Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR100934012B1 - 웨이퍼 다이싱 방법 - Google Patents

웨이퍼 다이싱 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100934012B1
KR100934012B1 KR1020090064280A KR20090064280A KR100934012B1 KR 100934012 B1 KR100934012 B1 KR 100934012B1 KR 1020090064280 A KR1020090064280 A KR 1020090064280A KR 20090064280 A KR20090064280 A KR 20090064280A KR 100934012 B1 KR100934012 B1 KR 100934012B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
guide groove
cutting guide
dicing tape
laser
Prior art date
Application number
KR1020090064280A
Other languages
English (en)
Inventor
신동혁
이길영
Original Assignee
주식회사 인아텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 인아텍 filed Critical 주식회사 인아텍
Priority to KR1020090064280A priority Critical patent/KR100934012B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100934012B1 publication Critical patent/KR100934012B1/ko
Priority to PCT/KR2010/004562 priority patent/WO2011008015A2/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 웨이퍼를 복수의 반도체 다이로 분리시키기 위한 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 신장 가능한 다이싱 테이프에 점착된 상기 웨이퍼에 펄스 지속시간이 1피코초 미만인 펨토초 펄스 레이저를 조사하여, 상기 웨이퍼의 일 표면에 소정 패턴으로 절단안내홈을 형성하는 절단안내홈 형성단계와, 상기 절단안내홈의 단부로부터 상기 웨이퍼의 타표면을 향하여 연장되게 균열을 발생시키는 균열유발단계와, 상기 다이싱 테이프를 신장시켜, 상기 복수의 반도체 다이가 서로 분리되도록 하는 다이싱 테이프 신장단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
웨이퍼, 다이싱, 다이싱 테이프, 펨토초 펄스 레이저, 균열

Description

웨이퍼 다이싱 방법 { Wafer dicing method }
본 발명은 반도체 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 반도체 웨이퍼를 절단하여 반도체 웨이퍼에 형성된 복수의 반도체 다이를 서로 분리하기 위한 웨이퍼 다이싱 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼에는 격자선에 의해서 구획되어지는 복수의 반도체 다이가 형성되어 있다. 복수의 반도체 다이는 웨이퍼를 격자선을 따라서 절단함으로써, 서로 분리된다.
웨이퍼를 절단하는 방법으로써, 웨이퍼를 신장가능한 다이싱 테이프에 점착시킨 후, 나노초 펄스 레이저(nano(10-9) second pulse laser) 또는 피코초 펄스 레이저(pico(10-12) second pulse laser)를 웨이퍼의 표면에 조사하여 절단안내홈을 만든 다음, 다이싱 테이프를 방사상으로 신장시켜서 반도체 다이를 서로 분리시키는 웨이퍼 다이싱 기술이 알려져 있다.
도1 및 도2는 종래의 웨이퍼 다이싱 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면으로써, 도1은 다이싱 테이프 위에 점착된 웨이퍼에 레이저를 조사하여 절단안내홈 을 형성시키는 것을 개략적으로 도시한 도면이며, 도2는 다이싱 테이프를 신장시켜 절단안내홈이 형성된 웨이퍼를 절단하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 도1 및 도2를 참조하여 종래의 웨이퍼 다이싱 방법을 설명한다. 도1을 참조하면, 웨이퍼(100)는 환형의 프레임(30)에 고정되어 있는 다이싱 테이프(20) 위에 점착되어 있다. 상기 웨이퍼(100)에는 격자선(110)에 의해서 구획되어 지는 복수의 반도체 다이(130)가 형성되어 있다. 반도체 다이(130)의 위쪽에 레이저 조사기(200)가 위치하고, 레이저 조사기(200)는 상기 격자선(110)을 따라서 레이저(210)를 조사함으로써, 웨이퍼(100)의 표면에는 절단안내홈(120)이 형성된다.
웨이퍼(100)에 절단안내홈(120)이 형성되면 웨이퍼(100)가 점착된 다이싱 테이프(20)를 도2에 도시된 바와 같이, 원통형의 확장드럼(50) 상에 놓고, 프레임(30)을 하방으로 이동시킨다. 프레임(30)을 도2에 표시된 것처럼, 하방으로 이동시키면, 다이싱 테이프(20)는 방사상으로 신장되며, 이 과정에서 절단안내홈(120)에서 균열이 발생되면서, 웨이퍼(100)는 각각의 다이(130)로 분할되는 것이다.
상기의 종래의 다이싱 방법에 있어서, 웨이퍼(100)에 절단안내홈(120)을 형성하기 위하여 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)가 사용하는데, 레이저(210)가 웨이퍼(100)에 미치는 영향을 도3을 참고하여 설명한다.
도3은 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)가 웨이퍼(100)에 조사될 때, 웨이퍼(100)에 미치는 영향을 개략적으로 도시한 도면이다. 도3을 참조하면, 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)는 나노초 또는 피코초 펄스 레이저 조사기(200)에서 방출되며, 나노초 또는 피코초 펄스 레이저 조사기(200)에는 집광렌즈(220)가 마련 되어 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)가 웨이퍼(100) 표면상의 일 지점에 집속되도록 한다.
웨이퍼(100)는 다이싱 테이프(20)의 상면에 점착되어 있고, 격자선(110)에 의해 구획되는 반도체 다이(130)의 상면에는 회로부(132)가 형성되어 있다. 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)를 격자선(110)을 따라서 조사하게 되면, 웨이퍼(100)의 표면에 절단안내홈(120)이 형성된다.
한편, 레이저의 에너지가 웨이퍼(100)의 표면에서 열에너지로 변환되는데는 적어도 수 피코초의 시간이 소요되고, 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)의 펄스 지속시간은 수 피코초 이상 소요됨으로써, 레이저의 에너지가 웨이퍼(100)의 표면에서 열에너지 형태로 변환되게 된다. 이때, 열에너지에 의해서 형성되는 절단안내홈(120)의 주변에는 레이저로 인한 열에 의해 재료적 특성이 변화된 열영향부(140)가 형성된다. 또한, 열충격으로 인해서 웨이퍼(100)의 내부에는 미세한 균열(142)이 형성되기도 하는바, 특히, 소형 및 박형의 반도체 다이(130)의 경우에는 반도체 다이(130)의 회로부(132)가 열충격에 의해서 손상부(134)가 형성될 수 있다. 뿐만 아니라, 레이저(210)로 인한 열에 의해서 웨이퍼(100)가 용융되기도 하고, 웨이퍼(100)가 용융된 파편(144)이 비산되면서, 반도체 다이(130)의 회로부(132)를 오염시키기도 한다.
이러한 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)에 의해 유발된 미세 균열(142) 및 오염은 반도체 다이(130)의 불량을 야기하며, 반도체 다이(130)의 수율을 저하시킨다. 특히, 반도체 다이(130)의 크기가 수십 마이크로미터에 불과한 소형 및 박 형일 경우에는 수율이 현저히 저하된다.
또한, 종래의 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 각각의 반도체 다이(130)을 서로 분리시키기 위해서, 다이싱 테이프(20)를 신장시키는 단계를 거치는데, 이 단계에서 웨이퍼(100)의 표면에 형성된 절단안내홈(120)이 충분히 깊지 않을 경우, 다이싱 테이프(20)가 신장되더라도, 절단안내홈(120)을 따라서 분리되지 않는 반도체 다이(130)가 생기게 된다. 뿐만 아니라, 상기 레이저(210)에 의한 미세균열(142)에 의해서 반도체 다이(130)로 균열이 진행되는 경우도 발생되기도 한다. 이러한 현상 때문에 반도체 다이(130)의 수율이 저하되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 반도체 웨이퍼(100) 및 반도체 다이(130)의 크기가 작아질수록 더욱 심각하게 나타난다.
발광소자(LED)를 제작하기 위한 사파이어 웨이퍼의 경우, 웨이퍼(100)의 직경이 대략 50밀리미터이며, 반도체 다이(130)의 한 변의 크기가 20마이크로미터 정도에 불과하므로, 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)를 이용하는 종래의 방법을 사용하여 웨이퍼(100)를 절단할 경우, 반도체 다이(130)의 불량률이 크게 증가하여, 반도체 다이(130)의 수율이 심각하게 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 레이저의 에너지가 웨이퍼의 열에너지 형태로 변환되는 것을 억제하여, 반도체 다이의 수율을 높이고, 반도체 다이를 분리시키는 속도를 증가시키기 위한 웨이퍼 다이싱 방법을 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼를 복수의 반도체 다이로 분리시키기 위한 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 신장 가능한 다이싱 테이프에 점착된 상기 웨이퍼에 펄스 지속시간이 1피코초 미만인 펨토초 펄스 레이저를 조사하여, 상기 웨이퍼의 일 표면에 소정 패턴으로 절단안내홈을 형성하는 절단안내홈 형성단계와, 상기 절단안내홈의 단부로부터 웨이퍼의 타표면을 향하여 연장되게 균열을 발생시키는 균열유발단계와, 상기 다이싱 테이프를 신장시켜, 상기 복수의 반도체 다이가 서로 분리되도록 하는 다이싱 테이프 신장단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 다이싱 방법에 의하면, 레이저의 에너지가 웨이퍼의 열에너지로 변환되는 것이 억제되므로, 반도체 다이의 손상을 방지하여, 반도체 다이의 수율을 높이는 효과가 있다. 특히, 웨이퍼와 반도체 다이의 크기가 작은 경우에 있어서, 더욱 그 효과가 크다. 그리고, 본 발명의 웨이퍼 다이싱 방법에 의하면, 절 단안내홈을 형성한 후에 절단안내홈으로부터 연장되게 균열을 발생시킴으로써, 절단안내홈을 깊게 파지 않고도 다이싱 테이프의 신장시 용이하게 복수의 다이를 분리시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 절단안내홈을 깊게 파지 않아도 되므로, 펨토초 펄스 레이저 조사 시간이 단축되어 시간당 반도체 다이 생산량이 증가되는 효과가 있다.
절단안내홈으로부터 연장되게 균열을 발생시키기 위한 방법으로써, 웨이퍼를 가진할 경우, 절단안내홈에서 연장되는 복수의 균열이 웨이퍼 전반에서 안정적으로 형성된다. 특히, 초음파를 이용하여 웨이퍼를 가진할 경우, 초음파는 가청 주파수 범위를 벗어나므로, 작업공간의 소음환경을 개선시킬 수 있다.
절단안내홈으로부터 연장되게 균열을 발생시키기 위한 방법으로써, 절단안내홈의 단부에 가열 레이저를 조사하는 방법을 사용할 수도 있다. 이 경우, 모든 절단안내홈에 열충격을 각각 가하게 되므로, 균열이 모든 절단안내홈으로부터 빠짐없이 형성되어 진다. 특히, 펨토초 펄스 레이저를 조사하여 절단안내홈을 형성하면서, 이미 형성된 절단안내홈의 단부에 가열 레이저를 조사하는 경우, 반도체 다이 생산 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.
절단안내홈으로부터 연장되게 균열을 발생시키기 위한 방법으로써, 가열 레이저를 절단안내홈의 단부 조사한 후에, 웨이퍼에 진동을 추가적으로 가하는 경우, 절단안내홈에서 연장되는 균열이 더욱 잘 형성되므로, 다이싱 테이프(20)를 신장시킴에 따라 복수의 반도체 다이가 더욱 효과적으로 분리된다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 대하여 설명한다.
도4 내지 도8은 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 펨토초 펄스 레이저(femto(10-15) second pulse laser)를 이용하여, 절단안내홈을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도5는 펨토초 펄스 레이저가 웨이퍼에 미치는 영향을 설명하기 위한 도면이다. 도6은 본 실시예에 있어서, 절단안내홈이 형성된 웨이퍼에 초음파를 이용하여 진동을 가함으로써, 균열을 발생시키는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도7은 본 실시예에 있어서, 진동에 의해서 균열이 형성된 웨이퍼를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도8은 본 실시예에 있어서, 다이싱 테이프를 신장시켜, 각각의 반도체 다이를 분리시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법은 절단안내홈 형성단계, 균열유발단계 및 다이싱 테이프 신장단계를 순차적으로 거치게 된다.
[절단안내홈 형성단계]
상기 웨이퍼(100)는 도1에 도시된 바와 같이, 환형의 프레임(30)에 고정되며, 신축가능한 재질로 이루어진 다이싱 테이프(20)의 상면에 점착되어 있다.
환형의 프레임(30)에 고정된 다이싱 테이프(20)는 척 테이블(40)위에 놓여진다. 척 테이블(40)의 상면은 다공성 물질로 이루어져 다이싱 테이프(20)를 흡착하며, 웨이퍼(100)를 고정시키는 역할을 한다. 척 테이블(40)에는 프레임(30)을 고정 시키기 위한 클램프(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 척 테이블(40)상에 다이싱 테이프(20) 및 웨이퍼(100)가 안착되면, 펨토초 펄스 레이저(310)가 격자선(110)을 따라서 조사되도록, 척 테이블(40)이 전후 좌우 방향으로 이송되어 진다. 이러한 방식으로, 웨이퍼(100)의 표면에는 격자형 패턴으로 절단안내홈(120)이 형성된다.
본 실시예의 절단안내홈(120)을 형성하는 단계에서는, 펨토초 펄스 레이저(310)를 사용한다. 펨토초 펄스 레이저(310)는 펨토초 펄스 레이저 조사기(300)에 마련된 집광렌즈(320)에 의해 웨이퍼(100)의 표면으로 집속되어 웨이퍼(100)의 표면에 절단안내홈(120)을 형성하게 된다. 펨토초 펄스 레이저(310)는 펄스 지속시간이 1피코초(pico-second) 미만으로, 수 펨토초 내지는 수백 펨토초의 펄스 지속시간을 가진다. 한편, 레이저의 에너지가 열에너지로 변환되기 위해서는 적어도 수 피코초 정도의 시간이 필요하므로, 펨토초 펄스 레이저(310)가 웨이퍼(100)에 조사될 경우, 펨토초 펄스 레이저(310)가 조사된 지점이 가열되기 전에, 웨이퍼(100)의 표면에 절단안내홈(120)이 형성된다.
나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)를 사용하는 종래의 웨이퍼 다이싱 방법의 경우에는, 나노초 또는 피코초 펄스 레이저(210)에 의해서 웨이퍼(100) 표면이 가열되므로, 도3에 도시된 바와 같이, 열충격에 의한 미세균열(142), 열영향부(140) 및 반도체 다이(130)의 회로부(132)의 손상부(134)가 형성되는 문제 등이 있다. 그러나, 본 실시예에서는 웨이퍼(100)에 절단안내홈(120)을 형성하기 위해서 펨토초 펄스 레이저(310)를 이용하므로, 도5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100) 가열에 의해 발생되는 열영향부, 반도체 다이(100)의 손상부 및 열충격에 의한 미세 균열의 발생이 억제된다. 따라서, 절단안내홈(120)의 주변의 반도체 다이(130) 및 회로부(132)의 불량률이 대폭으로 감소된다.
따라서, 본 실시예의 절단안내홈 형성단계에 따르면, 소형 및 박형의 웨이퍼(100)라도 손상없이 효과적으로 절단안내홈(120)이 형성될 수 있다.
[균열유발단계]
상기와 같은 방법으로 펨토초 펄스 레이저(310)를 이용하여, 상기 격자선(110)을 따라서 웨이퍼(100)의 표면에 절단안내홈(120)을 형성한 다음, 상기 균열유발단계를 진행한다.
균열유발단계는 절단안내홈(120)으로부터 웨이퍼의 깊이방향(또는 절단안내홈의 형성방향)으로 균열을 발생시키는 단계이다. 본 실시예에서 상기 균열유발단계는 초음파를 이용하여, 상기 웨이퍼(100)에 진동을 가함으로써, 웨이퍼(100)에 균열을 발생시키는 가진(加振)단계로 이루어저 있다.
도6을 참조하면, 절단안내홈(120)이 형성된 웨이퍼(100)가 점착된 다이싱 테이프(20)는 척 테이블(40)에서 이송되어, 원통형의 확장드럼(50) 상에 놓여지게 된다.
상기 확장드럼(50)의 내부 공간에는 초음파 발생기(400)가 마련되어 있으며, 초음파 발생기(400)는 확장드럼(50) 위에 다이싱 테이프(20)가 놓여지면 작동된다. 초음파 발생기(400)에 의해서 발생된 초음파가 웨이퍼(100)를 진동시키게 되면, 웨이퍼(100)에는 격자선(110)을 따라 형성된 절단안내홈(120)으로부터 연장되게 균열(122)이 발생된다.
도7을 참조하면, 균열(122)은 웨이퍼(100)의 취약부분인 절단안내홈(120)의 단부에서 시작되어 웨이퍼(100)의 하면으로 진행되어 지며, 일부의 균열(122)은 웨이퍼의 하면까지 완전히 진행되어 각각의 반도체 다이(130)를 분할시키기도 한다.
상기와 같이, 절단안내홈(120)으로부터 연장되는 균열(122)을 발생시킴으로써, 펨토초 펄스 레이저(310)를 이용하여 절단안내홈(120)을 깊게 파지 않아도 다이싱 테이프(20)의 신장시 용이하게 복수의 반도체 다이(130)를 분리시킬 수 있다. 즉, 절단안내홈(120)은 균열 발생을 위한 노치(notch)에 불과하므로, 얕은 깊이의 절단안내홈(120)으로도 격자선을 따라 취약부분을 형성시킬 수 있으며, 이에 따라 펨토초 펄스 레이저(310)를 반복적으로 조사할 필요가 없으며, 결과적으로, 웨이퍼 다이싱에 소요되는 시간 및 웨이퍼 가열에 의한 반도체 다이(100)의 손상도 감소된다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법은 웨이퍼(100)를 가진하기 위하여, 초음파를 사용하므로, 작업공간의 소음환경을 개선시킬 수 있다.
[다이싱 테이프 신장단계]
상기와 같은 방법으로 초음파를 이용하여 절단안내홈(120)으로부터 연장되는 균열(122)을 유발시킨 다음, 다이싱 테이프 신장단계가 수행된다.
다이싱 테이프 신장단계는 상기 다이싱 테이프(20)를 방사상으로 신장시켜, 상기 복수의 반도체 다이(130)가 서로 분리되도록 하는 단계이다.
도8을 참조하면, 다이싱 테이프(20)를 신장시키기 위해서, 다이싱 테이프(20)가 확장드럼(50) 위에 놓여진 상태에서 상기 프레임(30)을 하방으로 이동시 킨다. 본 실시예에서, 프레임(30)을 하강시키기 위하여 하강수단(60)이 마련되어 있고, 하강수단은 클램프(62)에 의해서 프레임(30)과 밀착 결합하게 된다. 하강수단(60)이 하강하게 되면 프레임(30)도 함께 하강하게 되고, 결과적으로 다이싱 테이프(20)는 방사상으로 신장된다.
다이싱 테이프(20)가 방사상으로 신장되게 되면, 다이싱 테이프(20)의 상면에 점착된 각각의 반도체 다이(130)는 서로 분리되어 진다. 즉, 웨이퍼(100)에는 격자선(110)을 따라 절단안내홈(120) 및 균열(122)이 형성되어 있으므로, 다이싱 테이프(20)가 신장될 때, 각 반도체 다이(130)가 분리된다.
한편, 다이싱 테이프(20)의 신장으로 반도체 다이(130)들이 분리된 후에는 점착제를 경화시켜서, 점착력을 상실시킴으로써, 각 반도체 다이(130)들 상호간 및 다이싱 테이프(20)로부터 완전히 분리되게 된다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법도 절단안내홈 형성단계, 균열유발단계 및 다이싱 테이프 신장단계를 구비하며, 본 실시예의 상기 균열유발단계는 절단안내홈의 단부에 가열 레이저를 조사하여, 절단안내홈으로부터 연장되게 균열을 발생시키는 가열 레이저 조사단계로 이루어져 있다.
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법을 설명하기 위한 것으로, 가열 레이저를 이용하여, 균열을 유발시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도9를 참조하면, 펨토초 펄스 레이저 조사기(300)와 가열 레이저 조사기(500)가 나란하게 배치되며, 펨토초 펄스 레이저(310)와 가열 레이저(210)는 집 광렌즈(320,520)에 의해서 웨이퍼(100) 표면에 집속된다. 펨토초 펄스 레이저(310)는 절단안내홈(120a)을 형성하며, 가열 레이저(510)는 이미 형성된 절단안내홈(120b)의 단부에 조사된다. 가열 레이저(510)는 웨이퍼(100)에 열충격을 가할 수 있도록, 수 피코초 이상의 지속시간을 갖는 펄스 레이저 또는 연속 레이저이며, 이러한 레이저를 방출하는 레이저 조사기로써, 파이버 레이저(fiber laser) 조사기(500)가 사용될 수 있다.
가열 레이저(510)는 펨토초 펄스 레이저(310)에 의해서 형성된 절단안내홈(120b)의 단부에 조사되며, 절단안내홈(120b)의 단부 주변의 웨이퍼(100)를 국소적으로 가열한다. 이때, 절단안내홈(120b)의 단부 주변(150)은 순간적으로 가열되어 급격한 온도변화에 의해서 온도응력이 발생되고, 그 온도응력에 의하여 열충격(heat shock)을 받게 된다. 따라서, 절단안내홈(120b)의 단부로 부터 연장되는 균열(122)이 형성된다.
절단안내홈(120a)과 균열(122)을 형성한 다음, 웨이퍼(100)를 우측방향(D1)으로 이동시킨다. 그리고, 펨토초 펄스 레이저(310)를 다음 격자선(110)을 따라서 조사하고, 가열 레이저(510)를 펨토초 펄스 레이저(310)에 의해 형성된 절단안내홈(120a)에 조사한다. 이와 같은 과정을 반복함으로써, 모든 격자선을 따라서 절단안내홈 및 균열(122)을 형성한다.
상기와 같이, 절단안내홈(120b)으로부터 연장되게 균열(122)을 발생시키기 위한 방법으로 절단안내홈(120b)의 단부에 가열 레이저(510)를 조사하는 경우, 모든 절단안내홈에 열충격을 각각 가하게 되므로, 균열(122)이 모든 절단안내홈으로 부터 빠짐없이 형성되어 진다. 따라서, 후공정인 다이싱 테이프(20)의 신장시 각 반도체 다이(130) 상호간의 분리율을 높여 불량 발생률을 줄인다.
또한, 펨토초 펄스 레이저(310)를 조사하여 절단안내홈(120a)을 형성하면서, 이미 형성된 다른 절단안내홈(120b)의 단부에 가열 레이저(510)를 조사하여, 절단안내홈(120a)과 균열(122)의 형성이 동시에 이루어지므로, 웨이퍼 다이싱 공정의 속도를 높일 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 방법으로, 웨이퍼(100)의 절단안내홈으로부터 연장되는 균열(122)을 형성한 다음에는, 다이싱 테이프 신장단계를 수행한다. 본 실시예의 다이싱 테이프 신장단계는 상기 제1실시예의 다이싱 테이프 신장단계와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법을 설명한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법은 절단안내홈 형성단계, 가열 레이저 조사단계, 가진단계 및 다이싱 테이프 신장단계를 순서대로 구비한다. 각 절단안내홈 형성단계, 가열 레이저 조사단계, 가진단계 및 다이싱 테이프 신장단계는 상기 제1실시예 및 제2실시예에서 설명한 것과 동일하다. 즉, 제3실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법은 제2실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 가열 레이저 조사단계와 다이싱 테이프 신장단계 사이에 가진단계를 더 구비한 것이다. 가진단계는 제1실시예의 가진단계와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제3실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법은 균열 유발 단계로써, 가열 레이저 조사단계 및 가진단계를 함께 구비하므로, 절단안내홈(120)에서 연장되는 균 열(122)을 누차적으로 발생시킨다. 그러므로, 균열(122)이 더욱 깊게 형성되며, 다이싱 테이프(20)의 신장시 더욱 효과적으로 복수의 반도체 다이(130)가 분리된다.
한편, 상기 제1실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 가진단계에서는 비접촉식으로 웨이퍼(100)를 가진하지만, 다이싱 테이프(20)에 접촉하여 웨이퍼(100)에 진동을 가할 수도 있다. 예를 들면, 상기 확장드럼(50)에 초음파 가진수단을 설치하여, 확장드럼(50)이 다이싱 테이프(20)와 접촉된 상태에서 다이싱 테이프(20)를 가진함으로써, 결과적으로 확장드럼(50)이 웨이퍼(100)를 가진할 수도 있는 것이다.
또한, 제1실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 상기 다이싱 테이프 신장단계는 가진단계가 완료된 후에 진행되는 것으로 설명하였으나, 테이프 신장단계는 가진단계와 동시에 진행될 수도 있다.
또한, 제1실시예에서는 척 테이블(40) 위에 상기 웨이퍼(100)가 안착된 다음 절단안내홈(120)을 형성하고, 이를 확장드럼(50)으로 이송하여, 가진단계를 거치게 되나, 상기 가진단계는 웨이퍼(100)가 척테이블(40)에 안착된 상태에서 진행될 수도 있다. 이 경우, 상기 척 테이블(40)에 가진수단이 설치된다.
이상, 본 발명의 일부 실시예들에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태로 구체화될 수 있다.
도1은 종래의 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 레이저를 조사하여 웨이퍼에 절단안내홈을 형성시키는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도2는 종래의 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 다이싱 테이프를 신장시켜 웨이퍼를 절단하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도3은 나노초 또는 피코초 펄스 레이저가 웨이퍼에 조사될 때, 웨이퍼에 미치는 영향을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 웨이퍼에 절단안내홈을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도5는 제1실시예에 있어서, 펨토초 펄스 레이저가 웨이퍼에 미치는 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도6은 제1실시예에 있어서, 절단안내홈이 형성된 웨이퍼에 초음파를 이용하여 진동을 가함으로써, 균열을 발생시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도7은 제1실시예에 있어서, 진동에 의해서 균열이 형성된 웨이퍼를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도8은 제1실시예에 있어서, 다이싱 테이프를 신장시켜, 각각의 반도체 다이를 서로 분리시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서, 가열 레이저를 이용하여, 균열을 발생시키는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
20 ... 다이싱 테이프 30 ... 프레임
100 ... 웨이퍼 110 ... 격자선
120 ... 절단안내홈 130 ... 반도체 다이
132 ... 회로부 210 ... 나노초 또는 피코초 펄스 레이저
310 ... 펨토초 펄스 레이저 510 ... 가열 레이저

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 웨이퍼를 복수의 반도체 다이로 분리시키기 위한 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서,
    신장 가능한 다이싱 테이프에 점착된 상기 웨이퍼에 펄스 지속시간이 1피코초 미만인 펨토초 펄스 레이저를 조사하여, 상기 웨이퍼의 일 표면에 소정 패턴으로 절단안내홈을 형성하는 절단안내홈 형성단계와,
    상기 웨이퍼에 진동을 가하여 상기 절단안내홈의 단부로부터 상기 웨이퍼의 타표면을 향하여 연장되게 균열을 발생시키는 웨이퍼 가진단계와,
    상기 다이싱 테이프를 신장시켜, 상기 복수의 반도체 다이가 서로 분리되도록 하는 다이싱 테이프 신장단계를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가진단계는, 초음파를 이용하여, 상기 웨이퍼에 진동을 가하는 단계인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.
  4. 웨이퍼를 복수의 반도체 다이로 분리시키기 위한 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서,
    신장 가능한 다이싱 테이프에 점착된 상기 웨이퍼에 펄스 지속시간이 1피코초 미만인 펨토초 펄스 레이저를 조사하여, 상기 웨이퍼의 일 표면에 소정 패턴으로 절단안내홈을 형성하는 절단안내홈 형성단계와,
    상기 절단안내홈의 단부에 가열 레이저를 조사하여, 상기 절단안내홈의 상기 단부를 국소적으로 가열함으로써, 상기 절단안내홈의 상기 단부에 열충격을 가하여 상기 절단안내홈의 상기 단부로부터 상기 웨이퍼의 타표면을 향하여 연장되게 균열을 발생시키는 가열 레이저 조사단계와,
    상기 다이싱 테이프를 신장시켜, 상기 복수의 반도체 다이가 서로 분리되도록 하는 다이싱 테이프 신장단계를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가열 레이저 조사단계는, 상기 펨토초 펄스 레이저를 상기 웨이퍼의 표면에 조사하여 상기 절단안내홈을 형성하면서, 상기 펨토초 펄스 레이저에 의해 이미 형성된 절단안내홈의 단부에 가열 레이저를 조사하여, 상기 균열을 발생시키는 단계인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.
  6. 웨이퍼를 복수의 반도체 다이로 분리시키기 위한 웨이퍼 다이싱 방법에 있어서,
    신장 가능한 다이싱 테이프에 점착된 상기 웨이퍼에 펄스 지속시간이 1피코초 미만인 펨토초 펄스 레이저를 조사하여, 상기 웨이퍼의 일 표면에 소정 패턴으로 절단안내홈을 형성하는 절단안내홈 형성단계와,
    상기 절단안내홈의 단부에 가열 레이저를 조사하여, 상기 절단안내홈의 상기 단부를 국소적으로 가열함으로써, 상기 절단안내홈의 상기 단부에 열충격을 가하여상기 절단안내홈의 상기 단부로부터 상기 웨이퍼의 타표면을 향하여 연장되게 균열을 발생시키는 가열 레이저 조사단계와,
    상기 웨이퍼에 진동을 가하여 상기 절단안내홈의 단부로부터 상기 웨이퍼의 타표면을 향하여 연장되게 균열을 발생시키는 가진단계와,
    상기 다이싱 테이프를 신장시켜, 상기 복수의 반도체 다이가 서로 분리되도록 하는 다이싱 테이프 신장단계를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 다이싱 방법.
KR1020090064280A 2009-07-15 2009-07-15 웨이퍼 다이싱 방법 KR100934012B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090064280A KR100934012B1 (ko) 2009-07-15 2009-07-15 웨이퍼 다이싱 방법
PCT/KR2010/004562 WO2011008015A2 (ko) 2009-07-15 2010-07-14 웨이퍼 다이싱 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090064280A KR100934012B1 (ko) 2009-07-15 2009-07-15 웨이퍼 다이싱 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100934012B1 true KR100934012B1 (ko) 2009-12-28

Family

ID=41684764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090064280A KR100934012B1 (ko) 2009-07-15 2009-07-15 웨이퍼 다이싱 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100934012B1 (ko)
WO (1) WO2011008015A2 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101207583B1 (ko) * 2010-10-15 2012-12-04 한국과학기술원 초음파를 이용한 레이저 가공장치 및 가공방법
CN103341692A (zh) * 2013-06-26 2013-10-09 京东方科技集团股份有限公司 切割不规则图形基板的方法和显示装置
US20150162222A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-11 Disco Corporation Wafer processing apparatus
KR20200124394A (ko) 2019-04-24 2020-11-03 스카이다이아몬드 주식회사 형광 박판 다이싱 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005243977A (ja) 2004-02-27 2005-09-08 Canon Inc 基板割断方法
JP2005268752A (ja) 2004-02-19 2005-09-29 Canon Inc レーザ割断方法、被割断部材および半導体素子チップ
JP2008006492A (ja) 2006-06-30 2008-01-17 Disco Abrasive Syst Ltd サファイア基板の加工方法
JP2009008465A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Navitime Japan Co Ltd ナビゲーションシステム、経路探索サーバおよび経路探索方法ならびに端末装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004304066A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP5232375B2 (ja) * 2006-10-13 2013-07-10 アイシン精機株式会社 半導体発光素子の分離方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268752A (ja) 2004-02-19 2005-09-29 Canon Inc レーザ割断方法、被割断部材および半導体素子チップ
JP2005243977A (ja) 2004-02-27 2005-09-08 Canon Inc 基板割断方法
JP2008006492A (ja) 2006-06-30 2008-01-17 Disco Abrasive Syst Ltd サファイア基板の加工方法
JP2009008465A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Navitime Japan Co Ltd ナビゲーションシステム、経路探索サーバおよび経路探索方法ならびに端末装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101207583B1 (ko) * 2010-10-15 2012-12-04 한국과학기술원 초음파를 이용한 레이저 가공장치 및 가공방법
CN103341692A (zh) * 2013-06-26 2013-10-09 京东方科技集团股份有限公司 切割不规则图形基板的方法和显示装置
US9416041B2 (en) 2013-06-26 2016-08-16 Beijing Boe Display Technology Co., Ltd. Method for cutting substrate of irregular pattern and display device
US10414683B2 (en) 2013-06-26 2019-09-17 Boe Technology Group Co., Ltd. Method for cutting substrate of irregular pattern and display device
US20150162222A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-11 Disco Corporation Wafer processing apparatus
US9679789B2 (en) * 2013-12-09 2017-06-13 Disco Corporation Wafer processing apparatus
KR20200124394A (ko) 2019-04-24 2020-11-03 스카이다이아몬드 주식회사 형광 박판 다이싱 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011008015A3 (ko) 2011-04-21
WO2011008015A2 (ko) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7329564B2 (en) Wafer dividing method
JP6054234B2 (ja) ウエーハの加工方法
KR20190003766A (ko) 사파이어 절단 방법 및 그 장치
JP2017071074A (ja) 内部加工層形成単結晶基板の製造方法、および、単結晶基板の製造方法
CN1849699A (zh) 半导体基板的切断方法
TW201622935A (zh) 晶圓的生成方法
JP2006305586A (ja) 板状体切断方法並びにレーザ加工装置
TW201532196A (zh) 光裝置及光裝置之加工方法
KR100934012B1 (ko) 웨이퍼 다이싱 방법
TWI697946B (zh) 晶圓的加工方法
JP2006114691A (ja) ウエーハの分割方法
JP2015223589A (ja) ＳｉＣ板状ワーク製造方法
JP6013859B2 (ja) ウェーハの加工方法
TW201838753A (zh) 工件加工方法
US9174306B2 (en) Laser processing method for nonlinear crystal substrate
JP2020027895A (ja) 半導体基板の加工方法
JP6045361B2 (ja) ウエーハの加工方法
KR102256562B1 (ko) 적층 기판의 가공 방법
JP5029298B2 (ja) 分断方法
JP2019036643A (ja) ウエーハの加工方法
KR101680268B1 (ko) 폐곡선 형태의 관통 구멍을 기판에 형성하는 레이저 가공방법
JP2018001205A (ja) 基板の穴あけ加工方法及び穴あけ加工装置
JP2018002501A (ja) 管状脆性部材の分断方法並びに分断装置
KR20110137032A (ko) 펨토초 펄스 레이저의 비선형 초점이동을 통한 절단방법
JP2020017592A (ja) ウェーハの分割方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121210

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131205

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141215

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161216

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171218

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200115

Year of fee payment: 11