KR20030092065A - 기판-층 절단 장치 및 이것에 관한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소스 기판에 결합된 재료의 층을 취화 영역에 의해서 자동으로 고 정밀 절단하는 장치(400)에서, 이 소스 기판과 층이 절단되는 조립체를 형성하고 상기 장치가 절단되는 조립체의 위치를 유지하는 수단(510) 이외에 절단 수단(531, 532)을 포함하는 것으로, 절단 수단은 절단되는 조립체에 작용하는 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 상기 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다.

Description

기판-층 절단 장치 및 이것에 관한 방법{SUBSTRATE-LAYER CUTTING DEVICE AND METHOD ASSOCIATED THEREWITH}

본 명세서에서의 "절단(cutting)"은 단일 소자 또는 조립체를 두개의 분리 부분으로 분리하고, 상기 부분들이 다시 결합하지 않는 것을 보증하는 것으로 이루어지는 동작을 의미하는 것에 유의한다.

아는 바와 같이, 이러한 유형의 절단은 본 발명의 범위 내에서 취화 영역에서 포함된다.

그리고 본 발명은 또한 소스 기판에 결합된 재료 층을 취화 영역에 의해 자동으로 고 정밀 절단하는 프로세스에 관한 것으로, 이 소스 기판 및 절단되는 층은 절단되는 조립체를 형성하고, 이 프로세스가 하기를 포함한다:

· 유지 수단에 대하여, 절단할 조립체의 위치 결정,

· 절단 수단에 의한 층의 절단.

본 발명은, 특히 약 100 미크론 두께 미만의 층의 절단에 적용되고, 특히 1미크론 두께 정도의 소위 "박(thin)"층을 절단하는데 적용되는 것에 유의한다.

전술한 바와 같은 이들 장치 및 프로세스는, "타켓 지지체(target support)"로 분리되는 소스 기판으로 이송될 수 있는 층(얇거나 아님)을 만드는데 이용된다.

기판은 통상 "웨이퍼"로 불리는 디스크의 형태이다. 웨이퍼는 실리콘과 같은 반도체 재료로부터 만들어질 수도 있다.

취화 영역은 웨이퍼의 주면(principal faces)에 평행한 평면을 따라 웨이퍼 내에 형성될 수 있다는 것은 공지이다.

이 취화 영역은 웨이퍼 상에 충돌되는 이온의 주입에 의해 만들어질 수도 있는데, 이들 이온은 상부 영역(본 명세서에서 소스 기판에 해당) 및 이온 소스에 인접한 하부 영역(본 명세서에서 절단되는 층에 해당)의 범위를 정하는 웨이퍼의 두께 내에 취화 층을 형성한다.

문헌 FR 2 681 472에는 박층을 제조하기 위한 이러한 프로세스의 예가 개시되어 있다.

취화 영역은 또한 본질적으로 공지의 어떠한 수단, 예를 들면, 치밀 재료의 두개의 영역 사이에 다공성 재료로 만들어진 중간 영역을 형성하거나, 기판(예를 들면, SOI(Silicon On Insulator)형 기판) 내에 매설되는 산화 층을 형성하거나, 본딩 영역이 상기 취화 영역에 해당하는, 두개의 층을 접합함으로써, 만들 수 있다.

수동 작업자는 이 취화 영역에서 절단하여 소스 기판과 절단되는 층을 가진 두개의 분리 소자를 형성할 수 있다.

그러나 수동 작업자의 호출은 층 생산 속도에 제한을 설정한다.

또한, 이 경우에, 작업 재현성은 불확실하다.

또한 전술의 문제를 해결하는 자동 절단 장치 및 프로세스가 공지되어 있다.

문헌 EP 925 888에는 이러한 장치 및 프로세스의 일례가 개시되어 있다.

이 문헌에서 장치는 2개의 주면 상의 소정 위치에 유지된 웨이퍼의 엣지에 워터 제트의 충격을 사용하며, 취화 영역을 공격하여 웨이퍼를 두개의 부분으로 분리한다.

그러나 이러한 장치의 설계 및 작업은 비교적 복잡하다. 특히, 특정 수단은, 웨이퍼의 각각의 두개의 면과 관련된 유지 수단이 웨이퍼의 두개 부분의 소정의 분리를 가능하게 하기 위해 필수적이다.

또한, 유지 수단은 전체 외주가 워터 제트에 의해 공격받도록 웨이퍼를 또한 회전시켜야 하고, 이것은 장치의 설계 및 작업의 복잡화를 더욱 증가시킨다.

문헌 EP 989 593에는, 또한, 층 절단 장치 및 프로세스가 개시되어 있다.

그러나 다시 한번, 특히 분리되는 웨이퍼의 두개의 부분의 위치를 유지하기 위해서, 복잡한 배치가 필수적이다.

본 발명은, 일반적으로 재료의 처리에 관한 것으로, 특히 전자 공학, 광학 또는 광 전자 공학용 기판에 관한 것이다.

보다 자세하게는, 본 발명은, 소스 기판에 결합된 재료 층을 취화 영역(embrittled area)에 의해 자동으로 고 정밀 절단하는 장치에 관한 것으로, 이 소스 기판 및 절단되는 층은 절단되는 조립체(assemble)를 형성하고, 상기 장치가 절단 수단 및 절단되는 조립체의 위치를 유지하기 위한 수단을 포함한다.

도 1은 Ⅱ-Ⅱ면이 정의되는 본 발명에 의한 절단 장치의 제1 실시예의 조립체의 개략 평면도,

도 2a 및 도 2b는, 도 1에 도시된 것과 같은 절단 장치에 위치된, 취화 영역을 포함하는 웨이퍼의 Ⅱ-Ⅱ면을 따른 두개의 개략 단면도,

도 3은 웨이퍼를 공격하여 층을 절단하는 도 1에 도시된 것과 같은 장치의 블레이드 측의 확대된 개략 입면도,

도 4는, 웨이퍼 공격 영역에 근접한, 도 1에 도시된 것과 같은 장치의 블레이드의 엣지의 확대된 개략 평면도,

도 5a 및 도 5b는 두개의 연속 위상으로 사용되는 개량된 절단 수단을 포함하는 본 발명에 의한 절단 장치의 제2 실시예에 각각 대응하는 평면도 및 측면도,

도 6은, 절단 동작이 수행되는 웨이퍼의 계면을 개략적으로 도시하는, 도 3의 도면과 유사한 도면,

도 7은, 절단 동작시 제1 위상에 대응하는 상기 수단의 제1 위치에서 웨이퍼 층을 절단하는, 도 5a 및 도 5b의 장치의 수단의 개략 평면도,

도 8은, 절단 동작시 제2 위상에 대응하는 제2 위치를 절단 수단이 갖는, 도 7의 도면과 유사한 도면,

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 해당하는 장치의 일부 절단 수단의 상세도,

도 10a 및 도 10b는 도 9의 절단 수단의 두개의 가능한 형상의 평면도,

도 11은 웨이퍼에서의 블레이드의 관통을 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 발명의 한 목적은, 특히 신뢰할 수 있고 단순한 방식으로 층, 특히 박층을 절단함으로써 전술의 문제를 해결하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 층이 취화 영역을 통하여 결합되는 기판 및 절단층의 대응 표면을 손상시키지 않고, 이러한 절단을 실시하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼 손상을 방지하기 위해 절단 동작 파라미터에 대해 정밀한 제어를 갖는 것과 이 작업의 동역학을 다른 웨이퍼 유형에 적용하는 것이다.

본 발명의 제1 특징에 의하면, 이 목적은 소스 기판에 결합된 재료 층을 취화 영역에 의해 자동으로 고 정밀 절단하는 장치를 사용함으로써 달성되고, 이 소스 기판 및 절단되는 층은 절단되는 조립체를 형성하고, 상기 장치가 절단 수단 및 절단되는 조립체의 위치를 유지하기 위한 수단을 포함하는 것으로서, 상기 절단 수단은 절단되는 조립체를 공격하는 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하기가 다소 바람직하지만, 본 발명에 따른 상기 장치의 실시 형태를 한정하는 것은 아니다:

·유지 수단은 심(shim)을 포함하고,

·심은 끼워 맞춰지고,

·블레이드는 이동 가능하고,

·유지 수단은, 절단되는 조립체의 한 쪽이 이들과 접촉하여 정지하고, 통상 절단되는 조립체의 반대 쪽이 블레이드에 의해 공격받게 배치되고,

·유지 수단은 심들의 조립체로 이루어지고,

·유지 수단은 단일 심으로 이루어지고,

·유지 수단은, 일단 블레이드가 절단되는 조립체를 공격하기 시작하면 블레이드의 절단면에만 절단되게 조립체의 위치를 유지하도록, 상기 절단면에 수직인 방향으로 상기 절단되는 조립체를 자유롭게 해 두게 하고,

·블레이드는, 이 블레이드가 절단되는 조립체의 취화 영역에 근접하게 위치되도록, 절단면에 수직인 방향을 따라 블레이드 위치 조정 수단을 구비하여 사용되고,

·블레이드는 자동 변위 수단에 장착되고,

·상기 자동 변위 수단은 절단면에서의 블레이드의 병진이동(translation)을 제어하고,

·상기 제어된 병진이동은 균일한 병진이동이고,

·블레이드의 선단 엣지(leading edge)는 절단되는 조립체의 윤곽에 대응하는 원형 윤곽을 가지고,

·블레이드 선단 엣지는 절단되는 조립체의 외주의 1/4을 덮고,

·절단 수단은 제1 절단 수단 및 제2 절단 수단을 포함하고,

·상기 장치는, 제1 절단 수단에 의한 절단의 진행을 나타내는 파라미터를 획득할 수 있는 센서, 및 상기 파라미터가 소정값에 도달할 때 제2 절단 수단의 트리거링 용도(triggering use)의 수단을 더 포함하고,

·상기 파라미터는 절단되는 웨이퍼의 부분들 사이의 공간의 측정에 관련이 있고,

·제1 절단 수단은 1개의 블레이드를 포함하고, 제2 절단 수단은 절단되는조립체에 대하여 대칭으로 배치된 2개의 블레이드를 포함하고,

·제2 절단 수단의 각각의 블레이드는 변위 수단 상에 자유롭게 변위할 수 있도록 장착되고, 각각의 블레이드의 선단 엣지는 절단되는 조립체를 그 외주부에서 접선 방향으로 공격하도록 위치 결정된다.

제2 특징에 의하면, 본 발명은 또한 소스 기판에 결합된 재료 층을 취화 영역에 의해 자동으로 고 정밀 절단하는 프로세스를 제안하고 있고, 이 소스 기판 및 절단되는 층은 절단되는 조립체를 형성하고, 상기 프로세스가,

유지 수단에 대하여 절단되는 조립체의 위치 결정,

절단 수단에 의한 층의 절단,

을 포함하는 것으로서, 유지 수단이 절단되는 조립체의 위치를 절단면에 유지하면서, 변위 수단과 관련된 절단 수단의 블레이드를 사용하여 절단이 행하여지는 것을 특징으로 한다.

하기가 다소 바람직하지만, 본 발명에 따른 프로세스의 특징을 한정하는 것은 아니다:

·프로세스는 절단되는 조립체의 노치(notch)에 블레이드의 삽입을 포함하고, 상기 노치는 취화 영역에 근접하게 위치되고,

·상기 노치는 대략 환형(annular) 형상 노치이고,

·이 프로세스는, 블레이드의 선단 엣지와 노치의 오목부 사이의 상호작용에 의해, 블레이드 및 절단되는 조립체가 삽입될 때, 블레이드 및 절단되는 조립체의 상대적 위치의, 절단면에 수직인 방향을 따른 자기-조정(self-adjustment)을 포함하고,

·절단되는 층의 분리파(separation wave) 뒤에 절단되는 조립체의 주면을 통하여 전송된 분석광(analysing light)이 뒤따르고,

·블레이드 변위 수단의 이동은 절단되는 층의 분리의 관찰에 종속되고,

·블레이드 변위 수단의 이동은 절단되는 조립체를 공격하는 이동 소자에 적용된 힘의 측정에 종속되고,

·절단의 진행을 나타내는 적어도 1개의 파라미터는 제1 절단 수단에 의해 수행되는 제1 절단 위상(phase) 동안 수집되고, 제2 절단 수단에 의해 이루어진 제2 절단 위상은 이 파라미터의 값의 함수로서 제어되고,

·제1 절단 수단은 절단되는 조립체를 제1 위치에서 공격하는 블레이드이고, 제2 절단 수단은 절단되는 조립체를 제1 절단 수단에 의해 공격된 상기 조립체의 부분으로부터의 거리에서 공격하고,

·제2 절단 수단은, 절단되는 조립체의 각 측에 두개의 블레이드를 포함하고 있고, 이 조립체에 대해 대칭적으로 이동된다.

본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예로써 주어진 본 발명의 다음 실시예를 읽은 후에 확실하게 된다.

먼저 도 1을 참조하면, 이 도면은, 웨이퍼(20)와 함께, 본 발명의 제1 실시예에 의한 절단 장치(10)를 도시한다. 웨이퍼는 절단되는 조립체를 형성한다.

이 장치(10)는 웨이퍼 면과 평행한(즉 수평면으로서 정의되는, 도 1의 평면에 평행한) 절단면을 따라 웨이퍼 층을 절단한다. 따라서 이 층은, 나머지 웨이퍼(20)를 형성하는 소스 기판으로부터 절단된다.

통상, 도 1은 평면도라고 하며, 따라서 본 명세서에서, 웨이퍼의 중간면에 수직인 방향을 수직 방향이라 지칭하는 것에 유의한다.

웨이퍼(20)의 형상은 통상 원형 형상이다. 이 웨이퍼는 실리콘 등의 반도체 재료로 만들어진 소스 기판이라고 불리는 기판을 포함하고, 상기 기판 자체는 전술한 것과 같은 취화 영역을 포함하고 있다.

취화 영역은 이 웨이퍼의 주면에 평행한 웨이퍼의 중간면을 따라 연장한다.

그리고 취화 영역은 웨이퍼로부터 분리될(예를 들면 이 층을 타겟 지지체에 이송시키기 위해) 기판 내층을 형성한다.

웨이퍼의 외주 둘레의 두개의 동심원은 웨이퍼를 둘러싸고 있는 환상 챔퍼(chamfer)(21)를 나타낸다.

명확하게 하기 위해, 챔퍼(21)를 나타내는 두개의 원 사이의 간격은 웨이퍼의 직경에 사용된 축척과 비교해 비교적 큰 축척으로 도시되었다.

이 챔퍼는, 상기 웨이퍼의 하부면 및 상부면으로부터의 어떤 거리를 두고, 웨이퍼의 측벽에 위치된다. 이 챔퍼와 이것의 목적은 상세히 후술한다.

웨이퍼(20)는 고정된 평면 샤시(100)의 중앙부(102)에 위치되고, 상기 샤시는 변위 지지체(120)에 고정된 블레이드(130)의 이 변위 지지체(120)와 심(110)을 지지하고 있다.

심(110)은 샤시(100)의 단부(103)에 고정되고(예를 들면 나사에 의해), 상기샤시(100)는 이동 가능한 중앙부(102)를 둘러싸는 두개의 단부(101 및 103)를 실제로 포함하고 있다.

심(110)은 웨이퍼의 측벽과 접촉하는 접촉 부분(111)을 포함한다. 이 접촉 부분(111)의 기하 구조는 오목하고 원형이며, 이것에 끼워 맞춰지는 웨이퍼 부분의 단면 부분에 맞게 되어 있다. 접촉 부분(111)은 수직 방향을 따른 각기둥이다(도 2a 및 도 2b에서 명확히 알 수 있는 바와 같음).

이 접촉 부분(111)은 웨이퍼(20) 벽과의 형상들의 상호작용으로 블레이드의 절단면에 수직인 수직 방향으로 웨이퍼의 이동이 가능하게 하는 다른 기하형상을 가져도 된다.

특히, 이 접촉 부분(111)은, 장치에 대한 웨이퍼 위치의 자기-조정을 더욱 용이하게 하기 위해서(이 자기-조정 특징은 아래에 상세히 설명됨) 약간의 노치 또는 돌기를 가질 수도 있다.

도 1의 실례에서는, 이와 같이 심의 접촉 부분(111)은 웨이퍼 외주의 1/4보다 약간 많이 덮는다. 하나의 변형에서는, 이 접촉 부분은 웨이퍼 외주의 1/4을 덮을 수 있다. 그리고 어느 경우라도, 이 접촉 부분은 블레이드에 의해 공격받는 웨이퍼의 위치를 유지하도록 웨이퍼 외주의 충분히 큰 부분을 덮어야 한다(아래에 설명된 바와 같음).

웨이퍼(20)는, 손 또는 적절한 자동 핸들링 수단에 의해, 심의 각기둥 접촉 부분(111)에 대해 정지하게 된다.

변위 지지체(120)는 고정된 샤시(100) 부분(101)에 고정된다. 이 지지체도블레이드(130)를 지지하여, 상기 블레이드를 웨이퍼쪽으로 병진이동시킨다(화살표 F의 방향을 따라서).

블레이드(130)는 웨이퍼를 공격하는 부분(131)을 포함하고, 이 부분(131)을 블레이드의 선단 엣지라고 하겠다.

심의 접촉 부분(111)과 같이, 선단 엣지(131)의 구조는 오목하고 원형이다. 그래서 일반적으로 이 원형 구조는 블레이드가 절단하는 웨이퍼 부분의 구조에 상보적이다. 전형적으로, 블레이드는 웨이퍼 외주의 대략 1/4 이상의 웨이퍼를 공격한다.

그러나, 선단 엣지(131)가 항상 원형일 필요는 없으며, 이것의 구조는 임의의 다른 형상일 수 있다는 것에 유의한다.

웨이퍼(20)는 변위 지지체(120)에 설치된 블레이드(130)와 심(110) 사이에 삽입된다. 이들 구성요소는 일렬로 정렬되고, 심과 블레이드는 웨이퍼를 중심으로 개략적으로 마주보고 있고 블레이드는 이 정렬의 F 방향을 따라 옮겨진다.

블레이드는 필요한 높이에서 웨이퍼의 측벽을 공격한다(블레이드의 위치도 상기 벽을 필요한 높이에서 공격하도록 높이가 조정 가능하고, 예를 들면 이 조정은 절단면에 수직인 방향을 따라 블레이드의 위치를 조정하는 수단에 의해 행해질 수 있음).

변위 수단(120)은 블레이드를 이동시켜 이것의 선단 엣지(131)가 웨이퍼의 측벽과 접촉하게 할 수 있고, 상기 벽을 넘어 소정 깊이까지 웨이퍼를 관통시킬 수 있다.

예를 들면, 이 관통 깊이는 1 센티미터일 수 있다. 그러나, 이것은 블레이드 부분의 형상과 웨이퍼의 특징 등(웨이퍼가 만들어지는 재료, 환형 챔퍼의 형상 등)의 파라미터의 함수로서 정의되어야 한다.

관통 깊이가 대략 1 센티미터 정도이더라도, 웨이퍼와 블레이드간의 물리적인 접촉 면적의 폭은 수 밀리미터(배제 영역의 폭에 상당) 이하가 되어야 한다는 것에 유의한다.

이 점에서, 블레이드 형상은 예를 들면 아래의 것을 포함하도록 개조되어야 한다.

·블레이드와 웨이퍼가 먼저 접촉하게 될 때 웨이퍼를 관통하는 두개의 경사면에 의해 정의되는 팁(tip), 여기서 경사면은 웨이퍼의 두 부분을 서로 분리시키는 쒜기(wedge)로서 기능한다.

·그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 팁 후방의 정해진 일정 두께의 부분. 이 일정 두께의 부분은 팁이 상기 웨이퍼를 관통한 후의 웨이퍼와 접촉하고 있는 블레이드 부분만이다. 이것은 이 블레이드 부분의 정해진 두께에 대응하여 서로 제어된 간격으로 웨이퍼 부분을 수용하므로, 웨이퍼의 제어된 절단을 용이하게 한다. 이 점에서, 실제로 사용되는 웨이퍼의 활성 부분에 상당하는 배제 영역(웨이퍼의 상면도)에 의해 둘러싸인 웨이퍼의 중앙부에 블레이드가 접촉하지 않아야 되므로, 블레이드와 웨이퍼간의 물리적인 접촉 영역의 크기는 제한되어야 하는 것이 중요하다는 것에 유의한다. 따라서 도 11은 웨이퍼 부분들 사이에 관통된 블레이드의 팁이 더이상 웨이퍼와 물리적인 접촉하지 않는 것을 도시하고 있고, 블레이드와 웨이퍼간의 접촉은 일정 두께의 블레이드의 폭(d1)을 갖는 부분으로 제한된다. 이 블레이드의 뒷면부의 일정 두께는 절단되는 웨이퍼 유형의 함수로서 정의되고, 예를 들면, 이것은 5 밀리미터 정도일 수 있다.

블레이드의 목적은 웨이퍼를 절단하는 것, 즉 위에서 정의된 바와 같이 2개의 개별 부분(실제로 두 부분은 소스 기판과, 분리되는 층임)로 분리하는 것이고, 상기 부분들이 이 분리 후 함께 다시 결합하지 않는 것을 보증하는 것이다.

따라서, 블레이드 부분은 도 2a, 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이 경사지게 된다.

보다 정확하게는, 본 발명에 의한 장치의 바람직한 용도가 이들 도면을 참조하여 설명된다.

이들 개략적인 도면은 예시적인 목적으로만 도시되고, 도시된 다른 구성요소(웨이퍼 층, 블레이드, 본 발명에 의한 장치의 다른 구성요소 등)에 사용되는 축척은 결코 실제의 축척이 아니라는 것에 유의한다.

이들 개략적인 도면은 도시된 웨이퍼(20)의 측벽(22)이 전적으로 각기둥이 아니라, 챔퍼(21)에 대응하는 환형 노치를 포함하는 것을 도시한다.

이 환형 노치는 상기 웨이퍼(20)를 형성하기 위해 기존에 알려진 프로세스(본딩 또는 그 이외의 것)에 의해 접합된 웨이퍼의 두 부분(20a 및 20b)의 둥글게 된 엣지를 함께 가져옴으로써 생성된다. 환형 노치(21)는 두 부분(20a 및 20b)간의 본딩 계면(203)에 해당한다.

강제 규격에 따르면, 반도체 웨이퍼의 엣지는, 우발적인 충격시 이들에의 손상이 제한되게 예리하지 않아야 하고, 따라서 부분(20a 및 20b)(이들 자신은 개별적으로 보면 "웨이퍼들"을 형성함)은 이들 표준에 따르고 이들의 엣지는 둥글게 되거나 또는 챔퍼된다.

그리고 도시된 웨이퍼는 본 발명의 바람직한 용도에 해당하며, 여기서 취화 영역(202)에 근접한 블레이드(130)에 의해 웨이퍼를 공격함으로써 얇은 층(201)이 절단된다.

보다 정확하게는, 이들 도면에 도시된 웨이퍼(20)는 웨이퍼가 만들어지는 두 부분(20a 및 20b)간의 본딩 계면(203)이 취화 영역(202)에 바로 인접하여 있도록 만들어진다.

그리고 이 경우, 블레이드(130)의 팁은, 오목부가 챔퍼를 형성하고 있는 환형 노치(21)에 관련된 이 본딩 계면에서 웨이퍼(20)를 공격하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 바람직한 관점에 따르면, 블레이드(130)가 수평 방향(F)을 따라 병진이동할 때, 블레이드(일반적으로 볼록, 예컨대 베벨형)의 선단의 형상과 모따기 형상의 환형 노치(chamfered annular notch)(일반적으로 오목)의 형상 간의 상호작용으로 블레이드에 관해서 웨이퍼의 높이의 자기-조정이 가능하다.

절단하는 동안, 웨이퍼는 수직 방향을 따라 자유 이동한다.

상방 웨이퍼 이동을 제한하는 것은 없다는 것을 도 2a에서 볼 수 있다.

하방 웨이퍼 이동에 대해서도 동일하고, 블레이드가 웨이퍼의 벽을 공격하기 시작하자 마자, 수평 샤시(102)의 이동부가 후퇴하여 웨이퍼는 수직방향으로 완전히 자유로운 상태로 둔다.

결과적으로, 블레이드가 본딩 계면(203)의 인접부에서 웨이퍼의 측벽에 맞물리기 시작하자 마자, 전술한 형상들의 상호작용으로 블레이드의 선단의 위치를 상기 결면의 중앙을 향하게 자기-조정이 될 수 있다.

블레이드의 초기 공격 높이가 미리 조정되었으므로, 대략 이 결합면에 향하게 된 것에 유의한다.

따라서, 보다 상세히 하면, 도 3에서, 블레이드(130)는, 블레이드의 베벨의 기울기와 챔퍼(21)의 환형 노치의 기울기 간의 형상들의 상호작용이 일어나도록, 먼저 본딩 결합면(203)의 인접부의 웨이퍼의 측벽을 공격한다.

블레이드의 선단 엣지의 두께(즉 블레이드의 팁의 곡률반경에 의한 상기 블레이드의 말단부의 두께)가 10 미크론, 또는 그 이상으로 이루어지는 것에 유의한다.

블레이드 자체는 수 밀리미터 두께이어도 된다.

또한, 본딩 계면(203)과 취화 영역(202) 사이의 거리는 블레이드의 치수보다 매우 작다.

이처럼, 블레이드가 웨이퍼의 측벽을 공격할 때, 블레이드의 선단 엣지의 베벨의 기하형상은, 절단면에 수직인 수직 방향을 따라 각 측면에 웨이퍼의 부분들을 분리하는 쐐기 효과를 발생한다.

그리고 웨이퍼의 두 부분을 서로 분리시키는 수직 응력의 경로는 인접부에서 취화 영역(202)에 자연스럽게 놓이게 된다.

본딩 계면(203)에 면한 영역내 취화 영역(202)으로부터 취화 영역(202)을 향한 수직 응력의 이런 전달을, 도 3에 상기 웨이퍼의 엣지 부근에 웨이퍼의 두 부분 사이의 절단선을 매우 개략적으로 나타내는 구속라인(C)으로 도시되어 있다.

이 라인(C)은 취화 영역(202)에 도달하여, 웨이퍼의 내측을 향하여 계속 서 있을 때(즉 도 3의 좌측을 향해), 절단선은 취화 영역(202)과 일치하게 된다.

이런 취화 영역(202)은 응력에 대한 "우물(well)" 을 나타내며, 웨이퍼가 수직방향을 따라 자유롭기 때문에, 전술한 계속된 자기-조정으로 블레이드는 챔퍼(21)에서 웨이퍼로 계속해서 관통하게 된다.

웨이퍼 내의 제한된 깊이를 제외하곤 어쨌든 블레이드가 웨이퍼에 접촉하지 않는다는 것을 언급하였다. 이 깊이는 수 밀리미터이고 웨이퍼의 비활성부("배제 영역)에 해당한다.

이 관점에서, 블레이드의 기하형상은, 블레이드가 웨이퍼를 "절단"("절단"은 이미 정의하였고, 슬라이싱(slicing) 효과에 해당하지 않음)하는 "절단" 도구로서 기능하지 않도록 이루어져 있다.

실제로, 블레이드의 베벨의 내각은, 블레이드가 실제로 웨이퍼를 관통하는 정도로 작은 것이 필요하지만, 또한 블레이드가 이송할 층(201)과 나머지 웨이퍼 사이를 관통하는 쐐기로서의 그 기능을 실제로 실행하도록 충분히 크게 이루어져야만 한다. 일단 블레이드가 웨이퍼를 관통하기 시작하면, 그 선단 엣지의 경사 엣지는 층(201)을 수직방향을 따라 나머지 웨이퍼에서 분리한다. 이 꼭지점각은 60°로 이루어질 수 있다.

이에 따라 (블레이드만이 웨이퍼로 제한된 깊이를 관통하지만) 웨이퍼의 대부분 또는 아마 전체 표면에 걸쳐 층(201)의 분리파가 전파될 수 있다.

수직 방향으로 상방 또는 하방 중 어느 하나로 웨이퍼의 이동을 제한하는 요소가 없다는 사실은, 블레이드가 작동하기 시작하는 수직 방향을 따라 웨이퍼는 그 위치를 자동적으로 조정할 뿐만 아니라, 이 분리 동안 자유롭고 대칭적으로 변형할 수 있음을 의미함을 유의한다.

이는 절단을 윤활하게 실행시킬 수 있게 하고, 특히 기판(20b)이 수정과 같은 취성 재료로 이루어질 때 층(201)과 기판을 악화시키는 위험을 감소시킨다.

블레이드는 웨이퍼를 관통할 정도로 상당히 단단하지만 층(201)의 표면과 기판의 손상을 피할 정도의 단단하지 않은 유연한 재료로 제조되어 있다.

예컨대, 블레이드는 염화비닐(PVC) 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 또는 테플론(등록상표) 등과 같은 재료로 제조될 수 있다.

그리고 블레이드는 층(201)을 나머지 웨이퍼로부터 충분히 분리된 상태에 있게 하고 층(201)의 분리파가 웨이퍼의 대부분의 표면에 대해 효과적으로 전파하는 것을 보장할 수 있는 충분한 두께로 이루어져야 한다.

본 출원인은 5 밀리미터 정도의 두께가 이 목적에 적합하다는 것을 결정하였다.

도 4는, 전술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시 형태에 대응하는 장치(10)에 대하여, 블레이드의 엣지에 근접하게 관찰되는, 층(201)의 분리파(D)를 도시한다.

분리파는 웨이퍼가 두 부분으로 분할될 때 관찰되는 전선(front)인 것으로 정의될 수 있으며, 층(201)이 나머지 웨이퍼로부터 분리하는 라인을 구체화한다.

이에 대해, 도 2b는 본 발명의 바람직한 변형예를 도시하는 것으로, 웨이퍼 아래에 놓여지고 웨이퍼에 지향되는 광원(30)(예컨대 적외선 램프)과, 웨이퍼를 통해 전달된 광선을 수집하기 위해 웨이퍼의 타측에 놓여진 카메라(40)에 의해 층(201)의 분리파의 진행이 연속적으로 표시되어 있다.

고정 샤시의 중앙부(102)가 후퇴한 후에만 광원은 웨이퍼를 향하게 할 수 있다.

광원(30)으로부터의 방사 출력에 투명한 중앙부(102)가 또한 사용될 수 있다.

웨이퍼의 주면을 향하는 지지요소가 존재하지 않는다는 사실로부터 양호한 조건하에서 이런 분리파를 관찰할 수 있음을 알 수 있을 것이며, 웨이퍼의 주면을 적소에 유지하는 수단을 구비하는 종래 기술에 따른 자동장치의 경우엔 그렇지 않다.

분리파의 제어된 진행을 얻기 위해 변위 규제 루프를 제공함으로써, 카메라(40)에 의한 관찰에 따라 블레이드 변위 지지체(120)의 이동이 행해지게 하는 것도 가능하게 한다.

장치의 절단 수단의 변위를 제어하는 이 면은 본 발명의 제2 실시 형태를 참조로 이하에서 보다 상세히 후술한다.

변위 지지체는 또한 블레이드의 연속 병진이동을 가능하도록 프로그램될 수 있다. 이는 웨이퍼의 구조가 간단할 때 특히 유용하다.

그러나, 서로 접합된 다수의 층으로 이루어진 웨이퍼의 경우에, 블레이드를간헐적으로 전방으로 이동하는 것이 바람직할 수 있다(전술한 규제 수단이 또한 이 경우에도 사용되는 것이 바람직하다).

투명한 하부 기판(20b)(예컨대 석영)에 형성된 웨이퍼의 경우에, 카메라(40)가 웨이퍼 바로 밑에(도 2b에서 광원(30)의 위치에) 놓여져, 하부 기판을 통한 투명함에 의해 분리를 관찰할 수도 있다.

단일 심(110)은 다수의 고정된 심을 구비하는 심의 조립체로 대체될 수도 있고, 이에 의해 수평 절단 평면에 웨이퍼를 고정시키고 수직방향으로는 자유롭게 이동되게 할 수도 있다.

본 발명이 환형 챔퍼가 없는 웨이퍼에 사용되는 경우, 블레이드의 선단 엣지가 웨이퍼를 공격할 위치를 면하는 웨이퍼의 벽에 오목 형상 노치를 형성하여, 형상들간 상호작용과 전술한 자기-조정이 이루어질 수 있게 하는 것이 가능할 것이다.

또한 동일 변위 지지체에 장착되거나, 서로에 독립적인 대응하는 변위 수단에 장착되는 다수의 블레이드를 제공하는 것이 가능하다.

이 면에 대해서는 본 발명의 제2 실시 형태에 관해서 기술한다.

본 발명을 간략화된 것에서, 블레이드 또는 블레이드들을 변위시키는 수단은 크랭크 핸들과 같은 수동 장치에 의해 활성화될 수도 있다.

어쨌든, 블레이드(들)가 웨이퍼를 공격할 때 단일 분리파를 발생하는 것이 바람직하다는 것을 알아야 한다.

웨이퍼의 외주 주위의 서로 다른 위치들에서 시작되어 서로 다른 방향들로전파하는 두 개의 서로 다른 파들의 교차점에서 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 여러 블레이드가 제공되는 경우, 적합한 구성은 하나의 블레이드가 팁으로서 미리 전진 이동하고, 나머지 블레이드들이 후방에서 그리고 그 측면에서 제1 블레이드의 공격을 넘겨받아, 제1 블레이드에 의해 시작된 동일 분리파를 전파시키는 것에 기여하게 하는 구성이다.

그러나, 웨이퍼가 이의 중간지점에서(블레이드의 중심과 심의 중심을 결합하는 장치의 종방향 축선 상의) 초기에 공격을 받는 것이 필수는 아니다. 왜냐하면, 블레이드는 비대칭 윤곽을 가질 수 있어 팁을 일 측면에만 전방 이동하고, 다른 측면 앞의 웨이퍼의 일 측면을 공격할 수도 있기 때문이다.

블레이드가 고정되고 심이 이동 가능한 것도 또한 가능한데, 어쨌든, 두 요소 중 하나만이 이동 가능하여야 한다. 그리고 모든 경우에서, 전술한 웨이퍼의 위치의 자기-조정에 대한 제공된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

절단하는 동안 블레이드에 인가된 힘을 감시하기 위해서, 블레이드에 압력 센서 또는 힘 센서를 사용하는 것이 가능하다.

블레이드(또는 이동 요소)의 전진은 또한 이들 힘의 함수로서 규제될 수 있다. 이 규제는 전술한 분리파의 함수로서, 또는 대안 규제로서의 규제와 함께 사용될 수 있다.

도 5a 및 도 5b, 도 7, 도 8 및 도 10은 본 발명의 제2 실시 형태를 구현하기 위한 장치(50)를 도시한다.

전술한 장치(10)와 같이, 이 장치(50)는 웨이퍼(20)의 엣지를 절단하도록 설계된다.

도 5a는, 전술한 장치(10)의 구성과 유사한 방식으로, 심(501)과 심에 관해서 이동 가능하도록 변위 수단(520)에 의해 지지되는 제1 블레이드(530)가 웨이퍼(20) 둘레에 도시되는 개략적인 상면도를 도시한다.

도 5b의 좌측부에 도시된 심(510)은 고정되며, 블레이드(530)가 웨이퍼를 공격하기 위해 웨이퍼를 향해 이동될 수 있다.

웨이퍼 자체는 심(510)과 블레이드(530) 사이에 배치되는 것이 바람직하므로 이들 세 요소가 축선을 따라 일렬로 놓여지고 또한 블레이드(530)의 변위의 방향에 대응한다.

전술한 장치(10)와 달리, 블레이드(530)의 형상은, 대부분의 웨이퍼의 외주가 공격될 수 없도록 이루어지는 것을 도 5a에서 볼 수 있다.

한편, 상면도에서 볼 수 있는 바와 같이 이 블레이드(530)의 기하형상은 델타(delta) 형상을 갖고, 일 꼭지점은 공격하기 위해 웨이퍼를 향한다(웨이퍼 외주의 작은 부분을 공격하기 위해서 델타의 "꼭지점"은 절단되어 있다).

도 7 및 도 8을 참조하면, 장치(10)의 블레이드(130)의 경우와 같이, 제1 블레이드(530)의 선단 엣지의 기하형상이 또한 원형으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 제2 실시예 중 하나의 특징적인 면에 따르면, 장치(50)의 절단 수단은 제1 절단 수단을 형성하는 제1 블레이드(530)에 부가하여 제2 절단 수단을 구비한다.

이 제2 절단 수단은 블레이드(530)의 변위 방향에 평행한 웨이퍼의 중간 축(도 5a에 도시된 축(A))의 각각의 측면에 배치된 2개의 블레이드(531 및 532)에 의해 나타내어진다.

이들 각각의 블레이드(531 및 532)는, 제1 위상에 상응하는 제1 블레이드(530)에 의한 이 웨이퍼의 맞물림 후에, 절단 동작의 제2 위상으로 웨이퍼(20)와 맞물리도록 설계되어 있다.

따라서, 블레이드(531)는,

· 제1 블레이드의 공격 방향(A)에 대해 웨이퍼의 제1 측면상에서, 제1 블레이드(530)가 웨이퍼를 공격하는 부분으로부터 좀 떨어져 웨이퍼(20)를 공격하고,

· 웨이퍼 외주 둘레에서 이 공격을 연속하는 것이 가능하도록,

궤적을 따라 상기 블레이드를 변위시키도록 변위 수단(521)에 의해 지지된다.

유사하게, 제2 블레이드(532)는 축(A)의 타측상에서 변위 수단(522)에 의해 지지된다.

도 5a, 도 5b, 도 7 및 도 8에 도시된 도면에서, 두개의 변위 수단(521 및 522)이 웨이퍼의 중간 길이 방향 축(A)을 향해 수렴하는 두개의 대칭하는 수직선 단면을 따라 블레이드(531 및 532)를 변위시키도록 배치된다.

본 발명의 제2 실시예에서, 제1 절단 수단(블레이드(530), 또는 적어도 하나의 블레이드를 구비하는 블레이드 조립체)은 제1 절단 위상 동안 웨이퍼(20)를 공격한다.

센서가 제1 블레이드(530)에 의해 실행된 절단 동작을 나타내는 파라미터의진행을 감시한다.

제2 절단 위상은, 이 센서로부터 출력된 신호의 함수로서, 적절한 제어 수단에 의해 자동적으로 트리거된다.

제2 위상은 제2 절단 수단(여기에 예시된 두개의 블레이드(531 및 532) - 그러나, 제2 절단 수단은 임의의 수의 블레이드로 구성된 조립체로 형성될 수 있다)의 사용에 해당한다.

제2 절단 위상 트리거 수단에 저장된 바와 같이, 제1 블레이드(530)에 의해 실행된 절단 동작을 나타내는 상기 파라미터의 소정값에 도달한 후에만 제2 절단 수단이 시작된다.

특히, 제1 블레이드(530)에 의해 실시된 절단 작동을 나타내는 이 파라미터는 웨이퍼의 두개의 부분 사이에 관찰된 공간과 관련되어 있다(또는 공간 그 자체의 값일 수 있다).

이 경우, 제2 절단 수단은 웨이퍼의 두개의 부분 사이에 주어진 공간으로부터의 개시에 사용된다.

또한, 제1 블레이드(530)에 의해 실행된 절단 동작(예컨대, 분리파의 진행)을 나타내는 또다른 부가적인 파라미터 또는 선택적인 파라미터를 사용할 수 있다.

따라서, 특히, 광학, 기계적 또는 다른 유형의 센서가 제1 절단 수단의 공격에 의해 야기된 분리의 진행, 또는 절단되는 층과 웨이퍼의 나머지 사이의 공간을 특징짓는데 사용될 수 있다.

모든 경우에, 제2 위상은 제1 위상중 절단에 의한 진행을 나타내는 파라미터가 하나 이상의 소정값에 도달될 때에만 트리거된다.

카메라가 센서로 사용된다면, 예컨대 웨이퍼(20) 아래에서 석영 윈도우 밑에 위치되는 적외선 카메라일 수도 있다. 이러한 유형의 윈도우는 참조부호 502로서 도 5b에 도시되어 있다.

카메라는 상이한 파장으로 작동하는 광학 카메라일 수도 있다. 이러한 특징의 카메라의 적용은 특히 절단되는 층이 분리되는 웨이퍼의 소스 기판의 본질의 함수로서 이루어진다.

전술한 센서와 상호작용하여 제1 블레이드(530)에 결합되는 힘 센서를 사용할 수도 있다.

모든 경우에, 제1 위상 동안 절단의 진행을 나타내는 파라미터의 센서는 제2 위상을 트리거하기에 충분하다.

그리고 이 또는 이들 센서로부터의 신호(들)가 제2 위상 동안 제2 절단 수단의 진행을 조절하는데 사용될 수도 있다.

제1 절단 수단이 제2 위상 동안 적소에 고정될 수 있으므로, 웨이퍼를 공격하는 웨이퍼 부분 사이에서 쐐기 효과를 연속해서 발생시키는 것에 유의한다.

·일 변형예에서, 제1 절단 수단이 제2 절단 위상 동안 웨이퍼 상에 그 공격을 계속할 수 있으므로, 제1 및 제2 절단 수단은 이 위상 동안 상호작용하여 사용된다.

따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 초기 단계에서 제1 블레이드(530)의 변위를 제어할 수 있으므로, 모든 웨이퍼 자체의 벽을 공격한다.

블레이드의 변위 속도는 제1 절단 위상 동안 정밀하게 제어된다. 통상, 이 속도는 0.5 mm/초와 5mm/초 사이에 있는 것에 유의한다.

또한, 각각의 절단 위상이 매끄럽게 발생하는 것을 조사하기 위해 제2 상태를 트리거하는 센서 위에 부가 수단을 겹쳐놓을 수 있다.

따라서, 힘 측정 시스템 또는 블레이드 변위 속도 측정 시스템은 제1 블레이드가 제1 위상에 상응하는 웨이퍼를 공격하면서 사용될 수 있다.

이 경우에, 웨이퍼를 공격함에 따라, 제1 블레이드에 의해 적용된 힘, 및/또는 그 전진 속도가 제1 위상 동안에 연속적으로 변화될 수 있으므로, 이 제1 위상은 최적 상태하에서 실행될 수 있다.

또한, 제1 위상과 제2 위상 사이의 천이를 트리거하는 센서로부터의 측정값을 이용하여 상기 블레이드와 연관된 상태 중 각각의 블레이드의 변위를 정밀하게 제어할 수 있다.

제1 수단에서 제2 수단으로의 경로는 제1 위상 동안 절단의 진행을 나타내는 측정값에 의해 제어되므로, 두개의 절단 수단이 연속해서 실행되는 사실은 최적 상태하에서 웨이퍼의 일단으로부터 타단으로 분리파가 진행될 수 있음을 의미한다.

또한, 이는 다수의 분리파의 형성을 방지하는 수단을 제공한다.

도 6은 절단되는 웨이퍼의 본딩 계면에 대한 블레이드(530)의 위치를 도시한다.

다시, 두개의 절단 수단의 블레이드는 이 본딩 계면에 대체로 마주하게 전치될 수 있다. 또한, 제1 블레이드에 의한 공격 후, 웨이퍼 아래에 배치된 지지체가수직 방향을 따라 웨이퍼에 자유롭게 남겨지도록 후퇴될 것이므로, 전술한 자기-조정을 가능하게 한다.

도 7 및 도 8은 두개의 절단 위상 동안 두개의 절단 수단의 상면도를 개략적으로 도시한다.

이와 같이, 도 7에서, 제1 블레이드(530)와 연관된 변위 수단은 그 벽을 공격하여 (도 7 및 도 8에서 다수의 연속 위치가 도시되어 있는) 분리파(D)를 발생시키도록 웨이퍼(20)와 블레이드를 접촉시킨다.

이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 블레이드(530)는 그 외주의 연속 부분에 걸쳐 웨이퍼를 공격하도록 곡면의 선단 엣지를 갖는 "초승달(crescent)" 형상을 가질 수 있다.

적절한 센서가 이 분리파(D)의 진행, 및/또는 이 제1 절단 위상의 진행을 나타내는 다른 어떤 파라미터를 따른다.

제2 절단 수단(그러므로, 제2 절단 위상)은 이 센서로부터 출력된 신호가 소정의 임계값에 도달할 때 활성화된다(도 8 참조).

전술한 바와 같이, 제2 위상은 또한 제1 위상의 진행과의 다른 점을 나타내는 다른 센서에 의해 출력된 신호의 제어 하에서 트리거될 수 있다. 이 경우, 다른 센서로부터의 기초 신호로 발생된 하나 또는 여러개의 복합 신호가 사용될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제2 위상 동안 제1 블레이드(530)가 고정될 수 있으며, 제2 절단 수단이 활성화되면서 제1 위상 동안 도달되는 최대 진행 점에서 적소에 머무른다.

여기에 설명된 경우에서, 이 제2 절단 수단은 제어된 궤적을 따라 순차적으로 웨이퍼를 공격하도록 상응하는 수단(521 및 522)에 의해 이동되는 두개의 블레이드(531 및 532)를 구비한다.

블레이드의 진행은 웨이퍼 파손의 위험을 야기시키는 웨이퍼 내로의 블레이드의 관통을 만드는 과도한 힘의 적용을 방지하기 위해 힘 센서로부터 출력된 신호에 의해 각각의 상태 중 제어될 수 있다.

분리파(D)는 제2 위상 동안 이루어진 공격의 결과로서 최적 상태하에서 연속으로 진행한다.

도 9는 제2 절단 수단의 블레이드의 구조에 대한 부가적인 정보를 제공하며, 이들 두개의 블레이드는 동일하다. 두개의 블레이드가 서로 종속되는 대응하는 변위 수단에 의해 웨이퍼의 길이 방향 A축에 대해 대칭 이동되는 것에 또한 유의한다.

이 도면에서, 블레이드(532)는 블레이드의 궤적을 안내하는 2개의 레일(5321 및 5322)을 슬라이드한다.

레일들이 수직인(즉, 웨이퍼의 절단면에 수직인 방향) 도 9의 구성에서, 이 블레이드는 그 선단 엣지가 레일에 의해 안내되는 수평 절단면에 평행하게 지향하도록 우각을 형성한다.

또한, 그 수평 절단면에 블레이드(532)를 지지하도록 상기 타측 위에 레일이 배치될 수도 있다. 이 경우, 레일은 웨이퍼를 향해 회전되며 블레이드(532)는 우각 엘보우를 포함하지 않는다.

따라서, 블레이드(532)는 웨이퍼를 접선방향으로 공격할 수 있으며, 다음으로 그 외주 부분(P2) 둘레를 연속적으로 공격한다(블레이드(531)는 그 외주의 대칭부(P1)에서 웨이퍼를 여전히 공격할 수 있다).

도 9는 단면으로 도시된 블레이드(532)의 바람직한 실시예이다.

이 도면에서, 블레이드의 선단 엣지(5320)의 단면의 형상이 둥글게 되므로(도 9의 블레이드 부분의 음영부에 상응하는 상기 단면), 이 블레이드는 웨이퍼 파손을 야기하는 위험 없이 웨이퍼 내를 관통할 수 있다.

웨이퍼의 두개의 부분이 제1 블레이드(530)에 의해 분리될 때까지 이 블레이드(532)가 웨이퍼 내를 관통하지 않는 것에 유의한다. 따라서, 블레이드(532)는 분리를 시작하는 작용을 실행하지 않으며, 제1 블레이드에 의해 시작된 분리를 단순히 전파한다.

또한, 상기에서 알 수 있는 바와 같이 블레이드(532)의 형상은 (도 9의 화살표(V)의 방향을 따라 블레이드(532)의 수직 하방 도면에 대응하는) 원형일 수도 있다.

따라서, 도 10a는 이 도면에서 원형인 선단 엣지의 형상에 대한 블레이드(532)의 상면도를 나타낸다.

직사각형 형상 상면도(또는 날카로운 엣지를 갖는 다른 형상의 상면도)를 갖는 블레이드(532)가 사용되면, 블레이드 변위의 정면에 있는 이 블레이드의 측면 엣지(53210), 또는 선단 엣지를 실제로 형성하는 블레이드의 부분과 상기 측방 엣지 사이의 측면 쐐기(53211)에 의해 웨이퍼를 공격하는 위험이 있을 수 있다(도 10b 참조).

제1 실시예에 대한 설명, 특히 웨이퍼의 절단, 그 챔퍼, 각각의 블레이드의 공격 중 블레이드의 선단 엣지의 기하형상, 각각의 블레이드 및 웨이퍼의 자기-조정, 및 심- 이 경우, 심(510)-의 조립체에 대한 설명은 이 제2 실시예에 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 이 제2 실시예에서, 심(510)은 다수의 블레이드가 고정될 때, 제1 절단 위상 및/또는 제2 위상 동안 이동될 수도 있다.

도 3 및 도 6에 도시된 것과 유사한 사시도를 개략적으로 도시하며, 블레이드(530)가 개략적으로 도시되어 있는 도 11을 참조하면, 대략 7mm로 절단하는 동안, 블레이드가 깊이(d1 + d2)를 관통할 수 있다면, 이 깊이는 블레이드와 웨이퍼의 "내부" 벽 사이의 접촉 영역의 길이(d1)에 해당하지 않는다.

이 접촉 길이는 일반적으로 단지 약 2mm이고, 한편 블레이드 및 웨이퍼 사이의 어떤 접촉도 야기하지 않고, 상기 선단 엣지의 팁의 베벨링 부분이 길이(d2)로 대략 5mm에 도달할 수 있다.

상기 블레이드의 상기 웨이퍼로의 초기 침투 후에(상기 선단 엣지의 팁이 실제로 상기 웨이퍼와 접촉하고 있음), 따라서 상기 블레이드의 일정 두께 부분만이 약 2mm의 접촉 길이에 걸쳐 상기 웨이퍼와 접촉하고 있다. 이 접촉은 절단되는 상기 웨이퍼의 부분 사이의 제어 공간을 유지한다.

그리고 이 부분의 길이(d1)는, 약간의 작은 결함을 포함할 수 있는 상기 웨이퍼의 주위 표면 영역인 웨이퍼 배타적 영역의 깊이와 대략 동등하고, 따라서, 절단시, 및 초기 침투 후, 상기 블레이드는 단지 배제 영역(상기 웨이퍼에서 보다 깊은 유효 범위(useful region)를 손상시킬 위험이 전혀 없음) 내에서 상기 웨이퍼와 상호작용한다.

따라서, 완전히 자동으로 동작하는 고 정밀 절단 조립체는 각각의 2개의 실시예로 형성될 수 있다.

명백하게는, 전술의 장치는 어떤 목적을 위한 웨이퍼 층을 절단하는데 사용될 수도 있다. 층은 전술한 바와 같은 타겟 지지체 상에 이송되도록 절단될 수 있고, 또는 서로 접합된 층이 절단될 수 있다(예를 들면 접근이 재요청되는 수리층(recondition layer)에, 이들 층은 수리 후에 다시 접합될 수 있다).

Claims (29)

1. 소스 기판에 결합된 재료 층(201)을 취화 영역(202)에 의해 자동으로 고 정밀 절단하는 장치(10, 50)에서, 이 소스 기판 및 절단되는 층은 절단되는 조립체를 형성하고, 상기 장치가 절단 수단(130, 530, 531, 532) 및 절단되는 조립체의 위치를 유지하기 위한 수단(110, 510)을 포함하는 것으로, 상기 장치에 있어서,

   상기 절단 수단은 절단되는 조립체를 공격하는 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유지 수단은 심(shim)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 심은 끼어 맞춰지는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드(들)는 이동 가능한 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 수단은, 절단되는 조립체의 한 쪽이 이들 유지 수단과 접촉하여 정지하고, 통상 절단되는 조립체의 반대 쪽이 상기 블레이드에 의해 공격받도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 수단은 심들의 조립체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 유지 수단은 단일 심(110, 510)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 유지 수단은, 일단 상기 블레이드가 절단되는 상기 조립체를 공격하기 시작하면 상기 블레이드의 절단면에만 절단되게 상기 조립체의 위치를 유지하도록, 상기 절단면에 수직인 방향으로 상기 절단되는 조립체를 자유롭게 해 두게 한 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드는, 이 블레이드가 절단되는 조립체의 취화 영역에 근접하게 위치되도록, 이 절단면에 수직인 방향을 따라 블레이드 위치 조정 수단을 구비하여 사용되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드는 60°정도의 꼭지점각을 갖는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드는 자동 변위 수단에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
12. 제11항에 있어서, 자동 변위 수단은 절단면에서의 블레이드의 병진이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 제어된 병진이동은 균일한 병진이동인 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드의 선단 엣지는 절단되는 조립체의 윤곽에 대응하는 원형 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 블레이드 선단 엣지는 절단되는 조립체 외주의 1/4 을 덮는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 수단은 제1 절단 수단(530) 및 제2 절단 수단(531, 532)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 장치는, 제1 절단 수단에 의한 절단 동작의 진행을 나타내는 파라미터를 획득할 수 있는 센서, 및 상기 파라미터가 소정값에 도달할 때 제2 절단 수단의 트리거링 용도(triggering use)의 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
18. 제17항에 있어서, 파라미터는 절단되는 웨이퍼의 부분들 사이의 공간의 측정과 관련이 있는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 절단 수단은 1개의 블레이드(530)를 포함하고, 상기 제2 절단 수단은 절단되는 조립체에 대하여 대칭으로 배치된 2개의 블레이드(531, 532)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 제2 절단 수단에서의 각각의 블레이드는 변위 수단(5321, 5322) 상에 자유롭게 변위할 수 있도록 장착되고, 각각의 블레이드의 선단 엣지는 절단되는 조립체를 그 외주부에서 접선 방향으로 공격하도록 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 장치.
21. 소스 기판에 결합된 재료 층을 취화 영역에 의해 자동으로 고 정밀 절단하는 프로세스에서, 이 소스 기판 및 절단되는 층이 절단되는 조립체를 형성하고, 상기 프로세스가,

    ·유지 수단에 대하여 절단되는 조립체의 위치 결정,

    ·절단 수단에 의한 층의 절단,

    을 포함하는 것으로, 상기 프로세스에 있어서,

    상기 유지 수단이 절단되는 조립체의 위치를 절단면에 유지하면서, 변위 수단과 관련된 절단 수단의 적어도 1개의 블레이드를 사용하여 절단이 행하여지는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
22. 제21항에 있어서, 절단되는 조립체의 캐비티로의 블레이드의 삽입을 포함하고, 상기 캐비티는 취화 영역에 근접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
23. 제22항에 있어서, 상기 캐비티는 대략 환형 형상 캐비티인 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 프로세스는, 블레이드의 선단 엣지와 캐비티의 오목부 사이의 상호작용에 의해, 블레이드 및 절단되는 조립체가 삽입될 때, 블레이드 및 절단되는 조립체의 상대적 위치의, 절단면에 수직인 방향을 따른자기-조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 절단되는 층의 분리파 뒤에 절단되는 조립체의 주면(principal faces)을 통하여 전송된 분석광이 뒤따르는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
26. 제25항에 있어서, 블레이드 변위 수단의 이동은 절단되는 층의 분리의 관찰에 종속되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 절단 동작의 진행을 나타내는 적어도 1개의 파라미터는 제1 절단 수단에 의해 수행된 제1 절단 위상 동안 수집되고, 제2 절단 수단에 의해 이루어진 제2 절단 위상은 상기 파라미터 값의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 절단 수단은 제1 위치에서 절단되는 조립체를 공격하는 하나의 블레이드(530)이고, 제2 절단 수단은 제1 절단 수단에 의해 공격된 상기 조립체 부분으로부터 어느 정도 거리를 두고 절단되는 조립체를 공격하는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.
29. 제28항에 있어서, 제2 절단 수단은 절단되는 조립체의 각각의 측면에 2개의블레이드를 포함하고, 상기 조립체에 대하여 대칭적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 기판-층 절단 프로세스.