KR20090123777A - 웨이퍼 분할 방법 - Google Patents

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KR20090123777A
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Abstract

본 발명은, 스트리트의 표면에 막이 피복된 웨이퍼를, 막을 남기지 않고 분할할 수 있는 웨이퍼 분할 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판의 표면에 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성되어 있고 또한 스트리트의 표면에 막이 피복되어 있는 웨이퍼를, 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 방법으로서, 막에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 표면측으로부터 스트리트를 따라 조사하고 레이저 가공 홈을 형성하여 막을 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정과, 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼의 이면측으로부터 스트리트를 따라 조사하여, 기판의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과, 웨이퍼를 구성하는 기판의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 소정 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과, 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정을 포함한다.

Description

웨이퍼 분할 방법{WAFER DIVIDING METHOD}
본 발명은 표면에 복수의 스트리트가 격자형으로 형성되어 있고 또한 이들 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼를, 스트리트를 따라 분할하는 웨이퍼 분할 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 공정에서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 스트리트라 불리는 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI, 액정 드라이버, 플래시 메모리 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 웨이퍼를 스트리트를 따라 절단함으로써 디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 디바이스를 제조하고 있다.
전술한 웨이퍼의 스트리트를 따라 분할하는 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 사용하여, 분할할 영역의 내부에 집광점을 맞추고 펄스 레이저 광선을 조사하는 레이저 가공 방법도 시도되고 있다. 이 레이저 가공 방법을 이용한 분할 방법은, 웨이퍼의 한쪽 면측으로부터 내부에 집광점을 맞추고 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 연속적으로 형성하고, 이 변질층이 형성됨 으로써 강도가 저하된 스트리트를 따라 외력을 가함으로써 웨이퍼를 파단하여 분할하는 것으로, 스트리트의 폭을 좁게 하는 것이 가능해진다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 제 3408805 호 공보
스트리트의 표면에 금속막, 불화실리케이트 유리막, 실리콘산화막계 패시베이션막(SiO2, SiON), 폴리이미드(PI)계 고분자 화합물막, 불소계 고분자 화합물막, 불소화 비정질 카본계 화합물막이 피복되어 있는 웨이퍼에서는, 내부에 집광점을 맞추고 웨이퍼 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 형성함으로써, 웨이퍼 기판을 분할할 수는 있지만, 스트리트의 표면에 피복된 막은 분할할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술적 과제는, 스트리트의 표면에 막이 피복된 웨이퍼를, 막을 남기지 않고 분할할 수 있는 웨이퍼 분할 방법을 제공하는 것이다.
상기 주된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 기판의 표면에 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성되어 있고 상기 스트리트의 표면에 막이 피복되어 있는 웨이퍼를, 상기 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 방법으로서,
상기 막에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 표면측으로부터 상기 스트리트를 따라 상기 막에 조사하여 레이저 가공 홈을 형성하고, 상기 막을 상기 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정과,
상기 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 상기 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼의 이면측으로부터 상기 스트리트를 따라 조사하여, 상기 기판의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과,
상기 변질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼를 구성하는 상기 기판의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 소정 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과,
상기 이면 연삭 공정이 실시된 웨이퍼에 외력을 부여하여, 웨이퍼를 상기 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분할 방법이 제공된다.
또, 본 발명에 의하면, 기판의 표면에 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성되어 있고 상기 스트리트의 표면에 막이 피복되어 있는 웨이퍼를, 상기 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 방법으로서,
상기 막에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 표면측으로부터 상기 스트리트를 따라 상기 막에 조사하여 레이저 가공 홈을 형성하고, 상기 막을 상기 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정과,
상기 막 분단 공정이 실시된 웨이퍼를 구성하는 상기 기판의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 소정 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과,
상기 이면 연삭 공정이 실시된 웨이퍼의 상기 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 상기 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼의 이면측으로부터 상기 스트리트를 따라 조사하여, 상기 기판의 내부에 스트리트를 따라 변질 층을 형성하는 변질층 형성 공정과,
상기 변질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼에 외력을 부여하여, 웨이퍼를 상기 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분할 방법이 제공된다.
상기 웨이퍼 파단 공정은, 환상의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 웨이퍼의 이면을 점착한 상태로 상기 다이싱 테이프를 확장함으로써 웨이퍼에 외력을 부여한다.
본 발명에서의 웨이퍼 분할 방법에 의하면, 웨이퍼의 기판에 형성된 스트리트의 표면에 피복된 막을 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정과, 기판의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정을 실시한 후에, 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를 스트리트를 따라 파단하기 때문에, 웨이퍼를 스트리트를 따라 파단할 때에는 막이 스트리트를 따라 분단되어 있기 때문에 막이 파단되지 않고 남는 경우는 없다.
이하, 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 바람직한 실시형태에 관해, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법으로 분할되는 웨이퍼의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시하는 웨이퍼의 주요부를 확대한 단면도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시하는 웨이퍼(2)는, 예를 들어 두께가 600 ㎛인 실리콘 기판(21)의 표면(21a)에 격자형으로 형성된 복수의 스트리트(22)에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI, 액정 드라이버, 플래시 메모리 등의 디바이스(23)가 형성되어 있다. 이 웨이퍼(2)에는, 도 2에 도시된 바와 같이 스트리트(22) 및 디바이스(23)를 포함하는 표면(21a)에 도시한 실시형태에서는 폴리이미드(PI)계 고분자 화합물막(24)이 피복되어 있다.
전술한 웨이퍼(2)를 개개의 디바이스(23)로 분할하는 웨이퍼 분할 방법의 제1 실시형태에 관해 설명한다.
제1 실시형태에서는, 우선 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(21)의 표면(21a)에 피복된 고분자 화합물막(24)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 표면측으로부터 스트리트(22)를 따라 고분자 화합물막(24)에 조사하여 레이저 가공 홈을 형성하고, 고분자 화합물막(24)을 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정을 실시한다. 이 막 분단 공정은, 도 3에 도시하는 레이저 가공 장치(3)를 사용하여 실시한다. 도 3에 도시하는 레이저 가공 장치(3)는, 피가공물을 유지하는 척테이블(31)과, 상기 척테이블(31)상에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(32)과, 척테이블(31)상에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(33)을 구비하고 있다. 척테이블(31)은, 피가공물을 흡인 유지하도록 구성되어 있고, 도시하지 않은 가공 이송 기구에 의해 도 3에서 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동되고 또한 도시하지 않은 인덱싱 이송 기구에 의해 도 3에서 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동되도록 되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(32)은, 실질적으로 수평으로 배치된 원통형의 케이싱(321)을 포함하고 있다. 케이싱(321)내에는 도시하지 않은 YAG 레이저 발진기 또는 YVO4 레이저 발진기로 이루어진 펄스 레이저 광선 발진기나 반복 주파수 설정 수단을 구비한 펄스 레이저 광선 발진 수단이 설치되어 있다. 상기 케이싱(321)의 선단부에는, 펄스 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하기 위한 집광기(322)가 장착되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(32)을 구성하는 케이싱(321)의 선단부에 장착된 촬상 수단(33)은, 가시광선에 의해 촬상하는 통상의 촬상 소자(CCD) 외에, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선 조명 수단과, 상기 적외선 조명 수단에 의해 조사된 적외선을 포착하는 광학계와, 상기 광학계에 의해 포착된 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD)등으로 구성되어 있다. 이 촬상 수단(33)은, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않은 제어 수단으로 보낸다.
전술한 레이저 가공 장치(3)를 사용하여 실시하는 막 분단 공정에 관해, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
막 분단 공정은, 우선 전술한 도 3에 도시하는 레이저 가공 장치(3)의 척테이블(31)상에 웨이퍼(2)의 이면(21b)측을 올려 놓는다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 웨이퍼(2)를 척테이블(31)상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척테이블(31)에 유지된 웨이퍼(2)는 표면(21a)이 상측이 된다.
전술한 바와 같이 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 척테이블(31)은, 도시하지 않은 가공 이송 기구에 의해 촬상 수단(33)의 바로 아래에 위치된다. 척테이블(31)이 촬상 수단(33)의 바로 아래에 위치되면, 촬상 수단(33) 및 도시하지 않은 제어 수단 에 의해 웨이퍼(2)의 레이저 가공할 가공 영역을 검출하는 얼라이먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단(33) 및 도시하지 않은 제어 수단은, 웨이퍼(2)의 소정 방향으로 형성되어 있는 스트리트(22)와, 스트리트(22)를 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)와의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트를 수행한다. 또, 상기 소정 방향에 대하여 직각으로 연장되게 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 스트리트(22)에 대해서도, 마찬가지로 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트가 수행된다(얼라이먼트 공정). 얼라이먼트 공정에서는, 웨이퍼(2)의 스트리트(22) 및 디바이스(23)를 포함하는 표면(21a)에 피복된 폴리이미드(PI)계 고분자 화합물막(24)이 투명하지 않은 경우라도, 촬상 수단(33)이 전술한 바와 같이 적외선 조명 수단과 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성된 촬상 수단을 구비하고 있기 때문에, 폴리이미드(PI)계 고분자 화합물막(24)을 투과하여 스트리트(22)를 촬상할 수 있다.
이상과 같이 하여 척테이블(31)상에 유지된 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 스트리트(22)를 검출하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트가 행해졌다면, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 척테이블(31)을 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시켜, 소정 스트리트(22)를 집광기(322)의 바로 아래에 위치시킨다. 이 때, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)는, 스트리트(22)의 일단[도 4의 (a)에서 좌단]이 집광기(322)의 바로 아래에 위치하도록 위치 결정된다. 다음으로, 레이저 광선 조사 수 단(32)의 집광기(322)로부터 웨이퍼(2)의 고분자 화합물막(24)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척테이블(31)을 도 4의 (a)에서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 스트리트(22)의 타단[도 4의 (b)에서 우단]이 집광기(322)의 바로 아래 위치에 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 또한 척테이블(31)의 이동을 정지한다. 이 막 분단 공정에서는, 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 웨이퍼(2)의 표면에 피복된 고분자 화합물막(24)의 표면(상면) 부근에 맞춘다.
전술한 막 분단 공정을 실시함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이 고분자 화합물막(24)에는 스트리트(22)를 따라 기판(21)에 도달하는 레이저 가공 홈(240)이 형성된다. 그 결과, 스트리트(22)에 피복된 고분자 화합물막(24)은, 레이저 가공 홈(240)에 의해 스트리트(22)를 따라 분단된다. 이 막 분단 공정에서는, 고분자 화합물막(24)은 레이저 가공되지만 곧바로 승화되고, 실리콘으로 이루어진 기판(21)은 가공되지 않기 때문에, 레이저 가공에 의한 파편의 발생이 억제된다.
상기 막 분단 공정은, 예를 들어 이하의 가공 조건으로 행해진다.
레이저 광선의 광원 : LD 여기 Q 스위치 Nd : YVO4 레이저
파장 : 355 ㎚
평균 출력 : 1W
펄스폭 : 40 ns
반복 주파수 : 50 kHz
집광 스폿 직경 : φ5 ㎛
가공 이송 속도 : 100 ㎜/초
이상과 같이 하여, 웨이퍼(2)의 소정 방향으로 연장되는 모든 스트리트(22)를 따라 전술한 막 분단 공정을 실행했다면, 척테이블(31)을 90도 회전 운동시켜, 상기 소정 방향에 대하여 직각으로 연장되는 각 스트리트(22)를 따라 전술한 보호막 분단 공정을 실행한다.
전술한 보호막 분단 공정을 실행했다면, 웨이퍼(2)의 기판(21)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판(21)의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼(2)의 이면측으로부터 스트리트(22)를 따라 조사하여, 기판(21)의 내부에 스트리트(22)를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정을 실시한다. 이 변질층 형성 공정을 실시할 때, 도시한 실시형태에서는 웨이퍼(2)의 표면에 형성된 디바이스(23)를 보호하기 위해, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 웨이퍼(2)의 표면(21a)에 염화비닐 등으로 이루어진 보호 테이프(4)를 점착한다(보호 테이프 점착 공정).
전술한 바와 같이 웨이퍼(2)의 표면(21a)에 보호 테이프(4)를 점착했다면, 웨이퍼(2)의 기판(21)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판(21)의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼(2)의 이면측으로부터 스트리트(22)를 따라 조사하여, 기판(21)의 내부에 스트리트(22)를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정을 실시한다. 이 변질층 형성 공정은, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 도 3에 도시하는 레이저 가공 장치(3)와 동일한 레이저 가공 장치(3)를 사용하여 실시한다. 따라서, 레이저 가공 장치(3)의 각 구성 부재에는 도 3에 도시하는 부호와 동 일한 부호를 붙여 설명한다. 레이저 광선 조사 수단(32)은, 기판(21)에 대하여 투과성을 갖는 파장(예를 들어, 1064 ㎚)의 펄스 레이저 광선을 발진하는 펄스 레이저 광선 발진 수단을 구비하고 있다.
도 7에 도시하는 레이저 가공 장치(3)를 사용하여 변질층 형성 공정을 실시하기 위해서는, 도 7에 도시된 바와 같이 척테이블(31)상에 웨이퍼(2)의 표면(21a)에 점착된 보호 테이프(4)측을 올려 놓는다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 보호 테이프(4)를 통해 웨이퍼(2)를 척테이블(31)상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척테이블(31)에 유지된 웨이퍼(2)는, 이면(21b)이 상측이 된다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 척테이블(31)은, 도시하지 않은 가공 이송 기구에 의해 촬상 수단(33)의 바로 아래에 위치된다.
척테이블(31)이 촬상 수단(33)의 바로 아래에 위치되면, 상기 보호막 분단 공정과 마찬가지로 촬상 수단(33) 및 도시하지 않은 제어 수단에 의해 웨이퍼(2)의 레이저 가공할 가공 영역을 검출하는 얼라이먼트 공정을 실행한다. 즉, 촬상 수단(33) 및 도시하지 않은 제어 수단은, 웨이퍼(2)에 형성되어 있는 스트리트(22)와, 스트리트(22)를 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)와의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트를 수행한다. 이 얼라이먼트 공정을 실시할 때에는 웨이퍼(2)의 스트리트(22)가 형성되어 있는 표면(21a)은 아래쪽에 위치하고 있지만, 촬상 수단(33)이 전술한 바와 같이 적외선 조명 수단과 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성된 촬상 수단을 구비하고 있기 때문에, 이면(21b)으로부터 투과하여 스트리트(22)를 촬상할 수 있다.
이상과 같이 하여 척테이블(31)상에 유지된 웨이퍼(2)의 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 얼라이먼트가 행해졌다면, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 척테이블(31)을 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시켜, 소정의 스트리트(22)[레이저 가공 홈(240)이 형성되어 있음]의 일단[도 8의 (a)에서 좌단]을 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 집광기(322)로부터 실리콘 기판(21)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척테이블(31)을 도 8의 (a)에서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)의 조사 위치가 스트리트(22)의 타단[도 8의 (b)에서 우단]의 위치에 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 또한 척테이블(31)의 이동을 정지한다. 이 변질층 형성 공정에서는, 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 반도체 웨이퍼(2)의 두께 방향 중간부에 위치 결정된다. 그 결과, 웨이퍼(2)의 기판(21)에는, 도 8의 (b) 및 도 9에 도시된 바와 같이 스트리트(22)를 따라 두께 방향 중간부에 변질층(210)이 형성된다. 이와 같이 웨이퍼(2)의 기판(21)의 내부에 스트리트(22)를 따라 변질층(210)이 형성되면, 기판(21)에는 도 9에 도시된 바와 같이 변질층(210)으로부터 표면(21a) 및 이면(21b) 방향으로 스트리트(22)를 따라 크랙(211)이 발생한다.
상기 변질층 형성 공정에서의 가공 조건은, 예를 들어 다음과 같이 설정되어 있다.
광원 : LD 여기 Q 스위치 Nd : YVO4 레이저
파장 : 1064 ㎚의 펄스 레이저
평균 출력 : 1W
펄스폭 : 40 ns
반복 주파수 : 100 kHz
집광 스폿 직경 : φ1 ㎛
가공 이송 속도 : 100 ㎜/초
이상과 같이 하여, 웨이퍼(2)의 소정 방향으로 연장되는 모든 스트리트(22)를 따라 전술한 변질층 형성 공정을 실행했다면, 척테이블(31)을 90도 회전 운동시켜, 상기 소정 방향에 대하여 직각으로 연장되는 각 스트리트(22)를 따라 전술한 변질층 형성 공정을 실행한다.
전술한 변질층 형성 공정을 실행했다면, 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(21)의 이면(21b)을 연삭하여, 웨이퍼(2)를 소정 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 실시한다. 이 이면 연삭 공정은, 도 10의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5)를 사용하여 실시한다. 도 10의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5)는, 피가공물을 유지하는 척테이블(51)과, 상기 척테이블(51)에 유지된 피가공물을 연삭하기 위한 연삭 지석(52)을 구비한 연삭 수단(53)을 구비하고 있다. 이 연삭 장치(5)를 사용하여 상기 이면 연삭 공정을 실시하기 위해서는, 척테이블(51)상에 웨이퍼(2)의 보호 테이프(4)측을 올려 놓고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써 웨이퍼(2)를 척테이블(51)상에 유지한다. 따라서, 척테이블(51)에 유지된 웨이퍼(2)는, 이면(21b)이 상측이 된다. 이와 같이 하여, 척테이블(51)상에 웨이퍼(2)를 유지했다면, 척테이블(51)을 화살표 51a로 나타내는 방향으로 예를 들어 300 rpm으로 회전시키면서, 연삭 수단(53)의 연삭 지석(52)을 화살표 52a로 나타내는 방향으로 예를 들어 6000 rpm으로 회전시키면서 반도체 웨이퍼(2)의 이면(2b)에 접촉시켜 연삭함으로써, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 소정 두께(예를 들어 100 ㎛)로 형성한다. 상기 변질층 형성 공정에서 형성되는 변질층(210)을 웨이퍼(2)의 표면(2a)으로부터 예를 들어 100 ㎛ 이내의 위치에 형성하면 상기 이면 연삭 공정을 실시한 후에도 변질층(210)이 남지만, 상기 변질층 형성 공정에서 형성되는 변질층(210)을 웨이퍼(2)의 표면(2a)으로부터 예를 들어 100 ㎛의 위치보다 이면(2b)측에 형성하기 때문에, 상기 이면 연삭 공정을 실시함으로써 변질층(210)이 형성된 위치까지 연삭되어, 변질층(210)은 제거된다. 따라서, 웨이퍼(2)의 기판(21)에는, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 스트리트(22)를 따라 형성된 크랙(211)이 남겨진다.
다음으로, 전술한 이면 연삭 공정이 실시된 웨이퍼(2)에 외력을 부여하여, 웨이퍼(2)를 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정을 실시한다. 이 웨이퍼 파단 공정을 실시하기 위해서는, 도 11에 도시된 바와 같이 환상의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에 웨이퍼(2)의 기판(21)의 이면(21b)을 점착한다(웨이퍼 지지 공정). 그리고, 웨이퍼(2)의 기판(21)의 표면(21a)에 점착되어 있는 보호 테이프(4)를 박리한다(보호 테이프 박리 공정).
이상과 같이 하여 웨이퍼 지지 공정 및 보호 테이프 박리 공정을 실시했다면, 상기 막 분단 공정 및 변질층 형성 공정이 실시되어 있는 웨이퍼(2), 즉 고분자 화합물막(24)이 스트리트(22)를 따라 분단되고 또한 기판(21)의 내부에 스트리트(22)를 따라 크랙(211)이 형성된 웨이퍼(2)에 외력을 부여하여, 웨이퍼(2)를 스트리트(22)를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정을 실시한다. 이 웨이퍼 파단 공정은, 도시한 실시형태에서는 도 12에 도시하는 테이프 확장 장치(6)를 사용하여 실시한다. 도 12에 도시하는 테이프 확장 장치(6)는, 상기 환상의 프레임(F)을 유지하는 프레임 유지 수단(61)과, 상기 프레임 유지 수단(61)에 유지된 환상의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)를 확장하는 테이프 확장 수단(62)을 구비하고 있다. 프레임 유지 수단(61)은, 환상의 프레임 유지 부재(611)와, 상기 프레임 유지 부재(611)의 외주에 설치된 고정 수단으로서의 복수의 클램프(612)로 이루어져 있다. 프레임 유지 부재(611)의 상면에는 환상의 프레임(F)을 올려 놓는 적재면(611a)이 형성되어 있고, 이 적재면(611a)상에 환상의 프레임(F)이 놓여진다. 그리고, 적재면(611a)상에 놓여진 환상의 프레임(F)은, 클램프(612)에 의해 프레임 유지 부재(611)에 고정된다. 이와 같이 구성된 프레임 유지 수단(61)은, 테이프 확장 수단(62)에 의해 상하 방향으로 진퇴 가능하게 지지되어 있다.
테이프 확장 수단(62)은, 상기 환상의 프레임 유지 부재(611)의 내측에 설치되는 확장 드럼(621)을 구비하고 있다. 이 확장 드럼(621)은, 환상의 프레임(F)의 내경보다 작고 상기 환상의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)에 점착되는 웨이퍼(2)의 외경보다 큰 내경 및 외경을 갖고 있다. 또, 확장 드럼(621)은, 하단에 지 지 플랜지(622)를 구비하고 있다. 도시한 실시형태에서의 테이프 확장 수단(62)은, 상기 환상의 프레임 유지 부재(611)을 상하 방향으로 진퇴시킬 수 있는 지지 수단(63)을 구비하고 있다. 이 지지 수단(63)은, 상기 지지 플랜지(622)상에 설치된 복수의 에어 실린더(631)로 이루어져 있고, 그 피스톤 로드(632)가 상기 환상의 프레임 유지 부재(611)의 하면에 연결된다. 이와 같이 복수의 에어 실린더(631)로 이루어진 지지 수단(63)은, 환상의 프레임 유지 부재(611)를 적재면(611a)이 확장 드럼(621)의 상단과 대략 동일한 높이가 되는 기준 위치와, 확장 드럼(621)의 상단보다 소정량 아래쪽의 확장 위치의 사이에서 상하 방향으로 이동시킨다. 따라서, 복수의 에어 실린더(631)로 이루어진 지지 수단(63)은, 확장 드럼(621)과 프레임 유지 부재(611)를 상하 방향으로 상대 이동시키는 확장 이동 수단으로서 기능한다.
이상과 같이 구성된 테이프 확장 장치(6)를 사용하여 실시하는 웨이퍼 파단 공정에 관해 도 13을 참조하여 설명한다. 즉, 웨이퍼(2)[스트리트(22)를 따라 기판(21)에 크랙(211)이 형성되어 있고 고분자 화합물막(24)에 레이저 가공 홈(240)이 형성되어 있음]의 이면(21b)이 점착되어 있는 다이싱 테이프(T)가 장착된 환상의 프레임(F)을, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 프레임 유지 수단(61)을 구성하는 프레임 유지 부재(611)의 적재면(611a)상에 올려 놓고, 클램프(612)에 의해 프레임 유지 부재(611)에 고정한다. 이 때, 프레임 유지 부재(611)는 도 13의 (a)에 도시하는 기준 위치에 위치되어 있다. 다음으로, 테이프 확장 수단(62)을 구성하는 지지 수단(63)으로서의 복수의 에어 실린더(631)를 작동하여, 환상의 프레임 유지 부재(611)를 도 13의 (b)에 도시하는 확장 위치로 하강시킨다. 따라서, 프레임 유 지 부재(611)의 적재면(611a)상에 고정되어 있는 환상의 프레임(F)도 하강하기 때문에, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 환상의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)는 확장 드럼(621)의 상단 가장자리에 접하여 확장된다. 그 결과, 다이싱 테이프(T)에 점착되어 있는 웨이퍼(2)에는 방사형으로 인장력이 작용하기 때문에, 웨이퍼(2)의 기판(21)은 크랙(211)이 형성됨으로써 강도가 저하된 스트리트(22)를 따라 파단되어 개개의 디바이스(23)로 분할된다. 이 때, 웨이퍼(2)의 기판(21)의 표면에 피복되어 있는 고분자 화합물막(24)은 스트리트(22)를 따라 형성된 레이저 가공 홈(240)에 의해 분단되어 있기 때문에, 파단되지 않고 남는 경우는 없다.
전술한 실시형태에서는, 상기 이면 연삭 공정에서 웨이퍼(2)의 기판(21)의 이면을 연삭하여 변질층(210)이 제거되어 있고, 웨이퍼(2)는 기판(21)에 형성된 크랙(211)을 따라 파단된다. 따라서, 개개의 분할된 디바이스(23)의 파단면에는 변질층(210)이 잔존하지 않기 때문에 디바이스(23)의 항절 강도가 향상된다.
다음으로, 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제2 실시형태에 관해 설명한다.
제2 실시형태에서도, 우선 고분자 화합물막(24)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 표면측으로부터 스트리트(22)를 따라 고분자 화합물막(24)에 조사하여 레이저 가공 홈을 형성하고, 고분자 화합물막(24)을 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정을 실시한다. 이 막 분단 공정은, 상기 제1 실시형태에서의 막 분단 공정과 동일하게 실시한다.
다음으로, 막 분단 공정이 실시된 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(21)의 이 면(21b)을 연삭하여 웨이퍼(2)를 소정 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 실시한다. 이 이면 연삭 공정을 실시하기 위해서는, 웨이퍼(2)의 표면에 형성된 디바이스(23)를 보호하기 위해, 상기 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 웨이퍼(2)의 표면(21a)에 염화비닐 등으로 이루어진 보호 테이프(4)를 점착한다(보호 테이프 점착 공정).
전술한 막 분단 공정이 실시된 웨이퍼(2)의 이면 연삭 공정은, 상기 도 10의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5)를 사용하여 상기 제1 실시형태에서의 이면 연삭 공정과 동일하게 실시한다. 그 결과, 도 14에 도시된 바와 같이 웨이퍼(2)는, 기판(21)의 이면(21b)이 연삭되어 소정 두께(예를 들어 100 ㎛)로 형성된다.
이면 연삭 공정을 실시했다면, 웨이퍼(2)의 기판(21)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판(21)의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼(2)의 이면측으로부터 스트리트(22)를 따라 조사하여, 기판(21)의 내부에 스트리트(22)를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정을 실시한다. 이 변질층 형성 공정은, 상기 도 7에 도시된 바와 같이 레이저 가공 장치(3)를 사용하여 상기 도 8에 도시하는 변질층 형성 공정과 동일하게 실시한다. 그 결과, 도 15에 도시된 바와 같이 소정 두께(예를 들어 100 ㎛)로 형성된 웨이퍼(2)의 기판(21)에는, 내부에 스트리트(22)를 따라 변질층(210)이 형성되고 또한 변질층(210)으로부터 표면(21a) 및 이면(21b) 방향으로 크랙(211)이 발생한다.
다음으로, 전술한 변질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼(2), 즉 고분자 화합물막(24)이 스트리트(22)를 따라 분단되고 또한 기판(21)의 내부에 스트리트(22)를 따라 변질층(210)이 형성되어 있는 웨이퍼(2)에 외력을 부여하여, 웨이퍼(2)를 스트리트(22)를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정을 실시한다. 이 웨이퍼 파단 공정을 실시하기 위해서는, 상기 도 11에 도시된 바와 같이 환상의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에 웨이퍼(2)의 기판(21)의 이면(21b)을 점착한다(웨이퍼 지지 공정). 그리고, 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(21)의 표면(21a)에 점착되어 있는 보호 테이프(4)를 박리한다(보호 테이프 박리 공정).
상기 웨이퍼 지지 공정 및 보호 테이프 박리 공정을 실시했다면, 웨이퍼(2)에 외력을 부여하여 웨이퍼(2)를 스트리트(22)를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정을 실시한다. 이 웨이퍼 파단 공정은, 상기 도 12에 도시하는 테이프 확장 장치(6)를 사용하여 상기 도 13에 도시하는 웨이퍼 파단 공정과 동일하게 실시한다. 그 결과, 웨이퍼(2)의 기판(21)은 변질층(210) 및 크랙(211)이 형성됨으로써 강도가 저하된 스트리트(22)를 따라 파단되어 개개의 디바이스(23)로 분할된다. 이 때, 웨이퍼(2)의 기판(21)의 표면에 피복되어 있는 고분자 화합물막(24)은 전술한 바와 같이 스트리트(22)를 따라 형성된 레이저 가공 홈(240)에 의해 분단되어 있기 때문에, 파단되지 않고 남는 경우는 없다.
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법으로 분할되는 웨이퍼의 사시도.
도 2는 도 1에 도시하는 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법에서의 막 분단 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제1 실시형태에서의 막 분단 공정의 설명도.
도 5는 도 4에 도시하는 막 분단 공정이 실시된 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제1 실시형태에서의 보호 테이프 점착 공정을 도시하는 설명도.
도 7은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제1 실시형태에서의 변질층 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제1 실시형태에서의 변질층 형성 공정을 도시하는 설명도.
도 9는 도 8에 도시하는 변질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 10은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제1 실시형태에서의 이면 연삭 공정을 도시하는 설명도.
도 11은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제1 실시형태에서의 웨이퍼 지 지 공정 및 보호 테이프 박리 공정을 도시하는 설명도.
도 12는 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법에서의 웨이퍼 파단 공정을 실시하기 위한 테이프 확장 장치를 도시하는 사시도.
도 13은 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법에서의 웨이퍼 파단 공정을 도시하는 설명도.
도 14는 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제2 실시형태에서의 이면 연삭 공정이 실시된 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 15는 본 발명에 의한 웨이퍼 분할 방법의 제2 실시형태에서의 변질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
(부호의 설명)
2 : 웨이퍼
21 : 기판
210 : 변질층
211 : 크랙
22 : 스트리트
23 : 디바이스
24 : 고분자 화합물막
240 : 레이저 가공 홈
3 : 레이저 가공 장치
31 : 레이저 가공 장치의 척테이블
32 : 레이저 광선 조사 수단
4 : 보호 테이프
5 : 연삭 장치
51 : 연삭 장치의 척테이블
52 : 연삭 지석
53 : 연삭 수단
6 : 테이프 확장 장치
61 : 프레임 유지 수단
62 : 테이프 확장 수단
F : 환상의 프레임
T : 다이싱 테이프

Claims (4)

  1. 기판의 표면에 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성되어 있고 상기 스트리트의 표면에 막이 피복되어 있는 웨이퍼를, 상기 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 방법으로서,
    상기 막에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 표면측으로부터 상기 스트리트를 따라 상기 막에 조사하여 레이저 가공 홈을 형성하고, 상기 막을 상기 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정과,
    상기 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 상기 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼의 이면측으로부터 상기 스트리트를 따라 조사하여, 상기 기판의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과,
    상기 변질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼를 구성하는 상기 기판의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 소정 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과,
    상기 이면 연삭 공정이 실시된 웨이퍼에 외력을 부여하여, 웨이퍼를 상기 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분할 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 파단 공정은, 환상의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 웨이퍼의 이면을 점착한 상태로 상기 다이싱 테이프를 확장함으로써 웨이퍼에 외력을 부여하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분할 방법.
  3. 기판의 표면에 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성되어 있고 상기 스트리트의 표면에 막이 피복되어 있는 웨이퍼를, 상기 스트리트를 따라 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 방법으로서,
    상기 막에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 웨이퍼의 표면측으로부터 상기 스트리트를 따라 상기 막에 조사하여 레이저 가공 홈을 형성하고, 상기 막을 상기 스트리트를 따라 분단하는 막 분단 공정과,
    상기 막 분단 공정이 실시된 웨이퍼를 구성하는 상기 기판의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 소정 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과,
    상기 이면 연삭 공정이 실시된 웨이퍼의 상기 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 상기 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 웨이퍼의 이면측으로부터 상기 스트리트를 따라 조사하여, 상기 기판의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과,
    상기 변질층 형성 공정이 실시된 웨이퍼에 외력을 부여하여, 웨이퍼를 상기 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분할 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 웨이퍼 파단 공정은, 환상의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 웨이퍼의 이면을 점착한 상태로 상기 다이싱 테이프를 확장함으로써 웨이퍼에 외력을 부여하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분할 방법.
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