KR20100009335A - Semiconductor wafer dicing system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A semiconductor wafer cutting system is provided to simplify a system structure by using one laser light generating apparatus and one wavelength. CONSTITUTION: A semiconductor wafer(1) is loaded on a stage(100) formed on a slide table. A slide table is supported with the guide rails. A support is positioned on eh upper part of the stage. An optical holder is positioned on the support of a vertical state. A laser beam generator(140) is installed on the optical holder. The laser beam oscillated from the laser beam generator is emitted on the optical device supported within the optical holder. The optical system is located above the stage. The optical system is composed of a beam expander(110), a scanner(112) and an F-theta lens(114). The controller(150) controls the laser beam generation unit or a mobile tool.

Description

반도체 웨이퍼 절단 시스템{Semiconductor wafer dicing system}Semiconductor wafer cutting system {Semiconductor wafer dicing system}

본 발명은 각종 반도체 소자(semiconductor device)가 패터닝(patterning)된 실리콘 웨이퍼(silicon wafer) 등의 반도체 웨이퍼를 소정 사이즈(size)의 반도체 칩으로 절단하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 관한 것으로, 특히 레이저 빔의 직경과 발생 주파수 및 이동속도에 의해 결정되는 에너지 패턴을 고려하여 반도체 웨이퍼를 절단하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer cutting system for cutting semiconductor wafers, such as silicon wafers, on which various semiconductor devices are patterned, into semiconductor chips of a predetermined size. The present invention relates to a semiconductor wafer cutting system for cutting a semiconductor wafer in consideration of an energy pattern determined by a diameter, a generating frequency, and a moving speed.

반도체 소자 제조공정에 있어, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼가 그 표면상에 격자 형상으로 배열된 절단 예장 라인에 의해 복수의 영역으로 구획된다. 이 구획된 영역에는 각각 IC, LSI 등의 회로가 형성되고, 절단 예정 라인에 따라 반도체 웨이퍼를 절단함으로써, 회로가 형성된 영역을 각각 분리하여 반도체 칩을 제조한다. In the semiconductor device manufacturing process, a substantially disk-shaped semiconductor wafer is partitioned into a plurality of regions by cutting lines, which are arranged in a lattice shape on the surface thereof. Circuits such as IC and LSI are respectively formed in the divided regions, and the semiconductor wafers are separated by cutting the semiconductor wafer along the cutting schedule line, thereby manufacturing a semiconductor chip.

즉, 각종 반도체 소자가 표면에 패터닝된 실리콘 웨이퍼는 패터닝의 경계선을 따라 소정 사이즈의 반도체 칩으로 절단된다. 실리콘 웨이퍼를 반도체 칩으로 절단하는 방법으로서, 다이싱(dicing), 스크라이빙(scribing) 등의 방법이 알려져 있다.That is, a silicon wafer in which various semiconductor elements are patterned on the surface is cut into semiconductor chips of a predetermined size along the boundary line of the patterning. As a method of cutting a silicon wafer into a semiconductor chip, methods such as dicing and scribing are known.

스크라이빙은 각 반도체 칩의 경계를 따라 실리콘 웨이퍼의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 것으로서, 스크라이빙 후에 실리콘 웨이퍼의 결정(結晶) 방향을 고려하여 실리콘 웨이퍼를 절단함으로써 실리콘 웨이퍼는 복수의 반도체 칩으로 분할된다. 스크라이빙에 있어서는 실리콘 웨이퍼의 표면에 다이아몬드 편(diamond piece) 등을 압접(壓接)시켜 스크라이브 라인을 형성하기 때문에 스크라이브 조건에 따라서는 실리콘 웨이퍼의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 과정에서 깨어짐(cracking), 흠집(chipping) 등이 발생할 우려가 있다.Scribing is to form a scribe line on the surface of the silicon wafer along the boundary of each semiconductor chip. After scribing, the silicon wafer is cut in consideration of the crystal direction of the silicon wafer. Divided into. In scribing, a scribe line is formed by pressing a piece of diamond or the like on the surface of a silicon wafer, so cracking occurs in the process of forming a scribe line on the surface of a silicon wafer depending on scribing conditions. ), Chipping, etc., may occur.

이 때문에 실리콘 웨이퍼를 절단할 때에는, 보통 다이싱이 널리 실시되고 있다. 다이싱에서는 그라인딩 다이아몬드 그래뉼(grinding diamond granule)을 장착한 블레이드(blade)를 고속으로 회전시켜 실리콘 웨이퍼를 각 반도체 칩의 경계를 따라 절삭한다.For this reason, when cutting a silicon wafer, dicing is normally performed widely. In dicing, a silicon wafer is cut along each semiconductor chip boundary by rotating a blade equipped with a grinding diamond granule at high speed.

그러나 다이싱의 경우에도 실리콘 웨이퍼를 기계적으로 절삭하고 있기 때문에 실리콘 웨이퍼의 절삭 부분의 주변에 칩핑(chipping)이라고 불리는 흠집과 미세 균열(micro crack)이 발생할 우려가 있다. 이러한 흠집이 발생하면, 흠집에 의하여 발생하는 웨이퍼의 가는 파편이 반도체 소자 내에 이물질로서 침투할 우려가 있을 뿐만 아니라 칩에 손상을 유발할 수 있어, 이러한 반도체 소자는 소정의 기능을 발휘할 수 없게 될 우려가 있다. 또한 미세 균열이 존재하는 경우, 칩의 강도가 약화되어 다이싱 공정 이후의 패키지(package)공정에서 칩이 파손될 우려가 있다. However, even in the case of dicing, since the silicon wafer is mechanically cut, scratches and microcracks called chipping may occur around the cutting portion of the silicon wafer. When such a flaw occurs, not only the fine fragments of the wafer generated by the scratch may penetrate into the semiconductor element as foreign matters, but also may cause damage to the chip, which may cause the semiconductor device to be unable to exhibit a predetermined function. have. In addition, when there is a micro crack, the strength of the chip is weakened, there is a fear that the chip is damaged in the package process after the dicing process.

또한, 실리콘 웨이퍼의 표면에 레이저 빔을 연속적으로 조사하면서 냉각시키면 실리콘 웨이퍼의 표면에 형성된 반도체 소자의 전기적 기능이 열화되는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the electrical function of the semiconductor element formed on the surface of the silicon wafer is deteriorated if the surface of the silicon wafer is cooled while continuously irradiating a laser beam.

두 종류 이상의 파장을 포함하는 펄스의 레이저 빔을 집광하여 실리콘 웨이퍼에 조사하고, 상기 실리콘 웨이퍼의 표면부에 레이저 빔의 집광점을 형성함과 동시에 상기 실리콘 웨이퍼의 내부에 하나 또는 복수의 집광점을 형성하고, 절단방향에 따라 레이저 빔을 주사함으로써 실리콘 웨이퍼를 절단하는 방법에 관한 기술의 일 예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.A laser beam of pulses including two or more wavelengths is focused and irradiated onto the silicon wafer, and a focus point of the laser beam is formed on the surface of the silicon wafer, and at the same time, one or a plurality of focus points are provided inside the silicon wafer. An example of a technique relating to a method of forming and cutting a silicon wafer by scanning a laser beam along the cutting direction is disclosed in Document 1 below.

하기 문헌 1에 있어서는 도 1에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼의 분할 공정을 나타내는 설명도로서, 도 1 (a)는 레이저 빔에 의한 반도체 웨이퍼의 가공상태를 나타내고, 도 1 (b)는 가공된 반도체 웨이퍼의 절단 예정 라인에 따른 단면을 나타내는 구성에 대해 개시되어 있다. 이하, 도 1에 도시된 구성에 대해 설명한다.In Document 1 below, as shown in Fig. 1, an explanatory diagram showing a step of dividing a silicon wafer, Fig. 1 (a) shows a processing state of a semiconductor wafer by a laser beam, and Fig. 1 (b) shows The structure which shows the cross section along the cutting schedule line of a semiconductor wafer is disclosed. Hereinafter, the configuration shown in FIG. 1 will be described.

반도체 웨이퍼(1)는 통상 X, Y 테이블 상에 탑재된 도시되지 않은 웨이퍼 테이블 상에 진공 척으로 흡인된다. 레이저 광원으로부터 대략 평행하게 입사되는 레이저 빔은 집광 광학계(2)에 의해 집광되고, 웨이퍼를 향해 조사된다. 레이저 광원으로부터 조사되는 레이저 빔은 실리콘 웨이퍼에 대해 흡수영역에 있는 제 1 파장의 레이저 빔(3)과 투과영역에 있는 제 2 파장의 레이저 빔(4)을 포함하고 있다. 제 1 파장의 레이저 빔(3)은 집광 광학계(2)에 의해 집광되어 수속(收束)빔(5)이 되고 반도체 웨이퍼(1)의 표면부에 집광점(7)을 형성한다. 제 2 파장의 레이저 빔(4)은 집광 광학계에 의해 집광되고 수속 빔(6)으로 되고, 반도체 웨이퍼(1)의 내부에 집광점(8)을 형성한다. The semiconductor wafer 1 is sucked by a vacuum chuck on a wafer table (not shown) which is usually mounted on the X and Y tables. The laser beam incident in parallel from the laser light source is collected by the condensing optical system 2 and irradiated toward the wafer. The laser beam irradiated from the laser light source comprises a laser beam 3 of the first wavelength in the absorption region and a laser beam 4 of the second wavelength in the transmission region with respect to the silicon wafer. The laser beam 3 of the first wavelength is condensed by the condensing optical system 2 to become a converging beam 5 and forms a condensing point 7 on the surface portion of the semiconductor wafer 1. The laser beam 4 of the second wavelength is condensed by the condensing optical system, becomes the converging beam 6, and forms a condensing point 8 inside the semiconductor wafer 1.

이와 같이, 두 종류의 파장을 가지는 레이저 빔은 레이저 발진의 기본파를 기초로 하여 비선형 광학결정을 이용한 파장 변환에 의해 생성된다. 흡수영역에 있는 제1 파장으로서는 가시광역에 있는 파장인 400nm∼1.1㎛ 파장영역의 파장을 이용하고, 투과영역에 있는 제2 파장으로서는 1.3㎛∼1.7㎛의 파장 영역의 파장을 이용한다. As such, a laser beam having two kinds of wavelengths is generated by wavelength conversion using a nonlinear optical crystal based on the fundamental wave of the laser oscillation. As the first wavelength in the absorption region, a wavelength in the wavelength range of 400 nm to 1.1 mu m, which is a wavelength in the visible region, is used, and a wavelength in the wavelength range of 1.3 mu m to 1.7 mu m, as a second wavelength in the transmission region.

즉. 도 1에 도시한 바와 같이 흡수영역에 있는 제1 파장의 빔을 반도체 웨이퍼의 표면부에 집광하면, 투과영역에 있는 제2 파장의 레이저 빔은 반도체 웨이퍼의 내부에 집광된다. 제1 파장의 레이저 빔이 집광되는 반도체 웨이퍼의 표면부에서는 주로 레이저 빔의 선형 흡수에 의해, 표면 근방 가공영역(9)이 형성된다. 흡수된 광 에너지가 열로 변화하기 전에 펄스 시간이 종료하는 단 펄스 레이저라면, 이 표면 근방 가공영역(9)에는 반도체 웨이퍼가 융해되지 않고 홈이 형성되든가 또는 재료조성의 변질에 의한 개질 영역이 형성된다.In other words. As shown in Fig. 1, when the beam of the first wavelength in the absorption region is focused on the surface of the semiconductor wafer, the laser beam of the second wavelength in the transmission region is condensed inside the semiconductor wafer. In the surface portion of the semiconductor wafer where the laser beam of the first wavelength is collected, the near-surface processing region 9 is formed mainly by linear absorption of the laser beam. In the case of a short pulse laser in which the pulse time is terminated before the absorbed light energy changes to heat, the semiconductor wafer is not melted, but grooves are formed in the near-surface processing region 9, or modified regions are formed due to deterioration of the material composition. .

또한, 제2 파장의 레이저 빔이 집광되는 반도체 웨이퍼의 내부에는 주로 레이저 빔의 다광자 흡수에 의해 재료 조성이 변질하여 개질 영역(10)이 형성된다. 레이저 빔이 집광된 부위에는 압축 응력이 작용함과 동시에 그 주변영역에는 인장응력이 작용하기 때문에 표면 근방 가공영역(9) 및 그 주변영역 또는 개질 영역(10) 및 그 주변영역에는 잔류 응력이 발생한다. 반도체 웨이퍼에 조사하는 레이저 빔으로서 단 펄스 레이저를 사용하고 있기 때문에 다광자 흡수를 발생시키는 제2 파장의 레이저 빔의 펄스 폭을 제어하여 보다 높은 파워 집광밀도로 설정할 수 있다. 또한, 집광 광학계(2)를 반도체 웨이퍼(1)의 표면에 대해 수직방향으로 이 동시킴으로써 집광점(7) 및 집광점(8)을 하방으로 이동시켜, 표면 근방 가공 영역(9) 또는 개질영역(10)을 수직방향으로 연장하도록 가공할 수 있다. In addition, the modified composition 10 is formed in the semiconductor wafer in which the laser beam of the second wavelength is collected by changing the material composition mainly by multiphoton absorption of the laser beam. Since the compressive stress acts on the area where the laser beam is focused and the tensile stress acts on the peripheral area, residual stresses occur in the machining region 9 and its surrounding or modified region 10 and its surrounding area near the surface. do. Since a short pulse laser is used as a laser beam for irradiating a semiconductor wafer, the pulse width of the laser beam of the 2nd wavelength which generate | occur | produces multiphoton absorption can be controlled, and it can set to higher power condensing density. Further, the light converging point 7 and the light converging point 8 are moved downward by moving the light converging optical system 2 in the vertical direction with respect to the surface of the semiconductor wafer 1, so that the near-surface processing region 9 or the modified region is (10) can be machined to extend in the vertical direction.

따라서, 부스러기의 발생량을 큰 폭으로 낮출 수 있음과 동시에 표면 근방 가공영역(9)의 가공 폭을 좁게 할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼가 얇은 경우에는 기계적 충격력을 가할 필요없이 레이저 빔을 주사하는 것만으로 반도체 웨이퍼를 분할하는 것도 가능하다.Therefore, the generation amount of debris can be greatly reduced, and the processing width of the surface near processing region 9 can be narrowed. In addition, when the semiconductor wafer is thin, it is also possible to divide the semiconductor wafer by simply scanning the laser beam without applying mechanical impact force.

또한 하기 문헌 2에는 유리나 반도체 웨이퍼와 같은 비금속재료의 평판 소재를 소정의 절단 예정 라인을 따라 레이저 빔을 조사하여 절단하는 비금속재료의 레이저 절단방법, 하기 문헌 3에는 반도체층이 형성된 상면을 갖는 웨이퍼를 소정의 크기를 갖는 칩 단위로 절단하는 레이저 스크라이빙 공정을 이용한 반도체 웨이퍼 절단 방법, 하기 문헌 4에는 제1 레이저빔을 발진하는 제1 레이저 발진기와 상기 제1 레이저빔과 다른 파장의 레이저빔을 발진하는 제2 레이저 발진기를 구비한 웨이퍼 절단용 레이저 시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 절단 방법에 대해 개시되어 있다. In addition, Document 2 below describes a laser cutting method of a non-metal material for cutting a plate material of a non-metal material such as glass or a semiconductor wafer by irradiating a laser beam along a predetermined cutting line, and Document 3 below discloses a wafer having an upper surface on which a semiconductor layer is formed. A method of cutting a semiconductor wafer using a laser scribing process of cutting a chip unit having a predetermined size, the following document 4 includes a first laser oscillator for oscillating a first laser beam and a laser beam having a wavelength different from that of the first laser beam. Disclosed are a wafer cutting laser system having a second laser oscillator for oscillating and a wafer cutting method using the same.

[문헌 1] 대한민국 특허 공개공보 제2006-0113454호 (2006. 11. 02. 공개)[Document 1] Republic of Korea Patent Publication No. 2006-0113454 (Nov. 02, 2006)

[문헌 2] 대한민국 특허 공개공보 제2002-0047479호 (2002. 06. 22. 공개)[Document 2] Republic of Korea Patent Publication No. 2002-0047479 (2002. 06. 22. Publication)

[문헌 3] 대한민국 특허 공개공보 제2006-0113454호 (2006. 11. 02. 공개)[Document 3] Republic of Korea Patent Publication No. 2006-0113454 (Nov. 02, 2006)

[문헌 4] 대한민국 특허 공개공보 제2006-0113454호 (2006. 11. 02. 공개)[Patent 4] Republic of Korea Patent Publication No. 2006-0113454 (Nov. 02, 2006)

그러나 상기 문헌 등에 개시된 기술에 있어서는 두 개의 레이저 소스를 사용하여 광학계의 구성이 복잡하게 하거나, 스크라이브를 실행하여 크랙을 형성하므로 기공의 단계가 번잡하게 된다는 문제가 있었다. However, in the technique disclosed in the above document, there is a problem in that the structure of the optical system is complicated by using two laser sources, or, because the formation of cracks is performed by scribing, the step of pores becomes complicated.

즉, 상술한 바와 같은 종래의 기술에 있어서는 2개의 레이저 발생장치와 2개의 레이저 파장을 사용하거나, 1개의 레이저 소스와 2개의 레이저 파장을 사용하거나, 또는 크랙(crack)을 발생시키거나 전파하기 위해 냉각장치를 사용하므로, 광학계 구성이 복잡해지고, 시스템 구성이 복잡해진다는 문제가 있었다.That is, in the conventional technique as described above, two laser generators and two laser wavelengths are used, one laser source and two laser wavelengths are used, or cracks are generated or propagated. By using the cooling device, there is a problem that the optical system configuration is complicated and the system configuration is complicated.

또, 제1 레이저를 스크라이브용으로 사용하고, 제2 레이저를 가열용 또는 절단용으로 사용하거나, 가열 후 냉각매를 사용하여 크랙을 유발하거나 전파하여 웨이퍼를 절단하던가, 또는 인장력이 우수한 테이프를 사용하여 확장하여 웨이퍼를 절단하므로, 실리콘 웨이퍼의 절단 공정이 복잡하게 된다는 문제도 있었다.In addition, the first laser is used for scribing, the second laser is used for heating or cutting, or after heating, the wafer is cut by causing or propagating cracks using a coolant, or a tape having excellent tensile force is used. Since the wafer is expanded to cut the wafer, there is a problem that the cutting process of the silicon wafer is complicated.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 반도체 웨이퍼의 절단면이 양호하도록, 레이저 빔의 파워, 발생 주파수 및 이동속도에 의해 결정되는 에너지 패턴으로 반도체 웨이퍼를 절단하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템을 제공하는 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems described above, and the semiconductor wafer cutting to cut the semiconductor wafer in an energy pattern determined by the power, frequency and speed of the laser beam, so that the cutting surface of the semiconductor wafer is good. To provide a system.

즉, 본 발명은 특정 반복 주파수(pulse repetition rate)로 발생되는 펄스 레이저 빔을 특정 속도로 이동(beam speed)하면서 반도체 웨이퍼를 가공할 경우, 대상물에 공급되는 에너지 패턴이 직선형태로 되도록, 반복주파수와 이동속도를 결 정하여 반도체 웨이퍼의 절단면을 양호하게 절단하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템을 제공하는 것이다.That is, the present invention, when processing a semiconductor wafer while moving the pulse laser beam generated at a specific pulse repetition rate at a certain speed (beam speed), the repetition frequency so that the energy pattern supplied to the object becomes a straight line It is to provide a semiconductor wafer cutting system for determining a cutting surface of the semiconductor wafer to determine the moving speed with the.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템은 표면에 다수의 반도체 소자가 패터닝된 반도체 웨이퍼가 탑재된 스테이지 상에서 상기 반도체 웨이퍼를 절단하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템으로서, 상기 웨이퍼를 절단하도록 레이저 빔을 생성하는 레이저 빔 발생 수단, 상기 레이저 빔 발생 수단 또는 상기 스테이지를 이동시키는 이동 수단과 상기 레이저 빔 발생 수단 또는 상기 이동 수단을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 레이저 빔 발생 수단은 단일 레이저 소스와 단일 파장을 사용하며, 상기 레이저 소스는 Nd:YAG이며, 상기 파장은 UV(ultraviolet, 355nm)인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the semiconductor wafer cutting system according to the present invention is a semiconductor wafer cutting system for cutting the semiconductor wafer on a stage on which a semiconductor wafer having a plurality of semiconductor elements patterned is mounted on a surface thereof, the laser beam to cut the wafer A laser beam generating means, a moving means for moving the laser beam generating means or the stage, and a control unit for controlling the laser beam generating means or the moving means, wherein the laser beam generating means comprises a single laser source and a single A wavelength is used, and the laser source is Nd: YAG, and the wavelength is UV (ultraviolet, 355 nm).

또 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단에서 조사되는 레이저 빔의 파워는 3∼5W인 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer cutting system according to the present invention, the power of the laser beam irradiated from the laser beam generating means is 3 to 5W.

또 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단에서 조사되는 레이저 빔의 속도는 100∼200 mm/sec인 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer cutting system according to the present invention, the speed of the laser beam irradiated from the laser beam generating means is 100 to 200 mm / sec.

또 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 레이저 빔의 파워, 레이저 빔의 이동 속도, 레이저 빔의 발생 주파수를 제어하며, 상기 레이저 빔의 파워, 레이저 빔의 이동 속도, 레이저 빔의 발생 주파수에 의해 레이저 에너지 패턴이 결정되는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer cutting system according to the present invention, the control unit controls the power of the laser beam, the moving speed of the laser beam, the generation frequency of the laser beam, and the power of the laser beam, the moving speed of the laser beam, and the laser beam. The laser energy pattern is determined by the frequency of the generation.

또 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서, 상기 레이저 에너 지 패턴은 직선인 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer cutting system according to the present invention, the laser energy pattern is a straight line.

또 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서, 상기 레이저 에너지 패턴이 직선인 조건은 SBeam = (DBeam x fPulse)/n 이며, 상기 SBeam 은 레이저 빔의 이동속도이고, fPulse 는 레이저 빔 반복 주파수이며, DBeam은 레이저 빔 직경이고, 상기 n은 2이상의 자연수인 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer cutting system according to the present invention, the condition that the laser energy pattern is a straight line is S Beam = (D Beam xf Pulse ) / n, the S Beam is the moving speed of the laser beam, f Pulse is the laser beam The repetition frequency, D Beam is the laser beam diameter, n is characterized in that the natural number of two or more.

또 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서, 상기 n은 3, 4 또는 5인 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer cutting system according to the present invention, the n is 3, 4 or 5.

또 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼의 절단은 레이저 빔 발생 수단을 1 내지 3회 이동시켜 실행되는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer cutting system according to the present invention, the cutting of the semiconductor wafer is performed by moving the laser beam generating means one to three times.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템 및 절단방법에 의하면, 하나의 레이저 발생장치와 하나의 파장만을 사용함으로써 시스템 구성이 단순해지고, 레이저 빔에 의해 반도체 웨이퍼에 공급되는 에너지 패턴을 고려함으로써 보다 우수한 절단 상태를 얻을 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the semiconductor wafer cutting system and the cutting method according to the present invention, by using only one laser generator and one wavelength, the system configuration is simplified, and the energy pattern supplied to the semiconductor wafer by the laser beam is considered. By doing so, an effect that a more excellent cutting state can be obtained is obtained.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.First, the concept of the present invention will be described.

레이저 미세 가공의 원리는 레이저 빔에 의해 공급되는 에너지를 대상이 흡수함으로써 온도가 급격히 상승하여 기화되는 것이다.The principle of laser micromachining is that the object absorbs the energy supplied by the laser beam, causing the temperature to rise rapidly and vaporize.

이때 레이저 빔에 의해 공급되는 에너지가 대상물에 축적되는 패턴은 레이저 빔 파워, 레이저 빔 이동속도, 레이저 빔 발생주파수에 의해 다르게 되며, 이는 대상물의 가공상태와 관련성을 가진다.At this time, the pattern in which the energy supplied by the laser beam is accumulated in the object is changed by the laser beam power, the laser beam moving speed, and the laser beam generating frequency, which is related to the processing state of the object.

따라서 적절한 에너지 패턴을 생성하여 가공함으로써 우수한 가공 상태를 얻을 수 있다. Therefore, an excellent processing state can be obtained by generating and processing an appropriate energy pattern.

즉, 본 발명은 단순한 레이저 파장 및 파워에 의한 반도체 웨이퍼의 절단이 아니라 레이저 빔의 파워와 발생 주파수 및 이동속도에 의해 결정되는 에너지 패턴을 고려하여 반도체 웨이퍼를 절단하는 것이다.That is, the present invention is not to cut the semiconductor wafer by a simple laser wavelength and power, but to cut the semiconductor wafer in consideration of the energy pattern determined by the power of the laser beam, the generation frequency and the moving speed.

먼저, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.First, the structure of this invention is demonstrated according to drawing.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a semiconductor wafer cutting system according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 있어서 반도체 웨이퍼(1)는 소정의 수평방향(X방향 또는 Y방향)을 따라 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(slide table) 상에 마련된 스테이지(100)에 탑재된다. 슬라이드 테이블은 수평한 상태에서 X방향 또는 Y방향으로 슬라이드 가능하도록 다수의 가이드 레일(guide rail)에 의해 지지되어 있다. 또 스테이지(100)는 회전 가능한 테이블을 사용할 수도 있다. 즉, 기준위치에 대하여 임의의 회전각도θ가 되도록 스테이지(100)를 회전시킬 수 있다. 또한, 스테이지(100)의 상면에 탑재된 반도체 웨 이퍼(1)는 예를 들어 흡인 척(suction chuck)에 의하여 스테이지(100)에 고정된 후에 위치결정된다. 이하 설명의 편의상, 슬라이드 테이블, 다수의 가이드 레일 등 스테이지의 위치를 이동시키는 구성을 '이동 수단'이라 한다.As shown in FIG. 2, in the semiconductor wafer cutting system, the semiconductor wafer 1 is placed on a stage 100 provided on a slide table which reciprocates along a predetermined horizontal direction (X direction or Y direction). Mounted. The slide table is supported by a plurality of guide rails so as to be slidable in the X direction or the Y direction in a horizontal state. In addition, the stage 100 may use a rotatable table. That is, the stage 100 may be rotated to have an arbitrary rotation angle θ with respect to the reference position. In addition, the semiconductor wafer 1 mounted on the upper surface of the stage 100 is positioned after being fixed to the stage 100 by, for example, a suction chuck. For convenience of description below, a configuration for moving the position of the stage such as a slide table and a plurality of guide rails is referred to as a 'moving means'.

스테이지(100)의 상방에는 스테이지(100)와 적당한 간격을 두고 지지대(120)이 배치되며, 이 지지대(120)에는 수직상태로 배치되는 광학 홀더(optical holder, 130)가 부착된다. 또, 광학 홀더(130)의 상에는 레이저 빔(laser beam)을 발진하는 레이저 발진기(140)가 설치되고, 레이저 발진기(140)에서 발진되는 레이저 빔이 광학 홀더(130) 내에 지지되는 광학장치로 조사(照射)된다. The support 120 is disposed above the stage 100 at an appropriate distance from the stage 100, and the support 120 is attached with an optical holder 130 disposed vertically. In addition, a laser oscillator 140 for oscillating a laser beam is provided on the optical holder 130, and the laser beam oscillated in the laser oscillator 140 is irradiated with an optical device supported in the optical holder 130. (照射) becomes.

스테이지(100)의 상방에는 광학계가 위치하며, 광학계는 빔 익스펜더(beam expander)(110), 스케너(scanner)(112), F-theta 렌즈(114)로 구성된다. 빔 익스펜더(110)의 후부에는 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기(140)가 설치되고, 광학계의 첫 번째 요소인 빔 익스펜더(110)와 연결되므로써, 레이저 발진기(140)에서 발진되는 레이저 빔이 빔 익스펜터(110)로 입사되고, 이는 스케너(112)와 F-theta 렌즈(114)를 통과하여 반도체 웨이퍼(1)에 조사된다.An optical system is positioned above the stage 100, and the optical system includes a beam expander 110, a scanner 112, and an F-theta lens 114. A laser oscillator 140 for oscillating a laser beam is installed at the rear of the beam expander 110, and is connected to the beam expander 110, which is the first element of the optical system, so that the laser beam oscillated from the laser oscillator 140 is beam expanded. Incident on the penter 110, it passes through the scanner 112 and the F-theta lens 114 and is irradiated onto the semiconductor wafer 1.

이하, 상기 광학계와 레이저 발진기(140)를 '레이저 빔 발생 수단'이라 한다. 또한, 본 발명에서 적용되는 레이저 빔 발생 수단의 소스로는 네오디늄(Nd: Neodymium, 원자번호 60, 원자량144.2)을 첨가한 것으로 Nd:YAG를 사용하며, 소스로부터 발생된 레이저 빔에 대해 제 3고조파인 UV(ultraviolet, 355nm)을 사용한다.Hereinafter, the optical system and the laser oscillator 140 are referred to as 'laser beam generating means'. In addition, as the source of the laser beam generating means applied in the present invention is added to the neodymium (Nd: Neodymium, atomic number 60, atomic weight 144.2) Nd: YAG is used, and a third laser beam generated from the source Harmonic UV (ultraviolet, 355nm) is used.

상기 레이저 빔 발생 수단에서 발진되는 레이저 빔은 반도체 웨이퍼(1)의 반도체 소자가 패터닝되어 있는 면의 예정라인에 조사됨으로써 반도체 웨이퍼(1)를 절단한다.The laser beam oscillated by the laser beam generating means cuts the semiconductor wafer 1 by irradiating a predetermined line on the surface on which the semiconductor element of the semiconductor wafer 1 is patterned.

또 스테이지(100) 및 지지대(120)의 X 방향, Y방향, Z 방향으로의 이동과 스테이지(100)의 회전 제어 및 레이저 빔 발생 수단 등에 관한 각종 동작제어는 제어부(150)에 의하여 제어된다. 즉 상기 제어부(150)는 레이저 빔 발생 수단 또는 이동 수단을 제어하는 것이다.In addition, the control unit 150 controls the movement of the stage 100 and the supporter 120 in the X, Y, and Z directions, and the control of rotation of the stage 100 and the laser beam generating means. That is, the controller 150 controls the laser beam generating means or the moving means.

스테이지(100)의 X 방향, Y 방향으로의 이동 및 회전 제어와 레이저 발진기(140)와 스케너(112)를 포함한 레이저 빔 발생수단 등에 관한 Z축 위치 제어 및 각종 동작제어는 제어부(150)에 의하여 제어된다. 즉 상기 제어부(150)는 레이저 빔 발생 수단 또는 이동 수단을 제어하는 것이다.Movement and rotation control of the stage 100 in the X direction and the Y direction, and Z-axis position control and various motion control for the laser beam generating means including the laser oscillator 140 and the scanner 112 are controlled by the controller 150. Controlled. That is, the controller 150 controls the laser beam generating means or the moving means.

이러한 구성의 반도체 웨이퍼 절단 시스템에서는 반도체 웨이퍼(1)에 절단 라인을 형성하는 경우, 반도체 웨이퍼(1)의 사이즈(size), 절단 예정 라인의 위치 등의 정보 데이터(information data)가 우선 제어부(150)에 입력된다.In the semiconductor wafer cutting system having such a configuration, when the cutting lines are formed on the semiconductor wafer 1, information data such as the size of the semiconductor wafer 1 and the position of the cutting scheduled line is firstly controlled. ) Is entered.

그리고 반도체 웨이퍼(1)가 스테이지(100) 상에 탑재되고, 흡인수단(吸引手段) 등에 의하여 고정된 후에 위치결정된다. 즉, 예를 들어 반도체 웨이퍼(1)의 표면에 형성된 한 쌍의 얼라인먼트 마크가 스테이지(100)에 형성된 각 관통 구멍과 각각 대향하도록 스테이지(100)에 흡인고정되어 위치결정된다.The semiconductor wafer 1 is mounted on the stage 100 and positioned after being fixed by suction means or the like. That is, for example, a pair of alignment marks formed on the surface of the semiconductor wafer 1 are suction-fixed and positioned in the stage 100 so as to face each through hole formed in the stage 100, respectively.

제어부(150)는 레이저 빔 발생 수단에서 발생된 레이저 스폿과 반도체 웨이퍼(1)의 절단 예정 라인이 일치하도록 스테이지(100)를 위치 결정한다. 그 후에 스테이지(100)에 탑재된 반도체 웨이퍼(1)는 절단 예정 라인을 따라 X 방향으로 레이저 빔 발생 수단에서 발생된 레이저 스폿에 의해 절단된다. 다음에 상술한 바와 같은 구성에 의해 반도체 웨이퍼(1)가 Y 방향으로도 절단되어 복수의 반도체 칩이 얻어진다.The controller 150 positions the stage 100 so that the laser spot generated by the laser beam generating means coincides with the cutting schedule line of the semiconductor wafer 1. Thereafter, the semiconductor wafer 1 mounted on the stage 100 is cut by the laser spot generated by the laser beam generating means in the X direction along the line to be cut. Next, the semiconductor wafer 1 is cut | disconnected also in the Y direction by the structure mentioned above, and several semiconductor chips are obtained.

또 상기 설명에 있어서는 스테이지의 이동에 의해 반도체 웨이퍼를 절단하는 과정에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이지가 고정되고, 상기 레이저 빔 발생 수단이 X방향, Y 방향으로 이동하여 반도체 웨이퍼를 절단하는 구성으로 할 수도 있다.In the above description, the process of cutting the semiconductor wafer by the movement of the stage has been described, but is not limited thereto. The stage is fixed, and the laser beam generating means moves in the X and Y directions to cut the semiconductor wafer. It can also be set to.

따라서, 상기 설명에 있어서는 이동 수단이 스테이지의 위치를 X방향, Y 방향을 이동시키는 구성으로 설명하였지만, 상기 이동 수단은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 레이저 빔 발생 수단을 이동시키는 구성도 포함한다.Therefore, in the above description, the moving means moves the position of the stage in the X direction and the Y direction, but the moving means is not limited thereto, and the moving means includes the structure for moving the laser beam generating means.

다음에 상기 이동 수단, 레이저 빔 발생 수단과 제어부(150)에 의해 반도체 웨이퍼(1)가 절단되는 과정에 대해 구체적으로 설명하며, 상기 레이저 빔 발생 수단이 이동하는 구성에 의해 실현되는 실시예에 따라 설명한다.Next, the process of cutting the semiconductor wafer 1 by the moving means, the laser beam generating means and the controller 150 will be described in detail, and according to the embodiment realized by the configuration in which the laser beam generating means moves. Explain.

본 발명에 따른 레이저 빔 발생 수단에서 관련 매개변수는 다음과 같다.The relevant parameters in the laser beam generating means according to the invention are as follows.

① 레이저 빔 직경(beam diameter) : DBeam(um)① Laser beam diameter: D Beam (um)

② 레이저 빔 이동속도(beam speed) : SBeam(mm/sec)② Laser beam speed: S Beam (mm / sec)

③ 레이저 빔 반복 주파수(pulse repetition rate) : fPulse(Hz)③ Laser beam repetition rate: f Pulse (Hz)

또한 상기 매개 변수에 대한 관계식은 다음과 같다.In addition, the relation for the parameter is as follows.

① 펄스 주기 TPulse(sec) = 1/fPulse ① Pulse period T Pulse (sec) = 1 / f Pulse

② TPulse동안 이동거리 LTPulse = SBeam x 1/fPulse=SBeam x TPulse ② Travel distance during T Pulse L TPulse = S Beam x 1 / f Pulse = S Beam x T Pulse

③ 레이저 에너지 패턴이 직선이 되기 위한 조건 : LTPulse = DBeam/n (여기서 n=2, 3, 4 …)③ Conditions for the laser energy pattern to be a straight line: L TPulse = D Beam / n (where n = 2, 3, 4…)

따라서, SBeam x 1/fPulse = SBeam x TPulse = DBeam/n (여기서 n=2, 3, 4, …)이다.Therefore, S Beam x 1 / f Pulse = S Beam x T Pulse = D Beam / n (where n = 2, 3, 4, ...).

즉, 레이저 에너지 패턴이 직선이 되기 위한 매개변수 선택 방법은 일반적으로 대상물을 가공하기 위한 레이저 파워가 결정되어 있으므로, fPulse를 먼저 선택하고, 이에 따른 SBeam을 구하면,That is, since the laser power for processing the object is generally determined in the parameter selection method for the laser energy pattern to be a straight line, f pulse is selected first, and accordingly, S beam is obtained.

SBeam = (DBeam x fPulse)/n (여기서 n=2, 3, 4 …)S Beam = (D Beam xf Pulse ) / n (where n = 2, 3, 4…)

이와 같다. Like this.

도 3 내지 도 5는 레이저 빔 발생 수단에 의한 레이저 빔 발생 주파수와 이동속도에 의해 변화하는 레이저 에너지 패턴을 비교하고, 이때 도출된 관계식 (SBeam = (DBeam x fPulse)/n (여기서 n=2, 3, 4 …))에 의한 n의 값을 나타낸 것이다.3 to 5 compare the laser energy pattern generated by the laser beam generating means and the laser energy pattern which is changed by the moving speed, and the relation (S Beam = (D Beam xf Pulse ) / n where n = 2, 3, 4…)) shows the value of n.

도 3은 n=3으로 정수배의 관계를 가지는 경우이며, 도 4와 도 5는 n이 정수배가 아닌 경우를 나타내고 있다. 도 3 내지 도 5에서 알 수 있듯이 정수배를 가 지는 경우 레이저 빔에 의해 생성되는 에너지 패턴이 직선 형태임을 알 수 있으며, 정수배가 아닌 경우는 에너지 패턴이 펄스 형태임을 알 수 있다.3 is a case where n is an integer multiple of 3, and FIG. 4 and FIG. 5 show a case where n is not an integer multiple. As can be seen in Figures 3 to 5 it can be seen that the energy pattern generated by the laser beam in the case of having an integer multiple is a straight line, in the case of not the integral multiple it can be seen that the energy pattern is in the form of a pulse.

즉, 도 3의 직선형 레이저 에너지 패턴은 레이저 빔 발생 주파수 : 20kHz, 레이저 빔 이동 속도 : 100mm/sec, 레이저 빔 직경 : 15㎛, n=3인 경우이다.That is, the straight laser energy pattern of FIG. 3 is a case where the laser beam generation frequency is 20 kHz, the laser beam moving speed is 100 mm / sec, the laser beam diameter is 15 μm, and n = 3.

도 4의 펄스형 레이저 에너지 패턴은 레이저 빔 발생 주파수 : 16kHz, 레이저 빔 이동 속도 : 100mm/sec, 레이저 빔 직경 : 15㎛, n=2.4인 경우이다.The pulsed laser energy pattern of FIG. 4 is a case where the laser beam generating frequency is 16 kHz, the laser beam moving speed is 100 mm / sec, the laser beam diameter is 15 μm, and n = 2.4.

도 5의 펄스형 레이저 에너지 패턴은 레이저 빔 발생 주파수 : 20kHz, 레이저 빔 이동 속도 : 200mm/sec, 레이저 빔 직경 : 15㎛, n=1.5인 경우이다.The pulsed laser energy pattern of FIG. 5 is a case where a laser beam generating frequency is 20 kHz, a laser beam moving speed is 200 mm / sec, a laser beam diameter is 15 μm, and n = 1.5.

도 3과 도 4는 동일한 레이저 빔 이동속도에 대해 레이저 빔 발생 주파수가 다른 경우를 비교한 것이며, 도 3과 도 5는 동일한 레이저 빔 발생 주파수에 대해 레이저 빔 이동속도가 다른 경우를 비교한 것이다. 3 and 4 compare the case where the laser beam generation frequency is different for the same laser beam movement speed, and FIGS. 3 and 5 compare the case where the laser beam movement speed is different for the same laser beam generation frequency.

상술한 관계식을 이용하여 다른 예를 설명한다. Another example will be described using the relational expression described above.

만약 레이저 빔 발생 주파수가 특정 파워를 획득하기 위해 고정된 경우, 직선형 에너지 패턴을 생성하기 위한 레이저 빔 이동속도를 구하면 아래와 같다. If the laser beam generation frequency is fixed to obtain a specific power, the laser beam moving speed for generating a linear energy pattern is obtained as follows.

매개변수의 조건이 DBeam = 15um, fPulse = 18kHz 인 경우, If the condition of the parameter is D Beam = 15um, f Pulse = 18kHz,

적절한 레이저 빔 이동속도는 The proper laser beam travel speed

SBeam=(DBeamxfPulse)/n에 의해 SBeam=270/n(mm/sec)이다.The S Beam = (D Beam xf Pulse ) / n S Beam = 270 / n (mm / sec) by.

그러므로, 도 6에 도시된 바와 같이 n=2인 경우, SBeam=135mm/sec, 빔 간격=7.5um이고, 도 7에 도시된 바와 같이 n=3인 경우, SBeam=90mm/sec, 빔 간격=5.0um이 고, 도 8에 도시된 바와 같이 n=4인 경우, SBeam=67.5mm/sec, 빔 간격=3.7um이며, 도 9에 도시된 바와 같이 n=5인 경우, SBeam=54mm/sec, 빔 간격=3.0um이다.Therefore, when n = 2, as shown in Figure 6, S Beam = 135mm / sec, beam spacing = 7.5um, when n = 3, as shown in Figure 7, S Beam = 90mm / sec, beam If the interval = 5.0um, and n = 4 as shown in Figure 8, S Beam = 67.5mm / sec, the beam interval = 3.7um, when n = 5 as shown in Figure 9, S Beam = 54 mm / sec, beam spacing = 3.0 um.

도 10은 본 발명에 따라 에너지 패턴이 직선 형태인 경우의 절단 상태를 나타내고, 도 11은 에너지 패턴이 펄스 형태인 경우의 절단 상태를 나타낸다. 도 10과 도 11의 대비에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 의한 반도체 웨이퍼의 절단 상태가 양호함을 알 수 있다.FIG. 10 shows a cutting state when the energy pattern is in a straight form, and FIG. 11 shows a cutting state when the energy pattern is in a pulse form. As can be seen from the contrast between FIG. 10 and FIG. 11, it can be seen that the cutting state of the semiconductor wafer by the semiconductor wafer cutting system according to the present invention is good.

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 의한 공정을 설명하기 위한 도면이다.12 and 13 are views for explaining a process by the semiconductor wafer cutting system according to the present invention.

도 12에 있어서, (131)은 레이저 빔 발생수단에 의해 조사되는 레이저 빔이고, (201)은 반도체 웨이퍼(1)의 상부인 패턴층, (202)는 Si층, (203)은 다이싱 테이프를 사용한 접착층이며, (301)은 반도체 웨이퍼(1)의 표면, (302)는 제1 절단면, (303)은 제2 절단면, (304)는 다이싱 테이프를 나타낸다.In Fig. 12, reference numeral 131 denotes a laser beam irradiated by a laser beam generating means, reference numeral 201 denotes a pattern layer that is an upper portion of the semiconductor wafer 1, numeral 202 denotes an Si layer, numeral 203 denotes a dicing tape. (301) represents the surface of the semiconductor wafer 1, 302 is the first cut surface, 303 is the second cut surface, and 304 is a dicing tape.

즉, 도 12는 상술한 바와 같이, 스테이지(100) 상에 반도체 웨이퍼(1)을 탑재하여 레이저 빔 발생 수단과 위치 맞춤한 후, 레이저 빔(131)을 반도체 웨이퍼(1)의 표면(301)에 위치시키고, 단일 레이저 파워(3∼5W)로 절단하는 것을 설명하는 도면이다.That is, as shown in FIG. 12, the semiconductor wafer 1 is mounted on the stage 100 to be aligned with the laser beam generating means, and then the laser beam 131 is placed on the surface 301 of the semiconductor wafer 1. And cutting with a single laser power (3 to 5W).

도 13은 레이저 빔(131)을 반도체 웨이퍼(1)의 표면(301)에 위치시키고, 제1 레이저 파워(1∼2W)로 표면(301)에 형성된 패턴층(201)의 금속 층을 제거하고, 제2 레이저 파워(3∼5W)로 Si 층(202)을 제거하는 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 13 shows the laser beam 131 positioned on the surface 301 of the semiconductor wafer 1, and the metal layer of the pattern layer 201 formed on the surface 301 with the first laser power 1-2W is removed. Is a diagram illustrating a process of removing the Si layer 202 with the second laser powers 3 to 5W.

또한 도 12 또는 도 13에 의해 실행된 제1 절단면(302), 제2 절단면(303), 반도체 웨이퍼(1)의 표면(301) 및 다이싱 테이프(304)의 절단 상태는 도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같다.In addition, the cutting state of the 1st cutting surface 302, the 2nd cutting surface 303, the surface 301 of the semiconductor wafer 1, and the dicing tape 304 which were performed by FIG. 12 or FIG. 13 is shown in FIGS. 14-17. As shown in.

상술한 바에 따라 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템의 특성은 하기와 같이 규정된다.As described above, the characteristics of the semiconductor wafer cutting system according to the present invention are defined as follows.

- 레이저 빔의 파워 : 3∼5 W-Power of laser beam: 3 ~ 5 W

- 레이저 빔 속도 : 100∼200 mm/secLaser beam speed: 100 to 200 mm / sec

- 레이저 빔 발생 주파수 : 16∼20kHzLaser beam generation frequency: 16 to 20 kHz

- 레이저 빔 직경 : 15㎛Laser beam diameter: 15㎛

- 반복횟수 : 1∼3회-Repeat count: 1-3 times

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

본 발명은 반도체 웨이퍼의 절단 공정에 이용된다.The present invention is used in the cutting process of a semiconductor wafer.

도 1은 종래의 실리콘 웨이퍼의 분할 공정을 나타내는 설명도,1 is an explanatory diagram showing a step of dividing a conventional silicon wafer;

도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템의 개략적인 구성도,2 is a schematic configuration diagram of a semiconductor wafer cutting system according to the present invention;

도 3 내지 도 5는 레이저 빔 발생 수단에 의한 레이저 빔 발생 주파수와 이동속도에 의해 변화하는 레이저 에너지 패턴을 비교하는 도면,3 to 5 are views for comparing the laser beam generating frequency by the laser beam generating means and the laser energy pattern changed by the moving speed;

도 6 내지 도 9는 각각 직선형 에너지 패턴을 나타내는 도면,6 to 9 are diagrams each showing a linear energy pattern,

도 10은 본 발명에 따라 에너지 패턴이 직선 형태인 경우의 절단 상태를 나타낸 도면, 10 is a view showing a cutting state when the energy pattern is a straight line according to the present invention,

도 11은 에너지 패턴이 펄스 형태인 경우의 절단 상태를 나타낸 도면,11 is a view showing a cutting state when the energy pattern is in the form of a pulse,

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 의한 공정을 설명하기 위한 도면,12 and 13 are views for explaining a process by the semiconductor wafer cutting system according to the present invention,

도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 절단 시스템에 의한 절단 상태를 나타내는 도면.14 to 17 are views showing a cutting state by the semiconductor wafer cutting system according to the present invention.

Claims (8)

표면에 다수의 반도체 소자가 패터닝된 반도체 웨이퍼가 탑재된 스테이지 상에서 상기 반도체 웨이퍼를 절단하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템으로서,A semiconductor wafer cutting system for cutting a semiconductor wafer on a stage on which a semiconductor wafer having a plurality of semiconductor elements patterned on a surface thereof is mounted. 상기 웨이퍼를 절단하도록 레이저 빔을 생성하는 레이저 빔 발생 수단,Laser beam generating means for generating a laser beam to cut the wafer; 상기 레이저 빔 발생 수단 또는 상기 스테이지를 이동시키는 이동 수단과Moving means for moving the laser beam generating means or the stage; 상기 레이저 빔 발생 수단 또는 상기 이동 수단을 제어하는 제어부를 포함하고,A control unit for controlling the laser beam generating means or the moving means, 상기 레이저 빔 발생 수단은 단일 레이저 소스와 단일 파장을 사용하며,The laser beam generating means uses a single laser source and a single wavelength, 상기 레이저 소스는 Nd:YAG인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템.And the laser source is Nd: YAG. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 빔 발생 수단에서 조사되는 레이저 빔의 파워는 3∼5W인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템.The power of the laser beam irradiated from the laser beam generating means is 3 to 5W, characterized in that the semiconductor wafer cutting system. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어부는 상기 레이저 빔의 파워, 레이저 빔의 이동 속도, 레이저 빔의 발생 주파수를 제어하며, The control unit controls the power of the laser beam, the moving speed of the laser beam, the frequency of generation of the laser beam, 상기 레이저 빔의 파워, 레이저 빔의 이동 속도, 레이저 빔의 발생 주파수에 의해 레이저 에너지 패턴이 결정되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템.And a laser energy pattern is determined by the power of the laser beam, the moving speed of the laser beam, and the frequency of generation of the laser beam. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 레이저 에너지 패턴은 직선인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템.And said laser energy pattern is a straight line. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 레이저 에너지 패턴이 직선인 조건은 The condition that the laser energy pattern is a straight line SBeam = (DBeam x fPulse)/n 이며,S Beam = (D Beam xf Pulse ) / n, 상기 SBeam 은 레이저 빔의 이동속도이고, fPulse 는 레이저 빔 반복 주파수이며, DBeam은 레이저 빔 직경이고, 상기 n은 2이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템. Wherein the S Beam is a moving speed of the laser beam, f Pulse is a laser beam repetition frequency, D Beam is a laser beam diameter, and n is a natural number of 2 or more. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 n은 3, 4 또는 5인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템.N is 3, 4 or 5; 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 레이저 빔 발생 수단에서 조사되는 레이저 빔의 속도는 100∼200 mm/sec인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템.And the speed of the laser beam irradiated from the laser beam generating means is 100 to 200 mm / sec. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반도체 웨이퍼의 절단은 레이저 빔 발생 수단을 1 내지 3회 이동시켜 실행되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 절단 시스템.The cutting of the semiconductor wafer is performed by moving the laser beam generating means one to three times.
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