KR20180088584A - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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KR20180088584A
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KR1020180007542A
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유리 반
유타 요시다
겐타로 오다나카
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

[과제] 피가공물의 모든 분할 예정 라인에 관통홈을 적절히 형성할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것.
[해결 수단] 레이저 가공 장치 (1) 로서, 패키지 웨이퍼 (201) 를 유지면 (11-1) 에서 유지하는 척 테이블 (10) 과, 패키지 웨이퍼 (201) 에 레이저 광선을 조사하여 분할 예정 라인 (202) 에 관통홈을 형성하는 레이저 가공 유닛 (20) 과, 척 테이블 (10) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 이동 유닛 (30) 과, 검사 유닛 (60) 을 포함한다. 척 테이블 (10) 은, 유지면 (11-1) 을 형성하는 유지 부재와, 발광체를 포함한다. 검사 유닛 (60) 은, Y 축 방향으로 연장되는 라인 센서 (61) 와, 관통홈을 통하여 발광체로부터의 광을 라인 센서 (61) 가 수광하여 가공 결과를 판정하는 제어 유닛 (62) 을 포함한다. 라인 센서는, 척 테이블에 유지된 상태의 패키지 웨이퍼 (201) 의 전체면을 촬상한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 가공 방법으로서, 절삭 블레이드에 의한 절삭 가공이나 펄스 레이저 광선의 조사에 의한 어블레이션 가공이 알려져 있다. 개개로 분할된 디바이스 칩은, 마더 기판 등에 고정되고, 와이어 등으로 배선되고, 몰드 수지로 패키지되는 것이 일반적이다. 그러나, 디바이스 칩은, 측면의 미세한 크랙 등에 의해, 장시간 가동하면 크랙이 신전하여 파손될 우려가 있다. 이와 같은 디바이스 칩의 파손을 억제하기 위해서, 디바이스 칩의 측면을 몰드 수지로 덮어, 외적 환경 요인을 디바이스 칩에 미치지 않게 하는 패키지 수법이 개발되었다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 에 나타난 패키지 수법은, 먼저 웨이퍼의 표면으로부터 분할 예정 라인 (스트리트) 을 따라 홈을 형성하고, 홈과 웨이퍼 표면에 몰드 수지를 충전한다. 그 후, 특허문헌 1 에 나타난 패키지 수법은, 웨이퍼를 이면으로부터 홈의 몰드 수지가 노출될 때까지 박화 (薄化) 하여 웨이퍼의 디바이스를 분할한다. 특허문헌 1 에 나타난 패키지 수법은, 마지막으로 웨이퍼의 표면으로부터 홈 내의 몰드 수지를 분할하여 개개의 디바이스 칩으로 분할한다. 전술한 패키지 수법에 있어서, 디바이스 칩으로 분할하기 위해서, 절삭 가공이 아니라, 펄스 레이저 광선의 조사에 의한 어블레이션 가공을 이용하는 것이 개발되어 있다. 어블레이션 가공을 이용하는 것은, 디바이스 칩끼리의 분할에서 사용되는 절삭 여유를 매우 좁게 하여, 분할 예정 라인을 매우 가늘게 설계할 수 있어, 웨이퍼 1 장당의 디바이스 칩의 수를 증가시킬 수 있기 때문에 유익하다.
일본 공개특허공보 2002-100709호
펄스 레이저 광선의 조사에 의한 어블레이션 가공은, 몰드 수지에 매우 좁은 관통홈을 형성하기 위해, 복수회 펄스 레이저 광선을 주사하여, 좁은 홈을 서서히 깊게 하는 가공 방법이다. 펄스 레이저 광선의 조사에 의한 어블레이션 가공은, 가공 시간을 단축하기 위해 펄스 레이저 광선의 최소의 주사 횟수로 가공하기 때문에, 돌발적으로 몰드 수지가 두꺼워져 있는 지점 등이 있으면 그 부분만 몰드 수지를 다 제거할 수 없어, 관통홈을 적절히 형성할 수 없어 맹혈 (盲穴) 상태가 되어 버린다. 이 때문에, 종래의 가공 방법에서는, 어블레이션 가공 후의 웨이퍼를 1 장씩 오퍼레이터가 확인하고, 관통홈이 맹혈 상태가 된 영역을 불량 칩으로 하여 폐기하고 있었다. 이와 같이, 종래의 가공 방법에서는, 가공 시간이 장시간화하는 것을 억제하면서도, 피가공물의 모든 분할 예정 라인에 관통홈을 적절히 형성할 수 없었다.
본 발명은, 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 피가공물의 모든 분할 예정 라인에 관통홈을 적절히 형성할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 피가공물을 유지면에서 유지하는 척 테이블과, 그 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사하여 분할 예정 라인에 관통홈을 형성하는 레이저 가공 유닛과, 그 척 테이블을 그 유지면과 평행한 가공 이송 방향으로 이동시키는 가공 이송 유닛과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물의 그 관통홈을 검사하는 검사 유닛을 포함하고, 그 척 테이블은, 그 유지면을 형성하는 투명 또는 반투명의 유지 부재와, 그 유지 부재의 그 유지면과 반대의 면측에 그 유지 부재를 개재하여 피가공물을 조명하는 발광체를 포함하고, 그 검사 유닛은, 그 유지면의 면 방향을 따라 그 가공 이송 방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 그 유지면과 대면하여 그 발광체로부터의 광을 수광하는 라인 센서와, 그 관통홈을 통하여 그 발광체로부터의 광을 그 라인 센서가 수광하여 가공 결과를 판정하는 판정부를 포함하고, 그 라인 센서는, 그 관통홈이 형성되고 그 척 테이블에 유지된 상태의 그 피가공물의 전체면을 촬상한다.
그 판정부가, 그 관통홈의 가공 결과가 불량으로 판정한 경우, 불량으로 판정된 영역의 피가공물에 그 레이저 광선을 조사하여 가공해도 된다.
그래서, 본원 발명의 레이저 가공 장치는, 피가공물의 모든 분할 예정 라인에 관통홈을 적절히 형성할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1 은, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치의 개략의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2(a) 는, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 대상인 패키지 웨이퍼를 구성하는 웨이퍼의 사시도이고, 도 2(b) 는, 도 2(a) 에 나타낸 웨이퍼의 디바이스의 사시도이다.
도 3 은, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 대상인 패키지 웨이퍼의 주요부의 단면도이다.
도 4 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼가 분할되어 얻어지는 패키지 디바이스 칩을 나타내는 사시도이다.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 가공 대상인 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6(a) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 홈 형성 스텝 중의 웨이퍼의 주요부의 단면도이고, 도 6(b) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 홈 형성 스텝 후의 웨이퍼의 주요부의 단면도이며, 도 6(c) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 홈 형성 스텝 후의 웨이퍼의 사시도이다.
도 7 은, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 몰드 수지층 형성 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 사시도이다.
도 8 은, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 몰드 수지층 형성 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 주요부의 단면도이다.
도 9(a) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 박화 스텝을 나타내는 측면도이고, 도 9(b) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 박화 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 단면도이다.
도 10 은, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 교체 부착 스텝을 나타내는 사시도이다.
도 11(a) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 외주 제거 스텝을 나타내는 사시도이고, 도 11(b) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 외주 제거 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 사시도이다.
도 12 는, 도 1 에 나타낸 레이저 가공 장치의 척 테이블의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13 은, 도 1 에 나타낸 레이저 가공 장치의 검사 유닛의 라인 센서를 나타내는 도면이다.
도 14 는, 도 1 에 나타낸 레이저 가공 장치의 검사 유닛의 제어 유닛이 생성한 촬상 화상의 일부를 나타내는 도면이다.
도 15 는, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치를 사용한 레이저 가공 방법의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 16 은, 도 15 에 나타낸 레이저 가공 방법의 가공 스텝을 나타내는 도면이다.
도 17 은, 도 15 에 나타낸 레이저 가공 방법의 가공 스텝에서 형성된 관통홈의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 18 은, 도 17 에 나타낸 관통홈의 가공 결과가 불량으로 판정된 영역을 나타내는 단면도이다.
도 19 는, 실시형태 2 에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 대상인 웨이퍼의 사시도이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태 (실시형태) 에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절히 조합할 수 있다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.
〔실시형태 1〕
실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치를 설명한다. 도 1 은, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치의 개략의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 2(a) 는, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 대상인 패키지 웨이퍼를 구성하는 웨이퍼의 사시도이다. 도 2(b) 는, 도 2(a) 에 나타낸 웨이퍼의 디바이스의 사시도이다. 도 3 은, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 대상인 패키지 웨이퍼의 주요부의 단면도이다. 도 4 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼가 분할되어 얻어지는 패키지 디바이스 칩을 나타내는 사시도이다.
실시형태 1 에 관련된 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 는, 피가공물인 도 3 에 나타내는 패키지 웨이퍼 (201) 의 분할 예정 라인 (202) 에 어블레이션 가공을 실시하여, 도 4 에 나타내는 패키지 디바이스 칩 (203) 으로 분할하는 장치이다. 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 대상인 패키지 웨이퍼 (201) 는, 도 2 에 나타내는 웨이퍼 (204) 에 의해 구성된다. 도 2(a) 에 나타내는 웨이퍼 (204) 는, 실시형태 1 에서는 실리콘, 사파이어, 갈륨비소 등을 기판 (205) 으로 하는 원판상의 반도체 웨이퍼나 광 디바이스 웨이퍼이다. 웨이퍼 (204) 는, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 교차 (실시형태 1 에서는 직교) 하는 복수의 분할 예정 라인 (202) 에 의해 구획된 복수의 영역에 각각 디바이스 (206) 가 형성된 디바이스 영역 (207) 과, 디바이스 영역 (207) 을 위요하는 외주 잉여 영역 (208) 을 표면 (209) 에 구비한다. 디바이스 (206) 의 표면에는, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 돌기 전극인 범프 (210) 가 형성되어 있다.
웨이퍼 (204) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 디바이스 영역 (207) 의 표면 (209), 및 분할 예정 라인 (202) 을 따라 분할 예정 라인 (202) 에 형성된 가공 영역인 홈 (211) 이 몰드 수지 (212) 로 덮여 패키지 웨이퍼 (201) 로 구성된다. 즉, 패키지 웨이퍼 (201) 는, 기판 (205) 의 표면 (209) 에 형성된 디바이스 (206) 상과 디바이스 (206) 사이의 홈 (211) 에 몰드 수지 (212) 가 충전되어 있다. 패키지 웨이퍼 (201) 는, 분할 예정 라인 (202) 에 형성된 홈 (211) 이 분할되어, 도 4 에 나타내는 패키지 디바이스 칩 (203) 으로 분할된다. 패키지 디바이스 칩 (203) 은, 기판 (205) 의 표면 (209) 상에 형성된 디바이스 (206) 상과 모든 측면 (213) 이 몰드 수지 (212) 에 의해 피복되고, 범프 (210) 가 몰드 수지 (212) 로부터 돌출되어, 범프 (210) 가 노출되어 있다.
또한, 실시형태 1 에 있어서, 패키지 웨이퍼 (201) 의 홈 (211) 의 폭은, 분할 예정 라인 (202) 의 폭보다 좁고, 예를 들어 20 ㎛ 이다. 실시형태 1 에 있어서, 패키지 웨이퍼 (201) 의 두께 (마무리 두께라고도 한다) 는, 디바이스로 분할되는 반도체 웨이퍼보다 두껍고, 예를 들어 300 ㎛ 이다. 실시형태 1 에 있어서, 패키지 디바이스 칩 (203) 의 평면 형상은, 절삭 블레이드를 사용하여 반도체 웨이퍼로부터 분할되는 디바이스보다 크고, 예를 들어 한 변이 3 mm 의 사각형으로 형성되어 있다.
다음으로, 도 2 에 나타내는 웨이퍼 (204) 를 도 3 에 나타내는 패키지 웨이퍼 (201) 로 형성하는 패키지 웨이퍼 (201) 의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 도 5 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 가공 대상인 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 6(a) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 홈 형성 스텝 중의 웨이퍼의 주요부의 단면도이다. 도 6(b) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 홈 형성 스텝 후의 웨이퍼의 주요부의 단면도이다. 도 6(c) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 홈 형성 스텝 후의 웨이퍼의 사시도이다. 도 7 은, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 몰드 수지층 형성 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 사시도이다. 도 8 은, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 몰드 수지층 형성 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 주요부의 단면도이다. 도 9(a) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 박화 스텝을 나타내는 측면도이다. 도 9(b) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 박화 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 단면도이다. 도 10 은, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 교체 부착 스텝을 나타내는 사시도이다. 도 11(a) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 외주 제거 스텝을 나타내는 사시도이다. 도 11(b) 는, 도 5 에 나타낸 패키지 웨이퍼의 제조 방법의 외주 제거 스텝 후의 패키지 웨이퍼의 사시도이다.
실시형태 1 에 관련된 패키지 웨이퍼 (201) 의 제조 방법 (이하, 간단히 제조 방법으로 기재한다) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 홈 형성 스텝 ST10 과, 몰드 수지층 형성 스텝 ST20 과, 박화 스텝 ST30 과, 교체 부착 스텝 ST40 과, 외주 제거 스텝 ST50 을 구비한다.
홈 형성 스텝 ST10 은, 웨이퍼 (204) 의 각 분할 예정 라인 (202) 에 표면 (209) 으로부터 홈 (211) 을 형성하는 스텝이다. 홈 형성 스텝 ST10 은, 각 분할 예정 라인 (202) 에 각 분할 예정 라인 (202) 의 길이 방향을 따른 홈 (211) 을 형성한다. 홈 형성 스텝 ST10 에서 형성되는 홈 (211) 의 깊이는, 패키지 웨이퍼 (201) 의 마무리 두께 이상이다. 실시형태 1 에 있어서 홈 형성 스텝 ST10 은, 절삭 장치 (110) 의 척 테이블의 유지면에 웨이퍼 (204) 의 표면 (209) 의 이면측인 이면 (214) 을 흡인 유지하여, 도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치 (110) 의 절삭 수단 (112) 의 절삭 블레이드 (113) 를 사용하여, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 (204) 의 표면 (209) 에 홈 (211) 을 형성한다.
홈 형성 스텝 ST10 은, 척 테이블을 도시되지 않은 X 축 이동 수단에 의해 수평 방향과 평행한 X 축 방향으로 이동시키고, 절삭 수단 (112) 의 절삭 블레이드 (113) 를 Y 축 이동 수단에 의해 수평 방향과 평행이고 또한 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 이동시키고, 절삭 수단 (112) 의 절삭 블레이드 (113) 를 Z 축 이동 수단에 의해 연직 방향과 평행한 Z 축 방향으로 이동시켜, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 (204) 의 각 분할 예정 라인 (202) 의 표면 (209) 에 홈 (211) 을 형성한다. 또한, 본 발명에서는, 홈 형성 스텝 ST10 은, 레이저 광선을 사용한 어블레이션 가공으로 홈 (211) 을 형성해도 된다.
몰드 수지층 형성 스텝 ST20 은, 도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (204) 의 디바이스 영역 (207) 의 표면 (209) 및 홈 (211) 을 몰드 수지 (212) 로 덮는 스텝이다. 실시형태 1 에 있어서, 몰드 수지층 형성 스텝 ST20 은, 도시되지 않은 수지 피복 장치의 유지 테이블에 웨이퍼 (204) 의 이면 (214) 을 유지하고, 웨이퍼 (204) 의 표면 (209) 을 형틀로 덮고, 형틀 안에 몰드 수지 (212) 를 충전하여, 몰드 수지 (212) 로 표면 (209) 전체 및 홈 (211) 을 덮는다. 실시형태 1 에 있어서, 몰드 수지 (212) 로서 열경화성 수지를 사용한다. 몰드 수지층 형성 스텝 ST20 은, 웨이퍼 (204) 의 표면 (209) 전체 및 홈 (211) 을 덮은 몰드 수지 (212) 를 가열하여, 경화시킨다. 또, 실시형태 1 은, 몰드 수지 (212) 로 표면 (209) 전체 및 홈 (211) 을 덮었을 때에, 범프 (210) 가 노출되어 있지만, 본 발명은, 경화한 몰드 수지 (212) 에 연마 가공을 실시하여, 범프 (210) 를 확실히 노출시키도록 해도 된다.
박화 스텝 ST30 은, 웨이퍼 (204) 가 몰드 수지 (212) 로 덮여 구성된 패키지 웨이퍼 (201) 의 기판 (205) 을 마무리 두께까지 박화하는 스텝이다. 박화 스텝 ST30 은, 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 패키지 웨이퍼 (201) 의 몰드 수지 (212) 측에 보호 부재 (215) 를 첩착 (貼着) 한 후, 보호 부재 (215) 를 연삭 장치 (120) 의 척 테이블 (121) 의 유지면 (121-1) 에 흡인 유지하고, 패키지 웨이퍼 (201) 의 이면 (214) 에 연삭 지석 (122) 을 맞닿게 하여, 척 테이블 (121) 및 연삭 지석 (122) 을 축심 둘레로 회전시켜, 패키지 웨이퍼 (201) 의 이면 (214) 에 연삭 가공을 실시한다. 박화 스텝 ST30 은, 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 홈 (211) 의 충전한 몰드 수지 (212) 가 노출될 때까지 패키지 웨이퍼 (201) 를 박화한다.
교체 부착 스텝 ST40 은, 패키지 웨이퍼 (201) 로부터 보호 부재 (215) 를 박리함과 함께, 다이싱 테이프 (217) 를 첩착하는 스텝이다. 교체 부착 스텝 ST40 은, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 외주에 환상 프레임 (216) 이 첩착된 다이싱 테이프 (217) 에 패키지 웨이퍼 (201) 의 이면 (214) 을 첩착하고, 보호 부재 (215) 를 표면 (209) 으로부터 박리한다.
외주 제거 스텝 ST50 은, 패키지 웨이퍼 (201) 의 외주 가장자리를 따라 몰드 수지 (212) 를 제거하고, 몰드 수지 (212) 가 충전된 홈 (211) 을 외주 잉여 영역 (208) 에서 노출시키는 스텝이다. 실시형태 1 에 있어서, 외주 제거 스텝 ST50 은, 패키지 웨이퍼 (201) 의 외주 잉여 영역 (208) 의 외주 가장자리의 전체 둘레에 걸쳐 몰드 수지 (212) 를 제거한다. 실시형태 1 에 있어서, 외주 제거 스텝 ST50 은, 홈 형성 스텝 ST10 과 마찬가지로, 도 11(a) 에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치 (110) 의 척 테이블 (111) 의 유지면에 패키지 웨이퍼 (201) 의 이면 (214) 을 흡인 유지하고, 척 테이블 (111) 을 회전 구동원 (114) 에 Z 축 방향과 평행한 축심 둘레로 회전시키면서 절삭 블레이드 (115) 를 기판 (205) 에 도달할 때까지 외주 잉여 영역 (208) 의 외주 가장자리 상의 몰드 수지 (212) 에 절입시켜, 외주 잉여 영역 (208) 의 외주 가장자리 상에 몰드 수지 (212) 가 충전된 홈 (211) 을 노출시킨다. 외주 제거 스텝 ST50 은, 도 11(b) 에 나타내는 바와 같이, 패키지 웨이퍼 (201) 의 외주 잉여 영역 (208) 의 외주 가장자리의 몰드 수지 (212) 를 제거한다. 또한, 도 10, 도 11(a) 및 도 11(b) 는, 범프 (210) 를 생략하고 있다.
다음으로, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 구성을 도면을 참조하여 설명한다. 도 12 는, 도 1 에 나타낸 레이저 가공 장치의 척 테이블의 구성을 나타내는 도면이다. 도 13 은, 도 1 에 나타낸 레이저 가공 장치의 검사 유닛의 라인 센서를 나타내는 도면이다. 도 14 는, 도 1 에 나타낸 레이저 가공 장치의 검사 유닛의 제어 유닛이 생성한 촬상 화상의 일부를 나타내는 도면이다.
레이저 가공 장치 (1) 는, 패키지 웨이퍼 (201) 의 홈 (211) 내의 몰드 수지 (212) 에 레이저 광선 (218)(도 3 에 나타낸다) 을 조사하고, 패키지 웨이퍼 (201) 에 어블레이션 가공을 실시하여, 패키지 웨이퍼 (201) 를 패키지 디바이스 칩 (203) 으로 분할하는 장치이다. 레이저 가공 장치 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 패키지 웨이퍼 (201) 를 유지면 (11-1) 에서 유지하는 척 테이블 (10) 과, 레이저 가공 유닛 (20) 과, 가공 이송 유닛인 X 축 이동 수단 (X 축 이동 유닛)(30) 과, Y 축 이동 수단 (Y 축 이동 유닛)(40) 과, 촬상 유닛 (50) 과, 검사 유닛 (60) 을 구비한다.
X 축 이동 수단 (30) 은, 척 테이블 (10) 을 장치 본체 (2) 의 수평 방향과 평행한 가공 이송 방향인 X 축 방향으로 이동시킴으로써, 척 테이블 (10) 과 레이저 가공 유닛 (20) 을 X 축 방향으로 상대적으로 이동시키는 것이다. Y 축 이동 수단 (40) 은, 척 테이블 (10) 을 수평 방향과 평행이고 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 이동시킴으로써, 척 테이블 (10) 과 레이저 가공 유닛 (20) 을 Y 축 방향으로 상대적으로 이동시키는 것이다.
X 축 이동 수단 (30) 및 Y 축 이동 수단 (40) 은, 축심 둘레로 자유롭게 회전할 수 있게 설치된 주지의 볼 나사 (31, 41), 볼 나사 (31, 41) 를 축심 둘레로 회전시키는 주지의 펄스 모터 (32, 42) 및 척 테이블 (10) 을 X 축 방향 또는 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 지지하는 주지의 가이드 레일 (33, 43) 을 구비한다. 또, X 축 이동 수단 (30) 은, 척 테이블 (10) 의 X 축 방향의 위치를 검출하기 위해 도시되지 않은 X 축 방향 위치 검출 수단을 구비하고, Y 축 이동 수단 (40) 은, 척 테이블 (10) 의 Y 축 방향의 위치를 검출하기 위한 도시되지 않은 Y 축 방향 위치 검출 수단을 구비한다. X 축 방향 위치 검출 수단 및 Y 축 방향 위치 검출 수단은, X 축 방향 또는 Y 축 방향과 평행한 리니어 스케일과, 판독 헤드에 의해 구성할 수 있다. X 축 방향 위치 검출 수단 및 Y 축 방향 위치 검출 수단은, 척 테이블 (10) 의 X 축 방향 또는 Y 축 방향의 위치를 제어 유닛 (62) 에 출력한다. 또, 레이저 가공 장치 (1) 는, 척 테이블 (10) 을 X 축 방향과 Y 축 방향의 쌍방과 직교하는 Z 축 방향과 평행한 중심 축선 둘레로 회전하는 회전 구동원 (16) 을 구비한다. 회전 구동원 (16) 은, X 축 이동 수단 (30) 에 의해 X 축 방향으로 이동되는 이동 테이블 (15) 상에 배치되어 있다.
레이저 가공 유닛 (20) 은, 척 테이블 (10) 의 유지면 (11-1) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면 (209) 을 향하여 상방으로부터 레이저 광선 (218) 을 조사하여, 패키지 웨이퍼 (201) 를 어블레이션 가공하여, 분할 예정 라인 (202) 의 홈 (211) 에 충전된 몰드 수지 (212) 에 관통홈 (219) 을 형성하는 것이다. 레이저 광선 (218) 은, 패키지 웨이퍼 (201) 의 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 에 대해 흡수성을 갖는 파장 (예를 들어, 355 nm) 이고 또한 레이저 파워가 일정한 펄스상의 레이저 광선이다. 레이저 가공 유닛 (20) 은, 장치 본체 (2) 로부터 수직 형성된 벽부 (3) 에 이어진 지지 기둥 (4) 의 선단에 장착되어 있다. 레이저 광선 (218) 의 파장은, 그 밖에도 532 nm 등도 사용할 수 있고, 몰드 수지 (212) 가 흡수하는 200 nm ∼ 1200 nm 의 파장을 사용할 수 있다.
레이저 가공 유닛 (20) 은, 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면에 조사하는 레이저 광선 (218) 을 집광하는 도시되지 않은 집광 렌즈와, 레이저 광선 (218) 의 집광점을 Z 축 방향으로 이동시키는 도시되지 않은 구동 기구와, 레이저 광선 (218) 을 발진하는 도시되지 않은 레이저 광선 발진 유닛을 구비한다. 레이저 광선 발진 유닛은, 파장이 355 nm 인 레이저 광선 (218) 을 설정된 반복 주파수로 발진한다. 실시형태 1 에 있어서, 레이저 가공 유닛 (20) 이 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면 (209) 을 향하여 조사하는 레이저 광선 (218) 의 광축은, Z 축 방향과 평행이다.
레이저 가공 유닛 (20) 은, X 축 이동 수단 (30) 과 Y 축 이동 수단 (40) 에 의해 척 테이블 (10) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 에 대해 상대적으로 이동되면서, 각 분할 예정 라인 (202) 의 홈 (211) 내의 몰드 수지 (212) 에 레이저 광선 (218) 을 조사하여, 각 분할 예정 라인 (202) 을 따른 관통홈 (219)(도 17 에 나타낸다) 을 홈 (211) 내의 몰드 수지 (212) 에 형성한다. 레이저 가공 유닛 (20) 은, X 축 방향을 따라 패키지 웨이퍼 (201) 에 대해 상대적으로 복수회 이동되는 동안에, 각 분할 예정 라인 (202) 의 홈 (211) 내의 몰드 수지 (212) 에 레이저 광선 (218) 을 조사한다.
촬상 유닛 (50) 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 를 촬상하는 것이다. 촬상 유닛 (50) 은, 레이저 가공 유닛 (20) 과 X 축 방향으로 병렬하는 위치에 배치 형성되어 있다. 실시형태 1 에서는, 촬상 유닛 (50) 은, 지지 기둥 (4) 의 선단에 장착되어 있다. 촬상 유닛 (50) 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 를 촬상하는 CCD 카메라에 의해 구성된다.
또, 레이저 가공 장치 (1) 는, 다이싱 테이프 (217) 에 의해 환상 프레임 (216) 에 지지된 패키지 웨이퍼 (201) 를 복수장 수용하는 카세트 (71) 와, 카세트 (71) 가 재치 (載置) 되고 또한 카세트 (71) 를 Z 축 방향으로 이동시키는 카세트 엘리베이터 (70) 를 구비한다. 레이저 가공 장치 (1) 는, 카세트 (71) 로부터 어블레이션 가공 전의 패키지 웨이퍼 (201) 를 인출하고 카세트 (71) 에 어블레이션 가공 후의 패키지 웨이퍼 (201) 를 수용하는 도시되지 않은 반출입 수단과, 카세트 (71) 로부터 인출된 어블레이션 가공 전의 패키지 웨이퍼 (201) 및 어블레이션 가공 후의 카세트 (71) 에 수용 전의 패키지 웨이퍼 (201) 를 임시로 두는 1 쌍의 레일 (72) 을 구비한다. 레이저 가공 장치 (1) 는, 어블레이션 가공 후의 패키지 웨이퍼 (201) 를 세정하는 세정 유닛 (90) 과, 1 쌍의 레일 (72) 과 척 테이블 (10) 과 세정 유닛 (90) 사이에서 패키지 웨이퍼 (201) 를 반송하는 반송 유닛 (80) 을 구비한다.
척 테이블 (10) 은, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 유지면 (11-1) 을 형성하는 투명 또는 반투명한 유지 부재 (11) 와, 유지 부재 (11) 를 위요하여 형성된 환상 프레임부 (12) 와, 유지 부재 (11) 의 유지면 (11-1) 과 반대측의 면측에 설치된 발광체 (13) 를 구비한다. 유지 부재 (11) 는, 두께가 2 mm ∼ 5 mm 인 원반상으로 형성되고, 예를 들어 석영에 의해 구성되어 있다. 유지 부재 (11) 는, 그 상면이 패키지 웨이퍼 (201) 를 유지하는 유지면 (11-1) 으로서 기능한다.
환상 프레임부 (12) 는, 유지 부재 (11) 의 외주를 위요하여 지지하는 외주부와, 외주부가 수직 형성하는 기대부로 형성되어 있다. 환상 프레임부 (12) 는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 그 표면 (209) 이 유지면 (11-1) 과 동일 평면상으로 배치되어 있다. 환상 프레임부 (12) 는, 회전 구동원 (16) 에 장착되어 있다. 또, 환상 프레임부 (12) 는, 유지 부재 (11) 의 외연에서 개구되고 또한 도시되지 않은 진공 흡인원과 접속된 흡인로 (12-1) 가 형성되어 있다.
발광체 (13) 는, 환상 프레임부 (12) 의 기대부에 장착되고, 또한 유지 부재 (11) 의 하면과 대향하여 배치 형성되어, 유지 부재 (11) 를 개재하여 패키지 웨이퍼 (201) 를 조명하는 것이다. 발광체 (13) 는, 복수의 LED (Light Emitting Diode)(13-1) 에 의해 구성되어 있다. 각 LED (13-1) 는, 도시되지 않은 전원 회로에 접속되어 있다. 발광체 (13) 는, 각 LED (13-1) 에 전원 회로로부터 전력이 공급되면 발광하고, 유지 부재 (11) 의 하면측으로부터 광을 상면측을 향하여 조사한다.
척 테이블 (10) 은, 환상 프레임부 (12) 가 회전 구동원 (16) 에 장착되어 있음으로써, X 축 이동 수단 (30) 에 의해 X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있고, Y 축 이동 수단 (40) 에 의해 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있고 또한 회전 구동원 (16) 에 의해 축심 둘레로 자유롭게 회전할 수 있게 설치되어 있다. 또, 척 테이블 (10) 은, 환상 프레임 (216) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 를 다이싱 테이프 (217) 를 개재하여 유지면 (11-1) 에 재치하고, 진공 흡인원에 의해 흡인함으로써, 패키지 웨이퍼 (201) 를 흡인 유지한다. 또, 척 테이블 (10) 의 외주에는, 환상 프레임 (216) 을 클램프하는 클램프부 (14) 가 설치되어 있다.
검사 유닛 (60) 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 의 관통홈 (219) 을 검사하는 것이다. 검사 유닛 (60) 은, 라인 센서 (61) 와, 판정부인 제어 유닛 (62) 을 구비한다. 라인 센서 (61) 는, 유지면 (11-1) 의 면 방향인 유지면 (11-1) 과 평행한 방향을 따라, X 축 방향 또는 Y 축 방향인 가공 이송 방향과 직교하는 방향으로 연장된다. 실시형태 1 에 있어서, 라인 센서 (61) 는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향과 평행으로 연장되어 있다. 라인 센서 (61) 는, X 축 이동 수단 (30) 에 의한 척 테이블 (10) 의 이동 경로 상에 배치되어 있다. 실시형태 1 에 있어서, 라인 센서 (61) 는, 길이 방향의 양단 (兩端) 이 장치 본체 (2) 로부터 수직 형성된 수직 형성 기둥 (5) 에 의해 지지되어, 1 쌍의 레일 (72) 부근의 위치와 레이저 가공 유닛 (20) 부근의 위치 사이를 X 축 이동 수단 (30) 에 의해 이동되는 척 테이블 (10) 의 상방에 배치되어 있다.
라인 센서 (61) 는, 1 쌍의 레일 (72) 부근의 위치와 레이저 가공 유닛 (20) 부근의 위치 사이를 X 축 이동 수단 (30) 에 의해 이동되는 척 테이블 (10) 의 유지면 (11-1) 과 대면하고, 발광체 (13) 로부터의 광을 촬상하는 촬상 소자 (61-1) 를 복수 구비한다. 촬상 소자 (61-1) 는, Y 축 방향으로 배열되어 있다. 라인 센서 (61) 의 복수의 촬상 소자 (61-1) 의 Y 축 방향의 전체 길이 (TL) 는, 패키지 웨이퍼 (201) 의 외경 (R) 보다 크다. 라인 센서 (61) 는, 복수의 촬상 소자 (61-1) 에 의해 척 테이블 (10) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면을 촬상 가능한 위치에 배치되어 있다. 라인 센서 (61) 는, 각 촬상 소자 (61-1) 가 촬상한 화상을 제어 유닛 (62) 에 출력한다.
제어 유닛 (62) 은, 레이저 가공 장치 (1) 의 상기 서술한 구성 요소를 각각 제어하여, 패키지 웨이퍼 (201) 에 대한 가공 동작을 레이저 가공 장치 (1) 에 실시시키는 것이다. 또한, 제어 유닛 (62) 은, 컴퓨터이다. 제어 유닛 (62) 은, 가공 동작의 상태나 화상 등을 표시하는 액정 표시 장치 등에 의해 구성되는 도시되지 않은 표시 장치 및 오퍼레이터가 가공 내용 정보 등을 등록할 때에 사용하는 도시되지 않은 입력 장치와 접속되어 있다. 입력 장치는, 표시 장치 설치된 터치 패널과, 키보드 등의 외부 입력 장치 중 적어도 하나에 의해 구성된다.
제어 유닛 (62) 은, 패키지 웨이퍼 (201) 의 어블레이션 가공 전에 패키지 웨이퍼 (201) 의 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치를 검출하는 얼라인먼트를 수행한다. 제어 유닛 (62) 은, 얼라인먼트를 수행할 때에는, 패키지 웨이퍼 (201) 의 외주 잉여 영역 (208) 의 외주 가장자리에서 노출된 홈 (211) 의 각각을 촬상 유닛 (50) 에 촬상시키고, 촬상하여 얻은 화상과, X 축 방향 위치 검출 수단 및 Y 축 방향 위치 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 각 분할 예정 라인 (202) 에 형성된 홈 (211) 의 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치를 검출한다.
또, 제어 유닛 (62) 은, 어블레이션 가공 후에, 관통홈 (219) 을 통하여 발광체 (13) 로부터의 광을 라인 센서 (61) 가 수광하여 관통홈 (219) 의 가공 결과를 판정하는 것이기도 하다. 제어 유닛 (62) 은, 어블레이션 가공 후에, 척 테이블 (10) 의 발광체 (13) 의 모든 LED (13-1) 를 점등시킨 상태에서, 척 테이블 (10) 을 레이저 가공 유닛 (20) 의 하방으로부터 1 쌍의 레일 (72) 을 향하여 이동시켜, 척 테이블 (10) 을 라인 센서 (61) 의 하방을 통과시킨다. 제어 유닛 (62) 은, 관통홈 (219) 이 형성되고 또한 척 테이블 (10) 에 유지된 상태의 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면 전체면을 라인 센서 (61) 에 촬상시킨다. 제어 유닛 (62) 은, X 축 방향 위치 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 라인 센서 (61) 의 각 촬상 소자 (61-1) 의 검출 결과로부터 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면을 나타내는 도 14 에 일부를 나타내는 촬상 화상 (220) 을 생성한다. 촬상 화상 (220) 은, 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면 전체 또는 반원 이상의 면적의 화상을 나타내는 것이다. 즉, 라인 센서 (61) 는, 반원 이상을 촬상하고, 척 테이블 (10) 을 180 도 회전시켜, 아직 촬상하지 않은 나머지 영역을 촬상해도 된다. 이로써, 레이저 가공 장치 (1) 는, 라인 센서 (61) 를 설치하는 위치의 자유도를 증가시킬 수 있다.
제어 유닛 (62) 은, 얼라인먼트를 수행하여 검출한 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치 등으로부터, 촬상 화상 (220) 의 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치 (221)(도 14 에 나타낸다) 를 검출한다. 제어 유닛 (62) 은, 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치 (221) 의 관통홈 (219) 의 가공 결과의 양부를 판정한다.
가공 결과의 양부의 판정에 있어서, 제어 유닛 (62) 은, 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치 (221) 중 관통홈 (219) 을 통해 수광한 발광체 (13) 로부터의 광의 광량이, 소정의 광량 이상인 영역 (221-1)(도 14 에 흰 바탕으로 나타낸다) 의 가공 결과를 양호로 판정한다. 제어 유닛 (62) 은, 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치 (221) 중 관통홈 (219) 을 통해 수광한 발광체 (13) 로부터의 광의 광량이, 소정의 광량을 하회하는 영역 (221-2)(도 14 에 조밀한 평행 사선으로 나타낸다) 의 가공 결과를 불량으로 판정한다. 즉, 영역 (221-1) 은, 관통홈 (219) 의 가공 결과가 양호로 판정된 영역이고, 영역 (221-2) 은, 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정된 영역이다. 또한, 소정의 광량은, 관통홈 (219) 이 형성되어 있을 때에, 라인 센서 (61) 의 각 촬상 소자 (61-1) 가 수광 가능한 광량을 나타내고 있다. 또, 도 14 는, 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치 (221) 이외를 성긴 평행 사선으로 나타내고 있다.
다음으로, 레이저 가공 장치 (1) 를 사용한 레이저 가공 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 15 는, 실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치를 사용한 레이저 가공 방법의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 16 은, 도 15 에 나타낸 레이저 가공 방법의 가공 스텝을 나타내는 도면이다. 도 17 은, 도 15 에 나타낸 레이저 가공 방법의 가공 스텝에서 형성된 관통홈의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 18 은, 도 17 에 나타낸 관통홈의 가공 결과가 불량으로 판정된 영역을 나타내는 단면도이다.
레이저 가공 장치 (1) 를 사용한 레이저 가공 방법 (이하, 가공 방법으로 부른다) 은, 레이저 광선 (218) 을 패키지 웨이퍼 (201) 의 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 에 조사하여, 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 를 분할하여, 패키지 디바이스 칩 (203) 을 제조하는 제조 방법이다. 가공 방법은, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 유지 스텝 ST1 과, 가공 스텝 ST2 와, 판정 스텝 ST4 를 적어도 구비한다.
가공 방법은, 먼저 오퍼레이터가 가공 내용 정보를 레이저 가공 장치 (1) 의 제어 유닛 (100) 에 등록하고, 오퍼레이터가 환상 프레임 (216) 에 지지된 패키지 웨이퍼 (201) 를 카세트 (71) 내에 수용하고, 카세트 (71) 를 레이저 가공 장치 (1) 의 카세트 엘리베이터 (70) 에 재치한다. 가공 방법은, 오퍼레이터로부터 가공 동작의 개시 지시가 있던 경우에, 레이저 가공 장치 (1) 가 가공 동작을 개시한다.
가공 방법은, 먼저 유지 스텝 ST1 을 실시한다. 유지 스텝 ST1 은, 패키지 웨이퍼 (201) 를 유지 부재 (11) 의 유지면 (11-1) 상에 유지하는 스텝이다. 유지 스텝 ST1 에서는, 제어 유닛 (62) 이 반출입 수단에 카세트 (71) 로부터 어블레이션 가공 전의 패키지 웨이퍼 (201) 를 1 장 인출시키고, 1 쌍의 레일 (72) 상에 재치시킨다. 제어 유닛 (62) 은, 반송 유닛 (80) 에 1 쌍의 레일 (72) 상의 패키지 웨이퍼 (201) 를 척 테이블 (10) 의 유지 부재 (11) 의 유지면 (11-1) 에 재치시키고, 척 테이블 (10) 의 유지 부재 (11) 의 유지면 (11-1) 에 흡인 유지시킨다. 제어 유닛 (62) 은, 가공 스텝 ST2 로 진행된다.
가공 스텝 ST2 에서는, 제어 유닛 (62) 이, X 축 이동 수단 (30) 및 Y 축 이동 수단 (40) 에 의해 척 테이블 (10) 을 레이저 가공 유닛 (20) 의 하방을 향해 이동시켜, 촬상 유닛 (50) 의 하방에 척 테이블 (10) 에 유지된 패키지 웨이퍼 (201) 를 위치시킨다. 가공 스텝 ST2 에서는, 제어 유닛 (62) 이, 촬상 유닛 (50) 에 패키지 웨이퍼 (201) 의 외주 잉여 영역 (208) 에서 노출된 각 분할 예정 라인 (202) 에 형성된 홈 (211) 을 촬상시켜, 각 분할 예정 라인 (202) 의 얼라인먼트를 수행한다.
그리고, 제어 유닛 (62) 은, 가공 내용 정보에 기초하여, X 축 이동 수단 (30) 및 Y 축 이동 수단 (40) 에, 패키지 웨이퍼 (201) 의 최초로 레이저 광선 (218) 을 조사하는 분할 예정 라인 (202) 의 일단에 레이저 가공 유닛 (20) 을 대향시켜, 회전 구동원 (16) 에 최초로 레이저 광선 (218) 을 조사하는 분할 예정 라인 (202) 을 X 축 방향과 평행으로 한다. 제어 유닛 (62) 은, 도 16 에 나타내는 바와 같이, X 축 이동 수단 (30) 으로 척 테이블 (10) 을 X 축 방향을 따라 미리 설정된 횟수 이동시키면서, 레이저 가공 유닛 (20) 으로부터 레이저 광선 (218) 을 조사한다. 레이저 가공 장치 (1) 는, 레이저 광선 (218) 의 조사에 의해 분할 예정 라인 (202) 에 분할홈이 형성되고, 복수회의 조사에 의해 분할홈보다 깊게 형성할 수 있다.
제어 유닛 (62) 은, 최초로 레이저 광선 (218) 을 조사하는 분할 예정 라인 (202) 에 미리 설정된 횟수분 레이저 광선 (218) 을 조사하면, 척 테이블 (10) 에 유지한 패키지 웨이퍼 (201) 의 모든 분할 예정 라인 (202) 에 패키지 웨이퍼 (201) 의 이면까지 관통한 관통홈 (219) 을 형성했는지 여부를 판정한다 (스텝 ST3). 제어 유닛 (62) 은, 척 테이블 (10) 에 유지한 패키지 웨이퍼 (201) 의 모든 분할 예정 라인 (202) 에 패키지 웨이퍼 (201) 의 이면까지 관통한 관통홈 (219) 을 형성하고 있지 않다고 판정하면 (스텝 ST3 : No), 가공 스텝 ST2 로 돌아가고, 가공 스텝 ST2 를 반복하여, 다음의 분할 예정 라인 (202) 의 홈 (211) 에 충전된 몰드 수지 (212) 에 레이저 광선 (218) 을 조사한다.
제어 유닛 (62) 은, 척 테이블 (10) 에 유지한 패키지 웨이퍼 (201) 의 모든 분할 예정 라인 (202) 에 패키지 웨이퍼 (201) 의 이면까지 관통한 관통홈 (219) 을 형성했다고 판정하면 (스텝 ST3 : Yes), 판정 스텝 ST4 로 진행한다. 판정 스텝 ST4 는, 발광체 (13) 를 발광시키고, 레이저 광선 (218) 의 조사에 의해 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 에 관통홈 (219) 이 형성된 패키지 웨이퍼 (201) 를 X 축 방향으로 이동시킴과 함께, 관통홈 (219) 을 통하여 발광체 (13) 로부터의 광을 Y 축 방향과 평행한 라인 센서 (61) 가 수광하여 관통홈 (219) 의 가공 결과를 판정하는 스텝이다.
판정 스텝 ST4 에서는, 제어 유닛 (62) 은, 발광체 (13) 를 발광시키고, 척 테이블 (10) 을 레이저 가공 유닛 (20) 의 하방으로부터 1 쌍의 레일 (72) 을 향하여 이동시켜, 라인 센서 (61) 의 하방을 통과시킨다. 판정 스텝 ST4 에서는, 제어 유닛 (62) 은, X 축 방향 위치 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 라인 센서 (61) 의 각 촬상 소자 (61-1) 가 촬상한 화상으로부터 도 14 에 나타내는 촬상 화상 (220) 을 생성한다.
판정 스텝 ST4 에서는, 제어 유닛 (62) 이, 얼라인먼트 시에 레이저 광선 (218) 을 조사해야 한다고 검출된 촬상 화상 (220) 중의 위치 (221) 의 광량이 소정의 광량을 하회하는 영역 (221-2) 이 있는지 여부를 판정한다. 판정 스텝 ST4 에서는, 제어 유닛 (62) 이 소정의 광량 이상이라고 판정한 도 14 의 흰 바탕으로 나타내는 영역 (221-1) 에서는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 관통홈 (219) 이 패키지 웨이퍼 (201) 의 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 를 관통하여, 발광체 (13) 로부터의 광이 유지 부재 (11) 및 관통홈 (219) 을 통해 촬상 유닛 (50) 에 수광된다. 또, 판정 스텝 ST4 에서는, 제어 유닛 (62) 이 레이저 광선 (218) 을 조사해야 하는 위치 (221) 중 소정의 광량을 하회한다고 판정한 도 14 의 조밀한 평행 사선으로 나타내는 영역 (221-2) 에서는, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 관통홈 (219) 이 패키지 웨이퍼 (201) 의 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 를 관통하지 않아, 관통홈 (219) 의 바닥에 몰드 수지 (212) 가 잔존하여, 발광체 (13) 로부터의 광이 촬상 유닛 (50) 에 수광되지 않는다. 또한, 도 17 및 도 18 은, 범프 (210) 를 생략하고 있다.
판정 스텝 ST4 에서는, 제어 유닛 (62) 이, 촬상 화상 (220) 의 얼라인먼트 시에 레이저 광선 (218) 을 조사해야 한다고 검출된 위치 (221) 에 소정의 광량을 하회하는 영역 (221-2) 이 있다고 판정하면, 소정의 광량을 하회하는 영역 (221-2) 의 위치를 검출하고, 검출한 영역 (221-2) 의 위치를 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정된 영역 (221-2) 의 위치로서 일단 기억한다. 그리고, 제어 유닛 (62) 은, 판정 스텝 ST4 에서 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정된 영역 (221-2) 이 있는지 여부를 판정한다 (스텝 ST5). 제어 유닛 (62) 은, 판정 스텝 ST4 에서 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정된 영역 (221-2) 이 있다고 판정하면 (스텝 ST5 : Yes), 가공 스텝 ST2 로 돌아가고, 가공 스텝 ST2 내지 판정 스텝 ST4 를 반복한다. 제어 유닛 (62) 은, 스텝 ST5 로부터 돌아간 가공 스텝 ST2 에서는, 제어 유닛 (62) 이 척 테이블 (10) 을 레이저 가공 유닛 (20) 의 하방을 향하여 이동시키고, 관통홈 (219) 이 가공 결과가 불량으로 판정된 영역 (221-2) 의 홈 (211) 내에 충전된 패키지 웨이퍼 (201) 의 몰드 수지 (212) 에, 재차 레이저 광선 (218) 을 조사하여, 몰드 수지 (212) 의 관통홈 (219) 의 형성을 실시한다. 즉, 제어 유닛 (62) 은, 판정 스텝 ST4 에 있어서, 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정한 경우, 불량으로 판정된 영역 (221-2) 의 패키지 웨이퍼 (201) 에 레이저 광선 (218) 을 조사하여 가공한다.
제어 유닛 (62) 은, 판정 스텝 ST4 에서 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정된 영역 (221-2) 이 없다고 판정하면 (스텝 ST5 : No), 척 테이블 (10) 을 1 쌍의 레일 (72) 부근의 위치에서 정지시키고, 발광체 (13) 를 소등함과 함께, 척 테이블 (10) 의 흡인 유지를 해제한다. 그리고, 제어 유닛 (62) 이, 반송 유닛 (80) 을 사용하여 어블레이션 가공이 완료된 패키지 웨이퍼 (201) 를 세정 유닛 (90) 으로 반송하고, 세정 유닛 (90) 에서 세정한 후, 세정이 완료된 패키지 웨이퍼 (201) 를 카세트 (71) 내에 수용한다.
제어 유닛 (62) 은, 카세트 (71) 내의 모든 패키지 웨이퍼 (201) 에 어블레이션 가공을 실시했는지 여부를 판정한다 (스텝 ST6). 제어 유닛 (62) 은, 카세트 (71) 내의 모든 패키지 웨이퍼 (201) 에 어블레이션 가공을 실시하고 있지 않다고 판정하면 (스텝 ST6 : No), 유지 스텝 ST1 로 돌아가고, 어블레이션 가공 전의 패키지 웨이퍼 (201) 를 재차 척 테이블 (10) 상에 재치하고, 유지 스텝 ST1 내지 스텝 ST5 를 반복하여, 카세트 (71) 내의 모든 패키지 웨이퍼 (201) 를 개개의 패키지 디바이스 칩 (203) 으로 분할한다. 제어 유닛 (62) 은, 카세트 (71) 내의 모든 패키지 웨이퍼 (201) 에 어블레이션 가공을 실시하였다고 판정하면 (스텝 ST6 : Yes), 가공 동작을 종료한다.
전술한 제어 유닛 (62) 은, 221U (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 유닛 (62) 의 연산 처리 장치는, 기억 장치에 기억되어 있는 컴퓨터 프로그램에 따라 연산 처리를 실시하여, 레이저 가공 장치 (1) 를 제어하기 위한 제어 신호를, 입출력 인터페이스 장치를 개재하여 레이저 가공 장치 (1) 의 상기 서술한 구성 요소에 출력한다. 또, 제어 유닛 (62) 의 기능은, 연산 처리 장치가 기억 장치에 기억되어 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하고, 필요한 정보를 기억 장치에 기억함으로써 실현된다.
실시형태 1 에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 라인 센서 (61) 를 척 테이블 (10) 의 이동 경로 상에 배치하고 있으므로, 어블레이션 가공 후에 척 테이블 (10) 의 발광체 (13) 를 발광시키고, 라인 센서 (61) 의 하방을 통과시킴으로써 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면 전체면을 촬상할 수 있다. 이 때문에, 레이저 가공 장치 (1) 는, 촬상 화상 (220) 의 척 테이블 (10) 로부터의 광을 검출했는지 여부로, 관통홈 (219) 의 가공 결과를 판정할 수 있다.
또, 레이저 가공 장치 (1) 는, 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정된 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 에, 재차 레이저 광선 (218) 을 조사한다. 그 결과, 레이저 가공 장치 (1) 는, 패키지 웨이퍼 (201) 의 모든 분할 예정 라인 (202) 에 관통홈 (219) 을 적절히 형성할 수 있다.
또, 레이저 가공 장치 (1) 는, 라인 센서 (61) 를 척 테이블 (10) 의 이동 경로 상에 배치하고 있으므로, 척 테이블 (10) 에 유지한 상태의 패키지 웨이퍼 (201) 를 라인 센서 (61) 가 촬상할 수 있어, 관통홈 (219) 의 가공 결과가 불량으로 판정된 홈 (211) 내에 충전된 몰드 수지 (212) 에, 재차 레이저 광선 (218) 을 조사한다. 통상, 관통홈 (219) 에서 분할되어 패키지 디바이스 칩 (203) 으로 분할된 패키지 웨이퍼 (201) 를 척 테이블 (10) 로부터 분리하면 패키지 디바이스 칩 (203) 이 움직여 분할 예정 라인 (202) 이 직선이 아니게 되어 버리므로, 재차 가공 이송하면서 레이저 광선 (218) 을 조사하는 것이 곤란해지지만, 레이저 가공 장치 (1) 는, 패키지 웨이퍼 (201) 를 척 테이블 (10) 로부터 박리하는 일 없이 그대로 적절히 형성되어 있지 않은 홈 (211) 에 어블레이션 가공을 실시할 수 있다. 이로써, 레이저 가공 장치 (1) 는, 패키지 웨이퍼 (201) 의 모든 분할 예정 라인 (202) 에 있어서 관통홈 (219) 을 적절히 형성할 수 있다는 효과를 발휘한다.
또, 레이저 가공 장치 (1) 는, 라인 센서 (61) 를 척 테이블 (10) 의 가공 이송 방향인 X 축 방향에 대해 직교하는 Y 축 방향과 평행으로 배치하고 있으므로, 척 테이블 (10) 을 라인 센서 (61) 의 하방을 한 번 통과시킴으로써, 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면 전체면을 촬상할 수 있다. 이 때문에, 레이저 가공 장치 (1) 는, 관통홈 (219) 이 형성되었는지 여부를 확인해도, 가공에 걸리는 소요 시간이 장시간화하는 것을 억제할 수 있다.
〔실시형태 2〕
실시형태 2 에 관련된 레이저 가공 장치를 설명한다. 도 19 는, 실시형태 2 에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 대상인 웨이퍼의 사시도이다. 도 19 는, 실시형태 1 과 동일 부분에 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
실시형태 2 에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 가공 대상이 도 19 에 나타내는 피가공물인 웨이퍼 (204) 이고, 장치 자체의 구성은, 실시형태 1 과 동일하다. 실시형태 2 에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 를 사용한 레이저 가공 방법에서는, 웨이퍼 (204) 는, 표면 (209) 에 저유전율 절연체 피막 (Low-k 막) 이 형성된 것 또는 디바이스 (206) 가 CMOS (Complementary MOS (Metal-Oxide-Semiconductor)) 등의 촬상 소자이다. 저유전율 절연체 피막은, SiOF 또는 BSG (SiOB) 와 같은 무기물계의 막과 폴리이미드계 또는 파릴렌계 등의 폴리머막인 유기물계의 막으로 구성되어 있다. 웨이퍼 (204) 는, 외주에 환상 프레임 (216) 이 첩착된 다이싱 테이프 (217) 에 표면 (209) 이 첩착되고, 이면 (214) 측으로부터 분할 예정 라인 (202) 을 따라 절삭되어, 표면 (209) 측에 소정 두께의 절삭 여유를 남기고 절삭홈이 형성된 상태에서 카세트 (71) 에 수용되고, X 축 이동 수단 (30) 에 의해 1 회 이동되는 동안에 레이저 가공 유닛 (20) 에 의해 절삭 여유를 절단하는 관통홈 (219) 이 형성된다.
실시형태 2 에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 실시형태 1 과 마찬가지로, 라인 센서 (61) 를 척 테이블 (10) 의 이동 경로 상에 배치하고 있으므로, 어블레이션 가공 후에 척 테이블 (10) 의 발광체 (13) 를 발광시키고, 척 테이블 (10) 의 하방을 통과시킴으로써 패키지 웨이퍼 (201) 의 표면 전체면을 촬상할 수 있다. 이로써, 레이저 가공 장치 (1) 는, 패키지 웨이퍼 (201) 의 모든 분할 예정 라인 (202) 에 있어서 관통홈 (219) 을 적절히 형성할 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 실시형태 1 및 실시형태 2 에 관련된 레이저 가공 장치에 의하면, 이하의 레이저 가공 방법 및 패키지 디바이스 칩의 제조 방법이 얻어진다.
(부기 1)
피가공물을 투명 또는 반투명한 유지 부재의 유지면 상에 유지하는 유지 스텝과,
그 유지 부재의 그 유지면과 반대측의 면측에 설치된 발광체를 발광시키고, 레이저 광선의 조사에 의해 가공 영역에 관통홈이 형성된 그 피가공물을 그 유지면과 평행한 가공 이송 방향으로 이동시킴과 함께, 그 관통홈을 통하여 그 발광체로부터의 광을 그 가공 이송 방향과 직교하는 라인 센서가 수광하여 가공 결과를 판정하는 판정 스텝
을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
(부기 2)
그 판정 스텝에서는, 그 관통홈의 가공 결과가 불량으로 판정된 경우, 그 불량으로 판정된 영역의 피가공물에 그 레이저 광선을 조사하여 가공하는 것을 특징으로 하는 부기 1 에 기재된 레이저 가공 방법.
(부기 3)
표면에 형성된 디바이스 상과 디바이스 사이의 가공 영역에 몰드 수지가 충전된 패키지 웨이퍼의 가공 영역을 분할하여, 디바이스 상과 모든 측면이 그 몰드 수지에 의해 피복된 패키지 디바이스 칩을 제조하는 패키지 디바이스 칩의 제조 방법으로서,
그 패키지 웨이퍼의 이면측을 투명 또는 반투명한 유지 부재의 유지면 상에 유지하는 유지 스텝과,
그 유지 부재의 그 유지면과 반대측의 면측에 설치된 발광체를 발광시키고, 레이저 광선의 조사에 의해 그 가공 영역에 관통홈이 형성된 그 패키지 웨이퍼를 그 유지면과 평행한 가공 이송 방향으로 이동시킴과 함께, 그 관통홈을 통하여 그 발광체로부터의 광을 그 가공 이송 방향과 직교하는 라인 센서가 수광하여 가공 결과를 판정하는 판정 스텝
을 구비하는 것을 특징으로 하는 패키지 디바이스 칩의 제조 방법.
(부기 4)
그 판정 스텝에서는, 그 관통홈의 가공 결과가 불량으로 판정된 경우, 그 불량으로 판정된 영역의 피가공물에 그 레이저 광선을 조사하여 가공하는 것을 특징으로 하는 부기 3 에 기재된 패키지 디바이스 칩의 제조 방법.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.
1 : 레이저 가공 장치
10 : 척 테이블
11 : 유지 부재
11-1 : 유지면
13 : 발광체
20 : 레이저 가공 유닛
30 : X 축 이동 수단 (가공 이송 유닛)
50 : 촬상 유닛
60 : 검사 유닛
61 : 라인 센서
62 : 제어 유닛 (판정부)
201 : 패키지 웨이퍼 (피가공물)
202 : 분할 예정 라인
203 : 패키지 디바이스 칩
204 : 웨이퍼 (피가공물)
205 : 기판
206 : 디바이스
207 : 디바이스 영역
208 : 외주 잉여 영역
209 : 표면
211 : 홈 (가공 영역)
212 : 몰드 수지
213 : 측면
214 : 이면
218 : 레이저 광선
219 : 관통홈
220 : 촬상 화상
X : 가공 이송 방향
Y : 직교하는 방향
ST1 : 유지 스텝
ST4 : 판정 스텝

Claims (2)

  1. 레이저 가공 장치로서,
    피가공물을 유지면에서 유지하는 척 테이블과,
    상기 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사하여 분할 예정 라인에 관통홈을 형성하는 레이저 가공 유닛과,
    상기 척 테이블을 상기 유지면과 평행한 가공 이송 방향으로 이동시키는 가공 이송 유닛과,
    상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 상기 관통홈을 검사하는 검사 유닛을 포함하고,
    상기 척 테이블은,
    상기 유지면을 형성하는 투명 또는 반투명의 유지 부재와,
    상기 유지 부재의 상기 유지면과 반대의 면측에 상기 유지 부재를 통하여 피가공물을 조명하는 발광체를 포함하고,
    상기 검사 유닛은,
    상기 유지면의 면 방향을 따라 상기 가공 이송 방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 유지면과 대면하여 상기 발광체로부터의 광을 수광하는 라인 센서와,
    상기 관통홈을 통하여 상기 발광체로부터의 광을 상기 라인 센서가 수광하여 가공 결과를 판정하는 판정부를 포함하고,
    상기 라인 센서는, 상기 관통홈이 형성되고 상기 척 테이블에 유지된 상태의 상기 피가공물의 전체면을 촬상하는, 레이저 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판정부가, 상기 관통홈의 가공 결과가 불량으로 판정한 경우, 불량으로 판정된 영역의 피가공물에 상기 레이저 광선을 조사하여 가공하는, 레이저 가공 장치.
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