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KR102232092B1 - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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KR102232092B1
KR102232092B1 KR1020170043629A KR20170043629A KR102232092B1 KR 102232092 B1 KR102232092 B1 KR 102232092B1 KR 1020170043629 A KR1020170043629 A KR 1020170043629A KR 20170043629 A KR20170043629 A KR 20170043629A KR 102232092 B1 KR102232092 B1 KR 102232092B1
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divided
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노보루 다케다
다쿠미 쇼토쿠지
Original Assignee
가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 본 발명의 해결해야 할 과제는, 웨이퍼의 이면측으로부터 분할 예정 라인을 정확하게 검출하여 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할하는 것이 가능한 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것에 있다.
(해결 수단) 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 복수의 디바이스가 복굴절성을 갖는 결정 구조로 이루어지는 기판의 표면에 형성된 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 그 웨이퍼의 이면으로부터 촬상 유닛에 의해 표면에 형성된 분할 예정 라인을 검출하는 검출 공정과, 그 검출된 분할 예정 라인에 대응하는 이면으로부터 레이저 광선을 조사하여 분할의 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과, 그 웨이퍼에 외력을 부여하여 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 공정을 포함하고, 그 검출 공정에 있어서, 그 촬상 유닛에 구비된 촬상 소자와 결상 렌즈를 잇는 광축 상에 배치 형성된 편광자가 그 기판 내에서 복굴절하여 나타나는 이상광을 차단함과 함께, 통상광을 그 촬상 소자에 유도한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{PROCESSING METHOD OF A WAFER}
본 발명은, 웨이퍼의 이면으로부터 분할 예정 라인을 검출하여 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되고, 기판의 표면에 형성된 웨이퍼는 다이싱 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, PC 등의 전기 기기에 이용된다.
또, 표면 탄성파 (SAW：Surface Acousutic Wave) 디바이스는, 예를 들어, 리튬니오베이트 (LiNbO3), 리튬탄탈레이트 (LiTaO3) 로 이루어지는 기판의 표면에 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 복수 형성되어 있다. 다이싱 장치에서의 가공이 곤란한 점에서, 레이저 가공 장치에 의해 분할 기점이 생성되어 개개의 SAW 디바이스 칩으로 분할된다.
그 분할 기점을 형성하는 레이저 가공 방법의 타입으로는, 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 어브레이션 가공을 실시하는 타입 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조) 의 것과, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 피가공물의 내부에 위치 결정하고 조사하여 개질층을 형성하는 타입 (예를 들어, 특허문헌 2 를 참조) 의 것과, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 피가공물의 조사면과 반대측의 근방에 위치 결정하고 조사하여 분할 예정 라인의 표면측으로부터 이면측에 도달하는 세공과, 그 세공을 둘러싸는 비정질로 이루어지는 이른바 실드 터널을 형성하는 타입 (예를 들어, 특허문헌 3 을 참조) 의 것이 알려져 있다. 그러나, 어브레이션 가공을 실시하는 것은 웨이퍼의 표면에 데브리가 비산되어 디바이스의 품질을 저하시키는 점에서, 실질적으로 데브리가 비산되지 않는 개질층을 형성하는 타입의 것과, 실드 터널을 형성하는 타입의 것이 많이 채용되고 있다.
일본 공개특허공보 평10-305420호 일본 특허공보 제3408805호 일본 공개특허공보 2014-221483호
상기 서술한 개질층을 형성하는 타입의 것과, 실드 터널을 형성하는 타입의 가공 방법에 있어서는, 레이저 광선을 웨이퍼의 표면으로부터 조사하고자 한 경우, 표면측에 형성된 디바이스에 레이저 광선이 방해를 받아 원하는 가공이 실시되지 않거나, 혹은 레이저 광선의 일부가 디바이스에 조사됨으로써 디바이스를 손상시킬 우려가 있거나 하다는 이유로부터, 디바이스가 형성되어 있지 않은 웨이퍼의 이면측으로부터 레이저 광선이 조사된다. 그리고, 이와 같이 웨이퍼의 이면측으로부터 레이저 광선을 조사하여 가공을 실시하는 경우에는, 표면측에 형성된 분할 예정 라인을 이면측으로부터 검출하고, 그 분할 예정 라인과 레이저 광선의 조사 위치의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 정확하게 실시할 필요가 있다.
그러나, 웨이퍼의 이면측으로부터 기판을 투과하여 표면측에 형성된 분할 예정 라인을 촬상 수단으로 촬상하면, 검출하는 재료에 따라서는, 기판을 형성하는 재료의 결정 구조에 의한 복굴절에서 기인하여, 통상광 (通常光) 으로서 나타나는 실상과, 이상광 (異常光) 으로서 나타나는 허상이 촬상되는 경우가 있어, 분할 예정 라인을 정확하게 검출하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 웨이퍼의 이면측으로부터 분할 예정 라인을 정확하게 검출하여 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 것이 가능한 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의하면, 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 복수의 디바이스가 복굴절성을 갖는 결정 구조로 이루어지는 기판의 표면에 형성된 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 그 웨이퍼의 이면으로부터 촬상 수단에 의해 표면에 형성된 분할 예정 라인을 검출하는 검출 공정과, 그 검출된 분할 예정 라인에 대응하는 이면으로부터 레이저 광선을 조사하여 분할의 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과, 그 웨이퍼에 외력을 부여하여 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 공정을 포함하고, 그 검출 공정에 있어서, 그 촬상 수단에 구비된 촬상 소자와 결상 렌즈를 잇는 광축 상에 배치 형성된 편광자가 그 기판 내에서 복굴절하여 나타나는 이상광을 차단함과 함께, 통상광을 그 촬상 소자에 유도하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 그 편광자는, 편향판, 또는 편광 빔 스플리터를 포함하고, 그 기판은, 리튬니오베이트 (LiNbO3) 이고, 그 디바이스는 SAW 디바이스이다. 또, 그 웨이퍼에 형성된 결정 방위를 나타내는 오리엔테이션 플랫에 대해 편광면이 직교하는 직선 편광이 통상광인 것이 바람직하다.
본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에 의하면, 웨이퍼의 이면으로부터 촬상 수단에 의해 표면에 형성된 분할 예정 라인을 검출하는 검출 공정에 있어서, 그 촬상 수단에 구비된 촬상 소자와 결상 렌즈를 잇는 광축 상에 배치 형성된 편광자가 그 기판 내에서 복굴절하여 나타나는 이상광을 차단함과 함께, 통상광을 그 촬상 소자에 유도하도록 구성되어 있는 점에서, 검출 공정에 있어서 통상광만을 촬상 소자에 유도하고, 그것에 의해 얻어지는 실상에 기초하여 표면측에 형성된 분할 예정 라인을 정확하게 검출할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 가공 방법에 의해 가공되는 웨이퍼를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2 는 구성된 레이저 가공 장치의 전체 사시도이다.
도 3 은 도 2 에 나타난 레이저 가공 장치에 배치 형성되는 촬상 수단을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4 는 도 3 에 나타난 촬상 수단에 의해 실행되는 검출 공정의 원리를 설명하는 개략 사시도이다.
도 5 는 도 2 에 기재된 레이저 가공 장치에 의해 실행되는 레이저 가공을 설명하는 사시도이다.
도 6 은 본 발명에 기초하여 실행되는 분할 공정을 설명하는 단면도이다.
도 7 은 도 3 에 나타난 촬상 수단의 다른 실시형태를 설명하기 위한 개략 사시도이다.
이하, 본 발명에 기초하여 구성된 웨이퍼의 가공 방법에 대해 첨부 도면을 참조하고, 상세하게 설명한다.
도 1 에는, 리튬니오베이트 (LiNbO3) 기판으로 이루어지는 피가공물로서의 웨이퍼 (10) 가 나타나 있고, 그 표면 (10a) 측에 격자상으로 배열된 복수의 분할 예정 라인 (14) 에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 각 영역에 SAW 디바이스 (12) 가 형성되어 있다. 또, 웨이퍼 (10) 의 측면에는, 그 기판을 구성하는 리튬니오베이트의 광학축의 기울기 방향을 따른 방향, 즉 결정 방위를 나타내기 위해 오리엔테이션 플랫 (10c) 이 형성되어 있다.
본 실시형태에 있어서 피가공물이 되는 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 측에는 30 ∼ 50 ㎛ 폭 정도의 분할 예정 라인 (14) 으로 구획된 영역에 SAW 디바이스 (12) 가 형성되어 있고, 이면 (10b) 측으로부터 웨이퍼 (10) 의 내부에 분할 기점을 형성하기 위한 레이저 광선을 조사하기 위하여, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측을 상방을 향하여 환상의 프레임 (F) 의 그 개구부에 위치 결정하고, 점착 테이프 (T) 에 그 표면 (10a) 측이 첩착 (貼着) 됨과 함께 점착 테이프 (T) 의 외주부는 환상의 프레임 (F) 에 장착됨으로써 일체화되어 있다.
도 2 에는, 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에 따라 레이저 가공을 실시하기 위한 레이저 가공 장치 (40) 의 전체 사시도가 나타나 있다. 도면에 나타내는 레이저 가공 장치 (40) 는, 기대 (41) 와, 웨이퍼를 유지하는 유지 기구 (42) 와, 유지 기구 (42) 를 이동시키는 이동 수단 (43) 과, 유지 기구 (42) 에 유지되는 웨이퍼 (10) 에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (44) 과, 촬상 수단 (촬상 유닛) (50) 과, 표시 수단 (52) 과, 컴퓨터에 의해 구성되는 도시되지 않은 제어 수단을 구비하고, 그 제어 수단에 의해 각 수단이 제어되도록 구성되어 있다.
유지 기구 (42) 는, X 방향에 있어서 자유롭게 이동할 수 있도록 기대 (41) 에 탑재된 사각형상의 X 방향 가동판 (60) 과, Y 방향에 있어서 자유롭게 이동할 수 있도록 X 방향 가동판 (60) 에 탑재된 사각형상의 Y 방향 가동판 (61) 과, Y 방향 가동판 (61) 의 상면에 고정된 원통상의 지주 (62) 와, 지주 (62) 의 상단에 고정된 사각형상의 커버판 (63) 을 포함한다. 커버판 (63) 에는 Y 방향으로 연장되는 긴 구멍 (63a) 이 형성되어 있다. 긴 구멍 (63a) 을 통과하여 상방으로 연장되는 원 형상의 피가공물을 유지하는 유지 수단으로서의 척 테이블 (64) 의 상면에는, 다공질 재료로 형성되고, 실질상 수평으로 연장되는 원 형상의 흡착 척 (65) 이 배치되어 있다. 흡착 척 (65) 은, 지주 (62) 를 통과하는 유로에 의해 도시되지 않은 흡인 수단에 접속되어 있다. 척 테이블 (64) 의 둘레 가장자리에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 개의 클램프 (66) 가 배치되어 있다. 또한, X 방향은 도 2 에 화살표 X 로 나타내는 방향이고, Y 방향은 도 2 에 화살표 Y 로 나타내는 방향으로서, X 방향에 직교하는 방향이다. X 방향, Y 방향으로 규정되는 평면은 실질상 수평이다.
이동 수단 (43) 은, X 방향 이동 수단 (80) 과, Y 방향 이동 수단 (82) 과, 도시되지 않은 회전 수단을 포함한다. X 방향 이동 수단 (80) 은, 기대 (41) 상에 있어서 X 방향으로 연장되는 볼 나사 (802) 와, 볼 나사 (802) 의 편단부에 연결된 모터 (801) 를 갖는다. 볼 나사 (802) 의 도시되지 않은 너트부는, X 방향 가동판 (60) 의 하면에 고정되어 있다. 그리고 X 방향 이동 수단 (80) 은, 볼 나사 (802) 에 의해 모터 (801) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 X 방향 가동판 (60) 에 전달하고, 기대 (41) 상의 안내 레일 (43a) 을 따라 X 방향 가동판 (60) 을 X 방향에 있어서 진퇴시킨다. Y 방향 이동 수단 (82) 은, X 방향 가동판 (60) 상에 있어서 Y 방향으로 연장되는 볼 나사 (821) 와, 볼 나사 (821) 의 편단부에 연결된 모터 (822) 를 갖는다. 볼 나사 (821) 의 도시되지 않은 너트부는, Y 방향 가동판 (61) 의 하면에 고정되어 있다. 그리고, Y 방향 이동 수단 (82) 은, 볼 나사 (821) 에 의해 모터 (822) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여, Y 방향 가동판 (61) 에 전달하고, X 방향 가동판 (60) 상의 안내 레일 (60a) 을 따라 Y 방향 가동판 (61) 을 Y 방향에 있어서 진퇴시킨다. 회전 수단은, 지주 (62) 에 내장되어, 지주 (62) 에 대해 흡착 척 (65) 을 회전시킨다.
레이저 광선 조사 수단 (44) 은, 기대 (41) 의 상면으로부터 상방으로 연장되고, 이어서 실질상 수평으로 연장되는 프레임체 (45) 에 내장되고, 가공 대상이 되는 웨이퍼 (10) 에 대해 투과성을 갖는, 예를 들어 1030 ㎚ 의 파장의 레이저 광선을 발진하는 펄스 레이저 광선 발진기와, 그 펄스 레이저 광선 발진기로부터 조사된 레이저 광선의 출력을 조정하기 위한 출력 조정 수단과, 그 출력 조정 수단에 의해 출력이 조정된 레이저 광선을, 프레임체 (45) 의 선단 하면에 후술하는 촬상 수단 (50) 과, X 방향으로 병설된 집광기 (44a) 를 향하여 광로를 변환하는 반사 미러를 구비하고 있다.
촬상 수단 (50) 은, 프레임체 (45) 의 선단 하면에 부가 형성되어 있고, 안내 레일 (43a) 의 상방에 위치하고, 척 테이블 (64) 을 안내 레일 (43a) 을 따라 이동시킴으로써 척 테이블 (64) 에 재치 (載置) 된 웨이퍼 (10) 를 촬상하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 프레임체 (45) 의 선단 상면에는, 촬상 수단 (50) 에 의해 촬상된 화상이 도시되지 않은 제어 수단을 통하여 출력되는 표시 수단 (52) 이 탑재되어 있다.
본 발명에 기초하여 구성되는 웨이퍼의 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치 (40) 는, 개략 이상과 같이 구성되어 있고, 그 작용에 대해 이하에 설명한다.
레이저 가공 장치 (40) 에 의해 웨이퍼 (10) 에 대해 레이저 가공을 실시할 때에, 먼저 도 2 에 나타내는 레이저 가공 장치 (40) 의 흡착 척 (65) 에 웨이퍼 (10) 의 점착 테이프 (T) 측을 재치하고, 환상의 프레임 (F) 이, 척 테이블 (64) 에 배치 형성된 클램프 (66) 에 의해 고정된다. 그리고, 도시되지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써, 웨이퍼 (10) 를 흡착 척 (65) 상에 흡인 고정시킨다.
웨이퍼 (10) 를 흡착 척 (65) 에 흡인 고정시켰다면, X 방향 이동 수단 (80) 을 작동시켜, 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지한 흡착 척 (65) 이 촬상 수단 (50) 의 바로 아래에 위치 결정하고, 촬상 수단 (50) 및 제어 수단에 의해 웨이퍼 (10) 의 레이저 가공해야 할 가공 영역, 즉 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 영역을 검출하여 얼라인먼트를 실시하는 검출 공정을 실행한다. 당해 검출 공정에 대하여, 도 3, 4 를 사용하여 상세하게 설명한다.
도 3(a) 에, 촬상 수단 (50) 의 주요부 단면도를 나타내는 바와 같이, 촬상 수단 (50) 은, 촬상 소자 (CCD) (54) 가 상부에 배치 형성된 상부 경통 (50a) 과, 결상 렌즈 (56) 가 하방에 배치 형성된 하부 경통 (50b) 과, 하부 경통 (50b) 의 하단부에 배치 형성되고 피가공물에 대해 가시광선을 조사하는 광원 (50c) 으로 이루어진다. 하부 경통 (50b) 은, 상부 경통 (50a) 에 대해 접합부 (50d) 를 개재하여 경통축 (O) 을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 촬상 소자 (54) 와 결상 렌즈 (56) 사이에는, 편광자로서의 편광판 (58) 이 배치 형성되어 있고, 편광판 (58) 은 하부 경통 (50b) 측에 구비되어 있는 점에서, 상부 경통 (50a) 에 대해 하부 경통 (50b) 을 회전시키면, 편광판 (58) 이 하부 경통 (50b) 과 함께 회전하고, 그 편광판 (58) 에 의해 규정되는 소정 방향으로 편향면이 일치하는 직선 편광만을 투과시키게 되어 있다. 또한, 도 3(a) 에서는, 상부 경통 (50a), 하부 경통 (50b), 촬상 소자 (54), 결상 렌즈 (56), 편광판 (58) 만을 나타냈지만, 촬상 수단 (50) 의 구성으로는 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 밖에 콜리메이터 렌즈 등, 다른 구성이 추가되어 있어도 된다.
도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 촬상 수단 (50) 및 그 제어 수단은, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (14) 과, 분할 예정 라인 (14) 을 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (44) 의 집광기 (44a) 의 위치 맞춤을 실시하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하기 위하여, 흡착 척 (65) 상에 유지된 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인 (14) 을 촬상하고, 그 제어 수단에 촬상 신호를 송신 함과 함께, 표시 수단 (52) 에 출력한다. 여기서, 본 실시형태에서는, 결상 렌즈 (56) 와 촬상 소자 (54) 사이에, 편광판 (58) 이 배치 형성되어 있는 점에서, 편광판 (58) 의 작용에 의해 허상이 배제되고 실상만이 투과하고, 그 제어 수단에 의해 분할 예정 라인 (14) 의 정확한 위치가 검출 가능해짐과 함께, 표시 수단 (52) 에는, 분할 예정 라인 (14) 의 실상만이 표시된다. 또한, 본 실시형태와 같이, 촬상 소자 (54) 와 결상 렌즈 (56) 사이에 편광판 (58) 을 배치 형성하지 않고, 웨이퍼 (10) 를 촬상한 경우에는, 도 3(b) 의 표시 수단 (52') 에 표시되어 있는 바와 같이, 실선으로 나타내는 비율 예정 라인 (14) 과, 허상으로서 표시되는 분할 예정 라인 (14') 이 나타나, 분할 예정 라인 (14) 을 정확하게 검출하는 것이 곤란해진다.
여기서, 본 발명의 검출 공정에 있어서, 분할 예정 라인 (14) 의 실상만이 검출 가능해지는 검출 원리에 대해 설명한다. 본 실시형태의 피가공물로서 선택되는 웨이퍼 (10) 의 기판을 구성하는 리튬니오베이트는, 삼방정계의 결정 구조를 갖고, 복굴절성을 갖고 있다. 이 기판을 투과하는 광선은, 2 개의 굴절률에 기초하여 2 개의 광선으로 나누어진다. 이 때, 굴절률이 입사광의 광학축에 대한 각도에 의존하지 않고 반사되는 광선을 통상광이라고 부르고, 반사될 때의 굴절률이 광학축에 대한 각도에 의존하여 변화하는 광선을 이상광이라고 부른다. 웨이퍼 (10) 를 구성하는 재료 (리튬니오베이트) 의 광학축이 웨이퍼 (10) 평면에 대해 수직이면, 그 통상광, 이상광의 굴절률은 일치하여, 수직 방향으로부터 촬상할 때에 실상과 허상이 나타나는 경우는 없다. 그러나, 일반적으로 SAW 디바이스를 형성하는 기판으로서 웨이퍼 (10) 를 구성하는 경우에는, 기판의 광학축이 웨이퍼 (10) 의 평면에 수직인 법선에 대해 기울기를 갖고 있기 때문에, 수직 방향으로부터 촬상하고자 한 경우에, 굴절률이 광학축에 의존하지 않는 통상광으로서 촬상되는 실상과, 그 광학축과의 각도에 의해 굴절률이 변화하는 이상광으로서 촬상되는 허상이 나타난다.
웨이퍼 (10) 에 형성되는 오리엔테이션 플랫 (10c) 은, 기판을 형성하는 재료의 광학축의 기울기 방향을 따라 형성된다. 그리고, 허상이 되어 나타나는 그 이상광은, 광학축의 기울기 방향, 즉, 오리엔테이션 플랫 (10c) 의 방향에 편향면을 갖는 직선 편광으로서 나타난다. 그래서, 본 실시형태의 편광판 (58) 의 방향은, 도시한 바와 같이, 오리엔테이션 플랫 (10c) 에 대해 직교하는 방향으로 설정된다. 상기 서술한 바와 같이, 이상광의 편광면은, 오리엔테이션 플랫 (10c) 에 평행하게 형성되기 때문에, 웨이퍼 (10) 의 표면에서 반사되어 나타나는 이상광, 즉 허상은, 그 편광판 (58) 을 투과하지 못하고, 흡수되고, 오리엔테이션 플랫 (10c) 에 대해 직교하는 편광면을 갖는 통상광만이 투과할 수 있고, 상방의 촬상 소자 (54) 로 분할 예정 라인 (14) 의 실상만이 촬상되는 것이다. 또한, 도 4 에서는, 설명의 편의상, 촬상 소자 (54), 상부 경통 (50a), 하부 경통 (50b), 결상 렌즈 (56) 등은 생략하고 있다.
도 1 로부터 명확한 바와 같이, 분할 예정 라인 (14) 은, 오리엔테이션 플랫 (10c) 에 평행한 방향과, 직교하는 방향에 형성된다. 따라서, 웨이퍼 (10) 의 그 오리엔테이션 플랫 (10c) 이 형성된 방향과 직교하는 방향에 형성되어 있는 분할 예정 라인 (14) 에 대해서도, 상기 서술한 검출 공정을 실시하고, 레이저 광선 조사 위치와의 위치 맞춤을 실시하는 얼라인먼트가 수행된다. 그 때에는, 레이저 가공 장치 (40) 에 배치 형성된 유지 기구 (42) 의 지주 (60) 에 내장된 회전 수단을 구동시켜, 웨이퍼 (10) 가 90°회전된다. 그것에 수반하여, 이상광의 편광면도 90°회전하기 때문에, 웨이퍼 (10) 를 90°회전시킨 후에 그 검출 공정을 실시하는 경우에는, 하부 경통 (50b) 을 90°회전하고, 편광판 (58) 의 방향을 90°전환하여 이상광을 흡수한다. 또한, 상부 경통 (50a) 과 하부 경통 (50b) 의 접합부에는, 각도 조정용 마크 (A 와 B1, B2) 가 형성되어 있고, 오리엔테이션 플랫 (10c) 과 평행을 이루는 분할 예정 라인 (14) 을 검출하는 검출 공정을 실시할 때에는, 하부 경통 (50b) 측에 형성된 마크 (B1) 를 상부 경통 (50a) 측에 형성된 마크 (A) 에 맞추고, 오리엔테이션 플랫 (10c) 과 직교하는 방향의 분할 예정 라인 (14) 을 검출하는 검출 공정을 실시할 때에는, 하부 경통 (50b) 측에 형성된 마크 (B2) 를 상부 경통 (50a) 측의 마크 (A) 에 맞춤으로써 편광판 (58) 을 정확하게 90°회전시킬 수 있다. 당해 회전은, 수동으로 실시해도 되고, 구동 모터 등의 구동 수단을 형성하여 구동 제어를 실시하도록 해도 된다. 이상, 검출 공정을 실시함으로써, 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대한 얼라인먼트가 완료된다.
상기한 검출 공정을 실행하였다면, 웨이퍼 (10) 가 유지된 척 테이블 (64) 을, 집광기 (44a) 가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 소정의 방향에 형성된 분할 예정 라인 (14) 의 일단이 집광기 (44a) 의 바로 아래가 되도록 위치 결정한다. 그리고, 도시되지 않은 집광점 위치 조정 수단을 작동시켜 집광기 (44a) 를 광축 방향으로 이동시키고, 웨이퍼 (10) 를 구성하는 기판의 내부의 소정 위치에 집광점을 위치 결정한다. 그 집광점의 위치 결정을 실시하였다면, 레이저 광선 조사 수단 (44) 을 작동시켜, 그 레이저 발진기에 의해 웨이퍼 (10) 내에 실드 터널을 형성하는 펄스 레이저 광선을 발진한다. 레이저 광선의 조사가 개시되면, X 방향 이동 수단 (80) 을 작동시키고, 척 테이블 (64) 을 도 5 의 화살표 X 로 나타내는 방향으로 이동시킴으로써, 그 레이저 광선이 분할 예정 라인 (14) 을 따라 조사된다. 이로써, 분할 예정 라인 (14) 을 따라, 상하 방향으로 연장되는 세공과, 그 세공을 실드하는 비정질이 형성된 실드 터널을 연속적으로 형성한다. 그 레이저 광선 조사 수단 (44) 과, 척 테이블 (64), X 방향 이동 수단 (80), Y 방향 이동 수단 (82), 도시되지 않은 회전 수단을 작동시키고, 웨이퍼 (10) 의 표면에 격자상으로 형성된 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대해 그 실드 터널을 형성한다 (도 5 를 참조). 이상으로, 분할 기점 형성 공정이 완료된다.
상기 실드 터널을 형성하는 분할 기점 형성 공정에 있어서의 가공 조건은, 예를 들어, 다음과 같이 설정되어 있다.
파장 ：1030 ㎚
평균 출력 ：3 W
반복 주파수 ：50 ㎑
펄스폭 ：10 ㎰
스폿 직경 ：
Figure 112017032905180-pat00001
1 ㎛
집광 렌즈의 개구 수/웨이퍼의 굴절률 ：0.05 ∼ 0.20
X 방향 가공 이송 속도 ：500 ㎜/초
실드 터널 치수 ：
Figure 112017032905180-pat00002
1 ㎛ 의 세공,
Figure 112017032905180-pat00003
10 ㎛ 의 비정질
그 분할 기점 형성 공정을 실시하였다면, 웨이퍼 (10) 를 개개의 디바이스 (12) 로 분할하는 분할 공정을 실행한다. 그 분할 공정은, 도 6 에 그 일부를 나타내는 분할 장치 (70) 로 실시되는 것으로, 그 분할 장치 (70) 는, 프레임 유지 부재 (71) 와, 그 상면부에 환상 프레임 (F) 을 재치하고 상기 환상의 프레임 (F) 을 유지하는 클램프 (72) 와, 그 클램프 (72) 에 의해 유지된 환상의 프레임 (F) 에 장착된 웨이퍼 (10) 를 확장하기 위한 적어도 상방이 개구된 원통 형상으로 이루어지는 확장 드럼 (73) 을 구비하고 있다. 프레임 유지 부재 (71) 는, 확장 드럼 (73) 을 둘러싸도록 설치된 복수의 에어 실린더 (723a) 와, 에어 실린더 (723a) 로부터 연장되는 피스톤 로드 (723b) 로 구성되는 지지 수단 (723) 에 의해 승강 가능하게 지지되어 있다.
그 확장 드럼 (73) 은, 환상의 프레임 (F) 의 내경보다 작고, 프레임 (F) 에 장착된 점착 테이프 (T) 에 첩착되는 웨이퍼 (10) 의 외경보다 크게 설정되어 있다. 여기서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 분할 장치 (70) 는, 프레임 유지 부재 (71) 와 확장 드럼 (73) 의 상면부가 대략 동일한 높이가 되는 위치 (점선으로 나타낸다) 와, 지지 수단 (723) 의 작용에 의해 프레임 유지 부재 (71) 가 하강되어, 확장 드럼 (73) 의 상단부가 프레임 유지 부재 (71) 의 상단부보다 높아지는 위치 (실선으로 나타낸다) 로 할 수 있다.
상기 프레임 유지 부재 (71) 를 하강시켜, 확장 드럼 (73) 의 상단을, 점선으로 나타내는 위치로부터, 실선으로 나타내는 프레임 유지 부재 (71) 보다 높은 위치가 되도록 상대적으로 변화시키면, 환상의 프레임 (F) 에 장착된 점착 테이프 (T) 는 확장 드럼 (73) 의 상단 가장자리로 밀려 확장된다. 이 결과, 점착 테이프 (T) 에 첩착되어 있는 웨이퍼 (10) 에는 방사상으로 인장력이 작용하기 때문에, 상기 서술한 분할 기점 형성 공정에 있어서 분할 예정 라인 (14) 을 따라 실드 터널이 형성되어 있는 웨이퍼 (10) 의 개개의 SAW 디바이스 (12) 끼리의 간격이 넓어진다. 그리고, 개개의 SAW 디바이스 (12) 끼리의 간격이 넓어진 상태에서, 픽업 콜렉트 (74) 를 작동시켜 간격이 넓어진 상태의 SAW 디바이스 (12) 를 흡착하고, 점착 테이프 (T) 로부터 박리하여 픽업하고, 도시되지 않은 트레이, 또는 다음 공정의 가공 장치로 반송한다. 이상에 의해, 분할 공정이 종료되어, 본 발명에 의한 웨이퍼의 가공 방법이 완료된다. 또한, 외력을 부여하는 분할 공정은, 상기 수단에 한정되지 않고, 다른 수단으로 변경하거나, 혹은 다른 수단을 추가로 부가하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 서술한 분할 공정에 있어서, 점착 테이프 (T) 상에 유지된 웨이퍼 (10) 의 상면으로부터, 분할 예정 라인 (14) 과 평행하게 위치 결정된 수지제의 롤러를 상방으로부터 가압하여 닿게 하여 웨이퍼 (10) 의 표면 상을 전동시켜 웨이퍼 (10) 의 하측 방향으로의 힘을 작용시킴으로써 분할 예정 라인 (14) 을 따라 분할시키도록 해도 된다.
본 발명은, 본 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지 변형예를 채용하는 것이 가능하다. 본 실시형태에서는, 편광자로서 편광판 (58) 을 채용했지만, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 편광판 (58) 대신에 편광 빔 스플리터 (58') 를 채용해도 된다. 그 편광 빔 스플리터 (58') 로는, 2 개의 직각 프리즘을 붙인 것을 채용할 수 있다. 이 경우, 직각 프리즘의 계면 (맞댐면) 의 어느 일방측의 면에 전체 (電體) 다층막 코팅을 실시하고, 계면과 직교하는 입사면 내에서 진동하는 통상광 (p 편광) 과, 그 입사면과 직교하는 방향으로 진동하는 이상광 (s 편광) 으로 분리하고, 상기 서술한 편광판 (58) 과 마찬가지로, 통상광만을 상방에 위치하는 촬상 소자 (54) 측에 투과시키고, 그 이상광을 분리하여 도시되지 않은 레이저 광선을 흡수하는 댐퍼에 조사시킨다. 또한, 편광 빔 스플리터로는, 평판 유리의 플레이트 타입도 선택하는 것이 가능하지만, 플레이트를 투과할 때에 투과하는 통상광의 광로가 플레이트의 두께에 의해 약간 어긋나기 때문에 화상 보정이 필요해지는 점에서, 도 7 에 나타내는 직각 프리즘을 붙인 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 편광 빔 스플리터 (58') 도 편광판 (58) 과 마찬가지로 검출 공정에 있어서 웨이퍼 (10) 의 회전에 맞춰 적절히 회전시킴으로써, 모든 분할 예정 라인 (14) 의 실상만을 촬상 가능하게 구성된다.
또, 상기 서술한 실시형태의 분할 기점 형성 공정에서는, 분할 예정 라인 (14) 을 따라 형성하는 분할 기점으로서, 실드 터널을 형성하도록 레이저 가공을 실시하도록 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 복굴절성을 갖는 물질을 기판으로 하는 웨이퍼의 이면측으로부터 분할 예정 라인을 검출하는 것이 필요한 레이저 가공이면, 어떠한 가공에도 적용할 수 있고, 상기 특허문헌 2 에 기재된, 웨이퍼 (10) 의 내부에 개질층을 형성하는 기술을 채용해도 된다. 그 경우의 레이저 가공 조건은, 예를 들어, 다음과 같이 설정된다.
파장 ：1340 ㎚
평균 출력 ：1 W
반복 주파수 ：50 ㎑
펄스폭 ：1 ㎱
스폿 직경 ：
Figure 112017032905180-pat00004
1 ㎛
개구 수 ：0.8
X 방향 가공 이송 속도 ：100 ㎜/초
본 실시형태에서는, 피가공물로서의 웨이퍼 (10) 를 구성하는 기판의 재료로서 리튬니오베이트를 사용한 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 그 밖의 복굴절성을 갖는 재료를 기판으로 하는 경우에 적용 가능하다.
10：웨이퍼
12：SAW 디바이스
14：분할 예정 라인
40：레이저 가공 장치
41：기대
42：유지 기구
43：이동 수단
44：레이저 광선 조사 수단
44a：집광기
45：프레임체
50：촬상 수단
52：표시 장치
54：촬상 소자
56：결상 렌즈
58：편광판
58′：편광 빔 스플리터
70：분할 장치

Claims (4)

  1. 복굴절성을 갖는 결정 구조로 이루어지는 재료로 형성되고, 표면의 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    그 웨이퍼의 이면으로부터 촬상 수단에 의해 표면에 형성된 분할 예정 라인을 검출하는 검출 공정과,
    그 검출된 분할 예정 라인에 대응하는 이면으로부터 레이저 광선을 조사하여 분할의 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과,
    그 웨이퍼에 외력을 부여하여 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 공정을 포함하고,
    그 검출 공정에 있어서, 그 촬상 수단에 구비된 촬상 소자와 결상 렌즈를 잇는 광축 상에 배치 형성된 편광자가 복굴절성을 갖는 결정 구조로 이루어지는 그 재료 내에서 복굴절하여 나타나는 이상광을 차단함과 함께, 통상광을 그 촬상 소자에 유도하는, 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 편광자는, 편향판, 또는 편광 빔 스플리터를 포함하는, 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    복굴절성을 갖는 결정 구조로 이루어지는 그 재료는, 리튬니오베이트 (LiNbO3) 이고, 그 디바이스는 SAW 디바이스인, 웨이퍼의 가공 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    그 웨이퍼에 형성된 결정 방위를 나타내는 오리엔테이션 플랫에 대해 편광면이 직교하는 직선 편광이 통상광인, 웨이퍼의 가공 방법.
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