KR20200011363A - 웨이퍼의 분할 방법 - Google Patents

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KR20200011363A
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holding
adhesive tape
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요시아키 시미즈
마사루 나카무라
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은, 광통신 칩의 도파로와 광섬유를 간극없이 직선형으로 접속하는 것을 과제로 한다.
광통신 칩(C)에서는, 광도파로(8)가, 할단면(84)을 포함하는 제2 측면(83)으로 노출된다. 이 때문에, 광도파로(8)에 접속되는 커넥터(91)가 할단면(84)에 접착된다. 할단면(84)은, 개질층의 단면보다 높은 평활성을 갖는다. 이 때문에, 광통신 칩(C)의 할단면(84)에 커넥터(91)를 접착하는 것에 의해, 광통신 칩(C)에 커넥터(91)를 밀착시켜 접착할 수 있다. 그 때문에, 커넥터(91)에 부착된 광섬유(93)와 광도파로(8)를 실질적으로 직선형으로 접속할 수 있다. 또한, 광섬유(93)와 광도파로(8) 사이에 간극이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

Description

웨이퍼의 분할 방법{WAFER DIVIDING METHOD}
본 발명은 웨이퍼의 분할 방법에 관한 것이다.
데이터 전송량의 증대에 의해 광통신이 요구되고 있다. 광통신하기 위한 디바이스로서, 실리콘 포토닉스가 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 실리콘 포토닉스의 제조에서는, 웨이퍼의 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 광통신용의 디바이스가 형성된다. 그리고, 분할 예정 라인을 따라서 웨이퍼의 내부에 개질층이 형성된 후, 개질층을 기점으로 웨이퍼가 분할되어 칩이 형성된다. 분할된 칩의 측면에는 광도파로의 단부가 노출된다. 이 광도파로의 단부에 광섬유가 접속되어 광통신이 행해진다.
또한, 실리콘 포토닉스에서는, 광섬유를 칩에 고정하기 위해 커넥터가 설치된다. 커넥터는, 칩에 접착재로 접착되고, 광섬유 단부와 칩의 광도파로의 단부를 연결한다(예를 들면 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2014-146002호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2016-156868호 공보
커넥터가 기울어져 칩에 접착되어 있으면, 광도파로의 단부면과 커넥터에 삽입된 광섬유의 단부면 사이에 간극이 생기기 쉬운 동시에, 광도파로와 광섬유가 직선형으로 접속되기 어려워진다. 이 때문에, 광통신 불량이 발생할 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 커넥터에 삽입된 광섬유의 단부와 광도파로의 단부 사이에 간극이 생기는 것을 억제함과 더불어, 광도파로와 광섬유가 직선형으로 접속되도록, 칩의 측면에 커넥터를 접착하는 것에 있다.
본 발명에 관한 웨이퍼의 분할 방법(본 분할 방법)은, 표면의 분할 예정 라인에 의해 격자형으로 구획된 영역에, 광데이터 통신을 하기 위한 광을 통과시키는 직선형의 광도파로를 갖는 광통신 디바이스가 형성된 웨이퍼에, 상기 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하고, 상기 웨이퍼의 내부에 상기 레이저 광선을 집광시킨 집광점을 위치 부여하여 상기 집광점에서 개질층을 형성하고, 상기 개질층을 기점으로 상기 분할 예정 라인을 따라서 상기 웨이퍼를 개개의 광통신 칩으로 분할하는 웨이퍼의 분할 방법으로서, 상기 분할 예정 라인은, 상기 광도파로의 연장 방향에 대하여 평행한 제1 분할 예정 라인과, 상기 광도파로의 연장 방향에 대하여 직교하는 제2 분할 예정 라인으로 구성되고, 상기 웨이퍼의 이면 전체면에 점착 테이프를 접착하는 테이프 접착 공정과, 상기 웨이퍼를 상기 점착 테이프를 통해 유지 테이블의 유지면에서 유지하는 유지 공정과, 상기 제1 분할 예정 라인을 따라서, 직선형의 제1 개질층을 형성하는 제1 개질층 형성 공정과, 상기 웨이퍼의 이면 근처의 깊이 위치에서 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서, 직선형의 제2 개질층을 형성하는 제2 개질층 형성 공정과, 상기 웨이퍼의 표면 근처의 깊이 위치에서 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서, 상기 광도파로에 관련된 부분에 형성되지 않는 파선형의 제3 개질층을 형성하는 제3 개질층 형성 공정과, 상기 제1 개질층과 상기 제2 개질층과 상기 제3 개질층에 외력을 부여하여, 각 개질층을 기점으로 상기 웨이퍼를 분할함으로써, 상기 광도파로의 단부면이 4개의 측면 중의 하나의 면으로 노출된 광통신 칩을 취득하는 분할 공정을 구비하고 있다.
본 분할 방법의 테이프 접착 공정에서는, 상기 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 링프레임에, 상기 개구를 막도록 상기 점착 테이프를 접착하고, 상기 개구의 상기 점착 테이프에 상기 웨이퍼를 접착함으로써, 상기 점착 테이프를 통해 상기 링프레임이 상기 웨이퍼를 지지하는 가공물 세트를 형성해도 좋고, 상기 분할 공정에서는, 상기 웨이퍼에 접착한 상기 점착 테이프를 상기 웨이퍼의 직경 방향으로 확장시킴으로써, 상기 제1 개질층과 상기 제2 개질층과 상기 제3 개질층에 외력을 부여하여 상기 웨이퍼를 분할해도 좋다.
본 분할 방법에서는, 상기 웨이퍼의 상기 표면에는, 상기 표면을 보호하는 보호 테이프가 접착되어도 좋고, 상기 유지 공정에서는, 흡인원에 연통된 상기 유지면이 상기 보호 테이프를 유지하고, 상기 보호 테이프를 통해 상기 웨이퍼를 유지해도 좋고, 상기 제1 개질층 형성 공정, 상기 제2 개질층 형성 공정, 및 상기 제3 개질층 형성 공정에서는, 상기 레이저 광선을 상기 점착 테이프측으로부터 상기 웨이퍼에 조사하고, 상기 점착 테이프를 투과하여 상기 웨이퍼의 내부에 위치 부여된 상기 레이저 광선의 상기 집광점에서 상기 개질층을 형성하며, 상기 제3 개질층 형성 공정의 후에 상기 제2 개질층 형성 공정을 실시해도 좋고, 상기 분할 공정까지의 상기 웨이퍼의 표리를 반전시켜 상기 웨이퍼의 상기 표면을 위로 놓이게 하는 반전 공정과, 상기 보호 테이프를 박리하는 박리 공정을 더 포함해도 좋다.
본 분할 방법의 유지 공정에서는, 상기 웨이퍼를 유지하는 상기 유지 테이블의 상기 유지면에 다공질 시트를 배치하고, 상기 유지면을 흡인원에 연통시켜, 흡인력이 상기 다공질 시트를 통과하여 상기 웨이퍼의 상기 표면에 작용하는 것에 의해, 상기 웨이퍼를 상기 유지면이 유지해도 좋고, 상기 제1 개질층 형성 공정, 상기 제2 개질층 형성 공정, 및 상기 제3 개질층 형성 공정에서는, 상기 레이저 광선을 상기 점착 테이프측으로부터 상기 웨이퍼에 조사하고, 상기 점착 테이프를 투과하여 상기 웨이퍼의 내부에 위치 부여된 상기 레이저 광선의 상기 집광점에서 상기 개질층을 형성하며, 상기 제3 개질층 형성 공정의 후에 상기 제2 개질층 형성 공정을 실시해도 좋고, 상기 분할 공정까지의 상기 웨이퍼의 표리를 반전시켜 상기 웨이퍼의 상기 표면을 위로 놓이게 하는 반전 공정을 더 포함해도 좋다.
본 분할 방법에서는, 제1 분할 예정 라인을 따라서, 직선형의 제1 개질층이 형성된다. 한편, 제2 분할 예정 라인을 따라서, 웨이퍼의 이면측(이면 근처의 깊이 위치)에 직선형의 제2 개질층이 형성된다. 또한, 이 제2 분할 예정 라인을 따라서는, 웨이퍼의 표면측(표면 근처의 깊이 위치)에 제3 개질층이 형성된다. 제2 분할 예정 라인은 광도파로의 연장 방향에 직교한다. 이 때문에, 제2 개질층 및 제3 개질층도 광도파로와 직교하도록 형성된다.
광도파로를 포함하는 광통신 디바이스는 웨이퍼의 표면에 형성된다. 따라서, 광도파로는, 웨이퍼의 표면 부근에서, 웨이퍼의 표면측으로 연장되는 제3 개질층과 교차한다. 또한, 본 분할 방법에서는, 제3 개질층은, 광도파로에 관련된 부분에는 형성되지 않는다. 즉, 제3 개질층은, 웨이퍼의 표면측에서, 광도파로에 관련된 부분에 걸쳐 있도록, 전체적으로 파선형으로 형성된다. 또, 광도파로에 관련된 부분은, 예를 들면, 광도파로에 가까운 부분 혹은 광도파로에 인접해 있는 부분이다.
웨이퍼는, 제1 개질층, 제2 개질층, 및 제3 개질층에 외력이 부여되는 것에 의해, 이들 개질층을 기점으로 복수의 광통신 칩으로 분할된다. 여기서, 웨이퍼의 광도파로에 관련된 부분에 제3 개질층은 형성되지 않는다. 이 때문에, 광도파로는, 분할에 의해, 개질층이 아닌 부분의 단면인 할단면(割斷面)을 포함하는 광통신 칩의 측면(광통신 칩에서의 4개의 측면 중의 하나의 면)으로 노출된다.
이와 같이, 본 분할 방법에서는, 광도파로가, 할단면을 포함하는 광통신 칩의 측면으로 노출된다. 이 때문에, 광통신 칩의 광도파로에 접속되는 커넥터가 할단면에 접착되게 된다. 즉, 본 분할 방법에서는, 커넥터를 접착하는 광통신 칩의 측면을 할단면으로 할 수 있다.
여기서, 할단면은, 개질층의 단면보다 높은 평활성을 갖는다. 이 때문에, 할단면에 커넥터를 접착하는 것에 의해, 광통신 칩의 측면에 커넥터를 밀착시켜 접착할 수 있다. 그 때문에, 커넥터에 부착된 광섬유와 광도파로를 실질적으로 직선형으로 접속할 수 있다. 또한, 광섬유와 광도파로 사이에 간극이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광통신 불량의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 링프레임을 이용하여 웨이퍼 및 점착 테이프를 포함하는 가공물 세트를 형성하는 것에 의해, 웨이퍼의 취급을 용이하게 할 수 있다. 또한, 점착 테이프를 웨이퍼의 직경 방향으로 확장시키는 것에 의해, 개질층에 대하여 간단히 외력을 부여할 수 있다. 이 때문에, 분할 예정 라인을 따라서 웨이퍼를 용이하게 분할할 수 있다.
또한, 보호 테이프 혹은 다공질 시트를 이용하는 것에 의해, 웨이퍼를 표면측으로부터 유지 테이블에 의해 유지하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 웨이퍼의 이면측으로부터의 레이저 광선의 조사에 의한 개질층 형성이 가능해진다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 웨이퍼를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 웨이퍼에 구비되는 광통신 디바이스의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 웨이퍼, 점착 테이프 및 링프레임을 포함하는, 가공물 세트를 나타내는 설명도이다.
도 4는 제1 실시형태에 관한 레이저 가공 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 레이저 가공 장치의 가공 헤드의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 6은 유지 테이블에 배치되는 웨이퍼를 나타내는 설명도이다.
도 7은 제1 실시형태에 관한 분할 방법(제1 분할 방법)에서의 제2 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 8은 제1 분할 방법에서의 제3 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 9는 제1∼제3 개질층 형성 공정의 실시 후의 웨이퍼의 부분 단면도이다.
도 10은 웨이퍼 분할 장치에 세팅된 웨이퍼를 나타내는 설명도이다.
도 11은 웨이퍼 분할 장치에 의해 칩으로 분할된 웨이퍼를 나타내는 설명도이다.
도 12는, 제1 분할 방법에서의 분할 공정에 의해 얻어진 광통신 칩에, 커넥터 및 광섬유를 부착하는 접착 공정을 나타내는 설명도이다.
도 13은 커넥터 및 광섬유가 부착된 광통신 칩을 나타내는 설명도이다.
도 14는 제2 실시형태에 관한 분할 방법(제2 분할 방법)에서의 테이프 접착 공정을 나타내는 설명도이다.
도 15는 제2 분할 방법에서의 제1 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 16은 제2 분할 방법에서의 제3 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 17은 제2 분할 방법에서의 제2 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 18은 제2 분할 방법에서의 반전 공정을 나타내는 설명도이다.
도 19는 제2 분할 방법에서의 박리 공정을 나타내는 설명도이다.
도 20은 제3 실시형태에 관한 분할 방법(제3 분할 방법)에서의 박리 공정을 나타내는 설명도이다.
도 21은 제3 분할 방법에서의 제1 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 22는 제3 분할 방법에서의 제3 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 23은 제3 분할 방법에서의 제2 개질층 형성 공정을 나타내는 설명도이다.
도 24는 제3 분할 방법에서의 반전 공정을 나타내는 설명도이다.
〔실시형태 1〕
본 발명의 제1 실시형태에 관한 웨이퍼의 분할 방법(제1 분할 방법)을, 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 우선, 제1 실시형태에 관한 웨이퍼에 관해 간단히 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 실시형태에 관한 웨이퍼(1)는, 예를 들면 원판형의 실리콘 기판이다. 웨이퍼(1)의 표면(2a)에는 디바이스 영역(5)이 형성된다. 디바이스 영역(5)에서는, 격자형의 분할 예정 라인(3)에 의해 구획된 영역의 각각에 광통신 디바이스(4)가 형성된다. 웨이퍼(1)의 이면(2b)은, 광통신 디바이스(4)를 갖지 않고, 연삭 지석 등에 의해 연삭된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 광통신 디바이스(4)는, 광신호의 경로인 광도파로(8), 광도파로(8)를 통해 광신호를 송수신하는 광회로(7), 및, 광회로(7)를 제어하는 제어 회로(6)를 갖는다. 광도파로(8)는, 광통신, 즉 광데이터 통신을 실시하기 위한 광신호의 경로이며, 직선형으로 형성된다. 즉, 광도파로(8)는, 광통신 디바이스(4)와 외부 사이에서 송수신되는 광신호의 전달 경로가 된다.
제어 회로(6)는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit)이며, 광회로(7)와의 사이에서 전기 신호를 송수신한다. 광회로(7)는, 예를 들면, 광원, 광변조기, 합파기, 광검출기 및 분파기를 구비한다(모두 도시하지 않음). 광회로(7)는, 예를 들면, 제어 회로(6)로부터의 전기 신호를 광신호로 변환하고, 광도파로(8)를 통해 외부로 송신한다. 또한, 광회로(7)는, 예를 들면, 광도파로(8)를 통해 외부로부터 수신한 광신호를 전기 신호로 변환하고, 제어 회로(6)에 전달한다.
제1 분할 방법에서는, 웨이퍼(1)는 분할 예정 라인(3)을 따라서 분할된다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)가, 각각 1개의 광통신 디바이스(4)를 포함하는 복수의 광통신 칩으로 분할된다. 그리고, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 분할 예정 라인(3)은, 광도파로(8)의 연장 방향에 대하여 평행한 제1 분할 예정 라인(3a), 및 광도파로의 연장 방향에 대하여 직교하는 제2 분할 예정 라인(3b)을 포함한다.
(1) 테이프 접착 공정
제1 분할 방법에서는, 우선 테이프 접착 공정이 실시된다. 테이프 접착 공정에서는, 웨이퍼(1)의 이면(2b)의 전체면에 점착 테이프를 접착한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 고리형의 링프레임(F)에 붙인 점착 테이프(S)에 웨이퍼(1)의 이면(2b)이 접착되는 것에 의해, 웨이퍼(1)가 링프레임(F)에 유지된다.
링프레임(F)은, 웨이퍼(1)를 수용하는 부재이며, 개구(F1)를 갖는다. 테이프 접착 공정에서는, 링프레임(F)의 개구(F1)를 막도록, 링프레임(F)에 점착 테이프(S)가 접착된다. 이 점착 테이프(S)에 웨이퍼(1)의 이면(2b)을 접착함으로써, 점착 테이프(S)를 통해 링프레임(F)이 웨이퍼(1)를 지지 혹은 유지한다. 이것에 의해, 링프레임(F), 점착 테이프(S) 및 웨이퍼(1)를 포함하는 가공물 세트(W)가 형성된다.
(2) 유지 공정 및 개질층 형성 공정
다음으로, 레이저 가공 장치를 이용하여, 웨이퍼(1)를 유지 테이블에 의해 유지하는 유지 공정, 및, 유지된 웨이퍼(1)에 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정이 실시된다. 우선, 이들 공정에서 이용되는 레이저 가공 장치의 구성에 관해 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(10)는, 직방체형의 베이스(11), 베이스(11)의 일단에 세워진 입벽부(13), 및, 레이저 가공 장치(10)의 각 부재를 제어하는 제어 수단(51)을 구비한다.
베이스(11)의 상면에는, 유지 테이블(43)을 이동시키는 유지 테이블 이동 기구(14)가 설치된다. 유지 테이블 이동 기구(14)는, 유지 테이블(43)을 X축 방향으로 가공 이송함과 더불어, Y축 방향으로 인덱싱 이송한다. 유지 테이블 이동 기구(14)는, 유지 테이블(43)을 구비하는 유지 테이블부(40), 유지 테이블(43)을 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 인덱싱 이송부(20), 및, 유지 테이블(43)을 가공 이송 방향으로 이동시키는 가공 이송부(30)를 구비한다.
인덱싱 이송부(20)는, Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(23), 가이드 레일(23)에 배치되는 Y축 테이블(24), 가이드 레일(23)과 평행하게 연장되는 볼나사(25), 및, 볼나사(25)를 회전시키는 구동 모터(26)를 포함한다.
한 쌍의 가이드 레일(23)은, Y축 방향으로 평행하게, 베이스(11)의 상면에 배치된다. Y축 테이블(24)은, 한 쌍의 가이드 레일(23) 상에, 이들 가이드 레일(23)을 따라서 슬라이딩 가능하게 설치된다. Y축 테이블(24) 상에는, 가공 이송부(30) 및 유지 테이블부(40)가 배치된다.
볼나사(25)는, Y축 테이블(24)의 하면측에 설치되는 너트부(도시하지 않음)에 나사 결합된다. 구동 모터(26)는, 볼나사(25)의 일단부에 연결되고, 볼나사(25)를 회전 구동시킨다. 볼나사(25)가 회전 구동됨으로써, Y축 테이블(24), 가공 이송부(30) 및 유지 테이블부(40)가, 가이드 레일(23)을 따라서 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동한다.
가공 이송부(30)는, X축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(31), 가이드 레일(31) 상에 배치되는 X축 테이블(32), 가이드 레일(31)과 평행하게 연장되는 볼나사(33), 및, 볼나사(33)를 회전시키는 구동 모터(35)를 구비한다. 한 쌍의 가이드 레일(31)은, X축 방향으로 평행하게, Y축 테이블(24)의 상면에 배치된다. X축 테이블(32)은, 한 쌍의 가이드 레일(31) 상에, 이들 가이드 레일(31)을 따라서 슬라이딩 가능하게 설치된다. X축 테이블(32) 상에는 유지 테이블부(40)가 배치된다.
볼나사(33)는, X축 테이블(32)의 하면측에 설치되는 너트부(도시하지 않음)에 나사 결합된다. 구동 모터(35)는, 볼나사(33)의 일단부에 연결되고, 볼나사(33)를 회전 구동시킨다. 볼나사(33)가 회전 구동됨으로써, X축 테이블(32) 및 유지 테이블부(40)가, 가이드 레일(31)을 따라서 가공 이송 방향(X축 방향)으로 이동한다.
유지 테이블부(40)는, 웨이퍼(1)를 유지하는 유지 테이블(43), 유지 테이블(43) 주위에 설치되는 클램프부(45), 및, 유지 테이블(43)을 지지하는 θ 테이블(47)을 갖는다. θ 테이블(47)은, X축 테이블(32)의 상면에, XY 평면 내에서 회전 가능하게 설치된다. 유지 테이블(43)은, 웨이퍼(1)를 흡착 유지하기 위한 부재이다. 유지 테이블(43)은, 원판형으로 형성되고, θ 테이블(47) 상에 설치된다.
유지 테이블(43)의 상면에는, 다공질 세라믹스재를 포함하는 유지면이 형성된다. 이 유지면은, 흡인원(도시하지 않음)에 연통된다. 유지 테이블(43)의 주위에는, 지지 아암을 포함하는 4개의 클램프부(45)가 설치된다. 4개의 클램프부(45)는, 에어 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 구동됨으로써, 유지 테이블(43)에 유지되는 웨이퍼(1) 주위의 링프레임(F)을 사방에서 사이에 끼워 고정한다.
레이저 가공 장치(10)의 입벽부(13)는, 유지 테이블 이동 기구(14)의 후방에 설치된다. 입벽부(13)의 전면(前面)에, 웨이퍼(1)를 레이저 가공하기 위한 레이저 가공 유닛(12)이 설치된다. 레이저 가공 유닛(12)은, 웨이퍼(1)에 레이저 광선을 조사하는 가공 헤드(18), 및, 가공 헤드(18)를 지지하는 아암부(17)를 갖는다. 아암부(17)는, 입벽부(13)로부터 유지 테이블 이동 기구(14)의 방향으로 돌출된다. 가공 헤드(18)는, 유지 테이블 이동 기구(14)의 유지 테이블(43)에 대향하도록 아암부(17)의 선단에 지지된다.
아암부(17) 및 가공 헤드(18) 내에는, 레이저 가공 유닛(12)의 광학계가 설치된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 가공 헤드(18)는, 고체 레이저 광원인 발진부(53), 및, 발진부(53)의 하측에 설치되는 집광 렌즈(54)를 구비한다. 가공 헤드(18)는, 발진부(53)로부터 출력된 레이저 광선(L)을 집광 렌즈(54)에 의해 집광하고, 유지 테이블(43) 상에 유지되는 웨이퍼(1)에 조사한다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)가 레이저 가공된다.
가공 헤드(18)로부터 출사되는 레이저 광선(L)은, 펄스 레이저 광선이며, 웨이퍼(1)에 대하여 투과성을 갖는 파장을 갖는다. 이 파장은, 예를 들면, 약 1300 nm(예를 들면 1342 nm)이어도 좋다. 이 레이저 광선(L)을 집광시키는 것에 의해 얻어지는 집광점(P)은, 광학계에 의해, 웨이퍼(1)의 내부에서의 임의의 위치에 배치되는 것이 가능하다.
가공 헤드(18)로부터의 레이저 광선(L)의 조사에 의해, 웨이퍼(1)의 내부에 레이저 광선(L)의 집광점(P)이 위치 부여된다. 이 집광점(P)이 웨이퍼(1)의 내부에서 상대적으로 이동함으로써, 웨이퍼(1) 내에 분할 기점이 되는 개질층이 형성된다.
즉, 웨이퍼(1)의 재료는, 레이저 광선(L)의 조사에 의해 개질된다. 웨이퍼(1)에서의 레이저 광선(L)의 조사 부분(집광점(P)의 통과 부분)은 개질되어, 밀도, 굴절률 및 기계적 강도 등의 물리적 특성이 다른 부분과 상이한 개질층이 되고, 다른 부분보다 약한 강도를 갖는다. 개질층은, 예를 들면, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역, 및, 이들이 혼재하는 영역을 포함한다. 개질층은 이러한 영역을 포함하기 때문에, 다른 부분에 비하여 깨지기 쉽다. 제1 분할 방법에서는, 이 개질층을 분할 예정 라인(3)을 따라서 형성하고, 웨이퍼(1)를 분할 예정 라인(3)을 따라서 분할함으로써, 복수의 광통신 칩을 얻는다.
또, 가공 헤드(18)의 발진부(53)가 ON일 때(개질층을 형성할 때)의 레이저 광선(L)의 출력은, 예를 들면 1.2 kW이며, OFF일 때(개질층을 형성하지 않을 때)의 출력은, 예를 들면 0∼0.1 kw의 범위에 있다. 또한, 레이저 광선(L)의 반복 주파수는, 예를 들면 90 kHz이다. 또한, 웨이퍼(1)에 대한 집광점(P)의 상대적인 이동 속도인 가공 이송 속도는, 가공 헤드(18)의 종류에 따라 다르며, 예를 들면 340 mm/s, 혹은 500∼700 mm/s의 범위이다.
제어 수단(51)은, 레이저 가공 장치(10)의 각 구성 요소를 통괄 제어한다. 제어 수단(51)은 각종 처리를 실행하는 프로세서를 구비한다. 제어 수단(51)에는, 각종 검출기(도시하지 않음)로부터의 검출 결과가 입력된다. 제어 수단(51)은, 구동 모터(26), 구동 모터(35), θ 테이블(47) 및 가공 헤드(18) 등에 제어 신호를 출력한다.
다음으로, 이 레이저 가공 장치(10)를 이용한 제1 분할 방법의 유지 공정에 관해 설명한다. 우선, 웨이퍼(1)를 포함하는 가공물 세트(W)를, 레이저 가공 장치(10)의 유지 테이블 이동 기구(14)에서의 유지 테이블(43)에 배치한다. 이것에 따라서, 제어 수단(51)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 흡인원을 제어하여, 유지 테이블(43)에 가공물 세트(W)의 웨이퍼(1)의 이면(2b)을 점착 테이프(S)를 통해 흡착 유지시킨다. 또한, 제어 수단(51)은, 클램프부(45)의 에어 액추에이터를 제어하여, 유지 테이블(43)에 유지되는 웨이퍼(1) 주위의 링프레임(F)을 4개의 클램프부(45)에 의해 사방으로부터 사이에 끼워 고정한다. 이로써, 유지 테이블(43)에 의해 점착 테이프(S)를 통해 웨이퍼(1)가 유지되어, 유지 공정이 완료한다.
다음으로, 개질층 형성 공정에 관해 설명한다. 개질층 형성 공정은, 제1 분할 예정 라인(3a)에 관한 제1 개질층 형성 공정과, 제2 분할 예정 라인(3b)에 관한 제2 개질층 형성 공정, 및 제3 개질층 형성 공정을 포함한다.
또, 제1∼제3 개질층 형성 공정에서는, 레이저 광선(L)의 파장, 출력 및 반복 주파수, 및, 가공 이송 속도를, 실질적으로 같게 할 수 있다. 즉, 제1 개질층 형성 공정, 제2 개질층 형성 공정, 및 제3 개질층 형성 공정에서는, 실질적으로 동일한 레이저 광선(L)을 이용하여 개질층을 형성할 수 있다.
제1 개질층 형성 공정에서는, 제1 분할 예정 라인(3a)(도 1 참조)을 따라서 직선형의 제1 개질층을 형성한다. 즉, 레이저 광선(L)을, 웨이퍼(1)의 표면(2a)의 상측으로부터 제1 분할 예정 라인(3a)에 조사한다. 이때, 레이저 광선(L)의 집광점(P)(도 5 참조)이, 웨이퍼(1)의 내부에서의 소정의 깊이 위치에 배치된다. 이 레이저 광선(L)의 집광점(P)을, 제1 분할 예정 라인(3a)을 따라서 이동시킨다. 이것에 의해, 직선형의 제1 개질층을 형성한다.
보다 상세하게는, 제1 개질층 형성 공정의 개시 시에, 웨이퍼(1)는, 도 3에 나타내는 유지 테이블부(40)의 유지 테이블(43)에 유지된다. 이 웨이퍼(1)의 제1 분할 예정 라인(3a)이 X축 방향에 평행해지도록, 제어 수단(51)이 유지 테이블부(40)에서의 θ 테이블(47)의 회전 위치를 제어한다.
또한, 제어 수단(51)은, 가공 헤드(18)로부터의 레이저 광선(L)의 집광점(P)의, XY 평면 내에서의 위치를 조정한다. 즉, 제어 수단(51)은, 인덱싱 이송부(20) 및 가공 이송부(30)를 제어하여, 1개의 제1 분할 예정 라인(3a)에서의 단부에, 가공 헤드(18)로부터의 레이저 광선(L)의 집광점(P)이 위치하도록, 가공 헤드(18)와 유지 테이블(43)의 XY 평면 내에서의 상대 위치를 조정한다.
다음으로, 제어 수단(출력 제어부)(51)은, 레이저 광선(L)의 집광점(P)의 Z축 방향에서의 위치인 깊이 위치를 조정한다. 즉, 제어 수단(51)은, 레이저 광선(L)의 집광점(P)이, 웨이퍼(1)의 내부에서의 소정의 깊이 위치에 배치되도록, 가공 헤드(18)의 광학계(집광 렌즈(54) 등)를 조정한다.
이 상태에서, 제어 수단(51)은, 가공 이송부(30)를 제어하여, 가공 헤드(18)가 제1 분할 예정 라인(3a)을 따라서 레이저 광선(L)을 조사하면서, 웨이퍼(1)에 대하여 상대적으로 이동하도록, 웨이퍼(1)를 유지하고 있는 유지 테이블(43)을 X축 테이블(32)과 함께 이동시킨다. 즉, 제어 수단(51)은, 제1 분할 예정 라인(3a)을 레이저 광선(L)에 의해 주사한다. 이것에 의해, 제1 분할 예정 라인(3a)을 따라서 직선형의 제1 개질층이 형성된다. 그리고, 제어 수단(51)은, 1개의 제1 분할 예정 라인(3a)을, 레이저 광선(L)의 집광점(P)의 깊이 위치를 바꾸면서, 예를 들면 4회(2왕복)에 걸쳐 주사한다. 그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 분할 예정 라인(3a)에 4개의 제1 개질층(61)이 형성된다.
이와 같이 하여, 제어 수단(51)은, 웨이퍼(1)에서의 모든 제1 분할 예정 라인(3a)에 4개의 제1 개질층(61)을 형성한다. 이것에 의해, 제1 개질층 형성 공정이 완료된다.
제2 개질층 형성 공정에서는, 웨이퍼(1)의 이면(2b) 근처의 깊이 위치에서, 제2 분할 예정 라인(3b)(도 1 참조)을 따라서 직선형의 제2 개질층을 형성한다. 즉, 레이저 광선(L)을, 웨이퍼(1)의 표면(2a)의 상측으로부터 제2 분할 예정 라인(3b)에 조사한다. 이때, 도 7에 나타낸 바와 같이, 레이저 광선(L)의 집광점(P)이, 웨이퍼(1)의 이면(2b) 근처의 깊이 위치에 배치된다. 이 레이저 광선(L)의 집광점(P)을, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 이동한다. 이것에 의해, 직선형의 제2 개질층(62)을 형성한다.
보다 상세하게는, 우선, 웨이퍼(1)의 제2 분할 예정 라인(3b)이 X축 방향에 평행해지도록, 제어 수단(51)이, 유지 테이블부(40)에서의 θ 테이블(47)의 회전 위치를 제어한다.
또한, 제어 수단(51)은, 인덱싱 이송부(20) 및 가공 이송부(30)를 제어하여, 1개의 제2 분할 예정 라인(3b)에서의 단부에, 가공 헤드(18)로부터의 레이저 광선(L)의 집광점(P)이 위치하도록, 가공 헤드(18)와 유지 테이블(43)의 XY 평면 내에서의 상대 위치를 조정한다.
다음으로, 제어 수단(51)은, 발진부(53)로부터 출력되는 레이저 광선(L)의 집광점(P)이, 웨이퍼(1)의 내부에서의 이면(2b) 근처의 깊이 위치에 배치되도록, 가공 헤드(18)의 광학계를 조정한다. 이 상태에서, 제어 수단(51)은, 가공 이송부(30)를 제어하여, 가공 헤드(18)가 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 레이저 광선(L)을 조사하면서, 웨이퍼(1)에 대하여 상대적으로 이동하도록 유지 테이블(43)을 이동시킨다. 즉, 제어 수단(51)은, 제2 분할 예정 라인(3b)을 레이저 광선(L)에 의해 주사한다. 이것에 의해, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 직선형의 제2 개질층(62)이 형성된다. 그리고, 제어 수단(51)은, 레이저 광선(L)의 집광점(P)의 깊이 위치를 이면(2b)의 근방에서 약간 바꾸면서, 1개의 제2 분할 예정 라인(3b)을, 예를 들면 2회(1왕복)에 걸쳐 주사한다. 그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)의 이면(2b)의 근방에, 제2 분할 예정 라인(3b)마다 2개의 제2 개질층(62)이 형성된다.
이와 같이 하여, 제어 수단(51)은, 웨이퍼(1)에서의 모든 제2 분할 예정 라인(3b)에 2개의 제2 개질층(62)을 형성한다. 이것에 의해, 제2 개질층 형성 공정이 완료한다.
제3 개질층 형성 공정에서는, 웨이퍼(1)의 표면(2a) 근처의 깊이 위치에서 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서, 광도파로(8)에 관련된 부분에 형성되지 않는 파선형의 제3 개질층을 형성한다. 즉, 이 공정에서는, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따르는 웨이퍼(1)의 표면(2a) 근처의 깊이 위치라 하더라도, 광도파로(8)에 관련된 부분에는 제3 개질층이 형성되지 않는다.
이 공정에서는, 레이저 광선(L)을 웨이퍼(1)의 표면(2a)의 상측으로부터 제2 분할 예정 라인(3b)에 조사한다. 이때, 도 8에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)의 집광점(P)이, 제2 개질층(62)보다 웨이퍼(1)의 표면(2a) 근처의 깊이 위치에 위치 부여된다. 이 레이저 광선(L)의 집광점(P)을, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 이동시킨다. 또한, 제2 분할 예정 라인(3b)의 광도파로(8)에 관련된 부분에서는, 레이저 광선(L)의 출력을 OFF로 한다. 이것에 의해, 파선형의 제3 개질층(63)을 형성한다.
보다 상세하게는, 제2 개질층 형성 공정의 후, 제어 수단(51)은 인덱싱 이송부(20) 및 가공 이송부(30)를 제어하여, 1개의 제2 분할 예정 라인(3b)에서의 단부에 가공 헤드(18)로부터의 레이저 광선(L)의 집광점(P)이 위치하도록, 가공 헤드(18)와 유지 테이블(43)의 상대 위치를 조정한다.
다음으로, 제어 수단(51)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 발진부(53)로부터 출력되는 레이저 광선(L)의 집광점(P)이, 제2 개질층(62)보다 웨이퍼(1)의 표면(2a)에 가까운 깊이 위치에 배치되도록 가공 헤드(18)의 광학계를 조정한다. 이 상태에서, 제어 수단(51)은 가공 이송부(30)를 제어하여, 가공 헤드(18)가 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 레이저 광선(L)을 조사하면서, 웨이퍼(1)에 대하여 상대적으로 이동하도록 유지 테이블(43)을 이동시킨다. 즉, 제어 수단(51)은, 제2 분할 예정 라인(3b)을 레이저 광선(L)에 의해 주사한다.
또, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2 분할 예정 라인(3b)은 광통신 디바이스(4)의 광도파로(8)를 가로지르도록 연장된다. 그리고, 제3 개질층 형성 공정에서는, 제어 수단(51)은, 레이저 광선(L)에 의한 제2 분할 예정 라인(3b)의 주사 중, 광도파로(8)의 형성 위치의 근방(광도파로(8)에 관련된 부분)에 집광점(P)이 도달했을 때에, 가공 헤드(18)에 의한 레이저 광선(L)의 출력을 OFF로 하고, 제3 개질층(63)의 형성을 중단한다. 또한, 제어 수단(51)은, 광도파로(8)의 형성 위치의 근방으로부터 집광점(P)이 탈출했을 때에, 가공 헤드(18)에 의한 레이저 광선(L)의 출력을 ON으로 하고, 제3 개질층(63)의 형성을 재개한다.
이것에 의해, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서, 전체적으로 파선형인 제3 개질층(63)이 형성된다. 그리고, 제어 수단(51)은, 레이저 광선(L)의 집광점(P)의 깊이 위치를 표면(2a)의 근방에서 약간 바꾸면서, 1개의 제2 분할 예정 라인(3b)을, 예를 들면 2회(1왕복)에 걸쳐 주사한다. 그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)의 표면(2a) 근방에, 제2 분할 예정 라인(3b)에 2개의 제3 개질층(63)이 형성된다.
이와 같이 하여, 제어 수단(51)은, 웨이퍼(1)에서의 모든 제2 분할 예정 라인(3b)에 2개의 제3 개질층(63)을 형성한다. 이것에 의해, 제3 개질층 형성 공정이 완료된다.
이상에 의해, 제1 개질층 형성 공정, 제2 개질층 형성 공정, 및 제3 개질층 형성 공정이 완료된다. 그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 분할 예정 라인(3a)을 따라서 4개의 제1 개질층(61)이 형성되고, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 2개의 제2 개질층(62) 및 2개의 제3 개질층(63)이 형성된다. 제3 개질층 형성 공정에서는, 광도파로(8)의 형성 위치의 근방에 집광점(P)이 도달했을 때에, 레이저 광선(L)의 출력을 OFF로 한다. 이 때문에, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제3 개질층(63)의 형성 위치에, 개질층이 형성되지 않은 미처리 부분(64)이 설치된다. 이 때문에, 제3 개질층(63)이 파선형으로 불연속적으로 형성된다.
(3) 분할 공정
다음으로, 익스팬드 장치를 이용하여, 웨이퍼(1)를 복수의 광통신 칩으로 분할하는 분할 공정에 관해 설명한다. 분할 공정에서는, 제1 개질층(61), 제2 개질층(62) 및 제3 개질층(63)에 외력을 부여하여, 각 개질층을 기점으로 웨이퍼(1)를 분할한다. 이것에 의해, 복수의 광통신 칩을 취득한다. 광통신 칩에서는, 4개의 측면 중의 하나의 면에 광도파로(8)의 단부면이 노출된다.
특히, 제1 분할 방법에서의 분할 공정에서는, 웨이퍼(1)에 접착되는 점착 테이프(S)를 웨이퍼(1)의 직경 방향으로 확장시킴으로써, 제1 개질층(61), 제2 개질층(62) 및 제3 개질층(63)에 외력을 부여하여, 웨이퍼(1)를 분할한다.
우선, 분할 공정에서 이용되는 익스팬드 장치(70)의 구성에 관해 설명한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 익스팬드 장치(70)는, 가공물 세트(W)를 배치하기 위한 확장 드럼(71), 확장 드럼(71)의 주위에 설치되는 프레임 유지 부재(73), 및, 프레임 유지 부재(73)의 하측에 설치되는 에어 실린더(79)를 구비한다.
확장 드럼(71)은, 웨이퍼(1)를 포함하는 가공물 세트(W)가 배치되는 받침대이다. 확장 드럼(71)은, 그 내주측에 다공질 부재에 의해 형성되는 흡인 테이블(도시하지 않음)을 구비한다. 흡인 테이블은, 가공물 세트(W)에서의 점착 테이프(S)를 통해 웨이퍼(1)를 흡인 유지한다.
프레임 유지 부재(73)는, 확장 드럼(71)에 배치되는 가공물 세트(W)의 외주 가장자리를 사이에 끼우는 것에 의해 웨이퍼(1)를 유지한다. 이것에 의해, 가공물 세트(W)가 익스팬드 장치(70)에 고정된다. 프레임 유지 부재(73)는, 점착 테이프(S)가 배치되는 배치면(74), 및, 배치면(74)의 상부에 배치되는 클램프(75)를 구비한다. 배치면(74)에는, 웨이퍼(1)에 점착되는 점착 테이프(S)의 외주 가장자리가 배치된다. 클램프(75)는, 점착 테이프(S)를 통해 웨이퍼(1)를 유지하고 있는 링프레임(F)의 외주 가장자리를 상측으로부터 누른다. 에어 실린더(79)는, 프레임 유지 부재(73)의 Z 방향에서의 위치인 높이 위치를 조정한다. 프레임 유지 부재(73)의 높이 위치는, 프레임 유지 부재(73)의 확장 드럼(71)에 대한 상대 위치이다.
다음으로, 이 익스팬드 장치(70)를 이용한 분할 공정에 관해 설명한다. 우선, 웨이퍼(1)를 포함하는 가공물 세트(W)가, 레이저 가공 장치(10)의 X축 테이블(32)(도 8 참조)로부터 제거되어, 도 10에 나타내는 익스팬드 장치(70)에 세팅된다.
구체적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 점착 테이프(S)의 외주 가장자리를, 프레임 유지 부재(73)의 배치면(74) 상에 배치한다. 또한, 클램프(75)에 의해 링프레임(F)을 상측으로부터 누른다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)를 포함하는 가공물 세트(W)의 외주 가장자리(점착 테이프(S)의 외주 가장자리)가, 배치면(74)과 클램프(75) 사이에 끼워진다. 이것에 의해, 가공물 세트(W)가 익스팬드 장치(70)에 고정된다. 또한, 이때, 프레임 유지 부재(73)의 배치면(74)이 확장 드럼(71)의 상단과 대략 동일의 높이가 되도록, 에어 실린더(79)에 의해 프레임 유지 부재(73)의 높이 위치를 조정한다. 이때의 프레임 유지 부재(73)의 높이 위치를 기준 위치로 한다.
이어서, 에어 실린더(79)에 의해, 프레임 유지 부재(73)를, 도 11에 나타낸 바와 같이 기준 위치보다 낮은 확장 위치로 하강시킨다(화살표 D 참조). 이것에 의해, 프레임 유지 부재(73)의 배치면(74) 상에 사이에 끼워져 고정되는 가공물 세트(W)의 외주 가장자리도 하강한다. 이 때문에, 링프레임(F)에 장착된 점착 테이프(S)는, 확장 드럼(71)의 상단 가장자리에 접촉하여 주로 반경 방향으로 확장된다.
그 결과, 점착 테이프(S)에 접착되는 웨이퍼(1)에는 방사형으로 인장력이 작용한다. 여기서, 제1 분할 예정 라인(3a)을 따라서 형성된 제1 개질층(61)과, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 형성된 제2 개질층(62) 및 제3 개질층(63)은, 비교적 약한 강도를 갖는다. 따라서, 웨이퍼(1)에 방사형으로 인장력이 작용하면, 개질층(61∼63)이 분할 기점이 되어, 웨이퍼(1)가, 제1 분할 예정 라인(3a) 및 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서, 각각이 광통신 디바이스(4)를 갖는 복수의 광통신 칩(C)으로 분할된다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 광통신 칩(C)은, 한 쌍의 제1 측면(81)과 한 쌍의 제2 측면(83)의 4개의 측면을 갖는다. 제1 측면(81)은 제1 개질층(61)이 형성되어 있던 면이다. 제2 측면(83)은 제2 개질층(62) 및 제3 개질층(63)이 형성되어 있던 면이다. 제2 측면(83)은 할단면(84)을 포함한다. 이 할단면(84)은, 개질층이 형성되지 않은 미처리 부분(64)에 따른 단면이다. 그리고, 이 할단면(84)으로 광통신 디바이스(4)의 광도파로(8)의 단부면이 노출된다.
(4) 커넥터 접착 공정
다음으로, 분할 공정에 의해 얻어진 광통신 칩에, 커넥터 및 광섬유를 부착하는 커넥터 접착 공정에 관해 설명한다.
도 12에 나타내는 할단면(84)은, 커넥터(91)를 접착하기 위한 부분이다. 커넥터 접착 공정에서는, 할단면(84)에 접착제(G)를 이용하여 커넥터(91)를 접착한다. 또한, 커넥터(91)에 광섬유(93)를 부착한다. 이것에 의해, 도 13에 나타낸 바와 같이, 커넥터(91) 및 광섬유(93)를 구비한 광통신 칩(C)을 얻을 수 있다.
이상과 같이, 제1 분할 방법에서는, 제1 분할 예정 라인(3a)을 따라서 직선형의 제1 개질층(61)이 형성된다. 한편, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서, 웨이퍼(1)의 이면(2b)측(이면(2b) 근처의 깊이 위치)에 직선형의 제2 개질층(62)이 형성된다. 또한, 이 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서는, 웨이퍼(1)의 표면(2a)측(표면(2a) 근처의 깊이 위치)에 제3 개질층(63)이 형성된다. 제2 분할 예정 라인(3b)은 광도파로(8)의 연장 방향에 직교한다. 이 때문에, 제2 개질층(62) 및 제3 개질층(63) 또한 광도파로(8)와 직교하도록 형성된다.
광도파로(8)를 포함하는 광통신 디바이스(4)는 웨이퍼(1)의 표면(2a)에 형성된다. 따라서, 광도파로(8)는, 웨이퍼(1)의 표면(2a) 부근에서, 웨이퍼(1)의 표면(2a)측으로 연장되는 제3 개질층(63)과 교차한다. 또한, 제1 분할 방법에서는, 제3 개질층(63)은, 광도파로(8)에 관련된 부분에는 형성되지 않는다. 즉, 제3 개질층(63)은, 웨이퍼(1)의 표면(2a)측에서, 광도파로(8)에 관련된 부분에 걸쳐 있도록 전체적으로 파선형으로 형성된다. 또, 광도파로(8)에 관련된 부분은, 예를 들면, 광도파로(8)에 가까운 부분 혹은 광도파로(8)에 인접해 있는 부분이다.
웨이퍼(1)는, 제1 개질층(61), 제2 개질층(62) 및 제3 개질층(63)에 외력이 부여되는 것에 의해, 이들 개질층(61∼63)을 기점으로 복수의 광통신 칩(C)으로 분할된다. 여기서, 웨이퍼(1)의 광도파로(8)에 관련된 부분에 제3 개질층(63)은 형성되지 않는다. 이 때문에, 광도파로(8)는, 분할에 의해, 개질층이 아닌 부분의 단면인 할단면(84)을 포함하는 광통신 칩(C)의 측면(광통신 칩(C)에서의 4개의 측면 중의 하나의 면)(83)으로 노출된다.
이와 같이, 제1 분할 방법에서는, 광도파로(8)가, 할단면(84)을 포함하는 광통신 칩(C)의 측면으로 노출된다. 이 때문에, 광통신 칩(C)의 광도파로(8)에 접속되는 커넥터(91)가 할단면(84)에 접착되게 된다. 즉, 제1 분할 방법에서는, 커넥터(91)를 접착하는 광통신 칩(C)의 측면을 할단면(84)으로 할 수 있다.
여기서, 할단면(84)은, 개질층의 단면보다 높은 평활성을 갖는다. 이 때문에, 할단면(84)에 커넥터(91)를 접착하는 것에 의해, 광통신 칩(C)의 제2 측면(83)에 커넥터(91)를 밀착시켜 접착할 수 있다. 그 때문에, 커넥터(91)에 부착된 광섬유(93)와 광도파로(8)를 실질적으로 직선형으로 접속할 수 있다. 또한, 광섬유(93)와 광도파로(8) 사이에 간극이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광통신 불량의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 제1 분할 방법에서는, 웨이퍼(1)의 이면(2b)측에서는, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 직선형의 제2 개질층(62)이 형성된다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 미처리 부분(64)의 이면(2b)측에 제2 개질층(62)이 형성된다. 이것에 의해, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따르는 분할 시에, 미처리 부분(64)에 따른 할단면(84)에 응력이 집중하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 할단면(84)에 균열이 생기는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 제1 분할 방법에서는, 링프레임(F)을 이용하여, 웨이퍼(1) 및 점착 테이프(S)를 포함하는 가공물 세트(W)를 형성한다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)의 취급을 용이하게 할 수 있다. 또한, 점착 테이프(S)를 웨이퍼(1)의 직경 방향으로 확장시키는 것에 의해, 개질층(61∼63)에 대하여 간단히 외력을 부여할 수 있다. 이 때문에, 분할 예정 라인(3)을 따라서 웨이퍼(1)를 용이하게 분할할 수 있다.
〔실시형태 2〕
본 발명의 제2 실시형태에 관한 웨이퍼의 분할 방법(제2 분할 방법)에 관해 설명한다. 제1 분할 방법에서는, 유지 공정 및 개질층 형성 공정 시에, 웨이퍼(1)의 이면(2b)측이 레이저 가공 장치(10)의 유지 테이블(43)에 배치되고, 표면(2a)측으로부터 레이저 광선(L)이 조사된다(도 7 참조). 이것에 대하여, 제2 분할 방법에서는, 웨이퍼(1)의 표면(2a)측이 레이저 가공 장치(10)의 유지 테이블(43)에 배치되고, 이면(2b)측으로부터 레이저 광선(L)이 조사된다. 이하에, 제2 분할 방법을, 제1 분할 방법과 상이한 점을 중심으로 설명한다.
제2 분할 방법에서는, 우선, 도 14에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)의 표면(2a)에, 표면(2a)을 보호하기 위한 보호 테이프(T)가 접착된다. 그 후, 유지 공정이 실시된다.
제2 분할 방법의 유지 공정 등에서는, 제1 분할 방법과 동일하게 레이저 가공 장치(10)가 이용된다(도 4 참조). 제2 분할 방법에서 사용되는 레이저 가공 장치(10)에서는, 유지 테이블부(40)가, 도 14에 나타낸 바와 같이, 점착 테이프를 접착하기 위한 점착 테이프 롤러(48), 및, 가공물 세트(W)의 링프레임(F)을 지지하는 링형의 프레임 유지부(49)를 더 구비한다.
(1) 유지 공정
제2 분할 방법의 유지 공정에서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(10)의 유지 테이블(43)에 보호 테이프(BG 테이프)(T)가 대향하도록, 웨이퍼(1)를 유지 테이블(43)에 배치한다. 또한, 프레임 유지부(49)에 링프레임(F)을 배치한다.
이것에 따라서, 제어 수단(51)의 제어에 의해, 도 14에 나타낸 바와 같이, 유지 테이블(43)의 유지면이 보호 테이프(T)를 유지하고, 보호 테이프(T)를 통해 웨이퍼(1)의 표면(2a)을 흡착 유지한다. 이로써, 유지 공정이 종료한다.
(2) 테이프 접착 공정
다음으로, 테이프 접착 공정이 실시된다. 제2 분할 방법의 접착 공정에서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 유지 테이블(43)에 유지되는 웨이퍼(1), 및, 프레임 유지부(49)에 유지되는 링프레임(F)에 대하여 점착 테이프(S)가 접착된다. 점착 테이프(S)는 레이저 광선(L)을 투과하는 재료로 이루어진다.
점착 테이프(S)의 접착에서는, 웨이퍼(1)의 이면(2b) 및 링프레임(F)에 점착 테이프(S)가 배치되고, 점착 테이프 롤러(48)가 점착 테이프(S)를 상측으로부터 웨이퍼(1)의 이면(2b) 및 링프레임(F)에 압박한다. 이것에 의해, 점착 테이프 롤러(48)가 웨이퍼(1)의 이면(2b) 및 링프레임(F)에 접착된다.
(3) 개질층 형성 공정
다음으로, 개질층 형성 공정이 실시된다. 제2 분할 방법에서의 제1 개질층 형성 공정에서는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 레이저 광선(L)을 점착 테이프(S)측으로부터 웨이퍼(1)에 조사한다. 이 레이저 광선(L)의 집광점(P)에서, 제1 분할 예정 라인(3a)을 따라서 제1 개질층(61)을 형성한다. 다른 점에 관해서는, 제1 분할 방법에서의 제1 개질층 형성 공정과 동일하다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)에서의 모든 제1 분할 예정 라인(3a)에, 예를 들면 4개의 제1 개질층(61)이 형성된다.
제2 분할 방법에서는, 제1 개질층 형성 공정의 후, 제1 개질층 형성 공정과 동일한 레이저 광선(L)을 이용하여 제3 개질층 형성 공정이 실시된다. 제2 분할 방법에서의 제3 개질층 형성 공정에서는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 레이저 광선(L)을 점착 테이프(S)측으로부터 웨이퍼(1)에 조사한다. 이 레이저 광선(L)의 집광점(P)에서, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 제3 개질층(63)을 형성한다. 다른 점에 관해서는, 제1 분할 방법에서의 제3 개질층 형성 공정과 동일하다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)에서의 모든 제2 분할 예정 라인(3b)에, 예를 들면 2개의 파선형의 제3 개질층(63)이 형성된다. 제1 분할 방법과 동일하게, 광도파로(8)에 관련된 부분에는 제3 개질층(63)은 형성되지 않는다.
다음으로, 제1 및 제3 개질층 형성 공정과 동일한 레이저 광선(L)을 이용하여 제2 개질층 형성 공정이 실시된다. 제2 분할 방법에서의 제2 개질층 형성 공정에서는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 레이저 광선(L)을 점착 테이프(S)측으로부터 웨이퍼(1)에 조사한다. 이 레이저 광선(L)의 집광점(P)에서, 제2 분할 예정 라인(3b)을 따라서 제2 개질층(62)을 형성한다. 다른 점에 관해서는, 제1 분할 방법에서의 제2 개질층 형성 공정과 동일하다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)에서의 모든 제2 분할 예정 라인(3b)에, 예를 들면 2개의 직선형의 제2 개질층(62)이 형성된다.
(4) 반전 공정, 보호 테이프 박리 공정, 분할 공정 및 커넥터 접착 공정
개질층 형성 공정 후, 웨이퍼(1)가 유지 테이블(43)로부터 제거된다. 그리고, 반전 공정이 실시된다. 즉, 도 18에 나타낸 바와 같이, 반전 장치(100)를 이용하여 링프레임(F)을 파지하고, 웨이퍼(1)를, 점착 테이프(S), 보호 테이프(T) 및 링프레임(F)과 함께 반전시킨다. 그 결과, 웨이퍼(1)의 표리가 반대 방향이 된다.
그 후, 도 19에 나타낸 바와 같이, 박리 공정이 실시된다. 즉, 박리 장치(101)를 이용하여 보호 테이프(T)를 파지하고, 웨이퍼(1)의 표면(2a)으로부터 보호 테이프(T)를 박리한다. 또, 반전 공정 및 박리 공정은, 개질층 형성 공정의 후, 분할 공정이 실시될 때까지 행해진다. 다음으로, 제1 분할 방법과 동일하게, 분할 공정 및 커넥터 접착 공정이 실시된다. 이것에 의해, 제2 분할 방법이 완료하고, 도 13에 나타내는 바와 같은 광통신 칩(C)을 얻을 수 있다.
이와 같이, 제2 분할 방법에서는, 보호 테이프(T)를 이용하는 것에 의해, 웨이퍼(1)를 표면(2a)측으로부터 유지 테이블(43)에 의해 유지하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)의 이면(2b)측으로부터의 레이저 광선(L)의 조사에 의한 개질층 형성이 가능해진다.
〔실시형태 3〕
본 발명의 제3 실시형태에 관한 웨이퍼의 분할 방법(제3 분할 방법)에 관해 설명한다. 제2 분할 방법에서는, 개질층 형성 공정 시에, 웨이퍼(1)가 보호 테이프(T)를 통해 유지 테이블(43)에 흡착 유지된다. 이에 비해, 제3 분할 방법에서는, 개질층 형성 공정 시에, 유지 테이블(43)의 유지면에 다공질 시트(M)가 배치된다. 그리고, 이 다공질 시트(M)를 통해 웨이퍼(1)가 유지 테이블(43)에 유지된다. 이하에, 제3 분할 방법을, 제2 분할 방법과 상이한 점을 중심으로 설명한다.
(1) 테이프 접착 공정 및 박리 공정
제3 분할 방법에서는, 제2 분할 방법과 동일한 테이프 접착 공정이 실시된다. 즉, 도 14에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)의 표면(2a)에 보호 테이프(T)가 접착되고, 웨이퍼(1)가, 보호 테이프(T)를 통해 레이저 가공 장치(10)(도 4 참조)의 유지 테이블(43)에 배치된다. 그 후, 유지 테이블(43)에 유지되는 웨이퍼(1), 및, 프레임 유지부(49)에 유지되는 링프레임(F)에 대하여, 점착 테이프 롤러(48)에 의해 점착 테이프(S)가 접착된다.
테이프 접착 공정의 후, 웨이퍼(1)를, 유지 테이블(43)로부터 제거한다. 다음으로, 박리 공정이 실시된다. 즉, 도 20에 나타낸 바와 같이, 박리 장치(101)를 이용하여 보호 테이프(T)를 파지하고, 웨이퍼(1)의 표면(2a)으로부터 보호 테이프(T)를 박리한다.
(2) 유지 공정
다음으로, 유지 공정이 실시된다. 제3 분할 방법의 유지 공정에서는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(10)(도 4 참조)의 유지 테이블(43)의 유지면에, 다공질 세라믹스재를 포함하는 다공질 시트(M)가 배치된다. 이 다공질 시트(M)에, 웨이퍼(1)를, 웨이퍼(1)의 표면(2a)이 다공질 시트(M)에 대향하도록 배치한다. 이에 따라서, 제어 수단(51)의 제어에 의해 흡인원이 구동되고, 흡인원의 흡인력이 다공질 시트(M)를 통과하여 웨이퍼(1)의 표면(2a)에 작용한다. 이것에 의해, 유지 테이블(43)이 다공질 시트(M)를 통해 웨이퍼(1)를 흡착 유지한다.
(3) 개질층 형성 공정
다음으로, 개질층 형성 공정이 실시된다. 제3 분할 방법에서의 개질층 형성 공정은, 웨이퍼(1)가, 보호 테이프(T) 대신에 다공질 시트(M)를 통해 유지 테이블(43)에 유지되는 점을 제외하고, 제2 분할 방법에서의 개질층 형성 공정과 동일하다.
즉, 제3 분할 방법에서의 제1∼제3 개질층 형성 공정에서는, 도 21∼도 23에 나타낸 바와 같이, 레이저 광선(L)을 점착 테이프(S)측으로부터 웨이퍼(1)에 조사한다. 이 레이저 광선(L)의 집광점(P)에서, 제1 개질층(61), 제3 개질층(63) 및 제2 개질층(62)을 이 순으로 형성한다. 이것에 의해, 예를 들면, 웨이퍼(1)의 모든 제1 분할 예정 라인(3a)에 4개의 직선형의 제1 개질층(61)이 형성되고, 웨이퍼(1)의 모든 제2 분할 예정 라인(3b)에 2개의 파선형의 제3 개질층(63) 및 2개의 직선형의 제2 개질층(62)이 형성된다. 제1 및 제2 분할 방법과 동일하게, 광도파로(8)에 관련된 부분에는 제3 개질층(63)은 형성되지 않는다.
(4) 반전 공정, 분할 공정 및 커넥터 접착 공정
개질층 형성 공정의 후, 웨이퍼(1)가 유지 테이블(43)로부터 제거된다. 그리고, 반전 공정이 실시된다. 즉, 도 24에 나타낸 바와 같이, 반전 장치(100)를 이용하여 링프레임(F)을 파지하고, 웨이퍼(1)를, 점착 테이프(S), 보호 테이프(T) 및 링프레임(F)과 함께 반전시킨다. 그 결과, 웨이퍼(1)의 표리가 반대 방향이 된다. 반전 공정은, 개질층 형성 공정의 후, 분할 공정이 실시될 때까지 행해진다. 다음으로, 제1 및 제2 분할 방법과 동일하게, 분할 공정 및 커넥터 접착 공정이 실시된다. 이것에 의해, 제3 분할 방법이 완료하고, 도 13에 나타내는 바와 같은 광통신 칩(C)을 얻을 수 있다.
이와 같이, 제3 분할 방법에서는, 보호 테이프(T)를 이용하지 않더라도, 다공질 시트(M)를 이용하는 것에 의해, 웨이퍼(1)를 표면(2a)측으로부터 유지 테이블(43)에 의해 유지하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 웨이퍼(1)의 이면(2b)측으로부터의 레이저 광선(L)의 조사에 의한 개질층 형성이 가능해진다.
W: 가공물 세트 F: 링프레임
S: 점착 테이프 T: 보호 테이프
M: 다공질 시트 1: 웨이퍼
2a: 표면 2b: 이면
3: 분할 예정 라인 3a: 제1 분할 예정 라인
3b: 제2 분할 예정 라인 4: 광통신 디바이스
6: 제어 회로 7: 광회로
8: 광도파로 61: 제1 개질층
62: 제2 개질층 63: 제3 개질층
C: 광통신 칩 81: 제1 측면
83: 제2 측면 84: 할단면
91: 커넥터 93: 광섬유
10: 레이저 가공 장치 11: 베이스
12: 레이저 가공 유닛 13: 입벽부
14: 유지 테이블 이동 기구 18: 가공 헤드
20: 인덱싱 이송부 30: 가공 이송부
40: 유지 테이블부 43: 유지 테이블
47: θ 테이블 51: 제어 수단
53: 발진부 54: 집광 렌즈
70: 익스팬드 장치 71: 확장 드럼
73: 프레임 유지 부재 74: 배치면
75: 클램프 79: 에어 실린더
100: 반전 장치 101: 박리 장치

Claims (4)

  1. 표면의 분할 예정 라인에 의해 격자형으로 구획된 영역에, 광데이터 통신을 하기 위한 광을 통과시키는 직선형의 광도파로를 갖는 광통신 디바이스가 형성된 웨이퍼에, 상기 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하고, 상기 웨이퍼의 내부에 상기 레이저 광선을 집광시킨 집광점을 위치 부여하여 상기 집광점에서 개질층을 형성하고, 상기 개질층을 기점으로 상기 분할 예정 라인을 따라서 상기 웨이퍼를 개개의 광통신 칩으로 분할하는 웨이퍼의 분할 방법으로서,
    상기 분할 예정 라인은, 상기 광도파로의 연장 방향에 대하여 평행한 제1 분할 예정 라인과, 상기 광도파로의 연장 방향에 대하여 직교하는 제2 분할 예정 라인으로 구성되고,
    상기 웨이퍼의 이면 전체면에 점착 테이프를 접착하는 테이프 접착 공정과,
    상기 웨이퍼를 상기 점착 테이프를 통해 유지 테이블의 유지면에서 유지하는 유지 공정과,
    상기 제1 분할 예정 라인을 따라서, 직선형의 제1 개질층을 형성하는 제1 개질층 형성 공정과,
    상기 웨이퍼의 이면 근처의 깊이 위치에서 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서, 직선형의 제2 개질층을 형성하는 제2 개질층 형성 공정과,
    상기 웨이퍼의 표면 근처의 깊이 위치에서 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서, 상기 광도파로에 관련된 부분에 형성되지 않는 파선형의 제3 개질층을 형성하는 제3 개질층 형성 공정과,
    상기 제1 개질층과 상기 제2 개질층과 상기 제3 개질층에 외력을 부여하여, 각 개질층을 기점으로 상기 웨이퍼를 분할함으로써, 상기 광도파로의 단부면이 4개의 측면 중의 하나의 면으로 노출되는 광통신 칩을 취득하는 분할 공정
    을 구비하는 것인, 웨이퍼의 분할 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 테이프 접착 공정에서는, 상기 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 링프레임에, 상기 개구를 막도록 상기 점착 테이프를 접착하고, 상기 개구의 상기 점착 테이프에 상기 웨이퍼를 접착함으로써, 상기 점착 테이프를 통해 상기 링프레임이 상기 웨이퍼를 지지하는 가공물 세트를 형성하고,
    상기 분할 공정에서는, 상기 웨이퍼에 접착한 상기 점착 테이프를 상기 웨이퍼의 직경 방향으로 확장시킴으로써, 상기 제1 개질층과 상기 제2 개질층과 상기 제3 개질층에 외력을 부여하여 상기 웨이퍼를 분할하는 것인, 웨이퍼의 분할 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 상기 표면에는, 상기 표면을 보호하는 보호 테이프가 접착되고,
    상기 유지 공정에서는, 흡인원에 연통된 상기 유지면이 상기 보호 테이프를 유지하고, 상기 보호 테이프를 통해 상기 웨이퍼를 유지하며,
    상기 제1 개질층 형성 공정, 상기 제2 개질층 형성 공정, 및 상기 제3 개질층 형성 공정에서는, 상기 레이저 광선을 상기 점착 테이프측으로부터 상기 웨이퍼에 조사하고, 상기 점착 테이프를 투과하여 상기 웨이퍼의 내부에 위치 부여된 상기 레이저 광선의 상기 집광점에서 상기 개질층을 형성하며, 상기 제3 개질층 형성 공정의 후에 상기 제2 개질층 형성 공정을 실시하고,
    상기 분할 공정까지의 상기 웨이퍼의 표리를 반전시켜 상기 웨이퍼의 상기 표면을 위로 놓이게 하는 반전 공정과, 상기 보호 테이프를 박리하는 박리 공정을 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 분할 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유지 공정에서는, 상기 웨이퍼를 유지하는 상기 유지 테이블의 상기 유지면에 다공질 시트를 배치하고, 상기 유지면을 흡인원에 연통시켜, 흡인력이 상기 다공질 시트를 통과하여 상기 웨이퍼의 상기 표면에 작용하는 것에 의해, 상기 웨이퍼를 상기 유지면이 유지하며,
    상기 제1 개질층 형성 공정, 상기 제2 개질층 형성 공정, 및 상기 제3 개질층 형성 공정에서는, 상기 레이저 광선을 상기 점착 테이프측으로부터 상기 웨이퍼에 조사하고, 상기 점착 테이프를 투과하여 상기 웨이퍼의 내부에 위치 부여된 상기 레이저 광선의 상기 집광점에서 상기 개질층을 형성하며, 상기 제3 개질층 형성 공정의 후에 상기 제2 개질층 형성 공정을 실시하고,
    상기 분할 공정까지의 상기 웨이퍼의 표리를 반전시켜 상기 웨이퍼의 상기 표면을 위로 놓이게 하는 반전 공정을 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 분할 방법.
KR1020190086481A 2018-07-24 2019-07-17 웨이퍼의 분할 방법 KR20200011363A (ko)

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