KR20190011675A

KR20190011675A - 웨이퍼의 가공 방법 및 웨이퍼의 가공에 사용하는 보조구

Info

Publication number: KR20190011675A
Application number: KR1020180080368A
Authority: KR
Inventors: 로베르토 루사니야; 데빈 마틴; 로버트 바르가스
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2019-02-07
Also published as: TWI761558B; CN109300843A; JP2019029368A; KR102561376B1; JP6935257B2; TW201909336A; CN109300843B

Abstract

(과제) 본 발명의 과제는, 디바이스의 표면에 흠집을 내지 않고, 또, 미세한 구조체에 의해 형성된 디바이스를 손상시키지 않고 웨이퍼의 이면으로부터 레이저 광선의 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치 결정하여 개질층을 형성할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법, 및 그 웨이퍼의 가공에 사용하는 보조구를 제공하는 것에 있다.
(해결 수단) 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 외경과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부와, 그 제 1 개구부의 바닥부에 형성되어 그 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 그 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부와, 그 제 1 개구부의 바닥부로서 그 지지부의 내측에 형성된 제 2 개구부를 구비한 보조구를 준비하는 보조구 준비 공정과, 웨이퍼의 이면을 다이싱 테이프에 첩착함과 함께 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 프레임으로 웨이퍼를 수용한 상태에서 다이싱 테이프에 첩착하여 그 웨이퍼를 그 프레임으로 지지하는 프레임 지지 공정과, 흡인 유지 수단을 구비한 척 테이블에 그 보조구를 재치함과 함께 그 보조구의 제 1 개구부에 그 웨이퍼의 표면측을 수용하고, 그 척 테이블에 흡인력을 작용시키는 척 테이블 재치 공정과, 그 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 그 다이싱 테이프를 개재하여 그 웨이퍼의 이면으로부터 내부에 위치 결정하여 조사하고, 분할 예정 라인을 따라 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 다이싱 테이프를 개재하여 프레임에 유지된 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를 그 분할 예정 라인을 따라 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정으로 적어도 구성되는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.

Description

웨이퍼의 가공 방법 및 웨이퍼의 가공에 사용하는 보조구{WAFER PROCESSING METHOD AND SUPPORTING TOOL USED IN WAFER PROCESSING}

본 발명은, 웨이퍼의 표면측에 형성된 디바이스를 흠집내지 않고 가공하는 웨이퍼의 가공 방법 및 그 웨이퍼의 가공에 사용하는 보조구에 관한 것이다.

IC, LSI, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), LED 등의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되고, 표면에 형성된 웨이퍼는, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스로 분할되어, 휴대 전화, PC 등의 전기 기기에 이용된다.

레이저 가공 장치는, 피가공물을 흡인 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과, 가공해야 할 영역을 검출하는 촬상 수단과, 그 척 테이블과 그 레이저 광선 조사 수단을 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단으로 대체로 구성되어 있고, 분할 예정 라인의 내부에 집광점을 위치 결정하여 분할 예정 라인을 따라 개질층을 형성하고, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조).

상기한 특허문헌 1 에 기재된 기술에 의하면, 웨이퍼의 분할 예정 라인을 따라 개질층을 형성하고, 그 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할할 수 있다. 그러나, 웨이퍼의 표면측에는, 복수의 기능층이 적층되어 있고, 분할 예정 라인이 형성된 웨이퍼의 표면측으로부터 레이저 광선의 집광점을 내부에 위치 결정하는 것이 곤란한 경우가 있다. 그 경우에는, 웨이퍼의 이면측으로부터 레이저 광선의 집광점을 분할 예정 라인의 내부에 위치 결정하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하게 된다.

일본 특허공보 제3408805호

상기한 바와 같이, 웨이퍼의 표면으로부터 레이저 광선의 집광점을 내부에 위치 결정하는 것이 곤란한 경우, 웨이퍼의 이면측으로부터 레이저 광선의 집광점을 분할 예정 라인의 내부에 위치 결정하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성함으로써, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할할 수 있다. 그러나, 웨이퍼의 표면측을 직접 척 테이블에서 흡인 유지하면, 척 테이블의 흡착 척과의 접촉에 의해 웨이퍼의 표면측에 형성된 디바이스를 흠집낼 우려가 있다. 또, 디바이스를 흠집내지 않도록, 웨이퍼의 표면측에 보호 테이프를 첩착하여 척 테이블에 유지하여 가공하는 방법도 생각할 수 있지만, 보호 테이프를 웨이퍼의 표면측에 첩착하여 분할 공정을 실시한 후, 그 보호 테이프를 표면측으로부터 박리할 때에 보호 테이프를 구성하고 있는 점착층의 일부가 디바이스에 부착되어 떨어지지 않아, 그 후의 공정에 있어서 가공 불량을 발생시키는 등, 품질의 저하를 초래하는 경우가 있다. 또한, MEMS 웨이퍼에서는 각 디바이스가 미세한 구조체로 형성되어 있기 때문에 보호 테이프를 박리할 때에 그 디바이스를 손상시킨다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 디바이스의 표면에 흠집을 내지 않고, 또, 미세한 구조체에 의해 형성된 디바이스를 손상시키지 않고 웨이퍼의 이면으로부터 레이저 광선의 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치 결정하여 개질층을 형성할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법, 및 그 웨이퍼의 가공에 사용하는 보조구를 제공하는 것에 있다.

상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 외경과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부와, 그 제 1 개구부의 바닥부에 형성되어 그 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 그 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부와, 그 제 1 개구부의 바닥부로서 그 지지부의 내측에 형성된 제 2 개구부를 구비한 보조구를 준비하는 보조구 준비 공정과, 웨이퍼의 이면을 다이싱 테이프에 첩착함과 함께 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 프레임으로 웨이퍼를 수용한 상태에서 다이싱 테이프에 첩착하여 그 웨이퍼를 그 프레임으로 지지하는 프레임 지지 공정과, 흡인 유지 수단을 구비한 척 테이블에 그 보조구를 재치 (載置) 함과 함께 그 보조구의 제 1 개구부에 그 웨이퍼의 표면측을 수용하고, 그 척 테이블에 흡인력을 작용시키는 척 테이블 재치 공정과, 그 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 그 다이싱 테이프를 개재하여 그 웨이퍼의 이면으로부터 내부에 위치 결정하여 조사하고, 분할 예정 라인을 따라 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 다이싱 테이프를 개재하여 프레임에 유지된 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를 그 분할 예정 라인을 따라 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정으로 적어도 구성되는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.

그 보조구 준비 공정에서 준비되는 보조구는, 그 제 1 개구부의 외주의 표면이 조면 (粗面) 으로 가공되어, 그 개질층 형성 공정에서 사용되는 레이저 광선을 산란시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

그 보조구 준비 공정에서 준비되는 보조구는, 그 제 2 개구부의 바닥과 그 지지부의 단차가, 10 ㎛ ∼ 20 ㎛ 로 설정되어 있는 것이 바람직하다.

그 웨이퍼의 그 디바이스 영역에 형성되는 디바이스가 MEMS 인 경우에, 본 발명은 특히 바람직하다.

상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼를 지지하는 보조구로서, 웨이퍼의 외형과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부와, 그 제 1 개구부의 바닥에 형성되어, 그 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부를 갖는 제 2 개구부를 구비한 보조구가 제공된다.

본 발명은, 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 외경과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부와, 제 1 개구부의 바닥부에 형성되어 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부와, 제 1 개구부의 바닥부로서 지지부의 내측에 형성된 제 2 개구부를 구비한 보조구를 준비하는 보조구 준비 공정과, 웨이퍼의 이면을 다이싱 테이프에 첩착함과 함께 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 프레임으로 웨이퍼를 수용한 상태에서 다이싱 테이프에 첩착하여 웨이퍼를 프레임으로 지지하는 프레임 지지 공정과, 흡인 유지 수단을 구비한 척 테이블에 보조구를 재치함과 함께 보조구의 제 1 개구부에 웨이퍼의 표면측을 수용하고, 척 테이블에 흡인력을 작용시키는 척 테이블 재치 공정과, 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 다이싱 테이프를 개재하여 웨이퍼의 이면으로부터 내부에 위치 결정하여 조사하고, 분할 예정 라인을 따라 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 다이싱 테이프를 개재하여 프레임에 유지된 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를 그 분할 예정 라인을 따라 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정으로 적어도 구성됨으로써, 웨이퍼의 이면측으로부터 레이저 광선을 조사하여 레이저 가공을 실시하는 경우라도, 디바이스의 표면에 흠집을 내는 경우가 없고, 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성할 수 있다. 또, 웨이퍼의 표면에 점착층을 구비한 보호 테이프 등을 첩착할 필요가 없기 때문에, 점착층의 일부가 디바이스에 부착되어 품질을 저하시키거나, 박리시에 디바이스를 손상시키거나 한다는 문제를 해소할 수 있다.

본 발명에 의해, 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼를 지지하는 보조구로서, 웨이퍼의 외형과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부와, 그 제 1 개구부의 바닥에 형성되어, 그 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부를 갖는 제 2 개구부를 구비한 보조구가 제공된다. 그 보조구를 레이저 가공 방법에 사용함으로써, 웨이퍼의 이면측으로부터 레이저 광선을 조사하여 레이저 가공을 실시하는 경우라도, 디바이스의 표면에 흠집을 내는 경우가 없고, 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성할 수 있다. 또, 웨이퍼의 표면에 점착층을 구비한 보호 테이프 등을 첩착할 필요가 없기 때문에, 점착층의 일부가 디바이스에 부착되어 품질을 저하시키거나, 박리시에 디바이스를 손상시키거나 한다는 문제를 해소할 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 기초하여 구성된 보조구의 전체 사시도, 및 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 프레임 지지 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 은, 본 발명의 레이저 가공 방법을 실시하기 위하여 구성된 레이저 가공 장치의 전체 사시도이다.
도 4 는, 본 발명의 척 테이블 재치 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5 는, 본 발명의 개질층 형성 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6 은, 본 발명의 분할 공정을 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 본 발명에 기초하여 구성된 웨이퍼의 가공 방법, 및 그 웨이퍼의 가공에 사용되는 보조구에 대해 첨부 도면을 참조하여, 상세하게 설명한다.

(보조구 준비 공정)

도 1(a) 에는, 본 발명에 기초하는 웨이퍼의 가공 방법의 보조구 준비 공정에서 준비되는 보조구 (100) 의 전체 사시도를 나타내고, 도 1(b) 에는, 도 1(a) 의 A-A 단면도를 나타내고 있다. 보조구 (100) 는, 예를 들어, 웨이퍼의 직경＋10 ㎜ 정도의 직경을 갖는 Si (실리콘) 로 구성되고, 후술하는 피가공물인 웨이퍼의 외경과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부 (120) 를 구비하고 있다. 또, 제 1 개구부 (120) 의 바닥부에는, 웨이퍼를 디바이스가 형성된 면을 아래로 하여 수용한 경우에, 디바이스가 형성되어 있는 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 디바이스가 형성되어 있지 않은 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부 (122) 와, 제 1 개구부 (120) 의 바닥부로서 지지부 (122) 의 내측 영역에 형성된 제 2 개구부 (130) 를 구비하고, 제 2 개구부 (130) 의 바닥부에는, 바닥벽 (132) 이 형성되어 있다. 상기한 보조구 (100) 는, 예를 들어, 이하와 같은 순서로 제조할 수 있다.

먼저, 가공해야 할 웨이퍼의 직경에 대해 ＋10 ㎜ 의 직경을 가짐과 함께, 가공해야 할 웨이퍼의 두께에 대해 ＋0.6 ㎜ 의 두께를 갖는 Si 기판을 준비한다. 이어서, 입경이 50 ㎛ 정도인 다이아몬드 지립을 레진 본드로 굳혀 형성된 연삭 지석을 환상으로 구비한 연삭 휠로 Si 기판의 상면을 0.1 ㎜ 연삭하여 조면을 형성한다. 이어서, 입경 20 ㎛ 정도의 다이아몬드 지립을 레진 본드로 굳혀 형성된 연삭 지석을 가공해야 할 웨이퍼 직경의 1/2 정도의 직경으로 환상으로 구비한 연삭 휠을 Si 기판의 외주단으로부터 5 ㎜ 에 약간 모자라게 내측에 위치 결정하여 500 ㎛ 의 깊이까지 연삭하여, 웨이퍼와 대략 동형이 되는 제 1 개구부 (120) 를 형성한다. 또한, 제 1 개구부 (120) 를 형성한 연삭 휠을, 제 1 개구부 (120) 의 바닥부로서, 가공해야 할 웨이퍼의 외주 잉여 영역의 폭 (2 ∼ 3 ㎜) 에 대응시킨 폭 (2 ∼ 3 ㎜) 만큼 내측에 위치 결정하여 지지부 (122) 를 남기고, 20 ㎛ 의 깊이까지 연삭하여 제 2 개구부 (130) 를 형성한다. 이상에 의해 보조구 (100) 가 완성된다.

상기한 순서에 의해 제조됨으로써, 보조구 (100) 의 제 1 개구부 (120) 를 둘러싸는 외주 (112) 는, 후술하는 웨이퍼의 가공시에 조사되는 레이저 광선이 산란되도록 조면으로 형성된다. 또한, 외주 (112) 는, 상기한 조건에 의해 연삭되는 것에 한정되지 않고, 가공시에 조사되는 레이저 광선을 산란시키는 정도의 조면으로 형성되면 된다.

보조구 (100) 의 제 1 개구부 (120) 의 깊이는, 가공되는 웨이퍼의 두께에 맞추어 설정되고, 본 실시형태에서는 예를 들어 500 ㎛ 정도의 깊이가 된다. 또, 제 2 개구부 (130) 의 깊이, 즉, 바닥벽 (132) 로부터 지지부 (122) 까지의 단차는 20 ㎛ 로 설정된다. 또한, 그 단차는, 제 1 개구부 (120) 에 수용되는 웨이퍼의 디바이스 형성면이 접촉하지 않을 정도의 단차이면 되고, 10 ∼ 20 ㎛ 정도로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 도 1 은, 보조구 (100) 의 구성을 알기 쉽게 설명하는 사정 상, 실제의 치수를 따른 것은 아니다.

이상에 나타낸 보조구 (100) 를, 피가공물인 웨이퍼에 가공을 실시하기 전에 준비해 둠으로써, 보조구 준비 공정이 완료된다.

(프레임 지지 공정)

다음으로, 프레임 지지 공정을 실시한다. 프레임 지지 공정을 실시할 때에, 우선, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 피가공물인 대략 원형상의 웨이퍼 (10) 를 준비한다. 웨이퍼 (10) 는, 예를 들어, Si (실리콘) 로 이루어지는 웨이퍼에 포토리소그래피 프로세스 및 에칭을 포함하는 가공을 실시하고, 표면 (10a) 상에 서로 직교하는 복수의 분할 예정 라인 (12) 으로 구획되는 디바이스 영역에 복수의 디바이스 (MEMS) (14) 를 형성한 것이다. 그 디바이스 (14) 가 형성된 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주에는, 디바이스 (14) 가 형성되지 않은 외주 잉여 영역 (10c) 이 형성된다. 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 을 다이싱 테이프 (T) 에 첩착함과 함께 웨이퍼 (10) 를 수용하는 개구를 갖는 프레임 (F) 으로 웨이퍼 (10) 를 수용한 상태에서 다이싱 테이프 (T) 에 첩착하여 그 웨이퍼 (10) 를 그 프레임 (F) 으로 지지한다. 이상으로 프레임 지지 공정이 완료된다 (도 2(b) 를 참조).

상기한 프레임 지지 공정이 완료되었다면, 레이저 가공 장치의 척 테이블에 웨이퍼 (10) 를 유지시키는 척 테이블 재치 공정을 실시한다. 도 3 을 참조하면서, 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법을 실현하기 위하여 구성된 레이저 가공 장치 (2) 에 대해 설명한다.

도 3 에 나타내는 레이저 가공 장치 (2) 는, 피가공물을 유지하는 유지 수단 (22) 과, 정지 (靜止) 기대 (2a) 상에 배치 형성되고 유지 수단 (22) 을 이동시키는 이동 수단 (23) 과, 유지 수단 (22) 에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (24) 과, 정지 기대 (2a) 상의 이동 수단 (23) 의 측방에 화살표 Z 로 나타내는 Z 방향으로 세워 설치되는 수직 벽부 (51), 및 수직 벽부 (51) 의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되는 수평 벽부 (52) 로 이루어지는 프레임체 (50) 를 구비하고 있다. 프레임체 (50) 의 수평 벽부 (52) 내부에는, 본 발명의 레이저 가공 장치 (2) 의 주요부를 구성하는 레이저 광선 조사 수단 (24) 의 광학계가 내장되어 있고, 수평 벽부 (52) 의 선단부 하면측에는, 레이저 광선 조사 수단 (24) 을 구성하는 집광기 (241) 가 배치 형성됨과 함께, 집광기 (241) 에 대해 도면 중 화살표 X 로 나타내는 방향에서 인접하는 위치에 촬상 수단 (26) 이 배치 형성된다. 그 촬상 수단 (26) 은, 가시광선에 의해 촬상하는 통상적인 촬상 소자 (CCD) 와, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선 조사 수단과, 적외선 조사 수단에 의해 조사된 적외선을 포착하는 광학계와, 그 광학계가 포착한 적외선에 대응하는 전기 신호를 출력하는 촬상 소자 (적외선 CCD) 를 포함한다.

유지 수단 (22) 은, 도면 중에 화살표 X 로 나타내는 X 방향에 있어서 자유롭게 이동할 수 있도록 정지 기대 (2a) 에 탑재된 사각형상의 X 방향 가동판 (30) 과, 도면 중에 화살표 Y 로 나타내는 Y 방향에 있어서 자유롭게 이동할 수 있도록 X 방향 가동판 (30) 에 탑재된 사각형상의 Y 방향 가동판 (31) 과, Y 방향 가동판 (31) 의 상면에 고정된 원통상의 지주 (支柱) (32) 와, 지주 (32) 의 상단에 고정된 사각형상의 커버판 (33) 을 포함한다. 커버판 (33) 에는 그 커버판 (33) 상에 형성된 장공 (長穴) 을 통과하여 상방으로 연장되는 원형상의 피가공물을 유지하고, 도시되지 않은 회전 구동 수단에 의해 회전 가능하게 구성된 척 테이블 (34) 이 배치 형성되어 있다. 척 테이블 (34) 의 상면에는, 다공질 재료로 형성되고 실질상 수평하게 연장되는 원형상의 흡착 척 (35) 으로 이루어지는 흡인 유지 수단이 배치되어 있다. 흡착 척 (35) 은, 지주 (32) 를 통과하는 유로에 의해 도시되지 않은 흡인 수단에 접속되어 있고, 흡착 척 (35) 의 주위에는, 피가공물을 척 테이블 (34) 에 고정시킬 때에 웨이퍼 (10) 를 유지하는 프레임 (F) 을 파지하기 위한 클램프 (36) 가 균등하게 4 개 배치되어 있다. 또한, X 방향은 도 1 에 화살표 X 로 나타내는 방향이고, Y 방향은 화살표 Y 로 나타내는 방향으로서 X 방향과 직교하는 방향이다. X 방향, Y 방향에 의해 규정되는 평면은 실질상 수평이다.

이동 수단 (23) 은, X 방향 이동 수단 (40) 과, Y 방향 이동 수단 (42) 을 포함한다. X 방향 이동 수단 (40) 은, 모터의 회전 운동을, 볼 나사를 개재하여 직선 운동으로 변환하여 X 방향 가동판 (30) 에 전달하고, 정지 기대 (2a) 상의 안내 레일을 따라 X 방향 가동판 (30) 을 X 방향에 있어서 진퇴시킨다. Y 방향 이동 수단 (42) 은, 모터의 회전 운동을, 볼 나사를 개재하여 직선 운동으로 변환하여, Y 방향 가동판 (31) 에 전달하고, X 방향 가동판 (30) 상의 안내 레일을 따라 Y 방향 가동판 (31) 을 Y 방향에 있어서 진퇴시킨다. 또한, 도시는 생략하지만, X 방향 이동 수단 (40), Y 방향 이동 수단 (42) 에는, 각각 위치 검출 수단이 배치 형성되어 있고, 척 테이블 (34) 의 X 방향의 위치, Y 방향의 위치, 둘레 방향의 회전 위치가 정확하게 검출되고, 후술하는 제어 수단으로부터 지시되는 신호에 기초하여 X 방향 이동 수단 (40), Y 방향 이동 수단 (42), 및 도시되지 않은 회전 구동 수단이 구동되어, 임의의 위치 및 각도에 척 테이블 (34) 을 정확하게 위치 결정하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 상기한 레이저 가공 장치 (2) 전체, 및 이동 수단 (23) 등은, 통상적인 가공 상태에서는, 설명의 사정 상 생략된 도시되지 않은 커버, 주름 상자 등에 의해 덮여 있어, 내부에 분진이나 먼지 등이 들어가지 않도록 구성된다.

본 실시형태의 레이저 가공 장치 (2) 는, 대체로 이상과 같이 구성되어 있고, 이하에, 상기 서술한 프레임 지지 공정에 계속해서 실시되는 척 테이블 재치 공정에 대해 설명한다.

(척 테이블 재치 공정)

척 테이블 재치 공정은, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (34) 의 흡착 척 (35) 상에 보조구 (100) 를 재치함과 함께 보조구 (100) 의 제 1 개구부 (120) 에 디바이스 (14) 가 형성된 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 측을 아래로 하여 수용하고, 4 개의 클램프 (36) 를, 웨이퍼 (10) 를 유지한 프레임 (F) 에 작용시킴으로써 고정시킨다. 또한, 척 테이블 (34) 의 흡착 척 (35) 에 흡인력을 작용 시킴으로써 보조구 (100) 를 흡인 유지한다. 이 때, 보조구 (100) 의 지지부 (122) 에는, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 의 디바이스 (14) 가 형성된 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역 (10c) 이 맞닿아 유지된다. 이로써, 도 4(b) 에 개략 단면도로 나타내는 바와 같이, 다이싱 테이프 (T) 가 가장 상면에 위치하고, 웨이퍼 (10) 가 보조구 (100) 를 개재하여 척 테이블 (34) 의 흡착 척 (35) 상에 유지됨과 함께, 웨이퍼 (10) 의 디바이스 (14) 가 형성된 디바이스 영역과 보조구 (100) 의 바닥벽 (132) 사이에 공간 (약 20 ㎛) 이 확보된다. 이상에 의해 척 테이블 재치 공정이 완료된다.

(개질층 형성 공정)

상기한 바와 같이, 척 테이블 재치 공정이 완료되었다면, 웨이퍼 (10) 의 내부에 개질층을 형성하기 위한 개질층 형성 공정을 실시한다. 개질층 형성 공정은 구체적으로는 이하의 순서에 의해 실시된다.

척 테이블 (34) 상에 보조구 (100) 와 함께 웨이퍼 (10) 가 유지되었다면, 가공 이송 수단 (23) 을 작동시켜 척 테이블 (34) 을 촬상 수단 (26) 의 바로 아래에 위치 결정한다. 척 테이블 (34) 이 촬상 수단 (26) 의 바로 아래에 위치 결정되면, 촬상 수단 (26) 및 도시되지 않은 제어 수단에 의해 웨이퍼 (10) 의 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 얼라인먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단 (26) 및 제어 수단은, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (12) 을 따라 레이저 광선 (LB) 을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (24) 의 집광기 (241) 와 가공 영역의 위치 맞춤을 실시하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선조사 위치의 얼라인먼트 공정을 수행한다. 이 때, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (12) 이 형성되어 있는 표면 (10a) 은 하측에 위치하고 있는데, 촬상 수단 (26) 이 상기 서술한 바와 같이 적외선 조명 수단과 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자 (적외선 CCD) 등으로 구성되어 있으므로, 다이싱 테이프 (T) 및 웨이퍼 (10) 를 투영하여 표면 (10a) 측의 분할 예정 라인 (12) 을 촬상할 수 있다.

상기 서술한 얼라인먼트 공정을 실시하였다면, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선 (LB) 을 다이싱 테이프 (T) 너머로, 즉 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 분할 예정 라인 (12) 을 따라 조사하고, 웨이퍼 (10) 의 내부에 개질층 (200) 을 형성하는 개질층 형성 공정을 실시한다. 보다 구체적으로는, 척 테이블 (34) 을, 레이저 광선 (LB) 을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (24) 의 집광기 (241) 가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 소정의 분할 예정 라인 (12) 의 일단을 레이저 광선 조사 수단 (24) 의 집광기 (241) 바로 아래에 위치 결정한다. 다음으로, 집광기 (241) 로부터 조사되는 레이저 광선 (LB) 의 집광점을 웨이퍼 (10) 의 내부에 위치 결정하고, 집광기 (241) 로부터 웨이퍼 (10) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선 (LB) 을 조사하면서 척 테이블 (34) 을 도면 중 화살표 X 로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시켜, 분할 예정 라인 (12) 의 타단까지 이동시킨다. 이와 같은 가공을, 유지 수단 (22), 이동 수단 (23) 을 작동시키면서, 모든 분할 예정 라인 (12) 을 따라 개질층을 형성하는 레이저 가공을 실시한다 (도 5(b) 를 참조). 또한, 도 5(b) 는, 보조구 (100) 로부터 웨이퍼 (10) 를 꺼내어 표면 (10a) 측을 상방을 향하게 한 상태를 나타내는 도면이다.

상기한 레이저 가공에 있어서 실시되는 레이저 가공 조건은, 예를 들어 이하와 같이 설정된다.

파장 : 1030 ㎚

펄스 폭 : 10 ps

반복 주파수 : 100 ㎑

집광 렌즈 (개구 수): 0.8

평균 출력 : 0.5 W

디포커스 : -290 ㎛

스폿 직경 : φ5 ㎛

가공 이송 속도 : 1000 ㎚/초

본 발명에 있어서는, 웨이퍼 (10) 의 디바이스 (14) 가 형성된 표면 (10a) 측을 보호하는 점착 테이프 등을 첩착하지 않고, 상기한 바와 같은 보조구를 사용하여 레이저 가공을 실시한다. 따라서, 레이저 가공을 실시한 후에, 점착성의 테이프를 박리하거나 할 필요가 없고, MEMS 디바이스와 같이, 미세하고 복잡한 회로가 형성된 디바이스라도, 손괴되거나 하는 문제가 발생하지 않는다.

상기 서술한 레이저 가공을 실시할 때, 소정의 분할 예정 라인 (12) 에 대해 레이저 광선 (LB) 의 조사를 개시하는 개시 위치, 및 레이저 광선 (LB) 의 조사를 종료하는 종료 위치는, 모두 웨이퍼 (10) 상의 분할 예정 라인 (12) 의 단부로부터 약간 보조구 (100) 의 외주 (112) 측에 위치 결정된다. 여기서, 본 발명에서는 상기 서술한 바와 같이, 보조구 (100) 의 외주 (112) 의 표면이, 레이저 광선 (LB) 이 조사되었을 때에 산란하도록 조면으로 가공되어 있어, 보조구 (100) 의 외주 (112) 에 레이저 광선이 조사되어도 열화되는 것이 방지된다. 또한, 보조구 (100) 의 외주 (112) 의 폭은, 3 ∼ 5 ㎜ 정도가 바람직하다. 이상에 의해, 개질층 형성 공정이 완료된다.

(분할 공정)

상기 서술한 바와 같이, 개질층 형성 공정이 완료되었다면, 분할 공정을 실시한다. 본 실시형태에 있어서 분할 공정을 실시하기 위하여 구성된 분할 장치 (70) 에 대해, 도 6 을 참조하면서 설명한다.

도시하는 분할 장치 (70) 는, 웨이퍼 (10) 를 유지하는 환상의 프레임 (F) 을 유지하는 프레임 유지 부재 (71) 와, 프레임 유지 부재 (71) 의 외주에 배치 형성된 고정 수단으로서의 복수의 클램프 (72) 에 의해 프레임 유지 수단을 구성하고 있다. 또, 그 프레임 유지 수단에 유지된 환상의 프레임 (F) 에 장착된 다이싱 테이프 (T) 를 확장하기 위하여, 프레임 유지 부재 (71) 의 내측에 배치 형성되는 확장 드럼 (75) 을 구비하고 있다. 이 확장 드럼 (75) 은, 환상의 프레임 (F) 의 내경보다 작고 그 환상의 프레임 (F) 에 장착된 다이싱 테이프 (T) 에 첩착되는 웨이퍼 (10) 의 외경보다 큰 내경 및 외경을 갖고 있다. 또, 확장 드럼 (75) 은, 하단부에 직경 방향으로 돌출하여 형성된 지지 플랜지를 구비하고 (도시는 생략한다), 그 지지 플랜지 상에는, 프레임 유지 부재 (71) 를 상하 방향으로 진퇴시키기 위해 복수의 에어 실린더 (73) 가 배치 형성되고, 에어 실린더 (73) 에 의해 상하 방향으로 진퇴되는 피스톤 로드 (74) 가 프레임 유지 부재 (71) 의 하면에 연결된다. 이와 같이 복수의 에어 실린더 (73), 피스톤 로드 (74) 로 이루어지는 지지 수단은, 도 6(a) 에서 실선으로 나타내는 바와 같이 환상의 프레임 유지 부재 (71) 를 확장 드럼 (75) 의 상단과 대략 동일 높이가 되는 기준 위치와, 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 환상의 프레임 유지 부재 (71) 를 확장 드럼 (75) 의 상단으로부터 소정량 하방의 확장 위치에 선택적으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 서술한 분할 장치 (70) 의 작용에 대해 설명한다. 분할 예정 라인 (12) 을 따라 개질층 (200) 이 형성된 웨이퍼 (10) 를, 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 지지한 환상의 프레임 (F) 을 프레임 유지 부재 (71) 의 재치면 상에 재치하고, 클램프 (72) 에 의해 프레임 유지 부재 (71) 에 고정시킨다. 이 때, 프레임 유지 부재 (71) 는 도 6 의 (a) 에서 실선으로 나타내는 기준 위치에 위치 결정되어 있다.

도면 중 실선으로 나타내는 기준 위치에 위치 결정되어 있는 프레임 유지 부재 (71) 에, 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 웨이퍼 (10) 를 지지한 환상의 프레임 (F) 을 고정시켰다면, 테이프 확장 수단을 구성하는 복수의 에어 실린더 (73) 를 작동시켜, 환상의 프레임 유지 부재 (71) 를 하강시킨다. 이로써, 프레임 유지 부재 (71) 의 재치면 상에 고정되어 있는 환상의 프레임 (F) 도 하강하기 때문에, 도면 중 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 환상의 프레임 (F) 에 장착된 다이싱 테이프 (T) 는 상대적으로 상승하는 확장 드럼 (75) 의 상단 가장자리에 맞닿아 확장된다. 이 결과, 다이싱 테이프 (T) 에 첩착되어 있는 웨이퍼 (10) 에는 방사상으로 인장력이 작용하여, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 분할 예정 라인 (12) 을 따라 형성된 개질층 (200) 이 분할 기점이 되어, 개개의 디바이스 (14) 를 따라 분할 라인 (210) 이 형성된다. 이상에 의해, 분할 공정이 완료된다.

상기 서술한 분할 공정이 완료되었다면, 적절히 픽업 수단을 적용하여, 다이싱 테이프 (T) 로부터, 개개로 분할된 디바이스 (14) 를 픽업하여, 다음 공정으로 반송된다.

본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 한, 여러 가지 변형예를 상정할 수 있다. 상기한 실시형태에서는, 디바이스 (14) 가 MEMS 인 경우를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, IC, LSI, LED 등, 다른 디바이스가 형성된 웨이퍼를 가공할 때에 적용할 수 있다.

2 : 레이저 가공 장치
10 : 웨이퍼
10a : 표면
10b : 이면
10c : 외주 잉여 영역
12 : 분할 예정 라인
14 : 디바이스
22 : 유지 수단
23 : 이동 수단
34 : 척 테이블
35 : 흡착 척
36 : 클램프
40 : X 방향 이동 수단
42 : Y 방향 이동 수단
70 : 분할 장치
100 : 보조구
112 : 외주
120 : 제 1 개구부
122 : 지지부
130 : 제 2 개구부
132 : 바닥벽

Claims

복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
웨이퍼의 외경과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부와, 그 제 1 개구부의 바닥부에 형성되어 그 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 그 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부와,
그 제 1 개구부의 바닥부로서 그 지지부의 내측에 형성된 제 2 개구부를 구비한 보조구를 준비하는 보조구 준비 공정과,
웨이퍼의 이면을 다이싱 테이프에 첩착함과 함께 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 프레임으로 웨이퍼를 수용한 상태에서 다이싱 테이프에 첩착하여 그 웨이퍼를 그 프레임으로 지지하는 프레임 지지 공정과,
흡인 유지 수단을 구비한 척 테이블에 그 보조구를 재치함과 함께 그 보조구의 제 1 개구부에 그 웨이퍼의 표면측을 수용하고, 그 척 테이블에 흡인력을 작용시키는 척 테이블 재치 공정과,
그 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 그 다이싱 테이프를 개재하여 그 웨이퍼의 이면으로부터 내부에 위치 결정하여 조사하고, 분할 예정 라인을 따라 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과,
다이싱 테이프를 개재하여 프레임에 유지된 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를 그 분할 예정 라인을 따라 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정으로 적어도 구성되는, 웨이퍼의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
그 보조구 준비 공정에서 준비되는 보조구는, 그 제 1 개구부의 외주의 표면이 조면으로 가공되고, 그 개질층 형성 공정에서 사용되는 레이저 광선을 산란시키는, 웨이퍼의 가공 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 보조구 준비 공정에서 준비되는 보조구는, 그 제 2 개구부의 바닥과 그 지지부의 단차가, 10 ㎛ ∼ 20 ㎛ 로 설정되는, 웨이퍼의 가공 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
그 웨이퍼의 그 디바이스 영역에 형성되는 디바이스는, MEMS 인, 웨이퍼의 가공 방법.
복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 디바이스 영역과 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 구비한 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼의 보조구로서,
웨이퍼의 외형과 대략 동형으로 웨이퍼를 수용하는 제 1 개구부와, 그 제 1 개구부의 바닥에 형성되어, 그 디바이스 영역과의 접촉을 피함과 함께 외주 잉여 영역을 지지하는 지지부를 갖는 제 2 개구부를 구비한, 웨이퍼의 보조구.
제 5 항에 있어서,
그 보조구는, 그 제 1 개구부의 외주의 표면이 조면으로 형성되어, 레이저 광선을 산란시키는, 웨이퍼의 보조구.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
그 보조구는, 그 제 2 개구부의 바닥과 그 지지부의 단차가, 10 ㎛ ∼ 20 ㎛ 로 설정되어 있는, 웨이퍼의 보조구.