KR20160113405A - Wafer cutting method - Google Patents

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KR20160113405A
KR20160113405A KR1020150038298A KR20150038298A KR20160113405A KR 20160113405 A KR20160113405 A KR 20160113405A KR 1020150038298 A KR1020150038298 A KR 1020150038298A KR 20150038298 A KR20150038298 A KR 20150038298A KR 20160113405 A KR20160113405 A KR 20160113405A
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김보람
신흥현
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에이피시스템 주식회사
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Abstract

According to the present invention, a wafer cutting method includes: a process of irradiating a laser to an intended cutting location on a wafer to be cut; and a process of quenching the intended cutting location having the laser irradiated thereto by spraying a cooling gas thereto. Before irradiating the laser to the intended cutting location, a heating gas is sprayed to the location to have the laser irradiated thereto. According to an embodiment of the present invention, the heating gas is sprayed to an intended cutting line to heat the intended cutting line before irradiating the laser to the intended cutting line for improving the laser processability, thereby improving an absorption rate. When the laser is irradiated to and absorbed in the wafer, the cutting processability of the wafer is enhanced. Accordingly, the present invention enables the wafer to be cut easily with a lesser amount of energy compared to a wafer without pretreatment and minimizes the occurrences of cracks and chipping due to exposure to the high-intensity laser.

Description

웨이퍼 절단 방법{WAFER CUTTING METHOD}[0001] WAFER CUTTING METHOD [0002]

본 발명은 웨이퍼 절단 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절단시 웨이퍼의 손상으로 인한 불량 발생을 최소화할 수 있는 웨이퍼 절단 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer cutting method, and more particularly, to a wafer cutting method capable of minimizing the occurrence of defects due to wafer damage during cutting.

일반적인 반도체 제조 공정에 있어서, 웨이퍼 표면상에는 격자 형상으로 배열된 절단 예정 라인이 마련되어 있고, 상기 절단 예정 라인에 의해 웨이퍼 표면이 복수의 영역으로 구획된다. 복수개로 구획된 영역에는 예컨대, IC, LSI 등의 회로가 형성되어 있으며, 절단 예정 라인을 따라 웨이퍼를 절단함으로써, 복수개의 반도체 칩으로 제조된다. 즉, 상면에 복수의 반도체 소자가 형성된 실리콘 웨이퍼는 절단 예정 라인을 따라 절단하면, 웨이퍼가 소정 사이즈의 복수개로 절단된다.In a general semiconductor manufacturing process, a line along which a material is to be divided arranged in a lattice form is provided on a wafer surface, and the surface of the wafer is divided into a plurality of regions by the line along which the object is intended to be cut. Circuits such as ICs and LSIs are formed in a plurality of divided areas, and are made of a plurality of semiconductor chips by cutting the wafer along the line along which the object is intended to be cut. That is, when a silicon wafer having a plurality of semiconductor elements formed on its upper surface is cut along the line along which the substrate is to be divided, the wafer is cut into a plurality of predetermined sizes.

한편, 웨이퍼를 절단하는데 있어서, 일반적으로 블레이드(Blade) 또는 다이아몬드 팁을 이용한 접촉식 가공 방법을 사용하고 있다. 즉, 블레이드(Blade) 또는 다이아몬드 팁을 웨이퍼 표면의 절단 예정 라인에 접촉시킨 후 이동시키면, 절단 예정 라인을 따라 웨이퍼가 소정의 크기로 절단된다. 그런데 이러한 절단 방법의 경우 절단되는 영역에서 칩핑(chipping) 또는 크랙(crack)이 발생되는 문제가 발생된다. 또한, 레이저를 이용한 비접촉식의 웨이퍼 절단 방법이 있는데, 레이저의 높은 열 및 에너지에 의해 절단면 및 절단면 주위 영역의 형상이 변형되는 문제가 있다.On the other hand, in cutting a wafer, a contact type processing method using a blade or a diamond tip is generally used. That is, when the blade or the diamond tip is moved after being brought into contact with the line along which the wafer is to be cut on the wafer surface, the wafer is cut to a predetermined size along the line along which the wafer is to be cut. However, in such a cutting method, chipping or cracking occurs in a region to be cut. Further, there is a non-contact type wafer cutting method using a laser, and there is a problem that the shape of the cut surface and the area around the cut surface is deformed due to high heat and energy of the laser.

한국공개특허 2002-0047480Korean Patent Publication No. 2002-0047480

본 발명은 손상으로 인한 불량 발생을 최소화할 수 있는 웨이퍼 절단 방법을 제공한다.The present invention provides a wafer cutting method capable of minimizing occurrence of defects due to damage.

본 발명은 칩핑(chipping) 및 크랙(crack) 발생에 따른 손상을 최소화할 수 있는 웨이퍼 절단 방법을 제공한다.The present invention provides a wafer cutting method capable of minimizing damage caused by chipping and cracks.

본 발명에 따른 웨이퍼 절단 방법은 절단하고자 하는 웨이퍼의 절단 예정 위치에 레이저를 조사하는 과정; 상기 레이저가 조사된 절단 예정 위치에 쿨링 가스를 분사하여 ??칭(quenching) 시키는 과정; 을 포함하고, 상기 절단 예정 위치에 레이저를 조사하기 전에, 상기 레이저가 조사될 위치에 가열된 히팅 가스를 분사하는 과정을 포함한다.A wafer cutting method according to the present invention includes: a step of irradiating a laser to a predetermined cutting position of a wafer to be cut; A step of jetting a cooling gas to a predetermined cutting position irradiated with the laser so as to quench the laser beam; And a step of injecting heated heating gas to a position to which the laser is to be irradiated before irradiating the laser at the intended cutting position.

상기 히팅 가스의 온도는 100℃ 이상인 것이 바람직하다.The temperature of the heating gas is preferably 100 ° C or more.

상기 쿨링 가스의 온도는 상온 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the temperature of the cooling gas is not higher than room temperature.

상기 히팅 가스는 에어(air) 및 불활성 가스 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.The heating gas may be at least one of air and inert gas.

상기 쿨링 가스는 에어(air) 및 질소 가스 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.It is preferable that the cooling gas is at least one of air and nitrogen gas.

상기 웨이퍼 상면에는 상호 이격되도록 복수의 절단 예정 위치가 기 설정되어 나열되어 있고, 상기 복수의 절단 예정 위치가 히팅 가스 분사 위치, 레이저 조사 위치 및 쿨링 가스 분사 위치 하측으로 순차적으로 통과하도록 한다.The upper surface of the wafer is provided with a plurality of predetermined positions to be cut so as to be spaced apart from each other, and the plurality of predetermined cutting positions are sequentially passed below the heating gas injection position, the laser irradiation position and the cooling gas injection position.

상기 복수의 절단 예정 위치가 히팅 가스 분사 위치, 레이저 조사 위치 및 쿨링 가스 분사 위치 하측으로 순차적으로 통과하도록 하는데 있어서, 상기 웨이퍼를 수평 이동시켜, 복수의 절단 예정 위치가 순차적으로 히팅 가스 분사부, 레이저 조사부 및 쿨링 가스 분사부 하측을 순차적으로 통과시킨다.The plurality of predetermined cutting positions are sequentially passed through the heating gas injection position, the laser irradiation position, and the cooling gas injection position, so that the wafer is moved horizontally, And sequentially passes through the lower part of the irradiation part and the cooling gas injection part.

상기 복수의 절단 예정 위치가 히팅 가스 분사 위치, 레이저 조사 위치 및 쿨링 가스 분사 위치 하측으로 순차적으로 통과하도록 하는데 있어서, 상기 히팅 가스 분사부, 레이저 조사부 및 쿨링 가스 분사부 각각이 복수의 절단 예정 위치 상측에 순차적으로 위치하도록 한다.The laser irradiation unit, and the cooling gas spray unit sequentially pass the heating gas spraying position, the laser irradiation position, and the cooling gas spraying position so that the heating gas spraying unit, the laser irradiation unit, Respectively.

본 발명에 따른 실시형태에 의하면, 절단 예정 라인에 레이저를 조사하기 전에, 레이저에 의한 가공성을 높이기 위해, 절단 예정 라인에 히팅 가스를 분사하여 가열함으로써, 흡수율을 향상시킨다. 이에, 레이저가 웨이퍼에 조사되어 흡수될 때, 그 웨이퍼의 절단 가공력이 향상된다. 따라서, 사전 처리를 하지 않았을 때에 비해 작은 에너지로도 웨이퍼의 절단이 용이해지며, 또한 높은 세기의 레이저로 인한 칩핑(chipping) 또는 크랙(crack) 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, before the laser is irradiated on the line along which the object is intended to be cut, a heating gas is injected into the line along which the object is intended to be cut and heated to increase the water absorption rate. Thus, when the laser is irradiated and absorbed onto the wafer, the cutting force of the wafer is improved. Therefore, it is possible to easily cut the wafer with a smaller energy than when the wafer is not pretreated, and it is also possible to minimize the occurrence of chipping or crack due to the laser of high intensity.

또한, 레이저가 조사된 후 바로 레이저 조사 위치에 쿨링 가스를 분사하여 절단면 또는 절단면 주위를 ??칭(quenching) 시킴으로써, 레이저에 의한 변형, 칩핑(Chipping) 또는 크랙(Crack) 등의 발생을 방지 또는 최소화할 수 있다.Further, the cooling gas is sprayed to the laser irradiation position immediately after the laser irradiation so as to quench the cut surface or the periphery of the cut surface, thereby preventing or preventing occurrence of deformation, chipping, cracks or the like caused by the laser Can be minimized.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치를 이용한 웨이퍼 절단 방법에 있어서, 일 절단 예정 라인에 대한 절단 과정을 순서적으로 도시한 도면
도 3은 웨이퍼의 온도 상승에 따른 흡수율을 나타낸 그래프1 is a schematic illustration of a wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a view showing a wafer cutting method using a wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a graph showing the absorption rate of the wafer with the temperature rising

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know.

절단하고자 하는 피처리물인 웨이퍼(W)의 표면에는 절단하고자 하는 절단 예정 위치가 기 설정되어 있다. 여기서 절단 예정 위치는 웨이퍼(W)의 표면에 라인을 형성한 패턴 형태로 제공될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 절단하고자 하는 위치 즉, 절단 예정 위치에 대응 형성된 라인을 절단 예정 라인(CL ; CL1, CL2, CL3)이라 명명한다. 웨이퍼 상면에는 복수개의 절단 예정 라인(CL)이 마련되고, 복수의 절단 예정 라인(CL) 각각을 따라 절단 작업을 진행하여, 웨이퍼(W)를 소정의 크기로 절단한다. 이때, 본 발명에서는 절단 예정 라인(CL)에 소정 온도로 가열된 가스, 레이저 및 소정 온도로 냉각된 가스를 순차적으로 분사 또는 조사함으로써, 손상을 최소화하도록 웨이퍼(W)를 절단한다.A predetermined cutting target position to be cut is predetermined on the surface of the wafer W to be cut. Here, the intended cutting position may be provided in the form of a pattern in which lines are formed on the surface of the wafer W. [ Hereinafter, for convenience of description, a line formed corresponding to a position to be cut, that is, a position to be cut, is referred to as a line along which the material is to be cut CL (CL1, CL2, CL3). A plurality of lines along which the substrate is to be cut CL are provided on the upper surface of the wafer and a cutting operation is performed along each of the lines along which the substrate is to be cut CL to cut the wafer W to a predetermined size. At this time, in the present invention, the wafer W is cut so as to minimize damage by successively injecting or irradiating a gas, a laser, and a gas cooled at a predetermined temperature to the line along which the material is to be cut CL at a predetermined temperature.

실시예에 따른 웨이퍼(W)는 실리콘(Si) 웨이퍼이나, 이에 한정되지 않고 GaAs등의 다양한 웨이퍼의 절단에 적용될 수 있다.
The wafer W according to the embodiment can be applied to cutting a variety of wafers such as a silicon (Si) wafer or the like, but not limited thereto, GaAs.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치를 이용한 웨이퍼 절단 방법에 있어서, 일 절단 예정 라인에 대한 절단 과정을 순서적으로 도시한 도면이다. 도 3은 웨이퍼의 온도 상승에 따른 흡수율을 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view showing a wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram sequentially illustrating a cutting process for a line to be cut in a wafer cutting method using the wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a graph showing the absorption rate of the wafer due to the temperature rise.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 절단 장치는 웨이퍼로 소정 온도로 가열된 가스(이하, 히팅 가스(Hg))를 분사하는 히팅 가스 분사부(100), 히팅 가스 분사부(100)의 일측에 위치하며, 히팅 가스(Hg)가 분사된 영역에 레이저(L)를 조사하는 레이저 조사부(200), 레이저 조사부(200)의 일측에 위치하며 레이저(L)가 조사된 영역에 소정 온도 이하로 냉각된 또는 쿨링된 가스(이하, 쿨링 가스)를 분사하는 쿨링 가스 분사부(300)를 포함한다. 여기서, 히팅 가스(Hg), 레이저(L) 및 쿨링 가스(Cg) 각각은 웨이퍼(W) 상면에 형성된 절단 예정 라인(CL)에 대응하여 분사 또는 조사된다.1, a wafer cutting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a heating gas spraying unit 100 for spraying a gas (hereinafter referred to as heating gas Hg) heated at a predetermined temperature to a wafer, a heating gas spraying unit The laser irradiation unit 200 is located at one side of the laser irradiation unit 200 and irradiates the laser light L to the region where the heating gas Hg is injected. And a cooling gas spraying unit 300 spraying a cooled or cooled gas (hereinafter referred to as a cooling gas) at a predetermined temperature or lower. Each of the heating gas Hg, the laser L and the cooling gas Cg is injected or irradiated corresponding to the line along which the substrate is to be cut CL formed on the upper surface of the wafer W. [

또한, 웨이퍼 절단 장치는 상부에 웨이퍼(W)가 안치되며, 웨이퍼(W)를 수평 이동시키는 스테이지(미도시)를 포함한다. 여기서 스테이지는 절단 진행 방향으로 웨이퍼를 이동시키는데, 보다 구체적으로는 히팅 가스 분사부(100), 레이저 조사부(200), 쿨링 가스 분사부(300)가 나열 배치된 방향으로 스테이지를 이동시킨다. 물론, 웨이퍼가 이동하지 않고, 히팅 가스 분사부(100), 레이저 조사부(200) 및 쿨링 가스 분사부(300) 각각이 절단 진행 방향으로 수평 이동하도록 구성될 수 있다.Further, the wafer cutting apparatus includes a stage (not shown) in which the wafer W is placed on the upper side and the wafer W is moved horizontally. Here, the stage moves the wafer in the cutting advancing direction. More specifically, the stage moves the wafer in a direction in which the heating gas spraying unit 100, the laser irradiation unit 200, and the cooling gas spraying unit 300 are arranged. Of course, the heating gas spraying unit 100, the laser irradiation unit 200, and the cooling gas spraying unit 300 may be horizontally moved in the cutting advancing direction without moving the wafer.

이하에서는 히팅 가스 분사부(100), 레이저 조사부(200) 및 쿨링 가스 분사부(300)가 고정되어 있고, 스테이지가 이동하는 것을 실시예로하여 설명한다.
Hereinafter, the heating gas spraying unit 100, the laser irradiation unit 200, and the cooling gas spraying unit 300 are fixed and the stage moves.

히팅 가스 분사부(100)는 히팅 가스(Hg)가 저장된 제 1 가스 저장부(110), 일단이 제 1 가스 저장부(110)에 연결되고 히팅 가스(Hg)가 토출되는 타단이 웨이퍼(W)를 향하도록 연장 형성된 제 1 노즐(120)을 포함한다. 제 1 가스 저장부(110)에는 상술한 바와 같이 히팅 가스(Hg)가 저장되며, 이를 제 1 노즐(120)로 제공하는데, 외부에서 가열된 히팅 가스(Hg)가 제 1 가스 저장부(110)에 저장되거나, 가열되기 전의 가스를 제 1 가스 저장부(110)에 저장한 후, 제 1 가스 저장부(110)에서 가열할 수도 있다. 후자의 경우 제 1 가스 저장부(110)는 히팅용 가스를 가열하는 가열 수단이 마련된 구조일 수 있다. 여기서 제 1 노즐(120)로부터 히팅 가스(Hg)가 분사될 때, 스테이지가 고정되어 있는 상태에서, 히팅 가스(Hg)가 절단 예정 라인(CL)과 대응하는 형상 및 연장 방향과 대응하도록 라인 형태로 분사되도록 하는 것이 효과적이다. 물론 스테이지 또는 제 1 노즐(120)을 절단 예정 라인(CL)의 연장 방향으로 이동시켜, 상기 절단 예정 라인(CL)을 따라 히팅 가스(Hg)가 분사되도록 할 수 있다.The heating gas spraying unit 100 includes a first gas storage unit 110 storing a heating gas Hg and a second gas storage unit 110 having one end connected to the first gas storage unit 110 and the other end through which the heating gas Hg is discharged, (Not shown). The first gas storage unit 110 stores the heating gas Hg as described above and supplies the heating gas Hg to the first nozzle 120. The heating gas Hg heated from the outside is supplied to the first gas storage unit 110 Or may be stored in the first gas storage part 110 and then heated in the first gas storage part 110 before being heated. In the latter case, the first gas storage unit 110 may have a structure in which heating means for heating gas for heating is provided. Here, when the heating gas Hg is injected from the first nozzle 120, the heating gas Hg is line-shaped so that the heating gas Hg corresponds to the shape and the extending direction corresponding to the line along which the substrate is to be divided CL, As shown in Fig. Of course, the stage or the first nozzle 120 may be moved in the extending direction of the line along which the liquid is intended to be cut so that the heating gas Hg is sprayed along the line along which the material is to be cut CL.

실시예에서는 히팅 가스(Hg)로서, 에어(air)를 사용하나, 이에 한정되지 않고 다양한 가스를 사용할 수도 있다. 그리고 히팅 가스(Hg)는 100℃ 이상인 것이 바람직하며, 웨이퍼에 마련된 반도체 소자가 손상되지 않는 온도 예컨대 600℃ 이하가 되도록 한다.In the embodiment, air is used as the heating gas (Hg), but not limited thereto, various gases may be used. The heating gas Hg preferably has a temperature of 100 ° C or higher and a temperature at which the semiconductor device provided on the wafer is not damaged, for example, 600 ° C or lower.

본 발명에서는 상술한 히팅 가스 분사부(100)를 이용하여 웨이퍼(W)의 절단 예정 라인(CL)에 먼저 소정 온도 이상으로 가열된 히팅 가스(Hg)를 분사한다. 이는 이후 절단 예정 라인(CL)에 조사될 레이저(L)의 흡수율을 높여, 웨이퍼(W)의 가공성을 향상시키기 위함이다. 도 3을 참조하면, 웨이퍼(W)의 온도가 상승함에 따라, 웨이퍼(W)의 흡수율이 상승함을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 웨이퍼(W)에 레이저(L)를 조사하기 전에, 절단하고자 하는 영역에 히팅 가스(Hg)를 분사하는 사전 처리를 통해, 레이저(L)의 흡수율을 높인다.
In the present invention, a heating gas Hg heated to a predetermined temperature or higher is first sprayed to the line along which the substrate is to be cut (CL) of the wafer W by using the heating gas spraying unit 100 described above. This is to improve the workability of the wafer W by increasing the absorption rate of the laser L to be irradiated on the line along which the material is to be cut (hereinafter referred to as the line along which the material is to be divided). Referring to FIG. 3, it can be seen that as the temperature of the wafer W rises, the absorption rate of the wafer W increases. Therefore, in the present invention, before the wafer W is irradiated with the laser L, the absorption rate of the laser L is increased through pretreatment of spraying the heating gas Hg to the region to be cut.

레이저 조사부(200)는 히팅 가스(Hg)가 분사된 절단 예정 라인(CL)에 레이저(L)를 조사한다. 이러한 레이저 조사부(200)는 레이저(L)를 방사하는 광원(210), 광원(210)으로부터 방사된 레이저(L)를 포커싱하여 웨이퍼로 조사되도록 하는 렌즈(220)를 포함하는 구성일 수 있다. 그리고 렌즈(220)를 통과한 레이저(L)는 빔(Beam) 형태로 변형되어, 웨이퍼(W) 상에 조사된다. 그리고 조사된 레이저(L)는 절단 예정 라인(CL)을 따라 흡수되며, 레이저(L)가 흡수된 영역에서. 결합이 끊어지는 분리가 일어난다. 이때, 레이저(L)에 후속 공정 예컨대, 쿨링 가스 분사 또는 별도의 힘을 부여하기 전에는 절단 예정 라인(CL)을 따라 완전히 절단된 상태가 아니라, 절단면이 상호 마주보도록 접해져 있는 상태일 수 있다. The laser irradiation unit 200 irradiates the laser L to the line along which the substrate is to be cut CL with which the heating gas Hg is injected. The laser irradiation unit 200 may include a light source 210 emitting a laser L and a lens 220 focusing the laser L emitted from the light source 210 to be irradiated onto the wafer. The laser L passing through the lens 220 is deformed into a beam form and irradiated onto the wafer W. [ Then, the irradiated laser L is absorbed along the line along which the material is to be divided CL, and in the region where the laser L is absorbed. Separation breaking occurs. At this time, the laser L may not be completely cut along the line along which the substrate is to be cut CL before a subsequent process such as cooling gas injection or a separate force is applied, but the cut surfaces may be in contact with each other so as to face each other.

이와 같이, 본 발명에서는 레이저(L)를 조사하기 전에, 절단 예정 라인(CL)에 히팅 가스(Hg)를 분사하여, 상기 절단 예정 라인(CL)과 대응하는 영역을 가열함으로써, 레이저(L) 조사 시에 상기 레이저(L)가 웨이퍼(W)로 흡수되는 흡수율을 향상시킨다. 이에, 레이저(L)가 웨이퍼(W)에 조사되어 흡수될 때, 그 웨이퍼(W)의 절단 가공력이 향상된다. 따라서, 웨이퍼(W)를 가열하지 않고, 레이저(L)만을 조사하여 절단할 때에 비해 레이저(L)에 의한 가공성이 향상되어, 웨이퍼(W)가 보다 쉽게 절단된다. 즉, 다시 말하면, 웨이퍼(W)에 레이저(L)가 충분하게 흡수되어야 웨이퍼(W)가 용이하게 절단되는데, 충분한 레이저가 웨이퍼(W)에 전달되도록 하기 위해, 일반적으로 레이저(L)의 세기를 증가시키는 방법이 있다. 하지만, 레이저(L)의 세기를 과도하게 증가시킬 경우, 레이저(L)의 에너지에 의해 절단면 또는 절단면 주변에 칩핑(chipping) 또는 크랙(crack)이 발생될 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 레이저(L)의 세기를 증가시키지 않고도 웨이퍼(W)의 흡수율을 향상시킴으로써, 상대적으로 작은 에너지로 웨이퍼(W)를 가공할 수 있어, 레이저에 의한 칩핑(chipping) 또는 크랙(crack)이 발생을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, before the laser L is irradiated, the laser L is irradiated by heating the region corresponding to the line along which the material is to be divided (CL) by spraying the heating gas (Hg) The absorption rate of the laser (L) absorbed by the wafer (W) is improved at the time of irradiation. Thus, when the laser L is irradiated and absorbed by the wafer W, the cutting force of the wafer W is improved. Therefore, the workability of the laser L is improved and the wafer W is more easily cut than when the wafer W is heated and irradiated with only the laser L to cut it. In other words, in order to allow a sufficient laser to be transmitted to the wafer W, the wafer W is generally cut off when the laser L is sufficiently absorbed on the wafer W, . ≪ / RTI > However, when the intensity of the laser L is excessively increased, chipping or cracks may be generated on the cut surface or the periphery of the cut surface due to the energy of the laser L. However, according to the present invention, the wafer W can be processed with a relatively small energy by improving the absorption rate of the wafer W without increasing the intensity of the laser L, so that chipping or cracking cracks can be minimized.

쿨링 가스 분사부(300)는 쿨링 가스(Cg)가 저장된 제 2 가스 저장부(310), 일단이 제 2 가스 저장부(310)에 연결되고, 쿨링 가스(Cg)가 토출되는 타단이 웨이퍼(W)를 향하도록 연장 형성된 제 2 노즐(320)을 포함한다. 제 2 가스 저장부(310)에는 쿨링 가스(Cg)가 저장되며, 이를 제 2 노즐(320)로 공급하는데, 쿨링 가스(Cg)는 외부에서 쿨링된 가스가 제 2 가스 저장부(310)에 저장되거나, 가열되기 전의 가스를 제 2 가스 저장부(310)에 저장한 후, 제 2 가스 저장부(310)에서 쿨링시킬 수도 있다. 후자의 경우 제 2 가스 저장부(310)는 쿨링용 가스를 가열하는 쿨링 수단이 마련된 구조일 수 있다.The cooling gas injecting unit 300 is connected to the second gas storing unit 310 storing the cooling gas Cg and the other end connected to the second gas storing unit 310. The other end of the cooling gas Cg is discharged to the wafer W of the second nozzle 320. As shown in FIG. Cooling gas Cg is stored in the second gas storage part 310 and is supplied to the second nozzle 320. The cooling gas Cg is supplied to the second gas storage part 310 The gas before being stored or heated may be stored in the second gas storage part 310 and then cooled in the second gas storage part 310. [ In the latter case, the second gas storage unit 310 may have a structure in which cooling means for heating the cooling gas is provided.

제 2 노즐(320)로부터 쿨링 가스(Cg)가 분사될 때, 스테이지가 고정되어 있는 상태에서, 쿨링 가스(Cg)가 절단 예정 라인(CL)과 대응하는 형상 및 연장 방향과 대응하도록 라인 형태로 분사되도록 하는 것이 효과적이다. 물론 스테이지 또는 제 2 노즐(320)을 절단 예정 라인(CL)의 연장 방향으로 이동시켜, 상기 절단 예정 라인(CL)을 따라 히팅 가스(Hg)가 분사되도록 할 수 있다.When the cooling gas Cg is injected from the second nozzle 320, the cooling gas Cg is supplied in a line form so that the cooling gas Cg corresponds to the shape and the extending direction corresponding to the line along which the substrate is to be divided CL So that it is effective to spray. Of course, the stage or the second nozzle 320 may be moved in the extending direction of the line along which the substrate is intended to be cut (CL) so that the heating gas (Hg) is sprayed along the line along which the substrate is to be cut (CL).

실시예에서는 쿨링 가스로서, 에어(air)를 사용하나, 이에 한정되지 않고 불활성 가스 예컨대 질소(N2) 가스 등 다양한 가스를 사용할 수도 있다. 그리고 쿨링 가스는 상온 이하인 것이 효율적이다.
In the embodiment, air is used as a cooling gas, but not limited thereto, various gases such as an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas may be used. It is efficient that the cooling gas is at room temperature or lower.

본 발명에서는 레이저(L)를 조사한 영역에 대응하는 위치에 쿨링 가스(Cg)를 분사한다. 이는, 웨이퍼(W)에 레이저(L)가 조사된 후 이를 그대로 방치하면, 레이저의 열 및 에너지에 의해 절단면 또는 절단면 주위가 변형되거나, 칩핑(Chipping) 또는 크랙(Crack) 등이 발생할 수 있다. 그런데 본 발명에서는 웨이퍼(W)에 레이저(L)가 조사된 후 바로 레이저(L) 조사 위치에 쿨링 가스(Cg)를 분사하여 절단면 또는 절단면 주위를 ??칭(quenching) 시킨다. 이에, 레이저(L)의 열 및 에너지에 의해 절단면 또는 절단면 주위가 변형되거나, 칩핑(Chipping) 또는 크랙(Crack) 등이 발생되기 전에 바로 냉각되기 때문에, 레이저(L)에 의한 변형, 칩핑(Chipping) 또는 크랙(Crack) 등의 발생을 방지 또는 최소화할 수 있다.
In the present invention, cooling gas (Cg) is injected at a position corresponding to the region irradiated with the laser (L). This is because when the wafer W is irradiated with the laser L and left as it is, the laser beam may be deformed around the cut surface or the cut surface due to heat and energy, and chipping or cracking may occur. However, in the present invention, the cooling gas Cg is injected to the laser L irradiation position immediately after the laser L is irradiated on the wafer W, and quenching is performed around the cut surface or the cut surface. Therefore, since the laser light L is cooled by the heat and the energy before the cutting surface or the periphery of the cutting surface is deformed or chipping or cracking occurs, the laser light L is deformed by the laser L, ) Or cracks can be prevented or minimized.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 절단 과정을 설명한다.Hereinafter, a wafer cutting process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

절단하고자 하는 피처리물 예컨대, 실리콘 웨이퍼(W) 상면에는 절단하고자 하는 영역에 대응하는 위치에 복수개의 절단 예정 라인(CL ; CL1, CL2, CL3)이 형성되어 패턴 형태를 이루고 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 1 및 도 2에서와 같이 웨이퍼(W)가 좌측에서 우측으로 이동한다고 할 때, 가장 먼저 히팅 가스 분사부(100), 레이저 조사부(200) 및 쿨링 가스(Cg) 순으로 통과하는 절단 예정 라인(CL)을 제 1 절단 예정 라인(CL1)이라 명명하고, 그 다음 제 2 절단 예정 라인(CL2), 제 3 절단 예정 라인(CL3) 순서로 명명한다. 즉, 웨이퍼(W)의 상부 표면에는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 절단 예정 라인(CL1, CL2, CL3)이 마련되어 있으며, 도 1을 기준으로 우측에서 좌측 방향으로 제 1 절단 예정 라인(CL1), 제 2 절단 예정 라인(CL2), 제 3 절단 예정 라인(CL3)이다.A plurality of lines along which the material is to be cut CL (CL1, CL2, CL3) are formed on the upper surface of the silicon wafer W to be cut, for example, at a position corresponding to an area to be cut, thereby forming a pattern. For convenience of explanation, when the wafer W moves from the left to the right as shown in FIGS. 1 and 2, the heating gas injecting unit 100, the laser irradiation unit 200, and the cooling gas Cg The line along which the object is intended to be cut CL will be called the first line along which the material is to be cut CL1 and the second line along which the material is to be cut CL2 and the line along which the material is to be cut CL3. 1, the first to third lines along which the substrate is to be divided CL1, CL2, and CL3 are provided on the upper surface of the wafer W, The expected line CL1, the second segmented line CL2, and the third segmented line CL3.

상기에서는 설명의 편의를 위하여 웨이퍼(W)의 좌측에서 우측 방향으로 3개의 절단 예정 라인(CL1, CL2, CL3)이 형성되어 있는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 3개 이상의 절단 예정 라인이 마련된 것일 수 있다. 또한, 복수의 절단 예정 라인은 상호 교차하도록 마련되어 격자 무늬의 패턴을 이루도록 마련된 것 일 수 있다.
In the above description, three lines along which the substrate is to be cut CL1, CL2 and CL3 are formed from the left side to the right side of the wafer W for convenience of explanation. However, the present invention is not limited to this, . The plurality of lines along which the material is to be divided may be provided so as to intersect with each other to form a pattern of a lattice pattern.

절단을 위하여 먼저 웨이퍼(W)를 스테이지 상에 안착시킨다. 이때, 제 1 절단 예정 라인(CL1)이 히팅 가스 분사부(100)의 후방에 위치하도록 한다. 여기서 For cutting, the wafer W is first placed on the stage. At this time, the first line along which the material is to be divided (CL1) is positioned behind the heating gas injection unit (100). here

제 1 절단 예정 라인(CL1)이 히팅 가스 분사부(100)의 후방에 위치하도록 한다는 것은 웨이퍼(W)의 진행 방향에 있어서, 제 1 절단 예정 라인(CL1)이 아직 히팅 가스 분사부(100)의 이전의 지점에 위치함을 의미한다. 물론, 일 웨이퍼(W)에 대해 절단을 시작할 때, 웨이퍼의 제 1 절단 예정 라인(CL1)이 히팅 가스 분사부 하측에 대응 위치한 상태에서 시작할 수도 있다.The fact that the first line along which the material is to be cut CL1 is positioned behind the heating gas spraying unit 100 means that the first line along which the material is to be cut CL1 is still in the advancing direction of the wafer W, In the case of the present invention. Of course, when starting cutting for one wafer W, the first line along which the wafer should be cut (CL1) of the wafer may start at a position corresponding to the lower side of the heating gas jetting unit.

제 1 절단 예정 라인(CL1)이 히팅 가스 분사부(100)의 후방에 위치하면, 스테이지를 수평 이동시킨다. 그리고 수평 이동하는 웨이퍼(W)의 제 1 절단 예정 라인(CL1)이 히팅 가스 분사부(100)의 하측에 대응 위치하면, 스테이지의 이동을 중지하고, 히팅 가스 분사부(100)를 동작시켜 도 2a에 도시된 바와 같이 제 1 절단 예정 라인(CL1)에 히팅 가스(Hg)를 분사한다.When the first line along which the material is to be cut (CL1) is located behind the heating gas spraying unit (100), the stage is moved horizontally. When the first line along which the substrate is to be cut CL1 of the horizontally moving wafer W is positioned below the heating gas spraying unit 100, the movement of the stage is stopped and the heating gas spraying unit 100 is operated The heating gas Hg is injected into the first line along which the material is to be cut CL1 as shown in Fig.

이후, 다시 스테이지를 동작시켜 웨이퍼(W)를 이동시키며, 제 1 절단 예정 라인(CL1)이 레이저 조사부(200)의 하측에 대응 위치하면, 웨이퍼(W)의 이동을 중지한다. 그리고 도 2b에 같이, 레이저 조사부(200)는 제 1 절단 예정 라인(CL1)을 향해 레이저(L)를 조사하며, 조사된 레이저(L)는 웨이퍼(W) 내부로 흡수되고, 흡수된 레이저(L)의 열 및 에너지에 의해 제 1 절단 예정 라인(CL1)을 기준으로 결합이 끊어지는 분리가 일어나, 완전 절단 직전의 상태가 된다. 이때, 레이저(L) 조사 전 히팅 가스(Hg) 분사에 의해 제 1 절단 예정 라인(CL1)과 대응하는 웨이퍼(W) 영역의 온도가 승온되어 있어, 레이저(L)가 제 1 절단 예정 라인(CL1)과 대응하는 웨이퍼(W) 영역으로 용이하게 흡수된다. 다시 말하면, 히팅 가스(Hg)에 의해 사전 가열되지 않을 때에 비해 레이저(L)의 흡수율이 향상되어, 그 절단이 용이해 진다.Thereafter, the stage is operated again to move the wafer W, and when the first line along which the material is to be divided CL1 is positioned below the laser irradiation unit 200, the movement of the wafer W is stopped. 2B, the laser irradiating unit 200 irradiates the laser L toward the first line along which the material is to be cut CL1, and the irradiated laser L is absorbed into the wafer W, L, the separation is broken with reference to the first line along which the material is to be cut (CL1) is cut off, and the state immediately before complete cutting is performed. At this time, the temperature of the area of the wafer W corresponding to the first line along which the material is to be divided (CL1) is to be raised by the injection of the heating gas (Hg) before the irradiation of the laser (L) CL1 and the corresponding wafer W region. In other words, the absorption rate of the laser L is improved as compared with the case where it is not pre-heated by the heating gas Hg, thereby facilitating its cutting.

이렇게 제 1 절단 예정 라인(CL1)이 레이저 조사부(200)의 하측에 대응 위치할 때, 제 2 절단 예정 라인(CL2)은 히팅 가스 분사부(100)의 하측에 대응 위치하며, 제 2 절단 예정 라인(CL2)으로 히팅 가스(Hg)를 분사한다. 이는, 복수의 절단 예정 라인(CL)의 간격에 따라 히팅 가스 분사부(100), 레이저 조사부(200) 및 쿨링 가스 분사부(300)의 배치 간격이 조정되어 있거나, 각각이 이동 가능하여 그 이격 거리의 조절이 가능하도록 구성함에 의해 가능하게 할 수 있다.When the first line along which the material is to be cut CL1 is positioned so as to correspond to the lower side of the laser irradiation unit 200, the second line along which the material is to be cut CL2 is located below the heating gas spraying unit 100, And the heating gas Hg is injected into the line CL2. This is because the arrangement intervals of the heating gas spraying unit 100, the laser irradiation unit 200, and the cooling gas spraying unit 300 are adjusted according to the intervals of the lines along which the substrate will be divided along a plurality of lines CL, And the distance can be adjusted.

이어서, 다시 스테이지를 동작시켜 웨이퍼를 이동시키며, 제 1 절단 예정 라인(CL1)이 쿨링 가스 분사부(300)의 하측에 대응 위치하면, 웨이퍼(W)의 이동을 중지한다. 그리고, 도 2c에 도시된 바와 같이, 쿨링 가스 분사부(300)를 동작시켜 제 3 절단 예정 라인(CL3)에 쿨링 가스(Cg)를 분사하면, 제 1 절단 예정 라인(CL1)과 대응하는 웨이퍼(W) 영역이 ??칭된다. 다른 말로 하면, 직전에 레이저(L)가 조사된 제 1 절단 예정 라인(CL1)과 대응하는 영역을 바로 ??칭시킨다. 이에, 레이저(L)의 열 및 에너지에 의해 절단면 또는 절단면 주위가 변형되거나, 칩핑(Chipping) 또는 크랙(Crack) 등이 발생되기 전에 바로 냉각되기 때문에, 레이저(L)에 의한 변형, 칩핑(Chipping) 또는 크랙(Crack) 등의 발생을 방지 또는 최소화할 수 있다.Subsequently, the stage is operated again to move the wafer. When the first line along which the material is to be divided (CL1) is positioned below the cooling gas spraying unit (300), the movement of the wafer (W) is stopped. 2C, when the cooling gas spraying unit 300 is operated and the cooling gas Cg is sprayed on the third line along which the material is to be cut CL3, (W) region is formed. In other words, the region corresponding to the first line along which the object is intended to be broken CL1, which is irradiated with the laser light immediately before, is directly imaged. Therefore, since the laser light L is cooled by the heat and the energy before the cutting surface or the periphery of the cutting surface is deformed or chipping or cracking occurs, the laser light L is deformed by the laser L, ) Or cracks can be prevented or minimized.

제 1 절단 예정 라인(CL1)이 쿨링 가스 분사부(300)의 하측에 대응 위치할 때, 제 2 절단 예정 라인(CL2)은 레이저 조사부(200) 하측에 위치하여, 제 2 절단 예정 라인(CL2)으로는 레이저(L)가 조사되고, 제 3 절단 예정 라인(CL3)은 히팅 가스 분사부(100)의 하측에 대응 위치하게 되어, 제 3 절단 예정 라인(CL3)으로는 히팅 가스(Hg)가 분사된다.
The second line along which the material is to be cut CL2 is positioned below the laser irradiation unit 200 and the second line along which the material is to be cut CL2 The third cutting line CL3 is positioned below the heating gas spraying unit 100 and the heating gas Hg is supplied to the third line along which the material is to be cut CL3. .

상술한 바와 같이 본 발명에서는 절단 예정 라인(CL)에 레이저를 조사하기 전에, 레이저(L)에 의한 가공성을 높이기 위해, 절단 예정 라인(CL)에 히팅 가스(Hg)를 분사하여 가열함으로써, 흡수율을 향상시킨다. 이에, 레이저(L)가 웨이퍼에 조사되어 흡수될 때, 그 웨이퍼(W)의 절단 가공력이 향상된다. 즉, 레이저(L)의 조사 전에 사전 처리를 하지 않는 것에 비해 레이저(L)의 흡수율이 향상됨에 따라, 동일한 레이저(L) 세기 조건 상에서 사전 가열 처리를 한 것이 레이저(L)의 흡수율이 높다. 따라서, 사전 처리를 하지 않았을 때에 비해 작은 에너지로도 웨이퍼(W)의 절단이 용이해지며, 또한 높은 세기의 레이저(L)로 인한 칩핑(chipping) 또는 크랙(crack) 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, before the laser is irradiated on the line along which the material is to be cut (CL), a heating gas (Hg) is sprayed onto the line along which the object is intended to be cut . Thus, when the laser L is irradiated to the wafer and absorbed, the cutting force of the wafer W is improved. That is, as the absorption rate of the laser L is improved compared with the case where the laser L is not subjected to the pre-treatment before irradiation, the absorption rate of the laser L is high when the preheating treatment is performed on the same laser (L) intensity condition. Therefore, it is possible to easily cut the wafer W with a smaller energy than when the wafer W is not pretreated, and to minimize the occurrence of chipping or crack due to the laser L having a high intensity .

또한, 레이저(L)가 조사된 후 바로 레이저(L) 조사 위치에 쿨링 가스를 분사하여 절단면 또는 절단면 주위를 ??칭(quenching) 시킴으로써, 레이저(L)에 의한 변형, 칩핑(Chipping) 또는 크랙(Crack) 등의 발생을 방지 또는 최소화할 수 있다.Chipping or cracking caused by the laser L can be prevented by jetting a cooling gas to the laser L irradiation position immediately after the laser L is irradiated and quenching the cut surface or the periphery of the cut surface. The occurrence of cracks or the like can be prevented or minimized.

100: 히팅 가스 분사부 200: 레이저 조사부
300: 쿨링 가스 분사부 W : 웨이퍼
CL: 절단 예정 라인 CL 1: 제 1 절단 예정 라인
CL 2: 제 2 절단 예정 라인 CL 2: 제 2 절단 예정 라인100: heating gas spraying part 200: laser irradiation part
300: Cooling gas injection part W: Wafer
CL: Line to be segmented CL1: Line to be segmented first
CL 2: second line along which the material is to be cut CL 2:

Claims (8)

절단하고자 하는 웨이퍼의 절단 예정 위치에 레이저를 조사하는 과정;
상기 레이저가 조사된 절단 예정 위치에 쿨링 가스를 분사하여 ??칭(quenching) 시키는 과정;
을 포함하고,
상기 절단 예정 위치에 레이저를 조사하기 전에, 상기 레이저가 조사될 위치에 가열된 히팅 가스를 분사하는 과정을 포함하는 웨이퍼의 절단 방법.Irradiating a laser to the intended cutting position of the wafer to be cut;
A step of jetting a cooling gas to a predetermined cutting position irradiated with the laser so as to quench the laser beam;
/ RTI >
And a step of injecting heated heating gas to a position to be irradiated with the laser before irradiating the laser to the intended cutting position. 청구항 1에 있어서,
상기 히팅 가스의 온도는 100℃ 이상인 웨이퍼의 절단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the heating gas is 100 DEG C or higher. 청구항 1에 있어서,
상기 쿨링 가스의 온도는 상온 이하인 웨이퍼의 절단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the cooling gas is not more than room temperature. 청구항 1에 있어서,
상기 히팅 가스는 에어(air) 및 불활성 가스 중 적어도 어느 하나인 웨이퍼의 절단 방법. The method according to claim 1,
Wherein the heating gas is at least one of air and inert gas. 청구항 1에 있어서,
상기 쿨링 가스는 에어(air) 및 질소 가스 중 적어도 어느 하나인 웨이퍼의 절단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the cooling gas is at least one of air and nitrogen gas. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 있어서,
상기 웨이퍼 상면에는 상호 이격되도록 복수의 절단 예정 위치가 기 설정되어 나열되어 있고,
상기 복수의 절단 예정 위치가 히팅 가스 분사 위치, 레이저 조사 위치 및 쿨링 가스 분사 위치 하측으로 순차적으로 통과하도록 하는 웨이퍼의 절단 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein a plurality of planned cutting positions are previously arranged and arranged on the upper surface of the wafer so as to be spaced apart from each other,
Wherein the plurality of predetermined cutting positions are sequentially passed below a heating gas injection position, a laser irradiation position, and a cooling gas injection position. 청구항 6에 있어서,
상기 복수의 절단 예정 위치가 히팅 가스 분사 위치, 레이저 조사 위치 및 쿨링 가스 분사 위치 하측으로 순차적으로 통과하도록 하는데 있어서,
상기 웨이퍼를 수평 이동시켜, 복수의 절단 예정 위치가 순차적으로 히팅 가스 분사부, 레이저 조사부 및 쿨링 가스 분사부 하측을 순차적으로 통과시키는 웨이퍼의 절단 방법.The method of claim 6,
The plurality of predetermined cutting positions are sequentially passed through the heating gas injection position, the laser irradiation position, and the cooling gas injection position,
Wherein the wafer is horizontally moved so that a plurality of intended cutting positions successively pass sequentially through the heating gas spraying portion, the laser irradiation portion, and the cooling gas spraying portion. 청구항 6에 있어서,
상기 복수의 절단 예정 위치가 히팅 가스 분사 위치, 레이저 조사 위치 및 쿨링 가스 분사 위치 하측으로 순차적으로 통과하도록 하는데 있어서,
상기 히팅 가스 분사부, 레이저 조사부 및 쿨링 가스 분사부 각각이 복수의 절단 예정 위치 상측에 순차적으로 위치하도록 하는 웨이퍼의 절단 방법.The method of claim 6,
The plurality of predetermined cutting positions are sequentially passed through the heating gas injection position, the laser irradiation position, and the cooling gas injection position,
Wherein the heating gas spraying portion, the laser irradiation portion, and the cooling gas spraying portion are sequentially positioned on the upper side of the plurality of planned cutting positions.
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