KR20230065895A

KR20230065895A - 가공 방법

Info

Publication number: KR20230065895A
Application number: KR1020220134047A
Authority: KR
Inventors: 즈바사 히로세
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2021-11-05
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2023-05-12
Also published as: JP2023069380A; DE102022211456A1; TW202319164A; US20230141691A1; CN116079226A

Abstract

본 발명은, 피가공물에 대하여, 피가공물로부터 불필요 영역을 제거하는 가공을 실시하여 임의의 필요 영역을 얻는 경우에, 필요 영역측에 크랙을 진전시키지 않고, 원하는 가공 결과를 얻는 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
필요 영역과 불필요 영역을 포함하는 피가공물의 가공 방법으로서, 필요 영역과 불필요 영역과의 경계를 규정하는 영역에 피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사(照射)하여, 세공과 상기 세공을 둘러싸는 개질통을 포함하는 실드 터널을 복수 형성하여 방호벽을 형성하는 방호벽 형성 공정과, 상기 방호벽 형성 공정을 실시한 후, 불필요 영역을 제거하는 불필요 영역 제거 공정을 포함한다.

Description

가공 방법{PROCESSING METHOD}

본 발명은, 필요 영역과 불필요 영역을 포함하는 피가공물의 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 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.

레이저 가공 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 촬상하여 가공해야 할 영역을 검출하는 촬상 유닛과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 레이저 광선을 조사(照射)하는 레이저 광선 조사 유닛과, 상기 척 테이블과 상기 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 기구로 대략 구성되어 있고, 웨이퍼를 고정밀도로 가공할 수 있다(예컨대 특허문헌 1을 참조).

레이저 광선 조사 유닛은, 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 어블레이션 가공을 행하는 타입의 것(예컨대 특허문헌 2를 참조), 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 내부에 개질층을 형성하는 내부 가공을 행하는 타입의 것(예컨대 특허문헌 3을 참조), 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장임과 더불어 집광기의 개구수(NA)를 웨이퍼의 굴절률(N)로 나눈 값이 0.05∼0.2의 범위에서 레이저 광선을 조사하여 내부에 세공과 상기 세공을 둘러싸는 개질통을 포함하는 실드 터널을 형성하는 타입의 것(예컨대 특허문헌 4를 참조)이 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2015-085347호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-188475호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허 제3408805호 공보 [특허문헌 4] 일본 특허 공개 제2014-221483호 공보

그런데, 피가공물이, 예컨대 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼인 경우로서, 상기 분할 예정 라인 상에 TEG(Test Elementary Group)라 칭하는 디바이스의 평가나 관리를 행하기 위한 금속층이 형성되어 있는 경우는, 상기 분할 예정 라인에 레이저 광선을 조사하여 가공할 때에, 레이저 광선의 파워를 강하게 하여 조사할 필요가 있다. 그 결과, 상기 분할 예정 라인으로부터 돌출된 디바이스가 형성된 필요 영역에, 상기 레이저 광선의 조사에 기인하는 크랙이 진전되어, 디바이스에 손상을 부여한다고 하는 문제가 있다.

상기한 문제는, 반드시 분할 예정 라인 상에 TEG가 배치되어 있는 경우에 한정되지 않고, 분할 예정 라인 상에 TEG가 형성되어 있지 않은 경우여도, 웨이퍼를 구성하는 소재의 결정 구조에 기인하여, 분할 예정 라인 상에 레이저 광선을 조사하면 분할 예정 라인으로부터 돌출된 영역에 크랙이 진전되기 쉬운 경우가 있고, 또한, 자유자재로 회전할 수 있게 유지된 절삭 블레이드에 의해, 분할 예정 라인을 따라 절삭함으로써 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 경우에도, 상기한 크랙의 문제는 발생할 수 있다. 또한, 이러한 문제는, 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼의 분할 예정 라인을 따라 레이저 가공을 실시하는 경우에 한정되지 않고, 판형의 피가공물로부터, 불필요 영역을 제거하여 임의의 형상의 필요 영역을 분할하는 경우여도, 불필요 영역측으로부터 필요 영역측으로 크랙이 진전되어 원하는 가공 결과를 얻을 수 없다고 하는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 피가공물에 대하여, 피가공물로부터 불필요 영역을 제거하는 가공을 실시하여 임의의 필요 영역을 얻는 경우에, 필요 영역측으로 크랙을 진전시키지 않고, 원하는 가공 결과를 얻는 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 필요 영역과 불필요 영역을 포함하는 피가공물의 가공 방법으로서, 상기 필요 영역과 상기 불필요 영역과의 경계를 규정하는 영역에 상기 피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여, 세공과 상기 세공을 둘러싸는 개질통을 포함하는 실드 터널을 복수 형성하여 방호벽을 형성하는 방호벽 형성 공정과, 상기 방호벽 형성 공정을 실시한 후, 상기 불필요 영역을 제거하는 불필요 영역 제거 공정을 구비한 가공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 방호벽 형성 공정에 있어서 형성되는 상기 실드 터널은, 인접한 실드 터널의 개질통끼리가 접촉하도록 형성된다. 바람직하게는, 상기 방호벽 형성 공정은, 적어도 실드 터널 1개분의 간격을 두고 분할 예정 라인에 실드 터널을 연속하여 형성하는 제1 방호벽 형성 공정과, 상기 간격이 빈 분할 예정 라인의 영역에, 실드 터널을 연속하여 형성하는 제2 방호벽 형성 공정을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 방호벽 형성 공정에서 형성된 실드 터널과 상기 제2 방호벽 형성 공정에서 형성된 실드 터널은, 피가공물의 두께 방향에 있어서 교대로 단차를 두고 형성된다. 바람직하게는, 상기 방호벽 형성 공정은, 두께 방향으로 실드 터널을 적층시킨다.

바람직하게는, 상기 방호벽 형성 공정은, 두께 방향으로 실드 터널을 적층할 때, 상기 제1 방호벽 형성 공정에서 형성된 실드 터널의 상부에 실드 터널을 형성하는 제3 방호벽 형성 공정과, 상기 제2 방호벽 형성 공정에서 형성된 실드 터널의 상부에 실드 터널을 형성하는 제4 방호벽 형성 공정을 포함한다. 바람직하게는, 상기 방호벽 형성 공정에 있어서, 두께 방향으로 실드 터널을 적층할 때, 하부의 실드 터널에 접촉하지 않도록 상부의 실드 터널을 적층시킨다.

바람직하게는, 상기 피가공물은, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼이며, 상기 필요 영역은 디바이스가 형성된 영역이고, 상기 불필요 영역은 분할 예정 라인이 형성된 영역으로서, 상기 방호벽 형성 공정에서는, 상기 분할 에정 라인의 폭을 규정하는 분할 예정 라인의 양측에 상기 방호벽을 형성하며, 불필요 영역 제거 공정에서는, 상기 한 쌍의 방호벽 사이에 끼워진 불필요 영역인 분할 예정 라인을 제거하는 분할 예정 라인 제거 가공을 실시한다. 바람직하게는, 분할 예정 라인 제거 가공은, 레이저 광선의 조사에 의한 레이저 가공 또는 절삭 블레이드에 의해 실시되는 절삭 가공 중 어느 하나이다. 바람직하게는, 상기 방호벽 형성 공정에 있어서 조사되는 레이저 광선의 파장은 532 ㎚이고, 1펄스당의 에너지는 2.0∼4.0·10^-5 J이며, 스폿의 간격은 10∼15 ㎛이다.

또한, 본 발명에 있어서의 필요 영역이란, 피가공물로부터 레이저 가공, 절삭 가공 등에 의해 분할된 후에 그대로 다른 공정에서 사용되는 영역이고, 불필요 영역이란, 상기 가공이 행해진 후에 그대로는 사용되지 않는 영역으로서, 예컨대, 폐기되는 영역, 리사이클에 제공되는 영역인 경우이다.

본 발명에 따르면, 파워가 강한 레이저 광선을 조사하거나 또는 절삭 블레이드에 의해 불필요 영역을 파괴하여 제거하여도, 방호벽에 의해 필요 영역이 형성된 영역에 크랙이 진전되는 것이 방지되어, 분할되는 필요 영역에 손상을 준다고 하는 문제가 해소된다.

도 1은 본 발명의 가공 방법을 실시하는 데 적합한 레이저 가공 장치의 전체 사시도.
도 2는 본 실시형태의 피가공물인 웨이퍼의 사시도.
도 3의 (a)는 방호벽 형성 공정을 나타낸 사시도, (b)는 방호벽 형성 공정 완료 후의 웨이퍼 유닛의 사시도, (c)는 방호벽 형성 공정을 실시한 웨이퍼의 일부를 확대하여 나타낸 평면도, (d)는 제1 및 제2 방호벽 형성 공정 완료 후의 웨이퍼의 일부를 확대하여 나타낸 단면도, (e)는 개질통의 모식적 사시도.
도 4의 (a)는 불필요 영역 제거 공정을 레이저 가공에 의해 실시하는 형태의 사시도, (b)는 불필요 영역 제거 공정 완료 후의 웨이퍼 유닛의 사시도.
도 5는 불필요 영역 제거 공정을 절삭 가공에 의해 실시하는 양태를 나타낸 사시도.
도 6은 방호벽 형성 공정의 다른 실시형태를 나타낸 일부 확대 단면도.
도 7은 피가공물의 다른 실시형태를 나타낸 평면도.

이하, 본 발명의 실시형태의 가공 방법을 실시하는 데 적합한 레이저 가공 장치에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 설명하고, 그 후에, 본 실시형태의 가공 방법에 대해서 설명한다.

도 1에는, 레이저 가공 장치(1)의 전체 사시도가 도시되어 있다. 레이저 가공 장치(1)는, 베이스(2) 상에 배치되어, 후술하는 웨이퍼(10)(도 2를 참조)를 유지하는 유지 유닛(3)과, 상기 유지 유닛(3)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 이동 기구(4)와, 유지 유닛(3)에 유지된 웨이퍼(10)를 촬상하는 촬상 유닛(6), 그리고 유지 유닛(3)에 유지된 웨이퍼(10)에 레이저 광선을 조사하여 원하는 가공을 행하는 레이저 광선 조사 유닛(7)을 구비하고 있다. 또한, 이동 기구(4)의 측방에 세워지는 수직 벽부(5a) 및 상기 수직 벽부(5a)의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되는 수평 벽부(5b)를 포함하는 프레임체(5)를 구비하고 있다. 촬상 유닛(6) 및 레이저 광선 조사 유닛(7)은, 수평 벽부(5b)의 내부에 수용되어 유지되어 있다.

유지 유닛(3)은, 도 1에 도시된 바와 같이, X축 방향에 있어서 자유자재로 이동할 수 있게 베이스(2)에 탑재된 직사각형 모양의 X축 방향 가동판(31)과, Y축 방향에 있어서 자유자재로 이동할 수 있게 X축 방향 가동판(31)에 탑재된 직사각형 모양의 Y축 방향 가동판(32)과, Y축 방향 가동판(32)의 상면에 고정된 원통형의 지주(33)와, 지주(33)의 상단에 고정된 직사각형 모양의 커버판(34)을 포함한다. 커버판(34)에는 커버판(34) 상에 형성된 긴 구멍을 통해 위쪽으로 연장되는 척 테이블(35)이 배치되어 있다. 척 테이블(35)은, X 좌표 및 Y 좌표로 특정되는 XY 평면을 유지면으로 하여 웨이퍼(10)를 유지하는 수단이며, 지주(33) 내에 수용된 도시를 생략한 회전 구동 수단에 의해 회전 가능하게 구성된다. 척 테이블(35)의 상면에는, 통기성을 갖는 다공질 재료로 형성된 상기 유지면을 구성하는 흡착척(36)이 배치되어 있다. 흡착척(36)은, 지주(33)를 지나는 유로에 의해 도시하지 않은 흡인 수단에 접속되어 있고, 흡착척(36)의 주위에는, 후술하는 웨이퍼(10)를 척 테이블(35)에 유지할 때에 사용되는 4개의 클램프(37)가 등간격으로 배치되어 있다. 상기 흡인 수단을 작동시킴으로써, 흡착척(36)에 의해 웨이퍼(10)를 흡인 유지하는 것이 가능하다.

이동 기구(4)는, 상기한 척 테이블(35)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(4a)와, 척 테이블(35)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 기구(4b)를 구비하고 있다. X축 이동 기구(4a)는, 모터(42a)의 회전 운동을, 볼나사(42b)를 통해 직선 운동으로 변환하여 X축 방향 가동판(31)으로 전달하고, 베이스(2) 상에 X축 방향을 따라 배치된 한 쌍의 안내 레일(2A, 2A)을 따라 X축 방향 가동판(31)을 X축 방향으로 이동시킨다. Y축 이동 기구(4b)는, 모터(44a)의 회전 운동을, 볼나사(44b)를 통해 직선 운동으로 변환하여, Y축 방향 가동판(32)으로 전달하고, X축 방향 가동판(31) 상에 있어서 Y축 방향을 따라 배치된 한 쌍의 안내 레일(31a, 31a)을 따라 Y축 방향 가동판(32)을 Y축 방향으로 이동시킨다.

상기한 레이저 가공 장치(1)는, 도시를 생략한 컨트롤러에 의해 제어된다. 상기 컨트롤러는, 컴퓨터에 의해 구성되고, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)와, 검출한 검출값, 연산 결과 등을 일시적으로 저장하기 위한 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)와, 입력 인터페이스, 및 출력 인터페이스를 구비하고 있다(상세한 내용에 관한 도시는 생략). 상기 컨트롤러에는, 촬상 유닛(6), 레이저 광선 조사 유닛(7), 이동 기구(4)를 구성하는 X축 이동 기구(4a), Y축 이동 기구(4b) 등이 접속되어, 제어된다.

본 발명에 기초하여 구성되는 가공 방법에 의해 가공되는 피가공물은, 예컨대, 도 2에 도시된 웨이퍼(10)이다. 웨이퍼(10)는, 예컨대 100 ㎛ 정도의 두께이며, 복수의 디바이스(12)가 교차하는 복수의 분할 예정 라인(14)에 의해 구획되어 표면(10a)에 형성된 SiC 웨이퍼이다. 웨이퍼(10)는, 상기한 레이저 가공 장치(1)에 의해 가공함에 있어서, 웨이퍼(10)를 수용 가능한 개구부(Fa)를 갖는 환형 프레임(F)에 의해, 점착 테이프(T)를 통해 지지되고, 웨이퍼 유닛(13)으로서 레이저 가공 장치에 투입된다.

도 2에는, 웨이퍼(10)의 일부를 확대한 사시도가 도시되어 있고, 상기 확대한 사시도로부터 이해되는 바와 같이, 본 실시형태의 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 형성된 분할 예정 라인(14) 상에는, 디바이스(12)의 평가나 관리를 행하기 위한 금속층인 TEG(16)가 배치되어 있다.

본 실시형태의 가공 방법에서는, 이하에 설명하는 바와 같이 웨이퍼(10)에 가공을 행함으로써, 웨이퍼(10)에 있어서 불필요 영역인 분할 예정 라인(14)을 제거하고, 필요 영역인 디바이스(12)가 형성된 영역을 개개의 칩으로 분할한다.

본 실시형태의 가공 방법에서는, 우선, 필요 영역인 디바이스(12)가 형성된 영역과, 불필요 영역인 분할 예정 라인(14)과의 경계를 규정하는 영역에 상기 웨이퍼(10)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 세공과 상기 세공을 둘러싸는 개질통을 포함하는 실드 터널을 복수 형성하여 방호벽을 형성하는 방호벽 형성 공정을 실시한다. 본 실시형태의 방호벽 형성 공정을 실시하는 절차에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다.

방호벽 형성 공정을 실시함에 있어서, 상기한 웨이퍼(10)를 준비하였다면, 도 1에 도시된 레이저 가공 장치(1)의 척 테이블(35)에 웨이퍼(10)를 배치하여 흡인 유지하고, 클램프(37)에 의해 프레임(F)을 협지하여 고정한다. 계속해서, 상기한 이동 기구(4)를 작동하여, 웨이퍼(10)를 촬상 유닛(6)의 바로 아래에 위치시켜 촬상하고, 상기 웨이퍼(10)의 디바이스(12), 분할 예정 라인(14)의 위치 정보를 검출한다. 또한, 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 이동 기구(4) 등을 작동하여, 웨이퍼(10)의 제1 방향으로 신장되는 소정의 분할 예정 라인(14)을 X축 방향에 정합시킨다.

계속해서, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)를 레이저 광선 조사 유닛(7)의 집광기(71)의 바로 아래에 위치시키고, 촬상 유닛(6)에 의해 검출한 위치 정보에 기초하여, 상기 X축 이동 기구(4a)를 작동하여 웨이퍼(10)를 X축 방향으로 가공 이송하면서, 디바이스(12)와 분할 예정 라인(14)과의 경계를 규정하는 영역에 레이저 광선(LB1)을 조사하여, 분할 예정 라인(14)의 일부를 확대하여 나타낸 도 3의 (c)로부터 이해되는 바와 같이, 2줄의 방호벽(100)을 형성한다. 본 실시형태에 있어서, 디바이스(12)와 분할 예정 라인(14)과의 경계를 규정하는 영역은, 도 3의 (c)로부터 이해되는 바와 같이, 불필요 영역인 분할 예정 라인(14)의 폭을 규정하는 분할 예정 라인(14)의 양측의 영역이다.

상기한 레이저 광선(LB1)을 조사함에 있어서, 본 실시형태의 레이저 광선 조사 유닛(7)의 집광기(71)를 구성하는 집광 렌즈의 개구수(NA)는, 예컨대, 웨이퍼(10)의 굴절률(N)로 나눈 값이 0.05∼0.2의 범위가 되도록 설정되어 있고, 레이저 광선(LB1)의 파장을, 웨이퍼(10)에 대하여 투과성을 갖는 532 ㎚로 하며, 평균 출력을 0.2∼0.4 W, 반복 주파수를 10 kHz, 1펄스당의 에너지를, 2.0∼4.0·10^-5 J로 하고, 스폿의 간격을 10∼15 ㎛로 설정하고 있다. 이러한 레이저 가공 조건에 기초하여 집광점을 웨이퍼(10)의 내부에 위치시켜 레이저 광선(LB1)을 조사함으로써, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 실드 터널(102, 104)이 형성된다. 상기 실드 터널(102, 104)은, 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이, 세공(130)과, 세공(130)을 둘러싸는 개질통(140)을 포함한다. 예컨대, 세공(130)의 직경은 대략 1 ㎛이며, 개질통(140)의 직경은 대략 10 ㎛이다. 상기 실드 터널(102, 104)을 인접시켜 연속적으로 형성함으로써 분할 예정 라인(14)을 따라 상기한 방호벽(100)을 형성한다. 방호벽(100)을 형성할 때에 조사되는 레이저 광선(LB1)의 1펄스당의 에너지는, 웨이퍼(10)를 분할 예정 라인(14)을 따라 분할할 때의 분할 기점이 되지 않을 정도의 값으로 설정된다.

도 3의 (c), (d)에 도시된 방호벽(100)을 형성할 때에는, 예컨대 상기한 디바이스(12)와 분할 예정 라인(14)과의 경계를 규정하는 영역을 따라, 적어도 실드 터널 1개분의 간격(약 10∼13 ㎛)을 두고 실드 터널(102)을 연속하여 형성하는 제1 방호벽 형성 공정을 우선 실시한다. 계속해서, 상기 간격이 빈 영역에 대하여, 실드 터널(104)을 연속하여 형성하는 제2 방호벽 형성 공정을 실시한다. 즉, X축 방향을 따라, 실드 터널(102)과, 실드 터널(104)을 교대로 형성하여, 방호벽(100)을 형성한다. 이와 같이, 방호벽(100)을 형성할 때에, 제1 방호벽 형성 공정과 제2 방호벽 형성 공정을 시간적으로 간격을 두고 실시함으로써, 연속하여 인접하도록 레이저 광선(LB1)을 조사한 경우에 발생하는 열점(hot spot)의 영향이 회피되고, 상기 실드 터널(102, 104)을 형성한 경우에 발생하는 필요 영역[디바이스(12)가 형성된 영역]으로의 크랙의 진전을 회피할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서, 제1 방호벽 형성 공정과 제2 방호벽 형성 공정을 시간적인 간격을 두고 형성하고 있는 것은, 전술한 바와 같이 열점의 영향을 회피하기 위함이며, 실드 터널(102)의 간격을 짧게 하여 제1 방호벽 형성 공정만 실시한 경우에는, 실드 터널(102)을 형성한 경우에 발생하는 열의 발산이 충분하지 않아, 필요 영역[디바이스(12)가 형성된 영역]으로의 크랙의 진전을 회피할 수 없기 때문이다. 바람직하게는, 제1 방호벽 형성 공정과 제2 방호벽 형성 공정에서의 레이저 가공 조건은 동일하지만, 상이한 레이저 가공 조건을 채용하여도 좋다.

상기한 바와 같이, 제1 방향으로 소정의 분할 예정 라인(14)을 따라 실드 터널(102, 104)을 포함하는 방호벽(100)을 2줄 형성했다면, 웨이퍼(10)를 Y축 방향으로 인덱싱 이송하여, Y축 방향에서 인접한 미가공의 제1 방향으로 신장되는 분할 예정 라인(14)을 집광기(71)의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 상기한 바와 같이 하여 레이저 광선(LB1)의 집광점을 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)의 폭을 규정하는 영역의 내부에 위치시켜 조사하고, 상기한 제1 방호벽 형성 공정과 제2 방호벽 형성 공정을 차례로 실행한다. 이에 따라, 실드 터널(102, 104)을 형성하여 2줄의 방호벽(100)을 형성한다. 동일하게 하여, 웨이퍼(10)를 X축 방향, 및 Y축 방향으로 인덱싱 이송하여, 제1 방향으로 신장되는 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 2줄의 방호벽(100)을 형성한다. 계속해서, 웨이퍼(10)를 화살표 R1로 나타낸 방향으로 90도 회전시켜, 이미 방호벽(100)을 형성한 분할 예정 라인(14)과 직교하는 제2 방향으로 신장되는 분할 예정 라인(14)을 X축 방향에 정합시킨다. 그리고, 나머지 디바이스(12)와 분할 예정 라인(14)과의 경계를 규정하는 영역의 내부에 대해서도, 상기한 것과 동일하게 하여 레이저 광선(LB1)의 집광점을 위치시켜 조사하고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 형성된 모든 분할 예정 라인(14)에 대응하여 방호벽(100)을 형성함으로써, 본 실시형태의 방호벽 형성 공정이 완료된다.

상기한 방호벽 형성 공정을 실시했다면, 불필요 영역인 분할 예정 라인(14)을 제거하는 불필요 영역 제거 공정을 실시한다. 보다 구체적으로는, 모든 분할 예정 라인(14)에 대응하여 상기한 방호벽(100)이 형성된 웨이퍼(10)를, 도 4의 (a)에 도시된 레이저 가공 장치(20)(일부만을 도시하고 있음)로 반송한다. 레이저 가공 장치(20)는, 도시를 생략한 유지 유닛과, 상기 유지 유닛에 유지되는 웨이퍼(10)에 레이저 광선(LB2)을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛(21)과, 상기 유지 유닛과 레이저 광선 조사 유닛(21)을 상대적으로 X축 방향으로 가공 이송하는 X축 이송 수단과, 상기 유지 유닛과 레이저 광선 조사 유닛(21)을 상대적으로 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 가공 이송하는 Y축 이송 수단과, 상기 유지 유닛을 회전시키는 회전 구동 수단을 구비하고 있다(모두 도시는 생략함).

레이저 가공 장치(20)에 반송되어, 상기 유지 유닛에 유지된 웨이퍼(10)는, 레이저 가공 장치(20)에 배치된 얼라인먼트 수단(도시는 생략함)을 이용하여 얼라인먼트 공정이 실시되며, 표면(10a)에 형성된 분할 예정 라인(14)의 위치를 검출함과 더불어, 상기 회전 구동 수단에 의해 웨이퍼(10)를 회전하여 제1 방향의 분할 예정 라인(14)을 X축 방향에 정합시킨다. 검출된 분할 예정 라인(14)의 위치 정보는, 도시하지 않은 컨트롤러에 기억된다.

상기한 얼라인먼트 공정에 의해 검출된 분할 예정 라인(14)의 위치 정보에 기초하여, 제1 방향으로 신장되는 소정의 분할 예정 라인(14)의 가공 개시 위치에 레이저 광선 조사 유닛(21)의 집광기(22)를 위치시키고, 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 레이저 광선(LB2)의 집광점을 위치시켜 조사함과 더불어, 상기 유지 유닛과 함께 웨이퍼(10)를 X축 방향으로 가공 이송하여 웨이퍼(10)의 제1 방향으로 신장되는 소정의 분할 예정 라인(14)을 따라 어블레이션 가공을 실시한다. 이에 따라, 웨이퍼(10)를 분할 예정 라인(14)을 따라 분할하는 제거홈(200)을 형성한다. 상기 제거홈(200)은, 도 4의 (a)의 우측에 웨이퍼(10)의 일부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 분할 예정 라인(14)의 폭을 규정하는 양측에 형성된 방호벽(100) 사이에 끼워진 불필요 영역을 제거하도록 형성되는 것이며, 레이저 광선 조사 유닛(21)으로부터 출사되는 레이저 광선(LB2)은, 웨이퍼(10)를 구성하는 예컨대 SiC에 대하여 흡수성을 갖는 파장(예컨대 355 ㎚)의 레이저 광선이다.

상기한 바와 같이, 제1 방향으로 신장되는 소정의 분할 예정 라인(14)을 따라 제거홈(200)을 형성했다면, 웨이퍼(10)를 Y축 방향으로 분할 예정 라인(14)의 간격만큼 인덱싱 이송하여, Y축 방향에서 인접한 미가공의 분할 예정 라인(14)을 집광기(22)의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 상기한 것과 동일하게 하여 레이저 광선(LB2)의 집광점을 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(14)의 표면에 위치시켜 조사하고, 웨이퍼(10)를 X축 방향으로 가공 이송하여 제거홈(200)을 형성한다. 동일하게 하여, 웨이퍼(10)를 X축 방향, 및 Y축 방향으로 가공 이송하여, 제1 방향으로 신장되는 분할 예정 라인(14)을 따라, 상기 제거홈(200)을 형성한다. 계속해서, 웨이퍼(10)를 화살표 R2로 나타낸 방향으로 90도 회전시켜, 이미 제거홈(200)을 형성한 제1 방향의 분할 예정 라인(14)과 직교하는 방향으로서, 제거홈(200)을 형성하지 않는 제2 방향으로 신장되는 분할 예정 라인(14)을 X축 방향에 정합시킨다. 그리고, 나머지 각 분할 예정 라인(14)에 대해서도, 상기한 것과 동일하게 하여 레이저 광선(LB2)의 집광점을 위치시켜 조사하고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)에 형성된 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 제거홈(200)을 형성하는 분할 예정 라인 제거 가공을 실시한다. 이상에 따라, 웨이퍼(10)로부터 디바이스(12)가 분할되어, 불필요 영역 제거 공정이 완료된다.

또한, 본 발명에 있어서 실시되는 불필요 영역 제거 공정은, 상기한 레이저 광선(LB2)의 조사에 의한 레이저 가공에 한정되지 않는다. 예컨대, 모든 분할 예정 라인(14)에 방호벽(100)이 형성된 웨이퍼(10)를, 도 5에 도시된 절삭 장치(50)(일부만을 도시하고 있음)로 반송하고, 상기 절삭 장치(50)에 의해 실행되어도 좋다.

절삭 장치(50)는, 웨이퍼(10)를 흡인 유지하는 척 테이블(도시는 생략함)과, 상기 척 테이블에 흡인 유지된 웨이퍼(10)를 절삭하는 절삭 유닛(52)을 구비한다. 상기 척 테이블은, 자유자재로 회전할 수 있게 구성되며, 도면 중 화살표 X로 나타낸 방향으로 척 테이블을 가공 이송하는 이동 기구(도시는 생략함)를 구비하고 있다. 또한, 절삭 유닛(52)은, 도면 중 화살표 Y로 나타낸 Y축 방향으로 배치된 스핀들 하우징(53)에 자유자재로 회전할 수 있게 유지된 스핀들(54)과, 스핀들(54)의 선단에 유지된 환형의 절삭 블레이드(56)를 구비하고, 절삭 블레이드(56)를 Y축 방향에서 인덱싱 이송하는 Y축 이동 기구(도시는 생략함)를 구비하고 있다. 스핀들(54)은, 도시를 생략한 스핀들 모터에 의해 회전 구동된다.

불필요 영역 제거 공정을 실시함에 있어서, 우선, 웨이퍼(10)의 표면(10a)을 위쪽을 향하게 절삭 장치(50)의 척 테이블에 배치하여 흡인 유지하고, 웨이퍼(10)의 제1 방향으로 신장되는 분할 예정 라인(14)을 X축 방향에 정합시킴과 더불어, 절삭 블레이드(56)와의 위치 맞춤을 실시한다. 계속해서, X축 방향에 정합시킨 분할 예정 라인(14)에 있어서, 분할 예정 라인(14)의 폭을 규정하는 양측에 형성된 방호벽(100) 사이에 끼워진 불필요 영역에 고속 회전시킨 절삭 블레이드(56)를 위치시켜, 표면(10a)측으로부터 절입시킴과 더불어, 척 테이블을 X축 방향으로 가공 이송하여 웨이퍼(10)를 분할하는 제거홈(220)을 형성한다. 또한, 제거홈(220)을 형성한 분할 예정 라인(14)에 Y축 방향에서 인접하고, 제거홈(220)이 형성되어 있지 않은 인접한 분할 예정 라인(14) 상에 절삭 유닛(52)의 절삭 블레이드(56)를 인덱싱 이송하여, 상기와 동일하게 하여 제거홈(220)을 형성하는 절삭 가공을 실시한다. 이들을 반복함으로써, X축 방향을 따르는 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 제거홈(220)을 형성한다. 계속해서, 척 테이블을 화살표 R3으로 나타낸 방향으로 90도 회전시켜, 먼저 제거홈(220)을 형성한 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 X축 방향에 정합시키고, 상기한 절삭 가공을 새롭게 X축 방향에 정합시킨 모든 분할 예정 라인(14)에 대하여 실시하며, 웨이퍼(10)에 형성된 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 상기 제거홈(220)을 형성한다. 이와 같이 하여 절삭 공정을 실시하여 분할 예정 라인(14)을 따라 웨이퍼(10)를 디바이스(12)마다의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 예정 라인 제거 가공이 실시되고, 불필요 영역 제거 공정이 완료되어, 도 4의 (b)에 도시된 웨이퍼(10)와 마찬가지로, 필요 영역인 디바이스(12)가 분할된다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 불필요 영역인 분할 예정 라인(14)을 제거하는 불필요 영역 제거 공정을 실시함에 있어서, 디바이스(12)가 형성된 필요 영역과 분할 예정 라인(14)이 형성된 불필요 영역과의 경계를 규정하는 영역에 웨이퍼(10)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 세공과 상기 세공을 둘러싸는 개질통을 포함하는 실드 터널(102, 104)을 형성하여 방호벽(100)을 형성하고 있기 때문에, 파워가 강한 레이저 광선을 조사하거나 또는 절삭 블레이드에 의해 분할 예정 라인(14)을 파괴하여 제거하여도, 방호벽(100)에 의해, 필요 영역인 디바이스(12)가 형성된 영역에 크랙이 진전되는 것이 방지되어, 개개로 분할되는 디바이스(12)에 손상을 준다고 하는 문제가 해소된다.

본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되지 않는다. 상기한 방호벽 형성 공정에 있어서, 실드 터널을 형성함에 있어서, 웨이퍼(10)의 두께 방향으로 레이저 광선(LB1)을 조사할 때에 집광점의 위치를 상하 방향으로 어긋나게 함으로써, 실드 터널을 적층시키도록 형성하여도 좋다. 예컨대, 500 ㎛ 두께의 웨이퍼(10)에 대하여 실시되는 상기 방호벽 형성 공정에 있어서, 도 6에 도시된 웨이퍼(10)의 단면도로부터 이해되는 바와 같이, 적어도 실드 터널 1개분의 간격을 두고 웨이퍼(10)의 X축 방향에 정합시킨 분할 예정 라인(14)에 실드 터널(111)을 연속하여 형성하는 상기 제1 방호벽 형성 공정을 실행하고, 상기 간격이 빈 분할 예정 라인(14)의 영역에, 실드 터널(112)을 연속하여 형성하는 제2 방호벽 형성 공정을 실행한다. 계속해서, 상기 형성된 실드 터널(111)의 상부에 실드 터널(113)을 형성하는 제3 방호벽 형성 공정을 실행하고, 상기 제2 방호벽 형성 공정에서 형성된 실드 터널(112)의 상부에 실드 터널(114)을 형성하는 제4 방호벽 형성 공정을 실행하도록 하여도 좋다. 도 6에 도시된 실시형태에서는, 상기한 제1∼제4 방호벽 형성 공정 이외에, 실드 터널(113, 114)에 더 적층하도록, 실드 터널(115, 116)을 형성하는 제5, 제6 방호벽 형성 공정을 실시하여 방호벽(110)을 형성하고 있다. 그리고, 실드 터널(111∼116)을 형성하는 레이저 광선(LB1)을 조사할 때의 집광점의 위치는, 상하 방향으로 어긋나도록 위치되고, 두께 방향으로 실드 터널을 적층시킴으로써, 두께가 있는 피가공물에 대해서도, 크랙의 진전을 방지하는 방호벽(110)을 효과적으로 형성하는 것이 가능하다.

도 6에 도시된 실시형태에 있어서는, 상기 제1 방호벽 형성 공정을 실행한 후, 제2 방호벽 형성 공정을 실행함에 있어서, 제1 방호벽 형성 공정에서 형성된 실드 터널(111)과 제2 방호벽 형성 공정에서 형성된 실드 터널(112)이, 웨이퍼(10)의 두께 방향에 있어서 교대로 단차를 두고 형성되어 있다. 이에 따라, 두께가 있는 피가공물에 대하여 불필요 영역을 제거하는 가공을 실시할 때에, 더욱 효과적으로 열점에 의한 영향이 회피되고, 방호벽(110)에 의해 필요 영역에 크랙이 진전되는 것이 방지된다. 본 실시형태에 있어서는, 제3∼제6 방호벽 형성 공정에 있어서 실드 터널(113∼116)을 형성할 때에도, 두께 방향에 있어서 교대로 단차를 두고 형성된다. 또한, 상기한 제1∼제6 방호벽 형성 공정에 있어서는, 두께 방향으로 실드 터널을 적층할 때, 하부의 실드 터널에 접촉하지 않도록 상부의 실드 터널을 적층하고 있다. 이에 따라, 하부의 실드 터널에 상부의 실드 터널을 접촉하도록 형성한 경우의 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상기 방호벽 형성 공정에 있어서 형성되는 실드 터널에 있어서, 인접한 실드 터널의 개질통끼리가 접촉하도록 형성하면, 불필요 영역 제거 공정을 실시함에 있어서 불필요 영역으로부터 필요 영역에 크랙이 진전되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 피가공물이, 복수의 디바이스(12)가 교차하는 복수의 분할 예정 라인(14)에 의해 구획되어 표면(10a)에 형성된 웨이퍼(10)인 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 피가공물이, 도 7의 좌방측에 도시된 중앙의 대략 직사각형 모양으로 구획된 필요 영역(62)과, 상기 필요 영역(62)을 둘러싸는 외주측의 불필요 영역(64)에 의해 형성된 SiC의 원형의 판형 부재(60)여도 좋다. 상기 판형 부재(60)를 본 발명의 가공 방법으로 가공할 때에는, 상기 판형 부재(60)를, 도시를 생략한 환형의 프레임에 의해 점착 테이프를 통해 유지하고, 상기한 레이저 가공 장치(1)로 반송한다. 계속해서, 상기 필요 영역(62)과 불필요 영역(64)의 경계를 규정하는 영역의 내부에 대하여, 판형 부재(60)에 대하여 투과성을 갖는 파장, 예컨대 532 ㎚의 레이저 광선의 집광점을 위치시켜 조사하고, 세공과 상기 세공을 둘러싸는 개질통을 포함하는 실드 터널을 형성하며, 상기 필요 영역(62)의 외주를 따라 방호벽(120)을 형성하는 방호벽 형성 공정을 실시한다. 또한, 상기 방호벽 형성 공정에 대해서는, 상기한 방호벽 형성 공정의 방호벽(100, 110)과 동일한 조건에 의해 실시되는 공정이기 때문에, 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

상기와 같이 방호벽(120)을 형성했다면, 상기 방호벽(120)을 따라, 필요 영역(62)을 둘러싸는 불필요 영역(64)을 제거하는 불필요 영역 제거 공정을 실시한다. 상기 불필요 영역 제거 공정은, 예컨대, 상기한 레이저 가공 장치(20)에 의한 레이저 가공에 의해 실행되는 것이며, 도 7의 우방측에 일부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 방호벽(120)의 외측을 따라, 판형 부재(60)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 상기한 레이저 광선(LB2)을 조사하여, 판형 부재(60)를 분할하는 제1 제거홈(130)을 형성하고, 상기한 제1 제거홈(130)으로부터 판형 부재(60)의 외주연에 방사형으로 연장되는 복수의 제2 제거홈(132)을 형성한다. 이와 같이 하여, 제1 제거홈(130), 제2 제거홈(132)을 형성함으로써, 판형 부재(60)의 불필요 영역(64)이 제거되어, 필요 영역(62)만을 얻을 수 있다. 그때에는, 불필요 영역(64)으로부터 필요 영역에 대하여 크랙이 진전되어 상기 필요 영역(62)이 손상된다고 하는 문제가 발생하지 않는다.

1 : 레이저 가공 장치 2: 베이스
2A : 안내 레일 3 : 유지 유닛
31 : X축 방향 가동판 32 : Y축 방향 가동판
33 : 지주 34 : 커버판
35 : 척 테이블 36 : 흡착 척
37 : 클램프 4 : 이동 기구
4a : X축 이동 기구 4b : Y축 이동 기구
5 : 프레임체 5a : 수직 벽부
5b : 수평 벽부 6 : 촬상 유닛
7 : 레이저 광선 조사 유닛 71 : 집광기
10 : 웨이퍼 10a : 표면
12 : 디바이스 14 : 분할 예정 라인
16 : TEG 20 : 레이저 가공 장치
21 : 레이저 광선 조사 유닛 22 : 집광기
50 : 절삭 장치 52 : 절삭 유닛
56 : 절삭 블레이드 100 : 방호벽
102, 104 : 실드 터널 110 : 방호벽
111∼116 : 실드 터널 200, 220 : 제거홈
LB1 : 레이저 광선 LB2 : 레이저 광선

Claims

필요 영역과 불필요 영역을 포함하는 피가공물의 가공 방법으로서,
상기 필요 영역과 상기 불필요 영역과의 경계를 규정하는 영역에 상기 피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사(照射)하여, 세공과 상기 세공을 둘러싸는 개질통을 포함하는 실드 터널을 복수 형성하여 방호벽을 형성하는 방호벽 형성 공정과,
상기 방호벽 형성 공정을 실시한 후, 상기 불필요 영역을 제거하는 불필요 영역 제거 공정
을 포함하는 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 방호벽 형성 공정에 있어서 형성되는 상기 실드 터널은, 인접한 상기 실드 터널의 상기 개질통끼리가 접촉하도록 형성되는 것인 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 방호벽 형성 공정은,
적어도 상기 실드 터널 1개분의 간격을 두고 상기 분할 예정 라인에 상기 실드 터널을 연속하여 형성하는 제1 방호벽 형성 공정과,
상기 간격이 빈 상기 분할 예정 라인의 영역에, 상기 실드 터널을 연속하여 형성하는 제2 방호벽 형성 공정을 포함하는 것인 가공 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 방호벽 형성 공정에서 형성된 상기 실드 터널과 상기 제2 방호벽 형성 공정에서 형성된 상기 실드 터널은, 상기 피가공물의 두께 방향에 있어서 교대로 단차를 두고 형성되는 것인 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 방호벽 형성 공정은, 두께 방향으로 상기 실드 터널을 적층시키는 것인 가공 방법.
제5항에 있어서, 상기 보호벽 형성 공정은, 두께 방향으로 상기 실드 터널을 적층할 때, 상기 제1 방호벽 형성 공정에서 형성된 상기 실드 터널의 상부에 실드 터널을 형성하는 제3 방호벽 형성 공정과, 상기 제2 방호벽 형성 공정에서 형성된 상기 실드 터널의 상부에 실드 터널을 형성하는 제4 방호벽 형성 공정을 포함하는 것인 가공 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 방호벽 형성 공정에 있어서, 두께 방향으로 상기 실드 터널을 적층할 때, 하부의 상기 실드 터널에 접촉하지 않도록 상부의 상기 실드 터널을 적층시키는 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 피가공물은, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼이며,
상기 필요 영역은 상기 디바이스가 형성된 영역이고, 상기 불필요 영역은 상기 분할 예정 라인이 형성된 영역으로서,
상기 방호벽 형성 공정에서는, 상기 분할 예정 라인의 폭을 규정하는 상기 분할 예정 라인의 양측에 상기 방호벽을 형성하며,
불필요 영역 제거 공정에서는, 상기 한 쌍의 방호벽 사이에 끼워진 불필요 영역인 상기 분할 예정 라인을 제거하는 분할 예정 라인 제거 가공을 실시하는 것인 가공 방법.
제8항에 있어서, 상기 분할 예정 라인 제거 가공은, 레이저 광선의 조사에 의한 레이저 가공 또는 절삭 블레이드에 의해 실시되는 절삭 가공인 것인 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 방호벽 형성 공정에 있어서 조사되는 레이저 광선의 파장은 532 ㎚이고, 1펄스당의 에너지는 2.0∼4.0·10^-5 J이며, 스폿의 간격은 10∼15 ㎛인 것인 가공 방법.