KR20150016281A - 워크피스들을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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조세프 지. 프랑켈
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일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드
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Abstract

워크피스를 프로세싱하기 위한 장치는 대표적으로 워크피스가 프로세싱될 수 있는 프로세싱 영역을 가진 프로세싱 툴, 및 프로세싱 영역 내로 검출 광을 향하게 하도록 구성된 조명 시스템을 포함하는 것으로서 특성화될 수 있다. 이 실시예에서, 조명 시스템에 의해 지향 가능한 검출 광은 워크피스가 적어도 부분적으로 불투명한 파장을 갖는다. 장치는 프로세싱 영역을 통해 투과된 검출 광의 특성을 검출하도록 구성된 이미지 센서 및 워크피스의 적어도 일 부분이 프로세싱 영역 내에서 사용 후 처분가능(disposable)하며 검출 광에 의해 발광 가능하도록 워크피스를 지지하기 위해 구성된 척을 더 포함할 수 있다. 워크피스를 프로세싱하기 위한 방법들이 또한 개시된다.

Description

워크피스들을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING WORKPIECES}
본 명세서에 대표적으로 설명된 본 발명의 실시예들은 일반적으로 워크피스들(workpieces)을 프로세싱(processing)하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 대표적으로 설명된 본 발명의 실시예들은 광(light)이 프로세싱된 워크피스의 일 측면 상으로 향해지며 광이 워크피스의 다른 측면 상에서 검출되는 워크피스들을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
반도체 산업 내에서, 기판 다이싱(dicing)은 어셈블리(assembly) 프로세스에서 모든 후속 동작들을 용이하게 하는 패키지(package) 어셈블리의 중대한 측면이다. 다이싱은 관습적으로 기계 톱을 사용하여 수행된다. 반도체 기판들(통상적으로 실리콘(silicon)으로 형성된)의 두께는 관통-실리콘 비아(TSVs; through-silicon via), 적층 메모리, 인터포저(interposer), 미세 전자-기계(MEM; micro electro-mechanical) 및 패키지형 시스템(SIP; system-in-package) 기술들을 가능하게 하기 위해 감소될 수 있다. 그러나 약 50㎛ 미만으로 두께가 감소될 때, 기판은 점점 더 유연하고, 부서지기 쉬우며, 종래의 기계적 다이싱 기술들에 의해 다이싱하기 어려워진다. 삭마(ablation)에 의해 기판 재료를 제거하기 위해 레이저 광(laser light)을 사용하는 레이저-기반 다이싱 기술들은 종래의 기계적 다이싱의 단점들을 처리하기 위해 개발되어 왔다. 그럼에도 불구하고, 적절한 재료가 기판을 다이싱하기 위해 제거됨을 보장하는 것은 어려울 수 있다. 너무 많은 레이저 에너지가 기판의 면적에 인가된다면, 레이저는 다이-접착-필름(DAF; die-attach-film), 척(chuck) 등과 같은 지지 구조들을 손상시킬 수 있다. 너무 적은 레이저 에너지가 인가된다면, 기판은 다이싱되지 않을 것이다.
본 명세서에 대표적으로 설명된 일 실시예는 워크피스(workpiece)를 프로세싱(processing)하기 위한 장치로서 특성화될 수 있으며, 여기서 상기 장치는 워크피스가 프로세싱될 수 있는 프로세싱 영역을 가진 프로세싱 툴(tool), 및 검출 광(light)을 상기 프로세싱 영역 내로 향하게 하도록 구성된 조명 시스템을 포함한다. 이 실시예에서, 상기 조명 시스템에 의해 지향 가능한 검출 광은 상기 워크피스가 적어도 부분적으로 불투명한 파장을 갖는다. 상기 장치는 상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 특성을 검출하도록 구성된 이미지 센서(image sensor) 및 상기 워크피스의 적어도 일 부분이 상기 프로세싱 영역 내에서 사용 후 처분가능(disposable)하며 상기 검출 광에 의해 발광 가능하도록 워크피스를 지지하기 위해 구성된 척(chuck)을 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 대표적으로 설명된 다른 실시예는 워크피스를 프로세싱하는 방법으로서 특성화될 수 있으며, 여기서 상기 방법은 상기 워크피스의 일 부분이 프로세싱 툴의 프로세싱 영역 내에 배치되도록 워크피스를 배열하는 단계, 및 상기 프로세싱 영역 내에서, 상기 프로세싱 툴로 상기 워크피스를 프로세싱하는 단계를 포함한다. 검출 광은 상기 프로세싱 영역 내로 및 상기 워크피스의 상기 부분 상으로 향해질 수 있다. 이 실시예에서, 상기 검출 광은 상기 워크피스가 적어도 부분적으로 불투명한 파장을 가질 수 있다. 상기 프로세싱 후, 상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 특성이 검출될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워크피스 프로세싱 장치를 개략적으로 예시한다.
도 2는 도 1에 도시된 워크피스 프로세싱 장치에 의해 프로세싱될 수 있는 워크피스의 일 실시예를 개략적으로 예시한 투시도이다.
도 3 내지 도 5는 워크피스 프로세싱의 다양한 프로세싱 단계들에서 도 1에 도시된 이미지 센서에 의해 검출된 검출 광의 대표적인 이미지들을 개략적으로 예시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라, 워크피스의 프로세싱 상태를 결정하는데 사용될 수 있는 기준 이미지를 개략적으로 예시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라, 워크피스를 프로세싱하기 위해 레이저 에너지(laser energy)의 빔(beam)을 스캐닝(scanning)하기 위한 대표적인 루트(route)를 개략적으로 예시한다.
본 발명의 대표적인 실시예들이 첨부한 도면들을 참조하여 이후 보다 완전하게 설명될 것이다. 이들 실시예들은 많은 상이한 형태들로 변경되고 구현될 수 있으며 본 명세서에 제시된 논의에 제한되는 것으로서 해석되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 오히려, 이들 실시예들은 본 발명이 철저하며 완전할 것이고, 본 발명의 범위를 이 기술분야의 숙련자들에게 완전히 전달하도록 제공된다. 도면들에서, 층들 및 영역들의 크기들 및 상대적인 크기들은 명료함을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어들은 단지 특정한 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태들("a", "an" 및 "the")은 맥락이 달리 명확하게 표시하지 않는다면, 복수의 형태들을 또한 포함하도록 의도된다. 용어들("포함하다" 및/또는 "포함하는")은, 본 명세서에 사용될 때, 서술된 피처들(features), 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 피처들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들, 및/또는 그것의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.
본 명세서에 대표적으로 설명된 바와 같이, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치(즉, 워크피스 프로세싱 장치)는 그것의 프로세싱 영역 내에 배치된 워크피스를 프로세싱(예컨대, 절단, 에칭(etching), 그라인딩(grinding), 가열, 삭마(ablate), 용해, 증발, 성형 등)하도록 구성된 프로세싱 툴을 포함한다. 워크피스 프로세싱 장치에 의해 프로세싱될 수 있는 워크피스들은 실리콘(Si) 웨이퍼들(wafers), 실리콘-온-절연체(SOI; silicon-on-insulator) 웨이퍼들, 갈륨 비소(GaAs; gallium arsenide) 웨이퍼들, 사파이어(sapphire) 웨이퍼들 등과 같은 기판들, 인쇄 회로 보드들(PCBs; printed circuit boards), 가요성 인쇄 회로들(FPCs; flexible printed circuits), 세라믹(ceramic) 조각들, 금속 조각들(예컨대, 판들, 포일들(foils) 등), 고분자들, 상 변화 재료들(예컨대, GeSbTe, AgInSbTe, GaSb, InSb, InSbTe, (GeSn)SbTe, InSe, GaSeTe, GeSb(SeTe), SbTe, SnSbTe, TeGeSbS, GeTe, InSbGe 등 또는 그것의 조합과 같은 칼코게나이드(chalcogenide)-계 상 변화 재료들)을 포함한다. 프로세싱 툴은 워크피스를 통해 완전히 또는 부분적으로 연장되는 하나 이상의 피처들(features)(예컨대, 비아들(vias), 홀들(holes), 보어들(bores), 슬롯들(slots), 스크라이브 라인들(scribe lines), 기준 마커들(markers) 등)을 형성하도록 워크피스를 프로세싱할 수 있다. 워크피스 프로세싱 장치 내에 통합될 수 있는 대표적인 프로세싱 툴들은 기계 드릴들(drills), 기계 톱들, 플라즈마(plasma) 식각 장치들, 화학적 식각 장치들, 레이저 시스템들 등 또는 그것의 조합을 포함한다.
또한, 워크피스 프로세싱 장치는 워크피스의 프로세싱 상태를 결정하도록 구성된 검출 시스템을 포함한다. 예를 들면, 검출 시스템은 피처가 프로세싱 툴에 의해 프로세싱되는 워크피스의 결과로서 바람직하게 형성되었는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 검출 시스템은 결정된 프로세싱 상태에 기초하여 프로세싱 툴의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 피처가 원하는 대로 형성되지 않았다고 결정된다면, 검출 시스템은 피처가 원하는 대로 형성될 때까지 워크피스를 재-프로세싱하도록 프로세싱 툴의 동작을 제어할 수 있다. 따라서 검출 시스템은 워크피스로 하여금 피처가 원하는 대로 형성될 때까지 프로세싱 툴에 의해 반복적으로 프로세싱되도록 허용하는, 폐쇄-루프(loop) 제어기로서 기능할 수 있다. 상기 대표적으로 설명된 워크피스 프로세싱 장치로 워크피스를 프로세싱함으로써, 피처들의 형성은 워크피스를 프로세싱하기 전에 프로세스 반복들의 횟수를 설정함으로써보다는 폐쇄-루프 피드백 메커니즘(feedback mechanism)으로 쉽게 및 동적으로 조절될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 검출 시스템은 조명 시스템, 이미지 센서 및 제어기를 포함할 수 있다. 조명 시스템은 프로세싱 영역 내에 배치된 워크피스의 일 부분이 검출 광에 의해 조사되도록 프로세싱 툴의 프로세싱 영역 내로 검출 광을 향하게 하도록 구성될 수 있다. 이미지 센서는 프로세싱 영역을 통해 투과된 검출 광의 이미지를 검출하며 검출된 이미지에 대응하는 이미지 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 제어기는 이미지 센서에 결합되며 이미지 신호에 기초하여 워크피스의 프로세싱 상태를 결정하도록 구성된다.
일반적으로, 프로세싱될 워크피스는 검출 광에 대해 적어도 부분적으로 불투명할 것이다. 따라서 워크피스가 프로세싱 툴의 프로세싱 영역 내에 배치될 때, 프로세싱 영역 내로 향해진 검출 광의 적어도 일 부분은 워크피스에 의해 프로세싱 영역을 통해 투과되는 것이 방지된다. 그러나 프로세싱 툴로 워크피스를 프로세싱할 때, 워크피스의 영역들(예컨대, 워크피스의 두께를 통해 연장되는)은 전체적으로 얇아지거나 또는 제거될 수 있다. 결과적으로, 워크피스가 프로세싱되기 전에 워크피스에 의해 프로세싱 영역을 통해 투과되는 것이 방지되는 검출 광은 프로세싱된 워크피스의 얇아진 또는 제거된 영역들의 형성으로 인해 프로세싱 영역을 통해 잠재적으로 투과될 수 있다. 따라서 이미지 센서는 워크피스가 여전히 프로세싱 영역 내에 있을 때 프로세싱 영역을 통해 투과된 임의의 검출 광의 이미지를 검출할 수 있으며, 제어기는 이미지 센서에 의해 발생된 이미지 신호에 기초하여 워크피스의 프로세싱 상태를 결정할 수 있다. 워크피스의 프로세싱 상태는 프로세싱 영역 밖으로 워크피스의 프로세싱된 부분이 이동할 필요 없이 결정될 수 있기 때문에, 프로세싱 영역 내에서의 워크피스의 임의의 부분의 프로세싱 상태는 워크피스 프로세싱의 바람직하지 않게 느린 스루풋(throughput) 없이 빠르게 및 반복적으로 결정될 수 있다.
워크피스들을 프로세싱하기 위한 앞서 언급한 방법들 및 장치의 예시적인 실시예가 이제 도 1 내지 도 7에 대하여 설명될 것이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 워크피스는 워크피스를 통해 완전히 연장되는 스크라이브 라인들과 같은 피처들을 형성하기 위해 프로세싱 툴로서 레이저 시스템을 사용하여 프로세싱되도록 의도된다. 그러나, 본 명세서에 설명된 방법들 및 장치는 워크피스를 통해 완전히 또는 부분적으로 연장되는 비아들, 홀들, 보어들, 슬롯들, 기준 마커들 등과 같은 다른 피처들, 또는 심지어 워크피스를 통해 부분적으로 연장되는 스크라이브 라인들을 형성하기 위해 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에 설명된 방법들 및 장치는 레이저 시스템들이 아닌 프로세싱 툴들(예컨대, 기계 드릴들, 기계 톱들, 플라즈마 식각 장치들 등)로 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 1을 참조하면, 워크피스 프로세싱 장치(100)와 같은, 워크피스 프로세싱 장치는 예를 들면, 레이저 시스템(102)과 같은 프로세싱 툴을 포함한다. 또한, 워크피스 프로세싱 장치(100)는 조명 시스템(106), 이미지 센서(108), 및 제어기(110)를 포함하는 검출 시스템뿐만 아니라 웨이퍼 지지 시스템(104)을 포함할 수 있다.
대표적으로 예시된 바와 같이, 레이저 시스템(102)의 프로세싱 영역은 박스(box)(112)로 기술된다. 레이저 시스템(102)은 일반적으로 레이저 에너지(114)의 빔을 프로세싱 영역(112) 내로 향하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 레이저 시스템(102)은 빔 발생기(116), 스캔 렌즈(scan lens)(118) 및 빔 조향 시스템(120)을 포함한다. 빔 발생기(116)는 파장, 전력, 펄스율(pulse rate), 펄스 지속 기간 등과 같은 하나 이상의 빔 파라미터들(parameters)을 가진 레이저 에너지(114)의 빔(예컨대, 일련의 레이저 펄스들의 형태로)을 발생시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 레이저 에너지(114)의 빔은 일반적으로 자외선(UV; ultra-violet) 광, 녹색 광, 적외선(IR; infrared) 광 등 또는 그것의 조합에 대응하는 파장을 가질 수 있다. 스캔 렌즈(118)는 프로세싱 영역(112) 내에 배치된 워크피스(예컨대, 워크피스(122))의 일 부분 상으로 향해질 때, 레이저 에너지(114)의 빔은 워크피스(122)의 표면에서 스폿(spot) 크기 및 플루엔스(fluence)와 같은 하나 이상의 파라미터들을 갖도록 레이저 에너지(114)의 빔을 집중시키도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 렌즈 구동 어셈블리(도시되지 않음)는 워크피스(122)의 표면에서 레이저 에너지(114)의 빔의 스폿 크기 및/또는 플루엔스를 변경하기 위해 z-축 방향으로(예컨대, 화살표(124)에 의해 표시된 방향들을 따라) 스캔 렌즈(118)를 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 빔 조향 시스템(120)은 2-차원 필드(예컨대, X-Y 필드) 내에서 워크피스(122)에 대하여 레이저 에너지(114)의 빔을 측 방향으로 스캔하도록 구성된다. 따라서, 빔 조향 시스템(120)은 하나 이상의 갈바노메트릭 미러들(galvanometric mirrors) 또는 "갈보-미러들(galvo-mirrors)"(예컨대, X-축 갈보-미러 및/또는 Y-축 갈보 미러), 하나 이상의 고속-조향 미러들(FSMs; fast-steering mirrors), 하나 이상의 압전-구동 미러들, 하나 이상의 음향-광학 디플렉터들(AODs; acousto-optic deflectors), 하나 이상의 전기-광학 디플렉터들(EODs; electro-optic deflectors) 등 또는 그것의 조합을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 워크피스(122)는 집적 회로들(ICs; integrated circuits), 반도체 메모리, MEM 디바이스들(devices) 등이 반도체 웨이퍼(200)의 전방 측면(122a)(또한 본 명세서에서 "제 1 측면"으로 불리우는) 상에 형성되는 복수의 활성 영역들(202)을 가진 반도체(예컨대, 실리콘) 웨이퍼(200)로서 제공될 수 있다. 활성 영역들(202)은 반도체 웨이퍼(200)의 전방 측면(122a) 상에 격자 패턴을 형성하는 스트리트들(streets)(204)에 의해 서로로부터 분리된다. 전방 측면(122a) 및 후방 측면(122b) 사이에서 측정된 바와 같이, 반도체 웨이퍼의 두께는 100㎛ 미만일 수 있다. 일 실시예에서, 반도체 웨이퍼(200)의 두께는 50㎛ 미만일 수 있다. 스트리트(204)의 폭은 약 20㎛에서 약 30㎛까지의 범위에 있을 수 있다. 선택적으로, 반도체 웨이퍼(200)는 워크피스 프로세싱 장치(100) 내로 및 그 밖으로 반도체 웨이퍼(200)의 수송을 용이하게 하기 위해 DAF(도시되지 않음)에 일시적으로 부착될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 레이저 시스템(102)의 앞서 언급한 구성요소들은 워크피스(122)를 프로세싱하기 위해 프로세싱 영역(112) 내에 배치되는 워크피스(122)의 임의의 부분 상으로 레이저 에너지(114)의 빔을 향하게 하기 위해 협력하여 제어될 수 있다. 대표적으로 예시된 바와 같이, 레이저 시스템(102)은 워크피스(122)로부터 재료를 제거하며 피처들(124a 및 124b)을 형성하도록 워크피스(122)를 프로세싱하였으며, 이는 도 2에 도시된 스트리트들(204) 내에 형성된 스크라이브 라인들인 것으로 의도된다. 레이저 시스템(102)의 앞서 언급한 구성요소들의 임의의 조합은 스크라이브 라인들, 관통 비아들, 슬롯들 등 또는 그것의 조합과 같은 원하는 피처들을 형성하기 위해 프로세싱 영역(112) 내에서 및 워크피스(122)에 대하여 레이저 에너지(114)의 빔을 측 방향으로 스캔하도록 협력하여 제어될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 레이저 시스템(102)의 앞서 언급한 구성요소들의 임의의 조합은 미국 특허 번호 제7,947,575호에 설명된 방식으로 레이저 에너지(114)의 빔을 워크피스(122) 상으로 향하게 하도록 협력하여 제어될 수 있다.
워크피스 지지 시스템(104)은 워크피스(122)의 적어도 일 부분이 프로세싱 영역(112) 내에 배치되도록 워크피스(122)를 지지하도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 워크피스 지지 시스템(104)은 척(126) 및 척 지지대(128)를 포함한다. 척(126)은 일반적으로 워크피스(122)가 프로세싱 동안 바람직하지 않게 이동하지 않도록 워크피스(122)를 지지하도록 구성된다. 따라서, 척(126)은 진공-척, 정전기 방전 척 등 또는 그것의 조합으로서 제공될 수 있다. 예시된 바와 같이, 척(126)은 워크피스(122)의 후방 측면(122b)(또한 본 명세서에서 "제 2 측면"으로 불리우는)의 전체 아래에 연속적으로 연장된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 척(126)은 후방 측면(122a)의 전체보다 덜 아래에 연장되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 워크피스(122)의 크기, 형태 및/또는 강성도에 따라, 척(126)은 후방 측면(122a)의 주변을 접촉하도록 구성될 수 있다. 척 지지대(128)는 척(126)에 결합되며 이미지 센서(108) 위에 척(126)을 매달도록 구성된다. 또한, 척 지지대(128)는 프로세싱 영역(112)에 대하여 이동 가능할 수 있으며 이러한 움직임을 초래하도록 가동되는 하나 이상의 모션(motion) 제어 스테이지들(stages)(예컨대, X-, Y- 및/또는 θ-모션 제어 스테이지들, 도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 모션 제어 스테이지들의 동작은 제어기(110) 또는 다른 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
상기 설명된 바와 같이 구성되면, 워크피스 지지 시스템(104)은 프로세싱 영역(112) 내로 및 그 밖으로 워크피스(122)의 상이한 부분들을 지지하며 이동시킬 수 있다. 따라서, 모든 원하는 피처들이 프로세싱 영역(112) 내에 배치된 워크피스(122)의 일 부분(예컨대, 제 1 부분)에 형성된 후, 워크피스 지지 시스템(104)은 원하는 피처들이 워크피스(122)의 다른 부분(예컨대, 제 2 부분)에 형성될 수 있도록 프로세싱 영역(112)에 대하여 워크피스(122)를 이동시킬 수 있다.
조명 시스템(106)은 프로세싱 영역(112) 내로 및 그것을 통해 검출 광(130)을 향하도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 조명 시스템(106)은 검출 광(130)을 방출하도록 가동되는 하나 이상의 발광 디바이스들(132)을 포함한다. 일 실시예에서, 발광 디바이스들(132) 중 하나 이상의 동작은 제어기(110) 또는 다른 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 대표적으로 예시된 바와 같이, 발광 디바이스들(132)은 검출 광(130)이 레이저 에너지(114)의 빔이 프로세싱 영역(112) 내로 향해지는 동일한 일반적인 방향으로 프로세싱 영역(112) 내로 향해질 수 있도록 워크피스(122) 위에 배치된다. 따라서 워크피스(122)의 일 부분이 프로세싱 영역(112) 내에 배치될 때, 프로세싱 영역(112)에 배치된 워크피스(122)의 상기 부분의 전방 측면(122a)은 검출 광(130)에 의해 조사될 수 있다. 검출 광(130)은 레이저 에너지(114)의 빔에서의 파장과 상이한 파장을 가질 수 있다. 예를 들면, 검출 광(130)의 파장이 레이저 에너지(114)의 빔의 파장과 상이하다면, 검출 광(130)은 적색 광, 황색 광, 청색 광, 녹색 광, UV 광, IR 광 등에 대응하는 파장을 가질 수 있다.
발광 디바이스들(132)은 방출된 검출 광(130)이 적어도 부분적으로 워크피스(122)에 의해 프로세싱 영역(112)을 통해 투과되는 것이 방지되도록 구성된다. 따라서, 발광 디바이스들(132)의 구성은 워크피스(122)가 방출된 검출 광(130)에 적어도 부분적으로 불투명하도록 프로세싱되는 워크피스(122)에 의존할 수 있다. 예를 들면, 워크피스(122)가 실리콘 웨이퍼로서 제공된다면, 발광 디바이스들(132) 중 하나 이상은 가시 또는 자외선 파장 범위(예컨대, 약 760nm 미만)에서의 파장을 가진 검출 광(130)을 방출하도록 구성될 수 있다. 그러나 워크피스(122)가 유리 기판으로서 제공된다면, 발광 디바이스들(132) 중 하나 이상은 장-파장 또는 원 적외선 파장 범위(예컨대, 약 8㎛ 이상)에서의 파장을 가진 검출 광(130)을 방출하도록 구성될 수 있다. 발광 디바이스들(132) 중 하나 이상은 발광 다이오드(LED; light-emitting diode), 유기 발광 디바이스(OLED; organic light-emitting device), 아크 램프(arc lamp), 가스(gas) 방전 램프, 무전극 램프 등 또는 그것의 조합으로서 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예시된 바와 같이, 척(126)이 워크피스(122)의 후방 측면(122a)의 전체 아래에 연속적으로 연장되는 실시예에서, 발광 디바이스들(132)은 방출된 검출 광(130)이 적어도 부분적으로 척(126)을 통해 투과 가능하도록 더 구성된다. 일 실시예에서, 척(126)은 워크피스(122)보다 검출 광(130)에 덜 불투명할 수 있다.
상기 설명된 바와 같이 구성된다면, 조명 시스템(106)은 프로세싱 영역(112) 내에서의 워크피스(122)의 부분의 전방 측면(122b)이 검출 광(130)으로 조사될 수 있도록 워크피스(122) 상으로 검출 광(130)을 향하게 한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 피처(124a)는 워크피스(122)를 통해 완전히 연장되는 반면 피처(124b)는 단지 부분적으로 워크피스(122)를 통해 연장된다. 결과적으로, 조명 시스템(106)에 의해 향해진 검출 광(130)은 피처(124a)(예컨대, 화살표(134)에 의해 표시된 바와 같이)에 의해 프로세싱 영역(112)을 통해 이미지 센서(108)로 투과될 수 있다. 그러나 피처(124b)는 워크피스(122)를 통해 단지 부분적으로 연장되기 때문에, 검출 광(130)은 피처(124b)에 의해 이미지 센서(108)에 도달하는 것으로부터 차단된다.
이미지 센서(108)는 프로세싱 영역(112)을 통해 투과된 검출 광(130)의 특성(예컨대, 이미지)을 검출하도록 구성된다. 이미지 센서(108)는 검출된 이미지에 대응하는 이미지 신호를 발생시키도록 더 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센서(108)는 하나 이상의 전하-결합 디바이스(CCD; charge-coupled device) 센서들, 하나 이상의 CMOS 센서들 등 또는 그것의 조합으로서 제공될 수 있다. 대표적으로 예시된 바와 같이, 이미지 센서(108)는 프로세싱 영역(112) 아래에 및 그에 따라 워크피스(122) 아래에 배치된다. 그러나, 이미지 센서(108)는 몇몇 리다이렉션 메커니즘(redirection mechanism)(예컨대, 하나 이상의 반사 표면들, 하나 이상의 광섬유들 등 또는 그것의 조합)이 프로세싱 영역(112)을 통해 투과된 검출 광(130)에 이미지 센서(108)를 광학적으로 결합시키기 위해 제공된다면 프로세싱 영역(112)에 대하여 어디든 배치될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일 실시예에서, 광학 필터(136)와 같은 광학 필터가 이미지 센서(108)와 프로세싱 영역(112) 사이에 배치된다. 광학 필터(136)는 레이저 에너지(114)의 빔 내에서의 광에 대하여 검출 광(130)을 선택적으로(또는 우선적으로) 투과시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 광학 필터(136)는 이미지 센서(108)가 바람직하게는 민감하며 레이저 에너지(114)의 빔으로부터의 광이 이미지 센서(108)에 도달하는 것을 실질적으로 차단(예컨대, 산란, 반사, 흡수 등)할 수 있는 검출 광(130)의 선택된 파장을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 적절한 광학 필터들의 예들은 장파 통과 필터들, 대역 통과 필터들, 단파 통과 필터들 등 또는 그것의 조합을 포함할 수 있다.
상기 설명된 바와 같이 구성된다면, 이미지 센서(108)는 프로세싱 영역(112)을 통해 투과된 검출 광(130)의 이미지를 검출하며 검출된 이미지에 대응하는 이미지 신호를 발생시킨다. 예를 들면 및 도 3을 참조하면, 워크피스(122)가 프로세싱 영역(112)에 배치된 후, 그러나 워크피스(122)가 원하는 대로 피처들을 형성하기 위해 프로세싱되기 전에(즉, 이러한 예시적인 실시예에서, 워크피스(122)를 통해 완전히 연장되는 스크라이브 라인들), 워크피스(122)의 제 1 측면(122a) 상으로 향해진 검출 광(130) 모두는 프로세싱 영역(112)을 통해 이미지 센서(108) 상으로 투과되는 것이 방지된다. 따라서, 워크피스 프로세싱의 이러한 스테이지에서 이미지 센서(108)에 의해 검출된 이미지는 균일한, 조사되지 않거나 또는 "어두운" 영역(302)을 도시하는, 이미지(300)와 같이 보일 수 있다.
도 4를 참조하면, 워크피스 프로세싱이 추가로 진행된 후, 그러나 여전히 피처들이 원하는 대로 형성되기 전에, 워크피스(122)의 제 1 측면(122a) 상으로 향해진 검출 광(130)의 일부는 프로세싱 영역(112)을 통해 이미지 센서(108) 상으로 투과된다. 따라서, 워크피스 프로세싱의 이러한 스테이지에서 이미지 센서(108)에 의해 검출된 이미지는 조사된 영역들(402) 및 조사되지 않은 영역들(404)의 패턴(pattern)을 도시하는 이미지(400)와 같이 보일 수 있다. 예시된 실시예에서, 조사된 영역들(402)은 도 1에 도시된 피처(124a)와 같은 피처들을 형성하기 위해 전체적으로 제거된 워크피스(122)의 영역들에 대응한다. 조사되지 않은 영역들(404)은 도 1에 도시된 피처(124b)와 같은 피처들을 형성하기 위해 프로세싱되지 않거나 또는 프로세싱된 워크피스(122)의 영역들에 대응한다.
도 5를 참조하면, 워크피스 프로세싱이 여전히 추가로 진행된 후, 워크피스(122)의 제 1 측면(122a) 상으로 향해진 검출 광(130) 중 많은 것이 프로세싱 영역(112)을 통해 이미지 센서(108) 상으로 투과된다. 따라서, 워크피스 프로세싱의 이러한 스테이지에서 이미지 센서(108)에 의해 검출된 검출 광(130)의 이미지는 조사된 영역들(502) 및 조사되지 않은 영역들(504)의 패턴을 도시하는, 이미지(500)와 같이 보일 수 있다. 예시된 실시예에서, 조사된 영역들(502)은 도 1에 도시된 피처(124a)와 유사한 피처들을 형성하기 위해 전체적으로 제거된 워크피스(122)의 영역들에 대응한다. 조사되지 않은 영역들(504)은 워크피스(122)의 프로세싱되지 않은 영역들에 대응할 수 있다. 따라서, 이미지(500)에서의 조사된 영역들(502)의 위치는 도 2에 도시된 반도체 웨이퍼(200) 상에서의 스트리트들(204)의 위치에 대응할 수 있다. 유사하게, 이미지(500)에서의 조사되지 않은 영역들(504)의 위치는 도 2에 도시된 반도체 웨이퍼(200) 상에서의 활성 영역들(202)의 위치들에 대응할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제어기(110)는 이미지 센서(108)에 결합되며 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정하도록 구성된다. 예를 들면, 제어기(110)는 이미지 센서(108)에 의해 발생된 이미지 신호에 기초하여 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정하도록 구성된 이미지 프로세싱 모듈(138)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 이미지 센서(108)에 의해 발생된 이미지 신호를 수신하며 수신된 이미지 신호를 프로세싱함으로써 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정한다. 일 실시예에서, 수신된 이미지 신호는 예를 들면, 수신된 샘플 이미지가 기준 이미지와 충분히 일치하는지 여부를 결정하기 위해 기준 이미지와 수신된 이미지 신호에 의해 설명된 이미지(즉, 수신된 "샘플 이미지")를 비교함으로써 프로세싱될 수 있다. 수신된 샘플 이미지가 기준 이미지와 충분히 일치하는지 여부는 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정하는데 사용될 수 있다. 임의의 적절한 컴퓨터-기반 이미지 프로세싱 알고리즘(algorithm)은 수신된 샘플 이미지가 적정한 양의 시간 내에서(예컨대, 약 50 ms 내에서) 기준 이미지와 일치하는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
예를 들면, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 이미지(300, 400, 또는 500)와 같은 샘플 이미지를 수신하며 수신된 샘플 이미지를 도 6에 도시된 기준 이미지(600)와 같은 기준 이미지와 비교할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 기준 이미지(600)는 타겟(target) 발광 가능한 영역들(602) 및 타겟 비-발광 가능한 영역들(604)을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 타겟 발광 가능한 영역들(602)은 워크피스(122)가 원하는 대로 피처들을 형성하기 위해 프로세싱된다면 제거되어야 하는 워크피스(122)의 영역들에 대응한다. 유사하게, 타겟 비-발광 가능한 영역들(604)은 워크피스(122)가 원하는 대로 피처들을 형성하기 위해 프로세싱된다면 제거되지 않아야 하는 워크피스(122)의 영역들에 대응한다. 따라서, 기준 이미지(600)에서의 타겟 발광 가능한 영역들(602)의 위치는 도 2에 도시된 반도체 웨이퍼(200) 상에서의 스트리트들(204)의 위치에 대응할 수 있다. 유사하게, 기준 이미지(600)에서의 타겟 비-발광 가능한 영역들(604)의 위치는 도 2에 도시된 반도체 웨이퍼(200) 상에서의 활성 영역들(202)의 위치에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 이미지들에서의 조사된 영역들이 기준 이미지(600)에서의 대응하는 타겟 발광 가능한 영역들(602)과 충분히 일치하는지(예컨대, 적어도 80%만큼 중첩) 여부를 결정하기 위해 기준 이미지(600)와 수신된 샘플 이미지를 비교할 수 있다. 예를 들면, 이미지(400)가 샘플 이미지이면, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 이미지들(400 및 600)을 비교할 수 있으며 샘플 이미지(400)에서의 조사된 영역들(402)이 기준 이미지(600)에서의 대응하는 타겟 발광 가능한 영역들(602)과 충분히 일치하지 않는다고 결정할 수 있다. 결과적으로, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 워크피스(122)의 프로세싱 상태가 불완전하다고 결정할 수 있다. 그러나, 이미지(500)가 샘플 이미지이면, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 이미지들(500 및 600)을 비교할 수 있으며 샘플 이미지(500)에서의 조사된 영역들(502)이 기준 이미지(600)에서의 대응하는 타겟 발광 가능한 영역들(602)과 충분히 일치한다고 결정할 수 있다. 결과적으로, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 워크피스(122)의 프로세싱 상태가 완전하다고 결정할 수 있다. 이미지 프로세싱 모듈(138)은 워크피스(122)의 결정된 프로세싱 상태에 대응하는 프로세싱 상태 신호를 발생시킬 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 제어기(110)는 또한 레이저 시스템(102)에 결합될 수 있으며 레이저 시스템(102)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제어기(110)는 앞서 언급한 빔 파라미터들을 가진 레이저 에너지의 빔을 발생시키도록 빔 발생기(116)를 제어함으로써, 및 또한 워크피스(122)를 통해 완전히 연장된 스크라이브 라인들을 형성하기 위해 워크피스(122) 상에서의 스캔 루트를 따라 워크피스(122)에 대하여 레이저 에너지(114)의 빔을 측 방향으로 스캔하도록 빔 조향 시스템(120)을 제어함으로써 레이저 시스템(102)의 동작을 제어하도록 구성된 프로세싱 툴 제어 모듈(140)을 포함할 수 있다. 피처들(예컨대, 워크피스(122)를 통해 완전히 연장된 스크라이브 라인들)을 형성하도록 레이저 시스템(102)을 제어하는 대표적인 프로세스는 도 7에 대하여 이하에서 보다 상세히 논의될 것이다.
도 7은 레이저 시스템(102)의 프로세싱 영역(112)에 배치된 워크피스(122)의 부분을 예시하며 워크피스(122)를 프로세싱하고 워크피스(122)를 통해 완전히 연장된 스크라이브 라인들을 형성하기 위해 레이저 에너지(114)의 빔을 스캐닝하기 위한 대표적인 루트를 식별한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 대표적인 루트는 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 및 P8로 라벨링(labeling)된 복수의 "서브-루트들(sub-routes)"을 포함한다. 루트는 보다 많거나 또는 보다 적은 서브-루트들로 형성될 수 있으며, 서브-루트들은 직선(예시된 바와 같이), 곡선, 또는 그것의 임의의 조합일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 예시적인 실시예에서, X 및 Y 위치들에 대한 단위들은 밀리미터들이지만, 워크피스(122)의 프로세싱 동안 형성될 특정한 피처들에 의존하여 센티미터들 또는 마이크로미터들일 수 있다.
도 7을 참조하면, 시간(t = t1)에서, 제어기(110)(예컨대, 프로세싱 툴 제어 모듈(140))는 빔 발생기(116)가 레이저 에너지(114)의 빔을 발생시키기 위해 구동될 때, 레이저 에너지(114)의 빔이 화살표(P1)의 테일(tail)(즉, 제 1 서브-루트(P1)의 처음)에 워크피스(122)를 충돌하도록 빔 조향 시스템(120)을 제어한다. 그 후 제어기(110)는 레이저 에너지(114)의 빔이 시간(t = t2)에서 화살표(P1)의 헤드(head)(즉, 제 1 서브-루트(P1)의 끝)에 도달하도록 화살표(P1)에 의해 표시된 방향을 따라(즉, 제 1 서브-루트(P1)를 따라) 레이저 에너지(114)의 빔을 발생시키며 스캔하도록 빔 발생기(116) 및 빔 조향 시스템(120)을 제어한다. 다음으로, 제어기(110)는 레이저 에너지(114)의 빔을 발생시키는 것을 정지시키도록 빔 발생기(116)를 제어하며 빔 발생기(116)가 시간(t = t3)에서 레이저 에너지(114)의 빔을 발생시키도록 구동될 때, 레이저 에너지(114)의 빔이 화살표(P2)의 테일(즉, 제 2 서브-루트(P2)의 처음)에 워크피스(122)를 충돌하도록 빔 조향 시스템(120)을 제어한다. 그 후 제어기(110)는 레이저 에너지(114)의 빔이 시간(t = t4)에서 화살표(P2)의 헤드(즉, 제 2 서브-루트(P2)의 끝)에 도달하도록 화살표(P2)에 의해 표시된 방향을 따라(즉, 제 2 서브-루트(P2)를 따라) 레이저 에너지(114)의 빔을 발생시키며 스캔하도록 빔 발생기(116) 및 빔 조향 시스템(120)을 제어한다. 그 후 이러한 프로세스는 레이저 에너지(114)의 빔이 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7, 및 제 8 서브 루트들(P3, P4, P5, P6, P7 및 P8)을 따라 순차적으로 스캐닝되도록 반복된다.
도 1을 다시 참조하면, 프로세싱 툴 제어 모듈(140)은, 이미지 프로세싱 모듈(138)에 의해 결정된 바와 같이, 워크피스(122)의 프로세싱 상태에 기초하여 레이저 시스템(102)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 툴 제어 모듈(140)은 이미지 프로세싱 모듈(138)에 의해 발생된 프로세싱 상태 신호에 기초하여 레이저 시스템(102)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 워크피스(122)가 처음에 도 7에 예시된 전체 루트를 따라 프로세싱된 후(즉, 시간(t = t16) 후), 제어기(110)는 이미지 캡처(capture) 트리거(trigger) 신호를 이미지 센서(108)에 전송할 수 있다. 이미지 캡처 트리거 신호를 수신할 때, 이미지 센서(108)는 프로세싱 영역(112)을 통해 투과된 검출 광(130)의 이미지를 검출하며 샘플 이미지를 이미지 프로세싱 모듈(138)에 전송한다. 그 후 이미지 프로세싱 모듈(138)은 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정하기 위해 기준 이미지(예컨대, 기준 이미지(600))와 수신된 샘플 이미지를 비교할 수 있다. 이미지 프로세싱 모듈(138)이 워크피스(122)의 프로세싱 상태가 불완전하다고 결정한다면(예컨대, 수신된 샘플 이미지 신호가 이미지(400)와 같이 보인다면), 프로세싱 툴 제어 모듈(140)은 제 2 시간 동안 도 7에 예시된 전체 루트를 따라 워크피스(122)를 프로세싱하도록 레이저 시스템(102)을 제어할 수 있다. 그 후 워크피스(122)의 프로세싱 상태는 이미지 프로세싱 모듈(138)에 의해 다시 결정될 수 있으며, 워크피스(122)의 프로세싱 상태가 여전히 불완전하다면, 프로세싱 툴 제어 모듈은 제 3 시간 동안 도 7에 예시된 전체 루트를 따라 워크피스(122)를 프로세싱하도록 레이저 시스템(102)을 제어할 수 있다. 이러한 프로세스는 워크피스(122)의 프로세싱 상태가 그 후 불완전한 것으로 결정될 수 있을 때까지(예컨대, 수신된 샘플 이미지가 이미지(500)와 같이 보일 때까지) 필요한 만큼 다수 회 반복될 수 있다.
이미지 프로세싱 모듈(138)은 단지 워크피스(122)가 전체 루트를 따라 프로세싱된 후에만 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정한다고 상기 설명되었지만, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 루트의 하나 이상의 서브-루트들 사이에서 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 워크피스(122)의 프로세싱 상태는 시간(t = tx)에서 결정될 수 있으며, 여기서 t8 < tx < t9이다. 다른 예에서, 워크피스(122)의 프로세싱 상태는 레이저 에너지(114)의 빔이 프로세싱 영역(112)에 배치된 워크피스(122)의 임의의 부분 상으로 향해지지 않을 때 언제라도 결정될 수 있다(예컨대, 시간(t = ty)에서, 여기서 t4 < ty < t5, 여기서 t10 < ty < t11 등). 또 다른 예에서, 워크피스(122)의 프로세싱 상태는 레이저 에너지(114)의 빔이 워크피스(122) 상으로 향해질 때 결정될 수 있다. 이해될 바와 같이, 이미지 신호는 프로세싱 상태가 이미지 프로세싱 모듈(138)에 의해 결정되기 전 매번 이미지 센서(108)에 의해 발생될 수 있다. 이들 실시예들에서, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 시간의 기간에 걸쳐 프로세싱되어야 하는 워크피스(122)의 부분(들)에 고유하게 대응하는 기준 이미지와 수신된 샘플 이미지를 비교함으로써 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 이미지 프로세싱 모듈(138)은 완전한 기준 이미지(예컨대, 기준 이미지(600)와 같은)의 대응하는 영역과 수신된 샘플 이미지를 비교함으로써 워크피스(122)의 프로세싱 상태를 결정할 수 있다. 이들 실시예들 중 임의의 것에서, 프로세싱 툴 제어 모듈(140)은 하나 이상의 개개의 서브-루트들을 따라 워크피스(112)의 프로세싱 상태가 완전한 것으로 결정될 때까지 하나 이상의 개개의 서브-루트들을 따라 워크피스(122)를 선택적으로 프로세싱하도록 레이저 시스템(102)을 제어할 수 있다.
제어기(110)는 디지털(digital) 회로, 아날로그(analog) 회로, 또는 양자를 포함하여, 하나 이상의 구성요소들을 포함하는 전자 회로일 수 있다. 제어기(110)는 소프트웨어(software) 및/또는 펌웨어(firmware) 프로그램가능한 유형; 하드와이어드(hardwired), 전용 상태 기계; 또는 이것들의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(110)는 메모리 및 하나 이상의 중앙 프로세싱 유닛들(units)을 포함하는 프로그램가능한 마이크로제어기 고체-상태 집적 회로 유형이다. 제어기(110)와 연관된 메모리(존재한다면)는 하나 이상의 구성요소들로 구성될 수 있으며 고체-상태 버라이어티(variety), 광학 미디어(media) 버라이어티, 자기(magnetic) 버라이어티, 이것들의 조합, 또는 이 기술분야의 숙련자들에게 발생할 바와 같은 이러한 상이한 배열을 포함하는, 임의의 휘발성 또는 비휘발성 유형일 수 있다. 제어기(110)는 앞서 언급한 이미지 프로세싱 모듈(138) 및 프로세싱 툴 제어 모듈(140)과 같은 모듈들에 의해 구현될 수 있는 하나 이상의 제어 프로세스들 등을 정의하는 소프트웨어 지시들, 하드웨어 지시들, 전용 하드웨어 등의 형태로 동작 로직(logic)을 더 포함한다.
앞서 말한 것은 본 발명의 실시예들의 예시이며 그것의 제한으로서 해석되지 않는다. 본 발명의 몇 개의 예시적인 실시예들이 설명되었지만, 이 기술분야의 숙련자들은 많은 수정들이 본 발명의 신규 교시들 및 이점들로부터 실질적으로 벗어나지 않고 예시적인 실시예들에서 가능하다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 예를 들면, 워크피스들을 프로세싱하기 위한 장치 및 방법의 실시예들이 프로세싱 영역을 통해 투과된 검출 광(130)의 이미지를 검출하는, 이미지 센서(108)와 같은, 이미지 센서의 사용과 관련되어 설명되었지만, 이미지 센서(108)가 검출 광(130)의 다른 특성들을 검출할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 이미지 센서는 프로세싱 영역(112)을 통해 투과된 검출 광(130)의 존재 또는 부재, 프로세싱 영역(112)을 통해 투과된 검출 광(130)의 강도, 검출 광(130)이 프로세싱 영역(112)을 통해 투과되는 위치 등 또는 그것의 조합을 간단히 검출하도록 구성될 수 있다.
앞서 말한 것을 고려하여, 앞서 말한 것이 본 발명이 예시이고 개시된 본 발명의 특정 예시적인 실시예들에 제한되는 것으로서 해석되지 않으며, 개시된 예시적인 실시예들에 대한 수정들, 뿐만 아니라 다른 실시예들이 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 다음의 청구항들에 포함될 청구항들의 등가물들과 함께, 다음의 청구항들에 의해 정의된다.

Claims (21)

  1. 워크피스(workpiece)를 프로세싱(processing)하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
    워크피스가 프로세싱될 수 있는 프로세싱 영역을 가진 프로세싱 툴(tool);
    상기 프로세싱 영역 내로 검출 광을 향하게 하도록 구성된 조명 시스템으로서, 상기 조명 시스템에 의해 지향 가능한 상기 검출 광은 상기 워크피스가 적어도 부분적으로 불투명(opaque)한 파장을 갖는, 상기 조명 시스템;
    상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 특성을 검출하도록 구성된 이미지 센서(image sensor); 및
    상기 워크피스의 적어도 일 부분이 상기 프로세싱 영역 내에서 사용 후 처분가능(disposable)하며 상기 검출 광에 의해 발광 가능하도록 워크피스를 지지하도록 구성된 척(chuck)을 포함하는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세싱 툴은 상기 프로세싱 영역 내로 레이저 에너지(laser energy)의 빔(beam)을 향하게 하도록 구성된 레이저 시스템을 포함하는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 레이저 에너지의 빔은 상기 프로세싱 영역 내에 배치된 워크피스로부터 재료를 제거하도록 구성되는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 레이저 시스템은:
    상기 레이저 에너지의 빔을 발생시키도록 가동되는 빔 발생기; 및
    상기 척에 대하여 상기 레이저 에너지의 빔을 측 방향으로(laterally) 스캔(scan)하도록 구성된 빔 조향 시스템을 포함하는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 빔 조향 시스템은 갈바노미터 미러(galvanometer mirror)를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 빔 조향 시스템은 상기 프로세싱 영역 내에서의 복수의 라인들(lines)을 따라 상기 레이저 에너지의 빔을 측 방향으로 스캔하도록 구성되는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 검출 광의 상기 파장은 상기 레이저 에너지의 빔의 파장과 상이한, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 척은 상기 워크피스보다 상기 검출 광에 대해 덜 불투명한, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 상기 특성은 상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 이미지를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 센서와 상기 프로세싱 영역 사이에 배치된 광학 필터(optical filter)를 더 포함하며, 상기 광학 필터는 상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 일 부분을 선택적으로 투과시키도록 구성되고, 상기 이미지 센서는 상기 광학 필터에 의해 선택적으로 투과된 검출 광의 상기 부분에 민감한, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 센서에 결합된 제어기를 더 포함하며,
    상기 이미지 센서는 상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 검출된 상기 특성에 대응하는 이미지 신호를 발생시키도록 구성되고,
    상기 제어기는 상기 이미지 신호에 기초하여 상기 워크피스의 프로세싱 상태를 결정하도록 구성되는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어기는 상기 레이저 시스템에 더 결합되며 결정된 상기 프로세싱 상태에 기초하여 상기 프로세싱 툴의 동작을 제어하도록 구성되는, 워크피스를 프로세싱하기 위한 장치.
  13. 워크피스를 프로세싱하는 방법으로서, 상기 방법은:
    상기 워크피스의 일 부분이 프로세싱 툴의 프로세싱 영역 내에 배치되도록 워크피스를 배열하는 단계;
    상기 프로세싱 영역 내에서, 상기 프로세싱 툴로 상기 워크피스를 프로세싱하는 단계;
    상기 프로세싱 영역 내로 및 상기 워크피스의 상기 부분 상으로 검출 광을 향하게 하는 단계로서, 상기 검출 광은 상기 워크피스가 적어도 부분적으로 불투명한 파장을 갖는, 상기 검출 광을 향하게 하는 단계; 및
    상기 프로세싱 후, 상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 특성을 검출하는 단계를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 워크피스는 반도체 웨이퍼(wafer)를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 워크피스를 프로세싱하는 단계는 상기 워크피스 상으로 레이저 에너지의 빔을 향하게 하는 단계를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 워크피스 상으로 레이저 에너지의 빔을 향하게 하는 단계는 상기 워크피스의 일 부분을 제거하는 단계를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 부분을 제거하는 단계는 상기 워크피스를 통해 연장된 피처(feature)를 형성하는 단계를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 워크피스를 프로세싱하는 단계는 상기 워크피스에 대하여 상기 레이저 에너지의 빔을 측 방향으로 스캔하는 단계를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 상기 특성을 검출하는 단계는 상기 프로세싱 영역을 통해 투과된 상기 검출 광의 이미지를 검출하는 단계를 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 검출에 기초하여 상기 워크피스의 프로세싱 상태를 결정하는 단계를 더 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 워크피스의 결정된 상기 프로세싱 상태에 기초하여 상기 프로세싱 툴의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하는, 워크피스를 프로세싱하는 방법.
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