KR20160053834A - 반도체 웨이퍼들의 싱귤레이팅을 위한 레이저 섬유 어레이 - Google Patents

반도체 웨이퍼들의 싱귤레이팅을 위한 레이저 섬유 어레이 Download PDF

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프란츠 홀링거
카렐 마이켈 리하르트 반 데르 스탐
카렐 마이켈 리하르트 반 데르 스탐
디크 베르하르트
구이도 마르티누스 헨리쿠스 크니펠스
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에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디
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Abstract

기판을 절단하기 위한 장치는 제 1 및 제 2 레이저들, 및 입력단 및 상기 입력단 반대측의 출력단을 각각 갖는 제 1 및 제 2 광학 섬유들을 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 광학 섬유들의 입력단들은 상기 제 1 및 제 2 레이저들과 각각 연결된다. 상기 제 1 및 제 2 광학 섬유들의 출력단들은 상기 기판에 대해 이동가능하며, 상기 기판을 절단하기 위해 상기 기판상에 제 1 및 제 2 레이저 빔들을 동시에 이미징하도록 구성된다.

Description

반도체 웨이퍼들의 싱귤레이팅을 위한 레이저 섬유 어레이{LASER FIBER ARRAY FOR SINGULATING SEMICONDUCTOR WAFERS}
본 발명은 반도체 웨이퍼들의 싱귤레이션(singulation)에 관한 것이며, 특히 레이저 에너지를 활용하는 반도체 웨이퍼들의 싱귤레이션에 관한 것이다.
통상적으로, 반도체 칩들의 매트릭스를 포함하는 반도체 웨이퍼들의 레이저 절단에 단일 레이저 빔이 사용되어 왔다. 반도체 산업에서 레이저 싱귤레이션 머신은 통상 하나의 고출력 레이저를 사용한다. 일반적으로, 적외선, 녹색 또는 자외선 방출들을 갖는 q-스위치된 고체 레이저들(q-switched solid-state lasers)이 사용된다. 레이저 빔은 재료를 녹여 그 반도체 칩들을 분리하도록 미러들 및 렌즈들을 통해 반도체 웨이퍼 상으로 포커싱된다. 레이저 출력은 외부 감쇠기에 의해 조절된다.
다중 레이저 빔들이 반도체 웨이퍼를 절단하기 위해 동시에 사용되게 되면, 상기 레이저 빔은 회절 광학 소자("DOE") 시스템에 의해 단일 레이저 출력 소스로부터 다중 빔들로 분할될 수 있다. 빔 스플리터들 및 다른 프리-스페이스(free-space) 광학장치들이 일반적으로 그러한 DOE 시스템에 포함되어, 원하는 레이저-분할 결과를 얻게 된다.
기존의 싱귤레이션 프로세스들의 예들은 그루빙(grooving), 다이싱(dicing) 및 스텔스 다이싱(stealth dicing)을 포함한다. 그루빙 동안, 그루브가 반도체 웨이퍼상에 형성되어 상기 웨이퍼의 저-유전율 상층(low-k top layer)만을 제거하며, 상기 웨이퍼는 후속 단계에서 분리되기만 한다. 다이싱 프로세스에서, 레이저 빔은 상기 웨이퍼의 두께를 관통하여 완전히 절단하도록 충분한 반도체 웨이퍼 재료를 제거한다. 스텔스 다이싱 동안, 상기 레이저 빔은 상기 웨이퍼에 대해 표면 손상을 피하면서 상기 웨이퍼를 녹이도록 반도체 웨이퍼의 마주하는 표면들 중간에 포커싱된다. 상기한 싱귤레이션 프로세스들의 어떠한 것이든 이용하는 레이저 절단에 있어, 빔에 대한 상이한 파장들, 펄스 에너지들, 반복 주파수들 또는 펄스 길이들, 또는 상이한 극성화들로 인해, 절단을 위한 레이저 빔의 다중 단계들(multiple passes)이 요구될 수 있다. 하지만, 단일 출력 소스의 의존으로 인해 레이저 싱귤레이션 장치의 절단 효율을 제한한다.
그루빙과 관련하여, 단일-단계 그루빙(single pass grooving)은 단일의 고출력 레이저로는 가능하지 않다는 것이 인식되어왔다. 그루빙 프로세스는 상이한 단계들 동안 적용되어야 할 상이한 레이저 주파수들과 펄스 에너지들을 요구한다. 특히, "트렌칭(trenching)" 단계는 통상 높은 반복 주파수 및 낮은 펄스 에너지, 하지만 연속적인 펄스들 사이에서의 양호한 공간 오버랩을 요구하며, 이에 반해 "그루빙" 단계는 다량의 재료에 대한 제거를 요구하여, 높은 펄스 에너지 및 낮은 반복 레이트지만 연속하는 펄스들 사이의 보다 큰 간격이 요구되어 진다. 이러한 두-단계 프로세스는 상기 머신의 싱귤레이션 처리량을 상당히 더디게 한다.
더욱이, DOE 시스템들은 일반적으로 값비싸고, 정규적인 예방보수를 필요로 한다. 현재의 DOE 시스템들에서 사용되는 회절 빔 스플리터들은 많은 렌즈들과 공간 필터들을 갖는 세련된 빔 전달 광학장치들 필요로 한다. 단지 하나의 고-출력 레이의 사용으로는, 광한 소자들의 수명이 제한된다.
레이저 빔들의 수 및 각각의 레이저 빔의 특성은 DOE 시스템들의 광학 경로 설계에 의해 필수적으로 고정되므로, 레이저 빔들은 모두 동일한 레이저 소스로부터 얻어지기 때문에, 서로 간에 독립적으로 용이하게 제어될 수 없다. 따라서, 레이저 싱귤레이션을 실행할 때 종래 기술의 상기한 문제점들을 피하도록 각각의 레이저 빔을 독립적으로 제어할 수 있는 것이 유익할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 복수의 레이저 빔들을 동시에 발생할 수 있고 종래 기술과 비교하여 보다 큰 유연성으로 활용될 수 있는 레이저 싱귤레이션 장치를 제공하고자 하는 것이다.
따라서, 본 발명은 기판을 절단하기 위한 장치로서, 제 1 및 제 2 레이저들과; 입력단 및 상기 입력단에 반대 측의 출력단을 각각 갖는 제 1 및 제 2 광학 섬유들을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 광학 섬유들의 입력단들은 상기 제 1 및 제 2 레이저들에 각각 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 광학 섬유들의 출력단들은 상기 기판에 대해 이동가능하며 상기 기판 절단을 위해 상기 기판상으로 제 1 및 제 2 레이저 빔들을 동시에 이미징하도록 구성되는, 기판 절단 장치를 제공한다.
이후 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하는 것이 유익할 것이다. 도면의 특정 사항 및 관련 설명은 본원 청구범위에 의해 규정된 바의 본 발명의 광범위한 인식의 보편성을 대체하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본 발명에 따른 레이저 싱귤레이션 장치의 예들은 이제 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 싱귤레이트될 반도체 칩들의 매트릭스를 구비하는 반도체 웨이퍼의 평면도.
도 2는 다중 레이저 빔들을 발생하기 위한 본 발명의 제 1 적절한 실시예에 따른 레이저 섬유 어레이의 구성도.
도 3은 두 개의 상이한 유형들의 레이저 소스들을 구비하는 본 발명의 제 2 적절한 실시예에 따른 레이저 섬유 어레이의 구성도.
도 4는 고정장치상에 배열되어 있는 레이저 섬유 어레이에 포함된 광학 섬유들의 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 레이저 섬유 어레이를 사용하는 제 1 예시적 절단 처리 방법을 도시하는 도면.
도 6은 도 2에 도시된 레이저 섬유 어레이를 사용하는 제 2 예시적 절단 처리 방법을 도시하는 도면.
도 1은 절단에 의해 싱귤레이트 될 반도체 칩들(12)의 매트릭스를 구비하는 반도체 웨이퍼(10)의 평면도이다. 반도체 웨이퍼(10)는 이동가능한 웨이퍼 플랫폼(11)상에 지지된다. 다양한 절단 라인들(14)이 반도체 웨이퍼(10)의 표면상에 도시된다. 참조의 목적으로, 도 1은 또한 다수의 절단 라인들(14)의 세로의 중심축(14')을 도시한다.
이러한 절단 라인들(14)은 반도체 웨이퍼(10) 표면상의 매트릭스 배열로 분포된 반도체 칩들(12) 사이의 일반적으로 수평 평면상에서 X-Y 그리드 패턴으로 동작한다. 통상의 반도체 웨이터(10)상에는 일반적으로 다수의 그러한 반도체 칩들(12)이 있게 될 것이지만, 여기에서는 간략함을 위해 그리고 명료함을 위해 단지 일부만이 도시되어 있다. 도 1은 특정 방향(여기서는, ±Y)으로 다수의 연속하는 절단 라인들(14)을 따라 반도체 웨이퍼(10)를 다이싱하기 위해 측면 스텝 처리방법에 앞서 세로 절단을 도시한다.
다이싱 프로세스가 실행될 수 있는 방법의 예가 다음에 설명된다. 반도체 웨이퍼(10)는 -Y 방향으로 레이저 빔을 스캐닝함으로써 절단 라인(14a)을 따라 다이싱된다. 특히 그러한 관련 동작은 +Y 방향으로 웨이퍼 플랫폼(11)을 이동하도록 액추에이터 시스템(도시되지 않음)을 사용함으로써 달성될 수 있다.
절단 라인(14a)을 따른 다이싱 동작을 완료한 후, 액추에이터 시스템이 양 △X 만큼 +X 방향으로 웨이퍼 플랫폼(11)을 스텝핑하도록 작동된다. 결과적으로 레이저 빔은 -△X 양만큼 반도체 웨이퍼(10)에 대해 효과적으로 시프트될 것이다. 반도체 웨이퍼(10)는 이제 +Y 방향으로 레이저 빔을 스캐닝함으로써 절단 라인(14b)을 따라 다이싱된다. 실제로, 이러한 관련 동작은 -Y 방향으로 웨이퍼 플랫폼(11)을 이동하도록 액추에이터 시스템을 구동함으로써 달성된다.
도 1에 구성적으로 도시된 장치에 있어서, 두 개의 별개의 선형 모터들(도시되지 않음)이, X 및 Y 축들에 대해 45°로 대하는(subtend), 직교하는 D1 및 D2 축들을 따라 웨이퍼 플랫폼(11)을 독립적으로 구동하도록 동작가능하다. 그와 같이, X 및/또는 Y 축들에서의 웨이퍼 플랫폼(11)의 움직임은 D1 및 D2 축들을 따른 동시 구동을 수반한다.
도 2는 반도체 웨이퍼(10)와 같은 기판을 절단하기 위해 다중 레이저 빔들을 발생하기 위한 본 발명의 제 1 적절한 실시예에 따른 레이저 섬유 어레이(20)의 구성을 도시한다. 도시된 실시예에서, 다중 레이저들(L1-L5)은 그들의 결합된 출력이 반도체 웨이퍼(10)상에 레이저 스폿들의 선형 어레이를 형성하도록 하는 방식으로 구성된다. 단지 다섯 개의 레이저들(L1-L5)이 간략함을 위해 도시되었지만, 보다 많은 또는 보다 적은 레이저들이 레이저 섬유 어레이(20)에 포함될 수 있다. 예컨대, 원하는 결과에 의존하여 제 1 및 제 2 레이저들이면 충분할 수 있다.
광학 섬유들(24)이 다중 레이저들(L1-L5)에 연결된다. 각각의 광학 섬유(24)는 레이저들(L1-L5)에 연결된 입력단과 레이저 빔을 출력하여 반도체 웨이퍼(10) 상에 이미징하도록 구성된 출력단을 갖는다. 광학 섬유들(24)의 출력단들은 레이저 스폿들의 선형 어레이를 얻도록 선형적으로 배열될 수 있으며, 상기 섬유들(24)의 출력단들로부터 출력되는 레이저 빔들은 렌즈 어셈블리(26)를 통해 반도체 웨이퍼(10)의 표면상으로 이미징된다. 렌즈 어셈블리(26)는 일정한 광학 확대 또는 축소 인자 M을 가지며, 이로써 웨이퍼 플랫폼(11) 상에 지지된 반도체 웨이퍼(10)의 표면상에 고-강도 레이저 스폿들의 선형 어레이를 얻게 된다. 광학 섬유들(24)은 웨이퍼를 절단하기 위해 사용된 레이저 스폿들을 이동하기 위해 반도체 웨이퍼(10)에 대해 이동가능하다.
각각의 레이저(L1-L5)는 제어기 시스템의 각각의 제어기(C1-C5)에 의해 별개로 제어된다. 각 레이저(L1-L5)의 출력(power), 펄스 지속시간 및 작동/정지와 같은 레이저들(L1-L5)과 함께 사용되는 동작 파라미터들은 제어가능하여, 각 레이저의 동작은 다른 레이저들의 동작과 독립적이다. 렌즈 어셈블리(26)는, 반도체 웨이퍼(10)상에 이미징되는 패턴에 특정 량의 디포커스(defocus)를 적용하도록 이미지 제어기(32)에 의한 조절을 통해 최적의 이미징 상태로부터 Z-방향으로 디터닝(deturn)될 수 있다. x-y 축을 따른 반도체 웨이퍼(10)의 수평 위치가 웨이퍼 플랫폼(11)에 동작가능하게 연결된 위치 제어기(34)에 의해 제어된다. 부가하여, 마스터 제어기(36)는 도 1을 참조하여 기술된 바와 같은 반도체 웨이퍼(10)의 전체 싱귤레이션 프로세스를 제어한다.
레이저 섬유 어레이(20)에 포함될 상이한 유형들의 레이저 조합들의 사용에 있어서 유연함이 있다. 적외선 레이저 싱귤레이션 머신들의 경우에 있어서, 저-출력 펄스의 섬유 레이저들의 번들(bundle)이 사용될 수 있다. 한편으론, 녹색 레이저 싱귤레이션 머신들에 대해선, 저-출력 주파수 이중(low-power frequency doubled) DPSS q-스위치 레이저들의 번들이 각각 패시브 광학 섬유로 결합될 수 있다. 그루브 어플리케이션들에 대해선, 자외선 레이저들의 번들이 소위 트렌칭 단계 동안 각 패시브 섬유들에 결합될 수 있다. 또한, 하나 이상의 적외선 섬유 레이저들이 상기 트렌칭 단계 후 상기 웨이퍼상에 내부 그루브를 형성하기 위한 번들에 부가될 수 있다. 전체적인 레이저 섬유 어레이(20)는 이중-파장 반사 방지 코팅을 갖는 대물 렌즈 어셈블리(26)를 통해 반도체 웨이퍼(10)상으로 이미징될 수 있다.
도 3은 두 개의 상이한 유형들의 레이저 소스들(46, 50)을 구비하는 본 발명의 제 2 적절한 실시예에 따른 레이저 섬유 어레이(20')의 구성도이다. 선형 레이저 섬유 어레이(20)에 포함된 단일 유형의 레이저(L1-L5) 대신에, 레이서 섬유 어레이(20')는 제 1 주파수에서 자외선 파장을 갖는 레이저 빔들을 방출하는 자외선 레이저(46)와 제 2 주파수에서 적외선 파장의 레이저 빔들을 방출하는 적외선 레이저(50)를 조합하는 것과 같이 상이한 유형들의 레이저들의 조합을 구비할 수 있다.
자외선 레이저(46)는 자외선 레이저(46)의 출력을 다중의 분할된 레이저 빔들로 분리하는 광학 섬유 커플링 어셈블리(48)에 연결된다. 광학 섬유 커플링 어셈블리(48)는 빔 스플리터들(49)과 미러(51)를 구비한다. 광학 섬유 커플링 어셈블리(48)는 각각이 별개의 분할된 레이저 빔에 결합된 각 광학 섬유들(24)에 연결되고, 이들 광학 섬유들은 그 출력단들에서 그루브들(42)을 포함하는 고정장치에 고정된다. 광학 섬유들(24)은 커버(44) 및 접착제에 의해 고정장치(40)에 고정된다.
적외선 레이저(50)는 별개의 고정장치(40')에 고정된 광학 섬유(24')에 연결된다. 각 광학 섬유들(24, 24')로부터의 출력들은 레이저 빔 출력들을 조정하도록 각각의 줌 빔 익스팬더들(zoom beam expanders)(52, 52')을 통해 통과된다. 적외선 레이저(50)에 연결된 광학 섬유(24')로부터의 출력은 미러에 의해 다이크로이틱 빔 스플리터(dichroitic beam splitter)(56)로 반사된다. 한편, 자외선 레이저(46)에 접속된 광학 섬유들(24)로부터의 출력은 다이크로이틱 빔 스플리터(56)를 통해 통과된다. 자외선 및 적외선 레이저들(46, 50)에 의해 발생된 레이저 빔들은 따라서 다이크로이틱 빔 스플리터(56)를 통해 단일 출력 경로로 합쳐지고, 또 다른 미러(54)에 의해 반사되어, 렌즈 어셈블리(26)를 통해 반도체 웨이퍼(10) 상에 포커싱된다.
그러한 배열에 의해, 자외선 및 적외선 레이저들에 의해 발생된 레이빔들의 상이한 초점 크기들(focal sizes)이 가능하게 된다. 따라서, 단일 단계에서 그루빙을 위한 적외선 레이저 빔과 함께 트렌칭을 위한 고 주파수의 자외선 레이저 빔을 동시에 사용하는 것이 가능하다.
따라서, 그러한 장치는 다수의 유형들 또는 구성들의 레이저들이 셋업될 수 있도록 하며, 각각의 레이저는 하나의 절단 단계에서 상이한 파라미터(예컨대, 파장, 펄스 에너지 또는 펄스 반복 레이트)를 동시에 가질 수 있다.
상기 기술된 실시예는 선형적으로 배열된 레이저 섬유 어레이(20)를 개시하고 있지만, 레이저 섬유 어레이를 적절한 고정장치와 함께 2차원적으로 배열하는 것이 가능하다. 더욱이, 하나 이상의 레이저들(L1-L5)이 다른 레이저들보다 높은 출력을 가질 수 있다.
도 4는 광학 섬유들(24)의 출력단들이 고정장치(40)상에 배열되어 있는 레이저 섬유 어레이(20)에 포함된 광학 섬유들(24)의 단면도이다. 고정장치(40)는 평평한 표면을 가지며, 고정장치(40)의 평평한 표면상에 형성된 통상의 평면 방향으로 배열된 복수의 그루브들(v형 그루브들의 형태로 될 수 있음)(42)을 갖는다. 각 레이저들(L1-L5)로부터 인출된 광학 섬유들(24)은 이후 상기 그루브들(42)상에 놓이게 되어, 이들을 서로에 대해 원하는 배열로 위치시킨다. 광학 섬유들(24)을 배열한 후, 광학 섬유들(24)은 커버(44)에 의해 고정장치(40)상에 고정되어 그들의 추가적인 상대적 움직임을 방지한다.
도 5는 도 2에 도시된 레이저 섬유 어레이(20)를 사용하는 제 1 예시적 절단 처리방법을 도시하는 도면이다. 레이저 섬유 어레이(20)는 웨이퍼를 절단하기 위해 반도체 웨이퍼(10)상에 절단 라인(14)을 따라 선형적으로 배열된 레이저 스폿들(58)의 어레이를 생성한다. 이러한 예에서, 레이저 스폿들(58)의 어레이는 여섯 개의 레이저 스폿들(60)을 구비하는데, 레이서 스폿들의 수는 설계에 따라 변화될 수 있다.
레이저 스폿들(58)의 선형 어레이가 금속 테스트 소자 그룹(TEG)(62)과 같이 절단하기 어려운 절단 라인(14)을 따라 존재하는 영역과 마추칠 때, TEG(62)에 도달하는 각각의 레이저 스폿(60)에 대한 레이저 출력은 TGE(62)의 위치에서 증가될 수 있다. 따라서, TGE(62)상에 영향을 주도록 위치된 특정 레이저 스폿들(60)은 증가된 출력으로 TEG(62)를 절단하는데 더욱 효과적이 될 수 있다. 일단 개별적인 레이저 스폿(60)이 상기 TEG(62)의 위치를 통과하면, 그 레이저 에너지는 웨이퍼 재료를 절단하기 위한 정규의 프로세싱 출력으로 다시 줄어들 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 레이저 섬유 어레이(20)를 사용하는 제 2 예시적 절단 처리방법을 도시하는 도면이다. 레이저 스폿들(58)의 선형적으로 정렬된 어레이는 이제 거의 완전하게 TGE(62)의 위치를 통과했다.
레이저 스폿들(58)의 어레이가 반도체 웨이퍼(10)의 에지에 도달할 때, 반도체 웨이퍼(10)의 에지 너머로 확장하는 레이저 스폿들(60)은 반도체 웨이퍼(10)를 지지하는 다이싱 테입(dicing tape)(도시되지 않음)상에 영향을 줄 수 있게 될 것이다. 필요하다면, 상기 다이싱 테입상에 도달하는 그러한 레이저 스폿들(60)은 다이싱 테입에 대한 어떠한 손상도 방지하기 위해 스위치 오프될 수 있다. 한편으로, 웨이퍼의 에지까지 절단 라인(14)을 따라 반도체 웨이퍼(10)를 완전하게 절단하는 것은 가능한 정확한 제어에 의해 보다 정확하게 달성될 수 있다.
본 발명의 기술된 실시예들에 따른 장치는 복수의 레이저 스폿들을 반도체 웨이퍼(10)상에 이미징하도록 구성된 광학 섬유들의 어레이를 통해 반도체 웨이퍼(10)로 레이저 빔들을 전달한다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 프리-스페이스 광학장치들 및 빔 스플리터들을 사용하는 값비싼 DOE 시스템들을 피할 수 있다. 광학 섬유들(24)을 통한 레이저 빔 전달의 사용은 반도체 웨이퍼(10)를 절단하는데 사용되는 레이저 스폿들(60)의 유연한 배열을 가능하게 한다.
강화된 유연성은 서로 간에 독립적으로 다중 레이저 빔들에 포함된 각각의 레이저 빔의 특성들에 대해 실시간 제어를 가능하게 한다. 실례로, 반도체 웨이퍼(10)의 에지가 도달될 때, 지지하는 다이싱 테입상에 영향을 주는 각각의 레이저 스폿(60)은 다른 레이저 스폿들(60)이 반도체 웨이퍼(10)의 절단을 지속하는 동안 개별적으로 스위치 오프될 수 있어, 다이싱 테입에 손상을 줄 위험을 줄이도록 한다.
더욱이, 금속 테스트 구조와 같이 절단하기 어려운 반도체 웨이퍼(10)의 영역이 도달되는 곳에서, 그 영역에 위치된 레이저 스폿(60)의 출력이 상기 영역을 더욱 효과적으로 절단하기 위해 증가될 수 있다. 그러한 영역들의 위치에 대한 적절한 인식은 각각의 레이저 스폿(60)이, 반도체 웨이퍼를 제거하기 위한 프로세싱 파라미터들을 최적화하도록 상기 영역 위에 머무를 때, 보다 높은 출력으로 상기 반도체 웨이퍼(10)를 제거할 수 있으며, 그러한 높은 출력을 요구하지 않는 다른 영역들과 관련해서는 불필요한 열을 도입하지 않는다.
이러한 방법으로, 그루빙을 위한 값비싼 고출력 자외선 레이저들은 값싼 적외선 레이저들로 대체가능하게 된다. 트렌칭은 단지 트렌칭을 위한 요건에만 맞는 수준까지 더욱 제한된 기술 명세를 갖는 비교적 값싼 자외선 레이저로 실행될 수 있다. 트렌칭 및 그루빙은 또한 동일한 단계 동안 실행될 수 있어, 보다 낮은 비용으로 이용가능한 고속 단일-단계 그루빙 머신을 이끌어낸다.
보다 낮은 비용으로 도달가능한 처리량 개선은 또한 적외선 레이저 싱귤레이션에도 적용가능하다. 다이싱 어플리케이션들 동안, 네 개의 단계들이 통상 적용되며, 마지막 두 개의 단계들은 어떠한 남아있는 멜트 브리지들(melt bridges)을 제거하기 위한 소위 "클리닝" 단계들이다. 첫 번째의 두 개의 단계들 후, 통상의 웨이퍼는 이미 다이싱 처리되어야한다. 하지만, 다이싱이 긴 스텝들을 사용하는 더 낮은 펄스 반복 레이트를 요구는데 반해, 멜트 브리지들은 작은 스텝들을 사용하는 높은 펄스 반복 레이트에서 최상으로 제거된다. 본 발명의 적절한 실시예에 따른 장치에 의해 가능하게 된 다이싱 방법으로, 다른 레이저들이 보다 낮은 반복 레이트들로 작동되는 동안, 레이저들 중 하나는 높은 반복 레이트로 작동될 수 있다. 따라서, 보다 낮은 반복 레이트들을 갖는 다중 레이저 스폿들(60)이 반도체 웨이퍼(10)를 다이싱하도록 동작 가능하며, 보다 높은 반복 레이트를 갖는 레이저 스폿(60)이 후속하여 동일한 단계 동안 멜트 브리지들을 제거한다. 상기 처리방법은 레이저 스폿마다 상이한 펄스 반복 레이트들 및 출력으로 동시에 동작가능한 다중 적외선 레이저들을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 처리방법으로, 요구되는 절단 단계 수의 감소에 의해 처리량 개선이 달성될 수 있다.
본 명세서에 기술된 발명은 구체적으로 기술된 것들과는 다른 변경, 수정 및/또는 추가들이 가능하며, 본 발명은 상기한 설명의 정신 및 범위에 포함되는 그러한 모든 변경, 수정 및/또는 추가들을 포함하는 것으로 이해해야한다.
10: 반도체 웨이퍼
11: 웨이퍼 플랫폼
20: 레이저 섬유 어레이
24: 광학 섬유
26: 렌즈 어셈블리
32: 이미지 제어기
34: 위치 제어기
36: 마스터 제어기

Claims (14)

  1. 기판을 절단하기 위한 장치에 있어서:
    제 1 및 제 2 레이저들; 및
    입력단 및 상기 입력단 반대측의 출력단을 각각 갖는 제 1 및 제 2 광학 섬유들을 구비하며,
    상기 제 1 및 제 2 광학 섬유들의 입력단들은 상기 제 1 및 제 2 레이저들과 각각 연결되고,
    상기 제 1 및 제 2 광학 섬유들의 출력단들은 상기 기판에 대해 이동가능하며, 상기 기판을 절단하기 위해 상기 기판상에 제 1 및 제 2 레이저 빔들을 동시에 이미징하도록 구성되는, 기판 절단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    한 레이저의 동작이 다른 레이저와 독립적이 되도록 각각의 레이저를 선택적으로 작동 또는 정지하도록 동작하는 제어기 시스템을 더 구비하는, 기판 절단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기 시스템은 서로 간에 독립적으로 레이저들의 동작에 사용되는 동작 파라미터들을 제어하기 위해 각각의 레이저에 결합된 별개의 레이저 제어기를 포함하는, 기판 절단 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이저들로부터 출력된 레이저 빔은 렌즈 어셈블리를 통해 합쳐지고 동시에 상기 기판상의 상이한 지점들상에 포커싱되는, 기판 절단 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저는 상기 제 2 레이저에 의해 발생된 것과는 다른 파장 또는 다른 주파수의 레이저 빔을 발생하는, 기판 절단 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저는 적외선 레이저이고, 상기 제 2 레이저는 자외선 레이저인, 기판 절단 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판상에 상기 레이저들로부터 발생된 레이저 빔들을 이미징하기 위해 이중-파장 반사 방지 코팅을 갖는 대물 렌즈 어셈블리를 더 구비하는, 기판 절단 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 추가의 레이저들 및 상기 하나 이상의 추가의 레이저들에 각각 접속된 입력단들을 갖는 하나 이상의 추가의 광학 섬유들을 더 구비하여, 상기 복수의 광학 섬유들의 결합된 출력이 상기 기판상에 레이저 스폿들의 선형 어레이를 형성하게 하는, 기판 절단 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저는 상기 제 2 레이저와 동일한 유형의 레이저를 구비하는, 기판 절단 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이저들은 DPSS q-스위치 레이저들을 구비하는, 기판 절단 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 레이저의 출력은 또한 다중 분할된 레이저 빔들로 분리되고, 상기 다중 분할된 레이저 빔들의 각각은 별개의 광학 섬유에 결합되는, 기판 절단 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    적어도 빔 스플리터 및 미러를 구비하는 광학 섬유 결합 어셈블리를 더 구비하며, 상기 별개의 광학 섬유들의 각각은 상기 다중 분할된 레이저 빔들의 각각을 수신하기 위해 상기 광학 섬유 결합 어셈블리에 부착되는, 기판 절단 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 섬유들의 출력단들의 서로에 대한 상대적인 위치들을 고정하기 위해 상기 광학 섬유들의 출력단들이 고정되는 고정장치(fixture)를 더 구비하는, 기판 절단 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 고정장치는 통상의 평면 방향으로 배열된 복수의 그루브들(grooves) 및 상기 광학 섬유들의 출력단들을 상기 그루브들에 고정하여 그에 대한 추가적인 상대적 움직임을 방지하도록 구성된 커버(cover)를 포함하는, 기판 절단 장치.


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