KR20120017833A - Laser processing device and wafer dicing method using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A laser processing apparatus and a wafer dicing method using the same are provided to perform a wafer dicing process of high precision by forming a wide modified area in a thickness direction of wafer. CONSTITUTION: A laser processing apparatus comprises a beam generator(110), a condensing lens(120), a mirror(130), and an actuator(140). The beam generator generates the laser beam for modifying the wafer. The condensing lens concentrates the laser beam emitted from the beam generator, on the wafer. The mirror reflects the laser beam of the beam generator with the condensing lens. The mirror is relatively rotated about the beam generator. The actuator rotates the mirror in order to move within predetermined thickness in a thickness direction.

Description

레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법{LASER PROCESSING DEVICE AND WAFER DICING METHOD USING THE SAME}LASER PROCESSING DEVICE AND WAFER DICING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 웨이퍼를 고정밀도로 다이싱하기 위해 가공 대상을 레이저 가공하는 레이저 가공 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus for laser processing a processing object for dicing a wafer with high precision, and a wafer dicing method using the same.

웨이퍼 다이싱 공정(wafer dicing process)은 반도체 생산 공정 가운데 웨이퍼 제조 공정과 패키징 공정 사이에 위치하여 웨이퍼를 개별칩 단위로 분리하는 공정이다. The wafer dicing process is a process of separating wafers into individual chip units, which is located between the wafer manufacturing process and the packaging process in the semiconductor production process.

일반적으로, 웨이퍼의 다이싱은 다이아몬드 블레이드를 사용하여 웨이퍼를 물리적으로 절단하는 방법에 의해 이루어지며, 이러한 방법은 소위 쏘잉(sawing)으로 지칭된다. 다만, 이러한 방법은 절단면이 깨끗하지 못하여 고정밀도로 다이싱하는데 부적합하다.In general, dicing of a wafer is accomplished by a method of physically cutting the wafer using a diamond blade, which is called sawing. However, this method is not suitable for dicing with high precision because the cut surface is not clean.

이러한 문제를 해결하기 위하여 레이저 가공을 이용하여 웨이퍼를 개질한 후 웨이퍼에 인장력을 가하여 웨이퍼를 절단하는 방법이 사용되고 있다. 웨이퍼의 표면을 개질하는 방법이 일반적이나, 최근에는 보다 고정밀도의 절단이 가능하도록 웨이퍼의 내부 영역을 개질하는 방법이 제안되었다.In order to solve this problem, a method of cutting a wafer by applying a tensile force to the wafer after modifying the wafer by using laser processing is used. A method of modifying the surface of the wafer is common, but in recent years, a method of modifying the inner region of the wafer to allow more accurate cutting has been proposed.

이와 같이 웨이퍼의 내부 영역을 개질하는 방법을 사용하면, 웨이퍼의 절단면이 깨끗하고 칩이 발생하지 않아 보다 고정밀도의 절단이 가능하다. 이러한 방법을 사용함에 있어서 개질 영역의 형성 위치 및 면적이 중요한 문제로 대두되고 있다.By using the method of modifying the inner region of the wafer in this way, the cutting surface of the wafer is clean and chips are not generated, which enables more accurate cutting. In using such a method, the formation position and area of the modified region are an important problem.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 웨이퍼의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성시킬 수 있는 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus and a wafer dicing method using the same capable of forming a wide modification region in the thickness direction of a wafer.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈와, 상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키며 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 미러, 및 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 상기 미러를 회전시키는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치를 개시한다.In order to realize the above object, the present invention provides a beam generator for generating a laser beam for modifying a wafer, a condenser lens for condensing a laser beam from the beam generator, and a laser beam of the beam generator. A mirror that reflects to a lens and is disposed to be rotatable relative to the beam generator, and an actuator that rotates the mirror such that a focusing point of the laser beam is repeatedly moved within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer. The processing apparatus is disclosed.

상기 미러는 다각형 형태의 반사면을 갖는 폴리건 미러의 형태로 형성되고, 상기 액츄에이터는 상기 폴리건 미러의 회전축을 일 방향으로 회전시키는 모터로서 구현 가능하다.The mirror is formed in the form of a polygon mirror having a reflective surface of the polygonal shape, the actuator may be implemented as a motor for rotating the rotation axis of the polygon mirror in one direction.

상기 미러의 배면에는 푸시돌기가 형성되고, 상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터로서 구현 가능하다. 여기서, 상기 푸시돌기는 상기 미러의 회전점으로부터 일정 간격 이격된 위치에 형성될 수 있다.A push protrusion is formed on the rear surface of the mirror, and the actuator may be implemented as a piezoelectric actuator that is deformed by an electrical signal to apply vibration to the push protrusion. Here, the push protrusion may be formed at a position spaced a predetermined distance from the rotation point of the mirror.

또한, 본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈와, 상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키는 미러와, 상기 집광 렌즈 및 미러를 고정시키며 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 마운트, 및 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 마운트에 진동을 가하는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치를 개시한다.The present invention also provides a beam generator for generating a laser beam for modifying a wafer, a condenser lens for condensing the laser beam from the beam generator on the wafer, and a mirror for reflecting the laser beam of the beam generator to the condenser lens. And a mount fixed to the condenser lens and the mirror and rotatably disposed relative to the beam generator, and the condensing point of the laser beam repeatedly reciprocating within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer. Disclosed is a laser processing apparatus including an actuator for applying vibration.

또한, 본 발명은 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기와, 상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈를 고정시키며 상기 웨이퍼에 대해 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 상대 이동 가능하게 배치되는 렌즈 홀더, 및 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 렌즈 홀더를 웨이퍼의 두께 방향으로 진동시키는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치를 개시한다.The present invention also provides a beam generator for generating a laser beam for modifying a wafer, a condenser lens for condensing the laser beam from the beam generator, and a thickness of the wafer with respect to the wafer while fixing the condenser lens. A lens holder disposed to be relatively movable in a direction, and an actuator for vibrating the lens holder in the thickness direction of the wafer such that the light collecting point of the laser beam is repeatedly reciprocated within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer. A laser processing apparatus is disclosed.

한편, 본 발명은 웨이퍼에 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼를 개질하면서 상기 웨이퍼를 다이싱 방향을 따라 이송시키는 단계와, 상기 웨이퍼가 개질 부위를 기준으로 절단되도록 웨이퍼에 인장력을 가하는 단계를 포함하고, 상기 레이저 빔의 조사는 상기 레이저 가공 장치를 이용하여 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법을 개시한다.On the other hand, the present invention includes the step of transferring the wafer along the dicing direction while irradiating a laser beam to the wafer to modify the wafer, and applying a tensile force to the wafer so that the wafer is cut based on the modified site, Irradiation of a laser beam discloses a wafer dicing method, characterized in that the focusing point of the laser beam is repeatedly moved within a predetermined thickness in the thickness direction of the wafer using the laser processing apparatus.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 미러, 마운트, 및 렌즈 홀더 등을 이동시켜 레이저 빔의 집광 지점을 웨이퍼의 두께 방향으로 왕복 이동시킴으로써, 웨이퍼의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성시킬 수 있으며, 그에 따라 고정밀도의 웨이퍼 다이싱이 가능하다. According to the present invention having the above-described configuration, by moving the mirror, the mount, the lens holder, and the like to reciprocate the light collecting point of the laser beam in the thickness direction of the wafer, a wide modification region can be formed in the thickness direction of the wafer, This enables high precision wafer dicing.

이로써, 초점거리가 짧아 넓은 개질 영역의 가공을 하기 힘들었던 고집속 렌즈의 사용이 자유로워지는 장점이 있다.Accordingly, there is an advantage in that the use of a high focusing lens, which is difficult to process a large modified area due to a short focal length, is free.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.
도 2a 및 2b는 도 1의 레이저 가공장치를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 나타낸 도면들.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도.1 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2A and 2B illustrate a wafer dicing method using the laser processing apparatus of FIG. 1.
3 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명과 관련된 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a laser processing apparatus and a wafer dicing method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이고, 도 2a 및 2b는 도 1의 레이저 가공장치를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 나타낸 도면들이다.1 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, Figures 2a and 2b is a view showing a wafer dicing method using the laser processing apparatus of FIG.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공장치는 빔 발생기(110), 집광 렌즈(120), 미러(130), 및 액츄에이터(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the laser processing apparatus according to the present embodiment includes a beam generator 110, a condenser lens 120, a mirror 130, and an actuator 140.

빔 발생기(110)는 웨이퍼(10, 도 2a 및 2b 참조)의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시킨다. 본 발명에 적용되는 웨이퍼는 실리콘, 사파이어, 갈륨나이트라이드(GaN), 및 실리콘 카바이드(SiC) 등 다양한 재질의 웨이퍼들이 적용될 수 있다. 본 발명에서는 108 W/cm2 이상의 고밀도의 레이저가 적용될 수 있으며, 고정밀도 절단을 위해 1013 W/cm2의 레이저를 적용하는 것이 바람직하다. The beam generator 110 generates a laser beam for modification of the wafer 10 (see FIGS. 2A and 2B). As the wafer applied to the present invention, wafers of various materials such as silicon, sapphire, gallium nitride (GaN), and silicon carbide (SiC) may be applied. In the present invention, a laser having a high density of 10 8 W / cm 2 or more may be applied, and it is preferable to apply a laser of 10 13 W / cm 2 for high precision cutting.

아울러, 레이저의 파장으로는 UV(355nm,343nm), Green(532nm,515nm), NIR(1064nm,1030nm) 등의 파장대 적용이 가능하나, 사파이어 웨이퍼 가공시에는 UV, 실리콘 웨이퍼 가공시 NIR 파장대의 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the wavelength of the laser can be applied to the wavelength range of UV (355nm, 343nm), Green (532nm, 515nm), NIR (1064nm, 1030nm), etc. Preference is given to using.

집광 렌즈(120)는 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔을 웨이퍼(10)에 집광시키는 기능을 한다. 집광 렌즈(120)는 웨이퍼(10)의 상측 공간에 배치되며, 집광 렌즈의 초점을 웨이퍼(10)의 내부 영역에 맞추어 웨이퍼(10)의 내부 영역을 개질한다.The condenser lens 120 functions to condense the laser beam from the beam generator 110 onto the wafer 10. The condenser lens 120 is disposed in an upper space of the wafer 10, and the condenser lens is modified to match the focal point of the condenser lens with the inner region of the wafer 10.

미러(130)는 빔 발생기(110)에서 나온 레이저 빔을 집광 렌즈(120)로 반사시키는 기능을 한다. 미러(130)는 그 반사면이 빔 발생기(110)의 레이저 빔을 집광 렌즈(120)의 수광부로 안내하는 기능을 한다. 본 실시예는 빔 발생기(110), 미러(130), 집광 렌즈(120)가 직각을 이루도록 배치된 것을 예시하고 있다.The mirror 130 serves to reflect the laser beam from the beam generator 110 to the condenser lens 120. The mirror 130 has a function of guiding the laser beam of the beam generator 110 to the light receiving portion of the condenser lens 120. This embodiment illustrates that the beam generator 110, the mirror 130, and the condenser lens 120 are arranged to be perpendicular to each other.

미러(130)는 빔 발생기(110)에 대해 상대 회전 가능하게 배치된다. 본 실시예에 따르면, 미러(130)는 다각형 형태의 반사면을 갖는 폴리건 미러의 형태로 형성된다. 본 실시예는 8각형 형태의 폴리건 미러를 예시하고 있으나, 폴리건 미러는 6각형, 12각형 등 다른 형태로도 구현 가능하다.The mirror 130 is disposed to be relatively rotatable with respect to the beam generator 110. According to the present embodiment, the mirror 130 is formed in the form of a polygon mirror having a polygonal reflective surface. This embodiment illustrates a polygon mirror having an octagonal shape, but the polygon mirror may be implemented in other forms such as a hexagonal shape and a octagonal shape.

미러(130)의 중심에는 회전축(131)이 구비되며, 미러(130)는 회전축(131)을 중심으로 회전하는 구성을 갖는다.A rotation shaft 131 is provided at the center of the mirror 130, and the mirror 130 has a configuration that rotates about the rotation shaft 131.

액츄에이터(140)는 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 미러(130)를 회전시키는 기능을 한다. 본 실시예에 따르면, 액츄에이터(140)는 미러(130)의 회전축(131)을 일 방향으로 회전시키는 모터의 형태를 갖는다. The actuator 140 functions to rotate the mirror 130 such that the light collecting point of the laser beam is repeatedly moved within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer 10. According to the present embodiment, the actuator 140 has a form of a motor for rotating the rotation shaft 131 of the mirror 130 in one direction.

액츄에이터(140)의 구동에 의해 미러(130)가 회전하면, 미러(130)의 반사면 또한 회전하게 된다. 8각형 형태의 미러(130) 중 어느 하나의 반사면(S1)이 이동함에 따라, 집광 렌즈(120)로 입사되는 레이저 빔의 입사 각도가 연속적으로 변하게 되며, 그에 따라 레이저 빔의 집광 지점 또한 이동하게 된다. 여기서, 레이저 빔의 집광 지점은 도 2a에 도시된 바와 같이 타원형(또는 원형) 궤적을 그리며 이동하게 된다.When the mirror 130 rotates by driving the actuator 140, the reflection surface of the mirror 130 also rotates. As the reflective surface S1 of the octagonal mirror 130 is moved, the incident angle of the laser beam incident on the condenser lens 120 is continuously changed, and thus the condensing point of the laser beam is also moved. Done. Here, the light collecting point of the laser beam moves in an elliptical (or circular) trajectory as shown in FIG. 2A.

미러(130)가 회전을 계속하여 레이저 빔이 다음 반사면(인접한 반사면, S2)에 도달하면, 레이저 빔은 다시 전 단계의 초기 각도로서 집광 렌즈(120)로 입사된다. 미러(130)의 회전에 따른 반사면(S2)의 회전에 의해, 집광 렌즈(120)로 입사되는 레이저빔의 입사 각도가 앞선 설명과 같이 변하게 되는 것이다. When the mirror 130 continues to rotate and the laser beam reaches the next reflecting surface (adjacent reflecting surface, S2), the laser beam is again incident on the condensing lens 120 as the initial angle of the previous step. By the rotation of the reflecting surface (S2) according to the rotation of the mirror 130, the incident angle of the laser beam incident on the condensing lens 120 is changed as described above.

미러(130)의 회전이 계속적으로 이루어짐에 따라 이와 같은 과정이 반복되게 되며, 레이저 빔의 집광 지점은 일정 각도만큼 타원형 궤적을 이루는 이동을 반복하게 된다. 이에 따라, 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께(t) 내에서 반복적으로 이동하게 되는 것이다.As the mirror 130 is continuously rotated, this process is repeated, and the light collecting point of the laser beam repeats the movement of the elliptical trajectory by a predetermined angle. Accordingly, the light collecting point of the laser beam is repeatedly moved within a predetermined thickness t along the thickness direction of the wafer 10.

상기와 같은 구성의 레이저 가공장치를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 설명하면 다음과 같다.The wafer dicing method using the laser processing apparatus of the above structure is as follows.

먼저, 도 2a와 같이 웨이퍼(10)에 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼(10)를 개질하면서 웨이퍼(10)를 다이싱 방향을 따라 이송시킨다.First, as shown in FIG. 2A, the laser beam is irradiated onto the wafer 10 to transfer the wafer 10 along the dicing direction while modifying the wafer 10.

앞서 설명한 바와 같이 액츄에이터(140)를 구동함에 따라 레이저 빔의 집광 지점이 타원형(또는 원형) 궤적을 이루며 반복적으로 이동하게 되며, 그에 따라 웨이퍼(10) 내의 일정 두께(t)에 해당하는 영역이 개질되게 된다. 이 때 집광 지점의 최고점과 최저점에 의해 개질 영역의 두께(t)가 결정된다.As described above, as the actuator 140 is driven, the condensing point of the laser beam moves repeatedly in an elliptical (or circular) trajectory, thereby modifying an area corresponding to a predetermined thickness t in the wafer 10. Will be. At this time, the thickness t of the modified region is determined by the highest point and the lowest point of the condensing point.

레이저 가공 장치는 웨이퍼(10)의 개질시 웨이퍼(10)를 수평 방향으로 이송시키는 이송 유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 이송 유닛은 컨베이어 벨트 등과 같은 형태로 구현 가능하며, 도 2a의 화살표는 이송 유닛에 의한 웨이퍼(10)의 이송 방향을 나타내고 있다.The laser processing apparatus may include a transfer unit (not shown) for transferring the wafer 10 in a horizontal direction when the wafer 10 is modified. The transfer unit may be implemented in a form such as a conveyor belt, and the arrow of FIG. 2A illustrates the transfer direction of the wafer 10 by the transfer unit.

이와 같이 레이저 빔을 통한 웨이퍼(10)의 개질 및 웨이퍼(10)의 수평 방향 이송이 계속적으로 이루어짐에 따라 웨이퍼(10)의 내부 영역에는 일정 두께(t)의 개질 영역(A)이 수평 방향을 따라 형성되게 된다.As the reforming of the wafer 10 and the horizontal transfer of the wafer 10 continue through the laser beam as described above, the modified region A having a predetermined thickness t has a horizontal direction in the inner region of the wafer 10. To be formed.

다음으로, 도 2b와 같이 웨이퍼(10)의 개질 영역(A)을 중심으로 양 방향으로 인장력을 가하면, 웨이퍼(10)가 개질 영역(A)을 기준으로 절단되게 되는 것이다. 이와 같이 웨이퍼(10)에 인장력을 가하는 과정은 브레이킹 공정으로 지칭 가능하다.Next, as shown in FIG. 2B, when a tensile force is applied in both directions about the modified region A of the wafer 10, the wafer 10 is cut based on the modified region A. FIG. As such, the process of applying the tensile force to the wafer 10 may be referred to as a breaking process.

본 발명과 같이 웨이퍼(10)의 넓은 개질 영역은 브레이킹 공정시 웨이퍼(10)의 표면에 일직선으로 크랙이 형성되는 것을 도와주는 기능을 하며, 이에 따라 웨이퍼(10)의 절단시 깨끗한 절단면을 구현할 수 있어 고정밀도의 다이싱이 가능하다.As shown in the present invention, the wide modification area of the wafer 10 helps to form cracks in a straight line on the surface of the wafer 10 during the breaking process, thereby realizing a clean cut surface when cutting the wafer 10. High precision dicing is possible.

이와 같은 웨이퍼 다이싱 방법에 따르면, 한번의 가공으로 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성할 수 있다. According to such a wafer dicing method, it is possible to form a large modified region in the thickness direction of the wafer 10 in one operation.

특히, 일반적으로 초점거리가 짧은 집광 렌즈(120)를 사용할 경우 미세 선폭의 가공은 가능하나, 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 넓은 개질 영역을 형성할 수 없는 문제가 있다. 본 발명은 레이저 빔의 집광 지점을 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 반복적으로 이동시키는 방법을 통해 이러한 문제를 해결하였다. In particular, in the case of using the light collecting lens 120 having a short focal length, fine line width may be processed, but there is a problem in that a wide modified region cannot be formed in the thickness direction of the wafer 10. The present invention solves this problem by a method of repeatedly moving the light collecting point of the laser beam in the thickness direction of the wafer (10).

이상에서는 레이저 가공장치의 구성으로서 미러(130)를 폴리건 미러의 형태로 구현함과 아울러 미러(130)를 회전 구동시키는 구성을 예시하였으나, 상기의 웨이퍼 다이싱 방법에 적용되는 레이저 가공장치는 이와 다른 형태로도 구현 가능하다. In the above, as the configuration of the laser processing apparatus, the mirror 130 is implemented in the form of a polygon mirror and the configuration of rotating the mirror 130 is exemplified. However, the laser processing apparatus applied to the wafer dicing method is different. It can also be implemented in the form.

이하에서는 앞선 실시예와 다른 구조의 레이저 가공 장치에 대해 살펴 보기로 한다. 이하의 실시예들에서는 제1실시예와 동일(유사)한 구성에 대해 연장선상의 도면 부호로 표기하였으며, 이들에 대한 설명은 앞선 설명에 갈음하기로 한다.Hereinafter, a laser processing apparatus having a structure different from the above embodiment will be described. In the following embodiments, the same (similar) configuration as that of the first embodiment is denoted by the reference numerals on the extension line, and description thereof will be replaced with the above description.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예의 레이저 가공장치는 앞선 실시예와 마찬가지로 웨이퍼(10)의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기(210)와, 빔 발생기(210)에서 나온 레이저 빔을 웨이퍼(10)에 집광시키는 집광 렌즈(220)와, 빔 발생기(210)의 레이저 빔을 집광 렌즈(220)로 반사시키는 미러(230)와, 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 미러(230)를 회전시키는 액츄에이터(240)를 포함한다.The laser processing apparatus of the present embodiment has a beam generator 210 for generating a laser beam for reforming the wafer 10 and a light condenser for condensing the laser beam from the beam generator 210 on the wafer 10 as in the previous embodiment. The lens 220, the mirror 230 reflecting the laser beam of the beam generator 210 to the condenser lens 220, and the condensing point of the laser beam are repeatedly within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer 10. Actuator 240 to rotate the mirror 230 to move.

본 실시예의 레이저 가공장치는 미러(230) 및 액츄에이터(240)의 구성을 제외하고 앞선 실시예와 동일한 구성을 갖는다.The laser processing apparatus of this embodiment has the same configuration as the previous embodiment except for the configuration of the mirror 230 and the actuator 240.

본 실시예의 미러(230)는 하나의 반사면을 갖는 형태를 가진다. 미러(230)는 빔 발생기(210)에 대해 상대 회전 가능하게 배치되며, 미러(230)의 배면, 즉, 반사면의 반대쪽 면에는 푸시돌기(233)가 돌출 형성된다. 여기서, 푸시돌기(233)는 미러(230)의 회전점(231)으로부터 일정 간격 이격된 위치에 형성된다.The mirror 230 of this embodiment has a shape having one reflective surface. The mirror 230 is disposed to be relatively rotatable with respect to the beam generator 210, and a push protrusion 233 protrudes from the rear surface of the mirror 230, that is, the surface opposite to the reflective surface. Here, the push protrusion 233 is formed at a position spaced apart from the rotation point 231 of the mirror 230 by a predetermined interval.

미러(230)의 배면에는 미러(230)를 고정 및 지지하는 지지부재(232)가 구비될 수 있으며, 이러한 경우 지지부재(232)는 빔 발생기(210)에 대해 상대 회전 가능하게 배치된다. 그리고, 푸시돌기(233)는 지지부재(232)의 배면에 형성된다.The rear surface of the mirror 230 may be provided with a support member 232 for fixing and supporting the mirror 230, in which case the support member 232 is disposed so as to be relatively rotatable with respect to the beam generator 210. In addition, the push protrusion 233 is formed on the rear surface of the support member 232.

액츄에이터(240)는 전기적 신호에 의해 푸시돌기(233)에 진동을 인가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터의 형태를 갖는다. 본 실시예에 의하면, 액츄에이터(240)는 미러(230)의 배면 쪽에 배치되며, 별도의 지지 구조(미도시)에 의해 지지된다.The actuator 240 has a form of a piezoelectric actuator that applies vibration to the push protrusion 233 by an electrical signal. According to this embodiment, the actuator 240 is disposed on the rear side of the mirror 230 and is supported by a separate support structure (not shown).

액츄에이터(240)는 전기적 신호에 의해 변형되어 진동을 발생시키는 압전소자(241)를 구비하며, 압전소자(241)는 전기적 신호의 인가에 의해 양 방향으로 변형되면서 푸시돌기(233)에 진동을 인가한다.The actuator 240 includes a piezoelectric element 241 that is deformed by an electrical signal to generate vibration, and the piezoelectric element 241 deforms in both directions by the application of an electrical signal to apply vibration to the push protrusion 233. do.

압전소자(241)가 푸시돌기(233)를 가압함에 따라 미러(230)는 회전점(231)을 중심으로 회전한다. 미러(230)에는 미러(230)의 회전시 미러(230)를 원위치로 복귀시키기 위한 복귀 스프링이 장착될 수 있다. 이는 미러(230)에 회전점(231)에 토션 스프링을 장착하거나, 액츄에이터(240)와 미러(230)의 사이에 압축 스프링을 장착하는 등의 구성으로 구현 가능하다.As the piezoelectric element 241 presses the push protrusion 233, the mirror 230 rotates about the rotation point 231. The mirror 230 may be equipped with a return spring for returning the mirror 230 to its original position when the mirror 230 rotates. This may be implemented by mounting a torsion spring at the rotation point 231 on the mirror 230, or mounting a compression spring between the actuator 240 and the mirror 230.

압전소자(241)가 푸시돌기(233)를 반복적으로 가압하여 진동을 인가함에 따라, 미러(230)는 양 방향으로 반복적으로 회전하게 된다. 미러(230)의 회전 각도 범위에 따라 개질 영역(A)의 두께(t)가 결정되며, 이는 압전 액츄에이터(240)의 출력에 따라 조절 가능하다.As the piezoelectric element 241 repeatedly presses the push protrusion 233 to apply vibration, the mirror 230 rotates repeatedly in both directions. The thickness t of the modification region A is determined according to the rotation angle range of the mirror 230, which is adjustable according to the output of the piezoelectric actuator 240.

본 발명에서는 액츄에이터(240)가 압전 액츄에이터의 형태로 구현된 것을 기초로 설명하였으나, 액츄에이터(240)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며 미러(230)의 회전을 위한 진동을 인가할 수 있는 구성이라면 다양한 형태로 구현 가능하며, 이는 이하 설명되는 압전 액츄에이터의 경우에도 동일하다.In the present invention, the actuator 240 has been described on the basis of the implementation in the form of a piezoelectric actuator, but the configuration of the actuator 240 is not limited to this, if the configuration capable of applying vibration for the rotation of the mirror 230 various It can be implemented in the form, which is the same also in the case of the piezoelectric actuator described below.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

본 실시예의 레이저 가공장치는 빔 발생기(310), 집광 렌즈(320), 미러(330), 마운트(350), 및 액츄에이터(340)를 포함한다.The laser processing apparatus of this embodiment includes a beam generator 310, a condenser lens 320, a mirror 330, a mount 350, and an actuator 340.

빔 발생기(310), 집광 렌즈(320), 미러(330)는 제2실시예의 경우와 동일한 구성을 가진다. 다만, 본 실시예에 의하면, 미러(330)에 회전점이 형성되어 있지 않고 집광 렌즈(320)와 미러(330)를 고정하기 위한 마운트(350)가 추가로 구비된다.The beam generator 310, the condenser lens 320, and the mirror 330 have the same configuration as in the case of the second embodiment. However, according to the present embodiment, the rotation point is not formed in the mirror 330, and a mount 350 for fixing the condenser lens 320 and the mirror 330 is further provided.

집광 렌즈(320)와 미러(330)는 마운트(350)에 고정되도록 장착되며, 마운트(350)는 빔 발생기(310)에 대해 상대 회전 가능하게 배치된다. 마운트(350)는 회전점(351)을 중심으로 선회 이동하도록 구성되며, 본 실시예는 회전점(351)이 집광 렌즈(320)의 상측 방향에 구비된 것을 예시하고 있다.The condenser lens 320 and the mirror 330 are mounted to be fixed to the mount 350, and the mount 350 is disposed to be relatively rotatable with respect to the beam generator 310. The mount 350 is configured to pivot about the rotation point 351, and this embodiment illustrates that the rotation point 351 is provided in the image direction of the condenser lens 320.

액츄에이터(340)는 마운트(350)에 진동을 인가하여 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼(10)의 두께 방향을 따라 일정 두께(t) 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 한다.The actuator 340 applies vibration to the mount 350 so that the light collecting point of the laser beam is repeatedly reciprocated within a predetermined thickness t along the thickness direction of the wafer 10.

본 실시예에 따르면, 액츄에이터(340)는 제2실시예의 경우와 마찬가지로 압전 액츄에이터의 형태로서 구현된다. 본 실시예와 같이 마운트(350)의 회전점(351)이 마운트(350)의 상부에 위치한 경우, 액츄에이터(340)는 마운트(350)의 측면에 진동을 인가하도록 구성될 수 있다.According to the present embodiment, the actuator 340 is implemented in the form of a piezoelectric actuator as in the case of the second embodiment. When the rotation point 351 of the mount 350 is located above the mount 350 as in the present embodiment, the actuator 340 may be configured to apply vibration to the side of the mount 350.

마운트(350)의 측면에는 푸시돌기(353)가 형성되고, 액츄에이터(340)의 압전소자(341)는 푸시돌기(353)에 진동을 인가하도록 구성된다. 마운트(350)의 측면에는 푸시돌기(353)가 형성된 지지부재(352)가 부착될 수 있으며, 액츄에이터(340)는 푸시돌기(353)와 압전소자(341)가 마주하도록 지지부재(352)의 측면 방향에 설치 가능하다. 이러한 경우, 액츄에이터(340)는 별도의 지지 구조에 의해 지지된다.A push protrusion 353 is formed at a side surface of the mount 350, and the piezoelectric element 341 of the actuator 340 is configured to apply vibration to the push protrusion 353. A support member 352 having a push protrusion 353 may be attached to a side surface of the mount 350, and the actuator 340 may have a support member 352 such that the push protrusion 353 and the piezoelectric element 341 face each other. Can be installed in the lateral direction. In this case, the actuator 340 is supported by a separate support structure.

한편, 마운트(350)에는 마운트(350)의 일 방향 회전시 마운트(350)를 원위치로 복귀시키기 위한 복귀 스프링이 추가로 장착될 수 있으며, 이는 앞서 설명한 제2실시예의 경우와 동일하다.Meanwhile, the mount 350 may further include a return spring for returning the mount 350 to its original position when the mount 350 rotates in one direction, which is the same as the case of the second embodiment described above.

본 실시예에 의하면, 미러(330) 및 집광 렌즈(320)가 장착된 마운트(350)에 진동을 인가하여 반복적으로 왕복 선회 이동시킴으로써, 레이저 빔의 집광 지점을 반복적으로 왕복 선회 이동시킬 수 있으며, 그에 따라 앞선 실시예들과 동일한 효과를 얻을 수 있다.According to the present embodiment, by repeatedly applying a vibration to the mount 350 on which the mirror 330 and the condenser lens 320 are mounted, the reciprocating pivoting point of the laser beam can be repeatedly reciprocated, Accordingly, the same effects as in the previous embodiments can be obtained.

이상에서는 미러(330)가 설치된 구성을 기초로 설명하였으나, 미러(330)가 설치되지 않고 빔 발생기(310)와 집광 렌즈(320)를 직렬로 배치한 구성도 가능하다. 이러한 경우, 집광렌즈(320)가 장착된 마운트(350)를 선회 이동시킴으로써 동일한 효과를 얻을 수 있을 것이다.Although the above description has been made based on the configuration in which the mirror 330 is installed, the configuration in which the beam generator 310 and the condenser lens 320 are arranged in series without the mirror 330 is provided. In this case, the same effect may be obtained by pivoting the mount 350 on which the condenser lens 320 is mounted.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이다.5 is a conceptual diagram of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

본 실시예의 레이저 가공장치는 빔 발생기(410), 집광 렌즈(420), 렌즈 홀더(460), 미러(430), 액츄에이터(440)를 포함한다.The laser processing apparatus of this embodiment includes a beam generator 410, a condenser lens 420, a lens holder 460, a mirror 430, and an actuator 440.

빔 발생기(410), 집광 렌즈(420), 미러(430)는 제2실시예의 경우와 동일한 구성을 가진다. 다만, 미러(430)는 빔 발생기(410)에 대해 상대 회전하지 않고 고정된 상태로 배치된다. 그리고, 집광 렌즈(420)에는 집광 렌즈(420)를 고정시키기 위한 렌즈 홀더(460)가 추가로 설치된다. 렌즈 홀더(460)는 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 웨이퍼(10)에 대해 상대 이동 가능하게 배치된다. 렌즈 홀더(460)는 별도의 지지구조에 의해 지지되며, 이러한 지지구조에 상하 이동 가능하게 설치될 수 있다.The beam generator 410, the condenser lens 420, and the mirror 430 have the same configuration as in the case of the second embodiment. However, the mirror 430 is disposed in a fixed state without relative rotation with respect to the beam generator 410. The condenser lens 420 is further provided with a lens holder 460 for fixing the condenser lens 420. The lens holder 460 is disposed to be relatively movable with respect to the wafer 10 in the thickness direction of the wafer 10. The lens holder 460 is supported by a separate support structure, and can be installed to be movable up and down on the support structure.

액츄에이터(440)는 렌즈 홀더(460)를 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 진동시켜 레이저 빔의 집광 지점이 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께(t) 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 한다. The actuator 440 vibrates the lens holder 460 in the thickness direction of the wafer 10 so that the light collecting point of the laser beam is repeatedly reciprocated within a predetermined thickness t along the thickness direction of the wafer.

본 실시예에 따르면, 제2 및 제3실시예와 마찬가지로 액츄에이터(440)로서 압전 액츄에이터가 사용되었다. 액츄에이터(440)는 하부 지지구조에 의해 지지될 수 있다.According to this embodiment, a piezoelectric actuator is used as the actuator 440 similarly to the second and third embodiments. Actuator 440 may be supported by a lower support structure.

렌즈 홀더(460)의 하면에는 푸시돌기(463)가 형성되며, 액츄에이터(440)의 압전소자(441)는 전기적 신호에 의해 푸시돌기(463)에 진동을 인가한다. 이와 같이 푸시돌기(463)에 진동이 인가됨에 따라 집광 렌즈(420)가 장착된 렌즈 홀더(460)가 상하로 진동하게 되며, 이에 따라 레이저 빔의 집광 지점이 상하 방향으로 반복적으로 왕복 이동하게 되는 것이다. A push protrusion 463 is formed on a lower surface of the lens holder 460, and the piezoelectric element 441 of the actuator 440 applies vibration to the push protrusion 463 by an electrical signal. As the vibration is applied to the push protrusion 463, the lens holder 460 on which the condenser lens 420 is mounted vibrates up and down, whereby the condensing point of the laser beam is repeatedly reciprocated in the vertical direction. will be.

본 실시예 또한 제3실시예와 마찬가지로 미러(430)가 설치되지 않고 빔 발생기(410)와 집광 렌즈(420)를 직렬로 배치한 구성도 가능하다 할 것이다.Like the third embodiment, the present embodiment may also be configured such that the beam generator 410 and the condenser lens 420 are arranged in series without the mirror 430 installed.

이상에서는 본 발명에 따른 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법을 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나,　본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
The laser processing apparatus and the wafer dicing method using the same according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, Various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of.

Claims (10)

웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기;
상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈;
상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키며, 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 미러; 및
상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 상기 미러를 회전시키는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치.A beam generator for generating a laser beam for modifying the wafer;
A condenser lens for condensing a laser beam from the beam generator on the wafer;
A mirror that reflects the laser beam of the beam generator to the condenser lens and is disposed to be relatively rotatable with respect to the beam generator; And
And an actuator for rotating the mirror such that the light collecting point of the laser beam is repeatedly moved within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer. 제1항에 있어서,
상기 미러는 다각형 형태의 반사면을 갖는 폴리건 미러의 형태로 형성되고,
상기 액츄에이터는 상기 폴리건 미러의 회전축을 일 방향으로 회전시키는 모터인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The method of claim 1,
The mirror is formed in the form of a polygon mirror having a polygonal reflective surface,
And said actuator is a motor for rotating the rotation axis of said polygon mirror in one direction. 제1항에 있어서,
상기 미러의 배면에는 푸시돌기가 형성되고,
상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The method of claim 1,
Push projections are formed on the rear surface of the mirror,
And said actuator is a piezoelectric actuator that is deformed by an electrical signal to apply vibration to said push protrusion. 제3항에 있어서,
상기 푸시돌기는 상기 미러의 회전점으로부터 일정 간격 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The method of claim 3,
The push projection is a laser processing apparatus, characterized in that formed at a position spaced apart from the rotation point of the mirror by a predetermined interval. 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기;
상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈;
상기 빔 발생기의 레이저 빔을 상기 집광 렌즈로 반사시키는 미러;
상기 집광 렌즈 및 미러를 고정시키며, 상기 빔 발생기에 대해 상대 회전 가능하게 배치되는 마운트; 및
상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 마운트에 진동을 가하는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치.A beam generator for generating a laser beam for modifying the wafer;
A condenser lens for condensing a laser beam from the beam generator on the wafer;
A mirror for reflecting the laser beam of the beam generator to the condenser lens;
A mount fixed to the condenser lens and the mirror, the mount being rotatably disposed relative to the beam generator; And
And an actuator for applying vibration to the mount such that the focusing point of the laser beam is repeatedly reciprocated within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer. 제5항에 있어서,
상기 마운트의 회전점은 상기 집광 렌즈의 상측 방향에 구비되고, 상기 마운트의 측면에는 푸시 돌기가 형성되며,
상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The method of claim 5,
The rotation point of the mount is provided in the image direction of the condensing lens, the side of the mount is provided with push projections,
And said actuator is a piezoelectric actuator that is deformed by an electrical signal to apply vibration to said push protrusion. 웨이퍼의 개질을 위한 레이저 빔을 발생시키는 빔 발생기;
상기 빔 발생기에서 나온 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 집광시키는 집광 렌즈;
상기 집광 렌즈를 고정시키며, 상기 웨이퍼에 대해 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 상대 이동 가능하게 배치되는 렌즈 홀더; 및
상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향을 따라 일정 두께 내에서 반복적으로 왕복 이동하도록 상기 렌즈 홀더를 웨이퍼의 두께 방향으로 진동시키는 액츄에이터를 포함하는 레이저 가공 장치.A beam generator for generating a laser beam for modifying the wafer;
A condenser lens for condensing a laser beam from the beam generator on the wafer;
A lens holder which fixes the condensing lens and is disposed to be relatively movable with respect to the wafer in a thickness direction of the wafer; And
And an actuator for vibrating the lens holder in the thickness direction of the wafer such that the focusing point of the laser beam is repeatedly reciprocated within a predetermined thickness along the thickness direction of the wafer. 제7항에 있어서,
상기 렌즈 홀더의 하면에는 푸시돌기가 형성되고,
상기 액츄에이터는 전기적 신호에 의해 변형되어 상기 푸시돌기에 진동을 가하는 압전(piezoelectric) 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The method of claim 7, wherein
Push projections are formed on the lower surface of the lens holder,
And said actuator is a piezoelectric actuator that is deformed by an electrical signal to apply vibration to said push protrusion. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 웨이퍼의 개질시 상기 웨이퍼를 수평 방향으로 이송시키는 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The method according to any one of claims 1 to 8,
And a transfer unit which transfers the wafer in a horizontal direction when the wafer is modified. 웨이퍼에 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼를 개질하면서 상기 웨이퍼를 다이싱 방향을 따라 이송시키는 단계; 및
상기 웨이퍼가 개질 부위를 기준으로 절단되도록 웨이퍼에 인장력을 가하는 단계를 포함하고,
상기 레이저 빔의 조사는 제1항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항을 따르는 레이저 가공 장치를 이용하여 상기 레이저 빔의 집광 지점이 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 일정 두께 내에서 반복적으로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.


Irradiating a laser beam on the wafer to transfer the wafer along a dicing direction while modifying the wafer; And
Applying a tensile force to the wafer such that the wafer is cut relative to a modified site,
Irradiation of the laser beam is repeatedly moved within a predetermined thickness in the thickness direction of the wafer using a laser processing apparatus according to any one of claims 1, 5 and 7. Wafer dicing method, characterized in that made to.


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