KR20230072410A - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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KR20230072410A
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tape
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유스케 사토
켄지 무라타
난 왕
토시마사 타코다
코지 이케나가
나츠키 바바
타카마사 스즈키
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 웨이퍼의 두께 편차에 따른 적정한 가공 조건으로, 웨이퍼에 레이저 가공을 실시한다.
(해결 수단) 레이저 빔에 대하여 투과성을 갖는 척 테이블로 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 단계와, 복수의 분할 예정 라인을 따라 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 단계를 구비하고, 레이저 빔 조사 단계는, 적어도 하나의 분할 예정 라인을 따라 가공할 때에, 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로 가공 조건을 단계적으로 변경함으로써, 웨이퍼를 관통한 레이저 빔을 광 검지 유닛이 검지했을 때의 가공 조건을 적정한 가공 조건으로 선정하는 적정 조건 선정 단계와, 적정 조건 선정 단계에서 선정된 가공 조건을 사용하여, 다른 분할 예정 라인을 따라 레이저 빔을 조사함으로써 웨이퍼를 복수의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 단계를 포함하는 웨이퍼의 가공 방법을 제공한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{METHOD OF PROCESSING WAFER}
본 발명은, 웨이퍼의 각 분할 예정 라인을 따라, 웨이퍼에 흡수되는 파장을 갖는 펄스형의 레이저 빔을 조사하여, 웨이퍼를 복수의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 칩의 제조 프로세스에서는, 반도체 디바이스 칩을 박화하기 위해, 복수의 디바이스가 표면 측에 형성된 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼)의 개편화에 앞서, 웨이퍼의 이면 측을 연삭 장치로 연삭하는 경우가 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
연삭 후, 소정의 마무리 두께로 박화된 웨이퍼를, 복수의 반도체 디바이스 칩으로 분할한다. 예를 들어, 레이저 가공 장치를 이용하여 웨이퍼를 분할한다. 웨이퍼를 분할하기 위해서는, 먼저, 웨이퍼의 이면 측에 다이싱 테이프를 부착한 후, 다이싱 테이프를 통하여 이면 측을 척 테이블로 흡인 유지한다.
계속해서, 웨이퍼에 흡수되는 파장을 갖는 레이저 빔을 웨이퍼의 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 웨이퍼를 표면으로부터 이면까지 관통하는 가공 홈을 형성함(즉, 풀 커트함)으로써, 웨이퍼를 복수의 반도체 디바이스 칩으로 분할한다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
이러한 레이저 가공을 행할 때에는, 테스트 커트에 의해 레이저 빔의 출력이나, 가공 이송 속도 등의 가공 조건이 웨이퍼의 종류에 따라 미리 결정되어 있기 때문에, 동종의 웨이퍼에 대해서는, 일률적으로 동일한 가공 조건을 적용하여 웨이퍼를 가공한다.
그러나, 예를 들어, 상이한 로트에서 제조된 웨이퍼끼리를 비교하면, 디바이스의 제조 편차, 연삭 후의 마무리 두께의 편차 등에 기인하여, 웨이퍼의 두께에 약간 편차가 있는 경우가 있다.
그러므로, 미리 결정되어 있는 가공 조건으로 레이저 빔에 의해 어블레이션 가공을 실시하면, 웨이퍼의 두께 편차에서 기인하여, 문제가 발생하는 경우가 있다. 구체적으로는, 비교적 두꺼운 웨이퍼에서는, 웨이퍼가 완전하게는 절단되어 있지 않은 미관통 영역이 웨이퍼의 전체에 발생하는 경우가 있다.
또한, 비교적 얇은 웨이퍼에서는, 웨이퍼가 절단된 후, 다이싱 테이프가 레이저 빔에 의해 과도하게 가열됨으로써 용융되어, 용융 잔사가 척 테이블에 부착되는 경우가 있다. 용융 잔사는, 척 테이블의 유지면의 평탄성을 저하시키고, 나아가서는, 유지면의 흡인 구멍을 막을 가능성이 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2009-90389호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2018-125448호
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 어블레이션 가공에 의해 웨이퍼를 절단하는 경우에, 웨이퍼의 두께 편차에 따른 적정한 가공 조건으로, 웨이퍼에 레이저 가공을 실시하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 표면에 격자형으로 설정된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 각 분할 예정 라인을 따라, 상기 웨이퍼에 흡수되는 파장을 갖는 펄스형의 레이저 빔을 조사하여, 상기 웨이퍼를 복수의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 상기 표면과는 반대 측에 위치하는 상기 웨이퍼의 이면에 테이프의 중앙부를 부착함과 함께, 상기 테이프의 외주부에 환형의 프레임의 일면을 부착하는 테이프 부착 단계와, 상기 테이프 부착 단계 후, 상기 레이저 빔에 대하여 투과성을 갖는 척 테이블로, 상기 테이프를 통해 상기 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 단계와, 상기 유지 단계 후, 상기 레이저 빔의 집광점과 상기 척 테이블을 미리 정해진 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 가공 위치를 바꾸면서, 상기 복수의 분할 예정 라인을 따라 상기 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 단계를 구비하고, 상기 레이저 빔 조사 단계는, 적어도 하나의 분할 예정 라인을 따라 가공할 때에, 상기 척 테이블에 대해 상기 웨이퍼와는 반대 측에 배치되는 광 검지 유닛이 상기 웨이퍼를 관통한 상기 레이저 빔을 검지할 때까지, 상기 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 상기 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로 가공 조건을 단계적으로 변경함으로써, 상기 웨이퍼를 관통한 상기 레이저 빔을 상기 광 검지 유닛이 검지했을 때의 가공 조건을 적정한 가공 조건으로 선정하는 적정 조건 선정 단계와, 상기 적정 조건 선정 단계에서 선정된 가공 조건을 사용하여, 상기 적어도 하나의 분할 예정 라인과는 상이한 다른 분할 예정 라인을 따라서 상기 레이저 빔을 조사함으로써 상기 웨이퍼를 상기 복수의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 적정 조건 선정 단계는, 상기 미리 정해진 방향의 상대적인 이동에 따라, 평균 출력을 단계적으로 고출력화하는 것에 의해, 상기 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 상기 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로, 가공 조건을 변경하는 것을 포함한다.
또한, 바람직하게는, 상기 적정 조건 선정 단계는, 상기 미리 정해진 방향의 상대적인 이동에 따라, 가공 이송 속도를 단계적으로 저속화하는 것에 의해, 상기 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 상기 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로, 가공 조건을 변경하는 것을 포함한다.
또한, 바람직하게는, 웨이퍼의 가공 방법은, 상기 적정 조건 선정 단계에 있어서, 상기 광 검지 유닛이 상기 웨이퍼를 관통한 상기 레이저 빔을 검지할 때까지의 사이에 형성된 미관통 영역에, 상기 레이저 빔을 다시 조사하는 재조사 단계를 더 구비한다.
또한, 바람직하게는, 웨이퍼의 가공 방법은, 상기 레이저 빔 조사 단계 후, 상기 테이프를 확장하는 테이프 확장 단계를 더 구비한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법에서는, 적어도 하나의 분할 예정 라인을 따라 가공할 때에, 광 검지 유닛이 웨이퍼를 관통한 상기 레이저 빔을 검지할 때까지, 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로 가공 조건을 단계적으로 변경함으로써, 광 검지 유닛이 웨이퍼를 관통한 레이저 빔을 검지했을 때의 가공 조건을 적정한 가공 조건으로 선정한다(적정 조건 선정 단계).
이에 의해, 웨이퍼의 두께에 따른 적정한 가공 조건을 선정할 수 있기 때문에, 선정된 가공 조건으로 레이저 가공을 실시함으로써, 웨이퍼의 전체에 있어서의 미관통 영역의 발생이나, 척 테이블에 대한 용융 잔사의 부착을 방지할 수 있다.
도 1은, 웨이퍼의 가공 방법의 흐름도이다.
도 2(A)는, 웨이퍼의 사시도이고, 도 2(B)는 웨이퍼 유닛의 사시도이다.
도 3은, 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 4는, 척 테이블 등의 측면도이다.
도 5(A)는, 제1 평균 출력으로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 5(B)는, 제2 평균 출력으로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 5(C)는, 레이저 빔이 웨이퍼를 관통한 모습을 도시하는 도면이다.
도 6은, 복수의 디바이스 칩 등의 사시도이다.
도 7(A)는, 제1 변형예에 따른 웨이퍼의 가공 방법의 흐름도이고, 도 7(B)는, 제2 변형예에 따른 웨이퍼의 가공 방법의 흐름도이다.
도 8(A)는, 확장 장치 등의 일부 단면 측면도이고, 도 8(B)는, 테이프 확장 단계를 도시하는 도면이다.
도 9(A)는, 제1 가공 이송 속도로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 9(B)는, 제2 가공 이송 속도로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 9(C)는, 레이저 빔이 웨이퍼를 관통한 모습을 도시하는 도면이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 관한 실시 형태에 관해 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 따른 웨이퍼(11)(도 2(A) 참조)의 가공 방법의 흐름도이다. 제1 실시 형태에서는, 테이프 부착 단계(S10), 유지 단계(S20), 적정 조건 선정 단계(S32), 분할 단계(S34) 및 재조사 단계(S40)를 순차적으로 실시한다.
또한, 본 명세서에서는, 적정 조건 선정 단계(S32) 및 분할 단계(S34)를 합하여, 레이저 빔 조사 단계(S30)라고 칭하는 경우가 있다. 우선은, 레이저 가공이 실시되는 웨이퍼(11)에 대해서 설명한다.
도 2(A)는, 웨이퍼(11)의 사시도이다. 웨이퍼(11)는, 주로 실리콘 등의 반도체 재료로 형성되어 있고, 원판 형상을 갖는다. 웨이퍼(11)의 표면(11a) 측에는, 저유전율 층간 절연막 재료(소위, Low-k 재료)로 형성된 절연층과, 금속 배선층(metallization layer)을 포함하는 회로층(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
웨이퍼(11)의 표면(11a)에는, 각각 직선형의 복수의 분할 예정 라인(스트리트)(13)이 격자형으로 설정되어 있다. 복수의 분할 예정 라인(13)에 의해 구획된 각각 직사각 형상의 복수의 영역의 각각에는 IC(Integrated Circuit) 등의 디바이스(15)가 형성되어 있다.
또한, 표면(11a)과는 반대 측에 위치하는 웨이퍼(11)의 이면(11b) 측에는, 이미 연삭이 실시되어 있고, 웨이퍼(11)는, 대략 동일한 소정의 마무리 두께(예를 들어, 50㎛ 이하의 소정의 두께)까지 박화되어 있다.
웨이퍼(11)에 대하여 레이저 가공을 실시할 때에는, 우선, 웨이퍼 유닛(21)을 형성한다(도 2(B) 참조). 도 2(B)는, 웨이퍼 유닛(21)의 사시도이다.
웨이퍼 유닛(21)을 작성할 때에는, 이면(11b)에 웨이퍼(11)보다 대직경의 다이싱 테이프(테이프)(17)의 중앙부를 부착함과 함께, 다이싱 테이프(17)의 외주부에, 웨이퍼(11)보다 대직경의 개구를 갖는 환형의 프레임(19)의 일면을 부착한다(테이프 부착 단계(S10)).
다이싱 테이프(17)는, 대략 투명하고, 폴리올레핀, 폴리에스테르 등의 수지로 형성된 기재층과, 열경화성 수지, 자외선 경화형 수지 등의 미경화의 점착성 수지로 구성된 점착층(풀층)의 적층 구조를 갖는다.
그러나, 다이싱 테이프(17)는, 기재층만을 가져도 된다. 이 경우, 예를 들어, 웨이퍼(11) 및 프레임(19)에 대하여 다이싱 테이프(17)를 열 압착함으로써, 웨이퍼 유닛(21)이 형성된다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 이용하여, 테이프 부착 단계(S10) 후의 유지 단계(S20) 등에서 이용하는 레이저 가공 장치(2)에 대해 설명한다.
도 3은, 레이저 가공 장치(2)의 사시도이다. 또한, 도 3에서는, 레이저 빔 조사 유닛(30), 광 검지 기구(34)(도 4 참조)를 생략하고 있다. 도 4는, 척 테이블(22) 등의 측면도이다. 또한, 도 4에서는 편의상 해칭을 생략하고 있다.
도 3 및 도 4에 도시하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향은, 서로 직교하는 방향이다. 예를 들어, X-Y 평면은 수평면에 대응하고, Z축 방향은 연직 방향에 대응한다. 베이스(4)에는, 레이저 가공 장치(2)의 각 구성 요소가 지지되어 있다.
베이스(4)의 상면에는, Y축 방향을 따라 한 쌍의 가이드 레일(6)이 고정되어 있다. 한 쌍의 가이드 레일(6)에는, Y축 방향 이동판(8)이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Y축 방향 이동판(8)의 하면 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
너트부에는, Y축 방향으로 대략 평행으로 배치된 나사 축(10)이 회전 가능하게 연결되어 있다. 너트부 및 나사 축(10)은, 볼 나사를 구성하고 있다. 나사 축(10)의 일단부에는, 펄스 모터 등의 Y축 방향 구동원(12)이 연결되어 있다.
Y축 방향 구동원(12)으로 나사 축(10)을 회전시키면, Y축 방향 이동판(8)은, 가이드 레일(6)을 따라 이동한다. 가이드 레일(6), 너트부, 나사 축(10), Y축 방향 구동원(12) 등은, Y축 방향 이동 기구를 구성한다.
Y축 방향 이동판(8)의 상면에는, X축 방향을 따라 한 쌍의 가이드 레일(14)이 고정되어 있다. 한 쌍의 가이드 레일(14)에는, 이동 테이블(16)이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 이동 테이블(16)의 바닥판(16c)의 하면 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
너트부에는, X축 방향으로 대략 평행하게 배치된 나사 축(18)이 회전 가능하게 연결되어 있다. 너트부 및 나사 축(18)은, 볼 나사를 구성하고 있다. 나사 축(18)의 일단부에는, 펄스 모터 등의 X축 방향 구동원(20)이 연결되어 있다.
X축 방향 구동원(20)으로 나사 축(18)을 회전시키면, 이동 테이블(16)은, 가이드 레일(14)을 따라 이동한다. 가이드 레일(14), 너트부, 나사 축(18), X축 방향 구동원(20) 등은, X축 방향 이동 기구를 구성한다.
이동 테이블(16)은, 각각 직사각 판형의 천장판(16a), 측판(16b) 및 바닥판(16c)을 갖는다. 천장판(16a)의 X축 방향의 일단부에는, 측판(16b)의 상단부가 접속되어 있고, 측판(16b)의 하단부에는, 바닥판(16c)의 X축 방향의 일단부가 접속되어 있다.
천장판(16a), 측판(16b) 및 바닥판(16c)에 의하여, X축 방향의 타단부와, Y축 방향의 양단부가 개방된 공간(16d)이 형성되어 있다. 천장판(16a) 상에는, 척 테이블(22)이 설치되어 있다.
척 테이블(22)은, 원판 형상의 유지판(24)을 갖는다. 유지판(24)은, 석영 유리 등의 투명재로 형성되어 있고, 후술하는 레이저 빔(L)(도 4 참조)에 대하여 투과성을 갖는다. 유지판(24)은, 대략 평탄한 일면(24a)과, 당해 일면(24a)과는 반대 측에 위치하는 타면(24b)(도 4 참조)을 포함한다.
유지판(24)의 내부에는, 복수의 기체용 유로가 형성되어 있다. 예를 들어, 유지판(24)을 상면에서 본 경우에, 각각 직선형의 제1 흡인로(24c1)와 제2 흡인로(24c2)가, 일면(24a)의 중심(24c3)에서 직교하도록 형성되어 있다.
제1 흡인로(24c1) 및 제2 흡인로(24c2)는, 유지판(24)의 동일한 깊이로 형성되어 있고, 중심(24c3)의 바로 아래에서 서로 접속하고 있다. 일면(24a)의 외주부에는, 일면(24a)의 둘레 방향에 있어서 대략 등간격으로, 복수의 개구부(24d)가 형성되어 있다.
복수의 개구부(24d)는, 제1 흡인로(24c1)의 양단부, 제2 흡인로(24c2)의 양단부 등에 형성되어 있다. 각 개구부(24d)는, 일면(24a)으로부터 타면(24b)에는 도달하지 않는 소정의 깊이까지 형성되어 있고, 유지판(24)의 외주부의 소정의 깊이로 형성되어 있는 외주 흡인로(24e)에 의해 서로 접속되어 있다.
유지판(24)의 직경 방향에 있어서 개구부(24d)보다 외측에는, 흡인로(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 이 흡인로에는 이젝터 등의 흡인원(도시하지 않음)이 접속되어 있다. 흡인원을 동작시켜 부압을 발생시키면, 각 개구부(24d)에는 부압이 전달된다. 이에 의해, 일면(24a)은 유지면으로서 기능한다.
척 테이블(22)의 외주부에는, 척 테이블(22)의 둘레 방향을 따라 이산적으로 복수의 흡인구가 형성된 원환형의 프레임 흡인판(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 프레임(19)은, 프레임 흡인판으로 흡인 유지된다.
그런데, 제1 흡인로(24c1), 제2 흡인로(24c2), 개구부(24d), 외주 흡인로(24e) 등의 유지판(24)의 유로에서는, 입사한 광의 일부가 산란 또는 반사된다. 그 때문에, 유지판(24)의 유로는, 레이저 빔(L)에 대하여 완전히 투명하지 않고, 투광성을 가지거나 또는 불투명한 경우가 있다.
그러나, 이들 유로를 제외한 소정의 영역은, 일면(24a)으로부터 타면(24b)까지 투명하다. 예를 들어, 제1 흡인로(24c1) 및 제2 흡인로(24c2)에 의해 4 분할되고, 유지판(24)의 직경 방향에 있어서 외주 흡인로(24e)보다 내측에 위치하는 영역은, 레이저 빔(L)에 대하여 일면(24a)으로부터 타면(24b)까지 투명하다.
유지판(24)의 외주에는, 스테인리스 등의 금속으로 형성된 원통 형상의 프레임체(26)가 설치되어 있다. 유지판(24)은 프레임체(26)의 관통 개구(도시하지 않음)를 막도록, 이 프레임체(26)에 고정되어 있다.
프레임체(26)는, 이동 테이블(16)의 천장판(16a)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 천장판(16a)에는, 유지판(24)과 대략 동일한 직경을 갖는 관통 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 일면(24a)에 조사된 광은, 관통 개구를 통과하여 이동 테이블(16)의 공간(16d)으로 진행한다.
프레임체(26)의 원통 형상의 측면은, 풀리부(26a)로서 기능한다. 풀리부(26a)는, 프레임체(26)가 천장판(16a)으로 지지된 상태에서, 천장판(16a)보다도 상방에 위치한다. 측판(16b)에는, 모터 등의 회전 구동원(28)이 설치되어 있다. 회전 구동원(28)의 회전축에는, 풀리(28a)가 설치되어 있다.
풀리부(26a) 및 풀리(28a)에는, 무단 벨트(28b)가 걸려 있다. 회전 구동원(28)으로 풀리(28a)를 회전시키면, 무단 벨트(28b)를 통해 전달되는 힘에 의해, 프레임체(26)는, Z축 방향에 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전한다.
이와 같이, 풀리(28a)의 회전을 제어함으로써, Z축 방향에 대략 평행한 회전축의 둘레에 있어서 임의의 각도만큼 척 테이블(22)을 회전시킬 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 일면(24a)의 상방에는, 레이저 빔 조사 유닛(30)이 배치되어 있다.
레이저 빔 조사 유닛(30)은, Nd:YAG, Nd:YVO4 등으로 형성된 레이저 매질을 갖는 레이저 발진기(도시하지 않음)를 갖는다. 레이저 발진기로부터 출사되고, 그 후, 도시되지 않은 파장 변환부에서 메인 피크가 소정의 파장이 되도록 변환된 펄스형의 레이저 빔(L)은, 집광기(32)에 입사된다.
집광기(32)는, 집광 렌즈(도시하지 않음)를 갖는다. 집광기(32)는, 일면(24a)에서 흡인 유지된 웨이퍼(11)에 집광하도록, 일면(24a)을 향하여 레이저 빔(L)을 조사한다. 레이저 빔(L)의 메인 피크의 파장은, 웨이퍼(11)에 흡수되는 파장(예를 들어, 355nm)이다.
공간(16d)에는, 광 검지 기구(34)가 설치되어 있다. 광 검지 기구(34)는, 길이부가 X축 방향을 따라 배치된 암(36)을 갖는다. 암(36)의 선단부에는, 광 검지 유닛(38)이 설치되어 있다.
광 검지 유닛(38)은, 예를 들면, 수광 소자로서 포토 다이오드를 각각 갖는 파워 센서 또는 파워 미터를 갖는다. 다만, 광 검지 유닛(38)은, 포토다이오드 등의 수광 소자와, 수광 소자에 도입되는 광량을 저감하는 감광 필터를 갖는 감광 필터 구비한 카메라라도 좋다.
광 검지 유닛(38)은, 척 테이블(22), 웨이퍼(11) 등을 집광기(32)와의 사이에 두고, 집광기(32)의 바로 아래에 위치하도록 배치되어 있다. 그 때문에, 웨이퍼(11)를 관통하여, 다이싱 테이프(17) 및 유지판(24)을 투과한 레이저 빔(L)은, 광 검지 유닛(38)에 입사한다.
레이저 가공 장치(2)의 각 구성 요소는, 제어 유닛(40)에 의해 제어된다. 제어 유닛(40)은, 예를 들어, CPU(Central Processing Unit)로 대표되는 프로세서(처리 장치)와, DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등의 주기억 장치와, 플래시 메모리 등의 보조 기억 장치를 포함하는 컴퓨터에 의해서 구성되어 있다.
보조 기억 장치에는, 소정의 프로그램을 포함하는 소프트웨어가 기억되어 있다. 이 소프트웨어에 따라 처리 장치 등을 동작시킴으로써, 제어 유닛(40)의 기능이 실현된다.
이 레이저 가공 장치(2)를 사용하여, 도 1에 도시하는 유지 단계(S20) 내지 재조사 단계(S40)가 실시된다. 우선, 유지 단계(S20)에서는, 웨이퍼 유닛(21)의 다이싱 테이프(17)를 척 테이블(22)의 일면(24a)에 배치한다.
계속해서, 개구부(24d)에 부압을 전달시킴으로써, 다이싱 테이프(17)를 통해 웨이퍼(11)의 이면(11b) 측을 흡인 유지한다(유지 단계(S20)). 유지 단계(S20) 후, 촬상 유닛(도시하지 않음)을 이용하여 표면(11a)의 화상을 취득하여, 얼라인먼트를 실시한다.
그리고, 하나의 방향을 따르는 분할 예정 라인(13)이 X축 방향과 대략 평행해지도록, 회전 구동원(28) 등을 이용하여 척 테이블(22)의 방향을 조정한다. 그 후, 각 분할 예정 라인(13)을 따라 레이저 빔(L)을 조사하는 레이저 빔 조사 단계(S30)를 실시한다.
가공 조건은, 웨이퍼(11)의 두께, 종류 등에 따라 미리 결정되어 있는 것이 통상이지만, 결정되어 있는 가공 조건을 그대로 채용하면, 비교적 두꺼운 웨이퍼(11)에서는, 웨이퍼(11)의 전체에 있어서, 웨이퍼(11)가 완전하게는 절단되지 않은 미관통 영역이 발생하는 경우가 있다.
또한, 비교적 얇은 웨이퍼(11)에서는, 웨이퍼(11)가 절단된 후, 다이싱 테이프(17)가 용융되어, 용융 잔사가 유지판(24)의 일면(24a)에 부착되는 경우가 있다. 따라서, 레이저 빔 조사 단계(S30)에 있어서는, 우선, 적어도 하나의 분할 예정 라인(13)에 대하여 레이저 가공을 실시함으로써 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시한다.
제1 실시 형태의 적정 조건 선정 단계(S32)에서는, 예를 들어, 하나의 로트로 가공된 25매의 웨이퍼(11) 중, 먼저, 첫 번째의 웨이퍼(11)에 대해 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시함으로써, 미리 결정되어 있는 가공 조건보다 더욱 적정한 가공 조건을 선정한다.
또한, 제1 실시 형태와 같이 복수의 웨이퍼(11) 중 하나의 웨이퍼(11)를 이용하여 적정한 가공 조건을 선정하는 것 대신에, 레이저 가공을 실시하는 각 웨이퍼(11)에 대하여 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시해도 좋다.
각 웨이퍼(11)에 대하여 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시하면, 복수의 웨이퍼(11) 중 하나의 웨이퍼(11)에 대해서만 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시하는 경우에 비해, 가공에 요하는 시간은 길어지지만, 가공 조건을 웨이퍼(11)마다 최적화할 수 있다.
제1 실시 형태의 적정 조건 선정 단계(S32)에서는, 가공 이송 속도를 일정하게 하고, 레이저 빔(L)의 평균 출력을 단계적으로 고출력화한다. 이에 의해, 광 검지 유닛(38)이 레이저 빔(L)을 검지할 때까지, 웨이퍼(11)를 관통하지 않는 가공 조건으로부터, 관통하는 가공 조건으로, 가공 조건을 단계적으로 변화시킨다. 가공 조건은, 예를 들어 이하와 같다.
레이저 매질: Nd:YAG
파장: 355nm
평균 출력: 5.0W(웨이퍼(11)에 대한 조사 개시 시)
평균 출력의 변화: 0.1s마다 0.1W 상승(즉, 1.0W/s)
반복 주파수: 20kHz
집광 스폿 직경: 5.0㎛
가공 이송 속도: 100mm/초(일정 값)
도 5(A)부터 도 5(C)는, 하나의 분할 예정 라인(13)을 따라 가공할 때에, 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시하는 모습을 도시한다. 또한, 화살표의 방향은, 척 테이블(22)을 이동시키는 방향을 나타내고, 화살표의 길이는, 가공 이송 속도의 크기에 대응한다.
적정 조건 선정 단계(S32)에서는, 우선, 하나의 분할 예정 라인(13)의 X축 방향의 일단부에 레이저 빔(L)의 집광점(P)을 위치시킨다. 그 다음에, 이동 테이블(16)을 가공 이송함으로써, 레이저 빔(L)의 집광점(P)과, 척 테이블(22)을 X축 방향(소정 방향)으로 상대적으로 이동시킨다.
이에 의해, 가공 위치를 바꾸면서, 당해 하나의 분할 예정 라인(13)을 따라 레이저 빔(L)을 조사하여 어블레이션 가공을 실시한다. 도 5(A)는, 제1 평균 출력(약 5.0W)으로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5(B)는, 제2의 평균 출력(약 5.1W)으로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이다. 어블레이션 가공에 의해 웨이퍼(11)에 형성되는 가공 홈(11c)의 깊이는, 평균 출력이 높아짐에 따라 서서히 깊어진다.
도 5(C)는, 제3 평균 출력(약 5.3W)으로 레이저 가공을 실시하여, 레이저 빔(L)이 웨이퍼(11)를 관통한 모습을 도시하는 도면이다. 레이저 빔(L)이 웨이퍼(11)를 관통하고, 광 검지 유닛(38)이 그 레이저 빔(L)을 검지하면, 제어 유닛(40)은, 그 타이밍에서의 집광기(32)의 XY 좌표를 기억함과 함께, 레이저 빔(L)의 평균 출력을 고정한다.
그리고, 고정된 평균 출력으로, 하나의 분할 예정 라인(13)의 X축 방향의 타단부까지 가공 홈(11c)을 형성한다. 제어 유닛(40)은, 광 검지 유닛(38)으로 레이저 빔(L)을 검지한 타이밍에서의 평균 출력을, 적정한 가공 조건의 평균 출력으로서 선정하고, 기억한다.
또한, 본 명세서에서는, 광 검지 유닛(38)에서 수광하는 레이저 빔(L)의 파워(W) 또는 광량이 소정의 임계값을 초과했을 때에, 광 검지 유닛(38)이 레이저 빔(L)을 검지했다고 표현한다.
소정의 임계값은, 두께의 면내 편차에 기인하여, 웨이퍼(11)의 국소적으로 얇은 영역을 레이저 빔(L)이 우연히 관통한 경우에, 이 관통한 타이밍에서의 가공 조건을 선정하지 않는 것을 목적으로 하여 적절하게 설정된다.
또한, 하나의 방향을 따르는 복수의 분할 예정 라인(13) 중 웨이퍼(11)의 외주부 측에 위치하는 비교적 짧은 분할 예정 라인(13)으로 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시해도 좋고, 웨이퍼(11)의 중심부 측에 위치하는 비교적 긴 분할 예정 라인(13)으로 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시해도 좋다.
적정 조건 선정 단계(S32)는, 하나의 분할 예정 라인(13)으로 실시되는 것이 바람직하지만, 첫 번째의 분할 예정 라인(13)으로 광 검지 유닛(38)이 레이저 빔(L)을 검지하지 않은 경우에는, 첫 번째와는 상이한 두 번째의 분할 예정 라인(13)으로 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시해도 좋다.
이와 같이, 2개 이상의 분할 예정 라인(13)에 있어서 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시하여도 좋지만, 제1 실시 형태에서는, 하나의 분할 예정 라인(13)으로 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시한다.
적정 조건 선정 단계(S32)를 실시한 하나의 분할 예정 라인(13)에 있어서, X축 방향의 타단부까지 가공 홈(11c)을 형성한 후, 이동 테이블(16)을 소정 길이만큼 인덱싱 이송한다. 계속해서, 이 분할 예정 라인(13)에 Y축 방향에서 인접하는 다른 분할 예정 라인(13)에 대해, 선정된 가공 조건으로 레이저 가공을 실시한다.
선정된 가공 조건으로 레이저 가공을 실시함으로써, 웨이퍼(11)의 두께에 따른 적정한 가공 조건을 선정할 수 있기 때문에, 웨이퍼(11) 전체에 있어서의 미관통 영역의 발생이나, 척 테이블(22)에 대한 용융 잔사의 부착을 방지할 수 있다.
적정 조건 선정 단계(S32)에서 레이저 가공한 분할 예정 라인(13)과는 상이한 하나의 방향을 따르는 모든 분할 예정 라인(13)을 따라, 선정된 가공 조건으로 레이저 가공을 실시한 후, 척 테이블(22)을 90도 회전시킨다.
그리고, 하나의 방향과 직교하는 다른 방향을 따르는 각 분할 예정 라인(13)을 따라, 선정된 가공 조건으로 레이저 가공을 실시한다. 이에 의해, 웨이퍼(11)는, 복수의 디바이스 칩(23)(도 6 참조)으로 분할된다(분할 단계(S34)).
도 6은 분할 단계(S34) 후에 있어서의 복수의 디바이스 칩(23) 등의 사시도이다. 또한, 도 6에서는, 편의적으로, 하나의 디바이스 칩(23)을 확대하여 나타낸다.
제1 실시 형태에서는, 분할 단계(S34) 후, 적정 조건 선정 단계(S32)에서 형성된 분할 예정 라인(13)의 미관통 영역(11d)(도 5(C) 참조)에, 레이저 빔(L)을 다시 조사한다(재조사 단계(S40)).
미관통 영역(11d)은, 적정 조건 선정 단계(S32)가 실시된 하나의 분할 예정 라인(13) 중, 레이저 빔(L)의 조사 개시 시부터, 웨이퍼(11)를 관통한 레이저 빔(L)을 광 검지 유닛(38)이 검지할 때까지의 사이에 형성되어 있다.
미관통 영역(11d)에서는, 웨이퍼(11)의 두께 방향에 있어서 90% 이상 98% 이하가 이미 제거되어 있기 때문에, 재조사 단계(S40)에서는, 어블레이션 가공이 가능할 정도로 높고, 또한, 다이싱 테이프(17)를 용융하지 않을 정도로 낮아지도록, 평균 출력을 조정한다.
제1 실시 형태에서는, 웨이퍼(11)의 두께에 따른 적정한 가공 조건을 선정할 수 있기 때문에, 웨이퍼(11) 전체에 있어서의 미관통 영역(11d)의 발생이나, 척 테이블(22)에 대한 용융 잔사의 부착을 방지할 수 있다.
또한, 나머지 24매의 웨이퍼(11)에 대하여, 그 선정된 가공 조건으로 레이저 가공을 실시함으로써, 나머지 24매의 웨이퍼(11)에서도, 웨이퍼(11) 전체에 있어서의 미관통 영역(11d)의 발생이나, 용융 잔사의 일면(24a)에의 부착을 방지할 수 있다.
다음으로, 제1 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 도 7(A)는, 제1 변형예에 따른 웨이퍼(11)의 가공 방법의 흐름도이고, 도 7(B)는, 제2 변형예에 따른 웨이퍼(11)의 가공 방법의 흐름도이다.
제1 변형예에서는, 확장 장치(42)(도 8(A) 참조)를 이용하여, 재조사 단계(S40) 후에 테이프 확장 단계(S50)를 실시한다. 이에 대하여, 제2 변형예에서는, 분할 단계(S34) 후에 재조사 단계(S40)를 거치지 않고 테이프 확장 단계(S50)를 실시한다.
도 8(A)는, 확장 장치(42) 등의 일부 단면 측면도이다. 확장 장치(42)는, 웨이퍼(11)의 직경보다 큰 직경을 갖는 원통 형상의 드럼(44)을 갖는다. 드럼(44)의 상단부에는 드럼(44)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 복수의 롤러(46)가 설치되어 있다.
드럼(44)의 직경 방향에 있어서 드럼(44)의 외측에는, 원환형의 프레임 지지대(48)가 설치되어 있다. 프레임 지지대(48)의 상면 측에는, 프레임 지지대(48)에 배치된 웨이퍼 유닛(21)의 프레임(19)을 각각 협지하는 복수의 클램프(50)가 설치되어 있다.
또한, 프레임 지지대(48)는, 프레임 지지대(48)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 배치된 복수의 다리부(52)로 지지되어 있다. 각 다리부(52)는, 에어 실린더 등의 승강 기구에 의해, 승강 가능하다.
테이프 확장 단계(S50)에서는, 도 8(A)에 도시된 바와 같이, 드럼(44)의 상단과 프레임 지지대(48)의 상면을 대략 동일한 높이 위치로 한 후에, 레이저 빔 조사 단계(S30) 후의 웨이퍼 유닛(21)을, 드럼(44) 및 프레임 지지대(48)에 재치한다.
계속해서, 각 승강기를 작동시켜 다리부(52)를 하강시키면, 프레임 지지대(48)가 드럼(44)에 대하여 하강된다. 이에 의해, 도 8(B)에 도시된 바와 같이, 다이싱 테이프(17)가 직경 방향으로 확장됨과 함께, 각 디바이스 칩(23)의 간격이 넓어진다. 도 8(B)는, 테이프 확장 단계(S50)를 도시하는 도면이다.
재조사 단계(S40)를 거쳐도 미관통 영역(11d)이 완전하게는 관통하지 않은 경우(도 7(A)의 제1 변형예)나, 분할 단계(S34) 후에 재조사 단계(S40)를 거치지 않은 경우(도 7(B)의 제2 변형예), 테이프 확장 단계(S50)에서 미관통 영역(11d)을 분할할 수 있다.
테이프 확장 단계(S50)에서는, 분할 단계(S34) 및/또는 재조사 단계(S40)를 거친 웨이퍼(11)에 있어서의 미분할 영역을 분할함으로써, 웨이퍼(11)를 복수의 디바이스 칩(23)으로 분할할 수 있다. 또한, 디바이스 칩(23) 사이의 간격을 넓힘으로써, 간격을 넓히지 않는 경우와 비교하여, 디바이스 칩(23)의 픽업이 용이해진다.
다음으로, 도 9(A) 내지 도 9(C)를 참조하여, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태는, 적정 조건 선정 단계(S32)가 제1 실시 형태와 다르다. 제2 실시 형태의 적정 조건 선정 단계(S32)에서는, 집광점(P)과 척 테이블(22)을 상대적으로 X축 방향을 따라 이동시킴에 따라, 가공 이송 속도를 단계적으로 저속화한다.
가공 이송 속도를 낮게 할수록, 펄스형의 레이저 빔(L)의 집광 스폿의 중첩 면적의 비율(중첩률, 오버랩률 등이라고도 칭해짐)이 높아진다. 그 때문에, 레이저 빔(L)이 웨이퍼(11)를 관통하지 않는 가공 조건으로부터, 레이저 빔(L)이 웨이퍼(11)를 관통하는 가공 조건으로, 가공 조건을 변경할 수 있다. 가공 조건은, 예를 들어 이하와 같다.
레이저 매질: Nd:YAG
파장: 355nm
평균 출력: 5.0W(일정 값)
반복 주파수: 20kHz
집광 스폿 직경: 5.0㎛
가공 이송 속도: 100mm/초(웨이퍼(11)에 대한 조사 개시 시)
가공 이송 속도의 변화: 0.1s마다 0.2mm/s 저하(즉, -2.0mm/s)
도 9(A)는, 제1 가공 이송 속도(약 100mm/s)로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 9(B)는, 제2 가공 이송 속도(약 98mm/s)로 레이저 가공을 실시하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 9(C)는, 제3 가공 이송 속도(약 96mm/s)로 레이저 가공을 실시하여, 레이저 빔(L)이 웨이퍼(11)를 관통한 모습을 도시하는 도면이다. 또한, 도 9(A) 내지 도 9(C)에 있어서, 화살표의 방향은, 척 테이블(22)을 이동시키는 방향을 나타내고, 화살표의 길이는, 가공 이송 속도의 크기에 대응한다.
레이저 빔(L)이 웨이퍼(11)를 관통하고, 광 검지 유닛(38)이 그 레이저 빔(L)을 검지하면, 제어 유닛(40)은, 그 타이밍에서의 집광기(32)의 XY 좌표를 기억함과 함께, 가공 이송 속도를 고정한다.
그리고, 고정된 가공 이송 속도로, 하나의 분할 예정 라인(13)의 X축 방향의 타단부까지 가공 홈(11c)을 형성한다. 제어 유닛(40)은, 광 검지 유닛(38)으로 레이저 빔(L)을 검지한 타이밍에서의 가공 이송 속도를, 적정한 가공 조건의 가공 이송 속도로서 선정하고, 기억한다.
적정 조건 선정 단계(S32)를 실시한 하나의 분할 예정 라인(13)에 있어서, X축 방향의 타단부까지 가공 홈(11c)을 형성한 후, 이동 테이블(16)을 소정 길이만큼 인덱싱 이송한다.
계속해서, 이 분할 예정 라인(13)에 Y축 방향에서 인접하는 다른 분할 예정 라인(13)에 대해, 선정된 가공 조건으로 레이저 가공을 실시한다. 마찬가지로 하여, 다른 분할 예정 라인(13)도 적정 조건 선정 단계(S32)에서 선정된 가공 이송 속도로 가공한다.
제2 실시 형태에서도, 웨이퍼(11)의 두께에 따른 적정한 가공 조건을 선정할 수 있기 때문에, 웨이퍼(11) 전체에 있어서의 미관통 영역(11d)의 발생이나, 척 테이블(22)에 대한 용융 잔사의 부착을 방지할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서도, 하나의 로트로 가공된 25매의 웨이퍼(11) 중, 우선, 첫 번째의 웨이퍼(11)에 대하여 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시해도 좋고, 레이저 가공을 실시하는 각 웨이퍼(11)에 대하여 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시해도 좋다.
또한, 제2 실시 형태에서도, 상술한 제1 변형예 및 제2 변형예에서 기재한 바와 같이, 테이프 확장 단계(S50)를 실시하여도 좋다. 그 밖에, 상술한 실시 형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
예를 들어, 웨이퍼(11)의 두께가 50㎛ 이하인 경우에는, 하나의 분할 예정 라인(13)의 일단부로부터 타단부까지 상술한 레이저 빔(L)을 한 번 조사함으로써(즉, 집광점(P)을 한 번 통과시키는 것(즉, 1 패스))에 의해 웨이퍼(11)를 절단할 수 있다.
그러나, 웨이퍼(11)의 두께가 50㎛ 초과인 경우에는, 웨이퍼(11)를 절단하기 위해서는, 하나의 분할 예정 라인(13)을 따라 집광점(P)을 두 번 이상 통과시키는(즉, 2 패스 이상의) 레이저 가공이 필요하게 되는 경우가 있다. 이 2 패스 이상의 레이저 가공이 필요하게 되는 경우에도, 상술한 각 실시 형태 및 각 변형예를 적용할 수 있다.
구체적으로는, 웨이퍼(11)를 N 패스(다만, N은 2 이상의 자연수)의 레이저 가공으로 절단하는 경우에는, 1 패스째부터 (N-1) 패스째까지는, 웨이퍼(11)의 두께, 종류 등에 따라 미리 결정되어 있는 가공 조건으로, 각 분할 예정 라인(13)을 따라 레이저 가공을 실시한다.
그 후, N 패스째의 레이저 가공을 실시할 때에, 적어도 하나의 분할 예정 라인(13)에 대하여 상술한 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시한다. 예를 들어, 하나의 분할 예정 라인(13)에 대하여 적정 조건 선정 단계(S32)를 실시한다. 이에 의해, 미리 결정되어 있는 가공 조건보다 더욱 적정한 가공 조건을 선정한다.
그 후, 이동 테이블(16)을 소정 길이만큼 인덱싱 이송하여, 가공을 완료한 하나의 분할 예정 라인(13)에 Y축 방향에서 인접하는 다른 분할 예정 라인(13)에 대하여, 적정 조건 선정 단계(S32)에서 선정된 가공 조건으로, N 패스째의 레이저 가공을 실시한다.
동일하게 하여, 하나의 방향을 따르는 나머지 모든 분할 예정 라인(13)을 따라, 적정 조건 선정 단계(S32)에서 선정된 가공 조건으로, N 패스째의 레이저 가공을 실시한 후, 척 테이블(22)을 90도 회전시킨다.
그리고, 하나의 방향과 직교하는 다른 방향을 따르는 각 분할 예정 라인(13)을 따라, 마찬가지로, 적정 조건 선정 단계(S32)에서 선정된 가공 조건으로, N 패스째의 레이저 가공을 실시한다. 이에 의해, 웨이퍼(11)를 복수의 디바이스 칩(23)으로 분할할 수 있음과 함께, 웨이퍼(11) 전체에 있어서의 미관통 영역의 발생이나, 척 테이블(22)에 대한 용융 잔사의 부착을 방지할 수 있다.
그런데, 예를 들어, 테이프 부착 단계(S10) 후, 또한, 유지 단계(S20) 전에, 수용성 수지를 갖는 보호막(도시하지 않음)을 표면(11a)에 동일하게 형성하고, 계속해서, 레이저 빔 조사 단계(S30)를 실시할 수도 있다.
보호막을 형성한 상태로 어블레이션 가공을 실시함으로써, 웨이퍼(11)의 용융물(데브리)이 표면(11a)에 고착되는 것을 방지할 수 있음과 함께, 어블레이션 가공 후에는 보호막을 세정하여 데브리와 함께 제거할 수 있다.
2 : 레이저 가공 장치, 4 : 베이스, 6 : 가이드 레일, 8 : Y축 방향 이동판
10 : 나사 축, 12 : Y축 방향 구동원, 14 : 가이드 레일
11 : 웨이퍼, 11a : 표면, 11b : 이면, 11c : 가공 홈, 11d : 미관통 영역
13 : 분할 예정 라인, 15 : 디바이스, 17 : 다이싱 테이프, 19 : 프레임
16 : 이동 테이블, 16a : 천장판, 16b : 측판, 16c : 바닥판, 16d : 공간
18 : 나사 축, 20 : X축 방향 구동원, 22 : 척 테이블
21 : 웨이퍼 유닛, 23 : 디바이스 칩
24 : 유지판, 24a : 일면, 24b : 타면
24c1 : 제1 흡인로, 24c2 : 제2 흡인로, 24c3 : 중심, 24d : 개구부
24e : 외주 흡인로, 26 : 프레임체, 26a : 풀리부
28 : 회전 구동원, 28a : 풀리, 28b : 무단 벨트
30 : 레이저 빔 조사 유닛, 32 : 집광기, 34 : 광 검지 기구, 36 : 암
38 : 광 감지 유닛, 40 : 제어 유닛, 42 : 확장 장치
44 : 드럼, 46 : 롤러, 48 : 프레임 지지대, 50 : 클램프, 52 : 다리부
L : 레이저 빔, P : 집광점
S10 : 테이프 부착 단계, S20 : 유지 단계
S30 : 레이저 빔 조사 단계
S32 : 적정 조건 선정 단계, S34 : 분할 단계
S40 : 재조사 단계, S50 : 테이프 확장 단계

Claims (5)

  1. 표면에 격자형으로 설정된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 각 분할 예정 라인을 따라, 상기 웨이퍼에 흡수되는 파장을 갖는 펄스형의 레이저 빔을 조사하여, 상기 웨이퍼를 복수의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    상기 표면과는 반대 측에 위치하는 상기 웨이퍼의 이면에 테이프의 중앙부를 부착함과 함께, 상기 테이프의 외주부에 환형의 프레임의 일면을 부착하는 테이프 부착 단계와,
    상기 테이프 부착 단계 후, 상기 레이저 빔에 대하여 투과성을 갖는 척 테이블로, 상기 테이프를 통해 상기 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 단계와,
    상기 유지 단계 후, 상기 레이저 빔의 집광점과 상기 척 테이블을 미리 정해진 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 가공 위치를 바꾸면서, 상기 복수의 분할 예정 라인을 따라 상기 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 단계를 구비하고,
    상기 레이저 빔 조사 단계는,
    적어도 하나의 분할 예정 라인을 따라 가공할 때에, 상기 척 테이블에 대해 상기 웨이퍼와는 반대 측에 배치되는 광 검지 유닛이 상기 웨이퍼를 관통한 상기 레이저 빔을 검지할 때까지, 상기 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 상기 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로 가공 조건을 단계적으로 변경함으로써, 상기 웨이퍼를 관통한 상기 레이저 빔을 상기 광 검지 유닛이 검지했을 때의 가공 조건을 적정한 가공 조건으로 선정하는 적정 조건 선정 단계와,
    상기 적정 조건 선정 단계에서 선정된 가공 조건을 사용하여, 상기 적어도 하나의 분할 예정 라인과는 상이한 다른 분할 예정 라인을 따라서 상기 레이저 빔을 조사함으로써 상기 웨이퍼를 상기 복수의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적정 조건 선정 단계는,
    상기 미리 정해진 방향의 상대적인 이동에 따라, 평균 출력을 단계적으로 고출력화하는 것에 의해, 상기 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 상기 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로, 가공 조건을 변경하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적정 조건 선정 단계는,
    상기 미리 정해진 방향의 상대적인 이동에 따라, 가공 이송 속도를 단계적으로 저속화하는 것에 의해, 상기 웨이퍼를 관통하지 않는 가공 조건으로부터 상기 웨이퍼를 관통하는 가공 조건으로, 가공 조건을 변경하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 가공 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적정 조건 선정 단계에 있어서, 상기 광 검지 유닛이 상기 웨이퍼를 관통한 상기 레이저 빔을 검지할 때까지의 사이에 형성된 미관통 영역에, 상기 레이저 빔을 다시 조사하는 재조사 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 가공 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 빔 조사 단계 후, 상기 테이프를 확장하는 테이프 확장 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 가공 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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