KR20180007305A - 정전 척 테이블, 레이저 가공 장치 및 피가공물의 가공 방법 - Google Patents

정전 척 테이블, 레이저 가공 장치 및 피가공물의 가공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속층이나 디바이스가 형성된 피가공물의 표면측을 노출시키고 이면측을 유지면으로 유지한 상태에서 유지면측으로부터의 레이저 가공을 가능하게 하는 정전 척 테이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
정전 척 테이블(1)은, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 미리 정해진 파장의 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖고 제1 면(2a)과 상기 제1 면(2a)의 반대측의 제2 면(2b)을 갖는 판형의 베이스부(2)와, 미리 정해진 파장의 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖고 베이스부(2)의 제1 면(2a)에 적층된 정전 흡착용의 전극부(3)와, 미리 정해진 파장의 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖고 전극부(3)를 덮으며 피가공물(W)을 유지하는 유지면(1a)을 구성하는 PET 필름(4)을 포함한다. 정전 척 테이블(1)은, 베이스부(2)의 제2 면(2b)측으로부터 레이저 광선(L)을 조사하여, 유지면(1a)에 유지한 피가공물(W)의 내부에 개질층(K)을 형성할 때에 이용된다.

Description

정전 척 테이블, 레이저 가공 장치 및 피가공물의 가공 방법{ELECTROSTATIC CHUCK TABLE, LASER MACHINING APPARATUS, AND METHOD FOR MACHINING WORKPIECE}
본 발명은 정전 척 테이블, 레이저 가공 장치 및 피가공물의 가공 방법에 관한 것이다.
반도체나 LED(Light Emitting Diode) 등의 광디바이스가 형성된 웨이퍼의 분할에 레이저 가공 장치를 이용하여, 웨이퍼 내부에 형성된 개질층을 파단 기점으로 분할하는 가공 방법이 알려져 있다(특허문헌 1).
특허문헌 1 등에 나타난 가공 방법은, 종래 행해지고 있던, 절삭수를 공급하면서 절삭 블레이드로 웨이퍼를 파쇄하는 다이싱과 비교하여, 커프폭을 매우 가늘게 할 수 있기 때문에, 좁은 스트리트의 형성이 진행된 웨이퍼에 대해 매우 유용하다. 또한, 특허문헌 1 등에 나타난 가공 방법은, 피가공물에 대한 기계적 충격이 매우 적기 때문에, 예컨대 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)라고 불리는 미세한 구조체가 형성된 웨이퍼의 분할에서는, MEMS를 파괴하지 않고 분할할 수 있기 때문에 매우 유효하다.
[특허문헌 1] 일본 특허 제3408805호 공보
그러나, 레이저 광선은, 웨이퍼를 투과할 수 있어도, 디바이스의 회로 등을 구성하는 금속층을 투과할 수 없는 파장이기 때문에, 금속층이 없는 웨이퍼의 이면으로부터 레이저 광선을 조사할 수 있도록, 디바이스면쪽을 척 테이블의 유지면으로 유지하거나, 분할 예정 라인에 TEG 패턴(테스트 엘리먼트 패턴)을 형성하지 않는 특수한 설계로 하거나, TEG 패턴을 사전에 제거하는 단계를 마련하거나 할 필요가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 금속층이나 디바이스가 형성된 피가공물의 표면측을 노출시키고 이면측을 척 테이블의 유지면에 유지한 상태에서 유지면측으로부터의 레이저 가공을 가능하게 하는 정전 척 테이블, 레이저 가공 장치 및 피가공물의 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 의하면, 피가공물을 유지하는 정전 척 테이블로서, 제1 면과 상기 제1 면의 반대측의 제2 면을 갖고, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 판형의 베이스부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 베이스부의 상기 제1 면에 적층된 정전 흡착용의 전극부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 전극부를 덮으며 피가공물을 유지하는 유지면을 구성하는 수지층을 구비하고, 상기 베이스부의 상기 제2 면측으로부터 레이저 광선을 조사하여, 상기 유지면에 유지한 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성할 때에 이용하기에 적합한 정전 척 테이블이 제공된다.
바람직하게는, 상기 미리 정해진 파장은 500 ㎚∼1400 ㎚의 범위에 속한다.
바람직하게는, 피가공물은 복수의 MEMS 디바이스가 표면에 형성된 웨이퍼로 구성되고, 상기 웨이퍼의 이면측을 상기 정전 척 테이블의 상기 유지면에 유지한다.
본 발명의 제2 측면에 의하면, 레이저 가공 장치로서, 피가공물을 유지하는 정전 척 테이블과, 상기 정전 척 테이블에 유지된 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선으로 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 레이저 광선 조사 유닛을 구비하고, 상기 정전 척 테이블은, 제1 면과 상기 제1 면의 반대측의 제2 면을 가지며, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장인 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 판형의 베이스부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 베이스부의 상기 제1 면에 적층된 정전 흡착용의 전극부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 전극부를 덮으며 피가공물을 유지하는 유지면을 구성하는 수지층을 포함하고, 상기 척 테이블의 상기 유지면으로 피가공물의 이면측을 유지하며, 상기 베이스부의 상기 제2 면측으로부터 레이저 광선을 조사하여, 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 것인 레이저 가공 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 측면에 의하면, 정전 척 테이블에 이면측이 유지된 피가공물의 가공 방법으로서, 정전 척 테이블은, 제1 면과 상기 제1 면의 반대측의 제2 면을 갖고, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 판형의 베이스부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 베이스부의 상기 제1 면에 적층된 정전 흡착용의 전극부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 전극부를 덮으며 피가공물을 유지하는 유지면을 구성하는 수지층을 구비하고, 상기 피가공물의 가공 방법은, 상기 정전 척 테이블의 상기 유지면으로 피가공물의 이면측을 유지하는 유지 단계와, 상기 베이스부의 상기 제2 면측으로부터 레이저 광선을 조사하여, 상기 정전 척 테이블을 투과한 레이저 광선에 의해, 상기 유지면으로 유지한 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 단계를 포함하는 피가공물의 가공 방법이 제공된다.
본원 발명의 정전 척 테이블은, 금속층이나 디바이스가 형성된 피가공물의 표면측을 노출시키고 이면측을 유지면으로 유지한 상태에서 유지면측으로부터의 레이저 가공을 가능하게 한다고 하는 효과를 나타낸다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 피가공물의 가공 방법의 가공 대상인 피가공물을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 피가공물을 환형 프레임으로 지지한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 구성예를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3 중의 IV-IV선을 따르는 단면도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 정전 척 테이블의 구성예를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5 중의 VI-VI선을 따르는 단면도이다.
도 7은 도 5 중의 VII-VII선을 따르는 단면도이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 피가공물의 가공 방법의 유지 단계를 도시한 단면도이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른 피가공물의 가공 방법의 개질층 형성 단계를 도시한 단면도이다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 정전 척 테이블의 주요부의 단면도이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시형태)에 대해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 구성의 여러 가지 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.
〔제1 실시형태〕
본 발명의 제1 실시형태에 따른 정전 척 테이블(1), 레이저 가공 장치(10) 및 피가공물(W)의 가공 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 피가공물의 가공 방법의 가공 대상인 피가공물을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 피가공물을 환형 프레임으로 지지한 상태를 도시한 사시도이다.
제1 실시형태에 따른 피가공물의 가공 방법은, 도 1에 도시된 피가공물(W)을 가공하는 방법이다. 도 1에 도시된 피가공물(W)은, 본 실시형태에서는 실리콘, 사파이어, 갈륨 등을 모재(母材)로 하는 원판형의 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼이다. 피가공물(W)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 표면(WS)의 복수의 교차하는 분할 예정 라인(S)에 의해 구획된 각 영역에 디바이스(D)가 형성된 판형물이다. 디바이스(D)로서, IC(Integrated Circuit), LSI(Large Scale Integration), MEMS(Micro Electro Mechanical Systems: 미소 전기 기계 시스템) 디바이스가 각 영역에 형성된다.
피가공물(W)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 디바이스(D)가 복수 형성되어 있는 표면(WS)의 뒤쪽의 이면(WR)에 점착 테이프(T)가 접착되고, 점착 테이프(T)의 외연(外緣)이 환형 프레임(F)에 접착됨으로써, 환형 프레임(F)의 개구에 점착 테이프(T)로 지지된다. 제1 실시형태에 있어서, 피가공물(W)은, 환형 프레임(F)의 개구에 점착 테이프(T)로 지지된 상태에서, 피가공물의 가공 방법이 실행됨으로써, 개개의 디바이스(D)로 분할된다. 제1 실시형태에 있어서, 피가공물(W)은, 디바이스(D)로서 MEMS 디바이스가 표면에 형성되어 있으나, 디바이스(D)는 MEMS 디바이스에 한정되지 않는다. 또한, 제1 실시형태에 있어서, 피가공물(W)이 IC 또는 LSI인 경우에, 표면에 범프 또는 칩이 탑재되어 있는 것이 바람직하고, 표면에 요철이 있는 디바이스(D)가 적합하다.
제1 실시형태에 따른 레이저 가공 장치(10)의 구성을, 도면에 기초하여 설명한다. 도 3은 제1 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 구성예를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3 중의 IV-IV선을 따르는 단면도이다. 도 5는 제1 실시형태에 따른 정전 척 테이블의 구성예를 도시한 평면도이다. 도 6은 도 5 중의 VI-VI선을 따르는 단면도이다. 도 7은 도 5 중의 VII-VII선을 따르는 단면도이다.
레이저 가공 장치(10)는, 피가공물(W)에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선(L)(도 9에 도시함)을 피가공물(W)의 이면(WR)측으로부터 분할 예정 라인(S)을 따라 조사하여, 레이저 광선(L)으로 피가공물(W)의 내부에, 파단 기점이 되는 개질층(K)(도 9에 도시함)을 형성하는 것이다. 한편, 개질층(K)이란, 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 외의 물리적 특성이 주위의 그것과는 상이한 상태로 된 영역을 의미하며, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역, 및 이들 영역이 혼재한 영역 등을 예를 들 수 있다.
레이저 가공 장치(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 피가공물(W)을 유지면(1a)(도 4에 도시함)에 유지하는 척 테이블인 원반 형상의 정전 척 테이블(1)과, 가공 수단으로서의 레이저 광선 조사 유닛(20)과, 정전 척 테이블(1)과 레이저 광선 조사 유닛(20)을 X축 방향으로 상대 이동시키는 X축 이동 수단(30)과, 정전 척 테이블(1)과 레이저 광선 조사 유닛(20)을 Y축 방향으로 상대 이동시키는 Y축 이동 수단(40)과, 촬상 수단(50)과, 제어 장치(100)를 구비하고 있다.
레이저 광선 조사 유닛(20)은, 정전 척 테이블(1)의 유지면(1a)에 유지된 피가공물(W)에 대해 이면(WR)측으로부터 피가공물(W)에 대해 투과성을 갖는 미리 정해진 파장의 레이저 광선(L)을 조사하는 유닛이다. 레이저 광선 조사 유닛(20)은, 레이저 광선(L)으로 피가공물(W)의 내부에 개질층(K)을 형성하는 유닛이다. 레이저 광선 조사 유닛(20)이 조사하는 레이저 광선(L)의 미리 정해진 파장은, 500 ㎚ 이상이고 또한 1400 ㎚ 이하이다. 레이저 광선 조사 유닛(20)은, 레이저 가공 장치(10)의 장치 본체(11)로부터 세워 설치한 벽부(12)에 연속된 지지 기둥(13)의 선단에 부착되어 있다. 레이저 광선 조사 유닛(20)은, 레이저 광선(L)을 발진시키는, 도시하지 않은 발진기와, 이 발진기에 의해 발진된 레이저 광선(L)을 집광하는 집광기(22)를 구비하고 있다. 발진기는, 피가공물(W)의 종류, 가공 형태 등에 따라, 발진하는 레이저 광선(L)의 주파수가 적절히 조정되는 것이다. 집광기(22)는, 발진기에 의해 발진된 레이저 광선(L)의 진행 방향을 변경시키는 전반사 미러나 레이저 광선(L)을 집광하는 집광 렌즈 등을 포함하여 구성된다.
X축 이동 수단(30)은, 정전 척 테이블(1)을 X축 방향으로 이동시킴으로써, 장치 본체(11)의 폭 방향과 수평 방향의 양방과 평행한 X축 방향으로 정전 척 테이블(1)을 가공 이송하는 가공 이송 수단이다. Y축 이동 수단(40)은, 수평 방향과 평행하고 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 정전 척 테이블(1)을 이동시킴으로써, 정전 척 테이블(1)을 인덱싱 이송하는 인덱싱 이송 수단이다. X축 이동 수단(30) 및 Y축 이동 수단(40)은, 축심 주위로 회전 가능하게 설치된 주지의 볼나사(31, 41), 볼나사(31, 41)를 축심 주위로 회전시키는 주지의 펄스 모터(32, 42) 및 정전 척 테이블(1)을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 주지의 가이드 레일(33, 43)을 구비한다. 또한, 레이저 가공 장치(10)는, 정전 척 테이블(1)을 X축 방향과 Y축 방향의 양방과 직교하는 Z축 방향과 평행한 중심 축선 주위로 회전시키는 회전 구동원(60)을 구비한다. 회전 구동원(60)은, X축 이동 수단(30)에 의해 X축 방향으로 이동되는 이동 테이블(14) 상에 배치되어 있다.
촬상 수단(50)은, 정전 척 테이블(1)에 유지된 피가공물(W)을 촬상하는 것이며, 레이저 광선 조사 유닛(20)과 X축 방향으로 병렬하는 위치에 배치되어 있다. 제1 실시형태에서, 촬상 수단(50)은, 지지 기둥(13)의 선단에 부착되어 있다. 촬상 수단(50)은, 정전 척 테이블(1)에 유지된 피가공물(W)을 촬상하는 CCD 카메라에 의해 구성된다.
또한, 레이저 가공 장치(10)는, 가공 전후의 피가공물(W)을 수용하는 카세트(70)가 배치되는 카세트 엘리베이터(70A)와, 카세트 엘리베이터(70A)로부터 피가공물(W)을 출납하는 반송 유닛(80)과, 정보를 표시하고 각종의 가공 내용 정보를 입력하기 위한 터치 패널(90)을 구비한다.
카세트(70)는, 점착 테이프(T)를 통해 환형 프레임(F)에 접착된 피가공물(W)을 복수 매 수용하는 것이다. 카세트 엘리베이터(70A)는, Z축 방향으로 승강 가능하게 설치되어 있다.
반송 유닛(80)은, 가공 전의 피가공물(W)을 카세트(70)로부터 취출하여 정전 척 테이블(1)에 유지시키고, 가공 후의 피가공물(W)을 정전 척 테이블(1)로부터 카세트(70) 내까지 반송하는 유닛이다. 반송 유닛(80)은, 복수의 관절을 갖는 가동 아암(81)과, 가동 아암(81)의 선단에 설치되어 피가공물(W)을 유지하는 유지부(82)를 구비한다.
유지부(82)는, C자형상의 평판형으로 형성된 유지부 본체(83)와, 유지부 본체(83)에 복수 배치되고 또한 피가공물(W)을 둘러싸는 환형 프레임(F)을 흡착하는 흡착 패드(84)를 구비한다. 흡착 패드(84)는, 유지부 본체(83)의 상면에 설치되고, 전환 밸브(85)를 통해 진공 흡인원(86)에 접속되어 있다. 반송 유닛(80)은, 하측에 위치시킨 흡착 패드(84)로 환형 프레임(F)을 흡착하여, 유지부(82)의 하면에 피가공물(W)을 유지한다. 카세트(70) 내의, 개질층(K)이 형성되기 전의 피가공물(W)은, 유지부(82)에 형성된 개구 너머로 노출되며, 유지부(82)와 접촉하지 않고 유지된다. 피가공물(W)을 정전 척 테이블에 반입할 때에는, 유지부(82)를 상하 반전시켜 피가공물(W)에 접착한 점착 테이프(T)를 상측으로 하고, 점착 테이프(T)측을 정전 척 테이블(1)의 유지면(1a)에 밀어붙여, 정전 척 테이블(1)의 유지면(1a)으로 유지시킨다. 개질층(K)이 형성된 후의 피가공물(W)을 정전 척 테이블로부터 반출할 때, 반송 유닛(80)은, 유지부(82) 상에 피가공물(W)을 유지한 후, 유지부(82)를 상하 반전시켜, 카세트(70) 내에 반송한다.
터치 패널(90)은, 가공 작동의 상태나 화상 등을 표시하는 액정 표시 장치와, 액정 표시 장치에 포개진 터치 스크린을 구비한다. 터치 스크린은, 손가락, 펜, 또는 스타일러스펜의 접촉 또는 근접을 검출한다. 터치 스크린은, 손가락, 펜, 또는 스타일러스펜이 접촉 또는 근접했을 때의 액정 표시 장치 상의 위치를 검출한다. 터치 스크린은, 정전 용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식, 초음파 방식, 적외선 방식, 전자 유도 방식, 또는 하중 검출 방식을 검출 방식으로서 채용한 터치 스크린이다.
제어 장치(100)는, 레이저 가공 장치(10)의 구성 요소를 각각 제어하여, 피가공물(W)에 개질층(K)을 형성하는 작동을 레이저 가공 장치(10)가 실시하도록 하는 것이다.
한편, 제어 장치(100)는, 컴퓨터 시스템을 포함한다. 제어 장치(100)는, CPU(Central Processing Unit)와 같은 마이크로 프로세서를 갖는 연산 처리 장치와, ROM(Read Only Memory) 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 메모리를 갖는 기억 장치와, 입출력 인터페이스 장치를 갖는다.
제어 장치(100)의 연산 처리 장치는, 기억 장치에 기억되어 있는 컴퓨터 프로그램에 따라 연산 처리를 실시하여, 레이저 가공 장치(10)를 제어하기 위한 제어 신호를, 입출력 인터페이스 장치를 통해 레이저 가공 장치(10)의 전술한 구성 요소에 출력한다. 또한, 제어 장치(100)는, 가공 작동의 상태나 화상 등을 표시하는 터치 패널(90)이나 전환 밸브(85)와 접속되어 있다.
정전 척 테이블(1)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 피가공물 수용 케이스(110)를 통해 회전 구동원(60)에 지지되어 있다. 피가공물 수용 케이스(110)는, 편평한 상자형으로 형성되고, 회전 구동원(60)에 부착되어 있다. 피가공물 수용 케이스(110)는, 회전 구동원(60)에 부착된 바닥벽 부재(111)와, 바닥벽 부재(111)의 외연에 부착된 통형 부재(112)와, 통형 부재(112)의 상단에 부착된 천장 부재(113)를 구비한다. 통형 부재(112)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 반송 유닛(80)에 유지된 피가공물(W)을 출납 가능하게 하는 출입구(114)를 갖고 있다. 천장 부재(113)에는, 중앙에 정전 척 테이블(1)이 부착되어 있다. 제1 실시형태에 있어서, 천장 부재(113)는, 중앙에 형성된 구멍(115)의 내주면에 정전 척 테이블(1)의 외연이 부착되어 있다. 또한, 피가공물 수용 케이스(110) 내에는, 환형 프레임(F)을 클램프하는 프레임 클램프(116)가 설치되어 있다.
정전 척 테이블(1)은, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖는 판형의 베이스부(2)와, 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖는 정전 흡착용의 전극부(3)와, 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖는 수지층인 PET(Polyethyleneterephthalate) 필름(4)을 구비한다. 베이스부(2)는, 유리에 의해 구성되고, 피가공물 수용 케이스(110)의 내측에 대향하는 제1 면(2a)과, 제1 면(2a)의 반대측의 제2 면(2b)을 갖는 원반형으로 형성되어 있다. 제1 실시형태에 있어서, 베이스부(2)의 두께는, 1 ㎜이지만, 1 ㎜에 한정되지 않는다.
전극부(3)는, 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖는 UV 접착제(5)에 의해 베이스부(2)의 제1 면(2a)에 적층되어 있다. UV 접착제(5)는, 자외선이 조사되면 경화되는 것이고, 절연성을 갖는 것이다. 제1 실시형태에 있어서, UV 접착제(5)는, 미국 Norland Products사 제조의 NORLAND 광학 접착제이지만, 이것에 한정되지 않는다.
전극부(3)는, 산화인듐주석(Indium Tin Oxide: ITO)에 의해 구성된다. 전극부(3)를 구성하는 산화인듐주석의 굴절률은, UV 접착제(5)의 굴절률과 대략 동일하다. 굴절률이 대략 동일하다는 것은, 레이저 광선(L)에 의해 개질층(K)을 원하는 위치에 형성할 수 있을 정도로 굴절률이 상이한 것을 말한다.
전극부(3)는, 양극 전극(6)과, 음극 전극(7)을 구비한다. 양극 전극(6)과 음극 전극(7)은, 서로 전기적으로 절연되어 있다. 양극 전극(6)은, 양극 흡착부(61)와, 양극 급전 단자부(62)를 구비하고, 음극 전극(7)은, 음극 흡착부(71)와, 음극 급전 단자부(72)를 구비한다. 양극 흡착부(61)와 음극 흡착부(71)는, 동일한 형상이며 동일한 크기의 반원형으로 형성되어 있다. 양극 흡착부(61) 및 음극 흡착부(71)의 직선형의 직선 부분(61a, 71a)은, 도 5에 도시된 바와 같이 서로 평행하고 또한 간격을 두고 배치되어 있다. 양극 흡착부(61) 및 음극 흡착부(71)의 직선형의 직선 부분(61a, 71a) 사이는, 전극간부(電極間部; 3a)이다. 양극 흡착부(61) 및 음극 흡착부(71)의 원호형의 원호 부분(61b, 71b)은, 베이스부(2)의 외연 근방에 외연을 따라 배치되어 있다. 전극부(3)의, 양극 전극(6)의 양극 흡착부(61)와 음극 전극(7)의 음극 흡착부(71) 양자 모두는, 원호 부분(61b, 71b)이 베이스부(2)의 외연 근방에 외연을 따라 배치되고, 전극부(3)는 베이스부(2)의 제1 면(2a)의 대략 전면(全面)에 적층되어 있다. 전극간부(3a) 및 양극 흡착부(61) 및 음극 흡착부(71)의 원호 부분(61b, 71b)과 베이스부(2)의 외연 사이에는, UV 접착제(5)가 충전되어 있다.
양극 급전 단자부(62)는, 양극 흡착부(61)의 외연으로부터, 유지면(1a)의 중심으로부터 외측으로 연장되고, 베이스부(2)의 외연보다 외측으로 돌출되어 있다. 음극 급전 단자부(72)는, 음극 흡착부(71)의 외연으로부터 외측으로 연장되고, 베이스부(2)의 외연보다 외측으로 돌출되어 있다. 양극 급전 단자부(62)에는, 피가공물(W)을 유지하는 동안, 상시 전원(8)으로부터 플러스의 전압이 인가되고, 음극 급전 단자부(72)에는, 피가공물(W)을 유지하는 동안, 상시 전원(8)으로부터 마이너스의 전압이 인가된다.
PET 필름(4)은, 전극부(3)를 덮고, 피가공물(W)을 유지하는 유지면(1a)을 구성한다.
정전 척 테이블(1)은, PET 필름(4)의 표면인 유지면(1a)에 다이싱 테이프(T)를 통해 피가공물(W)이 포개지고, 양극 급전 단자부(62)로부터 양극 흡착부(61)에 플러스의 전압이 인가되며, 음극 급전 단자부(72)로부터 음극 흡착부(71)에 마이너스의 전압이 인가됨으로써, 양극 흡착부(61)와 음극 흡착부(71) 사이에 발생한 힘에 의해 피가공물(W)을 유지면(1a)에 흡착 유지한다.
다음으로, 레이저 가공 장치(10)를 이용한 제1 실시형태에 따른 피가공물(W)의 가공 방법을, 도면에 기초하여 설명한다. 도 8은 제1 실시형태에 따른 피가공물의 가공 방법의 유지 단계를 도시한 단면도이다. 도 9는 제1 실시형태에 따른 피가공물의 가공 방법의 개질층 형성 단계를 도시한 단면도이다.
피가공물의 가공 방법은, 오퍼레이터가 가공 내용 정보를 레이저 가공 장치(10)의 제어 장치(100)에 등록하고, 오퍼레이터로부터 가공 작동의 개시 지시가 있었던 경우에, 레이저 가공 장치(10)의 제어 장치(100)에 의해 개시된다.
피가공물의 가공 방법은, 유지 단계와, 개질층 형성 단계와, 수용 단계를 구비한다. 유지 단계에서, 제어 장치(100)는, 전환 밸브(85)를 통해 진공 흡인원(86)의 흡인력을 반송 유닛(80)의 흡착 패드(84)에 작용시켜, 카세트(70) 내의, 개질층(K)이 형성되기 전의 피가공물(W)을 유지한 환형 프레임(F)을 유지부(82)에 흡착 유지한다. 제어 장치(100)는, 반송 유닛(80)의 유지부(82)에 흡착한 피가공물(W)을 카세트(70) 내로부터 취출하여, 피가공물 수용 케이스(110) 내에 삽입한다. 제어 장치(100)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 피가공물(W)을 다이싱 테이프(T)를 통해 유지면(1a)에 포개고, 양극 급전 단자부(62)에 플러스의 전압을 인가하며, 음극 급전 단자부(72)에 마이너스의 전압을 인가하여, 유지면(1a)에 피가공물(W)을 흡착 유지시키고, 프레임 클램프(116)에 환형 프레임(F)을 클램프시키며, 전환 밸브(85)를 제어하여 진공 흡인원(86)의 흡인력이 흡착 패드(84)에 작용하는 것을 정지시킨다. 개질층 형성 단계로 진행한다.
개질층 형성 단계에서, 제어 장치(100)는, 촬상 수단(50)이 촬상한 피가공물(W)의 화상에 기초하여 얼라인먼트를 실행하고, 도 9에 도시된 바와 같이, 레이저 광선 조사 유닛(20)의 집광기(22)로부터 레이저 광선(L)을 피가공물(W)의 분할 예정 라인(S)을 향해 조사시키면서 X축 이동 수단(30), Y축 이동 수단(40) 및 회전 구동원(60)을 제어하여, 모든 분할 예정 라인(S)에 레이저 광선(L)을 조사한다. 제어 장치(100)는, 베이스부(2)의 제2 면(2b)으로부터 조사되어 정전 척 테이블(1)을 투과한 레이저 광선(L)에 의해, 유지면(1a)에 유지한 피가공물(W)의 모든 분할 예정 라인(S)의 내부에 개질층(K)을 형성한다. 이와 같이, 정전 척 테이블(1)은, 유지면(1a)에 유지한 피가공물(W)의 내부에 개질층(K)을 형성할 때에 이용한다. 그리고, 수용 단계로 진행한다.
수용 단계에서, 제어 장치(100)는, 모든 분할 예정 라인(S) 내에 개질층(K)이 형성된 피가공물(W)을 유지하는 환형 프레임(F)을 흡착 패드(84)에 흡착 유지하고, 프레임 클램프(116)의 클램프를 해제하며, 피가공물(W)을 피가공물 수용 케이스(110) 내부로부터 취출하여, 카세트(70) 내에 삽입한 후, 흡착 패드(84)의 흡착 유지를 해제한다. 모든 분할 예정 라인(S) 내에 개질층(K)이 형성된 피가공물(W)은, 다음 공정에 있어서, 개개의 디바이스(D)로 분할된다.
제1 실시형태의 정전 척 테이블(1)은, 베이스부(2), 전극부(3), 수지층인 PET 필름(4) 및 UV 접착제(5) 모두가 피가공물(W)을 가공하는 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖는다. 이에 의해, 정전 척 테이블(1)은, 금속층 및 디바이스(D)가 없는 피가공물(W)의 이면(WR)측을 유지면(1a)으로 유지하면서, 정전 척 테이블(1) 너머로 레이저 광선(L)을 조사할 수 있다. 그 결과, 정전 척 테이블(1)은, 피가공물(W)의 표면(WS)을 유지할 필요가 없기 때문에, 표면에 요철이 있는 디바이스(D)를 파손하지 않고 유지할 수 있고, 피가공물(W)에 특수한 설계를 실시하거나 사전에 TEG 패턴을 제거하지 않고, 피가공물(W)을 가공할 수 있다. 따라서, 정전 척 테이블(1)은, 디바이스(D)를 파손하지 않고 피가공물(W)의 금속층을 제거하지 않고 금속층이나 디바이스(D)가 형성된 피가공물(W)의 표면(WS)측을 노출시키면서 이면(WR)측을 유지면(1a)에 유지한 상태에서 유지면(1a)측으로부터의 레이저 가공을 가능하게 할 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 정전 척 테이블(1), 레이저 가공 장치(10) 및 피가공물의 가공 방법에 의하면, 전극부(3)의, 양극 전극(6)의 양극 흡착부(61)와 음극 전극(7)의 음극 흡착부(71) 양자 모두가 반원형으로 형성되고, 베이스부(2)의 제1 면(2a)의 대략 전면(全面)에 적층되어 있다. 이 때문에, 제1 실시형태의 정전 척 테이블(1), 레이저 가공 장치(10) 및 피가공물의 가공 방법에 의하면, 베이스부(2)의 제1 면(2a)의 대략 전면(全面)에 적층된 양극 전극(6)의 양극 흡착부(61)와 음극 전극(7)의 음극 흡착부(71) 사이에 발생한 힘에 의해 피가공물(W)이 흡착된다. 그 결과, 정전 척 테이블(1)은, 양극 흡착부(61)와 음극 흡착부(71) 사이에 발생한 힘에 의해 피가공물(W)을 유지면(1a)의 대략 전면(全面)에서 흡착시키는 힘을 발생시키기 때문에, 피가공물(W)의 외연부를 부압에 의해 흡인하는 경우에 비해, 베이스부(2)의 제1 면(2a)의 대략 전면(全面)으로 피가공물(W)을 흡착 유지할 수 있다.
또한, 정전 척 테이블(1)은, 전극부(3)를 구성하는 산화인듐주석과, 전극간부(3a)에 충전되는 UV 접착제(5)의 굴절률이 대략 동일하기 때문에, 피가공물(W)의 원하는 위치에 개질층(K)을 형성할 수 있다.
〔제2 실시형태〕
본 발명의 제2 실시형태에 따른 정전 척 테이블을 도면에 기초하여 설명한다. 도 10은 제2 실시형태에 따른 정전 척 테이블의 주요부의 단면도이다. 도 10에 있어서, 제1 실시형태와 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
제2 실시형태에 따른 정전 척 테이블(1-2)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 베이스부(2)의 제1 면(2a)에 UV 접착제(5)에 의해 수지층인 PET 필름(4)이 적층되고, PET 필름(4) 상에 전극부(3)가 형성되어 있다. 또한, 전극부(3)의 전극간부(3a), 및 흡착부(61, 71)의 원호 부분(61b, 71b)과 PET 필름(4)의 외연 사이에는, UV 접착제(5)가 충전되어 있다.
제2 실시형태에 따른 정전 척 테이블(1-2)은, 제1 실시형태와 마찬가지로, 베이스부(2), 전극부(3), 수지층인 PET 필름(4) 및 UV 접착제(5) 모두가 피가공물(W)을 가공하는 레이저 광선(L)에 대해 투과성을 갖는다. 이에 의해, 정전 척 테이블(1-2)은, 금속층 및 디바이스(D)가 없는 피가공물(W)의 이면(WR)측을 유지면(1a)에 유지하면서, 정전 척 테이블(1-2) 너머로 레이저 광선(L)을 조사할 수 있다. 그 결과, 정전 척 테이블(1-2)은, 디바이스(D)를 파손하지 않고 피가공물(W)의 금속층을 제거하지 않으면서 레이저 가공을 가능하게 할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명의 골자에서 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
1: 정전 척 테이블 1a: 유지면
2: 베이스부 2a: 제1 면
2b: 제2 면 3: 전극부
4: PET 필름(수지층) 10: 레이저 가공 장치
20: 레이저 광선 조사 유닛 W: 피가공물
WS: 표면 WR: 이면
D: 디바이스(MEMS 디바이스) L: 레이저 광선
K: 개질층

Claims (5)

  1. 피가공물을 유지하는 정전 척 테이블로서,
    제1 면과 상기 제1 면의 반대측의 제2 면을 갖고, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 판형의 베이스부와,
    상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고, 상기 베이스부의 상기 제1 면에 적층된 정전 흡착용의 전극부와,
    상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고, 상기 전극부를 덮으며 피가공물을 유지하는 유지면을 구성하는 수지층
    을 구비하고,
    상기 베이스부의 상기 제2 면측으로부터 레이저 광선을 조사하여, 상기 유지면에 유지한 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성할 때에 이용하기에 적합한 것인 정전 척 테이블.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 파장은, 500 ㎚∼1400 ㎚의 범위 내에 있는 것인 정전 척 테이블.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피가공물은 복수의 MEMS 디바이스가 표면에 형성된 웨이퍼로 구성되고, 상기 웨이퍼의 이면측을 상기 유지면으로 유지하는 것인 정전 척 테이블.
  4. 레이저 가공 장치로서,
    피가공물을 유지하는 정전 척 테이블과,
    상기 정전 척 테이블에 유지된 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선으로 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 레이저 광선 조사 유닛
    을 구비하고,
    상기 정전 척 테이블은,
    제1 면과 상기 제1 면의 반대측의 제2 면을 갖고, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장인 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 판형의 베이스부와,
    상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고, 상기 베이스부의 상기 제1 면에 적층된 정전 흡착용의 전극부와,
    상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고, 상기 전극부를 덮으며 피가공물을 유지하는 유지면을 구성하는 수지층
    을 포함하고,
    상기 정전 척 테이블의 상기 유지면으로 피가공물의 이면측을 유지하며, 상기 베이스부의 상기 제2 면측으로부터 레이저 광선을 조사하여, 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 것인 레이저 가공 장치.
  5. 정전 척 테이블에 이면측이 유지된 피가공물의 가공 방법으로서, 정전 척 테이블은, 제1 면과 상기 제1 면의 반대측의 제2 면을 갖고 피가공물에 대해 투과성을 갖는 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 판형의 베이스부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 베이스부의 상기 제1 면에 적층된 정전 흡착용의 전극부와, 상기 미리 정해진 파장의 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 상기 전극부를 덮으며 피가공물을 유지하는 유지면을 구성하는 수지층을 구비하고, 상기 피가공물의 가공 방법은,
    상기 정전 척 테이블의 상기 유지면에 피가공물의 이면측을 유지하는 유지 단계와,
    상기 베이스부의 상기 제2 면측으로부터 레이저 광선을 조사하여, 상기 정전 척 테이블을 투과한 레이저 광선에 의해, 상기 유지면에 유지한 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 단계
    를 포함하는 피가공물의 가공 방법.
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