KR20060128641A - 웨이퍼 절단 방법 및 웨이퍼 절단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼를 고확실성의 소형 칩으로 절단하는 방법 및 이 절단 방법에 적절한 절단 장치를 제공한다. 시트(3)에 점착된 웨이퍼(1)를 격자상의 절단 예정선(2)을 따라 절단하는 웨이퍼 절단 방법 및 절단 장치에 의하면, 상기 절단 장치(10)의 상면은 시트(3)의 하면으로 슬라이딩되고, 상기 시트(3)는 상기 상면에 정렬된 진공 흡인 입구(13)를 통하여 국부적으로 진공 흡인된다. 이 진공 흡인은 굽힘 응력이 웨이퍼(1)의 절단 예정선(2) 중 하나에 집중적으로 인가되게 하여 상기 웨이퍼(1)를 절단 예정선(2)을 따라 절단한다.
웨이퍼 절단 장치, 유지면, 푸싱 부재, 진공 흡인 입구

Description

웨이퍼 절단 방법 및 웨이퍼 절단 장치{WAFER CUTTING METHOD AND WAFER CUTTING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 의한 제 1 웨이퍼 절단 방법과 장치를 설명하는 웨이퍼와 장치의 평면도이다.
도 2 (A) 및 2(B)는 도 1에 도시된 웨이퍼 절단 장치의 각 동작 공정에서의 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 웨이퍼 절단 장치의 사시도이다.
도 4는 제 2 웨이퍼 절단 방법과 장치를 설명하는 웨이퍼와 장치의 동작시의 단면도이다.
도 5는 도 4의 웨이퍼 절단 장치의 부분 사시도이다.
도 6은 제 3 웨이퍼 절단 방법과 장치를 설명하는 웨이퍼와 장치의 동작시의 단면도이다.
도 7은 제 4 웨이퍼 절단 방법과 장치를 설명하는 웨이퍼와 장치의 동작시의 단면도이다.
도 8은 제 5 웨이퍼 절단 방법과 장치를 설명하는 웨이퍼와 장치의 동작시의 단면도이다.
도 9는 도 8의 웨이퍼 절단 장치의 부분 사시도이다.
도 10은 도 8의 웨이퍼와 시트의 분해도이다.
도 11(A) 및 11(B)는 다이 본더의 익스팬션 기구를 사용하여 웨이퍼 절단 방법을 설명하는 각 동작 공정에서의 단면도이다.
본 발명은 복수의 반도체 소자 등의 칩을 일체로 형성한 웨이퍼를 각각의 소형 칩으로 절단하는 웨이퍼 절단 방법 및 웨이퍼 절단 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정의 다이싱 공정에서, 신축성 시트는 격자상으로 배열된 다수의 반도체 소자 등의 칩을 갖는 웨이퍼(반도체 웨이퍼)의 배면에 부착된다. 그 다음, 다이싱 홈(절단 예정선)은 다이싱 휠 등에 의해 웨이퍼의 표면에 격자상으로 형성된다. 그 후, 웨이퍼는 다이싱 홈을 따라 칩으로 절단된다. 한편, 반도체 제조 공정의 본딩 공정에서는, 다이싱 공정에서 웨이퍼로부터 절단된 칩이 리드 프레임 등의 기재에 본딩된다. 이 본딩 공정의 제조 설비로는 다이 본더가 사용된다.
다이싱 공정 중 하나는 웨이퍼에 다이싱 홈을 형성하지 않는 레이저 다이싱 공정이다. 레이저 다이싱 공정에서, 레이저 빔이 웨이퍼 내부에 집광되어 균열 또는 용융에 의한 직선상 개질 영역(절단 예정선)을 형성한 다음, 후 공정에서 웨이퍼가 개질 영역을 따라 칩으로 절단된다. 웨이퍼 내부의 개질 영역은 웨이퍼에 가벼운 외력을 가함으로써 용이하게 분리될 수 있다(예컨대, 일본 특허 공개 2004-111601호 공보 참조).
개질 영역의 절단 예정선이 레이저 다이싱 공정에서 웨이퍼에 격자상으로 형성된 후에 웨이퍼를 소형 칩으로 절단하는 설비로서는 다이 본더의 익스팬션(expansion) 기구를 사용한 설비가 있다. 예컨대, 도 11(A)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)는 에지가 지지 링(4)에 의해 지지된 신축성 시트(3)의 중앙 표면에 본딩된다. 상기 시트(3)의 에지는 원통형 익스팬드 스테이지(5)에 위치된 다음, 지지 링(4)이 하강되어 시트(3)를 웨이퍼(1)로부터 360도 방사상으로 익스팬드(expand)한다. 이 익스팬드는 도 11(B)에 도시된 바와 같이, 시트 중앙에 위치된 웨이퍼(1)를 360도 방사상으로 익스팬드한다. 그 결과, 웨이퍼(1)의 모든 개질 영역에 인장 응력이 발생하고, 이 응력은 웨이퍼(1)를 격자상의 개질 영역을 따라 칩으로 절단한다. 웨이퍼(1)로부터 절단된 다수의 칩(1')은 시트(3)와 함께 방사상으로 익스팬드되어 인접한 칩간에 간격이 생긴다.
개질 영역이 레이저 다이싱법에 의해 웨이퍼 내부에만 형성된 경우, 이렇게 형성된 모든 개질 영역은 칩간에 폭을 갖지 않아서 다수의 칩이 단일 웨이퍼에 형성될 수 있다. 예컨대, 칩을 0.3㎜ 스퀘어 또는 0.25㎜ 스퀘어로 소형화하는 것이 용이해진다. 격자상 개질 영역을 갖는 웨이퍼가 익스팬션 기구를 사용하여 칩으로 절단될 경우, 웨이퍼가 시트상에서 익스팬드될 때, 웨이퍼는 그 중앙에서 떨어진 곳보다 그 중앙 주위에서 덜 익스팬드되어 절단성이 좋지 않다. 따라서, 웨이퍼의 중앙이 양호하게 익스팬드되기 위하여, 큰 익스팬드를 달성하는 대형의 익스팬션 기구가 필요하게 된다. 이 문제는 하나의 웨이퍼에 형성되는 칩의 사이즈가 작고 칩의 수가 많을 수록 더 현저하다. 웨이퍼가 0.3㎜ 스퀘어 또는 0.25㎜ 스퀘어의 소형 칩으로 절단될 수 없는 경우가 있어서 소형 칩의 수율을 향상시키는 것이 어렵다. 또한, 시트는 익스팬드가능한 신축성 시트이어야 하고, PET 재료 등의 익스팬드불가능한 시트에 점착된 웨이퍼를 사용하는 것이 불가능하다.
본 발명의 목적은 이들 상황을 고려하여, 칩의 소형화에 대응된 웨이퍼 절단 방법, 및 이 절단 방법을 이용하여 웨이퍼를 소형 칩으로 절단하는데 적절한 웨이퍼 절단 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 방법은 시트에 점착된 웨이퍼에 형성된 절단 예정선을 따라 웨이퍼를 절단하는 웨이퍼 절단 방법으로서, 상기 시트를 통하여 웨이퍼의 상기 절단 예정선을 국부적으로 진공 흡인하여 상기 절단 예정선에 굽힘 응력을 가함으로써 상기 굽힘 응력으로 상기 절단 예정선을 절단하는 단계를 포함하는 웨이퍼 절단 방법이다.
상기 시트는 기존의 다이 본더의 익스팬션 기구에 사용되고 있는 익스팬션용의 신축성 시트, 및 기존의 풀컷(full-cut) 다이싱 기구에 사용되고 있는 신축성 시트 이외에, 익스팬드되지 않는 PET 재료 등의 비신축성 시트일 수 있다. 신축성 시트가 사용되어 익스팬드된 경우, 웨이퍼의 절단 예정선의 절단은 국부적인 진공 흡인에 의해 발생되는 굽힘 응력과 신축성 시트의 익스팬션에 의한 인장 응력으로 확실하게 된다. 또한, 신축성 시트는 절단과 동시에 신장되어 인접한 절단 칩을 절단 직후 서로 분리함으로써 절단 칩이 절단 직후 서로 마찰되는 칩핑(chipping) 현 상을 회피한다. 비신축성 시트가 사용된 경우, 웨이퍼의 절단 예정선은 국부적인 진공 흡인에 의해 발생되는 굽힘 응력으로 절단된다. 어느 쪽의 시트에 있어서도, 웨이퍼는 절단 예정선이 형성되기 전에 시트에 점착될 수 있거나 또는 시트에 점착되기 전에 웨이퍼에 절단 예정선이 형성될 수 있다. 웨이퍼의 절단 예정선은 레이저 다이싱법에 의해 웨이퍼 내부에 형성된 개질 영역일 수 있거나 또는 다이싱 휠 등으로 웨이퍼의 배면 또는 정면에 근접한 웨이퍼의 정면 또는 배면에 형성된 반절단 다이싱 홈일 수 있다. 웨이퍼의 절단 예정선이 시트를 통하여 국부적으로 진공 흡인되면, 이 절단 예정선에 웨이퍼의 두께 방향으로 굽힘 응력이 발생하고, 이 굽힘 응력은 절단 예정선을 적극적으로 절단한다. 이러한 굽힘 응력에 의한 절단력은 신축성 시트를 익스팬드하여 절단 예정선에 가해진 인장 응력에 의한 절단력보다 더 강력하고, 또한 절단 예정선에 집중된다. 이것은 웨이퍼가 소형 칩으로 절단될 때 우수한 절단성을 웨이퍼에 제공하고, 칩의 소형화를 용이하게 하여 소형 칩의 수율을 매우 향상시킨다. 또한, 웨이퍼의 절단 예정선은 작은 외력으로 절단되지 않도록 형성될 수 있다. 예컨대, 웨이퍼의 절단 예정선이 개질 영역인 경우, 이 개질 영역은 얕은 깊이로 형성될 수 있다. 또한, 웨이퍼의 절단 예정선이 반절단 다이싱 홈인 경우, 이 홈은 웨이퍼가 개별 칩으로 절단되기 전에 원하지 않는 절단을 회피하도록 얕은 깊이로도 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼는 격자와 같이 종방향 및 횡방향으로 복수의 절단 예정선을 갖는다. 종방향으로의 복수의 절단 예정선 및 횡방향으로의 절단 예정선 중 하나가 진공 흡인되어 하나씩 절단된 후, 종방향으로의 복수의 절단 예정선 및 횡방향으로의 복수의 절단 예정선 중 다른 하나가 진공 흡인되어 하나씩 절단될 수 있다.
예컨대, 웨이퍼의 종방향 절단 예정선이 하나씩 절단된 경우, 웨이퍼를 국부적으로 진공 흡인하는 수단, 웨이퍼, 및 시트가 종방향 절단 예정선과 직교하는 방향으로 상대 이동되어 종방향 절단 예정선을 하나씩 절단한다. 그 다음, 진공 흡인하는 수단, 웨이퍼, 및 시트가 상대적으로 90도 회전되어 횡방향 절단 예정선을 하나씩 절단하여 웨이퍼를 다수의 칩으로 절단한다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 복수의 절단 예정선 중 하나가 진공 흡인에 의해 절단되면, 복수의 절단 예정선 중 하나는 시트를 통하여 푸싱(pushing) 부재에 의해 진공 흡인으로 푸싱될 수 있다.
푸싱 부재는 절단 예정선보다 긴 직선상의 경질 부재이며, 웨이퍼의 시트를 위치시키는 작업대(후술의 절단 장치에 대응함)에 단차 부분, 이 작업대에 부속된 스퀴즈, 봉형상 부재 등일 수 있다. 이 푸싱 부재가 접촉하는 시트에 점착된 웨이퍼는 시트와 대향하는 면에 절단 예정선을 갖는 것이 바람직하다. 웨이퍼의 절단 예정선을 국부적으로 진공 흡인하여 굽힘 응력이 발생될 때, 웨이퍼의 절단은 푸싱 부재가 시트를 통하여 접촉한 다음, 진공 흡인으로 푸싱 부재가 절단 예정선을 푸싱하여 절단 예정선을 적극적으로 절단함으로써 용이해지고 확실해진다.
본 발명 방법에 의하면, 상기 웨이퍼는 그 정면 또는 배면에 점착된 시트로 절단될 수 있다. 예컨대, 웨이퍼는 그 배면에 점착된 시트를 갖고 또한 그 정면에 형성된 절단 예정선을 형성하고, 다른 시트(이하, 필요하다면 커버 시트라 칭함)는 절단 전에 웨이퍼의 정면에 점착된다. 그 다음, 웨이퍼는 그 배면의 시트측으로부터 국부적으로 진공 흡인되어 절단된다. 이 경우, 웨이퍼 정면의 커버 시트는 웨이퍼에 형성된 칩을 배면의 시트에 푸싱하여 칩이 배면의 시트로부터 벗겨지는 것을 억제한다. 또한, 커버 시트는 인장 응력이 웨이퍼의 절단 예정선에 인가되게 하여 절단 예정선의 절단을 안정시킨다. 이러한 커버 시트는 신축성 시트인 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 장치는 시트의 정면에 점착된 웨이퍼를, 상기 시트의 정면에 점착된 웨이퍼의 표면과 대향하는 웨이퍼의 표면에 격자상으로 형성된 복수의 절단 예정선을 따라 절단하는 웨이퍼 절단 장치로서, 상기 시트의 배면과 슬라이딩가능하게 접촉하여 상기 시트를 통해서 상기 웨이퍼를 유지하는 유지면; 상기 복수의 절단 예정선 중 최대 절단 예정선 이상이 되도록 그리고 상기 웨이퍼가 상기 시트를 통하여 상기 유지면에 위치될 때 상기 유지면과 시트 사이에 간격을 형성하도록 상기 유지면에 직선상으로 형성된 푸싱 부재; 및 상기 푸싱 부재에 인접하여 상기 유지면에 형성되는 진공 흡인 입구로서, 상기 간격이 진공 흡인에 의해 진공화되어 상기 시트를 통하여 상기 웨이퍼를 국부적으로 진공 흡인하는 진공 흡인 입구를 포함하는 웨이퍼 절단 장치이다.
상기 웨이퍼 절단 장치는 상면에 진공 흡인 입구를 갖는 흡착 스테이지와 같은 것이고, 웨이퍼 및 시트에 대하여 상대 이동한다. 예컨대, 웨이퍼가 신축성 시트에 점착되고 시트가 익스팬드되어 익스팬션 기구와 조합시켜 사용할 경우, 웨이퍼 절단 장치는 수평 방향으로 이동가능하도록 익스팬드된 수평 시트 하방에 배치 된다. 이 절단 장치의 상면은 시트의 하면에 슬라이딩가능하게 접촉하고 수평 방향으로 이동되는 유지면이다. 이 유지면에 형성된 푸싱 부재는 시트의 하면과 직선상으로 접촉하고 하면으로 슬라이딩된다. 푸싱 부재를 따라 유지면에 형성된 진공 흡인 입구는 진공 흡인이 그것을 통해서 수행되게 하여 시트를 국부적으로 진공 흡인함으로써 웨이퍼의 절단 예정선을 국부적으로 진공 흡인하여 굽힘 응력을 가한다.
유지면은 상부 단차 부분 및 하부 단차 부분으로 이루어지는 단차 부분을 포함하고, 상기 푸싱 부재는 상부 단차 부분일 수 있다. 이 경우, 진공 흡인 입구는 단차 부분의 하부 단차 부분에 형성될 수 있다.
웨이퍼 절단 장치의 유지면은 웨이퍼 두께 정도의 레벨 차이를 갖는 상단 유지면 및 하단 유지면을 포함하고, 단차면은 상단 유지면과 하단 유지면 사이에 형성된다. 상단 유지면과 단차면의 경계인 상부 단차 부분은 직선상의 푸싱 부재가 된다. 단차면과 하단 유지면의 경계인 하부 단차 부분에서의 하단 유지면에 진공 흡인 입구가 형성된다. 예컨대, 웨이퍼 절단 장치의 유지면이 익스팬션 기구에 의해 익스팬드된 시트의 하면과 접촉되고 진공 흡인이 진공 흡인 입구를 통하여 수행되면, 웨이퍼는 유지면상에서 시트를 통하여 국부적으로 진공 흡인된다. 유지면과 시트의 사이에는, 진공 흡인된 간격이 상단 유지면과 하단 유지면 사이의 단차면에 생겨서 상부 단차 부분을 시트의 하면에 강하게 프레스한다. 진공 흡인이 웨이퍼의 절단 예정선에 국부적으로 적용되어 굽힘 응력을 발생시키면서 유지면과 시트는 상대 이동된다. 유지면의 상부 단차 부분이 웨이퍼의 절단 예정선의 바로 아래에 도달되도록 상대 이동되면, 상부 단차 부분의 에지는 그 푸싱업(pushing up) 작용을 증대시켜 절단 예정선을 절단한다.
웨이퍼 절단 장치의 푸싱 부재는 유지면으로부터 부분적으로 돌출된 돌출 부재일 수 있다. 이 돌출 부재는 스퀴즈나, 시트와 상대 접촉하여 자전하는 롤러일 수 있다. 이 경우, 진공 흡인 입구는 돌출 부재의 양측에 형성될 수 있다.
웨이퍼 절단 장치의 유지면은 수평한 평탄면이고, 이 평탄면은 웨이퍼의 시트가 그 위로 슬라이딩되게 한다. 직선상의 돌출 부재는 웨이퍼 두께 정도의 높이로 이 평탄면의 중앙부상에 돌출한다. 돌출 부재가 스퀴즈인 경우, 스퀴즈의 상단부만이 평탄한 유지면으로부터 돌출되고, 진공 흡인 입구는 스퀴즈의 좌우측면을 따라 형성된다. 스퀴즈의 상단부는 웨이퍼의 시트 하면에 접촉되고, 진공 흡인은 스퀴즈의 좌우측면의 진공 흡인 입구를 통하여 수행되어 시트를 통하여 웨이퍼를 스퀴즈의 좌우측으로부터 진공 흡인시킨다. 스퀴즈의 직선상의 상단부가 웨이퍼의 절단 예정선의 바로 아래로 상대 이동되어 도달되면, 이 절단 예정선에 양측으로부터의 진공 흡인에 의한 큰 굽힘 응력이 발생되고, 또한 스퀴즈의 푸싱업 작용이 강력해진다. 그 결과, 절단 예정선의 절단이 확실해진다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 장치는 시트의 정면에 점착된 웨이퍼를, 상기 시트의 정면에 점착된 웨이퍼의 표면에 격자상으로 형성된 복수의 절단 예정선을 따라 절단하는 웨이퍼 절단 장치로서, 상기 시트의 배면에 슬라이딩가능하게 접촉하여 상기 시트를 통해서 상기 웨이퍼를 유지하고, V자상으로 서로 연속되는 제 1 유지면 및 제 2 유지면; 및 상기 제 1 유지면과 제 2 유지면 사이의 경계에 형성된 진공 흡인 입구로서, 진공 흡인이 그것을 통해서 수행되어 상기 시 트를 통해서 상기 웨이퍼를 국부적으로 진공 흡인하는 진공 흡인 입구를 포함하는 웨이퍼 절단 장치이다.
웨이퍼 절단 장치는 웨이퍼 및 시트에 대하여 상대 이동하는 흡착 스테이지일 수 있다. V자상으로 서로 연속되는 상기 절단 장치의 제 1 유지면과 제 2 유지면은 180도에 가까운 둔각에서 서로 교차한다. 이들 유지면은 둘다 경사면일 수 있거나, 또는 그것들 중 한쪽은 수평면일 수 있고 다른 쪽은 경사면일 수 있다. 웨이퍼의 시트가 제 1 유지면상에 위치되어 제 2 유지면으로 슬라이딩될 때, 진공 흡인이 이들 유지면의 경계에 있는 진공 흡인 입구를 통해서 수행되어 시트를 통해서 웨이퍼를 국부적으로 진공 흡인함으로써 굽힘 응력을 국부적으로 발생시킬 수 있다. 웨이퍼의 절단 예정선에 상술한 굽힘 응력이 발생될 때, 이 절단선이 절단된다.
본 발명의 방법에 의하면, 웨이퍼의 절단 예정선은 시트를 통하여 국부적으로 진공 흡인되고 절단 예정선에 집중적으로 굽힘 응력을 가함으로써 절단된다. 따라서, 절단 예정선이 레이저 다이싱법에 의해 웨이퍼 내부에 형성된 개질 영역인 경우도, 또는 절단 예정선이 웨이퍼의 중앙에 있는 경우도, 절단은 웨이퍼의 절단성을 향상시키는 효과로 확실해질 수 있다. 또한, 웨이퍼 절단 성능의 개선은 웨이퍼의 절단 예정선을 레이저 다이싱법에 의한 개질 영역으로 형성하여 단일 웨이퍼에 다수의 칩을 형성하고, 칩을 0.3㎜ 스퀘어나 0.25㎜ 스퀘어로 용이하게 소형화한다. 또한, 그러한 소형 칩으로의 웨이퍼의 절단은 소형 칩의 수율을 향상시키는 효과로 더 확실해져 실용적인 가치를 제공된다.
본 발명의 장치에 의하면, 웨이퍼의 시트를 보유하는 유지면에 상기 시트를 국부적으로 진공 흡인하는 진공 흡인 입구가 설치된 간단한 구조가 달성될 수 있다. 이 간단한 구조는 웨이퍼 절단 장치를 소형화하고 비용 효율을 높게 한다. 또한, 이렇게 간단한 소형 웨이퍼 절단 장치는 기존의 다이 본더에서의 익스팬션 기구로 용이하게 조립될 수 있고, 설비 투자에 관하여 기존의 다이 본더에 유리하게 적용될 수 있는 실용적인 가치에 뛰어난 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시형태는 도 1∼도 10을 참조하여 설명될 것이다.
제 1 웨이퍼 절단 방법 및 장치는 도 1∼도 3으로 설명될 것이다. 도 1은 다이 본더의 익스팬션 기구에 사용되는 웨이퍼 링 부품(6)과 웨이퍼 절단 장치(10)의 개요를 나타내는 평면도이다. 웨이퍼 링 부품(6)은 도 11에 도시된 부품과 동일하다. 지지 링(4)의 배면은 신축성 시트(3)의 표면 에지에 접착제로 고정되고, 웨이퍼(1)의 배면은 시트(3)의 표면 중앙에 본딩된다. 웨이퍼(1)의 정면측은 절단 예정선(2)을 격자상으로 갖는다. 웨이퍼(1)는 모든 절단 예정선(2)을 따라 다수의 직사각형 칩으로 절단된다.
웨이퍼(1)의 절단 예정선(2)은 레이저 다이싱법에 의해 웨이퍼(1)의 정면에 형성된 개질 영역이다. 격자상의 절단 예정선(2)은 복수의 종방향 절단 예정선(2a)과 복수의 횡방향 절단 예정선(2b)으로 이루어진다. 웨이퍼(1)는 거의 원형이기 때문에, 절단 예정선(2)은 서로 길이가 상이하다. 웨이퍼 링 부품(6)은 예시되지 않은 익스팬션 기구에 조립되어 수평으로 설치되고, 시트(3)는 웨이퍼(1)로부터 360도 익스팬드된다. 웨이퍼 절단 장치(10)는 시트(3)에 대하여 수평 방향으로 상대 이동가능하게 되도록 시트(3)의 하면측에 배치된다.
웨이퍼 절단 장치(10)는 경질 재료로 제조되고 웨이퍼(1)의 절단 예정선(2) 중 가장 긴 것보다 약간 긴 편평한 직사각형 블록이다. 웨이퍼 절단 장치(10)의 확대 단면도는 도 2(A)에 도시되어 있다. 웨이퍼 절단 장치(10)는 그 상면이 되는 유지면(11)을 갖는다. 유지면(11)은 도 1에 도시된 웨이퍼 링 부품(6)에 있어서의 수평한 시트(3)의 하면에 슬라이딩가능하게 접촉하여 시트(3)를 통해서 웨이퍼(1)를 유지한다. 유지면(11)은 웨이퍼(1) 두께 정도의 레벨 차이를 갖는 상단 유지면(11a)과 하단 유지면(11b)을 포함하여 상단 유지면(11a)과 하단 유지면(11b) 사이에 거의 수직한 단차면(11c)을 형성한다. 상단 유지면(11a)과 단차면(11c)의 경계에는 그 에지가 직선상의 푸싱 부재(12)인 상부 단차 부분(12a)이 형성된다. 직선상의 푸싱 부재(12a)의 에지는 복수의 절단 예정선(2) 중 가장 긴 것보다 긴 길이를 갖는다. 한편, 단차면(11c)과 하단 유지면(11b)의 경계에는 하부 단차 부분이 형성된다. 하부 단차 부분의 하단 유지면(11b)에는 진공 흡인 입구(13)가 형성된다. 진공 흡인 입구(13)는 웨이퍼 절단 장치(10)를 관통하고 외부 진공 흡인계(14)에 연결된다.
웨이퍼 절단 장치(10)의 전체 유지면(11)은 수평한 시트(3)의 하면과 접촉한다. 웨이퍼(1)가 점착된 시트(3)가 유지면(11)의 상단 유지면(11a)상에 접촉되면, 공극(g)은 유지면(11)의 거의 중앙의 하부 단차 부분과 시트(3) 사이에 형성된다. 공극(g)은 진공 흡인 입구(13)를 통하여 진공 흡인되어 시트(3)가 하단 유지면(11b)에도 접촉되게 한다. 유지면(11)의 중앙에 형성된 진공 흡인 입구(13)는 직 사각형 구멍이나 반원 구멍이고, 도 3에 도시된 바와 같이 단차면(11c)을 따라 복수의 위치에 형성된다. 단차면(11c)과 하단 유지면(11b)의 경계인 하부 단차 부분의 양단 개구부는 거의 삼각형인 실링 부재(11d)로 막힌다. 따라서, 시트(3)가 전체 유지면(11)에 진공 흡인될 때 형성되는 공극(g)의 양단 개구부는 실링 부재(11d)로 막혀서 공극(g)에서의 진공 흡인의 저하를 방지한다.
이하, 웨이퍼 절단 장치(10)에 의해 웨이퍼(1)를 절단하는 동작이 설명될 것이다. 도 2(A)에 도시된 바와 같이, 유지면(11)은 웨이퍼 절단 장치(10)의 직선상의 상부 단차 부분(12a)의 에지가 웨이퍼(1)의 종방향 절단 예정선(2a)에 평행하도록 익스팬드된 수평한 시트(3)의 하면에 접촉된다. 진공 흡인이 유지면(11)의 진공 흡인 입구(13)를 통하여 수행되면서, 장치 전체는 도 2의 좌측 방향으로 수평 이동된다. 시트(3)가 유지면(11)으로 국부적으로 진공 흡착된 상태에서, 웨이퍼 절단 장치(10)는 시트(3)의 하면으로 슬라이딩된다. 웨이퍼(1)의 에지가 진공 흡인 입구(13) 바로 위에 도달되면, 웨이퍼 단부는 진공 흡인을 받기 시작한다. 웨이퍼 절단 장치(10)가 도 2(B)에 도시된 바와 같이 더 이동되어 웨이퍼 단부의 최초 종방향 절단 예정선(2)이 직선상의 상부 단차 부분(12a)의 에지 바로 위에 도달되면, 굽힘 응력이 최초 종방향 절단 예정선(2)에 집중적으로 인가된다. 이 굽힘 응력은 최초 절단 예정선(2)을 따라 웨이퍼(1)를 절단한다. 도 2(B)에 도시된 바와 같이 절단된 웨이퍼 단부(1")는 시트(3)에 점착된 채로 남아 있고, 시트(3)의 익스팬션에 의해 절단됨과 동시에 원래의 웨이퍼(1)로부터 적극적으로 분리된다. 더 구체적으로, 이 종방향 절단 예정선(2a)은 우선 시트(3)의 익스팬션에 의한 인장 응력을 받은 다음, 진공 흡인에 의한 굽힘 응력을 받고, 최종적으로 상부 단차 부분(12a)의 에지의 푸시업에 의한 굽힘 응력을 받아서 절단된다. 이 시퀀스는 절단을 확고히 하여 소형 칩에 충분히 대응할 수 있다.
도 2(B)에 도시된 상태에서, 웨이퍼 절단 장치(10)는 시트(3)에 대하여 수평 이동되어 복수의 종방향 절단 예정선(2a)을 하나씩 절단한다. 모든 종방향 절단 예정선(2a)이 절단된 후, 웨이퍼 절단 장치(10)가 본래 상태의 시트(3)에 대하여 수평 방향으로 90도 회전되어 직선상의 상부 단차 부분(12a)의 에지가 횡방향 절단 예정선(2b)과 평행하게 된다. 웨이퍼 절단 장치(10)는 상기 방식으로 시트(3)에 대하여 횡방향으로 수평 이동된다. 이 수평 이동은 웨이퍼(1)의 복수의 횡방향 절단 예정선(2b)을 하나씩 절단하여 최종적으로 웨이퍼를 다수의 직사각형 칩으로 절단한다.
이하, 제 2 웨이퍼 절단 방법 및 장치는 도 4와 도 5를 참조하여 설명될 것이다. 도 4의 단면도에 도시된 웨이퍼 절단 장치(10)는 평탄한 유지면(11)의 중앙에 유지면(11)으로부터 돌출되어 형성된 돌출 부재(12b)를 푸싱 부재(12)로서 포함한다. 돌출 부재(12b)는 스퀴즈(12'b)의 상단 에지이고, 스퀴즈(12'b)의 양측에 진공 흡인 입구(13, 13)가 형성된다. 웨이퍼(1)의 시트(3)는 평탄한 유지면(11)상으로 슬라이딩된다. 이 유지면(11)의 중앙에는 직선상의 돌출 부재(12b)가 유지면(11)으로부터 웨이퍼 두께 정도의 높이로 돌출된다. 직선상의 돌출 부재(12b)는 웨이퍼(1)의 절단 예정선(2) 중 가장 긴 것보다 약간 더 길다. 웨이퍼(1)의 시트(3)는 유지면(11)에 위치된 다음, 시트(3)는 진공 흡인 입구(13, 13)를 통한 진 공 흡인에 의해 유지면(11)상으로 흡착된다. 이것은 돌출 부재(12b)가 시트(3)를 국부적으로 약간 푸시업하게 하여 유지면(11)과의 사이에 공극(g)을 형성한다. 이 공극(g)의 양단을 막기 위하여, 도 5에 도시된 실링 부재(11e)가 스퀴즈(12'b)의 양단측에 형성되어 공극(g)에서의 진공 흡인의 저하를 방지한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)의 시트(3)는 유지면(11)에 위치되고, 진공 흡인은 스퀴즈(12'b)의 정면측 및 배면측을 따라 형성된 진공 흡인 입구(13, 13)를 통하여 동시에 수행된다. 그 다음, 유지면(11)이 시트(3) 아래로 슬라이딩되면서 웨이퍼 절단 장치(10)를 수평으로 이동시켜 직선상의 돌출 부재(12b)가 종방향 또는 횡방향 절단 예정선(2) 바로 아래에 도달한다. 돌출 부재(12b)가 절단 예정선(2) 바로 아래에 도달하면, 돌출 부재(12b)의 양측에 있는 시트(3)의 영역은 아래로 진공 흡인된다. 따라서, 굽힘 응력이 웨이퍼 표면의 절단 예정선(2)에 집중적으로 가해져 절단 예정선(2)을 절단한다. 이 절단은 웨이퍼(1)를 국부적으로 아래로부터 역 V자상으로 푸시하는 돌출 부재(12b)에 의해 행해지므로, 도 2에 도시된 장치에 비하여 더 많은 압력이 웨이퍼(1)에 가해질 수 있다. 실제로, 보다 소형 칩(0.25㎜ 스퀘어의 소형 칩 등)을 얻기 위한 절단이 확실해진다.
이하, 제 3 웨이퍼 절단 방법 및 장치는 도 6을 참조하여 설명될 것이다. 도 6에 도시된 웨이퍼(1)는 정면측에 점착된 다른 신축성 시트(3')를 갖는다. 도 6의 웨이퍼 절단 장치(10)는 도 2와 동일한 장치이다. 웨이퍼(1)의 정면측의 시트(3')는 커버 시트이고, 웨이퍼(1)의 정면측에 절단 예정선(2)을 형성한 후에 점착된다. 이 웨이퍼(1)의 배면의 시트(3)는 웨이퍼 절단 장치(10)의 유지면(11)에 걸쳐서 슬 라이딩되고, 진공 흡인은 진공 흡인 입구(13)를 통하여 수행된다. 도 2와 마찬가지로, 웨이퍼(1)의 절단 예정선(2)이 푸싱 부재(12) 바로 위에 도달될 때, 굽힘 응력이 절단 예정선(2)에 집중적으로 인가되어 절단 예정선(2)을 절단한다. 절단 예정선(2)이 이 방식으로 절단될 때, 커버 시트(3')는 웨이퍼(1)와 절단된 칩을 정면측으로부터 프레스하여 칩이 시트(3)로부터 제거되는 것을 억제한다. 또한, 배면 시트(3)와 커버 시트(3')의 익스팬션은 미리 커버 시트(3')에 의한 인장 응력이 웨이퍼 표면에 가해지게 하여, 절단 예정선의 절단을 확실하게 하고 안정시킨다. 이러한 커버 시트(3')의 작용 효과는 웨이퍼가 소형 칩으로 절단될 때 더 효과적이므로, 칩의 소형화를 용이하게 한다.
이하, 제 4 웨이퍼 절단 방법과 장치는 도 7를 참조하여 설명될 것이다. 도 7에 도시된 웨이퍼(1)는 도 6에 도시된 웨이퍼(1)와 같이 그 정면 및 배면에 각각 점착된 시트(3, 3')를 갖는다. 도 7에 도시된 웨이퍼 절단 장치(10)는 도 4와 동일한 장치이고, 도 4의 스퀴즈(12'b)는 푸싱 부재(12)로서의 롤러(12c)에 의해 대체된다. 이 롤러(12c)의 양측에 진공 흡인 입구(13, 13)가 형성된다. 롤러(12c)는 유지면(11)으로부터 웨이퍼 두께 정도 돌출되어 있다. 웨이퍼 절단 장치(1)가 시트(3)와 접촉한 돌출 외부면에 대하여 수평 이동되면, 롤로(12c)는 종동 회전된다.
도 7에 도시된 장치의 경우에, 웨이퍼(1)의 배면의 시트(3)는 유지면(11)과 접촉하고, 진공 흡인은 롤러(12c)의 정면측 및 배면측에 형성된 진공 흡인 입구(13, 13)를 통하여 동시에 수행된다. 이 상태에서, 웨이퍼 절단 장치(10)는 유지면(11)이 시트(3) 아래로 슬라이딩되면서 수평 이동된다. 이 수평 이동은 직선상의 롤러(12c)가 시트(3)와의 접촉 저항에 의해 자전되게 하여 직선상의 롤러(12c)가 시트(3)의 하면으로 이동된다. 이것은 웨이퍼 절단 장치(10)를 순조롭게 이동시킨다. 이 롤러(12c)는 웨이퍼(1)의 종방향 또는 횡방향 절단 예정선(2) 바로 아래로 하나씩 이동된다. 롤러(12c)가 절단 예정선(2) 바로 아래에 도달하면, 롤러(12c)의 양측에 있는 시트(3)의 영역은 아래로 진공 흡인된다. 따라서, 굽힘 응력이 웨이퍼 표면의 절단 예정선(2)에 집중적으로 인가되어 절단 예정선(2)을 절단한다. 도 4의 장치와 마찬가지로, 이 절단은 웨이퍼(1)를 국부적으로 아래로부터 역 V자상으로 푸시하는 돌출 부재(12b)에 의해 행해지므로, 도 2에 도시된 장치에 비하여 더 많은 압력이 웨이퍼(1)에 가해질 수 있다. 또한, 커버 시트(3')를 국부적으로 역 V자상으로 갖는 웨이퍼(1)를 푸시업하는 롤러(12c)는 자전하면서 웨이퍼(1)의 배면측의 시트(3)의 하면으로 이동한다. 이것은 시트(3)의 손상을 감소시킬 수 있다.
이하, 제 5 웨이퍼 절단 방법과 장치는 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명될 것이다.
도 8에 도시된 웨이퍼(1)에는 시트(3)가 점착되는 표면에 격자상으로 형성된 절단 예정선(2)이 형성되어 있다. 예컨대, 절단 예정선(2)은 도 10의 하면이 되는 웨이퍼(1)의 정면에 우선 형성된 다음, 시트(3)는 동일한 웨이퍼(1)의 표면에 점착된다. 이 웨이퍼(1)는 시트(3)가 아래에 이루어지도록 상하 반전되고, 시트(3)는 도 9에 도시된 웨이퍼 절단 장치(10)의 상면인 유지면(11)에 위치된다.
도 9에 도시된 웨이퍼 절단 장치(10)의 유지면(11)은 제 1 유지면(11p) 및 제 2 유지면(11q)으로 이루어진다. 제 1 및 제 2 유지면(11p 및 11q)은 V자상으로 연속 형성되고, 시트(3)의 배면과 슬라이딩가능하게 접촉되어 시트(3)를 통하여 웨이퍼(1)를 유지한다. 제 1 및 제 2 유지면(11p 및 11q)의 경계에 진공 흡인 입구(13)가 형성된다. V자상으로 서로 연속되는 제 1 및 제 2 유지면(11p 및 11q)은 180도에 가까운 둔각에서 서로 교차한다. 도 8에 도시된 제 1 및 제 2 유지면(11p 및 11q)은 180도에 가까운 둔각을 갖는 V자의 단면 형상을 갖는다. V자 형상의 측면 사이의 얕은 골짜기는 직선상으로 정렬된 복수의 진공 흡인 입구(13)를 갖는다. 이 골짜기는 복수의 절단 예정선(2) 중 가장 긴 것보다 약간 더 긴 길이를 갖는다.
웨이퍼의 시트는 제 1 유지면(11p)상에 위치되고, 제 2 유지면(11q)에 대하여 상대적으로 슬라이딩된다. 그 다음, 진공 흡인은 진공 흡인 입구(13)를 통하여 수행된다. 그 결과, 굽힘 응력은 시트(3)를 통하여 웨이퍼(1)에 집중적으로 가해진다. 웨이퍼(1)의 절단 예정선(2)이 진공 흡인 입구(13)에 도달할 때까지 상대 이동되면, 도 8에 도시된 웨이퍼(1)의 하면에 형성된 절단 예정선(2)이 아래로 굽혀져 굽힘 응력이 발생된다. 이 굽힘 응력은 절단 예정선을 절단한다.
본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 범위내에서 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 방법에 의하면, 웨이퍼의 절단 예정선은 시트를 통하여 국부적으로 진공 흡인되고 절단 예정선에 집중적으로 굽힘 응력을 가함으로써 절단된다. 따라서, 절단 예정선이 레이저 다이싱법에 의해 웨이퍼 내부에 형성된 개질 영역인 경우도, 또는 절단 예정선이 웨이퍼의 중앙에 있는 경우도, 절단은 웨이퍼의 절단 성을 향상시키는 효과로 확실해질 수 있다. 또한, 웨이퍼 절단 성능의 개선은 웨이퍼의 절단 예정선을 레이저 다이싱법에 의한 개질 영역으로 형성하여 단일 웨이퍼에 다수의 칩을 형성하고, 칩을 0.3㎜ 스퀘어나 0.25㎜ 스퀘어로 용이하게 소형화한다. 또한, 그러한 소형 칩으로의 웨이퍼의 절단은 소형 칩의 수율을 향상시키는 효과로 더 확실해져 실용적인 가치를 제공된다.
본 발명의 장치에 의하면, 웨이퍼의 시트를 보유하는 유지면에 상기 시트를 국부적으로 진공 흡인하는 진공 흡인 입구가 설치된 간단한 구조가 달성될 수 있다. 이 간단한 구조는 웨이퍼 절단 장치를 소형화하고 비용 효율을 높게 한다. 또한, 이렇게 간단한 소형 웨이퍼 절단 장치는 기존의 다이 본더에서의 익스팬션 기구로 용이하게 조립될 수 있고, 설비 투자에 관하여 기존의 다이 본더에 유리하게 적용될 수 있는 실용적인 가치에 뛰어난 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 시트에 점착된 웨이퍼에 형성된 절단 예정선을 따라 웨이퍼를 절단하는 웨이퍼 절단 방법으로서:
    상기 시트를 통하여 웨이퍼의 상기 절단 예정선을 국부적으로 진공 흡인하여 상기 절단 예정선에 굽힘 응력을 가함으로써 상기 굽힘 응력으로 상기 절단 예정선을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단 예정선은 레이저 다이싱법에 의해 웨이퍼 내부에 발생된 균열에 의한 개질 영역인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 종횡 격자상 방향으로 복수의 절단 예정선을 갖고,
    상기 종방향의 복수의 절단 예정선 및 상기 횡방향의 복수의 절단 예정선 중 하나가 하나씩 진공 흡인되어 절단된 후, 상기 종방향의 복수의 절단 예정선 및 상기 횡방향의 복수의 절단 예정선 중 다른 하나가 하나씩 진공 흡인되어 절단되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 절단 예정선 중 하나는 진공 흡인되고, 푸싱 부재는 상기 시트를 통하여 복수의 절단 예정선 중 하나를 진공 흡인으로 푸싱하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 그 정면 및 배면에 점착된 시트를 가지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 방법.
  6. 시트의 정면에 점착된 웨이퍼를, 상기 시트의 정면에 점착된 웨이퍼의 표면과 대향하는 웨이퍼의 표면에 격자상으로 형성된 복수의 절단 예정선을 따라 절단하는 웨이퍼 절단 장치로서:
    상기 시트의 배면과 슬라이딩가능하게 접촉하여 상기 시트를 통해서 상기 웨이퍼를 유지하는 유지면;
    상기 복수의 절단 예정선 중 최대 절단 예정선 이상이 되도록 그리고 상기 웨이퍼가 상기 시트를 통하여 상기 유지면에 위치될 때 상기 유지면과 시트 사이에 간격을 형성하도록 상기 유지면에 직선상으로 형성된 푸싱 부재; 및
    상기 푸싱 부재에 인접하여 상기 유지면에 형성되는 진공 흡인 입구로서, 상기 간격이 진공 흡인에 의해 진공화되어 상기 시트를 통하여 상기 웨이퍼를 국부적으로 진공 흡인하는 진공 흡인 입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유지면은 상부 단차 부분 및 하부 단차 부분으로 이루어지는 단차 부분을 포함하고,
    상기 푸싱 부재는 상기 상부 단차 부분인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 푸싱 부재는 상기 유지면으로부터 부분적으로 돌출된 돌출 부재인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 돌출 부재는 그 양측에 상기 진공 흡인 입구를 가지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 장치.
  10. 시트의 정면에 점착된 웨이퍼를, 상기 시트의 정면에 점착된 웨이퍼의 표면에 격자상으로 형성된 복수의 절단 예정선을 따라 절단하는 웨이퍼 절단 장치로서:
    상기 시트의 배면에 슬라이딩가능하게 접촉하여 상기 시트를 통해서 상기 웨이퍼를 유지하고, V자상으로 서로 연속되는 제 1 유지면 및 제 2 유지면; 및
    상기 제 1 유지면과 제 2 유지면 사이의 경계에 형성된 진공 흡인 입구로서, 진공 흡인이 그것을 통해서 수행되어 상기 시트를 통해서 상기 웨이퍼를 국부적으로 진공 흡인하는 진공 흡인 입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 절단 장치.
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