KR20200056915A - 적층체의 가공 방법 - Google Patents

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마사루 나카무라
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 웨이퍼의 표면에 투명한 접착층을 개재하여 유리 기판이 배치 형성된 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할할 때에, 품질의 저하를 발생시키지 않는 적층체의 가공 방법을 제공한다.
(해결 수단) 적층체의 가공 방법으로서, 분할 공정에 의해 형성된 분할 홈에 수용성 수지를 충전하는 수용성 수지 충전 공정과, 수용성 수지가 고화된 상태에서 절삭 블레이드를 웨이퍼의 이면에 형성된 분할 홈에 위치시켜 절삭하여 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정과, 확장 테이프를 확장하여 확장 상태로 함과 함께, 그 확장 상태를 유지하여 세정수를 웨이퍼의 이면으로부터 공급하여 절삭 홈 및 분할 홈에 충전된 수용성 수지를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 포함한다.

Description

적층체의 가공 방법{PROCESSING METHOD OF A LAMINATE}
본 발명은, 웨이퍼의 표면에 투명한 접착층을 개재하여 유리 기판이 배치 형성된 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 적층체의 가공 방법에 관한 것이다.
실리콘 등의 반도체 기판의 상면에 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 CMOS, CCD 등의 이미지 센서가 복수 형성된 웨이퍼는, 절삭 블레이드를 회전 가능하게 구비한 다이싱 장치, 혹은 레이저 광선을 피가공물에 집광하여 가공을 실시하는 집광기를 구비한 레이저 가공 장치에 의해 개개의 이미지 센서 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 디지털 카메라, 휴대 전화, 현미경 등에 이용된다.
이미지 센서는, 이물질, 흠집 등에 의해 촬상 기능이 저하되는 점에서, 이미지 센서가 복수 형성된 웨이퍼의 상면에 유리 등의 투명체를 배치 형성하여 적층체를 구성함으로써, 흠집 등으로부터 이미지 센서를 보호하도록 하고 있다.
예를 들어, 상기 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 수단으로서, 다이싱 장치로 분할하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 1 을 참조). 또, 그 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 다른 수단으로서, 그 적층체의 내부에, 적층체에 대해 투과성을 갖는 레이저 광선의 집광점을 위치시켜 조사하여 개질층을 형성하고, 그 적층체에 외력을 부여하여 그 개질층을 분할 기점으로 하여 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 2 를 참조).
일본 공개특허공보 2010-103327호 일본 공개특허공보 2010-108992호
상기 특허문헌 1 에 기재된 기술에 의해 적층체를 분할하는 경우에는, 그 웨이퍼측에 있어서의 이미지 센서 칩의 외주에 결함이 발생하여 품질을 초래한다는 문제가 있고, 또, 상기 특허문헌 2 에 기재된 기술에 의해 적층체를 분할하는 경우에는, 그 적층체를 구성하는 웨이퍼의 개질층으로부터 분진이 낙하하여, 품질의 저하를 초래한다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 웨이퍼의 표면에 투명한 접착층을 개재하여 유리 기판이 배치 형성된 적층체를 개개의 칩으로 분할할 때에, 상기한 품질의 저하를 발생시키지 않는 적층체의 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 복수의 이미지 센서가 교차하는 복수의 분할 예정 라인으로 구획되어 표면에 복수 형성된 웨이퍼의 표면에 투명한 접착층을 개재하여 유리 기판이 배치 형성된 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 적층체의 가공 방법으로서, 적층체의 유리 기판측으로부터 절삭 블레이드를 위치시켜 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 절삭하여 접착층에 도달하는 절삭 홈을 그 유리 기판에 형성하는 절삭 홈 형성 공정과, 웨이퍼의 이면측으로부터 그 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 그 웨이퍼의 그 분할 예정 라인에 대응하는 영역의 내부에 위치시켜 그 레이저 광선을 조사하고, 그 웨이퍼의 내부에 연속적으로 개질층을 형성함과 함께 그 개질층으로부터 그 접착층에 도달하는 크랙을 형성하여 분할 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과, 적어도 그 절삭 홈 형성 공정 후, 그 적층체를 수용하는 크기의 개구부를 갖는 프레임에 확장 테이프를 통하여 그 적층체의 유리 기판측을 지지하는 적층체 지지 공정과, 그 분할 기점 형성 공정과 그 적층체 지지 공정을 실시한 후, 그 확장 테이프를 확장하여 그 적층체를 그 분할 기점을 따라 형성하는 분할 홈에 의해 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 분할 공정과, 그 분할 공정에 의해 형성된 그 분할 홈에 수용성 수지를 충전하는 수용성 수지 충전 공정과, 그 수용성 수지가 고화, 또는 반고화된 상태에서 절삭 블레이드를 그 웨이퍼의 이면에 형성된 그 분할 홈에 위치시켜 절삭함으로써 그 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정과, 그 확장 테이프의 그 확장 상태를 유지한 상태에서 세정수를 그 웨이퍼의 이면으로부터 공급하여 그 절삭 홈 및 그 분할 홈에 충전된 수용성 수지를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 구비한 적층체의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 그 분할 공정을 실시하기 전에 미리 그 웨이퍼의 이면에 수용성 수지를 피복해 두고, 그 분할 공정에 의해 그 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할할 때에, 그 수용성 수지를 그 웨이퍼의 이면으로부터 그 분할 홈에 충전하여 그 수용성 수지 충전 공정을 실시한다. 바람직하게는, 그 분할 공정의 완료 후부터 그 수용성 수지 제거 공정 개시까지의 동안 중 어느 때에 있어서, 그 적층체와 그 프레임 사이에 있는 확장 테이프에 열을 가하여 수축시켜 확장 상태를 유지한다.
본 발명의 적층체의 가공 방법에 의하면, 개질층으로부터 발생하는 이물질이 수용성 수지와 함께 원활하게 외부에 배출됨과 함께, 적층체로부터 분할되는 이미지 센서 칩 (CMOS, CCD) 의 외주에 결함이 발생하지 않아, 이미지 센서의 품질을 저하시키지 않는다.
도 1 은, 본 발명 실시형태에서 피가공물이 되는 적층체의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 절삭 장치에 대해 적층체를 유지하는 양태를 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 절삭 홈 형성 공정의 실시양태를 나타내는 사시도이다.
도 4(a) 는, 절삭 홈 형성 공정에 의해 절삭 홈이 형성된 적층체의 사시도이고, 도 4(b) 는, 절삭 홈이 형성된 적층체의 일부 확대 단면도이다.
도 5 는, 적층체 지지 공정에 의해, 적층체를, 확장 테이프 (T) 를 통하여 프레임 (F) 에 지지하는 양태를 나타내는 사시도이다.
도 6(a) 는, 분할 기점 형성 공정의 실시양태를 나타내는 사시도이고, 도 6(b) 는, 분할 기점 형성 공정에 의해, 적층체를 구성하는 웨이퍼의 내부에 분할 기점이 형성된 상태를 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 7(a) 는, 분할 공정의 실시양태를 나타내는 일부 단면도이고, 도 7(b) 는, 분할 공정에 의해 개개의 이미지 센서 칩으로 분할된 적층체의 사시도이며, 도 7(c) 는, 개개의 이미지 센서 칩으로 분할된 적층체의 일부 확대 단면도이다.
도 8(a) 는, 수용성 수지 충전 공정의 실시양태를 나타내는 사시도이고, 도 8(b) 는, 수용성 수지가 충전된 적층체의 일부 확대 단면도이다.
도 9(a) 는, 개질층 제거 공정의 실시양태를 나타내는 사시도이고, 도 9(b) 는, 개질층이 제거된 적층체의 일부 확대 단면도이다.
도 10 은, 수용성 수지 제거 공정의 실시양태를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명 실시형태의 적층체의 가공 방법에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 을 참조하면서, 본 발명 실시형태에 있어서 피가공물이 되는 적층체에 대해 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 복수의 이미지 센서 (CMOS) (12) 가 교차하는 복수의 분할 예정 라인 (14) 으로 구획되어, 표면 (10a) 에 복수 형성된 웨이퍼 (10) 와, 투명한 유리 기판 (18) 을 준비한다. 웨이퍼 (10), 및 유리 기판 (18) 을 준비하였다면, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 에 투명한 접착제 (수지 본드) (B) 를 적하하여, 유리 기판 (18) 을 첩부한다. 이와 같이 하여, 웨이퍼 (10) 와 유리 기판 (18) 을, 상기 접착제 (B) 로 구성되는 접착층 (B) 을 개재하여 일체화하여 적층체 (20) 를 형성한다 (도 1 의 하단을 참조).
(절삭 홈 형성 공정)
상기한 바와 같이 적층체 (20) 를 형성하였다면, 적층체 (20) 의 유리 기판 (18) 측으로부터 절삭 홈을 형성하는 절삭 홈 형성 공정을 실시한다. 이하에, 절삭 홈 형성 공정에 대해, 도 2, 및 도 3 을 참조하면서 설명한다.
먼저, 적층체 (20) 를, 다이싱 장치 (30) (일부만 나타낸다) 에 구비되는 유지 테이블 (31) 의 유지면 (31a) 에, 유리 기판 (18) 측을 상방을 향하게 하여 재치 (載置) 한다. 유지면 (31a) 은, 통기성을 갖는 포러스 세라믹에 의해 형성되고, 도시되지 않은 흡인 수단에 접속되어 있다. 유지 테이블 (31) 에 적층체 (20) 를 재치하였다면, 그 흡인 수단을 작동시켜, 흡인 유지한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이 다이싱 장치 (30) 는, 스핀들 유닛 (32) 을 구비하고 있다. 스핀들 유닛 (32) 은, 스핀들 (33) 의 선단부에 고정되어 외주에 절삭날을 갖는 절삭 블레이드 (34) 와, 절삭 블레이드 (34) 를 보호하는 블레이드 커버 (35) 를 구비하고 있다. 절삭 블레이드 (34) 는, 예를 들어, 유리 기판 (18) 의 절삭에 적합한 레진 본드 지석으로, 직경이 50 ㎜, 두께가 30 ㎛ 로 설정되어 있다. 절삭 블레이드 (34) 는, 스핀들 (33) 과 함께 회전 가능하게 구성되어 있고, 예를 들어 20,000 rpm 의 속도로 회전된다. 블레이드 커버 (35) 에는, 절삭 블레이드 (34) 에 인접하는 위치에 절삭수 공급 수단 (36) 이 배치 형성되어 있고, 절삭수를 절삭 블레이드 (34) 에 의한 적층체 (20) 의 절삭 위치를 향하여 공급한다. 절삭 블레이드 (34) 에 의해 절삭을 실시할 때에는, 도시되지 않은 얼라인먼트 수단을 사용하여, 절삭 블레이드 (34) 와 유지 테이블 (31) 에 유지된 적층체 (20) 의 가공 위치가 되는 위치의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다. 그 얼라인먼트 수단에는, 적어도 도시되지 않은 조명 수단, 및 촬상 수단이 구비되고, 투명한 유리 기판 (18) 측으로부터 촬상되는 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 의 분할 예정 라인 (14) 을, 유리 기판 (18) 측으로부터 촬상, 검출하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 다이싱 장치 (30) 는, 얼라인먼트 수단에, 적층체 (20) 의 표면 높이 검출 수단을 구비하고 있고, 얼라인먼트시에 그 적층체 (20) 의 표면의 높이를 검출한다.
그 얼라인먼트 수단에 의한 얼라인먼트를 실시하였다면, 스핀들 (33) 과 함께 고속 회전되는 절삭 블레이드 (34) 를, 유지 테이블 (31) 에 유지한 적층체 (20) 의 분할 예정 라인 (14) 에 대응한 영역의 외주단에 위치시켜, 절삭 블레이드 (34) 의 하단 위치를, 유리 기판 (18) 을 완전히 절삭하고, 적층체 (20) 의 접착층 (B) 에 도달하는 높이 위치까지 하강시켜 절입시키고, 적층체 (20) 를 절삭 블레이드 (34) 에 대해 화살표 X 로 나타내는 X 축 방향 (가공 이송 방향) 으로 이동시킨다. 이 때의 가공 이송 속도는, 예를 들어, 50 ㎜/초로 설정된다. 이로써, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 적층체 (20) 를 구성하는 유리 기판 (18) 의 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역을 절삭하여 절삭 홈 (100) 을 형성한다. 그리고, 도시되지 않은 이동 수단에 의해, 적층체 (20) 를 흡인 유지하는 유지 테이블 (31) 을, X 축 방향, 및 X 축 방향과 직교하는 방향으로 적절히 이동시키면서, 적층체 (20) 의 제 1 방향에 있어서의 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대해, 상기한 절삭 블레이드 (34) 에 의해 절삭 홈 (100) 을 형성한다. 적층체 (20) 의 제 1 방향에 있어서의 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대응하여 절삭 홈 (100) 을 형성하였다면, 유지 테이블 (31) 을 90 도 회전시켜, 상기한 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 있어서, 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역에 상기와 동일하게 하여 절삭 홈 (100) 을 형성한다. 이로써, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 의 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역에 절삭 홈 (100) 을 형성한다. 이 절삭 홈 (100) 은, 도 4(b) 에 나타내는 적층체 (20) 의 일부 확대 단면도로부터 이해되는 바와 같이, 적층체 (20) 의 유리 기판 (18) 측으로부터 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 절삭하여 접착층 (B) 에 도달하는 홈으로서, 적층체 (20) 를 완전히 분할하는 홈은 아니다. 이상과 같이 하여, 절삭 홈 형성 공정이 완료된다.
(적층체 지지 공정·분할 기점 형성 공정)
상기한 절삭 홈 형성 공정을 실시하였다면, 적층체 지지 공정, 및 분할 기점 형성 공정을 실시한다. 이하에, 도 5, 도 6 을 참조하면서, 적층체 지지 공정과 분할 기점 형성 공정에 대해 설명한다.
적층체 지지 공정을 실시하는 데에 있어서, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 적층체 (20) 를 수용하는 크기의 개구부를 갖는 프레임 (F) 에, 확장 테이프 (T) 의 외주부를 첩착 (貼着) 한 지지 부재를 준비한다. 그 지지 부재를 준비하였다면, 절삭 홈 (100) 이 형성된 적층체 (20) 를, 웨이퍼 (10) 를 상방을 향하게 하여, 유리 기판 (18) 측을 확장 테이프 (T) 의 표면 중앙에 첩착하고 지지한다. 확장 테이프 (T) 는, 신축성을 갖고, 풀제 등에 의해 점착성이 부여되어 있고, 확장 테이프 (T) 에 배치 형성된 적층체 (20) 는, 확장 테이프 (T) 를 통하여 환상의 프레임 (F) 에 유지된다 (도 5 의 하단을 참조).
상기한 바와 같이, 적층체 지지 공정을 실시하였다면, 분할 기점 형성 공정을 실시한다. 본 실시형태에 있어서 실시되는 분할 기점 형성 공정은, 도 6(a) 에 나타내는 레이저 가공 장치 (40) (일부만을 나타낸다) 를 사용하여 실시할 수 있다. 레이저 가공 장치 (40) 에 의해 실시되는 분할 기점 형성 공정에 대해, 이하에 설명한다.
도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치 (40) 는, 레이저 광선 조사 유닛 (42) 을 구비하고 있다. 레이저 광선 조사 유닛 (42) 은, 도시되지 않은 레이저 발진기를 포함하는 광학계를 구비하고, 그 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선 (LB) 을 집광하여 조사하는 집광기 (42a) 를 구비한다. 레이저 광선 조사 유닛 (42) 은, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선 (LB) 의 집광점을, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역의 내부에 위치시켜 조사하여 연속적으로 개질층 (110a) 을 형성하는 레이저 가공을 실시한다. 레이저 광선 조사 유닛 (42) 에 의해 분할 기점 형성 공정을 실시할 때에는, 먼저 프레임 (F) 에 유지된 적층체 (20) 를, 레이저 가공 장치 (40) 에 구비된 도시되지 않은 유지 테이블에 유지한다. 그 유지 테이블에 적층체 (20) 를 유지하였다면, 도시되지 않은 얼라인먼트 수단을 사용하여, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 의 높이 위치를 검출함과 함께, 집광기 (42a) 에 의해 조사되는 레이저 광선 (LB) 의 조사 위치와, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 측에 형성된 분할 예정 라인 (14) 의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다. 그 얼라인먼트 수단에는, 도시되지 않은 적외선 조명 수단 및 적외선 촬상 수단이 구비되어, 표면 (10a) 의 분할 예정 라인 (14) 을, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측으로부터 촬상, 검출하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
그 얼라인먼트 수단에 의한 얼라인먼트를 실시하였다면, 집광기 (42a) 를, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (14) 에 대응한 영역으로서, 가공을 개시해야 할 웨이퍼 (10) 의 외주단 위치의 상방에 위치시키고, 집광기 (42a) 로부터 조사되는 레이저 광선 (LB) 의 집광점을, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역의 내부에 위치시킨다. 이어서, 레이저 광선 조사 유닛 (42) 을 작동시킴과 함께, 도시되지 않은 이동 수단에 의해 적층체 (20) 를 집광기 (42a) 에 대해 화살표 X 로 나타내는 X 축 방향 (가공 이송 방향) 으로 이동시킨다. 이로써, 도 6(b) 에 나타내는 적층체 (20) 의 일부 확대 단면도로부터 이해되는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 의 소정의 내부 위치로서, 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 위치를 따라 개질층 (110a) 을 연속적으로 형성함과 함께, 개질층 (110a) 으로부터 접착층 (B) 에 도달하는 크랙 (110b) 을 형성하여 분할의 기점이 되는 분할 기점 (110) 을 형성한다. 또한, 도 6(b) 에 있어서, X 축 방향은, 도 6(b) 가 기재된 지면에 수직인 방향이다.
또한, 도시되지 않은 이동 수단에 의해, 적층체 (20) 를 유지하는 유지 테이블을, X 축 방향, 및 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 적절히 이동시키면서, 제 1 방향에 있어서의 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대응하여, 상기한 레이저 광선 조사 유닛 (42) 에 의해 분할 기점 (110) 을 형성한다. 웨이퍼 (10) 의 제 1 방향에 있어서의 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대응하여 분할 기점 (110) 을 형성하였다면, 도시되지 않은 유지 테이블을 90 도 회전시켜, 그 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 있어서도, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역의 내부에 상기와 동일한 레이저 가공을 실시하여 분할 기점 (110) 을 형성한다. 이로써, 웨이퍼 (10) 의 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역을 따라 분할 기점 (110) 을 형성한다. 이상에 의해, 본 실시형태의 적층체 지지 공정, 및 분할 기점 형성 공정이 실시된다. 또한, 상기한 실시형태에서는, 적층체 지지 공정을 실시한 후에, 분할 기점 형성 공정을 실시했지만, 본 발명에서는, 반드시 분할 기점 형성 공정 전에 적층체 지지 공정을 실시하는 것에 한정되지 않고, 분할 기점 형성 공정을 실시한 후에, 적층체 지지 공정을 실시하는 것이어도 된다. 요컨대, 적층체 지지 공정은, 적어도, 상기한 절삭 홈 형성 공정 후이고, 후술하는 분할 공정을 실시하기 전의 어느 타이밍으로 실시되면 된다.
또한, 상기한 분할 기점 형성 공정에 있어서의 레이저 가공 조건은, 예를 들어, 이하와 같이 설정된다.
파장 : 1342 ㎚
반복 주파수 : 60 ㎑
평균 출력 : 1 W
가공 이송 속도 : 600 ㎜/초
(분할 공정)
상기한 바와 같이, 적층체 (20) 를, 확장 테이프 (T) 를 통하여 환상의 프레임 (F) 에 의해 지지하고, 적층체 (20) 를 구성하는 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역의 내부를 따라 분할 기점 (110) 을 형성하였다면, 도 7(a) 에 나타내는 분할 장치 (50) 를 사용하여 적층체 (20) 에 대해 외력을 부여하고, 적층체 (20) 의 웨이퍼 (10) 에 형성된 이미지 센서 (12) 를 개개의 이미지 센서 칩 (12') 으로 분할하는 분할 공정을 실시한다.
도 7(a) 에 나타내는 분할 장치 (50) 는, 적층체 (20) 를 지지하는 환상의 프레임 (F) 을 유지하는 프레임 유지 수단 (52) 과, 프레임 유지 수단 (52) 에 유지되는 프레임 (F) 에 첩착된 확장 테이프 (T) 를 확장하는 테이프 확장 수단 (56) 을 구비하고 있다. 프레임 유지 수단 (52) 은, 환상의 프레임 (F) 을 유지하기 위해 환상으로 형성된 프레임 유지 부재 (52a) 와, 프레임 유지 부재 (52a) 의 외주에 배치 형성된 고정 수단으로서의 복수의 클램프 (52b) 로 이루어져 있다. 프레임 유지 부재 (52a) 의 상면은 평탄하게 형성되고, 프레임 (F) 이 재치된다. 그리고, 프레임 유지 부재 (52a) 상에 재치된 프레임 (F) 은, 클램프 (52b) 에 의해 프레임 유지 부재 (52a) 상에 고정된다. 이와 같이 구성된 프레임 유지 수단 (52) 은, 테이프 확장 수단 (56) 에 의해 상하 방향으로 진퇴 가능하게 지지되어 있다.
환상의 프레임 유지 부재 (52a) 의 내측에는, 도시되지 않은 기대에 고정된 확장 드럼 (58) 이 배치 형성되어 있다. 이 확장 드럼 (58) 은, 프레임 (F) 의 내경보다 작고 프레임 (F) 에 장착된 확장 테이프 (T) 에 지지되는 적층체 (20) 의 외경보다 크게 설정된다. 본 실시형태에 있어서의 테이프 확장 수단 (56) 은, 확장 드럼 (58) 의 주위에 복수 배치되어, 프레임 유지 부재 (52a) 를 상하 방향으로 진퇴 가능하게 하기 위해, 프레임 유지 부재 (52a) 의 하면에 상단이 연결되는 피스톤 로드 (56a) 와, 피스톤 로드 (56a) 를 상하 방향으로 진퇴시키는 에어 실린더 (56b) 를 구비한다. 이와 같이 복수의 피스톤 로드 (56a) 와 에어 실린더 (56b) 로 이루어지는 테이프 확장 수단 (56) 은, 도 7(a) 에서 실선으로 나타내는 바와 같이 프레임 유지 부재 (52a) 의 상면을 확장 드럼 (58) 의 상단과 거의 동일 높이가 되는 기준 위치와, 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 프레임 유지 부재 (52a) 의 상면이 확장 드럼의 상단으로부터 소정량 하방의 확장 위치로 선택적으로 이동시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 분할 장치 (50) 는 개략 이상과 같이 구성되어 있고, 이 분할 장치 (50) 를 사용하여 실시하는 분할 공정에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
상기 서술한 바와 같이 확장 테이프 (T) 를 통하여 적층체 (20) 를 지지한 프레임 (F) 을, 프레임 유지 부재 (52a) 상에 재치하고, 클램프 (52b) 에 의해 고정시켰다면, 테이프 확장 수단 (56) 을 구성하는 복수의 에어 실린더 (56b) 를 작동시켜, 프레임 유지 부재 (52a) 를 하강시킨다. 따라서, 프레임 유지 부재 (52a) 상에 고정되어 있는 프레임 (F) 도 하강하기 때문에, 도 7(a) 에서 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 프레임 (F) 에 장착된 확장 테이프 (T) 는, 상대적으로 상승되는 확장 드럼 (58) 의 상단 가장자리에 맞닿아 확장된다 (T' 로 나타낸다). 이 결과, 확장 테이프 (T') 에 첩착되어 있는 적층체 (20) 에는 방사상으로 인장력이 작용하므로, 분할 예정 라인 (14) 을 따라 형성된 분할 기점 (110) 을 따라 적층체 (20) 가 완전히 파단되어, 분할 홈 (120) 을 형성한다. 이와 같이 하여, 분할 홈 (120) 이 형성되었다면, 테이프 확장 수단 (56) 을 작동시켜, 확장 드럼 (58) 의 상단 위치와, 프레임 유지 부재 (52a) 의 상면이 일치하는 기준 위치로 되돌린다. 여기서, 확장 테이프 (T) 는, 상기 분할 공정에 의해 일단 확장됨으로써, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 적층체 (20) 에 대해 인장력을 작용한 상태를 어느 정도 유지할 수 있다. 이 때문에, 도 7(c) 에 나타내는 적층체 (20) 의 일부 확대 단면도로부터 이해되는 바와 같이, 확장 드럼 (58) 의 상단 위치와 프레임 유지 부재 (52a) 의 상면이 일치하는 기준 위치로 되돌려도, 분할 홈 (120) 의 간극 간격을 유지할 수 있다. 이상에 의해, 분할 공정이 완료된다. 또한, 이 때, 적층체 (20) 의 외주와 프레임 (F) 의 내측 개구 사이의 영역에 있는 확장 테이프 (T) 를 가열하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 당해 영역에 있는 확장 테이프 (T) 가 수축되어, 적층체 (20) 에 대한 확장 상태를 보다 확실하게 유지할 수 있고, 다음 공정 이후에 있어서도, 양호하게 분할 홈 (120) 의 간극 간격을 유지할 수 있다.
상기한 분할 공정에 의하면, 유리 기판 (18) 은 미리 절삭 홈 (100) 에 의해 분할되어 있고, 그 분할 기점 (110) 에 외력을 부여함으로써 적층체 (20) 를 개개의 이미지 센서 칩 (12') 으로 분할할 수 있다. 따라서, 이미지 센서 칩 (12') 을 구성하는 웨이퍼 (10) 는, 절삭 블레이드에 의해 분할되어 있지 않기 때문에, 외주에 결함이 발생하지 않아, 이미지 센서 칩 (12') 의 품질이 저하되지 않는다.
(수용성 수지 충전 공정)
상기한 분할 공정을 실시하였다면, 수용성 수지 충전 공정을 실시한다. 도 8 을 참조하면서, 수용성 수지 충전 공정의 실시양태에 대해 설명한다.
도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 확장 테이프 (T) 에 의해 지지되어, 분할 공정에 의해 분할 홈 (120) 이 형성된 적층체 (20) 를, 수용성 수지 공급 수단 (60) 의 하방에 위치시킨다. 수용성 수지 공급 수단 (60) 의 하방에 적층체 (20) 를 위치시켰다면, 수용성 수지 공급 수단 (60) 으로부터, 시간 경과와 함께 고화되는 수용성 액상 수지 (62) (예를 들어, 폴리비닐알코올 (PVA)) 를 적하한다. 적층체 (20) 에는, 상기한 바와 같이, 소정의 간극 간격이 유지된 분할홈 (120) 이 형성되어 있고, 도 8(b) 에 나타내는 적층체 (20) 의 일부 확대 단면도로부터 이해되는 바와 같이, 적하된 수용성 수지 (62) 가, 분할 홈 (120) 을 통하여, 유리 기판 (18) 측에 형성된 절삭 홈 (100) 에도 공급되어, 절삭 홈 (100), 및 분할 홈 (120) 에 대해 수용성 수지 (62) 가 충전됨과 함께, 적층체 (20) 를 구성하는 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 이 수용성 수지 (62) 로 피복된다. 또한, 수용성 수지는, 상기한 폴리비닐알코올에 한정되지 않고, 물 등의 용제에 의해 용해되는 주지된 수용성 수지이면 되고, 예를 들어, 폴리비닐아세탈 (아세트산비닐 공중합체도 포함한다), 폴리비닐피롤리돈 등이어도 된다. 이상에 의해, 수용성 수지 충전 공정이 완료된다.
(개질층 제거 공정)
상기한 바와 같이, 수용성 수지 충전 공정이 완료되었다면, 개질층 제거 공정을 실시한다. 이하에, 도 9 를 참조하면서, 개질층 제거 공정의 실시양태에 대해 설명한다.
상기한 수용성 수지 충전 공정을 끝내고, 소정 시간이 경과함으로써, 분할 홈 (120) 에 충전된 수용성 수지 (62) 는, 반고화, 또는 고화된다. 이 상태에서, 도 9 에 나타내는 다이싱 장치 (70) 에 반송하고, 다이싱 장치 (70) 에 구비되는 도시되지 않은 유지 테이블에 재치하여 유지한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이 다이싱 장치 (70) 는, 스핀들 유닛 (71) 을 구비하고 있다. 스핀들 유닛 (71) 은, 스핀들 (72) 의 선단부에 고정되어 외주에 절삭날을 갖는 절삭 블레이드 (73) 와, 절삭 블레이드 (73) 를 보호하는 블레이드 커버 (74) 를 구비하고 있다. 절삭 블레이드 (73) 는, 예를 들어, CMOS 웨이퍼의 절삭에 적합한 전기 주조 지석으로, 직경이 50 ㎜, 두께가 40 ㎛ 로 설정되어 있다. 절삭 블레이드 (73) 는, 스핀들 (72) 과 함께 회전 가능하게 구성되어 있고, 예를 들어 20,000 rpm 의 속도로 회전된다. 블레이드 커버 (74) 에는, 절삭 블레이드 (73) 에 인접하는 위치에 절삭수 공급 수단 (75) 이 배치 형성되어 있고, 절삭수를 절삭 블레이드 (73) 에 의한 적층체 (20) 의 절삭 위치를 향하여 공급한다. 절삭 블레이드 (73) 에 의해 절삭을 실시할 때에는, 도시되지 않은 얼라인먼트 수단을 사용하여, 절삭 블레이드 (73) 와 적층체 (20) 의 가공 위치, 즉 분할 홈 (120) 과의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다. 그 얼라인먼트 수단에는, 적어도 도시되지 않은 조명 수단, 및 촬상 수단이 구비되어, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측으로부터 촬상되는 웨이퍼 (10) 에 형성된 분할 홈 (120) 을 촬상, 검출하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 다이싱 장치 (70) 는, 얼라인먼트 수단에, 적층체 (20) 의 상면, 즉, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 의 높이를 검출하는 높이 검출 수단을 구비하고 있고, 얼라인먼트시에 그 적층체 (20) 의 표면의 높이를 검출한다.
그 얼라인먼트 수단에 의한 얼라인먼트를 실시하였다면, 스핀들 (72) 과 함께 고속 회전되는 절삭 블레이드 (73) 를, 적층체 (20) 를 구성하는 웨이퍼 (10) 의 분할 홈 (120) 에 대응한 외주 단부에 위치시켜, 절삭 블레이드 (73) 의 하단의 높이 위치를, 상기한 분할 기점 형성 공정에 있어서 웨이퍼 (10) 의 내부에 형성한 개질층 (110a) 의 하단보다 소정량 하방의 높이가 되는 위치에 위치시킨다. 그리고, 적층체 (20) 를 절삭 블레이드 (73) 에 대해 화살표 X 로 나타내는 X 축 방향 (가공 이송 방향) 으로 이동시킨다. 이 때의 가공 이송 속도는, 예를 들어, 50 ㎜/초로 설정된다. 이로써, 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 적층체 (20) 를 구성하는 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 있어서, 분할 홈 (120) 을 형성한 영역 을 따라, 개질층 (110a) 이 형성된 영역을 절삭에 의해 제거하여, 절삭 홈 (130) 을 형성한다. 그리고, 도시되지 않은 이동 수단에 의해, 적층체 (20) 를 흡인 유지하는 유지 테이블 (31) 을, X 축 방향, 및 X 축 방향과 직교하는 Y 축 방향으로 적절히 이동시키면서, 적층체 (20) 의 제 1 방향에 있어서의 모든 분할 홈 (120) 에 대해, 상기한 절삭 블레이드 (73) 에 의해 절삭 홈 (130) 을 형성한다. 적층체 (20) 의 제 1 방향에 있어서의 모든 분할 홈 (120) 에 대해 개질층 (110a) 을 제거하는 절삭 홈 (130) 을 형성하였다면, 적층체 (20) 를 90 도 회전시켜, 상기한 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 있어서도, 분할 홈 (120) 에 대응하는 위치에 대해, 상기와 동일하게 하여 절삭 홈 (130) 을 형성한다. 이로써, 상기한 분할 공정에 의해 형성된 모든 분할 홈 (120) 을 따라, 절삭 홈 (130) 이 형성된다. 도 9(b) 에 나타내는 적층체 (20) 의 일부 확대 단면도로부터 이해되는 바와 같이, 이 절삭 홈 (130) 이 형성됨으로써, 분할 기점 형성 공정에 의해 웨이퍼 (10) 의 내부에 형성된 개질층 (110a) 이 제거된다. 이와 같이 하여 개질층 (110a) 이 제거될 때, 분할 홈 (120) 에는 수용성 수지 (62) 가 충전되어 있는 점에서, 개질층 (110a) 으로부터 발생하는 이물질이 수용성 수지 (62) 와 함께 원활하게 외부에 배출된다. 이상에 의해, 개질층 제거 공정이 완료된다. 또한, 이 개질층 제거 공정에 의해, 절삭 홈 (100), 및 분할 홈 (120) 에 충전되어 있던 수용성 수지 (62) 는, 개질층 (110a) 을 제거할 때에 공급되는 절삭수에 의해 어느 정도 제거되지만, 절삭 홈 (100) 내에 소정량 잔존한다.
상기한 개질층 제거 공정이 완료되었다면, 수용성 수지 제거 공정을 실시한다. 이하에, 도 10 을 참조하면서, 수용성 수지 제거 공정의 실시양태에 대해 설명한다.
상기한 개질층 제거 공정이 완료되었다면, 프레임 (F) 에 의해 지지된 적층체 (20) 를, 수세 수단 (80) 의 하방에 위치시킨다. 상기한 바와 같이, 그 수용성 수지 충전 공정에 있어서, 적층체 (20) 와 프레임 (F) 사이에 있는 확장 테이프 (T) 에 열이 가해지고 있는 점에서, 확장 테이프 (T) 의 수축에 의해 확장 상태가 유지되어, 절삭 홈 (130) 의 간극이 유지되고 있다. 이 절삭 홈 (130) 이 표출된 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 대해, 수세 수단 (80) 으로부터 소정의 압력이 부여된 세정수 (W) 를 공급하고, 분할 홈 (130) 으로부터 유리 기판 (18) 측에 형성된 절삭 홈 (100) 에 걸쳐 세정수 (W) 를 공급한다. 이로써, 분할 홈 (120), 및 절삭 홈 (100) 에 잔존하고 있던 수용성 수지 (62) 를 완전히 제거한다. 이상에 의해 수용성 수지 제거 공정이 완료되어, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 에 투명한 접착층 (B) 을 개재하여 유리 기판 (18) 이 배치 형성된 적층체 (20) 가, 개개의 이미지 센서 칩 (12') 으로 분할된다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 적층체 (20) 를 이미지 센서 칩 (12') 으로 분할할 때에 형성한 개질층 (110a) 을, 분할 홈 (120) 에 절삭 블레이드 (73) 를 절입시켜, 수용성 수지 (62) 와 함께 제거하고 있다. 이로써, 개질층 (110a) 으로부터 발생하는 분진이 이미지 센서 칩 (12') 의 주위에 부착되어 품질을 저하시키는 경우가 없다. 또, 개질층 (110a) 을 제거할 때에 절삭 블레이드 (73) 를 사용하고 있지만, 절삭 블레이드 (73) 에 의해 개질층 (110a) 을 제거할 때에는, 웨이퍼 (10) 는 이미 분할 홈 (120) 에 의해 개개의 이미지 센서 칩 (12') 으로 분할되어 있고, 그 분할홈 (120) 에는, 수용성 수지 (62) 가 충전되어 그 간극이 유지되어 있는 점에서, 이미지 센서 칩 (12') 을 구성하는 웨이퍼 (10) 의 외주에 과도한 부하가 걸리는 경우가 없기 때문에, 결함 등이 발생하는 것도 방지된다. 따라서, 상기한 이미지 센서 칩 (12') 의 품질이 저하된다는 과제가 해소된다.
본 발명에 의하면, 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지의 변형예가 제공된다. 상기한 실시형태에서는, 분할 공정이 완료되었을 때에, 적층체 (20) 와 프레임 (F) 사이에 있는 확장 테이프 (T) 에 대해 열을 가하여 수축시켜 확장 테이프 (T) 의 확장 상태를 유지하도록 했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 분할 공정이 완료된 직후의 확장 테이프 (T) 는, 분할 공정에 의해 확장된 상태가 당분간 유지되기 때문에, 분할 공정으로부터 시간을 두지 않고 수용성 수지 충전 공정을 실시하는 경우에는, 확장 테이프 (T) 에 대한 가열을 실시하지 않고, 개질층 제거 공정이 완료된 후, 수용성 수지 제거 공정을 실시하기 전에, 적층체 (20) 와 프레임 (F) 사이에 있는 확장 테이프 (T) 에 대해 열을 가하여 수축시켜, 확장 테이프 (T) 의 확장 상태를 유지하도록 해도 된다.
또, 상기한 실시형태에서는, 분할 공정을 실시한 후에, 분할 홈 (120) 이 형성된 상태의 적층체 (20) 를 수용성 수지 공급 수단 (60) 의 하방에 위치시켜, 적층체 (20) 를 구성하는 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 수용성 수지 (62) 를 공급하고, 분할 홈 (120), 절삭 홈 (100) 에 수용성 수지 (62) 를 충전했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 분할 공정을 실시하기 전에, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 상에 수용성 수지 (62) 를 공급하여, 수용성 수지 (62) 의 고화가 시작되기 전에, 분할 공정을 실시한다. 이와 같이 함으로써도, 수용성 수지 (62) 가, 분할 공정에 의해 형성되는 분할 홈 (120) 에 들어가, 절삭 홈 (100) 과 분할 홈 (120) 에 수용성 수지 (62) 를 충전할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 유리 기판 (18) 에 절삭 홈 (100) 을 형성하는 절삭 홈 형성 공정을 다이싱 장치 (30) 에 의해 실시하고, 웨이퍼 (10) 의 내부에 형성한 개질층 (110a) 을 제거하는 개질층 제거 공정을 다른 다이싱 장치 (70) 에 의해 실시했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 절삭 홈 형성 공정, 및 개질층 제거 공정을 다이싱 장치 (30), 또는 다이싱 장치 (70) 중 어느 일방만에 의해서 실시해도 된다. 그 경우에는, 절삭 부위가 유리 기판 (18) 인지, 웨이퍼 (10) 인지에 따라, 적절히 절삭 블레이드 (34) 와 절삭 블레이드 (73) 를 교환하면된다.
10 : 웨이퍼
12 : 이미지 센서
12' : 이미지 센서 칩
14 : 분할 예정 라인
18 : 유리 기판
20 : 적층체
30, 70 : 다이싱 장치
34, 73 : 절삭 블레이드
40 : 레이저 가공 장치
42 : 레이저 광선 조사 유닛
42a : 집광기
50 : 분할 장치
56 : 테이프 확장 수단
60 : 수용성 수지 공급 수단
62 : 수용성 수지
100, 130 : 절삭 홈
110 : 분할 기점
110a : 개질층
110b : 크랙
120 : 분할 홈

Claims (3)

  1. 복수의 이미지 센서가 교차하는 복수의 분할 예정 라인으로 구획되어 표면에 복수 형성된 웨이퍼의 표면에 투명한 접착층을 개재하여 유리 기판이 배치 형성된 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 적층체의 가공 방법으로서,
    적층체의 유리 기판측으로부터 절삭 블레이드를 위치시켜 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 절삭하여 접착층에 도달하는 절삭 홈을 그 유리 기판에 형성하는 절삭 홈 형성 공정과,
    웨이퍼의 이면측으로부터 그 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 그 웨이퍼의 그 분할 예정 라인에 대응하는 영역의 내부에 위치시켜 그 레이저 광선을 조사하고, 그 웨이퍼의 내부에 연속적으로 개질층을 형성함과 함께 그 개질층으로부터 그 접착층에 도달하는 크랙을 형성하여 분할 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과,
    적어도 그 절삭 홈 형성 공정 후, 그 적층체를 수용하는 크기의 개구부를 갖는 프레임에 확장 테이프를 통하여 그 적층체의 유리 기판측을 지지하는 적층체 지지 공정과,
    그 분할 기점 형성 공정과 그 적층체 지지 공정을 실시한 후, 그 확장 테이프를 확장하여 그 적층체를 그 분할 기점을 따라 형성하는 분할 홈에 의해 개개의 이미지 센서 칩으로 분할하는 분할 공정과,
    그 분할 공정에 의해 형성된 그 분할 홈에 수용성 수지를 충전하는 수용성 수지 충전 공정과,
    그 수용성 수지가 고화, 또는 반고화된 상태에서 절삭 블레이드를 그 웨이퍼의 이면에 형성된 그 분할 홈에 위치시켜 절삭함으로써 그 개질층을 제거하는 개질층 제거 공정과,
    그 확장 테이프의 그 확장 상태를 유지한 상태에서 세정수를 그 웨이퍼의 이면으로부터 공급하여 그 절삭 홈 및 그 분할 홈에 충전된 수용성 수지를 제거하는 수용성 수지 제거 공정을 구비한, 적층체의 가공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 분할 공정을 실시하기 전에 미리 그 웨이퍼의 이면에 수용성 수지를 피복 해 두고, 그 분할 공정에 의해 그 적층체를 개개의 이미지 센서 칩으로 분할할 때에, 그 수용성 수지를 그 웨이퍼의 이면으로부터 그 분할 홈에 충전하여 그 수용성 수지 충전 공정을 실시하는, 적층체의 가공 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    그 분할 공정의 완료 후부터 그 수용성 수지 제거 공정 개시까지의 동안 중 어느 때에 있어서, 그 적층체와 그 프레임 사이에 있는 확장 테이프에 열을 가하여 수축시켜 확장 상태를 유지하는, 적층체의 가공 방법.
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