KR20170095148A - 그루빙 웨이퍼들을 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

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에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디
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Abstract

반도체 웨이퍼 표면에 가늘고 긴 오목부(recess)(103)를 형성하기 위한 웨이퍼 그루빙(wafer grooving) 장치(100)가 개시되고, 상기 장치는:
반도체 웨이퍼를 수용하고 보유하기 위한 웨이퍼 테이블(110);
방사선 빔(121)을 생성하기 위한 방사선 디바이스(120);
방사선 빔이 오목부를 형성하기 위해 웨이퍼 표면 상의 웨이퍼 재료를 제거하는 빔 스팟(spot)(142)을 생성하도록 방사선 빔을 웨이퍼의 상위 표면(102)으로 지향시키기 위한 빔 지향 디바이스(130);
방사선 빔 이동 방향으로의 방사선 빔과 웨이퍼 표면 사이의 상호 이동을 야기하기 위한 웨이퍼 테이블 이동 드라이브(170);
방사선 빔에 의해 형성된 오목부의 깊이 프로파일(profile)을 측정하기 위해 웨이퍼 테이블 이동 드라이브에 의해 야기된 방사선 빔 이동 방향으로 빔 지향 디바이스 뒤에 미리 결정된 거리로 배열된 오목부 프로파일 측정 디바이스(180)를 포함한다.

Description

그루빙 웨이퍼들을 위한 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR GROOVING WAFERS}
본 발명은 일반적으로, 반도체 제조업의 분야에 관한 것이다.
전자 구성요소들의 소형화는 전자 구성요소들을 더욱 더 작게 만들기 위해 반도체 기술의 다양한 개선들을 야기했다. 이러한 구성요소들은 최대 집적 회로들과 같은 복잡한 구성요소들까지, 다이오드들과 같은 단순한 구성요소들을 포함할 수 있다. 전자 구성요소들 외에도, 기계 구성요소들은 또한, 동일한 기술을 이용하여 제조될 수 있다.
반도체 기술의 분야에서, 반도체 재료, 전형적으로 실리콘의 웨이퍼(wafer)가 웨이퍼의 표면 영역에서 구성요소들을 형성하기 위해 처리됨이 공통적으로 공지된다. 웨이퍼는 대략 20 내지 300 mm의 범위의 지름을 가지는 거시적(macroscopic)인 반면에, 구성요소들은 전형적으로 마이크로미터 범위의 크기를 가지는 미시적(microscopic)인 것이다. 각각의 구성요소는 작은 웨이퍼 부분에서 만들어지고, 다양한 웨이퍼 부분들은 서로로부터 가까운 거리에 위치된다. 공정 단계들 후에, 웨이퍼는 서로로부터 다양한 웨이퍼 부분들을 분리하기 위해 절단되어서, 구성요소들은 서로 독립적으로 이용가능하게 된다. 분리 후에, 각각의 분리된 웨이퍼 부분은 다이(die)로서 언급되고, 분리 공정은 다이싱(dicing)으로서 공지된다. 본 발명은 특히, 웨이퍼 다이싱의 분야에 관한 것이다.
다양한 웨이퍼 부분들은 전형적으로, 또한 "다이싱 스트리트(dicing street)들"로서 표시된, 서로 직교 레인(lane)들에 의해 분리된 매트릭스 패턴으로 배열된다. 분리 공정은 각각의 다이싱 스트리트에 절단(cut)을 적용하는 단계를 포함한다. 분명히, 웨이퍼의 표면 영역이 가능한 한 효율적으로 이용되는 것이 바람직하고, 따라서 상기 다이싱 스트리트들은 매우 좁으며, 이것은 다이싱 공정을 위한 정밀도 요구조건들을 매우 까다롭게(demanding) 만든다. 게다가, 상기 직교 레인들에 따라, 상위 계층은 절연 또는 낮은 전도도 반도체 재료이고, 이것은 상대적으로 잘 부러질 수 있으며, 전통적인 블레이드 다이싱 방법은 이 상위 계층에 대해 심각한 손상을 야기할 것이다.
이들 문제점들을 극복하기 위해, 복합(hybrid) 다이싱 공정은 이미 종래 기술에서 제안되었다. 이 공정은 기본적으로 2-단계 공정이고, 방사선, 전형적으로 높은 전력 레이저 빔이 다이싱 스트리트들의 상위 계층을 제거하기 위해 이용되는 제 1 단계, 및 블레이드가 벌크(bulk) 실리콘을 절단하기 위해 이용되는 제 2 단계를 포함한다. 제 1 단계는 또한, "방사 그루빙(radiative grooving)"으로서, 또는 더 편리하게 "레이저 그루빙"으로서 표시된다. 본 발명은 특히, 레이저 그루빙 방법에 관한 것이다.
도 1은 구성요소 부분들(3)을 보여주는, 웨이퍼(1)의 일부의 개략적인 상위도이고, 구성요소 부분들(3) 사이의 영역들은 다이싱 스트리트들(4)로서 표시되고; 이들 영역들은 그루빙 공정이 아직 수행되지 않은 상황에서, 그러나 또한 그루빙 공정이 이미 수행되었고 다이싱 스트리트에 따라서, 그루브가 제공된 상황에서 "다이싱 스트리트들"로서 표시될 것이다.
도 2는 일 예시적인 종래 기술 레이저 그루빙 공정에서 후속 단계들을 (과장된 크기로) 도시하는, 웨이퍼(1)의 일부의 개략적인 단면도이다. 웨이퍼(1)의 상위 계층은 참조 부호(2)로 표시된다. 레이저 그루빙 공정의 제 1 단계(도 1의 우측, 및 도 2의 두번째 그림 참고)에서, 상대적으로 낮은 전력 레이저 빔(11, 12)은 다이싱 스트리트(4)의 에지 영역(13, 14)으로 지향된다. 화살표들은 스트리트(4)의 세로 방향과 평행한 방향으로의, 서로에 대한 레이저 빔(11, 12) 및 다이싱 스트리트(4)의 상대적 이동을 나타낸다. 레이저 전력 및 빔 속도는, 웨이퍼(1)의 상위 영역이 최대 상대적으로 낮은 깊이 및 작은 폭까지 제거되도록 제어되고; 스트리트들(4)의 대향 측들에서 결과로 발생하는 가늘고 긴 오목부(elongate recess)들은 "트렌치(trench)들"(15, 16)로서 표시된다. 트렌치들(15, 16)의 깊이는 상위 계층(2)의 두께보다 크다.
이 예시적인 레이저 그루빙 공정의 제 2 단계(도 1의 좌측, 및 도 2의 하부 그림 참조)에서, 상대적으로 높은 전력 레이저 빔(21)은 다이싱 스트리트(4)의 중심 영역(17)으로 지향된다. 이 레이저 빔(21)의 폭은 트렌치들(15, 16) 사이의 전체 스트리트 폭을 커버한다. 결과로 발생하는 가늘고 긴 중심 오목부는 여기서 "퍼로우(furrow)"(18)로서 표시된다.
인접한 트렌치들(15, 16)과의 퍼로우(18)의 조합은 여기서 집합적으로 그루브(20)로서 언급될 것이다. 정확한 공정 파라미터들에 의존하여, 개별적인 퍼로우(18) 및 트렌치들(15, 16)은 그루브들(20)에서 인식가능하거나 가능하지 않을 수 있다. 도 2가 특히, 그루브들의 측 에지들을 따라 그루브(2)의 실제 형상의 정확한 복제를 제공하는 것이 목적이 아님에 주의하고, 이는 재료가 전형적으로, 웨이퍼의 언디스터빙(undisturbing)되거나 원래 상위 표면 위로 상승되어, 이것이 도 2에 도시되지 않을지라도, "버(burr)"로서 표시된 도랑(dike) 유사 구조를 형성하기 때문이다.
레이저 빔과 웨이퍼 사이의 상대적 이동은 웨이퍼를 고정 상태로 유지하고 레이저 빔을 이동시키거나, 레이저 빔을 고정 상태로 유지하고 웨이퍼를 이동시키거나, 둘 모두를 이동시킴으로써 실행될 수 있다. 실제로, 광학 시스템을 고정 상태로 유지하고 웨이퍼를 이동하는 것이 더 편리하다; 그럼에도 불구하고, 이동은 웨이퍼에 대한 레이저 빔의 "스크라이빙(scribing)" 이동으로서 표시될 것이다. 따라서, 이 예시적인 레이저 그루빙 공정의 제 1 단계는 "스크라이빙" 트렌치들로서 언급될 수 있을 것이고, 제 2 단계는 퍼로우를 "스크라이빙"하는 것으로서 언급될 수 있을 것이며, 그루브를 형성하는 전체 공정은 그루브를 "스크라이빙"하는 것으로서 언급될 것이다.
그의 큰 중심 부분에 걸쳐 실질적으로 일정한 깊이를 갖는 상대적으로 넓은 퍼로우를 가지는 원하는 융삭(ablation) 프로파일을 성취하는 것이 중요하다. 실제로, 높은 전력 레이저 빔(21)은 높은 전력 레이저 빔들(22)의 매트릭스로 구성될 수 있고, 상기 높은 전력 레이저 빔들은 최대 원하는 깊이 및 폭까지 재료 융삭을 야기하는데, 이는 이러한 매트릭스가 원하는 프로파일을 성취하는 것을 더 효과적으로 하기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 그루브를 스크라이빙하는 전체 공정은 스크라이빙 속도 및 빔 세기를 포함하는 많은 공정 파라미터들을 포함하고, 이들은 전부 성취된 그루브 프로파일에 영향을 미친다. 그루브 프로파일이 원하는 프로파일로부터 벗어나면, 이후의 다이싱 단계들은 원하는 분리를 성취할 수 없고/없거나 웨이퍼의 손상을 야기할 수 있다. 예를 들면, 그루브가 너무 얕으면, 그것은 여전히, 다이싱 블레이드로 절단 시에 문제들을 야기할 너무 많은 민감한 낮은 k 재료를 포함할 것이다; 그루브가 충분히 넓지 않으면, 문제들이 발생할 수 있고 기계적인 다이싱 블레이드가 그루브의 측 에지들에 접촉할 때, 적절한 분리가 방해될 수 있다. 따라서, 웨이퍼에 형성된 그루브들의 품질을 확인하는 것이 중요하다.
현재 시점에서의 최첨단 기술에 따라, 웨이퍼 검사는 별개의 웨이퍼 검사 장치에서 수행된다. 그루브들이 전형적으로, 10 ㎛ 범위의 깊이 및 30 내지 100 ㎛ 범위의 폭을 가짐이 주의될 것이다. 그루브들을 검사할 수 있기 위해, 1 ㎛ 또는 보다 양호한 검사 분해능(resolution)이 요구된다. 이것은 종래의 광학 현미경으로 가능하지 않고, 임의의 경우들에서 용이하지 않다. 전형적인 종래 기술 예에서, 검사 장치는 공초점(confocal) 현미경을 포함한다. 공초점 현미경은 당업자들에게 공지되고, 여기서 더 상세하게 설명되지 않는다. 공초점 현미경에 대한 전형성은 매우 높은 광학 분해능 및 광학 축의 방향으로의 콘트라스트이다. 일반적으로 웨이퍼 표면에 수직이고 Z-방향으로서 표시되는 광학 축의 방향으로 현미경을 스캐닝함으로써, 그루브 하위(bottom)가 촛점이 맞고 따라서 보이는 잘 정의된 위치가 존재한다. 이것은 그 특정한 측정 위치에서 그루브의 위치를 표현한다. 이 공정이 정확한 결과들을 제공할지라도, 그것은 매우 시간 소비적이라는 심각한 결점을 갖는다. 정확한 Z-값이 얻어지기 전에 Z-방향으로 스캐닝하는 것은 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 그것은 하나의 지점에서의 또 다른 단지 하나의 Z-값이다. 교차 프로파일을 얻기 위해, 다수의 지점들에서 측정을 반복하는 것이 필요하다. 검사는 따라서, 그루빙 기계로부터 랜덤으로 취해진, 테스트 샘플들에 관해 단지 행해질 수 있다. 웨이퍼에서 결과로 발생하는 그루브들이 명세(specification)에 따르지 않는 것이면, 그것은 문제가 언급되고 오퍼레이터가 조치를 취할 수 있기 전에 오랜 시간이 걸린다. 아마도 폐기될 더욱 많은 가능한 부정확하게 그루빙된 웨이퍼들이 생산될 때까지. 대안적으로, 다음 웨이퍼를 그루빙하기 전에 이전 웨이퍼의 검사 동안 그루빙 기계를 정지시켜야 할 것이지만, 이것은 수용가능하지 않은 공정 지연들을 야기한다.
본 발명의 목적은 상기 결점들을 제거하거나 임의의 경우에서 감소시키는 레이저 그루빙 방법 및 장치를 제공하려고 시도하는 것이다.
본 발명에 따라, 반도체 웨이퍼 표면에 가늘고 긴 오목부를 형성하기 위한 웨이퍼 그루빙 장치는 반도체 웨이퍼를 수용하고 보유하기 위한 웨이퍼 테이블; 방사선 빔을 생성하기 위한 방사선 디바이스; 방사선 빔이 오목부를 형성하기 위해 웨이퍼 표면 상의 웨이퍼 재료를 제거하는 빔 스팟(spot)을 생성하도록 방사선 빔을 웨이퍼의 상위 표면으로 지향시키기 위한 빔 지향 디바이스; 방사선 빔 이동 방향으로의 방사선 빔과 웨이퍼 표면 사이의 상호 이동을 야기하기 위한 웨이퍼 테이블 이동 드라이브; 방사선 빔에 의해 형성된 오목부의 깊이 프로파일을 측정하기 위해 웨이퍼 테이블 이동 드라이브에 의해 야기된 방사선 빔 이동 방향으로 빔 지향 디바이스 뒤에 미리 결정된 거리로 배열된 오목부 프로파일 측정 디바이스를 포함한다. 검사 시스템은 그루브가 형성되고 있는 동안, 빔 스팟 뒤의 특정 측정 거리에서 형성된 그루브의 깊이 프로파일을 실시간으로 측정한다. 이것은 오퍼레이터가 그루브 형성 공정을 더 가깝게 따르는 것을 가능하게 할 것이고, 그것은 심지어 제어 디바이스가 그루브 형성 공정에 즉시 적응하는 것을 허용하고, 따라서 품질을 증가시키고 리젝트(reject)들을 감소시킨다.
일 바람직한 실시예에서, 웨이퍼 그루빙 장치는 원하는 타겟 오목부 프로파일을 정의하는 정보를 갖고 오목부 프로파일 측정 디바이스로부터 측정된 깊이 프로파일을 정의하는 출력 신호를 수신하도록 연결된 중앙 처리 장치를 더 포함하고, 처리 장치는 측정된 깊이 프로파일을 타겟 오목부 프로파일과 비교하기 위해 적응되고, 비교의 결과가 측정된 깊이 프로파일이 미리 정의된 탈러레이션(toleration) 이상 만큼 타겟 오목부 프로파일로부터 벗어난다고 나타내면, 오퍼레이터에 대한 신호를 생성하거나, 공정 파라미터들의 자동 적응을 수행하도록 적응되거나, 둘 모두 행하도록 적응된다.
이롭게, 오목부 프로파일 측정 디바이스는 웨이퍼 표면 상의 단일 측정 스팟에 대한 수직 거리를 측정하도록 적응되는 적어도 하나의 실시간 깊이 측정 디바이스를 포함한다. 오목부 프로파일 측정 디바이스가, 각각이 웨이퍼 표면 상의 각각의 단일 측정 스팟에 대한 수직 거리를 측정하도록 적응되는 복수의 실시간 깊이 측정 디바이스들을 포함한다면 이로울 것이다. 이러한 경우에, 측정 디바이스가 고정될 수 있고, 장치에서의 가능한 진동들은 측정된 프로파일에 거의 영향을 미치지 않을 것이다. 동일한 것이 오목부 프로파일 측정 디바이스가, 각각이 웨이퍼 표면 상의 각각의 단일 측정 스팟에 대한 수직 거리를 측정하도록 적응된 별개의 검출기들의 선형 어레이를 포함하는 라인 측정 디바이스를 포함하면 적용되고, 검출기들은 측정 라인을 따라, 바람직하게 그 사이에 실질적으로 일정한 피치를 갖고 고정적으로 배열된다.
이롭게, 상기 측정 스팟들은 웨이퍼 표면을 따라 가상 라인 상에 위치되고, 상기 가상 라인은 바람직하게 웨이퍼 표면의 평면도 상의 직선이며, 상기 직선은 방사선 빔 이동 방향을 실질적으로 가로지르는 횡 방향에 대하여 0°와 90° 사이의 사각(oblique angle)(α)을 형성한다. 이것은 완전한 측정 용량이 완전한 오목부 폭을 감지하기 위해 이용되는 것을 가능하게 할 것이고, 따라서 측정 분해능을 증가시킨다. 바람직하게, 상기 각(α)은 중앙 처리 장치의 제어 하에서 조정가능하다. 검출기들이 그 사이에 실질적으로 일정한 피치를 갖는 측정 라인을 따라 배열되는 것이 또한 바람직하다.
다수의 깊이 측정 디바이스들을 포함할 수 있지만 하나의 단일 깊이 측정 디바이스가 충분할 또 다른 이로운 실시예에서, 오목부 프로파일 측정 디바이스는 중앙 처리 장치에 의해 제어되고 방사선 빔 이동 방향을 실질적으로 가로지르는 횡 방향의, 또는 상기 횡 방향의 비 제로(zero) 구성요소를 갖는 방향의 깊이 측정 디바이스의 반복적 이동을 야기하도록 적응되는 Y-액츄에이터(actuator)를 포함한다. 중앙 처리 장치는, 측정 디바이스가 상기 횡 방향으로 또는 상기 횡 방향의 비 제로 구성요소를 갖는 상기 방향으로 진동 운동을 수행하도록 Y-액츄에이터를 제어할 수 있다. 진동 운동의 방향 및/또는 진동 운동의 진폭이 중앙 처리 장치의 제어 하에서 조정가능하면 이로울 것이다.
일 바람직한 실시예에서, 웨이퍼 그루빙 장치는 웨이퍼 표면 상에 형성되는 오목부를 이미징(imaging)하기 위한 카메라, 및 정확하게 정의되고 정확하게 공지된 프로파일을 갖는 상위 표면을 가지는 교정 타겟을 더 포함하고, 웨이퍼 그루빙 장치는 웨이퍼 테이블이 교정 타겟을 오목부 프로파일 측정 디바이스와 정렬시키도록 형성되는 교정 모드로 동작하도록 구성되고, 교정 타겟은 오목부 프로파일 측정 디바이스로부터의 측정 신호들이 카메라 이미지와 상관가능하도록 카메라에 의해 관측가능하다. 따라서, 그것의 환경, 특히 스크라이빙 레인들에 대해 오목부의 위치를 더 정확하게 결정하는 것이 가능하다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들, 특징들 및 장점들은 동일한 참조 부호들이 동일하거나 유사한 부분들을 나타내는 도면들을 참조하여 하나 이상의 바람직한 실시예들의 다음의 설명에 의해 더 설명될 것이다.
도 1은 웨이퍼의 일부의 개략적인 상위도.
도 2는 도 1의 웨이퍼의 일부의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 그루빙 장치의 개략적인 측면도.
도 4는 측정된 그루브 프로파일을 보여주는 그래프.
도 5는 그루브 프로파일 측정 디바이스의 제 1 실시예의 측정 스팟들의 선형 어레이를 보여주는, 그루브의 일부의 개략적인 상위도.
도 6은 그루브 프로파일 측정 디바이스의 제 2 실시예의 사선 측정 라인을 보여주는, 그루브의 일부의 개략적인 상위도.
도 7은 그루브 프로파일 측정 디바이스의 제 3 실시예의 단일 측정 스팟에 의해 이동되는 삼각 경로를 보여주는, 그루브의 일부의 개략적인 상위도.
도 8은 교정 타겟의 일 가능한 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
상기 내용에서, 그루브는 2개의 트렌치들을 갖는 퍼로우의 조합으로서 정의되었다. 본 발명이 그루빙 공정에서 유용할 뿐만 아니라, 트렌치들을 스크라이빙하는 공정에서 이미 유용함이 주의될 것이다. 다음에서, 표현("선형 오목부")은 레이저에 의해 제거된 트렌치, 퍼로우, 그루브 또는 다른 유사한 오목부를 나타내기 위해 이용될 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 그루빙 장치(100)의 개략적인 측면도이다. 웨이퍼 그루빙 장치(100)는 반도체 웨이퍼(101)를 수용하고 보유하도록 적응되고, 웨이퍼(101)를 그것의 상위 계층(102)과 평행한 방향으로 이동시키도록 적응되는 웨이퍼 테이블(110)을 포함한다. 이후에 설명될 바와 같이, 선형 오목부를 스크라이빙하기 위해, 웨이퍼(101)는 직선을 따르는 방향으로 이동되고, 상기 방향은 X-방향으로서 취해질 것이며; 도 3에서, 이동 방향(X)은 그림의 평면에서 좌측으로부터 우측이다.
웨이퍼 그루빙 장치(100)는 방사선 빔(121)을 생성하기 위한 방사선 디바이스를 더 포함한다. 이것은 전형적으로, 레이저 빔(121)을 생성하는 광학 레이저(120)의 형태의 방사선 디바이스를 포함한다. 방사선 빔(121)의 초점을 웨이퍼 상위 표면(102) 상에 맞추기 위해, 웨이퍼 그루빙 장치(100)는 렌즈(130)를 포함한다. 방사선 디바이스(120)와 렌즈(130) 사이의 광학 경로는 직선으로서 도시되지만, 실제로 더 복잡해질 수 있는데, 이는 방사선 디바이스(120)가 실제로, 더 원격 위치에 위치될 수 있기 때문이다. 렌즈(130)는 빔 스팟에서의 방사선 빔(121)의 초점을 웨이퍼 상위 표면(102)에 맞추고, 여기서 초점이 맞춰진 방사선은 웨이퍼 재료를 제거하며, 웨이퍼(101)를 X-방향으로 이동시키는 웨이퍼 테이블(110)을 통해, 가늘고 긴(전형적으로 선형) 오목부(103)는 웨이퍼 상위 표면(102)에 스크라이빙되고, 오목부(103)는 X-방향으로 연장된다. 가늘고 긴 오목부(103)의 폭 방향은 Y-방향으로서 취해질 것이고; 도 3에서, 폭 방향(Y)은 그림의 평면에 수직이다. 가늘고 긴 오목부(103)는 웨이퍼 상위 표면(102)에 수직인 Z-방향으로 측정된 깊이를 갖고; 도 3에서, 깊이 방향(Z)은 그림의 평면에서 위로부터 아래이다.
웨이퍼 그루빙 장치(100)는 실시간 깊이 측정 디바이스(140)를 포함하는 그루브 프로파일 측정 디바이스(180)를 더 포함한다. 측정 디바이스(140)는 스크라이빙에 관하여 렌즈(130) 뒤의 위치에서, 렌즈(130)에 대하여 고정으로 장착된다. 측정 디바이스(140)는 그 측정 디바이스(140)의 기준 위치와 웨이퍼(101) 상의 측정 스팟(142) 사이의 수직 거리(D)를 (Z-방향으로) 매우 정확하게 측정하도록 적응된다. 일례로서, 측정 디바이스(140)는 Z-방향으로 지향되는 측정 광 빔(141)을 생성하는 광학 디바이스이고; 측정 스팟(142)은 측정 광 빔(141)이 그 아래의 임의의 타겟 즉, 웨이퍼 상위 표면(102) 상의 반사면을 히팅(hitting)하는 스팟이다. 측정 디바이스(140)의 포지셔닝(positioning)은, 측정 디바이스(140)가 단지 X-방향으로 렌즈(130)에 대해 실질적으로 오프셋되도록, 측정 디바이스(140)의 측정 스팟(142)이 스크라이빙되고 있는 가늘고 긴 오목부(103)와 일치하도록 정확하게 설정된다.
측정 디바이스(140)의 설계 및 동작은 당업자에게 명백해야 할 바와 같이, 본 발명을 이해하고 실행하기 위해 필수적이 아니다. 따라서, 측정 디바이스의 석계 및 기능의 상세한 설명은 여기서 생략될 것이다. 그러나, 예로서 측정 디바이스가 공초점 센서를 포함할 수 있음에 주의한다.
측정 디바이스(140)는 측정된 거리(D)를 표현하는 출력 측정 신호(Sm)를 생성한다. 웨이퍼 그루빙 장치(100)는 측정 디바이스(140)로부터 출력 측정 신호(Sm)를 수신하고, 예를 들면 측정된 오목부 깊이를 디스플레이 스크린 상에 디스플레이함으로써 또는 측정된 오목부 깊이가 미리 결정된 임계치를 초과하면 경보 신호를 생성함으로써 측정 결과들을 오퍼레이터로 전달하기 위해 이 신호를 처리하는 중앙 처리 장치(160)를 더 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 중앙 처리 장치(160)는 즉각적인 정정 조치를 위한 능력을 갖는 제어 피드백 루프(loop)를 얻기 위해, 렌즈(130)를 Z-방향으로 조정함으로써 스크라이빙 공정 파라미터들 예를 들면, 웨이퍼 테이블(110)의 이동 속도 또는 레이저(120)의 출력 전력 또는 레이저 빔의 포커싱 조건들에 적응할 수 있다. 이 목적을 위해, 도 3은 중앙 처리 장치(160)로부터 웨이퍼 테이블 이동 드라이브(170)의 모터(단순성을 위해 도시되지 않음)까지의 제 1 제어 신호(Sc1)에 대한 일 예시적인 제 1 신호 경로(161), 및 중앙 처리 장치(160)로부터 레이저(120)까지의 제 2 제어 신호(Sc2)에 대한 일 예시적인 제 2 신호 경로(162)를 보여준다.
측정 디바이스(140)가 측정 스팟의 위치에서, 측정 디바이스(140) 아래에 배열된 임의의 피쳐(feature)의 최상위 지점의 Z-좌표의 측정치를 제공함이 당업자에게 명백해야 한다. Z-좌표의 절대값은 Z-축의 기준 제로 레벨의 정의에 의존할 것이고; 다음에서, 기준 제로 레벨이 웨이퍼(101)의 언디스터빙된 상위 표면(102)에 위치된다고 가정된다.
도 2의 하부 그림은 그루브의 개략적 단면을 보여주고; 그림의 평면은 YZ 평면이며, X-좌표는 그림의 평면에 수직이다. 도 4는 측정된 그루브 프로파일을 보여주는 그래프이고; 그루브 측벽들은 "L" 및 "R"로 표시되고; 게다가, 버들이 또한 도시되었으며, 19로 표시된다. Y-좌표의 기준 제로는 그루브의 중심에 따라 정렬된다. 그루브들은 전형적으로, 30 내지 100 ㎛ 범위의 폭을 갖는다. 지금까지 설명된 측정 디바이스(140)는 단지 하나의 측정 스팟(142)의 Z-좌표를 제공할 것이다. 전형적으로, 이러한 스팟은 1 ㎛ 내지 5 ㎛의 지름을 갖는다. 고정 조건에서, 측정 신호(Sm)는 웨이퍼 표면(102) 상에서 하나의 지점에 속하는 Z-좌표를 나타낼 것이다. 스크라이빙 동안, 측정 스팟은 측정 스팟의 X-좌표가, v가 스크라이빙 속도를 나타내는 관계(x(t)=x0+v·t)로 표현될 수 있도록 X-방향으로 웨이퍼 위로 이동할 것이다. 그 다음, 측정 신호(Sm(t))는 이동 지점(x(t),y1)에 속하는 Z-좌표(z(t))에 대응할 것이고, y1은 측정 스팟(142)의 Y-좌표의 상수를 나타낸다. 따라서, t의 함수로서, 측정 신호(Sm(t))는 단지 하나의 Y-위치(y1)에서 그루브의 깊이의 시간적 변동을 보여줄 것이고, 상기 시간적 변동은 X-방향으로의 깊이 변동들에 대응한다.
이것이 이미 유용할지라도, 그루브 프로파일 즉, x의 하나의 고정된 값에서 y의 함수로서의 Z의 값들을 아는 것이 바람직하고, X-방향으로의 이 프로파일의 변동들을 아는 것이 또한 바람직하다. 본 발명은 그루브 프로파일을 얻거나 임의의 경우에서 근사화하기 위한 다양한 방식들을 제공한다.
제 1 실시예에서, 웨이퍼 그루빙 장치(100)는 그루브에서의 각각의 서로 상이한 Y-위치들에서 깊이를 각각 측정하기 위해 배열된 복수의 n개의 측정 디바이스들(140[1] 내지 140[n])을 포함한다. 다양한 측정 디바이스들(140[1] 내지 140[n])이 항상 동일한 X-위치에서 측정하고 있다면 이상적일 것이지만, 가능하다면 작은 그루브 폭으로 인해 이것이 성취하기가 어렵다. 이 문제는 다양한 측정 디바이스들(140[1] 내지 140[n])이 Y-방향 뿐만 아니라, X-방향으로 오프셋된 그들의 각각의 측정 스팟들을 갖는 본 발명에 따라 극복된다. 도 5는 그루브 상에 투사된 측정 스팟들(142[1] 내지 142[n])의 선형 어레이를 보여주는, 그루브(103)의 일부의 개략적인 상위도이다. 측정 스팟들(142[1] 내지 142[n])을 연결하는 가상 라인은 Y-방향에 대해 0°와 90°사이의 각(α)을 형성한다. 모든 측정 신호들(Sm[1] 내지 Sm[n])은 중앙 처리 장치(160)에 제공되고, 상기 중앙 처리 장치는 또한, 각각의 측정 스팟들(142[1] 내지 142[n])의 상호 오프셋들을 정의하는 정보를 가져서, 중앙 처리 장치(160)가 측정치들을 조합하고 이동 X-위치들(X(t))에서 단면 프로파일들을 재구성하는 것을 용이하게 가능하도록 한다. 근본적으로, 이것은 각각의 측정 신호에 대한 각각의 상수 시프트(shift)들을 수반한다.
제 2 실시예에서, 이용은 다수의 지점 측정 디바이스들 대신에 라인 측정 디바이스로 만들어진다. 라인 측정 디바이스는, 라인 측정 디바이스가 각각의 출력 신호들을 제공하는 복수의 별개의 검출기들(또는 샘플 위치들)을 포함하는 의미에서 다수의 지점 측정 디바이스들의 배열과 비교되지만, 이들 검출기들은 매우 작은 피치 전형적으로, 대략 5 ㎛ 내지 10 ㎛로 선형 측정 라인(242)을 따라 고정적으로 배열된다. 이 결과는 다수의 지점 측정 디바이스들의 배열을 통해 획득가능한 결과보다 양호하지만, 여전히 요구된 분해능을 갖는 협소한 그루브를 효과적으로 그리고 정확하게 측정하기 위해 너무 클 수 있다. 게다가, 라인 측정 디바이스의 길이는 측정될 (버(19)의 폭을 포함하는) 그루브(103)의 폭보다 클 수 있어서, 측정 라인(242)이 그루브(103)의 종 방향에 수직으로 배열되면, 측정 용량의 큰 부분이 소비되게 할 것이다. 따라서, 라인 측정 디바이스가, 측정 라인(242)이 Y-방향에 대해 0°와 90°사이의 사각(α)을 형성하도록 배열됨이 바람직하다. 도 6은 사선 측정 라인(242)을 보여주는, 그루브(103)의 일부의 개략적인 상위도이다. 측정 라인(242)의 더 큰 일부가 그루브(242)와 일치하고 Y-방향으로의 측정 분해능이 증가했음이 명백할 것이다.
제 3 실시예에서, 측정 디바이스(140)에는 중앙 처리 장치(160)에 의해 제어되는 Y-액츄에이터(145)(도 3에 도시됨)가 제공된다. Y-액츄에이터(145)는 측정 디바이스(140)의 정확하게 제어된 이동을 야기하도록 적응되고, 상기 이동은 Y-방향으로의 적어도 하나의 비 제로 구성요소를 갖는다. 도 5 및 도 6에 도시된 실시예들과 유사하게, 상기 이동의 방향은 Y-방향에 대해 0°와 90°사이의 사각(α)을 형성할 수 있다. 그러나, 극단적인 감지 위치들 사이의 감지 거리가 센서(들)의 크기에 의해 주어지는 도 5 및 도 6에 도시된 실시예들과 반대로, 제 3 실시예에서 극단적인 감지 위치들 사이의 감지 거리는 상기 이동의 방향이 실질적으로, Y-방향과 일치하는 경우에 즉, 상기 사각(α)이 제로 이하일 때, 작게 유지될 수 있다. 따라서, 중앙 처리 장치(160)에 의한 제어 하에서, 측정 디바이스(140)는 오목부의 폭 방향으로 오목부의 Z-프로파일을 스캐닝하기 위해 스윕(sweep)될 수 있다.
Y-액츄에이터(145)의 설계는 본 발명의 목적이 아니고; 다양한 공지된 설계들이 이 맥락에서 이용될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, Y-액츄에이터(145)는 압전 결정(piezo crystal)을 포함할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, Y-액츄에이터(145)는 음성 코일을 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(160)는, 측정 디바이스(140)가 방사선 빔 이동 방향을 실질적으로 가로지르는 방향으로 진동 운동을 수행한다. X-방향으로의 선형 이동을 고려하면, 실제 경로 다음의 측정 스팟(142)은 중요하지 않다; 이 경로는 예를 들면, 톱니, 삼각형 또는 사인 형상일 수 있다. 임의의 경우에, 진동 운동의 진폭은 임의의 경우에 2개의 버들(19) 및 디스터빙되지 않은 웨이퍼 표면(102)의 일부 부분을 커버하기에 충분히 크도록 선택될 것이고, 이는 버들의 크기 및 형상이 또한 중요한 품질 파라미터들이기 때문이다. 도 7은 단일 측정 스팟(142)에 의해 이동되는 일 예시적인 삼각 경로(343)를 보여주는, 그루브(103)의 일부의 개략적인 상위도이다.
시간의 함수로서, 측정 디바이스(140)로부터의 출력 측정 신호(Sm(t))가 이동 지점(x(t),y(t))에 속하는 Z-좌표(z(t))에 대응할 것임이 분명해야 한다. 항상, 중앙 처리 장치(160)는 y(t)의 값을 아는데, 이는 그것이 측정 디바이스(140)의 Y-위치를 결정하는 중앙 처리 장치(160)이기 때문이다. 진동 주파수는 충분하게 빠르도록 설정될 수 있어서, 하나의 진동 기간 동안, 또는 더 짧은 일련의 적어도 10개의 진동 기간들 동안 X-방향으로의 오목부 프로파일의 변동이 무시될 수 있다고 가정될 수 있게 한다. 이러한 경우에, z(t)의 시간적 변동은 완전하게 y(t)의 시간적 변동과 상관하고, 따라서 Y-방향으로의 프로파일이 정확하게 산출될 수 있다. 진동 기간 당 프로파일을 고려하거나, 2개 이상의 진동 기간들에 걸쳐 동일한 것의 평균을 얻는 것이 가능하다.
진동 실시예의 장점은, Y-방향에서 더 높은 측정 분해능을 얻는 것이 가능하다는 것이다. 멀티 지점 측정의 경우에서, 각각의 측정 디바이스는 높은 위치적 분해능으로 X-방향으로의 깊이 변동을 반영하는 지속적 측정 신호를 출력하지만, 이 변동은 작거나 무시가능할 것이다. Y-방향에서 그러나, 분해능은 필연적으로 측정 지점들의 수에 의해 결정될 것이고, 요구된 높은 정확도에 대해, 측정 지점들의 수는 높을 필요가 있으며, 이는 다수의 지점 센서들의 경우에, 비용들을 증가시키고 측정 장비에 의해 점유된 공간을 증가시킨다.
또 다른 장점은, 진동 운동의 특수 형상, 결과적으로 스캔 경로의 특수 형상 다음에 측정 스팟을 결정함으로써, 그루브의 선택된 부분에서 측정 분해능을 선택적으로 증가시키는 것이 가능하다는 것이다.
한편, 진동 실시예들은 장치에서의 가능한 진동들에 더 민감할 것 같다. 멀티지점 실시예들의 경우에, 다수의 지점 센서들 또는 하나의 라인 센서인지의 여부와 상관없이, 깊이 센서의 이동들을 야기하는 임의의 진동들은 동시에 모든 측정 지점들의 상대적 이동을 야기할 것 같아서, 그루브의 측정된 프로파일이 영향을 거의 받지 않거나 받지 않는다.
상기 언급된 각(α)은 고정될 수 있다. 그러나, 일 바람직한 실시예에서, 중앙 처리 장치(160)에 의해 제어된 액츄에이터는 상기 각을 조정하기 위해 제공될 수 있다. 이것은 중앙 처리 장치(160)가 그루브 파라미터들 특히, 그루브의 폭 플러스 버들의 폭들에 의존하여 상기 각을 최적화하는 것을 허용한다. 마찬가지로, 제 3 실시예에서, 진동 운동의 진폭은 고정될 수 있거나 중앙 처리 장치(160)에 의해 조정가능할 수 있다.
상기 내용에서, 스크라이빙되는 오목부(103)의 프로파일에 관한 실시간의 정확한 정보를 얻는 것이 가능함이 설명되었다. 그러나, 전체적으로 오목부(103)의 정확한 Y-위치가 정확하게 공지되지 않을지도 모른다. 전체적으로 특히, 스크라이빙 레인들의 에지들에 대해 오목부(103)의 Y-위치를 아는 것이 중요하다. 웨이퍼(101) 상의 스크라이빙 레인들의 에지들 및/또는 반도체 구성요소들(3)에 관하여, 도 3에서 참조 부호(190)로 개략적으로 표시된 카메라로 오목부(103)를 관측하는 것이 가능하다. 그러나, 날카로운 그루브 에지들 및 평평한 그루브 하위를 이용한 잘 기능하는 스크라이빙 공정의 경우에, 그루브와 디스터빙되지 않은 웨이퍼 표면 사이의 콘트라스트는 낮고 그루브는 인식하기 어렵다. 이 문제를 극복하기 위해, 본 발명은 웨이퍼 테이블(110) 상에 장착된 교정 타겟(150)을 제안한다. 교정 타겟(150)은 정확하게 정의되고 정확하게 공지된 프로파일 예를 들면, 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같은 스텝(step) 프로파일을 갖는 상위 표면(151)을 갖는다. 교정 모드에서, 웨이퍼 테이블(110)은 측정 디바이스(140)에 따라 교정 타겟(150)을 정렬시키고, 그 다음 Y-방향으로 스캐닝 이동을 시키도록 형성되어, 측정 디바이스(140)가 교정 타겟(150)의 상위 표면(151)을 스캐닝하게 하고; 측정 디바이스(140)에 의해 이제 생성된 측정 신호들은 상위 표면(151) 프로파일과 상관될 수 있다. 교정 타겟(150)은 또한, 카메라(190)에 의해 관측된다. 측정 디바이스(140)로부터의 측정 신호들을 카메라 이미지와 상관시키는 즉, X-교정 및 Y-교정을 수행하는 것이 이제 가능하다.
본 발명이 상기 논의된 예시적인 실시예들로 제한하지 않지만, 몇몇 변동들 및 수정들이 첨부된 청구항들에서 정의된 바와 같이 본 발명의 보호 범위 내에서 가능함이 당업자에게 확실해야 한다. 특정한 특징들이 상이한 종속 청구항들에서 나열될지라도, 본 발명은 또한, 공통적으로 이들 특징들을 포함하는 일 실시예에 관한 것이다. 특정한 특징들이 서로 조합하여 설명되었을지라도, 본 발명은 또한, 이들 특징들 중 하나 이상이 생략되는 일 실시예에 관한 것이다. 필수적인 것으로서 명시적으로 설명되지 않은 특징들이 또한 생략될 수 있다. 청구항에서의 임의의 참조 부호들은 그 청구항의 범위를 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 한다.
1, 101: 웨이퍼 2, 102: 상위 계층
4: 다이싱 스트리트 11, 12: 낮은 전력 레이저 빔
13, 14: 에지 영역 15, 16: 트렌치
17: 중앙 영역 18: 퍼로우
20: 그루브 21: 높은 전력 레이저 빔
100: 웨이퍼 그루빙 장치 103: 오목부
110: 웨이퍼 테이블 120: 방사선 디바이스
121: 방사선 빔 130: 렌즈
140: 실시간 깊이 측정 디바이스 141: 측정 광 빔
142: 측정 스팟 145: Y-액츄에이터
150: 교정 타겟 151: 상위 표면
160: 중앙 처리 장치 161: 제 1 신호 경로
162: 제 2 신호 경로
170: 웨이퍼 테이블 이동 드라이브
180: 그루브 프로파일 측정 디바이스 242: 측정 라인
343: 삼각 경로

Claims (15)

  1. 반도체 웨이퍼 표면에 가늘고 긴 오목부(elongate recess)를 형성하기 위한 웨이퍼 그루빙(wafer grooving) 장치에 있어서:
    반도체 웨이퍼를 수용하고 보유하기 위한 웨이퍼 테이블;
    방사선 빔을 생성하기 위한 방사선 디바이스;
    상기 방사선 빔이 오목부를 형성하기 위해 상기 웨이퍼 표면 상의 웨이퍼 재료를 제거하는 빔 스팟(spot)을 생성하도록 상기 방사선 빔을 상기 웨이퍼의 상위 표면으로 지향시키기 위한 빔 지향 디바이스;
    방사선 빔 이동 방향으로의 상기 방사선 빔과 상기 웨이퍼 표면 사이의 상호 이동을 야기하기 위한 웨이퍼 테이블 이동 드라이브;
    상기 방사선 빔에 의해 형성된 상기 오목부의 깊이 프로파일(profile)을 측정하기 위해 상기 웨이퍼 테이블 이동 드라이브에 의해 야기된 상기 방사선 빔 이동 방향으로 상기 빔 지향 디바이스 뒤에 미리 결정된 거리로 배열된 오목부 프로파일 측정 디바이스를 포함하는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    원하는 타겟 오목부 프로파일을 정의하는 정보를 갖고 상기 오목부 프로파일 측정 디바이스로부터 측정된 깊이 프로파일을 정의하는 출력 신호를 수신하도록 연결된 중앙 처리 장치를 더 포함하고, 상기 처리 장치는 상기 측정된 깊이 프로파일을 상기 타겟 오목부 프로파일과 비교하기 위해 적응되고, 상기 비교의 결과가 상기 측정된 깊이 프로파일이 미리 정의된 탈러레이션(toleration) 이상 만큼 상기 타겟 오목부 프로파일로부터 벗어난다고 나타내면, 오퍼레이터에 대한 신호를 생성하거나, 공정 파라미터들의 자동 적응을 수행하도록 적응되거나, 둘 모두 행하도록 적응되는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부 프로파일 측정 디바이스는 상기 웨이퍼 표면 상의 단일 측정 스팟에 대한 수직 거리를 측정하도록 적응되는 적어도 하나의 실시간 깊이 측정 디바이스를 포함하는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오목부 프로파일 측정 디바이스는, 각각이 상기 웨이퍼 표면 상의 각각의 단일 측정 스팟(142[1] 내지 142[n])에 대한 수직 거리를 측정하도록 적응되는 복수의 실시간 깊이 측정 디바이스들(140[1] 내지 140[n])을 포함하는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정 스팟들(142[1] 내지 142[n])은 상기 웨이퍼 표면을 따라 가상 라인 상에 위치되는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가상 라인은 상기 웨이퍼 표면의 평면도 상의 직선이고, 상기 직선은 상기 방사선 빔 이동 방향을 실질적으로 가로지르는 횡 방향에 대하여 0°와 90° 사이의 사각(oblique angle)(α)을 형성하는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각(α)은 상기 중앙 처리 장치의 제어 하에서 조정가능한, 웨이퍼 그루빙 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 오목부 프로파일 측정 디바이스는, 각각이 상기 웨이퍼 표면 상의 각각의 단일 측정 스팟에 대한 수직 거리를 측정하도록 적응된 별개의 검출기들의 선형 어레이를 포함하는 라인 측정 디바이스를 포함하고, 상기 검출기들은 측정 라인을 따라 고정적으로 배열되는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 검출기들은 그 사이에 실질적으로 일정한 피치를 갖고 상기 측정 라인을 따라 배열되는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 측정 라인은 상기 방사선 빔 이동 방향을 실질적으로 가로지르는 횡 방향에 대하여 0°와 90° 사이의 사각(α)을 형성하는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 각(α)은 상기 중앙 처리 장치의 제어 하에서 조정가능한, 웨이퍼 그루빙 장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 오목부 프로파일 측정 디바이스는 상기 중앙 처리 장치에 의해 제어되고 상기 방사선 빔 이동 방향을 실질적으로 가로지르는 횡 방향의, 또는 상기 횡 방향의 비 제로(zero) 구성요소를 갖는 방향의 상기 깊이 측정 디바이스의 반복적 이동을 야기하도록 적응되는 Y-액츄에이터(actuator)를 포함하는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 중앙 처리 장치는, 상기 측정 디바이스가 상기 횡 방향으로 또는 상기 횡 방향의 비 제로 구성요소를 갖는 상기 방향으로 진동 운동을 수행하도록 상기 Y-액츄에이터를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하도록 적응되는, 웨이퍼 그루빙 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 진동 운동의 방향 및/또는 상기 진동 운동의 진폭은 상기 중앙 처리 장치의 제어 하에서 조정가능한, 웨이퍼 그루빙 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 표면 상에 형성되는 상기 오목부를 이미징(imaging)하기 위한 카메라, 및 정확하게 정의되고 정확하게 공지된 프로파일을 갖는 상위 표면을 가지는 교정 타겟을 더 포함하고,
    상기 웨이퍼 그루빙 장치는 상기 웨이퍼 테이블이 상기 교정 타겟을 상기 오목부 프로파일 측정 디바이스와 정렬시키도록 형성되는 교정 모드로 동작하도록 구성되고, 상기 교정 타겟은 상기 오목부 프로파일 측정 디바이스로부터의 측정 신호들이 카메라 이미지와 상관가능하도록 상기 카메라에 의해 관측가능한, 웨이퍼 그루빙 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102664065B1 (ko) * 2023-08-17 2024-05-08 (주)쎄미콤 웨이퍼 온도센서의 홀 깊이 및 위치 측정 디스플레이방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7034621B2 (ja) * 2017-07-25 2022-03-14 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
US11227779B2 (en) * 2017-09-12 2022-01-18 Asm Technology Singapore Pte Ltd Apparatus and method for processing a semiconductor device
DE102018125620A1 (de) * 2018-10-16 2020-04-16 Schuler Pressen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich geförderten Blechband
WO2020115798A1 (ja) * 2018-12-03 2020-06-11 三菱電機株式会社 レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP7286464B2 (ja) * 2019-08-02 2023-06-05 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP7382762B2 (ja) * 2019-08-27 2023-11-17 株式会社ディスコ レーザー加工装置の加工結果の良否判定方法
KR102439099B1 (ko) 2020-03-19 2022-09-02 매그나칩 반도체 유한회사 반도체 다이 형성 및 칩-온-플라스틱 패키징 방법
CN112620973B (zh) * 2020-12-18 2023-04-07 西安晟光硅研半导体科技有限公司 一种碳化硅晶片单向三层双向六级台阶切割工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010107760A (ko) * 2000-05-25 2001-12-07 이데이 노부유끼 포커싱 제어 기구 및 이를 사용하는 검사 장치
JP2014113604A (ja) * 2012-12-07 2014-06-26 Toshiba Corp レーザ加工装置及びレーザ加工システム、レーザ加工方法
KR20140097021A (ko) * 2013-01-28 2014-08-06 어드밴스드 레이저 세퍼래이션 인터내셔널 (에이엘에스아이) 엔.브이. 반도체 기판을 방사상으로 그루빙하는 방법
KR20140143478A (ko) * 2013-05-30 2014-12-17 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공 장치, 레이저 가공의 실시간 검사 시스템 및 방법
US20150049171A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-19 Disco Corporation Processing apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0396010A3 (en) * 1989-05-05 1991-03-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring growth and etch rates of materials
CN102139484B (zh) 2010-01-29 2015-05-20 西进商事股份有限公司 激光划线方法以及装置
US20150004917A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-01 Trw Automotive U.S. Llc Low level, low frequency signal measurement
JP5743123B1 (ja) 2014-03-14 2015-07-01 株式会社東京精密 レーザーダイシング装置及びダイシング方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010107760A (ko) * 2000-05-25 2001-12-07 이데이 노부유끼 포커싱 제어 기구 및 이를 사용하는 검사 장치
JP2014113604A (ja) * 2012-12-07 2014-06-26 Toshiba Corp レーザ加工装置及びレーザ加工システム、レーザ加工方法
KR20140097021A (ko) * 2013-01-28 2014-08-06 어드밴스드 레이저 세퍼래이션 인터내셔널 (에이엘에스아이) 엔.브이. 반도체 기판을 방사상으로 그루빙하는 방법
KR20140143478A (ko) * 2013-05-30 2014-12-17 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공 장치, 레이저 가공의 실시간 검사 시스템 및 방법
US20150049171A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-19 Disco Corporation Processing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102664065B1 (ko) * 2023-08-17 2024-05-08 (주)쎄미콤 웨이퍼 온도센서의 홀 깊이 및 위치 측정 디스플레이방법

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Publication number Publication date
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