KR20220131832A - 적층 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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KR20220131832A
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마사루 나카무라
타케노리 타카야
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 제2 웨이퍼로부터 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 제거하여 제1 웨이퍼의 표면에 형성된 분할 예정 라인을 노출시키는 경우라도, 품질의 저하를 발생시키지 않는 적층 웨이퍼의 가공 방법을 제공한다.
(해결 수단) 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 제1 웨이퍼의 표면에 제2 웨이퍼가 적층된 적층 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 상기 제2 웨이퍼에 대해, 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 상기 제2 웨이퍼의 상면측으로부터 상기 분할 예정 라인을 규정하는 2변의 내부에 위치시켜 조사하여, 분할 예정 라인을 따라 적어도 2줄의 개질층을 상기 제2 웨이퍼의 내부에 형성하는 개질층 형성 공정과, 상기 제2 웨이퍼의 상면에 테이프를 첩착하는 테이프 첩착 공정과, 상기 테이프를 상기 제2 웨이퍼의 상면으로부터 박리하여 상기 분할 예정 라인을 따라 상기 개질층이 형성된 분할 예정 라인에 대응하는 단재를 상기 제2 웨이퍼로부터 제거하여 상기 제1 웨이퍼의 표면에 형성된 분할 예정 라인을 노출시키는 분할 예정 라인 노출 공정을 포함한다.

Description

적층 웨이퍼의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING A STACKED WAFER}
본 발명은, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 제1 웨이퍼의 표면에 제2 웨이퍼가 적층된 적층 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해, 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.
또한, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 제1 웨이퍼의 표면에 제2 웨이퍼가 적층된 SOI 웨이퍼 등의 적층 웨이퍼도, 상기 분할 예정 라인을 따라 분할되어 2층의 디바이스 칩이 형성된다(예컨대 특허문헌 1을 참조).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2015-230971호
상기한 적층 웨이퍼를 가공할 때에, 상기 분할 예정 라인에 대응하는 제2 웨이퍼의 영역을 제거하여 제1 웨이퍼의 표면에 형성된 분할 예정 라인을 노출시키는 가공 공정을 실시하는 경우가 있다. 이 때, 절삭 블레이드를 사용하여 제2 웨이퍼로부터 상기 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 제거하면, 제1 웨이퍼에 절삭 블레이드가 접촉하여 품질의 저하를 초래한다는 문제가 있다. 이것에 대처하기 위해, 제2 웨이퍼측의 상기 영역을 제거하면서, 제1 웨이퍼에 접촉하지 않도록 절삭 블레이드의 절입 깊이의 조정을 할 필요가 있지만, 실제로는 매우 곤란하다. 또한, 절삭 블레이드에 의해 제2 웨이퍼를 절삭하는 경우에는, 제2 웨이퍼의 절삭홈으로부터 제1 웨이퍼측으로 절삭수가 침입하여, 디바이스의 품질이 저하된다고 하는 문제도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 제2 웨이퍼로부터 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 제거하여 제1 웨이퍼의 표면에 형성된 분할 예정 라인을 노출시키는 경우라도, 품질의 저하를 발생시키지 않는 적층 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 제1 웨이퍼의 표면에 제2 웨이퍼가 적층된 적층 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 상기 제2 웨이퍼에 대해, 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 상기 제2 웨이퍼의 상면측으로부터 상기 분할 예정 라인을 규정하는 2변의 내부에 위치시켜 조사하여 상기 분할 예정 라인을 따라 적어도 2줄의 개질층을 상기 제2 웨이퍼의 내부에 형성하는 개질층 형성 공정과, 상기 제2 웨이퍼의 상면에 테이프를 첩착하는 테이프 첩착 공정과, 상기 테이프를 상기 제2 웨이퍼의 상면으로부터 박리하여 상기 분할 예정 라인을 따라 상기 개질층이 형성된 상기 분할 예정 라인에 대응하는 단재(端材)를 상기 제2 웨이퍼로부터 제거하여 상기 제1 개질층의 웨이퍼의 표면에 형성된 상기 분할 예정 라인을 노출시키는 분할 예정 라인 노출 공정을 구비한 적층 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 테이프 첩착 공정은, 자외선의 조사에 의해 점착력이 저하되는 자외선 경화형 테이프를 상기 제2 웨이퍼의 상면에 첩착하는 자외선 경화형 테이프 첩착 단계와, 상기 자외선 경화형 테이프에 있어서의 상기 분할 예정 라인에 대응하는 영역 이외의 영역에 자외선을 조사하여 점착력을 저감시키는 자외선 조사 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 테이프 첩착 공정에 있어서 사용하는 테이프를, 폴리올레핀을 포함하는 열압착 테이프로 하고, 상기 제2 웨이퍼의 상면에 부설한 열압착 테이프를 가열하고 가압하여 첩착한다.
상기 개질층 형성 공정 전에, 상기 제2 웨이퍼의 상면을 연삭, 또는 연마하여 박화하는 박화 공정을 실시해도 좋고, 상기 개질층 형성 공정 후에, 상기 제2 웨이퍼의 상면을 연삭, 또는 연마하여 박화하는 박화 공정을 실시해도 좋다.
본 발명의 적층 웨이퍼의 가공 방법에 의하면, 절삭 블레이드를 사용하지 않고, 제2 웨이퍼로부터, 제1 웨이퍼의 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 제거할 수 있어, 제1 적층 웨이퍼(1)에 절삭 블레이드가 접촉하여 품질이 저하된다는 문제가 해소된다. 또한, 제1 웨이퍼의 분할 예정 라인에 대응하는 영역을 제거할 때에 절삭수를 사용하지 않기 때문에, 절삭수에 의해 품질이 저하된다는 문제도 해소한다.
도 1은 본 실시형태의 피가공물인 적층 웨이퍼의 분해 사시도이다.
도 2는 박화 공정의 실시 양태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 레이저 가공 장치의 전체 사시도이다.
도 4(a)는 개질층 형성 공정의 실시 양태를 도시하는 사시도이고, 도 4(b)는 제1 웨이퍼의 확대 평면도이고, 도4(c)는 개질층 형성 공정 시의 적층 웨이퍼의 단면도이다.
도 5는 박화 공정의 다른 실시 양태를 도시하는 사시도이다.
도 6은 테이프 첩착 공정의 자외선 경화형 테이프를 첩착 단계의 실시 양태를 도시한 사시도이다.
도 7은 테이프 첩착 공정의 자외선 조사 단계의 실시 양태를 도시한 사시도이다.
도 8은 분할 예정 라인 노출 공정의 실시 양태를 도시하는 사시도이다.
이하, 본 발명 실시형태의 적층 웨이퍼의 가공 방법에 대해 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.
도 1에는, 본 실시형태에 있어서 피가공물이 되는 적층 웨이퍼(W)의 사시도가 도시되어 있다. 적층 웨이퍼(W)는, 도 1의 상방에 분해하여 도시한 바와 같이, 제1 웨이퍼(10)에, 제2 웨이퍼(20)를 적층한 적층 웨이퍼이다. 제1 웨이퍼(10)는, 예컨대 실리콘의 웨이퍼이며, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 디바이스(12)가 분할 예정 라인(14)에 의해 구획된 표면(10a)에 형성되어 있다. 또한, 제2 웨이퍼(20)는, 제1 웨이퍼(10)와 마찬가지로, 예컨대 실리콘의 웨이퍼이며, 하방을 향한 표면(20a)측에 도시를 생략하는 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성되어 있다.
제1 웨이퍼(10)와 제2 웨이퍼(20)를 적층할 때에는, 도면에 도시한 바와 같이, 제1 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 대하여, 제2 웨이퍼(20)의 표면(20a)측을 향해 접합하여 일체로 한다. 제1 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 형성된 분할 예정 라인(14)과, 제2 웨이퍼(20)의 표면(20a)에 형성된 분할 예정 라인은, 대응하는 위치에 형성되어 있다. 따라서, 제1 웨이퍼(10)와 제2 웨이퍼(20)를 일체로 할 때에는, 양자에 형성된 노치의 위치를 맞추는 등으로 방향을 조정하여 접합하여(도 1의 하단을 참조), 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)과 제2 웨이퍼(20)의 분할 예정 라인이 완전히 정합하도록 적층하여 일체로 한다. 또한, 제1 웨이퍼(10)와 제2 웨이퍼(20) 사이에는 산화막 등이 형성됨으로써, 양자는 강고하게 일체화된다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태에 의해 가공되는 적층 웨이퍼(W)를 준비했다면, 이하에 설명하는 가공 방법을 실시한다.
본 실시형태의 적층 웨이퍼의 가공 방법을 실시할 때에, 필요하면, 이하에 설명하는 바와 같은, 제2 웨이퍼(20)의 상면, 즉 이면(20b)을 연삭, 또는 연마하여 박화하는 박화 공정을 미리 실시해도 좋다. 도 2를 참조하면서, 그 박화 공정에 대해 설명한다.
도 2에는, 박화 공정을 실시하기 위해서 사용되는 연삭 장치(30)가 도시되어 있다(일부만 도시하고 있다). 연삭 장치(30)는, 적층 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 유닛(31)과, 유지 유닛(31)에 유지된 적층 웨이퍼(W)를 연삭하는 연삭 유닛(32)을 구비하고 있다.
유지 유닛(31)은, 예컨대 통기성을 갖는 유지면(도시는 생략함)을 구비하고, 도시를 생략하는 흡인원에 접속되어, 상기 유지면에 의해 적층 웨이퍼(W)를 흡인 유지할 수 있다. 연삭 유닛(32)은, 도시하지 않은 회전 구동 기구에 의해 회전되는 회전 스핀들(34)과, 회전 스핀들(34)의 하단에 장착된 휠 마운트(35)와, 휠 마운트(35)의 하면에 장착되는 연삭 휠(36)을 구비하고, 연삭 휠(36)의 하면에는 복수의 연삭 지석(37)이 환형으로 배치되어 있다.
적층 웨이퍼(W)를 연삭 장치(30)에 반송하고, 제1 웨이퍼(10)측을 하방으로 향하게 하고 유지 유닛(31) 상에 재치하여 흡인 유지하였다면, 도면에 도시한 바와 같이, 연삭 유닛(32)의 하방에 적층 웨이퍼(W)를 위치시킨다. 이어서, 연삭 유닛(32)의 회전 스핀들(34)을 도면 중 화살표(R1)로 도시하는 방향으로, 예컨대 6000rpm으로 회전시키면서, 유지 유닛(31)을 화살표(R2)로 도시하는 방향으로, 예컨대 300rpm으로 회전시킨다.
그리고, 도시하지 않은 연삭수 공급 수단에 의해 연삭수를 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b) 상에 공급하면서, 연삭 지석(37)을 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)에 접촉시켜, 연삭 휠(36)을, 예컨대 1㎛/초의 연삭 이송 속도로 하방을 향해 연삭 이송한다. 이 때, 도시하지 않은 접촉식의 측정 게이지에 의해 적층 웨이퍼(W)의 두께를 측정하면서 연삭을 진행시킬 수 있고, 적층 웨이퍼(W)의 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)을 소정량 연삭한다. 소정량 연삭했다면, 필요에 따라 세정, 건조 공정 등을 실시하여 박화 공정이 완료된다.
상기한 박화 공정에 있어서, 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)측을 박화하는 양이 적은 경우나, 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)측을 경면으로 가공할 필요가 있는 경우에는, 상기한 연삭 유닛(32) 대신에, 또는 이것에 부가하여, 도시를 생략하는 연마 장치를 사용하여, 연마 패드 등에 의해 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)측을 연마하여 박화하도록 해도 좋다. 또한, 적층 웨이퍼(W)를 형성할 때에, 이미 제2 웨이퍼(20)의 두께가 원하는 두께로 되어 있는 경우는, 상기한 박화 공정을 생략해도 좋다.
상기한 적층 웨이퍼(W)를 준비했다면, 이하에 설명하는 개질층 형성 공정을 실시한다. 개질층 형성 공정을 실시할 때에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 적층 웨이퍼(W)를, 점착 테이프(T1)를 통해 환형의 프레임(F)에 유지시켜, 도 3에 도시된 레이저 가공 장치(1)에 반송한다.
도 3에는, 본 발명의 가공 방법을 실시하는 데에 적절한 레이저 가공 장치(1)의 전체 사시도가 나타나 있다. 레이저 가공 장치(1)는, 유지 유닛(2)과, 베이스(3)와, 이동 기구(4)와, 레이저 광선 조사 유닛(6)과, 촬상 유닛(7)과, 도시하지 않은 제어 유닛을 구비하고 있다.
유지 유닛(2)은, X축 방향에 있어서 이동 가능하게 베이스(3)에 탑재된 직사각 형상의 X축 방향 가동판(2a)과, X축 방향 가동판(2a) 상의 안내 레일(2b, 2b)을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 탑재된 직사각 형상의 Y축 방향 가동판(2c)과, Y축 방향 가동판(2c)의 상면에 고정된 원통 형상의 지주(2d)와, 지주(2d)의 상단에 고정된 직사각 형상의 커버판(2g)을 포함하고 있다.
커버판(2g)에는 커버판(2g) 상에 형성된 긴 구멍을 통과하여 상방으로 연장되는 원형상의 부재로서, 도시하지 않은 회전 구동 수단에 의해 회전 가능하게 구성된 척 테이블(2e)이 배치되어 있다. 척 테이블(2e)은, 통기성을 갖는 다공질 재료로 형성되고 X축 방향 및 Y축 방향으로 규정되는 유지면(2f)을 구비하고 있다. 유지면(2f)은, 지주(2d)를 통과하는 유로에 의해 도시하지 않은 흡인 수단에 접속되어 있다.
또한, X축 방향은 도 3에 화살표 X로 도시하는 방향이고, Y축 방향은 화살표 Y로 도시하는 방향으로서 X축 방향에 직교하는 방향이다. X축 방향 및 Y축 방향에서 규정되는 평면은 실질상 수평이다.
이동 기구(4)는, 유지 유닛(2)의 척 테이블(2e)과 레이저 광선 조사 유닛(6) 및 촬상 유닛(7)을, 상대적으로 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(41)와, 유지 유닛(2)의 척 테이블(2e) 및 촬상 유닛(7)에 대하여 상대적으로 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 기구(42)를 구비하고 있다.
X축 이동 기구(41)는, 베이스(3) 상에 있어서 X축 방향으로 연장되는 볼 나사(44)와, 볼 나사(44)의 편단부에 연결된 모터(43)를 갖는다. 볼 나사(44)의 너트부(도시는 생략)는, X축 방향 가동판(2a)의 하면에 형성되어 있다. 그리고 X축 이동 기구(41)는, 볼 나사(44)에 의해 모터(43)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 X축 방향 가동판(2a)에 전달하고, 베이스(3) 상의 안내 레일(3a, 3a)을 따라 X축 방향 가동판(2a)을 X축 방향으로 진퇴시킨다.
Y축 이동 기구(42)는, X축 방향 가동판(2a) 상에 있어서 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(46)와, 볼 나사(46)의 편단부에 연결된 모터(45)를 갖는다. 볼 나사(46)의 너트부(도시는 생략)는, Y축 방향 가동판(2c)의 하면에 형성되어 있다. 그리고 Y축 이동 기구(42)는, 볼 나사(46)에 의해 모터(45)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Y축 방향 가동판(2c)에 전달하고, X축 방향 가동판(2a) 상의 안내 레일(2b, 2b)을 따라 Y축 방향 가동판(2c)을 Y축 방향으로 진퇴시킨다.
유지 유닛(2)의 안쪽에는, 베이스(3)의 상면으로부터 상방으로 연장되는 수직 벽부(5a)와, 수평으로 연장되는 수평 벽부(5b)를 구비하는 프레임(5)이 세워져 설치되어 있다.
수평 벽부(5b)에는, 레이저 광선 조사 유닛(6)과, 촬상 유닛(7)의 광학계가 수용되어 있다. 수평 벽부(5b)의 선단 하면에는 레이저 광선 조사 유닛(6)을 구성하는 집광기(6a)가 배치되고, 상기 집광기(6a)와 X축 방향으로 간격을 둔 위치에, 촬상 유닛(7)이 배치되어 있다.
촬상 유닛(7)은, 가시광을 발하는 조명 수단 및 가시광을 포착하는 통상의 촬상 소자에 부가하여, 적외선을 조사하는 적외선 조사 수단 및 적외선을 포착하는 적외선 촬상 소자를 구비하고 있다.
상기한 레이저 광선 조사 유닛(6), 이동 기구(4), 촬상 유닛(7) 등은, 도시를 생략하는 제어 유닛에 전기적으로 접속되고, 그 제어 유닛으로부터 지시되는 지시 신호에 의해, 피가공물에 대한 레이저 가공이 실시된다.
레이저 가공 장치(1)에 반송된 적층 웨이퍼(W)는, 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)측을 상방을 향하게 하여 유지 유닛(2)의 척 테이블(2e)에 재치되고, 점착 테이프(T1)를 통해 흡인 유지된다.
척 테이블(2e)에 유지된 적층 웨이퍼(W)는, 이동 기구(4)에 의해 이동되고, 촬상 유닛(7)의 바로 아래에 위치되어 얼라인먼트 공정이 실시된다. 상기 얼라인먼트 공정에서는, 촬상 유닛(7)을 이용하여, 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)측으로부터, 제1 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 형성된 분할 예정 라인(14)의 위치를 검출한다.
이어서, 척 테이블(2e)을 상기한 회전 구동 수단에 의해 회전시켜, 상기 분할 예정 라인(14)을 X축 방향으로 정합시킨다.
또한, 상기한 바와 같이, 제1 웨이퍼(10)와, 제2 웨이퍼(20)는, 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)과, 제2 웨이퍼(20)의 표면(20a)측에 형성된 도시를 생략하는 분할 예정 라인이 일치하도록 적층되어 있기 때문에, 상기 얼라인먼트 공정에 의해, 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)과 함께, 제2 웨이퍼(20)의 분할 예정 라인도 동시에 X축 방향으로 정합된다. 또한, 얼라인먼트 공정에 의해 검출된 분할 예정 라인(14)의 위치 정보는, 도시하지 않는 제어 유닛에 기억된다.
상기한 얼라인먼트 공정에 의해 검출된 위치 정보에 기초하여, 소정의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 가공 개시 위치의 상방에 레이저 광선 조사 유닛(6)의 집광기(6a)를 위치시키고, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 제2 웨이퍼(20)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선(LB)을 조사하여 제2 웨이퍼(20)의 내부에 개질층(100)을 형성하는 개질층 형성 공정을 실시한다. 도 4를 참조하면서, 이 개질층 형성 공정에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 개질층 형성 공정에서는, 레이저 광선(LB)의 집광점을, 제2 웨이퍼(20)의 내부에 있어서, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 평면에서 보았을 때, 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)을 규정하는 인접하는 디바이스(12)의 2변(14a, 14a)에 의해 사이에 끼워진 영역의 내부에 위치시킨다.
그리고, 상기한 척 테이블(2e)과 함께, 적층 웨이퍼(W)를, 도 4(a)에 도시하는 X축 방향으로 가공 이송하여, 웨이퍼(W)의 분할 예정 라인(14)을 따라서 제2 웨이퍼(20)의 내부에 개질층(100)을 형성한다. 또한, 본 실시형태에서는, 레이저 광선(LB)의 집광점을 그 2변의 내부에 위치시켜 개질층(100)을 형성할 때에, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 그 2변을 따라, 적어도 2줄의 개질층(102, 104)을 형성하고, 그 개질층(102, 104)을 포함하는 2줄로 이루어지는 개질층(100)으로 한다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 개질층(102, 104)을 형성하는 경우에, 개질층(102, 104)을 따라 깊이가 상이한 복수의 위치에 개질층을 형성하도록 하고 있다.
상기한 바와 같이, 제2 웨이퍼(20)의 내부에 있어서, X축 방향을 따르는 소정의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역에 2줄의 개질층(102, 104)을 포함하는 개질층(100)을 형성하였다면, 상기한 이동 기구(4)를 작동하여, 적층 웨이퍼(W)를 Y축 방향으로 인덱싱 이송하여, Y축 방향에서 인접하는 미가공의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역을, 집광기(6a)의 바로 아래에 위치시킨다.
그리고, 상기한 것과 동일하게 하여 레이저 광선(LB)의 집광점을 적층 웨이퍼(W)의 제2 웨이퍼(20)의 내부에 있어서, 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역에 위치시켜 조사하고, 적층 웨이퍼(W)를 X축 방향으로 가공 이송하여 2줄의 개질층(102, 104)을 포함하는 개질층(100)을 형성한다. 마찬가지로 하여, 적층 웨이퍼(W)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 가공 이송하여, 제2 웨이퍼(20)의 내부에 있어서 X축 방향을 따르는 모든 분할 예정 라인(14)을 따라서 개질층(100)을 형성한다.
이어서, 적층 웨이퍼(W)를 90도 회전시켜, 이미 상기 개질층(100)이 형성된 제1 방향에 직교하는 제2 방향의 미가공의 분할 예정 라인(14)을 X축 방향으로 정합시킨다. 그리고, 제2 방향의 각 분할 예정 라인(14)과 대응하는 제2 웨이퍼(20)의 영역의 내부에 대해서도, 상기한 것과 동일하게 하여 레이저 광선(LB)의 집광점을 위치시켜 조사하여, 모든 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역을 따라 2줄의 개질층(102, 104)을 포함하는 개질층(100)을 형성하여, 개질층 형성 공정이 완료된다.
또한, 상기 개질층 형성 공정을 실시할 때의 레이저 가공 조건은, 예를 들어 이하와 같이 설정된다.
파장: 1064nm
평균 출력: 1.0W
반복 주파수: 100kHz
가공 이송 속도: 100mm/초
또한, 상기한 실시형태의 개질층 형성 공정에서는, 제2 웨이퍼(20)의 상면(이면(20b))측으로부터 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)을 규정하는 2변(14a, 14a)의 내부에 위치시켜 조사하여, 분할 예정 라인(14)을 따라 2줄의 개질층(102, 104)을 포함하는 개질층(100)을 형성하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 3줄 이상의 개질층을 포함하는 개질층을 형성하도록 해도 좋다.
그런데, 상기한 실시형태에서는, 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)을 박화하는 박화 공정을, 개질층 형성 공정을 실시하기 전에 실시하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 상기한 개질층 형성 공정을 실시한 후에 실시하도록 해도 좋다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 개질층 형성 공정이 실시된 적층 웨이퍼(W)를 연삭 장치(30)에 반송하고, 상기한 박화 공정과 동일한 순서에 의해, 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)을 연삭하여, 원하는 두께가 될 때까지 연삭 또는 연마를 실시한다.
이와 같이, 개질층 형성 공정을 실시한 후에, 상기 박화 공정을 실시함으로써, 개질층(100)이 형성된 영역에 외력이 부여되어, 제2 웨이퍼(20)가 개질층(100)(개질층(102, 104))을 따라 분할되어, 파단 영역(110)이 형성된다. 당해 박화 공정에 의해 개질층(100)을 따라 분할된 영역은 매우 좁아, 상기 연삭 시에 사용하는 연삭수가 제1 웨이퍼(10)측에 침입하는 일은 없다.
또한, 이하에 설명하는 실시형태에서는, 상기의 박화 공정을, 개질층 형성 공정을 실시하기 전에 실시한 것으로서 설명한다.
상기한 개질층 형성 공정을 실시하였다면, 제2 웨이퍼(20)의 상면(이면(20b))에 점착력을 구비한 테이프를 첩착하는 테이프 첩착 공정을 실시한다. 테이프 첩착 공정을 실시할 때에, 도 6에 도시된 바와 같이 적층 웨이퍼(W)와 평면에서 보아 대략 동일한 치수가 되는 테이프(T2)를 준비한다.
첩착되는 테이프(T2)는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는, 예컨대, 자외선의 조사에 의해 점착력이 저하되어 경화되는 자외선 경화형 테이프가 선택된다. 자외선 경화형 테이프로서는, 예를 들어 폴리염화비닐(PVC)을 기재로 하는 자외선 경화형 테이프를 채용할 수 있다.
상기한 테이프(T2)를 준비했다면, 도 6에 도시된 바와 같이, 개질층(100)이 형성된 적층 웨이퍼(W)의 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b) 상에 테이프(T2)를 첩착하여 일체로 하는 자외선 경화형 테이프 첩착 단계를 실행한다.
상기한 테이프(T2)로서, 자외선 경화형 테이프를 사용한 경우는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 자외선 조사 단계를 실행하는 것이 바람직하다.
자외선 조사 단계를 실행할 때에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 점착 테이프(T1)에 유지된 적층 웨이퍼(W)의 테이프(T2) 상에, 마스크 부재(120)를 재치한다. 마스크 부재(120)는, 적층 웨이퍼(W)의 형상에 대응한 개구(122a)를 갖는 환형 프레임(122)과, 그 개구(122a)의 내측에, 상기한 적층 웨이퍼(W)에 첩착된 테이프(T2)의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역을 마스크하는 격자 부재(124)를 구비하고 있다.
점착 테이프(T1)에 유지된 적층 웨이퍼(W)의 테이프(T2) 상에, 이 마스크 부재(120)를 재치함으로써, 평면에서 보아 테이프(T2) 상의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역이, 격자 부재(124)에 의해 마스크된다.
이와 같이 점착 테이프(T1) 상에 마스크 부재(120)를 재치한 상태에서, 자외선 조사 장치(50)를 상방에 위치시키고, 자외선 조사면(50a)으로부터 자외선(P)을 적어도 마스크 부재(120)의 전역에 조사한다. 이에 의해, 테이프(T2)에 있어서, 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역 이외의 영역에 자외선(P)이 조사되어, 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역 이외의 영역의 점착력이 저감된다.
상기와 같이, 자외선 경화형 테이프 첩착 단계와, 자외선 조사 단계를 포함하는 테이프 첩착 공정을 실시하였다면, 이하에 설명하는 분할 예정 라인 노출 공정을 실시한다.
분할 예정 라인 노출 공정은, 도 8에 도시된 바와 같이, 적층 웨이퍼(W)의 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)에 첩착된 테이프(T2)를 상방(화살표(R3)로 도시하는 방향)으로 박리함으로써 실시된다. 이 때, 상기한 자외선 조사 단계에서 자외선이 조사된 영역(T2a)은 점착력이 저하하고 있어, 제2 웨이퍼(20)의 이면(20b)으로부터 용이하게 박리된다.
이에 대하여, 상기 자외선 조사 단계에서, 마스크 부재(120)의 격자 부재(124)에 의해 마스크되어 있던 영역(T2b)은 점착력이 저하되지 않고, 또한, 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역에는, 상기한 바와 같이 2줄의 개질층(102, 104)이 파단의 기점이 되도록 형성되어 있기 때문에, 제2 웨이퍼(20)의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역이, 단재(22)가 되어 분리된다.
이 결과, 분할 예정 라인(14)을 따라 개질층(102, 104)이 형성된 분할 예정 라인(14)에 대응하는 단재(22)를 제2 웨이퍼(20)로부터 제거할 수 있고, 제1 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 형성된 분할 예정 라인(14)을 노출시킬 수 있다.
상기한 실시형태에 의하면, 적층 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 절삭 블레이드를 사용하지 않고, 제2 웨이퍼(20)로부터, 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역을 제거할 수 있어, 제1 적층 웨이퍼(10)에 절삭 블레이드가 접촉하여 품질이 저하된다는 문제가 해소된다. 또한, 제1 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)에 대응하는 영역을 제거할 때에 절삭수를 사용하지 않기 때문에, 절삭수에 의해 품질이 저하된다고 하는 문제도 해소된다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 테이프 첩착 공정에 있어서 첩착하는 테이프(T2)로서, 자외선 경화형 테이프를 채용하고, 자외선 경화형 테이프 첩착 단계와, 자외선 조사 단계를 실행하도록 했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
예컨대, 테이프 첩착 공정에 있어서 사용하는 테이프(T2)로서, 폴리올레핀을 포함하는 열압착 테이프를 채용하고, 제2 웨이퍼(20)의 상면에 부설한 열압착 테이프를 가열하고 가압하여 첩착하도록 하여도 좋다. 이 경우는, 이에 계속하여, 상기한 바와 같이, 테이프(T2)를 제2 웨이퍼(20)의 상면(이면(20b))으로부터 박리하여 분할 예정 라인(14)을 따라 개질층(102, 104)이 형성된 분할 예정 라인(14)에 대응하는 단재(22)를 제2 웨이퍼(20)로부터 제거하여 제1 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 형성된 분할 예정 라인(14)을 노출시킬 수 있다.
1: 레이저 가공 장치 2: 유지 유닛
2a: X축 방향 가동판 2b: 안내 레일
2c: Y축 방향 가동판 2d: 지주
2e: 척 테이블 2f: 유지면
2g: 커버판 3: 베이스
4: 이동 기구 41: X축 이동 기구
42: Y축 이동 기구 43, 45: 모터
44, 46: 볼 나사 5: 프레임
5a: 수직 벽부 5b: 수평 벽부
6: 레이저 광선 조사 유닛 6a: 집광기
7: 촬상 유닛 10: 제1 웨이퍼
10a: 표면 10b: 이면
12: 디바이스 14: 분할 예정 라인
20: 제2 웨이퍼 20a: 표면
20b: 이면 30: 연삭 장치
31: 유지 유닛 32: 연삭 유닛
36: 연삭 휠 37: 연삭 지석
50: 자외선 조사 장치 50a: 자외선 조사면
100: 개질층 102, 104: 개질층
120: 마스크 부재 122: 환형 프레임
124: 격자 부재 T1: 점착 테이프
T2: 테이프 W: 적층 웨이퍼

Claims (5)

  1. 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 제1 웨이퍼의 표면에 제2 웨이퍼가 적층된 적층 웨이퍼의 가공 방법에 있어서,
    상기 제2 웨이퍼에 대해, 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 상기 제2 웨이퍼의 상면측으로부터 상기 분할 예정 라인을 규정하는 2변의 내부에 위치시켜 조사하여, 상기 분할 예정 라인을 따라 적어도 2줄의 개질층을 상기 제2 웨이퍼의 내부에 형성하는 개질층 형성 공정과,
    상기 제2 웨이퍼의 상면에 테이프를 첩착하는 테이프 첩착 공정과,
    상기 테이프를 상기 제2 웨이퍼의 상면으로부터 박리하여 상기 분할 예정 라인을 따라 상기 개질층이 형성된 상기 분할 예정 라인에 대응하는 단재(端材)를 상기 제2 웨이퍼로부터 제거하여 상기 제1 웨이퍼의 표면에 형성된 상기 분할 예정 라인을 노출시키는 분할 예정 라인 노출 공정
    을 구비한 적층 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테이프 첩착 공정은, 자외선의 조사에 의해 점착력이 저하되는 자외선 경화형 테이프를 상기 제2 웨이퍼의 상면에 첩착하는 자외선 경화형 테이프 첩착 단계와, 상기 자외선 경화형 테이프에 있어서의 상기 분할 예정 라인에 대응하는 영역 이외의 영역에 자외선을 조사하여 점착력을 저감시키는 자외선 조사 단계를 포함하는, 적층 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테이프 첩착 공정에 있어서 사용하는 테이프는, 폴리올레핀을 포함하는 열압착 테이프이고, 상기 제2 웨이퍼의 상면에 부설한 상기 열압착 테이프를 가열하고 가압하여 첩착하는 것인 적층 웨이퍼의 가공 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질층 형성 공정 전에, 상기 제2 웨이퍼의 상면을 연삭, 또는 연마하여 상기 제2 웨이퍼를 박화하는 박화 공정을 더 포함하는 것인 적층 웨이퍼의 가공 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질층 형성 공정 후에, 상기 제2 웨이퍼의 상면을 연삭, 또는 연마하여 상기 제2 웨이퍼를 박화하는 박화 공정을 더 구비한, 적층 웨이퍼의 가공 방법.
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