KR20160028376A - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

웨이퍼의 가공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160028376A
KR20160028376A KR1020150121608A KR20150121608A KR20160028376A KR 20160028376 A KR20160028376 A KR 20160028376A KR 1020150121608 A KR1020150121608 A KR 1020150121608A KR 20150121608 A KR20150121608 A KR 20150121608A KR 20160028376 A KR20160028376 A KR 20160028376A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
laser beam
modified layer
pulsed laser
wavelength
Prior art date
Application number
KR1020150121608A
Other languages
English (en)
Inventor
겐지 후루타
Original Assignee
가부시기가이샤 디스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시기가이샤 디스코 filed Critical 가부시기가이샤 디스코
Publication of KR20160028376A publication Critical patent/KR20160028376A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

실리콘 웨이퍼에 대하여 1300 ㎚∼1400 ㎚의 범위로 설정된 파장의 펄스 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼 내부에 개질층을 형성할 때에, 투과광이 웨이퍼 표면의 디바이스를 손상시키는 것을 억제 가능한 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.
표면에 복수의 디바이스가 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 실리콘으로 이루어지는 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 펄스 레이저 빔의 파장을 1300 ㎚∼1400 ㎚의 범위로 설정하는 파장 설정 단계와, 상기 파장 설정 단계 실시 후, 웨이퍼의 내부에 펄스 레이저 빔의 집광점을 위치 부여하여 웨이퍼의 이면으로부터 상기 분할 예정 라인에 대응하는 영역에 펄스 레이저 빔을 조사하며 유지 수단과 레이저 빔 조사 수단을 상대적으로 가공 이송하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 단계와, 상기 개질층 형성 단계 실시 후, 웨이퍼에 외력을 부여하여 상기 개질층을 분할 기점으로 웨이퍼를 상기 분할 예정 라인을 따라 분할하는 분할 단계를 포함하고, 상기 개질층 형성 단계에서는, 상기 분할 예정 라인에 인접하여 형성된 디바이스의 산란하여 조사되는 펄스 레이저 빔에 의해 손상되는 취약한 부분을 피하여 펄스 레이저 빔의 집광점이 위치 부여되는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼 내부에 개질층을 형성한 후, 웨이퍼에 외력을 부여하여 개질층을 기점으로 웨이퍼를 복수의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 칭하는 경우가 있음)는, 가공 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 전기 기기에 널리 이용되고 있다.
웨이퍼의 분할에는, 다이싱 소우라고 불리는 절삭 장치를 이용한 다이싱 방법이 널리 채용되고 있다. 다이싱 방법에서는, 다이아몬드 등의 지립을 금속이나 수지로 굳혀 두께 30 ㎛ 정도로 한 절삭 블레이드를, 30000 rpm 정도의 고속으로 회전시키면서 웨이퍼에 절입시킴으로써 웨이퍼를 절삭하여, 개개의 디바이스 칩으로 분할한다.
한편, 최근에는, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 빔의 집광점을 분할 예정 라인에 대응하는 웨이퍼의 내부에 위치 부여하여, 펄스 레이저 빔을 분할 예정 라인을 따라 조사(照射)하여 웨이퍼 내부에 개질층을 형성하고, 그 후 외력을 부여하여 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 일본 특허 제4402708호 공보 참조).
개질층이란 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 외의 물리적 특성이 주위와는 상이한 상태가 된 영역을 말하며, 용융 재경화 영역, 굴절률 변화 영역, 절연 파괴 영역 외에, 크랙 영역이나 이들이 혼재한 영역도 포함된다.
실리콘의 광학 흡수단은, 실리콘의 밴드 갭(1.1 eV)에 상당하는 광의 파장 1050 ㎚ 부근에 있으며, 벌크의 실리콘에서는, 이것보다 짧은 파장의 광은 흡수되어 버린다.
종래의 개질층 형성 방법에서는, 광학 흡수단에 가까운 파장 1064 ㎚의 레이저를 발진하는 네오디뮴(Nd)을 도핑한 Nd:YAG 펄스 레이저가 일반적으로 사용된다(예컨대, 일본 특허 공개 제2005-95952호 공보 참조).
그러나, Nd:YAG 펄스 레이저의 파장 1064 ㎚가 실리콘의 광학 흡수단에 가깝기 때문에, 집광점을 사이에 두는 영역에 있어서 레이저 빔의 일부가 흡수되어 충분한 개질층이 형성되지 않아, 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할할 수 없는 경우가 있다.
그래서, 본 출원인은, 파장 1300 ㎚∼1400 ㎚의 범위로 설정된, 예컨대 파장 1342 ㎚의 YAG 펄스 레이저를 이용하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하면, 집광점을 사이에 두는 영역에 있어서 레이저 빔의 흡수가 저감되어 양호한 개질층을 형성할 수 있으며, 원활하게 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할할 수 있는 것을 발견하였다(일본 특허 공개 제2006-108459호 공보 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 제4402708호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2005-95952호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2006-108459호 공보
그런데, 분할 예정 라인을 따라 직전에 형성된 개질층에 인접하여 펄스 레이저 빔의 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치 부여하여 조사하여, 웨이퍼 내부에 개질층을 형성하면, 펄스 레이저 빔을 조사한 면과 반대측의 면, 즉 웨이퍼의 표면에 레이저 빔이 산란하여 표면에 형성된 디바이스를 어택하여 손상시킨다고 하는 새로운 문제를 발생시키는 것이 판명되었다.
이 문제를 검증한 바, 직전에 형성된 개질층으로부터 미세한 크랙이 웨이퍼의 표면측에 전파되어, 그 크랙이 다음에 조사되는 펄스 레이저 빔의 투과광을 굴절 또는 반사시켜 디바이스를 어택하는 것은 아닌지 추찰된다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 실리콘 웨이퍼에 대하여 1300 ㎚∼1400 ㎚의 범위로 설정된 파장의 펄스 레이저 빔을 조사하여 웨이퍼 내부에 개질층을 형성할 때에, 투과광이 웨이퍼 표면의 디바이스를 손상시키는 것을 억제 가능한 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 피가공물을 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 빔을 조사하여 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 레이저 빔 조사 수단과, 상기 유지 수단과 상기 레이저 빔 조사 수단을 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단을 구비한 레이저 가공 장치에 의해 표면에 복수의 디바이스가 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 실리콘으로 이루어지는 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 펄스 레이저 빔의 파장을 1300 ㎚∼1400 ㎚의 범위로 설정하는 파장 설정 단계와, 상기 파장 설정 단계 실시 후, 웨이퍼의 내부에 펄스 레이저 빔의 집광점을 위치 부여하여 웨이퍼의 이면으로부터 상기 분할 예정 라인에 대응하는 영역에 펄스 레이저 빔을 조사하며 상기 유지 수단과 상기 레이저 빔 조사 수단을 상대적으로 가공 이송하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 단계와, 상기 개질층 형성 단계 실시 후, 웨이퍼에 외력을 부여하여 상기 개질층을 분할 기점으로 웨이퍼를 상기 분할 예정 라인을 따라 분할하는 분할 단계를 포함하고, 상기 개질층 형성 단계에서는, 상기 분할 예정 라인에 인접하여 형성된 디바이스의 산란하여 조사되는 펄스 레이저 빔에 의해 손상되는 취약한 부분을 피하여 펄스 레이저 빔의 집광점이 위치 부여되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에 따르면, 직전에 형성된 개질층으로부터 전파된 미세한 크랙이 존재하였다고 해도, 다음에 조사되는 펄스 레이저 빔은 디바이스가 취약한 부분을 피하여 조사되기 때문에, 펄스 레이저 빔이 산란하여 디바이스의 취약한 부분을 어택하는 일이 없어, 웨이퍼의 표면에 형성된 디바이스를 손상시킨다고 하는 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법을 실시하는 데 알맞은 레이저 가공 장치의 사시도.
도 2는 레이저 빔 발생 유닛의 블록도.
도 3은 실리콘 웨이퍼의 표면측 사시도.
도 4는 디바이스의 레이저 빔에 취약한 부분을 설명하는 확대도.
도 5는 실리콘 웨이퍼의 표면측을 외주부가 환형 프레임에 점착된 다이싱 테이프에 점착하는 모습을 나타내는 사시도.
도 6은 다이싱 테이프를 통해 환형 프레임에 지지된 실리콘 웨이퍼의 이면측 사시도.
도 7은 레이저 빔의 광로를 나타내는 모식도.
도 8은 개질층 형성 단계을 설명하는 사시도.
도 9는 웨이퍼 내부에 형성된 개질층과 레이저 빔에 취약한 부분의 관계를 나타내는 단면도.
도 10은 분할 장치의 사시도.
도 11은 분할 단계을 나타내는 단면도.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법을 실시하는 데 알맞은 레이저 가공 장치(2)의 개략 사시도가 나타나 있다.
레이저 가공 장치(2)는, 정지 베이스(4) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 탑재된 제1 슬라이드 블록(6)을 포함하고 있다. 제1 슬라이드 블록(6)은, 볼 나사(8) 및 펄스 모터(10)로 구성되는 가공 이송 수단(12)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(14)을 따라 가공 이송 방향, 즉 X축 방향으로 이동된다.
제1 슬라이드 블록(6) 상에는 제2 슬라이드 블록(16)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다. 즉, 제2 슬라이드 블록(16)은 볼 나사(18) 및 펄스 모터(20)로 구성되는 인덱싱 이송 수단(22)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(24)을 따라 인덱싱 이송 방향, 즉 Y축 방향으로 이동된다.
제2 슬라이드 블록(16) 상에는 원통 지지 부재(26)를 통해 척 테이블(28)이 탑재되어 있고, 척 테이블(28)은 회전 가능하며 가공 이송 수단(12) 및 인덱싱 이송 수단(22)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하다. 척 테이블(28)에는, 척 테이블(28)에 흡인 유지된 웨이퍼를 지지하는 환형 프레임을 클램프하는 클램프(30)가 마련되어 있다.
정지 베이스(4)에는 칼럼(32)이 세워서 설치되어 있고, 이 칼럼(32)에는 레이저 빔 조사 유닛(34)이 부착되어 있다. 레이저 빔 조사 유닛(34)은, 케이싱(33) 내에 수용된 도 2에 나타내는 레이저 빔 발생 유닛(35)과, 케이싱(33)의 선단에 부착된 집광기(37)로 구성된다.
레이저 빔 발생 유닛(35)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, YAG 펄스 레이저를 발진하는 레이저 발진기(62)와, 반복 주파수 설정 수단(64)과, 펄스폭 조정 수단(66)과, 파워 조정 수단(68)을 포함하고 있다. 본 실시형태에서는, 레이저 발진기(62)로서, 파장 1342 ㎚의 펄스 레이저를 발진하는 YAG 펄스 레이저 발진기를 채용하였다.
케이싱(35)의 선단부에는, 집광기(37)와 X축 방향으로 정렬하여 레이저 가공하여야 하는 가공 영역을 검출하는 촬상 유닛(39)이 설치되어 있다. 촬상 유닛(39)은, 가시광에 의해 반도체 웨이퍼(11)의 가공 영역을 촬상하는 통상의 CCD 등의 촬상 소자를 포함하고 있다.
촬상 유닛(39)은 더욱, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선 조사 수단과, 적외선 조사 수단에 의해 조사된 적외선을 포착하는 광학계와, 이 광학계에 의해 포착된 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 적외선 CCD 등의 적외선 촬상 소자로 구성되는 적외선 촬상 수단을 포함하고 있으며, 촬상한 화상 신호는 컨트롤러(제어 수단)(40)에 송신된다.
컨트롤러(40)는 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 처리 장치(CPU)(42)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)(44)와, 연산 결과 등을 저장하는 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(46)와, 카운터(48)와, 입력 인터페이스(50)와, 출력 인터페이스(52)를 구비하고 있다.
도면 부호 56은 안내 레일(14)을 따라 설치된 리니어 스케일(54)과, 제1 슬라이드 블록(6)에 설치된 도시하지 않는 판독 헤드로 구성되는 가공 이송량 검출 유닛이며, 가공 이송량 검출 유닛(56)의 검출 신호는 컨트롤러(40)의 입력 인터페이스(50)에 입력된다.
도면 부호 60은 가이드 레일(24)을 따라 설치된 리니어 스케일(58)과 제2 슬라이드 블록(16)에 설치된 도시하지 않는 판독 헤드로 구성되는 인덱싱 이송량 검출 유닛이며, 인덱싱 이송량 검출 유닛(60)의 검출 신호는 컨트롤러(40)의 입력 인터페이스(50)에 입력된다.
촬상 유닛(39)에서 촬상한 화상 신호도 컨트롤러(40)의 입력 인터페이스(50)에 입력된다. 한편, 컨트롤러(40)의 출력 인터페이스(52)로부터는 펄스 모터(10), 펄스 모터(20), 레이저 빔 발생 유닛(35) 등에 제어 신호가 출력된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 가공 방법의 가공 대상이 되는 반도체 웨이퍼(11)의 표면측 사시도가 나타나 있다. 도 3에 나타내는 반도체 웨이퍼(11)는, 예컨대 두께가 100 ㎛인 실리콘 웨이퍼로 구성되어 있다.
반도체 웨이퍼(11)는, 표면(11a)에 제1 방향으로 신장하는 복수의 제1 분할 예정 라인(스트리트)(13a)과, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 신장하는 복수의 제2 분할 예정 라인(13b)이 형성되어 있으며, 제1 분할 예정 라인(13a)과 제2 분할 예정 라인(13b)에 의해 구획된 각 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(15)가 형성되어 있다.
도 4를 참조하면, 실리콘 웨이퍼의 표면측 확대도가 나타나 있다. 분할 예정 라인(13a, 13b)으로 구획되어 형성된 디바이스(15)에는, 레이저 빔이 조사되면 손상을 받는 레이저 빔의 조사에 취약한 부분(17)이 복수 부분 존재하는 경우가 있다.
본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에서는, 레이저 빔에 취약한 부분(17)을 미리 특정하여, 후술하는 얼라이먼트 단계에서 레이저 빔에 취약한 부분(17)의 위치를 검출하고, 그 X축 좌표를 컨트롤러(40)의 RAM(46)에 저장해 둔다.
본 발명 실시형태의 웨이퍼의 가공 방법에서는, 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라고 약칭함)(11)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 외주가 환형 프레임(F)에 점착된 다이싱 테이프(T)에 그 표면(11a)측이 점착되고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(11)의 이면(11b)이 노출된 형태로서 가공이 수행된다.
본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에서는, 우선, 실리콘 웨이퍼(11)에 대하여 투과성을 갖는 펄스 레이저 빔의 파장을 1300 ㎚∼1400 ㎚의 범위로 설정한다(파장 설정 단계). 본 실시형태에서는, 도 2에 나타내는 레이저 빔 발생 유닛(35)의 레이저 발진기(62)로서, 파장 1342 ㎚의 펄스 레이저를 발진하는 YAG 레이저 발진기를 채용하였다.
이어서, 레이저 가공 장치(2)의 척 테이블(28)에서 웨이퍼(11)를 다이싱 테이프(T)를 통해 흡인 유지하여, 웨이퍼(11)의 이면(11b)을 노출시킨다. 그리고, 촬상 유닛(39)의 적외선 촬상 소자로 웨이퍼(11)를 그 이면(11b)측으로부터 촬상하고, 제1 분할 예정 라인(13a)에 대응하는 영역을 집광기(37)와 X축 방향으로 정렬시키는 얼라이먼트를 실시한다. 이 얼라이먼트에는, 잘 알려진 패턴 매칭 등의 화상 처리를 이용한다.
제1 분할 예정 라인(13a)의 얼라이먼트를 실시 후, 척 테이블(28)을 90도 회전시키고 나서, 제1 분할 예정 라인(13a)에 직교하는 방향으로 신장하는 제2 분할 예정 라인(13b)에 대해서도 동일한 얼라이먼트를 실시한다.
이 얼라이먼트 시에, 도 4에 나타내는 레이저 빔의 조사에 취약한 부분(17)을 검출하고, 이 취약한 부분의 X 좌표의 값을 컨트롤러(40)의 RAM(46)에 저장한다.
얼라이먼트 단계 실시 후, 도 8에 나타내는 바와 같이 집광기(37)에서 파장 1342 ㎚의 펄스 레이저 빔의 집광점을 제1 분할 예정 라인(13a)에 대응하는 웨이퍼 내부에 위치 부여하고, 펄스 레이저 빔을 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로부터 조사하여, 척 테이블(28)을 화살표(X1) 방향으로 가공 이송함으로써, 웨이퍼(11)의 내부에 개질층(19)을 형성하는 개질층 형성 단계를 실시한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 레이저 빔 발생 유닛(35)으로부터 출사된 펄스 레이저 빔은 음향 광학 소자(AOD)(74)를 통해 집광기(37)의 미러(68)에서 반사되고 나서, 집광 렌즈(72)에서 웨이퍼(11)의 내부에 집광된다. AOD(74)는 전압이 인가되면 그 굴절률이 변화하고, 펄스 레이저 빔은 AOD(74)에서 파선과 같이 굴절하여 버퍼(76)에 흡수된다.
본 실시형태의 개질층 형성 단계에서는, 척 테이블(28)을 화살표(X1) 방향으로 가공 이송하는 동안, 도 9에 나타내는 바와 같이, 레이저 빔의 조사에 취약한 부분(17)의 X 좌표값을 검출하면, 도 7에 나타내는 AOD(74)에 전압을 인가하여 레이저 빔 발생 유닛(35)으로부터 출사된 펄스 레이저 빔을 AOD(74)로 굴절시켜 버퍼(76)에서 흡수한다.
취약한 부분(17)을 지나가면 AOD(74)에의 전압의 인가를 정지한다. 이에 의해, 펄스 레이저 빔의 집광점이 웨이퍼(11)의 내부에 위치 부여되어 개질층(19)이 웨이퍼 내부에 재차 형성된다.
척 테이블(28)을 Y축 방향으로 인덱싱 이송하면서, 모든 제1 분할 예정 라인(13a)에 대응하는 웨이퍼(11)의 내부에 레이저 빔에 취약한 부분(17)을 피하면서 개질층(19)을 형성한다. 이어서, 척 테이블(28)을 90°회전시키고 나서, 제1 분할 예정 라인(13a)에 직교하는 모든 제2 분할 예정 라인(13b)을 따라 동일한 개질층(19)을 형성한다.
개질층(19)은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 외의 물리적 특성이 주위와는 상이한 상태가 된 영역을 말한다. 예컨대, 용융 재경화 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등을 포함하며, 이들 영역이 혼재한 영역도 포함하는 것이다.
개질층 형성 단계의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
광원: YAG
펄스 레이저 파장: 1342 ㎚
평균 출력: 0.5 W
반복 주파수: 100 ㎑
스폿 직경: φ2.5 ㎛
이송 속도: 300 ㎜/s
개질층 형성 단계 실시 후, 도 10에 나타내는 분할 장치(80)를 사용하여 웨이퍼(11)에 외력을 부여하고, 웨이퍼(11)를 개개의 디바이스 칩(21)으로 분할하는 분할 단계를 실시한다. 도 10에 나타내는 분할 장치(80)는, 환형 프레임(F)을 유지하는 프레임 유지 수단(82)과, 프레임 유지 수단(82)에 유지된 환형 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)를 확장하는 테이프 확장 수단(84)을 구비하고 있다.
프레임 유지 수단(82)은, 환형의 프레임 유지 부재(86)와, 프레임 유지 부재(86)의 외주에 설치된 고정 수단으로서의 복수의 클램프(88)로 구성된다. 프레임 유지 부재(86)의 상면은 환형 프레임(F)를 배치하는 배치면(86a)을 형성하고 있으며, 이 배치면(86a) 상에 환형 프레임(F)이 배치된다.
그리고, 배치면(86a) 상에 배치된 환형 프레임(F)은, 클램프(88)에 의해 프레임 유지 수단(86)에 고정된다. 이와 같이 구성된 프레임 유지 수단(82)은 테이프 확장 수단(84)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
테이프 확장 수단(84)은, 환형의 프레임 유지 수단(86)의 내측에 설치된 확장 드럼(90)을 구비하고 있다. 확장 드럼(90)의 상단은 덮개(92)로 폐쇄되어 있다. 이 확장 드럼(90)은, 환형 프레임(F)의 내직경보다 작고, 환형 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)에 점착된 웨이퍼(11)의 외직경보다 큰 내직경을 가지고 있다.
확장 드럼(90)은 그 하단에 일체적으로 형성된 지지 플랜지(94)를 가지고 있다. 테이프 확장 수단(84)은 또한, 환형의 프레임 유지 부재(86)를 상하 방향으로 이동시키는 구동 수단(96)을 구비하고 있다. 이 구동 수단(96)은 지지 플랜지(94) 상에 설치된 복수의 에어 실린더(98)로 구성되어 있고, 그 피스톤 로드(100)는 프레임 유지 부재(86)의 하면에 연결되어 있다.
복수의 에어 실린더(98)로 구성되는 구동 수단(96)은, 환형의 프레임 유지 부재(86)를, 그 배치면(86a)이 확장 드럼(90)의 상단인 덮개(92)의 표면과 대략 동일 높이가 되는 기준 위치와, 확장 드럼(90)의 상단보다 소정량 하방의 확장 위치 사이에서 상하 방향으로 이동한다.
이상과 같이 구성된 분할 장치(80)를 이용하여 실시하는 웨이퍼(11)의 분할 단계에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11의 (A)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(11)를 다이싱 테이프(T)를 통해 지지된 환형 프레임(F)을, 프레임 유지 부재(86)의 배치면(86a) 상에 배치하고, 클램프(88)에 의해 프레임 유지 부재(86)를 고정한다. 이때, 프레임 유지 부재(86)는 그 배치면(86a)이 확장 드럼(90)의 상단과 대략 동일 높이가 되는 기준 위치에 위치 부여된다.
이어서, 에어 실린더(98)를 구동시켜 프레임 유지 부재(86)를 도 11의 (B)에 나타내는 확장 위치에 하강시킨다. 이에 의해, 프레임 유지 부재(86)의 배치면(86a) 상에 고정되어 있는 환형 프레임(F)도 하강하기 때문에, 환형 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)는 확장 드럼(90)의 상단 가장자리에 접촉하여 주로 반경 방향으로 확장된다.
그 결과, 다이싱 테이프(T)에 점착되어 있는 웨이퍼(11)에는, 방사형으로 인장력이 작용한다. 이와 같이 웨이퍼(11)에 방사형으로 인장력이 작용하면, 제1, 제2 분할 예정 라인(13a, 13b)을 따라 형성된 개질층(19)이 분할 기점이 되어 웨이퍼(11)가 제1, 제2 분할 예정 라인(13a, 13b)을 따라 할단(割斷)되어, 개개의 디바이스 칩(21)으로 분할된다.
전술한 실시형태에 따르면, 개질층 형성 단계에서 레이저 빔의 조사에 취약한 부분을 피하면서 펄스 레이저 빔을 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로부터 조사하기 때문에, 직전에 형성된 개질층(19)으로부터 전파된 미세한 크랙이 존재하였다고 해도, 레이저 빔은 디바이스(15)의 레이저 빔에 약한 부분(17)을 피하여 조사되기 때문에, 펄스 레이저 빔이 산란하여 디바이스(15)의 취약한 부분(17)을 어택하는 일이 없어, 디바이스(15)를 손상시키는 것이 방지된다.
2 : 레이저 가공 장치
11 : 실리콘 웨이퍼
13a : 제1 분할 예정 라인
13b : 제2 분할 예정 라인
15 : 디바이스
17 : 레이저 빔에 취약한 부분
19 : 개질층
21 : 디바이스 칩
28 : 척 테이블
34 : 레이저 빔 조사 유닛
35 : 레이저 빔 발생 유닛
37 : 집광기
39 : 촬상 유닛
62 : 레이저 발진기
66 : 펄스폭 조정 수단
72 : 집광 렌즈
80 : 분할 장치
T : 다이싱 테이프
F : 환형 프레임

Claims (1)

  1. 피가공물을 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 빔을 조사(照射)하여 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 레이저 빔 조사 수단과, 상기 유지 수단과 상기 레이저 빔 조사 수단을 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단을 구비한 레이저 가공 장치에 의해 표면에 복수의 디바이스가 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 실리콘으로 이루어지는 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 펄스 레이저 빔의 파장을 1300 ㎚∼1400 ㎚의 범위로 설정하는 파장 설정 단계와,
    상기 파장 설정 단계 실시 후, 웨이퍼의 내부에 펄스 레이저 빔의 집광점을 위치 부여하여 웨이퍼의 이면으로부터 상기 분할 예정 라인에 대응하는 영역에 펄스 레이저 빔을 조사하며 상기 유지 수단과 상기 레이저 빔 조사 수단을 상대적으로 가공 이송하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 단계와,
    상기 개질층 형성 단계 실시 후, 웨이퍼에 외력을 부여하여 상기 개질층을 분할 기점으로 웨이퍼를 상기 분할 예정 라인을 따라 분할하는 분할 단계
    를 포함하고, 상기 개질층 형성 단계에서는, 상기 분할 예정 라인에 인접하여 형성된 디바이스의 산란하여 조사되는 펄스 레이저 빔에 의해 손상되는 취약한 부분을 피하여 펄스 레이저 빔의 집광점이 위치 부여되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
KR1020150121608A 2014-09-03 2015-08-28 웨이퍼의 가공 방법 KR20160028376A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014179218A JP2016054204A (ja) 2014-09-03 2014-09-03 ウエーハの加工方法
JPJP-P-2014-179218 2014-09-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160028376A true KR20160028376A (ko) 2016-03-11

Family

ID=55422537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150121608A KR20160028376A (ko) 2014-09-03 2015-08-28 웨이퍼의 가공 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2016054204A (ko)
KR (1) KR20160028376A (ko)
CN (1) CN105390380A (ko)
TW (1) TWI697040B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7039238B2 (ja) * 2017-10-03 2022-03-22 株式会社ディスコ レーザー照射機構

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095952A (ja) 2003-09-26 2005-04-14 Disco Abrasive Syst Ltd 薄板状被加工物の分割方法及び装置
JP2006108459A (ja) 2004-10-07 2006-04-20 Disco Abrasive Syst Ltd シリコンウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP4402708B2 (ja) 2007-08-03 2010-01-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1775059B1 (en) * 2004-08-06 2015-01-07 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and semiconductor device
JP5468847B2 (ja) * 2009-08-28 2014-04-09 株式会社ディスコ ウエーハのレーザー加工方法
JP5968150B2 (ja) * 2012-08-03 2016-08-10 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6068882B2 (ja) * 2012-09-05 2017-01-25 株式会社ディスコ レーザー加工装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095952A (ja) 2003-09-26 2005-04-14 Disco Abrasive Syst Ltd 薄板状被加工物の分割方法及び装置
JP2006108459A (ja) 2004-10-07 2006-04-20 Disco Abrasive Syst Ltd シリコンウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP4402708B2 (ja) 2007-08-03 2010-01-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI697040B (zh) 2020-06-21
CN105390380A (zh) 2016-03-09
TW201611109A (zh) 2016-03-16
JP2016054204A (ja) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160086267A (ko) 웨이퍼의 가공 방법
KR20160086263A (ko) 웨이퍼의 가공 방법
KR101581049B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 레이저 가공 방법
KR102305375B1 (ko) 웨이퍼의 가공 방법
JP6308919B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP6320261B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP2016054205A (ja) ウエーハの加工方法
KR20160040099A (ko) 웨이퍼의 가공 방법
JP2016042516A (ja) ウエーハの加工方法
JP2016076523A (ja) ウエーハの加工方法
KR20160028376A (ko) 웨이퍼의 가공 방법
KR102488216B1 (ko) 웨이퍼의 가공 방법
KR102488215B1 (ko) 웨이퍼의 가공 방법
JP2016076522A (ja) ウエーハの加工方法
JP5839383B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP2016058430A (ja) ウエーハの加工方法
JP2016072274A (ja) ウエーハの加工方法
JP2016072278A (ja) ウエーハの加工方法
JP2016054202A (ja) ウエーハの加工方法
JP2016058431A (ja) ウエーハの加工方法
JP2022179058A (ja) 被加工物の加工方法
JP2016054203A (ja) ウエーハの加工方法
JP2017069288A (ja) ウエーハの加工方法
JP2016072275A (ja) ウエーハの加工方法
JP2016072277A (ja) ウエーハの加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application