KR20180099481A - 정전 척 테이블의 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 가공할 때의 제한을 억제할 수 있는 정전 척 테이블의 사용 방법을 제공하는 것.
(해결 수단) 정전 척 테이블은, 피가공물에 조사하는 레이저 광선의 파장에 대해 투과성을 갖고, 제 1 면과 제 1 면과 반대측의 제 2 면을 갖는 판상의 기대부와, 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고, 기대부의 제 1 면에 적층되는 정전 흡착용의 전극부를 포함한다. 정전 척 테이블의 사용 방법은, 제 1 면에 적층된 전극부에 급전하여, 제 2 면측에서 피가공물을 흡착 유지하는 피가공물 유지 스텝 (ST1) 과, 전극부가 적층된 제 1 면측으로부터 레이저 광선을 조사하고, 기대부를 투과한 레이저 광선으로 제 2 면에서 흡착한 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝 (ST2) 을 포함한다.

Description

정전 척 테이블의 사용 방법{METHOD OF USING ELECTROSTATIC CHUCK TABLE}
본 발명은, 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 정전 척 테이블의 사용 방법에 관한 것이다.
반도체나 LED (Light Emitting Diode) 등의 광 디바이스를 형성한 웨이퍼의 분할에 레이저 가공 장치를 사용하여, 웨이퍼 내부에 형성한 개질층을 파단 기점으로 분할하는 가공 방법이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 등에 개시된 가공 방법은, 종래 실시되고 있던 절삭수를 공급하면서 절삭 블레이드로 파쇄하는 다이싱과 비교하여, 커프 폭 (절삭 영역) 을 매우 좁게 할 수 있기 때문에, 협 (狹) 스트리트화가 진행된 웨이퍼에 대해 매우 유용하다. 또, 이 가공 방법은, 피가공물에 대한 기계적 충격이 매우 적기 때문에, 예를 들어 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 로 불리는 미세한 구조체가 형성된 웨이퍼의 분할에서는, MEMS 를 파괴하지 않고 분할할 수 있기 때문에 매우 유효하다.
그러나, 레이저 광선은, 웨이퍼를 투과할 수 있어도, 디바이스의 회로 등을 구성하는 금속층을 투과할 수 없는 파장이다. 이 때문에, 특허문헌 1 등에 개시된 가공 방법은, 금속층이 없는 웨이퍼의 이면으로부터 레이저 광선을 조사하도록, 디바이스면측을 유지면으로 유지하거나, 분할 예정 라인에 TEG 패턴 (테스트 엘리먼트 패턴) 을 형성하지 않는 특수한 설계로 하거나, TEG 패턴을 사전에 제거하는 스텝을 형성하거나 할 필요가 있었다.
그래서, 레이저 광선에 대해 투과성을 갖는 척 테이블을 사용하여 척 테이블 너머로 웨이퍼의 이면측 (패턴이 없는 면) 으로부터 가공하는 레이저 가공 장치가 고안되었다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조).
일본 특허공보 제3408805호 일본 특허공보 제5860219호
그러나, 특허문헌 2 에 개시된 레이저 가공 장치는, 버큠용의 기체를 흡인하기 위한 회로 (통로) 를 척 테이블 중에 형성할 필요가 있다. 또한, 척 테이블의 버큠용 회로의 레이저 광선의 굴절률이 다른 부분으로 변화되기 때문에, 버큠용의 회로를 피해 레이저 광선을 조사할 필요가 발생하는 등의 가공할 때에 제한이 발생한다는 과제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 피가공물을 가공할 때의 제한을 억제할 수 있는 정전 척 테이블의 사용 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 피가공물에 조사하는 레이저 광선의 파장에 대해 투과성을 갖고, 제 1 면과 그 제 1 면과 반대측의 제 2 면을 갖는 판상의 기대부 (基臺部) 와, 그 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 그 기대부의 그 제 1 면에 적층되는 정전 흡착용의 전극부를 포함하는 정전 척 테이블의 사용 방법으로서, 그 제 1 면에 적층된 그 전극부에 급전 (給電) 하여, 그 제 2 면측에서 피가공물을 흡착 유지하는 피가공물 유지 스텝과, 그 전극부가 적층된 그 제 1 면측으로부터 그 레이저 광선을 조사하고, 그 기대부를 투과한 그 레이저 광선으로 그 제 2 면에서 흡착한 그 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝을 구비하는 정전 척 테이블의 사용 방법이 제공된다.
바람직하게는, 그 레이저 광선의 파장은, 500 ㎚ ∼ 1400 ㎚ 의 범위 내이다.
바람직하게는, 그 피가공물은, 표면측에 MEMS 디바이스가 형성되고, 이면측이 정전 척 테이블의 그 제 2 면측에서 유지되는 웨이퍼이다.
본원 발명의 정전 척 테이블의 사용 방법에 의하면, 피가공물을 가공할 때의 제한을 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법의 정전 척 테이블에 유지되는 피가공물을 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타낸 피가공물을 환상 프레임으로 지지한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법을 실시하는 레이저 가공 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 도 3 중의 IV-IV 선을 따른 단면도이다.
도 5 는, 도 3 에 나타낸 레이저 가공 장치의 정전 척 테이블의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 6 은, 도 5 중의 VI-VI 선을 따른 단면도이다.
도 7 은, 도 5 에 나타낸 정전 척 테이블의 주요부의 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 8 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 9 는, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법의 피가공물 유지 스텝을 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법의 개질층 형성 스텝을 나타내는 단면도이다.
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 조합하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법의 정전 척 테이블에 유지되는 피가공물을 나타내는 사시도이다. 도 2 는, 도 1 에 나타낸 피가공물을 환상 프레임으로 지지한 상태를 나타내는 사시도이다.
실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법은, 도 1 에 나타내는 피가공물 (201) 의 가공 방법이기도 하다. 도 1 에 나타내는 피가공물 (201) 은, 본 실시형태에서는 실리콘, 사파이어, 갈륨 등을 모재로 하는 원판상의 반도체 웨이퍼나 광 디바이스 웨이퍼이다. 피가공물 (201) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 표면 (202) 의 교차하는 복수의 분할 예정 라인 (203) 에 의해 구획된 각 영역에 디바이스 (204) 가 형성된 판상물이다. 디바이스 (204) 로서, IC (Integrated Circuit), LSI (Large Scale Integration), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems : 미소 전기 기계 시스템) 디바이스가 각 영역에 형성된다. 즉, 피가공물 (201) 은, 표면 (202) 측에 디바이스 (204) 로서, IC, LSI 또는 MEMS 디바이스가 형성된다.
피가공물 (201) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 디바이스 (204) 가 복수 형성되어 있는 표면 (202) 의 이측 (裏側) 의 이면 (205) 에 레이저 가공 장치 (10) 가 조사하는 레이저 광선 (300) (도 10 에 나타낸다) 을 투과하는 점착 테이프 (206) 가 첩착되고, 점착 테이프 (206) 의 외측 가장자리가 환상 프레임 (207) 에 첩착됨으로써, 환상 프레임 (207) 의 개구에 점착 테이프 (206) 로 지지된다. 실시형태에 있어서, 피가공물 (201) 은, 환상 프레임 (207) 의 개구에 점착 테이프 (206) 로 지지된 상태에서, 피가공물 (201) 의 가공 방법이 실행됨으로써, 개개의 디바이스 (204) 로 분할된다. 실시형태에 있어서, 피가공물 (201) 은, 디바이스 (204) 로서 MEMS 디바이스가 표면 (202) 에 형성되어 있지만, 디바이스 (204) 는 MEMS 디바이스에 한정되지 않는다. 또, 실시형태에 있어서, 디바이스 (204) 가 IC 또는 LSI 인 경우에, 표면에 범프 또는 칩이 탑재되어 있는 것이 바람직하고, 표면이 요철 (凹凸) 한 디바이스 (204) 가 바람직하다.
실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법 즉 피가공물 (201) 의 가공 방법은, 도 3 에 나타낸 레이저 가공 장치 (10) 에 의해 실시된다. 레이저 가공 장치 (10) 의 구성을 도면에 기초하여 설명한다. 도 3 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법을 실시하는 레이저 가공 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 4 는, 도 3 중의 IV-IV 선을 따른 단면도이다. 도 5 는, 도 3 에 나타낸 레이저 가공 장치의 정전 척 테이블의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도 6 은, 도 5 중의 VI-VI 선을 따른 단면도이다. 도 7 은, 도 5 에 나타낸 정전 척 테이블의 주요부의 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
레이저 가공 장치 (10) 는, 피가공물 (201) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선 (300) (도 10 에 나타낸다) 을 피가공물 (201) 의 이면 (205) 측으로부터 분할 예정 라인 (203) 을 따라 조사하여, 레이저 광선 (300) 으로 피가공물 (201) 의 내부에 파단 기점이 되는 개질층 (301) (도 10 에 나타낸다) 을 형성하는 것이다. 또한, 개질층 (301) 이란, 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위의 그것과는 상이한 상태가 된 영역인 것을 의미하고, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역, 및 이들 영역이 혼재된 영역 등을 예시할 수 있다.
레이저 가공 장치 (10) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (201) 을 유지하는 척 테이블인 원반상의 정전 척 테이블 (1) 과, 가공 유닛인 레이저 광선 조사 유닛 (20) 과, 정전 척 테이블 (1) 과 레이저 광선 조사 유닛 (20) 을 X 축 방향으로 상대 이동시키는 X 축 이동 유닛 (30) 과, 정전 척 테이블 (1) 과 레이저 광선 조사 유닛 (20) 을 Y 축 방향으로 상대 이동시키는 Y 축 이동 유닛 (40) 과, 촬상 유닛 (50) 과, 제어 장치 (100) 를 구비하고 있다.
레이저 광선 조사 유닛 (20) 은, 정전 척 테이블 (1) 에 유지된 피가공물 (201) 에 이면 (205) 측으로부터 피가공물 (201) 이 투과성을 갖는 소정 파장의 레이저 광선 (300) 을 조사하는 유닛이다. 레이저 광선 조사 유닛 (20) 은, 레이저 광선 (300) 으로 피가공물 (201) 의 내부에 개질층 (301) 을 형성하는 유닛이다. 레이저 광선 조사 유닛 (20) 이 조사하는 레이저 광선 (300) 의 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 장착되어 있다. 레이저 광선 조사 유닛 (20) 은, 레이저 광선 (300) 을 발진하는 도시되지 않은 발진기와, 이 발진기에 의해 발진된 레이저 광선 (300) 을 집광하는 도시되지 않은 집광기를 구비하고 있다. 발진기는, 피가공물 (201) 의 종류, 가공 형태 등에 따라, 발진하는 레이저 광선 (300) 의 주파수가 적절히 조정된다. 집광기는, 발진기에 의해 발진된 레이저 광선 (300) 의 진행 방향을 변경하는 전반사 미러나 레이저 광선 (300) 을 집광하는 집광 렌즈 등을 포함하여 구성되고, 레이저 광선 (300) 의 집광점 (302) (도 10 등에 나타낸다) 을 X 축 방향과 Y 축 방향의 쌍방과 직교하는 연직 방향으로 평행한 Z 축 방향으로 이동시킬 수 있다.
X 축 이동 유닛 (30) 은, 정전 척 테이블 (1) 을 X 축 방향으로 이동시킴으로써, 정전 척 테이블 (1) 을 장치 본체 (11) 의 폭 방향과 수평 방향의 쌍방과 평행한 X 축 방향으로 가공 이송하는 가공 이송 수단이다. Y 축 이동 유닛 (40) 은, 정전 척 테이블 (1) 을 수평 방향과 평행이고 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 이동시킴으로써, 정전 척 테이블 (1) 을 산출 이송하는 산출 이송 수단이다. X 축 이동 유닛 (30) 및 Y 축 이동 유닛 (40) 은, 축심 둘레로 자유롭게 회전할 수 있도록 형성된 주지 (周知) 의 볼 나사 (31, 41), 볼 나사 (31, 41) 를 축심 둘레로 회전시키는 주지의 펄스 모터 (32, 42) 및 정전 척 테이블 (1) 을 X 축 방향 또는 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지하는 주지의 가이드 레일 (33, 43) 을 구비한다. 또, 레이저 가공 장치 (10) 는, 정전 척 테이블 (1) 을 X 축 방향과 Y 축 방향의 쌍방과 직교하는 Z 축 방향과 평행한 중심 축선 둘레로 회전되는 회전 구동원 (60) 을 구비한다. 회전 구동원 (60) 은, X 축 이동 유닛 (30) 에 의해 X 축 방향으로 이동되는 이동 테이블 (14) 상에 배치되어 있다.
촬상 유닛 (50) 은, 정전 척 테이블 (1) 에 유지된 피가공물 (201) 을 촬상하는 것이고, 레이저 광선 조사 유닛 (20) 과 X 축 방향으로 병렬하는 위치에 배치 형성되어 있다. 실시형태에서는, 촬상 유닛 (50) 은, 지지 기둥 (13) 의 선단에 장착되어 있다. 촬상 유닛 (50) 은, 정전 척 테이블 (1) 에 유지된 피가공물 (201) 을 촬상하는 CCD (Charge Coupled Device) 카메라나 적외선 카메라에 의해 구성된다.
또, 레이저 가공 장치 (10) 는, 가공 전후의 피가공물 (201) 을 수용하는 카세트 (70) 가 재치 (載置) 되는 카세트 엘리베이터 (75) 와, 카세트 엘리베이터 (75) 로부터 피가공물 (201) 을 출납하는 반송 유닛 (80) 과, 정보를 표시함과 함께 각종 가공 내용 정보를 입력하기 위한 터치 패널 (90) 을 구비한다.
카세트 (70) 는, 점착 테이프 (206) 를 개재하여 환상 프레임 (207) 에 첩착된 피가공물 (201) 을 복수 장 수용하는 것이다. 카세트 엘리베이터 (75) 는, Z 축 방향으로 자유롭게 승강할 수 있도록 형성되어 있다.
반송 유닛 (80) 은, 가공 전의 피가공물 (201) 을 카세트 (70) 로부터 꺼내어 정전 척 테이블 (1) 에 유지시킴과 함께, 가공 후의 피가공물 (201) 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 형성된 피가공물 (201) 을 유지하는 유지부 (82) 를 구비한다.
유지부 (82) 는, C 자형 평판상으로 형성된 유지부 본체 (83) 와, 유지부 본체 (83) 에 복수 배치 형성되고, 또한 피가공물 (201) 을 둘러싸는 환상 프레임 (207) 을 흡착하는 흡착 패드 (84) 를 구비한다. 흡착 패드 (84) 는, 유지부 본체 (83) 의 상면에 형성되고, 전환 밸브 (85) 를 개재하여 진공 흡인원 (86) 이 접속되어 있다. 반송 유닛 (80) 은, 하측에 위치 결정한 흡착 패드 (84) 로 환상 프레임 (207) 을 흡착하여, 유지부 (82) 의 하면에 피가공물 (201) 을 유지한다. 카세트 (70) 내의 개질층 (301) 이 형성되기 전의 피가공물 (201) 은, 유지부 (82) 에 형성된 개구 너머로 노출되어, 유지부 (82) 와 접촉하지 않고 유지된다. 피가공물 (201) 을 정전 척 테이블 (1) 에 반입할 때는, 유지부 (82) 를 상하 반전시켜 피가공물 (201) 에 첩착한 점착 테이프 (206) 를 상측으로 하고, 점착 테이프 (206) 측을 정전 척 테이블 (1) 의 제 2 면 (22) 에 눌러 대어, 정전 척 테이블 (1) 의 제 2 면 (22) 에서 유지시킨다. 개질층 (301) 이 형성된 후의 피가공물 (201) 을 정전 척 테이블 (1) 로부터 반출할 때, 반송 유닛 (80) 은, 유지부 (82) 상에 피가공물 (201) 을 유지한 후, 유지부 (82) 를 상하 반전시켜, 카세트 (70) 내에 반송한다.
터치 패널 (90) 은, 가공 동작의 상태나 화상 등을 표시하는 액정 표시 장치와, 액정 표시 장치에 중첩된 터치 스크린을 구비한다. 터치 스크린은, 손가락, 펜, 또는 스타일러스 펜의 접촉 또는 근접을 검출한다. 터치 스크린은, 손가락, 펜, 또는 스타일러스 펜이 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.
정전 척 테이블 (1) 은, 피가공물 (201) 을 유지하고, 피가공물 (201) 에 레이저 광선 (300) 을 조사하여, 피가공물 (201) 에 개질층 (301) 을 형성하기 위한 것이다. 정전 척 테이블 (1) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 회전 구동원 (60) 에 피가공물 수용 케이스 (110) 를 개재하여 지지되고 있다. 피가공물 수용 케이스 (110) 는, 편평한 상자상으로 형성되어, 회전 구동원 (60) 에 장착되어 있다. 피가공물 수용 케이스 (110) 는, 회전 구동원 (60) 에 장착된 저벽 (底壁) 부재 (111) 와, 저벽 부재 (111) 의 외측 가장자리에 장착된 통형상 부재 (112) 와, 통형상 부재 (112) 의 상단에 장착된 천정 부재 (113) 를 구비한다. 통형상 부재 (112) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 반송 유닛 (80) 에 유지된 피가공물 (201) 을 자유롭게 출납할 수 있게 하는 출입구 (114) 를 형성하고 있다. 천정 부재 (113) 는, 중앙에 정전 척 테이블 (1) 을 장착하고 있다. 실시형태에 있어서, 천정 부재 (113) 는, 중앙에 형성된 구멍 (115) 의 내주면에 정전 척 테이블 (1) 의 외측 가장자리를 장착하고 있다. 또, 피가공물 수용 케이스 (110) 내에는, 환상 프레임 (207) 을 클램프하는 프레임 클램프 (116) 가 형성되어 있다.
정전 척 테이블 (1) 은, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 레이저 광선 (300) 의 파장에 대해 투과성을 구비하는 판상의 기대부 (2) 와, 레이저 광선 (300) 에 대해 투과성을 갖는 정전 흡착용의 전극부 (3) 와, 레이저 광선 (300) 에 대해 투과성을 갖는 수지층 (4) 을 구비한다. 기대부 (2) 는, 석영 유리 등에 의해 구성되고, 피가공물 수용 케이스 (110) 의 외측에 설정되어 노출되는 제 1 면 (21) 과, 제 1 면 (21) 과 반대측의 제 2 면 (22) 을 갖는 원반상으로 형성되어 있다. 실시형태에 있어서, 기대부 (2) 의 두께는 1 ㎜ 이지만, 1 ㎜ 에 한정되지 않는다.
전극부 (3) 는, 도 4 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기대부 (2) 의 제 1 면 (21) 에 적층되어 있다. 전극부 (3) 는, 산화인듐주석 (Indium Tin Oxide : ITO) 등에 의해 구성된다.
전극부 (3) 는, 정극 전극 (6) 과 부극 전극 (7) 을 구비한다. 정극 전극 (6) 과 부극 전극 (7) 은 서로 전기적으로 절연되어 있다. 정극 전극 (6) 은, 정극 흡착부 (61) 와 정극 급전 단자부 (62) 를 구비하고, 부극 전극 (7) 은, 부극 흡착부 (71) 와 부극 급전 단자부 (72) 를 구비한다. 정극 흡착부 (61) 와 부극 흡착부 (71) 는, 동일한 형상이고 동일한 크기의 반원형으로 형성되고, 또한 제 1 면 (21) 상에 적층되어 있다.
정극 흡착부 (61) 및 부극 흡착부 (71) 의 직선상의 직선 부분 (61-1, 71-1) 은, 서로 평행하게 또한 간격을 두고 배치되어 있다. 정극 흡착부 (61) 및 부극 흡착부 (71) 의 원호상의 원호 부분 (61-2, 71-2) 은, 기대부 (2) 의 외측 가장자리의 근방에 외측 가장자리를 따라 배치되어 있다. 전극부 (3) 의 정극 전극 (6) 의 정극 흡착부 (61) 와 부극 전극 (7) 의 부극 흡착부 (71) 의 쌍방은, 원호 부분 (61-2, 71-2) 이 기대부 (2) 의 외측 가장자리의 근방에 외측 가장자리를 따라 배치되고, 전극부 (3) 는 기대부 (2) 의 제 1 면 (21) 의 거의 전체면에 적층되어 있다. 직선 부분 (61-1, 71-1) 사이, 정극 흡착부 (61) 및 부극 흡착부 (71) 의 원호 부분 (61-2, 71-2) 과 기대부 (2) 의 외측 가장자리 사이에는, 레이저 광선 (300) 에 대해 투과성을 갖는 UV 접착제 (5) 가 충전되어 있다.
정극 급전 단자부 (62) 는, 정극 흡착부 (61) 의 외측 가장자리로부터 기대부 (2) 의 중심으로부터 외측으로 연장되어, 기대부 (2) 의 외측 가장자리보다 외측으로 돌출되어 있다. 부극 급전 단자부 (72) 는, 부극 흡착부 (71) 의 외측 가장자리로부터 외측으로 연장되어, 기대부 (2) 의 외측 가장자리보다 외측으로 돌출되어 있다. 정극 급전 단자부 (62) 는, 피가공물 (201) 을 유지 중, 상시 전원 (8) 으로부터 플러스의 전압이 인가되고, 부극 급전 단자부 (72) 는, 피가공물 (201) 을 유지 중, 상시 전원 (8) 으로부터 마이너스의 전압이 인가된다.
수지층 (4) 은, 전극부 (3) 를 덮고, 또한 UV 접착제 (5) 에 의해 구성된다. UV 접착제 (5) 는, 자외선이 조사되면 경화되는 것이고, 절연성을 갖는 것이다. 실시형태에 있어서, UV 접착제 (5) 는, 미국 Norland Products 사 제조의 NORLAND 광학 접착제이지만, 이것에 한정되지 않는다. 또, 경화된 UV 접착제 (5) 즉 수지층 (4) 의 굴절률은, 전극부 (3) 를 구성하는 산화인듐주석의 굴절률과 거의 동일하다. 굴절률이 거의 동일하다란, 굴절률이 동일한 것과, 레이저 광선 (300) 에 의해 개질층 (301) 을 원하는 위치에 형성할 수 있을 정도로 굴절률이 상이한 것을 말한다.
정전 척 테이블 (1) 은, 기대부 (2) 의 제 2 면 (22) 에 점착 테이프 (206) 를 개재하여 피가공물 (201) 이 중첩되고, 정극 급전 단자부 (62) 로부터 정극 흡착부 (61) 에 플러스의 전압이 인가되고, 부극 급전 단자부 (72) 로부터 부극 흡착부 (71) 에 마이너스의 전압이 인가됨으로써, 흡착부 (61, 71) 사이에 발생한 정전 흡착력에 의해 피가공물 (201) 을 제 2 면 (22) 에 흡착 유지한다.
제어 장치 (100) 는, 레이저 가공 장치 (10) 의 구성 요소를 각각 제어하여, 피가공물 (201) 에 개질층 (301) 을 형성하는 동작을 레이저 가공 장치 (10) 에 실시시키는 것이다. 또한, 제어 장치 (100) 는 컴퓨터 시스템을 포함한다. 제어 장치 (100) 는, CPU (Central Processing Unit) 와 같은 마이크로프로세서를 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 통하여 레이저 가공 장치 (10) 의 상기 서술한 구성 요소에 출력한다. 또, 제어 장치 (100) 는, 가공 동작의 상태나 화상 등을 표시하는 터치 패널 (90) 이나 전환 밸브 (85) 와 접속되어 있다.
다음으로, 레이저 광선 (300) 을 정전 척 테이블 (1) 너머로 피가공물 (201) 에 조사할 때의 조건 선정에 대해 설명한다. 또한, 도 7 은, 점착 테이프 (206) 를 생략하고 있다. 제어 장치 (100) 는, 레이저 광선 조사 유닛 (20) 이 조사하는 레이저 광선 (300) 의 집광점 (302) 을, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (201) 내에 맞춘다. 레이저 광선 조사 유닛 (20) 이 레이저 광선 (300) 을 조사할 때에, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 레이저 광선 (300) 을 투과하는 기대부 (2) 및 점착 테이프 (206) 를 총칭하여 하나의 투과체 (210) 로 나타내면, 레이저 광선 조사 유닛 (20) 이 조사하는 레이저 광선 (300) 은, 기대부 (2) 의 제 1 면 (21) 과 제 2 면 (22) 에서 굴절됨과 함께, 일부가 제 2 면 (22) 에서 반사된다.
여기서, 제어 장치 (100) 가 레이저 광선 (300) (이하, 부호 300-1 로 나타낸다) 의 집광점 (302) (이하, 부호 302-1 로 나타낸다) 을 제 2 면 (22) 즉 피가공물 (201) 의 이면 (205) 근처에 위치 결정했을 때에는, 레이저 광선 (300) 이, 제 2 면 (22) 의 도 7 에 나타내는 범위 (401) 내를 통과하여, 피가공물 (201) 내에 침입하고, 제 2 면 (22) 에서 반사되는 레이저 광선 (300) 이, 제 1 면 (21) 의 도 7 에 나타내는 범위 (402) 내를 통과하게 된다. 이 때, 정전 척 테이블 (1) 은, 범위 (402) 의 레이저 광선 (300) 의 에너지 밀도가, 범위 (401) 의 레이저 광선 (300) 의 에너지 밀도보다 작기 때문에, 제 1 면 (21) 에 전극부 (3) 를 형성함으로써, 전극부 (3) 가 레이저 광선 (300) 에 의해 파손되는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 범위 (402) 의 에너지 밀도를, 제 1 면 (21) 에 적층되는 전극부 (3) 가 파손되지 않는 레이저 광선 (300) 의 에너지 밀도의 최저 임계값이라고 규정한다.
또, 제어 장치 (100) 가 레이저 광선 (300) (이하, 부호 300-2 로 나타낸다)의 집광점 (302) (이하, 부호 302-2 로 나타낸다) 을 제 2 면 (22) 으로부터 떨어진 위치 즉 피가공물 (201) 의 표면 (202) 근처에 위치 결정했을 때에는, 제 2 면 (22) 에서 반사되는 레이저 광선 (300) 이, 제 1 면 (21) 의 도 7 에 나타내는 범위 (403) 내를 통과하게 된다. 이 때, 범위 (403) 의 레이저 광선 (300) 의 에너지 밀도가, 범위 (402) 의 레이저 광선 (300) 의 에너지 밀도보다 작아지도록, 제어 장치 (100) 는, 레이저 광선 (300) 의 집광점 (302-2) 의 위치 또는 레이저 광선 (300) 의 파워 내리도록 제어한다. 즉, 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (10) 의 제어 장치 (100) 는, 범위 (403) 의 레이저 광선 (300) 의 에너지 밀도가, 범위 (402) 의 레이저 광선 (300) 의 에너지 밀도보다 작아지는 깊이 (404) (피가공물 (201) 의 이면 (205) 으로부터의 깊이) 의 범위 내에 레이저 광선 (300) 의 집광점 (302-2) 을 제어한다.
다음으로, 레이저 가공 장치 (10) 에 의해 실시되는 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법, 즉 피가공물 (201) 의 가공 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 8 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법을 나타내는 플로 차트이다. 도 9 는, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법의 피가공물 유지 스텝을 나타내는 단면도이다. 도 10 은, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법의 개질층 형성 스텝을 나타내는 단면도이다.
정전 척 테이블의 사용 방법은, 오퍼레이터가 가공 내용 정보를 레이저 가공 장치 (10) 의 제어 장치 (100) 에 등록하고, 오퍼레이터로부터 가공 동작의 개시 지시가 있었을 경우에, 레이저 가공 장치 (10) 의 제어 장치 (100) 에 의해 개시된다.
정전 척 테이블의 사용 방법 (이하, 간단히, 사용 방법이라고 기재한다) 은, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 유지 스텝 (ST1) 과, 개질층 형성 스텝 (ST2) 과, 수용 스텝 (ST3) 을 구비한다. 피가공물 유지 스텝 (ST1) 에서는, 제어 장치 (100) 는, 전환 밸브 (85) 를 개재하여 진공 흡인원 (86) 의 흡인력을 반송 유닛 (80) 의 흡착 패드 (84) 에 작용시켜, 카세트 (70) 내의 개질층 (301) 이 형성되기 전의 피가공물 (201) 을 유지한 환상 프레임 (207) 을 유지부 (82) 에 흡착 유지한다. 제어 장치 (100) 는, 반송 유닛 (80) 의 유지부 (82) 에 흡착된 피가공물 (201) 을 카세트 (70) 내로부터 꺼내어, 피가공물 수용 케이스 (110) 내에 삽입한다. 제어 장치 (100) 는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (201) 을 점착 테이프 (206) 를 개재하여 제 2 면 (22) 에 중첩시켜, 제 1 면 (21) 에 적층된 전극부 (3) 의 정극 급전 단자부 (62) 에 플러스의 전압을 급전하고, 부극 급전 단자부 (72) 에 마이너스의 전압을 급전하여, 제 2 면 (22) 측에서 피가공물 (201) 을 흡착 유지시키고, 프레임 클램프 (116) 에 환상 프레임 (207) 을 클램프시키고, 전환 밸브 (85) 를 제어하여 진공 흡인원 (86) 의 흡인력이 흡착 패드 (84) 에 작용하는 것을 정지한다. 개질층 형성 스텝 (ST2) 으로 진행된다.
개질층 형성 스텝 (ST2) 에서는, 제어 장치 (100) 는, 촬상 유닛 (50) 이 정전 척 테이블 (1) 너머로 촬상한 피가공물 (201) 의 화상에 기초하여 얼라인먼트를 실행하고, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 전극부 (3) 가 적층된 제 1 면 (21) 측의 레이저 광선 조사 유닛 (20) 으로부터 레이저 광선 (300) 을 피가공물 (201) 의 분할 예정 라인 (203) 을 향해 조사시키면서 X 축 이동 유닛 (30), Y 축 이동 유닛 (40) 및 회전 구동원 (60) 을 제어하여, 모든 분할 예정 라인 (203) 에 레이저 광선 (300) 을 조사한다. 제어 장치 (100) 는, 기대부 (2) 를 투과한 레이저 광선 (300) 으로, 제 2 면 (22) 에서 흡착 유지한 피가공물 (201) 의 모든 분할 예정 라인 (203) 의 내부에 개질층 (301) 을 형성한다. 이와 같이, 정전 척 테이블 (1) 은, 제 1 면 (21) 에 적층된 전극부 (3) 에 급전되어 제 2 면 (22) 에 피가공물 (201) 을 흡착시킨 상태에서, 제 1 면 (21) 측으로부터 레이저 광선 (300) 이 조사되어 피가공물 (201) 의 내부에 개질층 (301) 을 형성할 때에 사용된다. 그리고, 수용 스텝 (ST3) 으로 진행된다.
수용 스텝 (ST3) 에서는, 제어 장치 (100) 는, 모든 분할 예정 라인 (203) 의 내부에 개질층 (301) 이 형성된 피가공물 (201) 을 유지하는 환상 프레임 (207) 을 흡착 패드 (84) 에 흡착 유지하고, 프레임 클램프 (116) 의 클램프를 해제하여, 피가공물 (201) 을 피가공물 수용 케이스 (110) 내로부터 꺼낸다. 그 후, 흡착 패드 (84) 를 반전시켜, 피가공물 (201) 을 고정시킨 환상 프레임 (207) 을 흡착 패드의 하측에 위치 결정하여, 카세트 (70) 내에 삽입한 후, 흡착 패드 (84) 의 흡착 유지를 해제한다. 모든 분할 예정 라인 (203) 의 내부에 개질층 (301) 이 형성된 피가공물 (201) 은, 다음 공정에 있어서, 개개의 디바이스 (204) 로 분할된다.
실시형태의 정전 척 테이블의 사용 방법은, 정전 척 테이블 (1) 의 기대부 (2), 전극부 (3), 수지층 (4) 모두가 피가공물 (201) 을 가공하는 레이저 광선 (300) 에 대해 투과성을 갖는다. 이로써, 정전 척 테이블의 사용 방법은, 금속층 및 디바이스 (204) 가 없는 피가공물 (201) 의 이면 (205) 측을 제 2 면 (22) 으로 유지하면서, 정전 척 테이블 (1) 너머로 레이저 광선 (300) 을 조사할 수 있다. 그 결과, 정전 척 테이블의 사용 방법은, 피가공물 (201) 의 표면 (202) 을 유지할 필요가 없기 때문에, 표면이 요철한 디바이스 (204) 를 파손하지 않고 유지할 수 있어, 피가공물 (201) 에 특수한 설계를 실시하거나 사전에 TEG 패턴을 제거하지 않고, 피가공물 (201) 을 가공할 수 있다. 따라서, 정전 척 테이블의 사용 방법은, 가공할 때의 제한을 억제할 수 있다.
또, 실시형태의 정전 척 테이블의 사용 방법은, 정전 척 테이블 (1) 의 전극부 (3) 의 정극 전극 (6) 의 정극 흡착부 (61) 와 부극 전극 (7) 의 부극 흡착부 (71) 의 쌍방이 반원형으로 형성되어, 기대부 (2) 의 제 1 면 (21) 의 거의 전체면에 적층되어 있다. 이 때문에, 실시형태의 정전 척 테이블의 사용 방법은, 기대부 (2) 의 제 1 면 (21) 의 거의 전체면에 적층된 정극 전극 (6) 의 정극 흡착부 (61) 와 부극 전극 (7) 의 부극 흡착부 (71) 사이에 발생한 힘에 의해 피가공물 (201) 을 흡착한다. 그 결과, 정전 척 테이블의 사용 방법은, 흡착부 (61, 71) 사이에 발생한 힘에 의해 피가공물 (201) 을 제 2 면 (22) 의 거의 전체면에서 흡착력을 발생시키므로, 피가공물 (201) 의 외측 가장자리부를 부압에 의해 흡인하는 경우와 비교하여, 기대부 (2) 의 제 2 면 (22) 의 거의 전체면에서 피가공물 (201) 을 흡착 유지할 수 있다. 또, 정전 척 테이블의 사용 방법은, 흡착부 (61, 71) 사이에 발생한 힘에 의해 피가공물 (201) 을 제 2 면 (22) 의 거의 전체면에서 흡착력을 발생시키므로, 피가공물 (201) 의 외측 가장자리부를 부압에 의해 흡인하는 경우와 같이, 기대부 (2) 와 굴절률이 상이한 버큠용의 회로와 같은 영역을 정전 척 테이블 (1) 중에 형성할 필요가 없기 때문에, 회로를 피해 레이저 광선을 조사하는 등의 가공할 때의 제한을 억제할 수 있다.
또, 실시형태의 정전 척 테이블 (1) 은, 전극부 (3) 의 피가공물 (201) 을 유지하는 제 2 면 (22) 의 이측의 제 1 면 (21) 에 적층되어 있으므로, 전극부 (3) 를 레이저 광선 (300) 의 집광점 (302) 으로부터 떼어 놓을 수 있어, 레이저 광선 (300) 에 의해 전극부 (3) 가 파손되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 정전 척 테이블 (1) 은, 레이저 광선 (300) 에 의해 전극부 (3) 가 파손되는 것을 억제하는 것을 가능하게 하면서도, 기대부 (2) 의 제 2 면 (22) 의 거의 전체면에서 피가공물 (201) 을 흡착 유지할 수 있다.
또, 정전 척 테이블 (1) 은, 전극부 (3) 를 구성하는 산화인듐주석과, 직선 부분 (61-1, 71-1) 사이에 충전되고 또한 수지층 (4) 을 구성하는 UV 접착제 (5) 의 굴절률이 거의 동일하므로, 피가공물 (201) 의 원하는 위치에 개질층 (301) 을 형성할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 정전 척 테이블의 사용 방법에 의하면, 이하의 정전 체크 테이블이 얻어진다.
(부기)
피가공물을 유지하고, 그 피가공물에 투과성을 갖는 레이저 광선을 조사하여, 그 피가공물에 개질층을 형성하기 위한 정전 척 테이블로서,
그 레이저 광선의 파장에 대해 투과성을 구비하고, 제 1 면과 그 제 1 면과 반대측의 제 2 면을 갖는 판상의 기대부와,
그 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 그 기대부의 그 제 1 면에 적층되는 정전 흡착용의 전극부를 구비하고,
그 제 1 면에 적층된 그 전극부에 급전되어 그 제 2 면에 그 피가공물을 흡착한 상태에서, 그 제 1 면측으로부터 그 레이저 광선이 조사되어 그 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전 척 테이블.
부기에 기재된 정전 척 테이블은, 기대부 및 전극부가 레이저 광선에 대해 투과성을 가지므로, 금속층 및 디바이스가 없는 피가공물의 면측을 유지하면서 정전 척 테이블 너머로 레이저 광선을 조사할 수 있다. 이 때문에, 정전 척 테이블은, 피가공물의 금속층 및 디바이스가 형성된 면측을 유지할 필요가 없기 때문에, 표면이 요철한 디바이스를 파손하지 않고 유지할 수 있어, 피가공물에 특수한 설계를 실시하거나 사전에 TEG 패턴을 제거하지 않고, 피가공물을 가공할 수 있다. 따라서, 정전 척 테이블은, 가공할 때의 제한을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.
1 : 정전 척 테이블
2 : 기대부
21 : 제 1 면
22 : 제 2 면
3 : 전극부
201 : 피가공물 (웨이퍼)
202 : 표면
204 : 디바이스 (MEMS 디바이스)
205 : 이면
300 : 레이저 광선
301 : 개질층

Claims (3)

  1. 피가공물에 조사하는 레이저 광선의 파장에 대해 투과성을 갖고, 제 1 면과 그 제 1 면과 반대측의 제 2 면을 갖는 판상의 기대부와, 그 레이저 광선에 대해 투과성을 갖고 그 기대부의 그 제 1 면에 적층되는 정전 흡착용의 전극부를 포함하는 정전 척 테이블의 사용 방법으로서,
    그 제 1 면에 적층된 그 전극부에 급전하여, 그 제 2 면측에서 피가공물을 흡착 유지하는 피가공물 유지 스텝과,
    그 전극부가 적층된 그 제 1 면측으로부터 그 레이저 광선을 조사하고, 그 기대부를 투과한 그 레이저 광선으로 그 제 2 면에서 흡착한 그 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝을 구비하는, 정전 척 테이블의 사용 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 레이저 광선의 파장은, 500 ㎚ ∼ 1400 ㎚ 의 범위 내인, 정전 척 테이블의 사용 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    그 피가공물은, 표면측에 MEMS 디바이스가 형성되고, 이면측이 정전 척 테이블의 그 제 2 면측에서 유지되는 웨이퍼인, 정전 척 테이블의 사용 방법.
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