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KR20080103982A - 웨이퍼 가공방법 - Google Patents

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KR20080103982A
KR20080103982A KR1020087021347A KR20087021347A KR20080103982A KR 20080103982 A KR20080103982 A KR 20080103982A KR 1020087021347 A KR1020087021347 A KR 1020087021347A KR 20087021347 A KR20087021347 A KR 20087021347A KR 20080103982 A KR20080103982 A KR 20080103982A
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KR
South Korea
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wafer
back surface
grinding
tape
thickness
Prior art date
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Application number
KR1020087021347A
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English (en)
Inventor
다까유끼 가네꼬
Original Assignee
가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔
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 가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔 filed Critical 가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔
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Abstract

레이저 다이싱장치에 의해 다이싱된 웨이퍼를 할단(割斷) 되지 않고 후속 공정에 공급할 수 있는 웨이퍼 가공방법을 제공한다. 웨이퍼(W)의 이면을 연삭 가공하고, 연삭 후의 웨이퍼의 이면을 연마 가공하여 웨이퍼의 최종 가공두께(T1) 보다 두꺼운 두께(T2) 까지 웨이퍼의 이면을 가공하는 제 1의 기계가공스텝과, 제 1의 기계가공 후 웨이퍼의 외주보다 0.1 ∼ 10㎜의 비개질영역 내측에 레이저광을 조사하여 웨이퍼의 내부에 개질영역을 형성하는 개질영역 형성스텝과, 개질영역 형성 후의 웨이퍼의 이면을 연삭 가공하고, 연삭 후의 웨이퍼의 이면을 연마 가공하여 웨이퍼의 최종 가공두께(T1) 까지 웨이퍼의 이면을 가공하는 제 2의 기계가공스텝을 구비한다.
웨이퍼, 다이싱, 다이본딩, 와이어 본딩, 칩.

Description

웨이퍼 가공방법{WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은 웨이퍼 가공 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼의 평면 가공으로부터 칩 사이즈로 절단된 웨이퍼의 마운트까지를 결함 없이 실시하기에 매우 적합한 웨이퍼 가공방법에 관한 것이다.
반도체장치나 전자부품 등의 제조공정에서는 먼저 표면에 반도체장치나 전자 부품 등이 형성된 웨이퍼에 대하여 프로빙(probing), 다이싱(dicing), 다이본딩(die bonding) 및 와이어 본딩(wire bonding) 등의 각 공정을 거친 후, 수지 몰드되어 반도체장치나 전자부품 등의 완성품으로 되는 것이 일반적이다.
그런데 근래 메모리 카드나 박형(薄型) IC카드 등에 조립되는 극박(極薄)의 반도체장치나 전자부품 등의 수요가 높아지고 있어 두께가 100㎛ 이하의 극박(極薄) 웨이퍼의 요구가 증대하고 있다. 이 때문에 종래에는 프로빙(probing) 공정의 후에, 다이싱(dicing) 공정에 의해 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할하고 있었지만, 이것 대신에 다이싱 공정의 전에 웨이퍼의 이면을 연삭(백 그라인딩) 하여 100㎛ 이하의 극박(極薄) 웨이퍼로부터 다이싱을 실시하게 되었다.
이러한 배경 하에, 종래의 반도체장치나 전자부품 등의 칩 제조방법에서는 도 16의 플로우도에 나타낸 바와 같이 아래와 같은 순서로 칩을 제조한다.
먼저, 표면에 반도체장치나 전자부품 등이 다수 형성된 웨이퍼의 표면을 보호하기 위해, 한 면에 점착제(粘着劑)를 가지는 보호 시트(보호 테이프라고도 칭해진다)가 웨이퍼 표면에 붙여진다(스텝 S101). 다음에, 웨이퍼를 이면으로부터 연삭하여 소정의 두께로 가공하는 이면 연삭공정을 실행한다(스텝 S103).
이면 연삭공정 후, 한 면에 점착제(粘着劑)를 가지는 다이싱시트(다이싱테이프라고도 칭해진다)를 이용해 웨이퍼를 다이싱용 프레임에 설치하는 프레임 마운트 공정을 실행하여 웨이퍼와 다이싱용의 프레임이 일체화 된다(스텝 S105). 이 상태에서 웨이퍼를 다이싱시트 측에서 흡착해 표면에 부착되어 있는 보호시트가 박리된다(스텝 S107).
보호시트가 박리된 웨이퍼는 프레임마다 다이싱소(dicing saw)로 반송되어 고속 회전하는 다이아몬드 블레이드로 개개의 칩으로 절단된다(스텝 S109). 절단된 개개의 칩은 도 17에 나타낸 바와 같이 다이싱시트(S)에 부착된 채로 뿔뿔이 흩어지지 않게 되어 웨이퍼 상태를 유지하고 있으므로 여기에서는 편의상 이 웨이퍼 상태를 유지한 칩(T)의 집합체도 웨이퍼(W)라 부르기로 한다.
절단된 웨이퍼(W)는 익스팬드 공정에서 다이싱시트(S)가 방사상으로 길게 늘어져 개개의 칩(T)의 간격이 넓혀져(스텝 S111), 칩 마운트공정에서 리드 프레임 등의 패키지 기재(基材)에 마운트 된다(스텝 S113). 이상과 같은 공정에 의해 칩이 제조된다.
그런데, 종래의 칩 제조방법에서는 두께가 100㎛ 이하의 극박(極薄)의 웨이퍼(W)를 다이싱소에 의해 절단했을 때 절단시에 웨이퍼(W)에 치핑(chipping)이나 균열이 생겨 많은 불량 칩이 발생하는 문제가 있었다.
이 문제를 해결하는 수단으로서 종래의 다이싱소에 의한 절단에 대신해 웨이퍼(W)의 내부에 집광점을 맞춘 레이저광을 입사시켜 웨이퍼 내부에 다광자 흡수에 의한 개질영역을 형성하여 개개의 칩(T)으로 분할하는 레이저 가공방법에 관한 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 ∼ 6 참조.).
상기한 특허문헌 1 ∼ 6에 제안되어 있는 기술은 종래의 다이싱소에 의한 다이싱장치에 대신해 도 18에 나타낸 바와 같이 레이저광원(LS)으로부터 출사된 레이저광(L)을 웨이퍼(W)의 내부로 집광시켜 웨이퍼(W)의 내부에 연속해서 개질영역(K)을 형성함으로써 웨이퍼(W)를 할단(割斷)하는 다이싱장치(이하, 레이저 다이싱장치 라 칭한다)를 제안한 것이다.
레이저 다이싱장치에서는 고속 회전하는 다이아몬드 블레이드에 대신해 레이저광에 의해 웨이퍼가 칩으로 분할되기 때문에 웨이퍼에 큰 힘이 걸리지 않고, 치핑(chipping)이나 균열이 발생하지 않는다. 또한 웨이퍼에 직접 접촉하는 부분이 없고, 열이나 절삭 부스러기가 발생하지 않기 때문에 절삭수를 필요로 하지 않는다. 더구나 내부에 개질영역을 형성해 웨이퍼의 할단(割斷)을 실시하여 칩으로 분할하기 때문에 칩의 간격이 다이아몬드 블레이드에 의한 절단보다 매우 좁아 한 장의 웨이퍼로부터 보다 많은 칩을 얻을 수 있다.
특허문헌 1 : 특허공개 2002-192367호 공보
특허문헌 2 : 특허공개 2002-192368호 공보
특허문헌 3 : 특허공개 2002-192369호 공보
특허문헌 4 : 특허공개 2002-192370호 공보
특허문헌 5 : 특허공개 2002-192371호 공보
특허문헌 6 : 특허공개 2002-205180호 공보
발명이 해결하고자 하는 과제
그렇지만, 레이저 다이싱장치에서는 다이싱 후에 각 공정에 사용되는 장치간을 반송할 때 충격이나 진동에 의해 내부의 개질영역을 기점으로 하여 할단(割斷)되어 버리는 경우가 있다. 그리고, 일단 할단(割斷)되었을 경우 웨이퍼로서의 핸들링을 할 수 없고, 이후 공정의 진행이 큰폭으로 방해된다고 하는 문제가 있었다.
이 문제에 대해 본 발명자는 웨이퍼의 이면을 연삭ㆍ연마가공(제 1의 기계가공)하여 웨이퍼의 최종 가공두께 보다 두꺼운 상태까지 웨이퍼를 가공하고, 그 다음에 웨이퍼에 레이저광을 조사하여 내부에 개질영역을 형성하며, 그 후 웨이퍼의 이면을 다시 연삭ㆍ연마가공(제 2의 기계가공)하여 웨이퍼의 최종 가공 두께까지 웨이퍼의 이면을 가공하는 방법을 검토한바 현저한 효과를 얻고 있다.
그런데 이 프로세스에 있어서 제 2의 기계가공시에 개질영역에 의해 웨이퍼의 기계적 강도가 저하하고 있는 것에 기인하여 웨이퍼의 외주부에서 균열(치핑)을 일으켜 이 치핑(chipping)이 연삭지석(硏削砥石)과 웨이퍼의 사이에 말려들어 스크래치(scratch)를 일으키거나 이 치핑(chipping)이 연마패드와 웨이퍼의 사이에 말려들어 상처 결함을 일으키거나 하는 현상이 인지되었다.
또한, 치핑(chipping)이 큰 경우에 웨이퍼의 노치(notch)부가 손상하거나 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫(orientation flat)부가 손상하거나 하여 웨이퍼의 얼라인먼트에 불편을 일으키는 일도 있다.
본 발명은 이러한 문제에 대해서 발명한 것으로, 레이저 다이싱장치에 의해 다이싱 된 웨이퍼를 결함 없이 가공할 수 있는 웨이퍼 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 웨이퍼의 이면을 연삭 가공하고, 연삭 후의 상기 웨이퍼의 이면을 연마 가공하여 웨이퍼의 최종 가공두께(T1) 보다 두꺼운 두께(T2)까지 상기 웨이퍼의 이면을 가공하는 제 1의 기계가공스텝과; 제 1의 기계가공 후의 상기 웨이퍼의 외주보다 0.1 ∼ 10㎜ 비개질(非改質)영역의 내측에 레이저광을 조사하여 상기 웨이퍼의 내부에 개질영역을 형성하는 개질영역 형성스텝과; 개질영역 형성 후의 상기 웨이퍼의 이면을 연삭 가공하고, 연삭 후의 상기 웨이퍼의 이면을 연마 가공하여 웨이퍼의 최종 가공 두께(T1)까지 상기 웨이퍼의 이면을 가공하는 제 2의 기계가공스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 제 1의 기계가공에 의해 두께(T2)까지 웨이퍼를 가공하고, 레이저광을 조사하여 웨이퍼의 내부에 개질영역을 형성하여 제 2의 기계가공에 의해 웨이퍼의 최종 가공두께(T1)까지 가공하는 가공방법에서 웨이퍼의 외주보다 0.1 ∼ 10㎜의 비개질(非改質)영역에 레이저광을 조사하지 않는다.
따라서 비개질영역에 개질영역이 형성될 일이 없고, 비개질영역의 웨이퍼의 기계적 강도가 저하하는 일도 없다. 그에 따라 웨이퍼의 외주부에서 균열(치핑)이 생기는 불편은 해소할 수 있다.
그 결과 치핑이 연삭지석(硏削砥石)과 웨이퍼의 사이에 말려들어 스크래치(scratch)를 일으키거나 이 치핑(chipping)이 연마패드와 웨이퍼의 사이에 말려들어 상처 결함을 일으키거나 하는 현상도 없고, 또 웨이퍼의 노치(notch)부가 손상하거나 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫(orientation flat)부가 손상하거나 하는 불편도 생기지 않는다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 레이저 다이싱장치에 의해 다이싱된 웨이퍼를 손상(damage)을 주는 일 없이 칩으로 분할할 수 있다.
또한 두께(T2)는 최종 가공두께(T1) 보다 50 ∼ 500㎛ 두꺼운 것이 바람직하고, 최종 가공두께(T1) 보다 100 ∼ 300㎛ 두꺼운 것이 보다 바람직하며, 최종 가공두께(T1) 보다 150 ∼ 250㎛ 두꺼운 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 있어서, 제 1의 기계가공 전의 상기 웨이퍼의 표면에 그 웨이퍼의 표면에 형성된 패턴을 보호하는 보호용 테이프를 부착하는 테이프 부착스텝과; 제 2의 기계가공 후의 상기 웨이퍼의 표면에 자외선광을 조사하는 자외선광 조사스텝과; 자외선광 조사 후의 상기 웨이퍼의 이면에 다이싱 테이프를 부착하여 상기 웨이퍼를 프레임에 마운트하는 테이프 마운트스텝과; 프레임에 마운트 된 상기 웨이퍼의 표면에 부착되어 있는 상기 보호용 테이프를 박리하는 테이프 박리스텝과; 상기 보호용 테이프가 박리된 상기 웨이퍼의 상기 다이싱 테이프가 부착된 측에서 상기 다이싱 테이프의 익스팬드를 실시해 상기 웨이퍼의 각 칩간의 간격을 확장하는 익스팬드스텝을 갖추는 것이 바람직하다.
이와 같이 웨이퍼는 장치 내의 적은 이동거리로, 이면의 연삭가공으로부터 시작되어 UV광조사, 프레임에의 마운트, 보호시트 박리 및 익스팬드까지의 각 스텝(공정)을 종료하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 반송중이나 각 공정의 작업중에 칩에 손상을 줄 가능성이 최소한으로 억제된다. 또한 익스팬드 된 상태로 카셋트에 격납되기 때문에 칩 마운트 공정이 곧바로 진행되므로 시간당 처리량(throughput)의 향상이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 웨이퍼의 내부에 형성하는 개질영역이 웨이퍼의 표면에서 두께 방향으로 T1까지 거리의 위치인 것이 바람직하다. 이러한 두께 방향에 개질영역이 형성되면, 웨이퍼의 할단(割斷)이 용이하게 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 2의 기계가공 후의 상기 웨이퍼를 플라스마 세정하는 플라스마 세정스텝을 갖추는 것이 바람직하다. 이와 같은 세정스텝을 구비하고 있으면, 웨이퍼의 품질이 향상한다.
도 1은 본 발명에 관한 웨이퍼 가공방법이 적용되는 웨이퍼 가공장치의 구성을 모식적으로 나타낸 평면도,
도 2는 웨이퍼 평면가공장치의 전체 사시도,
도 3은 도 2에 나타낸 평면가공장치의 평면도,
도 4는 도 2에 나타낸 평면가공장치의 연마스테이지의 구조를 나타내는 단면도,
도 5는 도 2에 나타낸 평면가공장치의 칸막이판을 나타내는 사시도,
도 6은 도 5에 나타낸 칸막이판의 평면도,
도 7은 도 6에 나타낸 칸막이판의 7-7선에 따르는 단면도,
도 8은 레이저 다이싱장치의 구성을 모식적으로 나타낸 측면도,
도 9는 웨이퍼 마운트장치의 구성을 모식적으로 나타낸 평면도,
도 10(a) ∼ (f)는 UV광조사 후 웨이퍼 마운트장치의 동작순서를 모식적으로 나타낸 측면도,
도 11은 웨이퍼 마운트장치의 UV광 조사장치의 구조를 모식적으로 나타낸 측면도,
도 12는 웨이퍼 가공방법의 동작순서를 나타낸 플로우도,
도 13은 표면에 보호용 시트가 부착된 웨이퍼(W)의 단면도,
도 14는 웨이퍼의 비개질영역을 나타내는 평면도,
도 15는 웨이퍼 마운트장치의 동작순서를 나타낸 플로우도,
도 16은 종래의 반도체장치나 전자부품 등의 칩 제조방법을 나타낸 플로우도,
도 17은 프레임에 마운트 된 웨이퍼의 사시도,
도 18은 레이저 다이싱의 원리를 나타낸 측면 단면도,
도 19는 다른 UV조사장치의 구조를 모식적으로 나타낸 측면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 웨이퍼 가공장치 10A, 10C : 평면가공장치
10B : 레이저 다이싱장치 10D : 웨이퍼 마운트장치
11 : 테이프 마운트(테이프 마운트수단)
12 : 테이퍼 리무버(테이프 박리수단)
13 : 테이프 익스팬더(익스팬드수단)
14 : 카셋트 스토커(cassette stocker)
15 : 프레임 스토커(다이싱 프레임 공급수단)
16 : 테이블 17 : 링스토커(유지링 공급수단)
18, 18A : UV조사장치(조사수단) 21 : 보호시트
22 : 다이싱 테이프 23 : 다이 어태치 필름(DAF)
114 : 카셋트 수납 스테이지 116 : 얼라인먼트 스테이지
118 : 조연삭 스테이지 120 : 정연삭 스테이지
122 : 연마 스테이지 123 : 연마포 세정 스테이지
124 : 웨이퍼 세정 스테이지 231 : 레이저 헤드
231D : 콘덴서 렌즈(집광렌즈) L : 레이저광
C : 카셋트 F : 프레임
K : 개질영역 R : 유지링
W : 웨이퍼 Z : 비개질영역
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명에 관한 웨이퍼 가공방법의 바람직한 실시 의 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 웨이퍼 가공장치(10)의 전체 구성을 나타내는 평면도이다. 이 웨이퍼 가공장치(10)는 상류측(좌측)으로부터 평면가공장치(10A), 레이저 다이싱장치(10B), 평면가공장치(10C) 및 웨이퍼 마운트장치(10D)로 구성되어 있다. 이하, 순서로 설명한다.
평면가공장치(10A)는 제 1의 기계가공스텝에 사용되고, 평면가공장치(10C)는 제 2의 기계가공스텝에 사용된다.
또한 평면가공장치를 도 1과 같이 2대 마련하지 않고, 1대의 평면가공장치(10A 또는 10C)로 제 1및 제2의 기계가공스텝에 대응시켜도 된다.
도 2는 평면가공장치(10A 또는 10C)의 사시도 이며, 도 3은 평면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이 평면가공장치(10A 또는 10C)의 본체(112)에는 카셋트 수납 스테이지(114), 얼라인먼트 스테이지(116), 조연삭(粗硏削) 스테이지(118), 정연삭(精硏削) 스테이지(120), 연마 스테이지(122), 연마포 세정 스테이지(123), 연마포 드레싱 스테이지(127) 및 웨이퍼 세정 스테이지(124)가 설치되어 있다.
또한, 조연삭(粗硏削) 스테이지(118), 정연삭(精硏削) 스테이지(120), 연마 스테이지(122)는 도 3의 2점쇄선으로 나타낸 칸막이판(125)에 의해 나누어져 각각의 스테이지(118, 120, 122)에서 사용하는 가공액이 인접하는 스테이지로 비산하는 것이 방지되고 있다.
칸막이판(125)은 도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이 인덱스 테이블(134)에 고정됨과 동시에 인덱스 테이블(134)에 설치된 4대의 척(132, 136, 138, 140; 유지수단 에 상당)을 나누도록 十자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 연마 스테이지(122)는 다른 스테이지로부터 격리하기 위해서 천판(200; 이하, '탑플레이트'라 함)을 가지는 케이싱(202)에 의해 덮여 있다.
이 케이싱(202)의 칸막이판(125)이 통과하는 측면에는 도 7과 같이 브러시(204)가 장착되어 있고, 이 브러시(204)는 척(140)이 가공 위치에 위치했을 때에 칸막이판(125)의 상면(125A) 및 측면(125B)에 접촉된다.
그에 따라 척(140)이 가공위치에 위치하면, 케이싱(202), 칸막이판(125) 및 브러시(204)에 의해 연마 스테이지(122)가 대략 기밀상태로 유지되므로 정연삭 스테이지(120)에서 사용되는 연삭 가공액이나 가공 부스러기가 연마 스테이지(122)로 침입하는 것을 방지할 수 있고, 또한 연마 스테이지(122)에서 사용되는 연마 가공액이 연마 스테이지(122)로부터 비산하는 것을 방지할 수 있다.
따라서 쌍방의 가공액이 혼입하는 것에 기인하는 가공 불편을 방지할 수 있다. 본 예의 연마 스테이지(122)는 화학 기계연마를 실시하는 것으로, 연마 가공액에 화학 연마제가 함유되어 있으므로 이러한 연마 가공액에 연삭 가공액이 혼입하면, 화학 연마제의 농도가 저하하여 가공 시간이 길어진다고 하는 불편이 생긴다. 그러므로 칸막이판(125)을 마련함으로써 상기 불편을 해소할 수 있다.
또한 조연삭 스테이지(118)는 도 5, 도 6과 같이 본체(112)의 측면, 탑플레이트(206) 및 칸막이판(125)에 의해 둘러싸여 있고, 또 정연삭 스테이지(120)도 마찬가지로 본체(112)의 측면, 탑플레이트(208) 및 칸막이판(125)에 의해 둘러싸여 있다. 이들 탑플레이트(200, 206, 208)에는 각 스테이지의 헤드가 관통되는 관통 공(201, 207, 209)이 형성되어 있다.
도 6의 부호 210은 조연삭 스테이지(118)를 외부로부터 격리하기 위한 브러시이며, 이 브러시(210)는 칸막이판(125)의 상면 및 측면에 접촉되어 있다.
도 2, 도 3에 나타낸 카셋트 수납 스테이지(114)에는 2대의 카셋트(126, 126)가 착탈 가능하게 세트되고, 이들 카셋트(126, 126)에는 이면 연삭 전의 웨이퍼(W)가 다수매 수납되어 있다. 이 웨이퍼(W)는 반송용 로봇(130)의 핸드(131)에 의해 1매씩 보관 유지되어 다음 공정의 얼라인먼트 스테이지(116)로 순차 반송된다.
반송용 로봇(130)은 본체(112)에 세워 설치된 도시하지 않은 빔에 승강장치를 통해서 매달아 지지하여도 되고, 또 본체(112)의 상면(112A)에 설치해도 된다. 반송용 로봇(130)을 매달아 지지하면, 카셋트 수납 스테이지(114)와 얼라인먼트 스테이지(116)의 간격을 좁힐 수 있으므로 평면 가공장치(10A 또는 10C)의 소형화를 꾀할 수 있다. 로봇(130)은 범용의 6축 관절 로봇이며, 그 구성은 주지이므로 여기서는 그 설명을 생략한다.
얼라인먼트 스테이지(116)는 카셋트(126)로부터 반송된 웨이퍼(W)를 소정의 위치로 위치 맞춤하는 스테이지이다. 이 얼라인먼트 스테이지(116)에서 위치 맞춤된 웨이퍼(W)는 반송용 로봇(130)의 핸드(131)에 재차 흡착 유지된 후, 비워 있는 척(132)으로 향하여 반송되어 이 척(132)의 흡착면에 흡착 유지된다.
척(132)은 인덱스 테이블(134)에 설치되고, 또한 같은 기능을 갖는 척(136, 138, 140)이 도 3의 파선(破線)으로 나타낸 인덱스 테이블(134)의 회전축(135)을 중심으로 하는 원주상에 90도의 간격을 가지고 설치되어 있다.
또한, 회전축(135)에는 도 3에 파선(破線)으로 나타낸 모터(137; 이동수단에 상당)의 스핀들(도시하지 않음)이 연결되어 있다. 척(136)은 조연삭 스테이지(118)에 위치되어 있어 흡착한 웨이퍼(W)가 여기에서 조연삭 된다.
또한, 척(138)은 정연삭 스테이지(120)에 위치되어 흡착한 웨이퍼(W)가 여기에서 마무리 연삭(정연삭, 스파크 아웃(spark-out)) 된다. 더우기 척(140)은 연마 스테이지(122)에 위치되어 흡착한 웨이퍼(W)가 여기에서 연마되어 연삭으로 생긴 가공변질층 및 웨이퍼(W)의 두께의 불균형 분이 제거된다.
척(132, 136, 138, 140)은 도 4와 같이 그 하면에 스핀들(194)과 회전용 모터(192)가 각각 연결되어 이들 모터(192)의 구동력에 의해 회전된다. 모터(192)는 지지부재(193)를 통해서 인덱스 테이블(134)에 지지되어 있다.
따라서, 본 실시 형태의 평면 가공장치(10A 또는 10C)는 모터(192)와 스핀들(194)이 척(132, 136, 138, 140)에 연결된 상태로 척(132, 136, 138, 140)이 모터(137)에 의해 이동되는 장치이다.
그에 따라 척(132, 136, 138, 140)을 모터(137)로 이동시킬 때마다 스핀들(194)을 척(132, 136, 138, 140)로부터 떼어내거나 다음의 이동 위치에 설치된 스핀들(194)에 척(132, 136, 138, 140)을 연결하는 수고를 생략할 수 있다.
본 실시 형태의 척(132, 136, 138, 140)은 그 흡착면이 세라믹스 등의 소결체(燒結體)로 이루어지는 다공질재(多孔質材; porous material)로 형성되어 있다. 그에 따라 웨에퍼(W)가 다공질재(多孔質材)의 표면에 제대로 흡착 유지된다.
도 3에 나타낸 웨이퍼(W)의 척 위치에 위치되어 있는 척(132)은 웨이퍼(W)가 반송되어 오기 전에 그 흡착면이 클리너장치(142; 도 3 참조)에 의해 세정 된다. 클리너장치(142)는 레일(144)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 흡착면을 세정 할 때에 레일(144)을 따라 이동되어 척(132) 상에 위치된다.
클리너장치(142)는 제거부재(143)를 갖추어 이 제거부재(143)가 척(132)의 흡착면에 당접되어 흡착면에 부착한 슬러지 등의 더스트(dust)를 제거한다. 제거부재(143)는 척(132)의 흡착면이 세라믹스 등의 소결체(燒結體)로 이루어지는 다공질재(多孔質材)인 경우에는 그 다공질재(多孔質材)가 이용되고 있다.
척(132)에 흡착 유지된 웨이퍼(W)는 예를 들면, 한 쌍의 측정게이지(도시 생략)에 의해 그 두께를 측정할 수도 있다. 이들 측정게이지는 각각 도시하지 않은 접촉자를 가져 한쪽의 접촉자는 웨이퍼(W)의 상면(이면)에, 다른 쪽의 접촉자는 척(132)의 상면에 접촉되어 있다. 이들 측정게이지는 척(132)의 상면을 기준점으로 하여 웨이퍼(W)의 두께를 인프로세스 게이지(in-process gauge) 독취 값의 차로서 검출할 수 있다.
두께가 측정된 웨이퍼(W)는 도 2, 도 3의 인덱스 테이블(134)에 있는 화살표(A) 방향의 90도 회동으로 조연삭 스테이지(118)에 위치되어 조연삭 스테이지(118)의 컵형 지석(146; 砥石)에 의해 웨이퍼(W)의 이면이 조연삭 된다.
이 컵형 지석(146; 砥石)은 도 2에 나타낸 바와 같이 모터(148)의 도시하지 않은 출력축에 연결되고, 또 모터(148)의 서포트용 케이싱(150)을 통해 지석 이송장치(152)에 장착되어 있다. 지석 이송장치(152)는 컵형 지석(146)을 모터(148)와 함께 승강 이동시키는 것으로, 이 하강 이동에 의해 컵형 지석(146)이 웨이퍼(W)의 이면에 꽉 눌리어 있다.
그에 따라 웨이퍼(126)의 이면 조연삭이 행해진다. 컵형 지석(146)의 하강 이동량은 즉, 컵형 지석(146)에 의한 연삭량은 미리 설정되어 있는 컵형 지석(146)의 기준위치와 측정게이지로 검출한 웨이퍼(W)의 두께에 근거해 설정된다.
조연삭 스테이지(118)에서 이면이 조연삭된 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)로부터 컵형 지석(146)이 퇴피(退避) 이동한 후, 도시하지 않은 두께 측정게이지에 의해서 그 두께가 측정된다. 두께가 측정된 웨이퍼(W)는 인덱스 테이블(134)의 같은 방향 90도 회동으로 정연삭 스테이지(120)에 위치되어 정연삭 스테이지(120)의 컵형 지석(154)에 의해 정연삭, 스파크 아웃(spark-out) 된다.
이 정연삭 스테이지(120)의 구조는 조연삭 스테이지(118)의 구조와 동일하므로 여기에서는 그 설명을 생략한다. 또한 본 실시의 형태에서는 연삭 스테이지를 2곳에 설치했지만, 연삭 스테이지가 한 곳이어도 된다. 또한, 측정게이지에 의한 두께 측정은 인라인(in-line)으로 실시하여도 된다.
정연삭 스테이지(120)에서 이면이 정연삭된 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)로부터 컵형 지석(154)이 퇴피(退避) 이동한 후, 도시하지 않은 두께 측정게이지에 의해 그 두께가 측정된다. 두께가 측정된 웨이퍼(W)는 인덱스 테이블(134)의 같은 방향 90도 회동으로 연마 스테이지(122)에 위치되어 도 4에 나타낸 연마 스테이지(122)의 연마포(156)와 연마포(156)로부터 공급되는 슬러리(slurry)에 의해 연마되고, 그 이면에 생기는 가공 변질층이 제거된다. 또한 측정게이지에 의한 두께 측정은 인라 인(in-line)으로 실시하여도 된다.
도 4는 연마 스테이지(122)의 구조도 이다. 도 4에 나타낸 연마 스테이지(120)의 연마포(156)는 모터(158; 이동수단에 상당)의 출력축(160)에 연결된 연마헤드(161)에 장착되어 있다. 또한, 모터(158)의 측면에는 직동(直動) 가이드를 구성하는 가이드 블록(162, 162)이 설치되어 있어 이 가이드 블록(162, 162)이 서포트 플레이트(164)의 측면에 설치된 가이드 레일(166)에 상하 이동 가능하게 걸려 있다. 따라서 연마포(156)는 모터(158)와 함께 서포트 플레이트(164)에 대하여 상하 이동 가능하게 장착되어 있다.
서포트 플레이트(164)는 수평으로 배치된 긴아암(168)의 선단에 설치되어 있다. 이 아암(168)의 기단부는 케이싱(170) 내에 배치된 모터(172)의 출력축(174)에 접속되어 있다. 따라서 모터(172)가 구동되면, 아암(168)은 출력축(174)을 중심으로 회동할 수 있다.
그에 따라 연마포(156)를 도 2의 실시예로 나타낸 연마위치와 연마포 세정 스테이지(123)에 의한 연마포 세정위치와 연마포 드레싱 스테이지(127)에 의한 드레싱위치의 범위 내에서 이동시킬 수 있다. 연마포(156)는 연마포 세정위치로 이동된 때에 연마포 세정 스테이지(123)에 의해 그 표면이 세정되어 표면에 부착되어 있는 연마 부스러기 등이 제거된다.
또한 연마포(156)로서는 발포 폴리우레탄, 연마포 등을 예시할 수 있고, 연마포 세정 스테이지(123)에는 연마 부스러기를 제거하는 브러시 등의 제거부재가 설치되어 있다. 이 제거부재는 연마포(156)의 세정시에 회전 구동되고, 연마 포(156)도 마찬가지로 모터(158; 도 4 참조)에 의해 회전 구동된다. 연마포 드레싱 스테이지(127)에는 연마포(156)와 같은 재료 예컨대 발포 폴리우레탄이 채용되어 있다.
케이싱(170)의 측면에는 직동(直動) 가이드를 구성하는 가이드 블록(176, 176)이 설치되어 있어 이 가이드 블록(176, 176)이 나사 이송장치용 하우징(178)의 측면에 설치된 가이드 레일(180)에 상하 이동 가능하게 걸려 있다. 또한, 케이싱(170)의 측면에는 너트부재(182)가 돌설(突設)되어 있다.
이 너트부재(182)는 하우징(178)에 형성된 개구부(179)를 통해서 하우징(178) 내에 배설(配設)되어 나사 이송장치(위치결정 이송기구에 상당)의 나사봉(181)에 나합되어 있다. 나사봉(181)의 상단에는 모터(183)의 출력축(184)이 연결되어 있다.
따라서 모터(183)가 구동되어 나사봉(181)이 회전되면, 나사 이송장치의 이송 작용과 가이드 블록(176)과 레일(180)의 직진 작용에 의해 케이싱(170)이 상하 이동된다. 그에 따라 연마포(156)가 상하 방향으로 크게 이동되어 연마헤드(161)와 웨이퍼(W)의 간격이 소정의 간격으로 설정된다.
그런데 모터(158)의 상면에는 에어 실린더장치(186; 가압기구에 상당)의 피스톤(188)이 아암(168)의 관통공(169)을 통해 연결되어 있다. 또한, 에어 실린더장치(186)에는 실린더의 내압(P)을 제어하는 레귤레이터(190)가 접속되어 있다. 따라서 이 레귤레이터(190)에 의해 내압(P)을 제어하면, 웨이퍼(W)에 대한 연마포(156)의 압압력(압접력)을 제어할 수 있다.
연마 스테이지(122)에서 연마된 웨이퍼(W)는 아암(168)의 회동으로 연마포(156)가 웨이퍼(W)의 윗쪽 위치로부터 퇴피(退避) 이동한 후에 도 3에 나타낸 로봇(196)의 핸드(197)에 흡착 유지되어 웨이퍼 세정 스테이지(124)로 반송된다. 또한 도 2에서는 로봇(196)의 도시를 생략하고 있다.
연마 종료한 웨이퍼(W)는 가공 변질층이 제거되어 있으므로 용이하게 파손되는 것은 없고, 따라서 로봇(196)에 의한 반송시 및 웨이퍼 세정 스테이지(124)에 있어서의 세정시에 파손되지 않는다.
웨이퍼 세정 스테이지(124)로서는 린스 세정기능 및 스핀 건조기능을 갖춘 스테이지가 적용되어 있다. 웨이퍼 세정 스테이지(124)에서 세정 건조 종료한 웨이퍼(W)는 로봇(130)의 핸드(131)에 흡착 유지되어 카셋트(126)의 소정 선반에 수납된다. 이상이 평면가공장치(10A 또는 10C)에 있어서의 웨이퍼 평면 가공공정(제 1 및 제 2의 기계가공스텝)의 흐름이다.
다음에 레이저 다이싱장치(10B)의 구성에 대하여 설명한다. 도 8은 레이저 다이싱장치(10B)의 구성을 모식적으로 나타낸 측면도이다.
레이저 다이싱장치(10B)는 2헤드의 장치이며, 척테이블(212), 도시하지 않은 가이드 베이스(X가이드 베이스, Y가이드 베이스, Z가이드 베이스), 레이저헤드(231, 231) 및 도시하지 않은 제어수단 등이 구비되어 있다.
척테이블(212)은 웨이퍼(W)를 흡착 재치하여 도시하지 않은 θ회전축에 의해 θ방향으로 회전됨과 동시에 X가이드 베이스 상에 장착된 도시하지 않은 X테이블에 의해 X방향(지면에 수직방향)으로 가공 이송된다.
척테이블(212)의 윗쪽에는 도시하지 않은 Y가이드 베이스가 설치되어 있다. 이 Y가이드 베이스에는 도시하지 않은 2개의 Y테이블이 설치되어 각각의 Y테이블에는 도시하지 않은 2세트의 Z가이드 레일이 장착되어 있다. 각각의 Z가이드 레일에는 도시하지 않은 Z테이블이 설치되어 각각의 Z테이블에는 홀더(232)를 통해서 레이저헤드(231)가 장착되어 있고, 2개의 레이저헤드(231, 231)는 각각 독립하여 Z방향으로 이동됨과 동시에 독립하여 Y방향으로 나뉘어 이송되도록 되어 있다.
레이저 다이싱장치(10B)는 이 외에 도시하지 않은 웨이퍼 반송수단, 조작판, 텔레비젼 모니터 및 표시등 등으로 구성되어 있다.
조작판에는 레이저 다이싱장치(10B)의 각부를 조작하는 스위치류나 표시장치가 부착되어 있다. 텔레비젼 모니터는 도시하지 않은 CCD 카메라로 촬상한 웨이퍼 화상의 표시 또는 프로그램 내용이나 각종 메시지 등을 표시한다. 표시등은 레이저 다이싱장치(10B)의 가공중, 가공종료, 비상정지 등의 가동 상황을 표시한다.
레이저헤드(231)는 레이저 다이싱장치(10B)의 베이스(211)에 설치된 척테이블(212)에 재치된 웨이퍼(W)에 레이저광(L)을 조사하도록 웨이퍼의 윗쪽에 위치되어 있다.
레이저헤드(231)는 레이저 발진기(231A), 콜리메이터 렌즈(231B; collimator lens), 미러(231C; mirror), 집광렌즈(231D; condenser lens) 등으로 이루어져 도 8에 나타낸 바와 같이 레이저 발진기(231A)에서 발진된 레이저광(L)은 콜리메이터 렌즈(231B; collimator lens)에서 수평방향으로 평행광선으로 되고, 미러(231C; mirror)에서 수직방향으로 반사되어 집광렌즈(231D; condenser lens)에 의해서 집 광 되도록 구성되어 있다.
레이저광(L)의 집광점을 척테이블(212)에 재치된 웨이퍼(W)의 두께 방향 내부에 설정하면, 웨이퍼(W)의 표면을 투과한 레이저광(L)은 집광점에서 에너지가 집중되어 웨이퍼 내부의 집광점 근방에 다광자 흡수에 의한 크랙영역, 용융영역, 굴절률 변화영역 등의 개질영역을 형성한다.
또한, 레이저헤드(231)는 도시하지 않은 경사기구를 갖추고 있어 레이저광(L)을 웨이퍼 면에 대하여 임의의 각도로 경사시켜 조사될 수 있도록 되어 있다.
웨이퍼 내부의 집광점 근방에 형성되는 개질영역(K)에 대해서는 이미 기술한 도 18과 같다. 이 도 18은 웨이퍼(W)의 내부에 입사한 레이저광(L)이 집광점에 개질영역(K)을 형성한 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서 웨이퍼(W)가 수평방향으로 이동되어 개질영역(K)이 연속해서 형성된다.
웨이퍼(W)는 개질영역(K, K, ㆍㆍㆍ)을 기점으로 하여 자연스럽게 할단(割斷)되거나, 또는 약간의 외력을 가함으로써 개질영역(K, K, ㆍㆍㆍ)을 기점으로 하여 할단(割斷)된다. 이 경우 웨이퍼(W)는 표면이나 이면에는 치핑(chipping)이 발생하지 않고 용이하게 칩으로 분할된다.
레이저 다이싱장치(10B)에서 웨이퍼(W)를 레이저 다이싱할 경우 통상 도 16에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)는 한쪽의 면에 점착제(粘着劑)를 가지는 다이싱시트(S)를 통해서 다이싱용 프레임(F)에 마운트되어 레이저 다이싱공정 중은 이 상태로 반송된다.
다음에 웨이퍼 마운트장치(10D)의 구성에 대하여 설명한다. 도 9는 웨이퍼 마운트장치(10D)의 구성을 모식적으로 나타낸 평면도이다. 도 10은 UV광 조사후의 웨이퍼 마운트장치(10D)의 동작 순서를 모식적으로 나타낸 측면도이다.
웨이퍼 마운트장치(10D)는 테이프 마운트(11; 테이프 마운트수단), 테이프 리무버(12; 테이프 박리수단) 및 테이프 익스팬더(13; 익스팬드수단), 플라스마 세정장치(19; 세정수단), UV 조사장치(18; 조사수단)을 갖추고 있다. 더구나 테이프 마운트(11) 근방에는 프레임 스토커(15; 프레임 공급수단), 익스팬더(13) 근방에는 링 스토커(17; 유지링 공급수단) 및 카셋트 스토커(14; 웨이퍼 수납수단)이 각각 설치되어 있다.
웨이퍼 마운트장치(10D)에는 전면(全面) 흡착식 반송장치(41)의 흡착패드(42)에 의해 레이저 다이싱 후의 웨이퍼(W)가 반송되어 온다. 웨이퍼(W)는 이미 기술한 바와 같이 표면에 형성된 패턴을 보호하는 보호용 시트(21)가 부착되어 이면을 평탄하게 연삭 및 연마한 후에 레이저 다이싱된 것이며, 보호용 시트(21)가 부착된 표면측을 아래로 향하여 흡착패드(42)에 흡착되도록 되어 있다.
반송장치(41)에 의해 웨이퍼 마운트장치(10D)에 반송되어 온 웨이퍼(W)는 우선 플라스마 세정장치(19)로 반송된다. 플라스마 세정장치(19)는 산소, 수소 등의 플라스마를 발생시켜 웨이퍼(W)에 맞혀 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 유기오염물을 제거하고, 레이저 다이싱에 의해 형성된 개질영역의 질을 개선한다. 그에 따라 익스팬드시의 치핑(chipping)의 발생을 억제한다. 플라스마 세정장치(19)로서는 에를들면 마츠시타 전공 주식회사(松下電工 株式會社)제 대기압 플라스마 클리닝장치(제품명; Aiplasma) 등이 매우 적합하게 이용 가능하다.
플라스마 세정장치(19)에 의해 세정된 웨이퍼(W)는 UV 조사장치(18)로 반송된다. UV 조사장치(18)는 도 11에 나타낸 바와 같이 복수의 UV 발광관(26, 26, ㆍㆍㆍ)이 케이스(27) 내에 평행하게 늘어 놓여 윗쪽으로 향해서 자외선광을 조사하도록 되어 있다.
웨이퍼(W)는 UV 조사장치(18) 상을 반송장치(41)에 의해 반송되어 통과할 때에 보호용 시트(21)가 부착된 표면에 UV광이 조사되어 부착된 보호용 시트(21)의 점착력(粘着力)이 저하한다. 그에 따라 보호용 시트(21)의 박리가 용이하게 된다.
또한 UV 조사장치(18)는 케이스(27) 내에 평행하게 UV 발광관(26)을 늘어놓은 구조로 설명하였지만, 이 구조에 한정되지 않고 도 19에 나타낸 UV 조사장치(18A)와 같이 단면 요면(凹面) 형상의 반사판(28)을 가져 중앙부에 설치된 UV 발광관(26)으로부터 조사된 UV광을 윗쪽 방향으로 평행하게 반사하는 구조 등 다양한 구조가 적용 가능하다.
UV 조사장치(18)를 통과한 웨이퍼(W)는 테이블(16) 까지 반송되어 도 10(a)에 나타낸 바와 같이 보호용 시트(21)가 부착된 표면측을 아래로 하여 테이블(16)에 재치 되도록 되어 있다.
테이블(16)에는 도시하지 않은 진공 흡착기구가 설치되어 있어 프레임 스토커(15)로부터 반송장치(31)의 아암(32)에 의해 공급되는 프레임(F; 도 17 참조)과 웨이퍼(W)를 흡착한다. 테이블(16)은 도시하지 않은 구동장치에 의해 가이드(36)에 따라 이동하여 테이프 마운트(11)의 아래쪽을 통과하도록 되어 있다.
테이프 마운트(11)는 가이드(36)의 윗쪽에 위치하여 테이블(16) 상에 흡착 재치된 웨이퍼(W)의 이면측에 도 10(b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이 다이싱 테이프(22)에 의해 프레임(F)을 마운트 하도록 되어 있다.
테이프 마운트(11)에 있어서, 다이싱 테이프(22)가 공급릴(37)에 권취되어 있어 다이싱 테이프(22)가 도시하지 않은 가이드릴을 지나 웨이퍼(W)에 대해서 평행하게 퍼지도록 권취릴(38)에 권취되도록 되어 있다.
웨이퍼(W)를 다이싱 테이프(22)에 의해 프레임(F)에 마운트 할 때에는 테이프 마운트(11)의 아래쪽에 위치한 프레임(F)과 웨이퍼(W)에 테이프 마운트(11)에 설치된 도시하지 않은 롤러에 의해 다이싱 테이프(22)를 압압하여 부착함으로써 마운트 한다.
이때 웨이퍼(W)와 다이싱 테이프(22)의 사이에는 다이싱된 칩과 기판을 접합할 때에 사용되는 다이 어태치 필름(23; 이하, 'DAF'라 칭한다)가 부착된다. 그에 따라 다이본딩을 하는 공정이 간략화되어 시간당 처리량(throughput)의 향상이 가능하게 된다.
다이싱 테이프(22)를 부착한 후는 테이프 마운트(11)에 설치된 도시하지 않은 커터(cutter)에 의해 불필요한 부분이 절단 제거되도록 되어 있다.
테이퍼 리무버(12)는 도 10(d)에 나타낸 바와 같이 다이싱 테이프(22)에 의해 프레임(F)이 마운트된 웨이퍼(W)의 표면에서 보호시트(21)를 박리하도록 되어 있다.
프레임(F)이 마운트된 웨이퍼(W)는 테이블(16)에서 반송장치(39)에 의해 테이프 리무버(12) 상에 보호시트(21)가 부착된 표면측이 위로 되도록 반전되면서 반 송되어 도시하지 않은 아암에 의해 보호시트(21)가 박리되도록 되어 있다. 보호시트(21)는 UV 조사장치(18)에 의해 조사된 UV광에 의해 점착력(粘着力)이 저하되어 있기 때문에 웨이퍼(W) 상으로부터 용이하게 박리하는 것이 가능하다.
익스팬더(13)는 링스토커(17)로부터 반송장치(33)의 아암(34)에 의해 공급되는 유지링(R)을 프레임(F)에 마운트된 웨이퍼(W)의 다이싱 테이프(22) 측에서 압압하여 다이싱된 웨이퍼의 익스팬드를 실행하는 장치이다.
이 익스팬더(13)에는 반송장치(39)에 의해 보호시트(21)가 박리된 후의 웨이퍼(W)가 반송된다. 익스팬더(13)는 도 10(e)에 나타낸 바와 같이 프레임(F)을 프레임 고정기구(25)에 의해 고정하여 유지링(R)을 밀어 올리는 기구(24)에 의해 다이싱 테이프(22)에 압압하여 다이싱 테이프(22)를 방사상으로 익스팬드하는 장치이다. 그에 따라 웨이퍼(W)는 개개의 칩(T)으로 분할된다.
유지링(R)은 프레임(F)에 끼워져 익스팬드 상태를 유지하기 위한 링이다. 익스팬드 후의 웨이퍼(W)는 유지링(R) 마다 반송장치(39)에 의해 테이프 리무버(12)측으로 복귀된다. 테이프 리무버(12) 상의 익스팬드 후의 웨이퍼(W)는 도시하지 않은 이동수단에 의해서 가이드(35) 상을 이동하여 도 10(f)에 나타낸 바와 같이 카셋트 스토커(14)에 재치된 카셋트(C) 내에 순차 수납되도록 되어 있다.
카셋트 스토커(14)는 카셋트(C)를 재치하여 상하로 이동시키는 엘리베이터를 갖추어 웨이퍼(W)를 수납하는 위치를 순차 변경해 나가는 수납장치이다. 그리고, 카셋트(C)의 모든 수납위치에 웨이퍼(W)가 수납된 시점에서 도시하지 않은 반송장치에 의해 카셋트(C)를 웨이퍼 마운트장치(10)에서 반출하고, 새로운 카셋트(C)가 카셋트 스토커(14)에 세트되도록 되어 있다.
다음에 본 발명에 관한 웨이퍼 가공방법의 실제 순서에 대하여 설명한다. 도 12는 웨이퍼 가공방법의 동작 순서를 나타낸 플로우도 이다. 웨이퍼(W)의 가공은 도 1 등에 의해 이미 기술한 웨이퍼 가공장치(10)를 사용해 행해진다.
우선 평면가공장치(10A)를 사용하여 웨이퍼(W)의 이면을 가공하여(연삭 및 연마) 두께(T2) 까지 가공한다(스텝 S10). 즉, 제 1의 기계가공스텝에서 웨이퍼의 최종 가공두께(T1)보다 두꺼운 두께(T2)까지 웨이퍼의 이면을 가공한다. 그에 따라 다이싱 후의 웨이퍼(W)의 기계적 강도가 대폭으로 향상한다. 따라서 다이싱 후에 각 공정에 사용되는 장치 사이를 반송할 때 다소의 충격이나 진동을 받아도 내부의 개질영역(K)을 기점으로 하여 할단(割斷)되어 버리는 것 같은 불편은 격감 또는 전무하게 된다.
이 두께(T2)는 최종 가공두께(T1) 보다 50 ∼ 500㎛ 두꺼운 것이 바람직하고, 최종 가공두께(T1) 보다 100 ∼ 300㎛ 두꺼운 것이 보다 바람직하며, 최종 가공두께(T1) 보다 150 ∼ 250㎛ 두꺼운 것이 더욱 바람직하다.
도 13은 표면(하면)에 이미 기술한 보호용 시트(21)가 부착된 웨이퍼(W)의 단면도이다. 동 도면에 있어서 웨이퍼(W)는 이면이 가공된 후에 최종 가공두께(T1) 보다 두꺼운 두께(T2)로 되어 있다.
그 다음에 레이저 다이싱장치(10B)를 사용하여 웨이퍼(W)의 이면(상면)에서 레이저광(L)을 조사해 웨이퍼(W)의 내부에 개질영역(K, K, ㆍㆍㆍ)을 형성한다(스텝 S20). 이 개질영역(K, K, ㆍㆍㆍ) 웨이퍼(W)의 두께방향 위치는 웨이퍼의 표면 (하면)에서 두께방향으로 T1 까지 거리의 위치인 것이 바람직하다. 이와 같은 두께방향에 개질영역이 형성되면 웨이퍼의 할단(割斷)이 용이하게 된다.
이 개질영역(K, K, ㆍㆍㆍ) 웨이퍼(W)의 평면방향 위치는 도 14에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 외주보다 0.1 ∼ 10㎜의 비개질영역(Z) 내측의 할단(割斷) 예정선 상에 형성할 필요가 있다.
이와 같은 방법에 의하면, 비개질영역(Z)에 개질영역이 형성되는 일은 없고, 비개질영역(Z)의 웨이퍼(W)의 기계적 강도가 저하하는 일도 없다. 그에 따라 웨이퍼(W)의 외주부에서 균열(치핑)이 생기는 불편은 해소된다.
그 결과 다음 스텝(스텝 S30)의 평면가공장치(10C)에 의한 가공시에 치핑이 연삭지석과 웨이퍼의 사이에 말려들어 스크래치(scratch)를 일으키거나 치핑이 연마패드와 웨이퍼의 사이에 말려들어 상처 결함을 일으키거나 하는 현상도 없고, 또한, 웨이퍼(W)의 노치(notch)부가 손상하거나 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫부가 손상하거나 하는 불편도 생기지 않는다.
그 다음에 평면가공장치(10C)를 사용하여 웨이퍼(W)의 이면을 가공하여(연삭 및 연마) 최종 가공두께(T1) 까지 가공한다(스텝 S30).
그 다음에 플라스마 세정장치(19)를 사용하여 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 유기오염물을 제거한다(스텝 S40).
그 다음에 웨이퍼 마운트장치(10D)를 사용하여 웨이퍼(W)의 각 칩사이의 간격을 확장한다(스텝 S50). 이하, 이 익스팬드 스텝에 대하여 도 15에 의해 설명한다. 도 15는 웨이퍼 마운트장치의 동작 순서를 나타낸 플로우도 이다. 또한 이미 기술한 도 10은 UV광 조사후 웨이퍼 마운트장치(10D)의 동작 순서를 모식적으로 나타낸 측면도이기도 하다.
우선 스텝 S40(전공정)에서 웨이퍼(W)가 플라스마 세정 된다.
그리고 웨이퍼(W)가 전면(全面) 흡착형인 반송장치(41)에 의해 보호용 시트(21) 측을 하부로 향해 흡착되어 반송되고, UV 조사장치(18)에서 보호용 시트(21)로 향하여 UV광이 조사되어 보호용 시트(21)의 점착력(粘着力)을 저하시킨다(스텝 S51).
그 다음에 다이싱 테이프(22)가 웨이퍼(W)의 이면과 프레임(F)에 부착되고, 불필요한 부분이 절단되어 웨이퍼(W)가 프레임(F)에 마운트된다(스텝 S52).
프레임(F)에 마운트된 웨이퍼(W)는 반송장치(39)에 의해 반전되어 표면에 부착된 보호시트(21)가 박리된다(스텝 S53).
웨이퍼(W)는 익스팬더(13)로 반송되고, 유지링(R)이 다이싱 테이프(22) 측에서 압압되어 웨이퍼(W)의 익스팬드가 행해진다(스텝 S54).
익스팬드된 웨이퍼(W)는 카셋트 스토커(14)에 재치된 카셋트(C)에 유지링(R) 마다 순차 수납되어 간다(스텝 S55).
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 웨이퍼 가공방법에 의하면, 레이저 다이싱장치에 의해 다이싱된 웨이퍼를 손상(damage)을 주는 일 없이 칩으로 분할할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 레이저 다이싱장치에 의해 다이싱 된 웨이퍼를 손상(damage)을 주는 일 없이 칩으로 분할할 수 있다.

Claims (4)

  1. 웨이퍼의 이면을 연삭 가공하고, 연삭 후의 상기 웨이퍼의 이면을 연마 가공하여 웨이퍼의 최종 가공두께(T1) 보다 두꺼운 두께(T2)까지 상기 웨이퍼의 이면을 가공하는 제 1의 기계가공스텝과;
    제 1의 기계가공 후의 상기 웨이퍼의 외주보다 0.1 ∼ 10㎜ 비개질(非改質)영역의 내측에 레이저광을 조사하여 상기 웨이퍼의 내부에 개질영역을 형성하는 개질영역 형성스텝과;
    개질영역 형성 후의 상기 웨이퍼의 이면을 연삭 가공하고, 연삭 후의 상기 웨이퍼의 이면을 연마 가공하여 웨이퍼의 최종 가공 두께(T1)까지 상기 웨이퍼의 이면을 가공하는 제 2의 기계가공스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1의 기계가공 전의 상기 웨이퍼의 표면에 그 웨이퍼의 표면에 형성된 패턴을 보호하는 보호용 테이프를 부착하는 테이프 부착스텝과;
    상기 제 2의 기계가공 후의 상기 웨이퍼의 표면에 자외선광을 조사하는 자외선광 조사스텝과;
    자외선광 조사 후의 상기 웨이퍼의 표면에 다이싱 테이프를 부착하여 상기 웨이퍼를 프레임에 마운트하는 테이프 마운트스텝과;
    프레임에 마운트 된 상기 웨이퍼의 표면에 부착되어 있는 상기 보호용 테이프를 박리하는 테이프 박리스텝과;
    상기 보호용 테이프가 박리된 상기 웨이퍼의 상기 다이싱 테이프가 부착된 측에서 상기 다이싱 테이프의 익스팬드를 실시해 상기 웨이퍼의 각 칩간의 간격을 확장하는 익스팬드스텝을 갖춘 웨이퍼 가공방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 웨이퍼의 내부에 형성하는 개질영역이 웨이퍼의 표면에서 두께 방향으로 T1까지 거리의 위치인 웨이퍼 가공방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2의 기계가공 후의 상기 웨이퍼를 플라스마 세정하는 플라스마 세정스텝을 갖춘 웨이퍼 가공방법.
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