있는 컴포넌트가 수분과 접촉함이 없이 웨이퍼를 레이저 세정(건식) 또는 세척할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 웨이퍼를 밀폐 챔버 내에 둘러싼다. 상기 챔버로 출입하는 가스 흐름은 효율적인 가공 및 가스 사용량의 제어를 보장하도록 조절될 수 있다. 또한 레이저 "ON" 상태인 동안 충분한 가스가 전달되도록 챔버에 유입되는 가스 흐름을 확실히 제어하기 위해서 밸브 시스템을 이용할 수도 있다.
마지막으로, 상기 반응에서 소비되지 않은 가스를 제거하고 재순환시키는 장치는 반응 부산물을 추출하고 여과하는 설비 및 미반응 가스를 반응 영역으로 되돌리는 설비를 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 실리콘을 가공하기 위해 SF6로부터 유도된 플루오르를 이용하는 방법을 설명하였지만, 다른 할로겐 원소 및, 예컨대, CF4와 같은 다른 할로겐 소스를 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명은 가공성을 높여주는 적절한 보조 가스로 다른 반도체 재료를 가공하는 데 적용됨을 이해할 것이다.
본 발명은, 예를 들면, WO 02/34455에 기재되어 있는 방법으로서, 공정 속도를 향상시키도록 다이싱 또는 가공 공정을 촉진하는 데에 보조 가스를 사용하고, 찌꺼기의 본성을 조절하여 보다 효율적인 세정을 가능하게 하며, 공정 자체는 보조 가스를 사용함으로써, 보조 가스를 사용하지 않고 얻을 수 있는 것보다 높은 다이 강도를 제공하는 방법과 같이, 높은 펄스 반복 주파수를 가지며 다중 패스를 이용하여 실리콘 및 기타 반도체의 다이싱 및 가공을 위해, 특히 366nm 또는 355nm 범위에서 작동하는 UV 레이저를 이용함에 있어서 전술한 이점들을 제공한다.
본 발명이 주된 이점을 제공하는 전형적인 예는, 스마트 카드, 적층형 집적 회로 및 집적 회로를 제조하는 데에서 찾을 수 있다. 집적 회로에 있어서, 다이 강도는 다이싱된 컴포넌트의 장단기 신뢰성에 대해 결정적인 것이다.

Claims (23)

  1. a. 레이저 가공을 위한 활성 보조 가스를 형성하기 위해 실리콘 작업편(workpiece)에 대해 할로겐 분위기를 제공하는 단계;
    b. 0.55㎛ 미만의 파장을 가진 레이저빔(4)을 제공하는 단계; 및
    c. 상기 보조 가스의 존재 하에 상기 실리콘 작업편을 레이저 가공하기 위해 실리콘의 애블레이션 임계치(ablation threshold)보다 높은 파워 밀도로 상기 실리콘 작업편 표면에 레이저빔의 초점을 맞추어, 상기 레이저빔의 초점에서 또는 초점 부근에서 상기 보조 가스가 상기 실리콘 작업편과 반응하도록 함으로써, 가공 품질의 향상으로 인해 레이저 가공 속도를 증가시키고 가공된 작업편의 강도를 증가시키는 단계
    를 포함하는 실리콘 작업편(5)의 레이저 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐 분위기를 제공하는 단계가 육플루오르화황(SF6)을 제공하는 단계 및 레이저빔으로 상기 육플루오르화황의 적어도 일부를 해리하여 상기 활성 보조 가스로서 플루오르 라디칼을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조 가스의 이용에 의해 결과물인 다이(die)의 강도가 증가되도록 실리콘 웨이퍼를 다이싱(dicing)하기 위한 것임을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 할로겐 분위기를 제공하는 단계가 상기 활성 보조 가스로서 플루오르 분위기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 활성 보조 가스를 상기 실리콘 작업편과 반응시키는 단계가 플루오르를 상기 실리콘 작업편과 반응시켜 기상 사플루오르화실리콘(SiF4)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업편을 레이저 가공하는 단계가, 드릴링 및 표면 패터닝을 통해 하나 이상의 웨이퍼를 다이싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스로 운반되는 찌꺼기(gas-borne debris) 및 폐가스 중 적어도 하나를 상기 작업편의 분위기로부터 제거하기 위한 가스 추출 수단을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업편을 레이저 가공하는 단계 후에, 상기 레이저 가공에 의해 발생된 잔사(residue)를 제거하기 위해 작업편을 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 작업편을 세정하는 단계가, 상기 작업편을 건식 와이핑(dry wiping)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 작업편을 세정하는 단계가, 물을 사용한 스핀-린스-건조(spin-rinse-dry) 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업편을 세정하는 단계가, 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 작업편을 레이저 세정하는 단계가, 디포커싱(defocusing)되거나 에너지가 낮은 레이저빔으로 상기 작업편을 스캐닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 작업편을 레이저 세정하는 단계가, 공기 분위기에서 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 작업편을 레이저 세정하는 단계가 활성 보조 가스 분위기에서 상기 작업편을 레이저 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 활성 보조 가스가 플루오르 또는 플루오르계 가스인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  15. 제1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 작업편에서 육플루오르화황의 광해리(photo-dissociation)에 의해 플루오르 라디칼이 생성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업편이 제1 주면(major face) 상에 활성 소자를 구비한 실리콘 기판인 경우에, 상기 작업편에 대해 할로겐 분위기를 제공하는 단계는 상기 제1 주면이 테이프 프레임 수단 상에 놓인 상태로 상기 기판을 장착하는 단계를 포함하고, 상기 작업편을 가공하는 단계는 상기 제1 주면과 반대되는 제2 주면으로부터 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  17. 실리콘 작업편(5)을 가공하기 위한 레이저 가공 장치(1)에 있어서,
    상기 실리콘 작업편에 대해 할로겐 분위기를 제공하기 위한 보조 가스 전달 수단(7);
    0.55㎛ 미만의 파장을 가진 레이저빔(4)을 생성하기 위한 레이저 소스 수단(2); 및
    실리콘의 애블레이션 비율보다 높은 파워 밀도로 상기 레이저빔을 실리콘 작업편에 초점을 맞춤으로써 상기 레이저빔의 초점에서 레이저빔이 상기 실리콘 작업편을 가공하고 상기 레이저빔의 초점에서 또는 초점 부근에서 상기 보조 가스가 상기 실리콘 작업편과 반응하여 레이저 가공 속도를 증가시키고 가공된 작업편의 강도가 증가되도록 가공 품질을 향상시키기 위한 레이저빔 전달 수단(3, 6)
    을 포함하는 레이저 가공 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 장치가 가스로 운반되는 찌꺼기 및 폐가스 중 적어도 하나를 상기 작업편의 분위기로부터 제거하기 위한 가스 추출 수단(8)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 보조 가스 전달 수단(7)이 육플루오르화황을 전달하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 보조 가스를 사용함으로써, 얻어지는 다이의 강도가 증가되도록 실리콘 웨이퍼를 다이싱하기 위한 것임을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  21. 제17항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 소스 수단(2)은 0.55㎛ 미만의 파장에서 제2, 제3 또는 제4 고조파(harmonic)로 작동되는 다이오드 펌핑식(diode-pumped) 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저빔 전달 수단이 스캔 렌즈를 구비한 검류계(galvanometer) 및 상기 레이저빔(4)에 대하여 상기 작업편(5)을 위치시키기 위한 XY 운동 스테이지(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  23. 제17항 내지 제22중 어느 한 항에 있어서,
    활성 소자를 가진 상기 작업편의 제1면과 반대되는 상기 작업편의 제2 주면으로부터 상기 작업편을 가공하기 위해 상기 작업편을 장착하는 테이프 프레임 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
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