KR20060120230A - 반도체 소자 분리 방법, 디바이스 및 회절 격자 - Google Patents

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KR20060120230A
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더 락 헨드릭쿠스 페트루스 반
한스 피터 찰
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어드밴스드 레이저 세퍼래이션 인터내셔널 비.브이.
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Abstract

본 발명은 1차 레이저 빔(2)을 발생하는 레이저(1)를 이용하여 반도체 재료의 웨이퍼(12)에 형성된 반도체 소자를 분리하는 방법에 관한 것이다. 적어도 하나의 1차 레이저 빔(2)은 웨이퍼(12)와 관련한 적어도 제 1 격자 구조를 갖는 제 1 회절 격자(4, 14)를 이용하고, 제 1 격자 구조(4, 14)에 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 충돌시킴으로써 다수의 2차 레이저 빔(5)으로 분할된다. 적어도 하나의 제 1 스코어는 제 1 방향으로 웨이퍼(12)와 관련한 레이저(1)를 이동시킴으로써 형성된다. 본 발명의 방법은 제 2 방향으로 웨이퍼(12)와 관련한 레이저(1)를 이동시킴으로써 적어도 하나의 제 2 스코어를 형성하는 단계를 더 포함한다. 제 2 방향으로 웨이퍼(12)에 관하여 레이저(1)를 이동시키는 단계에 앞서서, 본 발명의 방법은 제 1 격자 구조(4, 14)를 웨이퍼에 관하여 제 2 격자 구조(4, 14)로 변경하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 장치 및 회절 격자(4, 14)도 개시된다.

Description

반도체 소자 분리 방법, 디바이스 및 회절 격자{METHOD, DEVICE AND DIFFRACTION GRATING FOR SEPARATING SEMICONDUCTOR ELEMENTS FORMED ON A SUBSTRATE BY ALTERING SAID DIFFRACTION GRATING}
본 발명은 일반적으로 반도체 재료의 웨이퍼 내에 형성된 반도체 소자와 같은, 기판 위에 형성된 반도체 소자를 레이저를 이용하여 분리하는 방법, 디바이스 및 회절 격자에 관한 것으로서, 특히 1차 레이저 빔(primary laser beam)을 발생하는 레이저를 이용하여 반도체 재료의 웨이퍼 내에 형성된 반도체 소자를 분리하기 위한 방법, 디바이스 및 회절 격자에 관한 것이며, 상기 1차 레이저 빔은 적어도 제 1 격자 구조를 갖는 제 1 회절 격자를 이용하여 제 1 격자 구조에 1차 레이저 빔을 충돌시킴으로써 다수의 2차 레이저 빔으로 분할되고, 적어도 하나의 제 1 스코어는 레이저를 제 1 방향으로 상기 웨이퍼와 관련하여 이동시킴으로써 형성되며, 본 발명의 방법은 레이저를 제 2 방향으로 웨이퍼와 관련하여 이동시킴으로써 적어도 하나의 스코어를 형성하는 단계를 더 포함한다.
산업에 있어서, 반도체 재료의 웨이퍼 위에 다이오드, 트랜지스터, 다이오드 와 트랜지스터 및 커패시터와 같은 수동 구성부품(passive component)을 포함하는 집적 회로와 같은 반도체 소자를 형성하는 것은 일반적이다. 이들 반도체 소자는 통상적으로 다이아몬드 커팅 또는 기타 기계적인 커팅 방법에 의해 서로 분리된다; 몇몇 경우에 있어서 레이저 다이싱(laser dicing) 또는 레이저 커팅 기법이 사용된다. 예를 들어, 유사한 분리 기법은 CCD-디바이스와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 것이며, 반도체 소자(예를 들어, 반도체 셀)는 세라믹 재료(유리)로 코팅되고, 전체로서 분리된다.
본 발명의 특허 출원의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제 5,922,224 호에는 레이저에 의해 발생되는 방사선에 의한 가열을 통해 반도체 재료의 국부적인 증발(local evaporation) 및/또는 용융 방출(melt ejection)에 의해 반도체 재료의 웨이퍼의 표면에 스코어가 형성되도록 하는 레이저 분리 기법이 개시된다. 따라서, 1차 레이저 빔은 빔을 다수의 2차 레이저 빔으로 분할시키기 위해 회절 격자 위로 향하게 된다. 이들 2차 레이저 빔은 웨이퍼를 겨냥하고 하나 이상의 초점으로 초점이 맞추어 진다. 웨이퍼와 레이저 빔 간의 상대적인 이동에 의해, 하나 이상의 스코어가 초점의 수에 따라서 형성된다. 형성된 각각의 스코어는 웨이퍼의 표면 위의 초점에 대응한다. 이해될 바와 같이, 상대적인 이동은 레이저의 이동, 웨이퍼의 이동 또는 웨이퍼 및 레이저 모두의 이동에 의해 달성될 수도 있다.
전술한 방법에 있어서 주목해야 할 점은, 하나 이상의 2차 레이저 빔이 하나의 초점으로 향하게 될 수도 있다는 것이다. 웨이퍼에 형성된 스코어 또는 홈(groove)의 깊이 및 공간 형상(spatial form)은 웨이퍼의 표면에 관련한 하나 이 상의 2차 레이저 빔의 오리엔테이션(orientation)에 종속될 수도 있다. 표면에 비스듬히 충돌하는 2차 레이저 빔은 표면에 (수직보다는)비스듬한 측벽을 갖는 홈을 형성할 수도 있다.
통상적으로 웨이퍼 위에 형성된 반도체 소자는 레이저와 웨이퍼 간에 적절한 상대적 이동을 제공함으로써 똑바른 커팅을 가능하게 하는 소정의 표면 패턴으로 표면 위에 분포된다. 예를 들어, 이러한 패턴은 매트릭스 패턴일 수도 있으며, 웨이퍼는 제 1 방향으로, 예를 들면, 반도체 소자의 각각의 행 사이에 다수의 나란한 스코어를 형성하고, 뒤이어 제 2 방향으로, 예를 들면, 반도체 소자의 각각의 열 사이에 다수의 스코어를 형성함으로써 다이스될 수도 있다. 반도체 소자의 매트릭스 분포에 대해, 웨이퍼가 제 1 방향으로 커팅될 준비가 될 때, 수직 방향으로 웨이퍼와 레이저 간의 상대적 이동이 제 2 방향으로 스코어를 형성하기 위해 필요하다는 것이 이해될 것이다.
1차 레이저 빔이 다수의 2차 레이저 빔으로 분할되고 이들 2차 레이저 빔이 웨이퍼 표면 위로 재초점이 맞추어지는 결과로서, 초점의 패턴 및 웨이퍼 표면에 관련한 2차 레이저 빔의 오리엔테이션은 커팅 방향에 종속되게 된다. 예를 들어, 2개의 초점이 제 1 방향으로 서로로부터 주어진 거리를 두고 웨이퍼 위에 2개의 스코어를 형성하기 위해 표면 위에 형성된다면, 웨이퍼 표면 위의 2개의 초점의 패턴은 스코어들 간의 주어진 거리를 유지하기 위해 제 2 방향으로 적응되어야 한다. 유사하게, 하나 이상의 보조 빔이 웨이퍼 표면 위에 비스듬히 충돌하는 경우에 있어서, 보조 빔의 오리엔테이션은 제 2 방향으로 형성될 스코어에 관련한 보조 빔의 오리엔테이션을 유지하기 위해 적응되어야 한다.
이것은 2차 레이저 빔과 하나 이상의 초점을 적절히 조정하기 위해 레이저에 관하여 웨이퍼를 회전시킴으로써 달성될 수도 있으며, 따라서 제 2 방향으로 원하는 다수의 나란한 스코어가 웨이퍼에 관하여 레이저를 이동시킴으로써 형성될 수도 있다. 반도체 소자의 매트릭스 분포의 예에 있어서, 이것은 제 2 방향으로 스코어를 형성하기에 앞서서 90°에 걸쳐서 웨이퍼를 회전시킴으로써 달성될 수도 있다.
웨이퍼의 회전은 원하는 각에 걸쳐서 매우 정확히 수행되어야 한다. 어느 정도까지, 회전 각에 있어서 편차는 불가피하다. 이들 편차는 방법의 효율성의 경계를 결정하는데, 이는 웨이퍼의 회전 각에 있어서 편차가 커팅 방향의 편차를 야기할 것이라는 것이 이해될 것이기 때문이다. 레이저가 웨이퍼와 관련하여 이동되기 때문에, 형성된 실제 스코어는 원하거나 의도된 스코어로부터 편향될 것이며, 이러한 편향은 웨이퍼에 관련한 레이저에 의해 진행될 거리에 걸쳐서 커질 것이다.
산업에 있어서, 이것은 소위 스크라이빙 레인(scribing lane)을 제공함으로써 예견될 수도 있으며, 이러한 스크라이빙 레인은 웨이퍼 위에 형성된 반도체 소자의 각각의 행과 열 사이의 영역이고, 이 영역에 스코어가 형성될 수도 있다. 스크라이빙 레인이 충분히 넓도록 선택되면 커팅 방향의 편차는 반도체 소자의 손실을 직접적으로 야기하지 않을 것이다. 그러나, 스크라이빙 레인의 면적(넓이)은 어느 정도까지 웨이퍼의 표면 위에 형성될 수 있는 반도체 소자의 갯수를 결정한다. 이해될 바와 같이, 스크라이빙 레인은 따라서 가능한 한 작아야만 한다. 따라서, 웨이퍼의 정확한 회전을 위해 많은 노력이 있어 왔다는 것이 이해될 것이며, 회전 각의 편차는 가능한 작아야 한다. 이것은 분리 공정을 느려지게 한다.
다른 단점은 초점의 패턴 및 웨이퍼 표면에 관련한 2차 레이저 빔의 오리엔테이션이 회절 격자의 특성에 의해 결정된다는 것이다. 따라서, 공정의 방해 및 회절 격자의 대체 없이 공정 동안 이러한 패턴을 수정하는 것이 불가능하다.
본 발명의 목적은 반도체 소자를 분리하는 방법을 제공하고, 전술한 문제점들을 경감시키며, 어느 한쪽의 방향으로 스코어를 정확히 형성하는 것을 가능하게 하고 공정 동안 2차 레이저 빔의 초점의 패턴을 수정하는 것을 가능하게 하는데 있다.
이러한 목적은 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 발생하는 레이저를 이용하여 반도체 재료의 웨이퍼에 형성된 반도체 소자와 같은 기판 위의 반도체 소자를 분리하는 방법을 제공하는 본 발명에 의해 달성된다. 적어도 하나의 1차 레이저 빔은 적어도 제 1 격자 구조를 갖는 제 1 회절 격자를 이용하고 제 1 격자 구조에 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 충돌시킴으로써 다수의 2차 레이저 빔으로 분할된다. 적어도 하나의 제 1 스코어는 제 1 방향으로 기판에 관하여 레이저를 이동시킴으로써 형성된다. 이러한 방법은 제 2 방향으로 기판에 관하여 레이저를 이동시킴으로써 적어도 하나의 제 2 스코어를 형성하는 단계를 더 포함한다. 제 2 방향으로 기판에 관하여 레이저를 이동시키는 단계에 앞서서, 이러한 방법은 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경시키는 단계를 포함한다.
제 2 방향으로 사용하기 위해 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경함으로써, 제 1 및 제 2 방향 모두에 더 이상 동일한 회절 격자를 사용할 필요가 없다. 따라서, 적절한 방향의 격자 구조가 제 1 방향을 위해 사용되고 다른 적절한 격자 구조가 제 2 방향을 위해 사용될 수도 있다: 각각의 제 1 및 제 2 격자 구조가 이들이 사용되는 방향의 필요에 따라 적용된다. 예를 들어, 제 2 격자 구조는 단순히 제 1 격자 구조의 회전된 수학적 이미지이거나, 이와 달리 완전히 다른 격자 구조일 수도 있다. 이것은 레이저에 관하여 웨이퍼의 회전 및 회절 격자의 대체 없이 다른 방향으로(예를 들면, 전후 대신에 옆으로) 웨이퍼(또는 레이저)를 이동하는 것을 가능하게 한다. 공정에서 어떠한 다른 소자에 관련한 어떠한 소자의 회전에 의해 야기되는 회전 각 및/또는 커팅 방향의 편차가 예견된다. 따라서, 웨이퍼 다이싱 방법으로 형성될 스코어는 보다 정확히 위치될 수도 있으며, 필요한 스크라이빙 레인이 종래의 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서 보다 작게 만들어질 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼 표면 위의 반도체 소자의 밀도가 증가될 수 있으며, 이것은 생산 비용을 감소시킨다.
본 발명의 방법은 반도체 재료의 웨이퍼로부터 반도체 소자를 분리하는 방법에 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 방법은 CCD-디바이스를 제조하기 위해 사용될 수도 있다. 또는, 예를 들어, 본 발명의 방법은 절연 재료의 기판 위에 형성된 반도체 소자와 같은 반도체 소자를 포함하는 다른 기판을 분리하기 위해 적용될 수도 있다.
제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경하는 것은 다양한 방법으로 달성될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서, 제 1 격자 구조를 변경하는 단계는 제 1 회절 격자를 이동(tranlating)시키는 단계를 포함하며, 결과적으로 1차 레이저 빔은 제 2 격자 구조에 충돌하게 된다.
당업자에 의해 이해될 바와 같이, 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경하는 것은 회절 격자의 활주 운동(translational movement)을 제공함으로써 비교적 쉽게 수행될 수도 있다. 초점의 패턴 및 2차 레이저 빔의 오리엔테이션이 정확히 조절될 수도 있는데, 이는 레이저에 수직인 평면 내 제 1 및 제 2 격자 구조의 정렬이 정확하게 미리 조절될 수 있기 때문이다. 평면 내 회절 격자의 이동은 서로에 관련하고 웨이퍼 표면에 관하여 제 1 및 제 2 격자 구조의 정렬을 변경하지 않을 것이다.
예를 들어, 제 1 회절 격자가 상이한 격자 구조를 갖는 상이한 표면 영역을 제공한다면, 제 2 격자 구조가 제 1 회절 격자에 제공되거나, 제 2 격자 구조를 제공함으로써 제 2 회절 격자에 제공될 수도 있다.
제 2 격자 구조는 제 1 격자 구조와 다른 격자 구조일 수도 있거나, 또는, 본 발명의 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 격자 구조는 제 2 격자 구조가 회전 각에 걸쳐서 제 1 격자 구조를 회전시킴으로써 제 1 격자 구조의 수학적 이미지이 이도록 선택된다.
본 발명은 유사한 스코어가, 예를 들어, 각각의 스코어 간에 유사한 거리, 유사한 깊이 등을 갖는 제 1 및 제 2 방향으로 형성될 때, 제 1 격자 구조의 수학적 이미지가 제 2 격자 구조, 예를 들어, 격자의 평면 내 소정의 각에 걸쳐서 제 1 격자 구조의 수학적 회전으로서 사용될 수도 있다는 장점을 제공한다. 분명한 예는 웨이퍼 위의 반도체 소자가 매트릭스의 각각의 열과 행에서 동일한 거리로 소자를 갖는 매트릭스 분포로 분포되는 경우이다. 실제로, 각각의 열 사이(제 1 방향으로)에 스코어를 형성하기 위해 사용되는 격자 구조가 회절 격자의 평면에서 90°에 걸쳐서(이러한 회전 각은 제 1 및 제 2 방향 사이의 각과 동일하다는 점을 주목) 제 1 격자 구조를 수학적으로 회전시킴으로써 각각의 행 사이(제 1 방향으로)에 스코어를 형성하기 위해 사용될 수도 있다.
전술한 실시예를 구현하기 위한 여러 방법이 존재한다. 예를 들어, 하나의 방법은 제 1 및 제 2 회절 격자 구조를 갖는 단일 회절 격자를 사용할 수도 있으며, 여기서 제 1 및 제 2 격자 구조는 동일하지만 각(예를 들면, 수직) 안쪽에 정렬된다. 이러한 예는 제 1 격자 구조가 하나의 방향으로 다수의 나란한 라인으로 존재하며 제 2 격자 구조가 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 다수의 라인으로 구성된 어골 구조(fish bone structure)일 수도 있다.
다른 실시예에 있어서, 제 1 회절 격자는 1차 레이저 빔을 횡단하는 회전 축에 걸쳐서 회전된다. 바꿔말하자면 회절 격자는 "플립 오버"된다.
180°에 걸쳐서 이러한 회전 축을 중심으로 제 1 회절 격자를 회전시킴으로써 제 2 격자 구조를 제공하도록 1차 레이저 빔을 횡단하는 회전 축이 선택될 수도 있다는 것이 이해될 것이며, 격자 라인은 1차 레이저 빔에 수직인 평면에서 제 1 격자 구조의 라인에 수직이다.
제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경하기 위한 다른 가능성은 1차 레이저 빔에 나란한 회전 축에 관하여 제 1 회절 격자를 회전시키는 단계를 포함한다는 것이 이해될 것이다. 회전은 원하는 회전 각에 걸쳐서 정확히 수행되어야 한다.
제 2 측면에 따르면 본 발명은 반도체 재료의 웨이퍼에 형성된 반도체 소자와 같은 기판 위의 반도체 소자를 분리하기 위한 디바이스를 제공한다. 이 디바이스는 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 발생하기 위해 정렬된 레이저, 제 1 격자 구조 위로 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 충돌시킴으로써 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 다수의 2차 레이저 빔으로 분할하기 위해 정렬된 적어도 제 1 격자를 갖는 제 1 회절 격자, 제 1 스코어를 형성하기 위해 적어도 제 1 방향으로 레이저에 관하여 기판을 이동시키기 위해 정렬된 수단을 포함한다. 이 정렬된 수단은 제 2 스코어를 형성하기 위해 적어도 제 2 방향으로 레이저에 관하여 기판을 이동시키기 위해 더 정렬된다. 이 디바이스는 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경시키기 위해 정렬된 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제 3 측면에 있어서, 전술한 바와 같은 방법 또는 디바이스에서 제조된 회절 격자가 제공되며, 이러한 회절 격자는 제 1 격자 구조를 갖는 제 1 부분과 제 2 격자 구조를 갖는 제 2 부분을 포함한다.
웨이퍼의 표면 위에 형성된 반도체 소자를 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예를 참조한 명세서 및 도면에 의해 보다 명료해 질 것이며, 반도체 소자는 매트릭스 분포로 웨이퍼 위에 분포되어 전술한 바와 같이 제 1 및 제 2 방향은 서로 수직이 되도록 한다. 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않으며 실시예는 단지 예시적인 목적으로 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시하는 도면이다.
도 2(a)-(c)는 본 발명과 더불어 사용하기 위한 다수의 회절 격자를 도시하는 도면이다.
도 3은 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경하기 위해 회절 격자를 회전시키는 단계를 도시하는 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 사용하기 위한 장치를 도시하며, 레이저(1)는 다수의 1차 레이저 빔(2)을 제공하고, 이 빔(2)은 거울(3)을 이용해 회절 격자(4)에 충돌되도록 향하게 된다. 회절 격자(4)는 1차 레이저 빔(2)을 다수의 보조 빔(5)으로 분할한다. 2차 레이저 빔(5)은 웨이퍼(12)의 표면 위로 다수의 초점(10 및 11)으로 광학 소자(대물 렌즈)에 의해 초점이 맞추어진다. 웨이퍼(12)는 테이블(13)에 의해 지지된다. 주목해야 할 것은 축(15)은 웨이퍼에 수직이고, 1차 레이저 빔에 나란한 광학 축을 도시한다는 것이다.
웨이퍼 표면으로부터 반도체 소자를 분리하기 위해, 초점(10 및 11)에 형성된 다수의 스코어는 테이블(13)에 의해 지지되는 웨이퍼(12)에 관하여 1차 레이저 빔(2)을 이동시킴으로써 형성된다. 이것은 웨이퍼(12)와 함께 테이블(13)을 이동시키고 적소에 광학 구성부품(1,3,4,6 및 14)을 유지시킴으로써 달성되거나, 테이블(13) 및 광학 구성부품 모두를 이동시킴으로써 달성될 수도 있다.
제 1 방향으로 다수의 스코어가 웨이퍼 표면 위에 형성될 때, 레이저는 제 1 방향으로 웨이퍼에 관한 이동을 종료하였으며, 1차 레이저 빔(2)은 제 2 방향으로 다수의 스코어를 형성하기 위해 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 웨이퍼 표면(12)과 관련하여 이동될 수도 있다. 방향의 편차로 인해 초점(10 및 11)이 다소 상이한 위치에 형성되어야 한다는 것이 분명해 질 것이다. 예를 들어, 1차 레이저 빔(2)에 관한 웨이퍼(12)의 제 1 방향이 종이(paper)에 수직인 방향이면, 화살표(17)로 표시된 바와 같이 제 2 방향은 종이와 나란하고, 제 1 방향에서 초점(11)은 초점(10)의 흔적을 따르는 반면에, 제 2 방향에서 초점(10 및 11)은 서로로부터 소정의 거리를 두고 서로 나란한 궤도를 진행한다는 것은 분명하다. 이것은 원하는 상황이 아닐 것이라는 것이 이해될 것이다; 예를 들면, 제 1 방향에서와 마찬가지로 제 2 방향으로 웨이퍼에 관하여 레이저를 이동하는 동안 정확히 동일한 방식으로 초점(11)이 초점(10)을 따르도록 하는 것이 바람직할 수도 있다. 대안으로, 웨이퍼 표면 위에 상이한 초점의 패턴을 야기하는 2차 레이저 빔(5)의 완전히 상이한 오리엔테이션은 제 1 방향과 비교해서 제 2 방향으로 바람직할 수도 있다.
예를 들어, 초점(10 및 11)의 위치를 변경하는 것은 제 2 격자 구조를 갖는 제 2 회절 격자(14)를 제공하고, 1차 레이저 빔(2)이 제 2 격자 구조에 충돌하도록 회절 격자(14)를 1차 레이저 빔(2)으로 시프트하는 동시에, 1차 레이저 빔(2)으로부터 멀리 떨어져 제 1 격자 구조(4)를 시프트시킴으로써 달성될 수도 있다. 제 2 회절 격자(14) 위에 형성된 제 2 격자 구조는 회절 격자(4) 위의 제 1 격자 구조와 다를 수도 있다. 따라서, 회절 격자(14)에 1차 레이저 빔(2)을 충돌시킴으로써 형 성된 다수의 2차 레이저 빔(5)이 제 2 격자 구조의 결과로서 상이한 방향으로 오리엔트되고 지향될 수도 있다. 회절 격자(14) 위에 형성된 제 2 격자 구조는 그것과 함께 형성된 초점이 제 2 방향으로 다수의(등거리의) 스코어를 형성하기 위해 정렬되도록 선택될 수도 있다.
각각의 제 1 및 제 2 격자 구조를 포함하는 회절 격자(4 및 14)는 도 1에 표시된 바와 같이 2개의 상이한 회절 격자로 구성되거나, 이와 달리 표면의 상이한 영역에 제 1 및 제 2 격자 구조를 포함하는 하나의 회절 격자에 의해 형성될 수도 있다. 이러한 상이한 격자의 몇몇 예가 도 2(a), 2(b) 및 2(c)에 도시된다.
도 2(a)는 표면 위에 2개의 격자 구조로 구성된 소위 어골 격자(fish bone grating)를 도시한다. 어골 격자(20)의 표면 위의 제 1 격자 구조(21) 및 제 2 격자 구조(22)는 다수의 나란한 격자 라인간의 거리에 관하여 서로 유사하다. 그러나, 제 2 격자 구조(22)는 정확히 90°에 걸쳐서 제 2 격자 구조(22)를 회전시킴으로써 제 1 격자 구조(21)의 수학적 이미지를 형성한다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이 어골 격자는 웨이퍼의 표면 위에 형성된 다수의 반도체 소자를 분리하기 위해 사용될 수도 있으며, 이러한 반도체 소자는 매트릭스 분포 패턴으로 분포된다. 이들 반도체 소자의 각각은 정사각형의 형상을 가질 수도 있으며, 매트릭스의 각각의 열 및 행은 다수의 이들 반도체 소자로 구성된다. 각각의 행과 열 사이에 스코어를 형성하기 위한 스크라이빙 레인이 존재한다. 도 2(a)에 도시된 바와 같이 어골 격자(20)를 사용함으로써 장치가 제 1 방향으로 이동할 준비가 되었을 때 1차 레이저 빔에 관련한 웨이퍼를 회전시킬 필요가 없다는 것이 이해될 것이다. 격자(20)는 1차 레이저 빔이 어떠한 원하는 격자 구조(21 또는 22)에 충돌할 수 있도록 시프트될 수 있다.
도 2(b)는 본 발명과 더불어 사용될 수도 있는 회절 격자의 다른 실시예를 도시하며, 제 1 격자 구조(25) 및 제 2 격자 구조(26)가 회절 격자(24)의 표면 위에 형성된다. 제 1 격자 구조(25)에 의해 형성된 2차 레이저 빔의 패턴이 제 2 격자 구조(26)에 의해 형성된 2차 레이저 빔의 패턴과 완전히 다르다는 것이 이해될 것이다. 상이한 회절 격자가 상이한 웨이퍼 다이싱 필요를 위해 설계될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 도 2(a)와 관련하여 전술한 바와 같이 웨이퍼가 매트릭스 분포내에 분포되지 않은 다수의 반도체 소자를 포함하는 경우에 있어서, 어떠한 원하는 방향으로 커팅하도록 정렬된 2차 레이저 빔의 적절한 패턴을 제공하기 위해 제 1 및 제 2 (그리고 가능하게 제 3, 제 4....nth) 격자 구조들의 어떠한 콜렉션(collection)이라도 회절 격자의 표면 위에 형성될 수도 있다.
도 2(c)에 어골 격자(28)의 다른 실시예가 도시되며, 제 1 격자 구조(29)는 다수의 나란한 격자 라인을 포함하고, 제 2 격자 구조(30)는 제 1 격자 구조에 수직인 다수의 격자 라인을 포함한다. 주목해야 할 점은 제 1 격자 구조내 격자 구조 라인이 제 2 격자 구조 내 격자 라인 보다 서로 더 가깝다는 것이다.
애플리케이션의 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경하는 것은 또한 종래의 회절 격자를 "플립 오버"시킴으로써 달성될 수도 있다. 도 3의 상부는 제 1 격자 구조(36)로 구성된 종래의 회절 격자(35)를 도시한 다. 회전 축(37) 및 격자 구조(36)의 라인의 각(α)이 제 2 격자 구조(40)를 형성하기 위해 제 1 격자 구조(36)가 종이의 평면에서 회전되어야 하는 각의 절반과 동일하도록 격자의 표면에 나란한 회전 축((37)이 선택된다. 그 다음, 제 2 격자 구조(40)는 회전 축(37)을 중심으로 180°와 동일한 각(θ)에 걸쳐서 회절 격자(35)를 회전시킴으로써 달성된다. 이것은 화살표(38)로 표시된다. 도 3의 하부는 이러한 회전의 결과를 도시한다. 여기서, (35'로서 표시된)동일한 격자는 제 2 격자 구조(40)로 구성된 것으로 도시된다. 실제로, 제 2 격자 구조(40)는 격자의 "후" 측이 "전" 측이 되고 그 반대 역시 되도록 회전 축(37)을 중심으로 회절 격자(35)를 회전시킴으로써 달성된다. 참조를 위해, 회전 축(37)은 마찬가지로 도 3의 하부에 도시된다.
이해하기 위해, 주목해야 할 것은 본 명세서에서 본 발명의 수많은 변경 및 편차가 전술한 기법에 비추어 가능하다는 것이다. 따라서, 보정된 특허청구범위의 범주 내에서 본 명세서에서 명확하게 기술된 것과 다른 방법으로 본 발명이 실행될 수도 있다는 것이 이해된다.

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 발생하는 레이저를 이용하여 반도체 재료의 웨이퍼에 형성된 반도체 소자와 같은 기판 위의 반도체 소자를 분리하는 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔은 적어도 제 1 격자 구조를 갖는 제 1 회절 격자를 이용하고 상기 제 1 격자 구조에 상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 충돌시킴으로써 다수의 2차 레이저 빔으로 분할되고, 적어도 하나의 제 1 스코어가 제 1 방향으로 상기 기판에 관하여 상기 레이저를 이동시킴으로써 형성되며,
    상기 방법이 제 2 방향으로 상기 기판에 관하여 상기 레이저를 이동시킴으로써 적어도 하나의 제 2 스코어를 형성하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 방향으로 상기 기판에 관하여 상기 레이저를 이동시키는 상기 단계에 앞서서, 상기 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경시키는 단계를 포함하는
    반도체 소자 분리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 격자 구조를 변경시키는 상기 단계는 상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔이 상기 제 2 격자 구조에 충돌하도록 상기 제 1 회절 격자를 이동시키는 단계를 포함하는
    반도체 소자 분리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 격자 구조는 상기 제 1 회절 격자로 구성되는
    반도체 소자 분리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 격자 구조는 제 2 회절 격자 위에 형성되는
    반도체 소자 분리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 격자 구조가 회전 각에 걸쳐 상기 제 1 격자 구조를 회전시킴으로써 상기 제 1 및 제 2 격자 구조가 상기 제 1 격자 구조의 수학적 이미지 이도록 선택되는
    반도체 소자 분리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 격자 구조를 변경시키는 상기 단계는 상기 제 2 격자 구조를 형성하기 위해 상기 제 1 회절 격자를 회전시키는 단계를 포함하는
    반도체 소자 분리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 회절 격자를 회전시키는 상기 단계는 상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 횡단하는 회전 축과 관련하여 회전하는 단계를 포함하는
    반도체 소자 분리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 회절 격자를 회전시키는 상기 단계는 상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔과 나란한 회전 축과 관련하여 회전시키는 단계를 포함하는
    반도체 소자 분리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향을 횡단하는
    반도체 소자 분리 방법.
  10. 반도체 재료의 웨이퍼에 형성된 반도체 소자와 같은 기판 위의 반도체 소자를 분리하는 디바이스에 있어서,
    적어도 하나의 1차 레이저 빔을 발생하기 위해 정렬된 레이저, 제 1 격자 구조 위로 상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 충돌시킴으로써 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 다수의 2차 레이저 빔으로 분할하기 위해 정렬된 상기 적어도 제 1 격자를 갖는 제 1 회절 격자, 제 1 스코어를 형성하기 위해 적어도 제 1 방향으로 상기 레이저에 관하여 상기 기판을 이동시키기 위해 정렬된 수단을 포함하되,
    상기 정렬된 수단은 제 2 스코어를 형성하기 위해 적어도 제 2 방향으로 상기 레이저에 관하여 상기 기판을 이동시키기 위해 더 정렬되며, 상기 제 2 격자 구조는 상기 제 1 회절 격자로 구성되며, 상기 디바이스는 상기 제 1 격자 구조를 제 2 격자 구조로 변경시키기 위해 정렬된 수단을 더 포함하는
    반도체 소자 분리 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 격자 구조를 변경시키기 위해 정렬된 상기 수단은 상기 적어도 하 나의 1차 레이저 빔이 상기 제 2 격자 구조에 충돌되도록 상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔에 관하여 상기 회절 격자를 이동시키기 위해 정렬되는
    반도체 소자 분리 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 격자 구조는 상기 제 1 회절 격자로 구성되는
    반도체 소자 분리 디바이스.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 격자 구조를 포함하는 제 2 회절 격자를 더 포함하는
    반도체 소자 분리 디바이스.
  14. 제 10 내지 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 격자 구조가 회전 각에 걸쳐서 상기 제 1 격자 구조를 회전시킴으로써 상기 제 1 격자 구조의 수학적 이미지인
    반도체 소자 분리 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 격자 구조를 대체하기 위해 정렬된 상기 수단은 상기 적어도 하나의 1차 레이저 빔을 횡단하는 회전 축을 중심으로 상기 제 1 회절 격자를 회전시키기 위해 정렬되는
    반도체 소자 분리 디바이스.
  16. 제 1 내지 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법에서 사용하기 위한 회절 격자에 있어서,
    상기 회절 격자는 제 1 격자 구조를 갖는 제 1 부분과 제 2 격자 구조를 갖는 제 2 부분을 포함하는
    회절 격자.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 격자 구조가 회전 각에 걸쳐서 상기 제 1 격자 구조를 회전시킴으로써 상기 제 1 격자 구조의 수학적 이미지인
    회절 격자.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 회전 각은 평각(straight angle)인
    회절 격자.
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