KR102210945B1 - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판의 표면에 적층된 기능층을, 분할 예정 라인을 따라 효율적으로 제거할 수 있고, 기능층이 제거되어 노출된 기판의 상면을 평활하게 형성할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판의 표면에 적층된 기능층에 의해 디바이스가 형성되는 웨이퍼를, 디바이스를 구획하는 복수의 분할 예정 라인을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 분할 예정 라인의 폭에 대응하는 폭을 갖는 CO2 레이저 광선의 스폿을 분할 예정 라인의 상면에 위치시키고 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 분할 예정 라인에 적층된 기능층을 제거하는 기능층 제거 공정과, 기능층 제거 공정을 실시함으로써 기능층이 제거된 홈을 따라 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 레이저 광선을 조사하여, 홈에 부착되어 있는 파편을 제거하고 홈의 측벽을 성형하는 홈 성형 겸 파편 제거 공정과, 홈 성형 겸 파편 제거 공정이 실시된 웨이퍼를, 기능층이 제거된 홈을 따라 절단하여, 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판의 표면에 적층된 기능층에 의해 디바이스가 형성되는 웨이퍼를, 디바이스를 구획하는 복수의 분할 예정 라인을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 분할 예정 라인의 폭에 대응하는 폭을 갖는 CO2 레이저 광선의 스폿을 분할 예정 라인의 상면에 위치시키고 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 분할 예정 라인에 적층된 기능층을 제거하는 기능층 제거 공정과, 기능층 제거 공정을 실시함으로써 기능층이 제거된 홈을 따라 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 레이저 광선을 조사하여, 홈에 부착되어 있는 파편을 제거하고 홈의 측벽을 성형하는 홈 성형 겸 파편 제거 공정과, 홈 성형 겸 파편 제거 공정이 실시된 웨이퍼를, 기능층이 제거된 홈을 따라 절단하여, 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정을 포함한다.
Description
본 발명은, 실리콘 등의 기판의 표면에 적층된 기능층에 의해 디바이스가 형성된 웨이퍼를, 디바이스를 구획하는 복수의 분할 예정 라인을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
당업자에게는 주지인 바와 같이, 반도체 디바이스 제조 프로세스에 있어서는, 실리콘 등의 기판의 표면에 절연막과 기능막이 적층된 기능층에 의해 복수의 IC, LSI 등의 디바이스를 매트릭스 형상으로 형성한 반도체 웨이퍼가 형성된다. 이와 같이 형성된 반도체 웨이퍼는 상기 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 있고, 이 분할 예정 라인을 따라 분할함으로써 개개의 반도체 디바이스를 제조한다.
최근에 있어서는, IC, LSI 등의 반도체 칩의 처리 능력을 향상시키기 위해서, 실리콘 등의 기판의 표면에 SiOF, BSG(SiOB) 등의 무기물계의 막이나 폴리이미드계, 파릴렌계 등의 폴리머 막인 유기물계의 막으로 이루어지는 저유전율 절연체 피막(Low-k 막)이 적층된 기능층에 의해 반도체 디바이스를 형성시킨 형태의 반도체 웨이퍼가 실용화되어 있다.
이러한 반도체 웨이퍼의 스트리트(street)를 따른 분할은, 통상, 다이싱 소(dicing saw)라고 불리고 있는 절삭 장치에 의해 행해지고 있다. 이 절삭 장치는, 피가공물인 반도체 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 반도체 웨이퍼를 절삭하기 위한 절삭 수단과, 척 테이블과 절삭 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비하고 있다. 절삭 수단은, 고속 회전되는 회전 스핀들과 상기 스핀들에 장착된 절삭 블레이드를 포함하고 있다. 절삭 블레이드는 원반 형상의 기대(基臺)와 상기 기대의 측면 외주부에 장착된 환형의 절삭날로 이루어져 있고, 절삭날은 예컨대 입경 3 ㎛ 정도의 다이아몬드 지립을 전기 주조에 의해 고정하여 형성된다.
그런데, 전술한 Low-k 막은, 절삭 블레이드에 의해 절삭하는 것이 곤란하다. 즉, Low-k 막은 운모와 같이 매우 취약하기 때문에, 절삭 블레이드에 의해 분할 예정 라인을 따라 절삭하면, Low-k 막이 박리되고, 이 박리가 디바이스에까지 이르러 디바이스에 치명적인 손상을 준다고 하는 문제가 있다.
상기 문제를 해소하기 위해서, 반도체 웨이퍼에 형성된 분할 예정 라인의 폭 방향에 있어서의 양측에 분할 예정 라인을 따라 레이저 광선을 조사하고, 분할 예정 라인을 따라 2줄의 레이저 가공홈을 형성하여 적층체를 분단하며, 이 2줄의 레이저 가공홈의 외측 사이에 절삭 블레이드를 위치시켜 절삭 블레이드와 반도체 웨이퍼를 상대 이동시킴으로써, 분할 예정 라인을 따라 반도체 웨이퍼를 절단하는 웨이퍼의 분할 방법이 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.
그러나, 2줄의 레이저 가공홈 사이의 중앙 위치에 절삭 블레이드를 위치시켜 웨이퍼를 절삭하면, 바퀴 자국에 타이어가 걸리는 것처럼 절삭 블레이드가 2줄의 레이저 가공홈에 걸려 사행(蛇行)하기 때문에, 기능층이 박리되어 디바이스의 품질을 충분히 확보할 수 없다고 하는 새로운 문제가 발생하였다.
또한, 본 발명자들은, 분할 예정 라인에 적층되어 있는 모든 기능층을 제거하도록 시도하였으나 복수 회 레이저 광선을 조사하지 않으면 안 되어, 생산성이 불량하고 분할 예정 라인에 노출된 반도체 기판의 상면이 어블레이션(ablation) 가공되어 거칠어져 절삭 블레이드의 직진성을 손상시킨다고 하는 문제가 발생한다.
본 발명은 이러한 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술적 과제는, 기판의 표면에 적층된 기능층을 분할 예정 라인을 따라 효율적으로 제거할 수 있고, 기능층이 제거되어 노출된 기판의 상면을 평활하게 형성할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르면, 기판의 표면에 적층된 기능층에 의해 디바이스가 형성되는 웨이퍼를, 디바이스를 구획하는 복수의 분할 예정 라인을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
분할 예정 라인의 폭에 대응하는 폭을 갖는 CO2 레이저 광선의 스폿을 분할 예정 라인의 상면에 위치시키고 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 분할 예정 라인에 적층된 기능층을 제거하는 기능층 제거 공정과,
상기 기능층 제거 공정을 실시함으로써 기능층이 제거된 홈을 따라 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 레이저 광선을 조사하여, 홈에 부착되어 있는 파편을 제거하고 홈의 측벽을 성형하는 홈 성형 겸 파편 제거 공정과,
상기 홈 성형 겸 파편 제거 공정이 실시된 웨이퍼를, 기능층이 제거된 홈을 따라 절단하여, 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
상기 기능층 제거 공정을 실시하기 전에 웨이퍼를 구성하는 기판의 이면에 다이싱 테이프를 접착하고 상기 다이싱 테이프의 외주부를 환형의 프레임에 의해 지지하는 웨이퍼 지지 공정을 실시한다.
상기 기능층 제거 공정을 실시하기 전에 웨이퍼를 구성하는 기능층의 표면에 보호막을 피복하는 보호막 피복 공정을 실시하는 것이 바람직하다.
상기 기능층 제거 공정을 실시하는 CO2 레이저 광선의 파장은 9.4 ㎛ 또는 10.6 ㎛이고, 상기 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시하는 레이저 광선의 파장은 266 ㎚ 또는 355 ㎚이다.
또한, 상기 분할 공정은, 외주에 절삭날을 갖는 절삭 블레이드에 의해 실시된다.
본 발명에 따른 웨이퍼의 가공 방법은, 기능층 제거 공정에 있어서 분할 예정 라인의 폭에 대응하는 폭을 갖는 CO2 레이저 광선의 스폿을 분할 예정 라인의 상면에 위치시키고 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 분할 예정 라인에 적층된 기능층을 제거하기 때문에, 고출력의 CO2 레이저 광선에 의한 1회의 조사에 의해 분할 예정 라인에 적층된 기능층을 제거할 수 있어 생산성이 향상된다.
또한, 본 발명에 따른 웨이퍼의 가공 방법은, 기능층 제거 공정에 의해 분할 예정 라인에 적층된 기능층을 제거하여 홈을 형성함으로써 노출된 기판의 상면에 부착된 파편이, 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시함으로써 제거되어, 기판의 상면이 평활하게 형성되기 때문에, 분할 공정에 있어서 홈이 형성된 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼를 절단할 때에, 절삭 블레이드의 직진성이 향상되어, 홈이 형성된 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼를 정확하게 절단할 수 있다.
도 1은 반도체 웨이퍼를 도시한 사시도 및 주요부 확대 단면도이다.
도 2는 반도체 웨이퍼의 이면이 환형의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 접착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 보호막 피복 공정의 설명도이다.
도 4는 기능층 제거 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 레이저 가공 장치에 구비되는 레이저 광선 조사 수단의 구성도이다.
도 6은 기능층 제거 공정의 설명도이다.
도 7은 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 레이저 가공 장치에 구비되는 레이저 광선 조사 수단의 구성도이다.
도 9는 홈 성형 겸 파편 제거 공정의 설명도이다.
도 10은 홈 성형 겸 파편 제거 공정의 설명도이다.
도 11은 분할 공정을 실시하기 위한 절삭 장치의 주요부 사시도이다.
도 12는 분할 공정의 설명도이다.
도 2는 반도체 웨이퍼의 이면이 환형의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 접착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 보호막 피복 공정의 설명도이다.
도 4는 기능층 제거 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 레이저 가공 장치에 구비되는 레이저 광선 조사 수단의 구성도이다.
도 6은 기능층 제거 공정의 설명도이다.
도 7은 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 레이저 가공 장치에 구비되는 레이저 광선 조사 수단의 구성도이다.
도 9는 홈 성형 겸 파편 제거 공정의 설명도이다.
도 10은 홈 성형 겸 파편 제거 공정의 설명도이다.
도 11은 분할 공정을 실시하기 위한 절삭 장치의 주요부 사시도이다.
도 12는 분할 공정의 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼의 가공 방법에 대해서 첨부 도면을 참조하여, 더욱 상세히 설명한다.
도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에는, 본 발명에 따른 웨이퍼의 가공 방법에 의해 개개의 디바이스로 분할되는 반도체 웨이퍼(2)의 사시도 및 주요부 확대 단면도가 도시되어 있다. 반도체 웨이퍼(2)는, 두께가 150 ㎛인 실리콘 등의 기판(20)의 표면(20a)에 절연막과 회로에 의해 형성되는 기능막이 적층된 기능층(21)에 의해 복수의 IC, LSI 등의 디바이스(22)가 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 각 디바이스(22)는, 격자 형상으로 형성된 분할 예정 라인(23)(본 실시형태에서는 폭이 100 ㎛로 설정되어 있음)에 의해 구획되어 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 기능층(21)을 형성하는 절연막은, SiO2 막 또는, SiOF, BSG(SiOB) 등의 무기물계의 막이나 폴리이미드계, 파릴렌계 등의 폴리머 막인 유기물계의 막으로 이루어지는 저유전율 절연체 피막(Low-k 막)으로 되어 있으며, 두께가 10 ㎛로 설정되어 있다.
전술한 반도체 웨이퍼(2)를 분할 예정 라인(23)을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(20)의 이면에 다이싱 테이프를 접착하고 상기 다이싱 테이프의 외주부를 환형의 프레임에 의해 지지하는 웨이퍼 지지 공정을 실시한다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 환형의 프레임(3)의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 다이싱 테이프(30)의 표면에 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(20)의 이면(20b)을 접착한다. 따라서, 다이싱 테이프(30)의 표면에 접착된 반도체 웨이퍼(2)는, 기능층(21)의 표면(21a)이 상측이 된다.
전술한 웨이퍼 지지 공정을 실시했다면, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면에서 보호막을 피복하는 보호막 피복 공정을 실시한다. 이 보호막 피복 공정의 일례에 대해서 도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)를 참조하여 설명한다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시한 보호막 피복 공정에서는, 먼저 보호막 피복 장치(4)의 스피너 테이블(41) 상에 상기 웨이퍼 지지 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)가 접착된 다이싱 테이프(30)를 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 스피너 테이블(41) 상에서 다이싱 테이프(30)를 통해 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한다. 따라서, 스피너 테이블(41) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(2)는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면(21a)이 상측이 된다. 이렇게 해서 스피너 테이블(41) 상에 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지했다면, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 액상 수지 공급 노즐(42)의 분출구(421)를 스피너 테이블(41) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(2)의 중심부에 위치시키고, 도시하지 않은 액상 수지 공급 수단을 작동하여, 액상 수지 공급 노즐(42)의 분출구(421)로부터 액상 수지(400)를 소정량 적하한다. 한편, 액상 수지(400)는, 예컨대 PVA(Poly Vinyl Alcohol), PEG(Poly Ethylene Glycol), PEO(Poly Ethylene Oxide) 등 수용성인 것이 바람직하다. 그리고, 액상 수지(400)의 공급량은, 예컨대 직경이 200 ㎜인 웨이퍼의 경우, 10∼20 밀리리터(ml) 정도이면 좋다.
이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면(21a)의 중앙 영역에 소정량의 액상 수지(400)를 적하했다면, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 스피너 테이블(41)을 화살표로 나타내는 방향으로 예컨대 100 rpm으로 5초 정도 회전시킨다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면(21a)의 중앙 영역에 적하된 액상 수지(400)는, 원심력의 작용으로 외주를 향해 유동하여 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면(21a)의 전면으로 확산하게 되어, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면(21a)에는, 도 3의 (b) 및 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 두께가 0.2 ㎛∼10 ㎛인 보호막(410)이 형성된다(보호막 피복 공정). 이 보호막(410)의 두께는, 액상 수지(400)의 공급량, 스피너 테이블(41)의 회전 속도 및 회전 시간에 의해 조정될 수 있다.
전술한 보호막 피복 공정을 실시했다면, 분할 예정 라인(23)의 폭에 대응하는 폭을 갖는 CO2 레이저 광선의 스폿을 분할 예정 라인(23)의 상면에 위치시키고 분할 예정 라인(23)을 따라 조사하여, 분할 예정 라인(23)에 적층된 기능층을 제거하는 기능층 제거 공정을 실시한다. 이 기능층 제거 공정은, 도 4에 도시한 레이저 가공 장치(5)를 이용하여 실시한다. 도 4에 도시한 레이저 가공 장치(5)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(51)과, 상기 척 테이블(51) 상에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)과, 척 테이블(51) 상에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(53)을 구비하고 있다. 척 테이블(51)은, 피가공물을 흡인 유지하도록 구성되어 있으며, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 도 4에 있어서 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동되고, 도시하지 않은 인덱싱 이송 수단에 의해 도 4에 있어서 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동되도록 되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(52)은, 실질상 수평으로 배치된 원통 형상의 케이싱(521)을 포함하고 있다. 케이싱(521) 내에는 도 5에 도시한 바와 같이 CO2 레이저 광선 발진 수단(522)과, 상기 CO2 레이저 광선 발진 수단(522)으로부터 발진된 CO2 레이저 광선을 단면 정사각형 형상으로 형성하는 마스크 부재(523)와, 상기 마스크 부재(523)에 의해 단면 정사각형 형상으로 형성된 CO2 레이저 광선을 전송하는 전송 광학계(524)가 배치되어 있다. CO2 레이저 광선 발진 수단(522)은, CO2 레이저 발진기(522a)와, 이것에 부설된 반복 주파수 설정 수단(522b)으로 구성되어 있다. 한편, CO2 레이저 발진기(522a)는, 본 실시형태에서는 파장이 9.4 ㎛ 또는 10.6 ㎛인 CO2 레이저를 발진한다. 상기 마스크 부재(523)에는, 본 실시형태에서 3 ㎜×3 ㎜의 정사각형의 개구(523a)가 형성되어 있다. 상기 전송 광학계(524)는, 단면 정사각형 형상으로 형성된 CO2 레이저 광선을 케이싱(521)의 선단에 장착된 집광기(525)로 유도한다.
집광기(525)는, 도 5에 도시한 바와 같이 방향 변환 미러(525a)와, 결상 렌즈(525b)를 구비하고 있다. 방향 변환 미러(525a)는, 상기 CO2 레이저 광선 발진 수단(522)에 의해 발진되어 마스크 부재(523) 및 전송 광학계(524)를 통해 유도된 CO2 레이저 광선을 결상 렌즈(525b)를 향해 직각으로 방향 변환한다. 결상 렌즈(525b)는, 방향 변환 미러(525a)에 의해 방향 변환된 CO2 레이저 광선을 척 테이블(51)에 유지된 피가공물(W)의 상면에 결상한다. 피가공물(W)의 상면에 결상되는 CO2 레이저 광선의 결상 스폿(S1)은, 본 실시형태에서는 A1×B1이 100 ㎛×100 ㎛인 정사각형이 되도록 구성되어 있다. 한편, CO2 레이저 광선의 스폿(S1)에 있어서의 Y축 방향의 길이 A1은, 상기 분할 예정 라인(23)의 폭에 대응하는 값(본 실시형태에서는 100 ㎛)으로 설정되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(52)을 구성하는 케이싱(521)의 선단부에 장착된 촬상 수단(53)은, 피가공물을 조명하는 조명 수단과, 상기 조명 수단에 의해 조명된 영역을 포착하는 광학계와, 상기 광학계에 의해 포착된 상(像)을 촬상하는 촬상 소자(CCD) 등을 구비하고, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않은 제어 수단에 보낸다.
전술한 레이저 가공 장치(5)를 이용하여, 분할 예정 라인(23)의 폭에 대응하는 폭을 갖는 CO2 레이저 광선의 스폿을 분할 예정 라인(23)의 상면에 위치시키고 분할 예정 라인(23)을 따라 조사하여, 분할 예정 라인(23)에 적층된 기능층을 제거하는 기능층 제거 공정에 대해서, 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 전술한 도 4에 도시된 레이저 가공 장치(5)의 척 테이블(51) 상에, 상기 보호막 피복 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)가 접착된 다이싱 테이프(30) 측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 다이싱 테이프(30)를 통해 반도체 웨이퍼(2)를 척 테이블(51) 상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(51)에 유지된 반도체 웨이퍼(2)는, 기능층(21)의 표면에 피복된 보호막(410)이 상측이 된다. 한편, 도 4에서는 다이싱 테이프(30)가 장착된 환형의 프레임(3)을 생략하여 나타내고 있으나, 환형의 프레임(3)은 척 테이블(51)에 배치된 적절한 프레임 유지 수단에 유지된다. 이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 척 테이블(51)은, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 촬상 수단(53)의 바로 아래에 위치하게 된다.
척 테이블(51)이 촬상 수단(53)의 바로 아래에 위치하게 되면, 촬상 수단(53) 및 도시하지 않은 제어 수단에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 레이저 가공할 가공 영역을 검출하는 얼라이먼트(alignment) 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단(53) 및 도시하지 않은 제어 수단은, 반도체 웨이퍼(2)의 제1 방향으로 형성되어 있는 분할 예정 라인(23)과, 상기 분할 예정 라인(23)을 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(525)와의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트를 수행한다(얼라이먼트 공정). 또한, 반도체 웨이퍼(2)에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성된 분할 예정 라인(23)에 대해서도, 마찬가지로 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트가 수행된다.
전술한 얼라이먼트 공정을 실시했다면, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 척 테이블(51)을 CO2 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(525)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시켜, 소정의 분할 예정 라인(23)을 집광기(525)의 바로 아래에 위치시킨다. 이때, 도 6의 (a)에서 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)는, 분할 예정 라인(23)의 일단[도 6의 (a)에 있어서 좌단]이 집광기(525)의 바로 아래에 위치하도록 위치하게 된다. 그리고, 도 6의 (a) 및 도 6의 (c)에서 도시한 바와 같이 집광기(525)로부터 조사되는 CO2 레이저 광선의 결상 스폿(S1)을 분할 예정 라인(23)에 있어서의 기능층(21)의 상면 부근에 위치시킨다. 다음으로, 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(525)로부터, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)에 대해서는 흡수성을 갖고 기판(20)에 대해서는 투과성을 갖는 파장의 CO2 레이저 광선을 조사하면서, 척 테이블(51)을 도 6의 (a)에 있어서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 6의 (b)에서 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)에 형성된 분할 예정 라인(23)의 타단[도 6의 (b)에 있어서 우단]이 집광기(525)의 바로 아래 위치에 도달했다면, CO2 레이저 광선의 조사를 정지하고 척 테이블(51)의 이동을 정지한다.
한편, 상기 기능층 제거 공정은, 예컨대 이하의 가공 조건으로 행해진다.
CO2 레이저 광선의 파장: 9.4 ㎛ 또는 10.6 ㎛
반복 주파수 : 10 ㎑∼100 ㎑
평균 출력 : 50 W∼100 W
결상 스폿(S1) : A1: 100 ㎛×B1: 100 ㎛
가공 이송 속도 : 500 ㎜/초∼5000 ㎜/초
전술한 기능층 제거 공정에서는 CO2 레이저 광선의 파장이 중적외선의 영역인 9.4 ㎛ 또는 10.6 ㎛를 갖고 있고, SiO2 등으로 이루어지는 기능층(21)에 대해서는 흡수성을 갖고 실리콘 등으로 이루어지는 기판(20)에 대하여 투과성을 갖고 있기 때문에, 기능층(21)은 어블레이션 가공되지만 기판(20)의 상면에서는 어블레이션이 일어나기 어렵다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(2)의 분할 예정 라인(23)에는 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이 기능층(21)이 제거된 홈(24)이 형성되고, 홈(24)의 저면인 기판(20)의 표면(20a)(상면)의 평활성이 유지된다. 또한, 전술한 기능층 제거 공정에서 CO2 레이저 광선의 출력은 50 W∼100 W로 고출력이기 때문에, 1회의 조사에 의해 분할 예정 라인(23)에 적층된 기능층을 제거할 수 있어, 생산성이 향상된다. 한편, 본 실시형태에서는 결상 스폿(S1)의 Y축 방향의 길이 A1이 전술한 바와 같이 100 ㎛로 설정되어 있기 때문에, 분할 예정 라인(23)을 따라 형성되는 홈(24)은 폭이 100 ㎛가 된다. 이 기능층 제거 공정을 반도체 웨이퍼(2)에 형성된 모든 분할 예정 라인(23)을 따라 실시한다.
상기 기능층 제거 공정을 실시할 때에는, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이 CO2 레이저 광선의 조사에 의해 파편(25)이 발생하지만, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면(21a)에 보호막(410)이 형성되어 있기 때문에, 파편(25)은 보호막(410)에 의해 차단되어 기능층(21)의 표면(21a)에 형성된 디바이스(22)에 부착되는 일은 없다. 그런데, 기능층(21)이 제거된 홈(24)의 저면인 기판(20)의 표면(20a)(상면)에는 파편(25)이 부착된다. 또한, 홈(24)의 양 측벽(241, 242)의 하부에는 기능층의 어블레이션의 가공 잔류물(26)이 잔존한다.
전술한 기능층 제거 공정을 실시했다면, 기능층(21)이 제거된 홈(24)을 따라 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 레이저 광선을 홈(24)을 따라 조사하여, 홈(24)에 부착되어 있는 파편(25)을 제거하고 어블레이션의 가공 잔류물(26)을 제거하여 홈(24)의 측벽을 성형하는, 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시한다. 이 홈 성형 겸 파편 제거 공정은, 도 7에 도시한 레이저 가공 장치(6)를 이용하여 실시한다. 도 7에 도시한 레이저 가공 장치(6)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(61)과, 상기 척 테이블(61) 상에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(62)과, 척 테이블(61) 상에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(63)을 구비하고 있다. 척 테이블(61)은, 피가공물을 흡인 유지하도록 구성되어 있고, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 도 7에 있어서 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동되며, 도시하지 않은 인덱싱 이송 수단에 의해 도 7에 있어서 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동되도록 되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(62)은, 실질상 수평으로 배치된 원통 형상의 케이싱(621)을 포함하고 있다. 케이싱(621) 내에는 도 8에 도시한 바와 같이 펄스 레이저 광선 발진 수단(622)과, 상기 펄스 레이저 광선 발진 수단(622)으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 단면 직사각형 형상으로 형성하는 마스크 부재(623)와, 상기 마스크 부재(623)에 의해 단면 직사각형 형상으로 형성된 펄스 레이저 광선을 전송하는 전송 광학계(624)가 배치되어 있다. 펄스 레이저 광선 발진 수단(622)은, 펄스 레이저 발진기(622a)와, 이것에 부설된 반복 주파수 설정 수단(622b)으로 구성되어 있다. 한편, 펄스 레이저 발진기(622a)는, 본 실시형태에서는 파장이 266 ㎛ 또는 355 ㎛인 펄스 레이저를 발진한다. 상기 마스크 부재(623)에는, 본 실시형태에서 3 ㎜×0.6 ㎜의 직사각형의 개구(623a)가 형성되어 있다. 상기 전송 광학계(624)는, 단면 직사각형 형상으로 형성된 펄스 레이저 광선을 케이싱(621)의 선단에 장착된 집광기(625)로 유도한다.
집광기(625)는, 도 8에 도시한 바와 같이 방향 변환 미러(625a)와, 결상 렌즈(625b)를 구비하고 있다. 방향 변환 미러(625a)는, 상기 펄스 레이저 광선 발진 수단(622)에 의해 발진되어 마스크 부재(623) 및 전송 광학계(624)를 통해 유도된 펄스 레이저 광선을 결상 렌즈(625b)를 향해 직각으로 방향 변환한다. 결상 렌즈(625b)는, 방향 변환 미러(625a)에 의해 방향 변환된 펄스 레이저 광선을 척 테이블(61)에 유지된 피가공물(W)의 상면에 결상한다. 피가공물(W)의 상면에 결상되는 펄스 레이저 광선의 결상 스폿(S2)은, 본 실시형태에서는 A2×B2가 50 ㎛×10 ㎛인 직사각형이 되도록 구성되어 있다. 한편, 펄스 레이저 광선의 스폿(S2)에 있어서의 Y축 방향의 길이 A2는, 상기 분할 예정 라인(23)의 폭[홈(24)의 폭 100 ㎛]의 1/2의 값(본 실시형태에서는 50 ㎛)으로 설정되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(62)을 구성하는 케이싱(621)의 선단부에 장착된 촬상 수단(63)은, 피가공물을 조명하는 조명 수단과, 상기 조명 수단에 의해 조명된 영역을 포착하는 광학계와, 상기 광학계에 의해 포착된 상(像)을 촬상하는 촬상 소자(CCD) 등을 구비하고, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않은 제어 수단에 보낸다.
전술한 레이저 가공 장치(6)를 이용하여, 기능층(21)이 제거된 홈(24)을 따라 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 레이저 광선을 홈(24)을 따라 조사하여, 홈(24)에 부착되어 있는 파편(25)을 제거하고 홈(24)의 측벽을 성형하는, 홈 성형 겸 파편 제거 공정에 대해서, 도 7, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.
먼저, 전술한 도 7에 도시한 레이저 가공 장치(6)의 척 테이블(61) 상에 상기 기능층 제거 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)가 접착된 다이싱 테이프(30) 측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 다이싱 테이프(30)를 통해 반도체 웨이퍼(2)를 척 테이블(61) 상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(61)에 유지된 반도체 웨이퍼(2)는, 분할 예정 라인(23)을 따라 기능층(21)이 제거되어 형성된 홈(24)이 상측이 된다. 한편, 도 7에서는 다이싱 테이프(30)가 장착된 환형의 프레임(3)을 생략하여 나타내고 있으나, 환형의 프레임(3)은 척 테이블(61)에 배치된 적절한 프레임 유지 수단에 유지된다. 이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 척 테이블(61)은, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 촬상 수단(63)의 바로 아래에 위치하게 된다.
척 테이블(61)이 촬상 수단(63)의 바로 아래에 위치하게 되면, 촬상 수단(63) 및 도시하지 않은 제어 수단에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 레이저 가공할 가공 영역을 검출하는 얼라이먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단(63) 및 도시하지 않은 제어 수단은, 반도체 웨이퍼(2)의 제1 방향으로 형성되어 있는 홈(24)과, 상기 홈(24)을 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(62)의 집광기(625)와의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트를 수행한다(얼라이먼트 공정). 또한, 반도체 웨이퍼(2)에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성된 홈(24)에 대해서도, 마찬가지로 레이저 광선 조사 위치의 얼라이먼트가 수행된다.
전술한 얼라이먼트 공정을 실시했다면, 도 9의 (a)에서 도시한 바와 같이 펄스 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(62)의 집광기(625)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 척 테이블(61)을 이동시켜, 소정의 분할 예정 라인(23)을 따라 형성된 홈(24)을 집광기(625)의 바로 아래에 위치시킨다. 이때, 도 9의 (a)에서 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)는, 홈(24)의 일단[도 9의 (a)에 있어서 좌단]이 집광기(625)의 바로 아래에 위치하도록 위치하게 된다. 그리고, 도 9의 (a) 및 도 9의 (c)에서 도시한 바와 같이 집광기(625)로부터 조사되는 펄스 레이저 광선의 결상 스폿(S2)을 홈(24)의 저면인 기판(20)의 표면(20a)(상면) 부근에 위치시킨다. 이때, 도 9의 (c)에서 도시한 바와 같이 결상 스폿(S2)은, 홈(24)의 한쪽의 측벽(241)과 홈(24)의 폭 방향 중간 위치 사이에 위치시킨다. 즉, 본 실시형태에서는 결상 스폿(S2)의 Y축 방향의 길이 A2는 전술한 바와 같이 50 ㎛로 설정되어 있기 때문에, 결상 스폿(S2)은 폭이 100 ㎛로 형성되어 있는 홈(24)의 폭 방향 한쪽의 1/2의 영역에 위치하게 된다. 다음으로, 레이저 광선 조사 수단(62)의 집광기(625)로부터 반도체 웨이퍼(2)에 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블(61)을 도 9의 (a)에 있어서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 9의 (b)에서 도시한 바와 같이 홈(24)의 타단[도 9의 (b)에 있어서 우단]이 집광기(625)의 바로 아래 위치에 도달했다면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 척 테이블(61)의 이동을 정지한다.
한편, 상기 홈 성형 겸 파편 제거 공정은, 예컨대 이하의 가공 조건으로 행해진다.
레이저 광선의 파장 : 266 ㎚ 또는 355 ㎚
반복 주파수 : 200 ㎑
평균 출력 : 1 W∼2 W
결상 스폿(S2) : A2: 50 ㎛×B2: 10 ㎛
가공 이송 속도 : 200 ㎜/초∼6000 ㎜/초
전술한 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시함으로써, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이 홈(24)의 좌측 절반의 영역에서는, 전술한 기능층 제거 공정에 있어서 홈(24)의 저면인 기판(20)의 표면(20a)(상면)에 부착된 파편(25) 및 홈(24)의 측벽(241)의 하부에 잔존한 어블레이션의 가공 잔류물(26)이 어블레이션 가공되어 제거된다.
다음으로, 도시하지 않은 인덱싱 이송 수단을 작동하여 척 테이블(61)을 Y축 방향(지면에 수직인 방향)으로 본 실시형태에서는 50 ㎛만큼 인덱싱 이송한다. 이 상태가 도 10의 (a)에 도시한 바와 같은 상태이고, 도 10의 (c)에서 도시한 바와 같이 결상 스폿(S2)은, 홈(24)의 다른쪽의 측벽(242)과 홈(24)의 폭 방향 중간 위치 사이에 위치하게 된다. 따라서, 결상 스폿(S2)은 홈(24)의 폭 방향 다른쪽의 1/2의 영역에 위치하게 된다. 다음으로, 레이저 광선 조사 수단(62)의 집광기(625)로부터 반도체 웨이퍼(2)에 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블(61)을 도 10의 (a)에 있어서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 10의 (b)에서 도시한 바와 같이 홈(24)의 일단[도 10의 (b)에 있어서 좌단]이 집광기(625)의 바로 아래 위치에 도달했다면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 척 테이블(61)의 이동을 정지한다.
전술한 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시함으로써, 도 10의 (d)에 도시한 바와 같이 홈(24)의 우측 절반의 영역에서는, 전술한 기능층 제거 공정에 있어서 홈(24)의 저면인 기판(20)의 표면(20a)(상면)에 부착된 파편(25) 및 홈(24)의 측벽(242)의 하부에 잔존한 어블레이션의 가공 잔류물(26)이 어블레이션 가공되어 제거된다.
전술한 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시했다면, 반도체 웨이퍼(2)를 기능층(21)이 제거된 홈(24)을 따라 절단하여, 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정을 실시한다. 이 분할 공정은, 본 실시형태에서는 도 11에 도시한 절삭 장치(7)를 이용하여 실시한다. 도 11에 도시한 절삭 장치(7)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(71)과, 상기 척 테이블(71)에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 수단(72)과, 상기 척 테이블(71)에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(73)을 구비하고 있다. 척 테이블(71)은, 피가공물을 흡인 유지하도록 구성되어 있고, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 도 11에 있어서 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동되며, 도시하지 않은 인덱싱 이송 수단에 의해 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동되도록 되어 있다.
상기 절삭 수단(72)은, 실질상 수평으로 배치된 스핀들 하우징(721)과, 상기 스핀들 하우징(721)에 회전 가능하게 지지된 회전 스핀들(722)과, 상기 회전 스핀들(722)의 선단부에 장착된 절삭 블레이드(723)를 포함하고 있고, 회전 스핀들(722)이 스핀들 하우징(721) 내에 배치된 도시하지 않은 서보 모터에 의해 화살표 723a로 나타내는 방향으로 회전하도록 되어 있다. 절삭 블레이드(723)는, 알루미늄 등의 금속재에 의해 형성된 원반 형상의 기대(基臺; 724)와, 상기 기대(724)의 측면 외주부에 장착된 환형의 절삭날(725)로 이루어져 있다. 환형의 절삭날(725)은, 기대(724)의 측면 외주부에 입경이 3 ㎛∼4 ㎛인 다이아몬드 지립을 니켈 도금으로 굳힌 전기 주조 블레이드로 이루어져 있고, 도시하는 실시형태에서는 두께가 30 ㎛이고 외경이 50 ㎜로 형성되어 있다.
상기 촬상 수단(73)은, 스핀들 하우징(721)의 선단부에 장착되어 있고, 피가공물을 조명하는 조명 수단과, 상기 조명 수단에 의해 조명된 영역을 포착하는 광학계와, 상기 광학계에 의해 포착된 상을 촬상하는 촬상 소자(CCD) 등을 구비하며, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않은 제어 수단에 보낸다.
전술한 절삭 장치(7)를 이용하여 분할 공정을 실시하기 위해서는, 도 12에 도시한 바와 같이 척 테이블(71) 상에 상기 홈 성형 겸 파편 제거 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(2)가 접착된 다이싱 테이프(30) 측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 다이싱 테이프(30)를 통해 반도체 웨이퍼(2)를 척 테이블(71) 상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(71)에 유지된 반도체 웨이퍼(2)는, 분할 예정 라인(23)을 따라 형성된 홈(24)이 상측이 된다. 한편, 도 12에서는 다이싱 테이프(30)가 장착된 환형의 프레임(3)을 생략하여 나타내고 있으나, 환형의 프레임(3)은 척 테이블(71)에 배치된 적절한 프레임 유지 수단에 유지된다. 이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(2)를 흡인 유지한 척 테이블(71)은, 도시하지 않은 가공 이송 수단에 의해 촬상 수단(73)의 바로 아래에 위치하게 된다.
척 테이블(71)이 촬상 수단(73)의 바로 아래에 위치하게 되면, 촬상 수단(73) 및 도시하지 않은 제어 수단에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 절삭할 영역을 검출하는 얼라이먼트 공정을 실행한다. 이 얼라이먼트 공정은, 상기 기능층 제거 공정 및 홈 성형 겸 파편 제거 공정에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 분할 예정 라인(23)을 따라 형성된 홈(24)을 촬상 수단(73)에 의해 촬상함으로써 실행된다. 즉, 촬상 수단(73) 및 도시하지 않은 제어 수단은, 반도체 웨이퍼(2)의 제1 방향으로 형성되어 있는 분할 예정 라인(23)을 따라 형성된 홈(24)과, 절삭 블레이드(723)와의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 절삭 블레이드(723)에 의해 절삭할 절삭 영역의 얼라이먼트를 수행한다(얼라이먼트 공정). 또한, 반도체 웨이퍼(2)에서 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성된 홈(24)에 대해서도, 마찬가지로 절삭 블레이드(723)에 의해 절삭할 절삭 영역의 얼라이먼트가 수행된다.
이상과 같이 하여 척 테이블(71) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(2)의 분할 예정 라인(23)을 따라 형성된 홈(24)을 검출하고, 절삭 영역의 얼라이먼트가 행해졌다면, 반도체 웨이퍼(2)를 유지한 척 테이블(71)을 절삭 영역의 절삭 개시 위치로 이동시킨다. 이때, 도 12의 (a)에서 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)는 절삭해야 할 홈(24)의 일단[도 12의 (a)에 있어서 좌단]이 절삭 블레이드(723)의 바로 아래보다 소정량 우측에 위치하도록 위치하게 된다. 이때, 본 실시형태에서는, 전술한 얼라이먼트 공정에 있어서 분할 예정 라인(23)에 형성되어 있는 홈(24)을 직접 촬상하여 절삭 영역을 검출하고 있기 때문에, 분할 예정 라인(23)에 형성되어 있는 홈(24)의 중심 위치가 절삭 블레이드(723)와 대향하는 위치에 확실하게 위치하게 된다.
이렇게 해서 절삭 장치(7)의 척 테이블(71) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(2)가 절삭 가공 영역의 절삭 개시 위치에 위치하게 되었다면, 절삭 블레이드(723)를 도 12의 (a)에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 대기 위치로부터 화살표 Z1로 나타내는 바와 같이 하방으로 절입 이송하여, 도 12의 (a)에 있어서 실선으로 나타내는 바와 같이 소정의 절입 이송 위치에 위치시킨다. 이 절입 이송 위치는, 도 12의 (a) 및 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이 절삭 블레이드(723)의 하단이 반도체 웨이퍼(2)의 이면에 접착된 다이싱 테이프(30)에 도달하는 위치로 설정되어 있다.
다음으로, 절삭 블레이드(723)를 도 12의 (a)에 있어서 화살표 723a로 나타내는 방향으로 소정의 회전 속도로 회전시키고, 척 테이블(71)을 도 12의 (a)에 있어서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 절삭 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 척 테이블(71)이 도 12의 (b)에서 도시한 바와 같이 홈(24)의 타단[도 12의 (b)에 있어서 우단]이 절삭 블레이드(723)의 바로 아래보다 소정량 좌측에 위치할 때까지 도달했다면, 척 테이블(71)의 이동을 정지한다. 이와 같이 척 테이블(71)을 절삭 이송함으로써, 도 12의 (d)에서 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(2)의 기판(20)은 분할 예정 라인(23)에 형성된 홈(24) 내의 이면에 이르는 절삭홈(27)이 형성되어 절단된다(분할 공정).
다음으로, 절삭 블레이드(723)를 도 12의 (b)에 있어서 화살표 Z2로 나타내는 바와 같이 상승시켜 2점 쇄선으로 나타내는 대기 위치에 위치시키고, 척 테이블(71)을 도 12의 (b)에 있어서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 이동시켜, 도 12의 (a)에 도시한 위치로 복귀시킨다. 그리고, 척 테이블(71)을 지면에 수직인 방향(인덱싱 이송 방향)으로 홈(24)의 간격에 상당하는 양만큼 인덱싱 이송하고, 다음으로 절삭해야 할 홈(24)을 절삭 블레이드(723)와 대응하는 위치에 위치시킨다. 이렇게 해서, 다음으로 절삭해야 할 홈(24)을 절삭 블레이드(723)와 대응하는 위치에 위치시켰다면, 전술한 절단 공정을 실시한다.
한편, 상기 분할 공정은, 예컨대 이하의 가공 조건으로 행해진다.
절삭 블레이드 : 외경 50 ㎜, 두께 30 ㎛
절삭 블레이드의 회전 속도: 20000 rpm
절삭 이송 속도 : 50 ㎜/초
전술한 분할 공정을, 반도체 웨이퍼(2)에 형성된 모든 분할 예정 라인(23)을 따라 형성된 홈(24)에 실시한다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(2)는 홈(24)이 형성된 분할 예정 라인(23)을 따라 절단되어, 개개의 디바이스(22)로 분할된다. 이 분할 공정에서는, 상기 기능층 제거 공정에 의해 분할 예정 라인(23)에 적층된 기능층(21)을 제거하여 홈(24)을 형성함으로써 노출된 기판(20)의 표면(20a)(상면)에 부착된 파편(25) 및 홈(24)의 측벽(242)의 하부에 잔존한 어블레이션의 가공 잔류물(26)이, 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시함으로써 제거되어, 기판(20)의 표면(20a)(상면)이 평활하게 형성되기 때문에, 절삭 블레이드의 직진성이 향상되어, 홈(24)이 형성된 분할 예정 라인(23)을 따라 반도체 웨이퍼(2)를 정확하게 절단할 수 있다.
전술한 분할 공정을 실시했다면, 개개의 디바이스(22)로 분할된 반도체 웨이퍼(2)는 절삭 장치(7)에 장비된 도시하지 않은 세정 수단에 반송되고, 상기 절삭에 의해 생성되어 반도체 웨이퍼(2)에 부착된 오염을 제거하기 위한 세정 공정을 실시한다. 이 세정 공정에서는, 반도체 웨이퍼(2)를 구성하는 기능층(21)의 표면(21a)에 피복된 보호막(410)이 전술한 바와 같이 수용성의 수지에 의해 형성되어 있기 때문에, 보호막(410)을 용이하게 씻어버릴 수 있고, 상기 기능층 제거 공정을 실시함으로써 발생하여 보호막(410)의 표면에 부착된 파편(25)도 제거된다.
2: 반도체 웨이퍼 20: 기판
21: 기능층 22: 디바이스
23: 분할 예정 라인 24: 홈
3: 환형의 프레임 30: 다이싱 테이프
4: 보호막 피복 장치 41: 스피너 테이블
42: 액상 수지 공급 노즐
5: 기능층 제거 공정을 실시하는 레이저 가공 장치
51: 척 테이블 52: 레이저 광선 조사 수단
525: 집광기
6: 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시하는 레이저 가공 장치
61: 척 테이블 62: 레이저 광선 조사 수단
625: 집광기 7: 절삭 장치
71: 척 테이블 72: 절삭 수단
723: 절삭 블레이드
21: 기능층 22: 디바이스
23: 분할 예정 라인 24: 홈
3: 환형의 프레임 30: 다이싱 테이프
4: 보호막 피복 장치 41: 스피너 테이블
42: 액상 수지 공급 노즐
5: 기능층 제거 공정을 실시하는 레이저 가공 장치
51: 척 테이블 52: 레이저 광선 조사 수단
525: 집광기
6: 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시하는 레이저 가공 장치
61: 척 테이블 62: 레이저 광선 조사 수단
625: 집광기 7: 절삭 장치
71: 척 테이블 72: 절삭 수단
723: 절삭 블레이드
Claims (5)
- 기판의 표면에 적층된 기능층에 의해 디바이스가 형성되는 웨이퍼를, 디바이스를 구획하는 복수의 분할 예정 라인을 따라 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
분할 예정 라인의 폭에 대응하는 폭을 갖는 CO2 레이저 광선의 스폿을 분할 예정 라인의 상면에 위치시키고 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 분할 예정 라인에 적층된 기능층을 제거하여 저면 및 측벽을 갖는 홈을 형성하는 기능층 제거 공정과,
상기 기능층 제거 공정을 실시함으로써 형성된 홈을 따라 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 레이저 광선을 조사하여, 홈에 부착되어 있는 파편을 제거하고 홈의 측벽을 성형하는 홈 성형 겸 파편 제거 공정으로서, 상기 자외선 영역의 파장으로 이루어지는 레이저 광선을 조사하여, 상기 홈의 저면인 기판의 표면(상면)에 부착된 파편 및 상기 홈의 측벽의 하부에 잔존한 기능층의 어블레이션의 가공 잔류물을 어블레이션 가공하여 제거하는 것인 홈 성형 겸 파편 제거 공정과,
상기 홈 성형 겸 파편 제거 공정이 실시된 웨이퍼를, 기능층이 제거된 홈을 따라 절단하여, 개개의 디바이스로 분할하는 분할 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 기능층 제거 공정을 실시하기 전에 웨이퍼를 구성하는 기판의 이면에 다이싱 테이프를 접착하고 상기 다이싱 테이프의 외주부를 환형의 프레임에 의해 지지하는 웨이퍼 지지 공정을 실시하는 것인 웨이퍼의 가공 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기능층 제거 공정을 실시하기 전에 웨이퍼를 구성하는 기능층의 표면에 보호막을 피복하는 보호막 피복 공정을 실시하는 것인 웨이퍼의 가공 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기능층 제거 공정을 실시하는 CO2 레이저 광선의 파장은 9.4 ㎛ 또는 10.6 ㎛이고, 상기 홈 성형 겸 파편 제거 공정을 실시하는 레이저 광선의 파장은 266 ㎚ 또는 355 ㎚인 것인 웨이퍼의 가공 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분할 공정은, 외주에 절삭날을 갖는 절삭 블레이드에 의해 실시되는 것인 웨이퍼의 가공 방법.
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