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KR102812081B1 - 기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법 - Google Patents

기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법 Download PDF

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KR102812081B1
KR102812081B1 KR1020250014489A KR20250014489A KR102812081B1 KR 102812081 B1 KR102812081 B1 KR 102812081B1 KR 1020250014489 A KR1020250014489 A KR 1020250014489A KR 20250014489 A KR20250014489 A KR 20250014489A KR 102812081 B1 KR102812081 B1 KR 102812081B1
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fluid
light
cutting
light source
dicing device
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KR1020250014489A
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Inventor
김형우
선상필
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주식회사 블루타일랩
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Abstract

본 개시는 기판 다이싱 장치에 관한 것으로, 특히, 공정 수행 중에 절삭 위치를 검출할 수 있는 기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법에 관한 것이다. 본 개시의 일 관점에 따른 유체의 공급과 함께 이루어지는 절삭 가공에 의하여 이루어지는 기판 다이싱 장치는 상기 유체의 형상을 얻기 위한 제1 광을 조사하는 제1 광원; 상기 유체의 표면에서 반사된 제1 광을 수광하는 디텍터; 상기 유체를 투과하는 제2 광을 조사하는 제2 광원; 상기 절삭 가공에 의한 절삭면에서 반사된 제2 광에 의한 이미지를 캡쳐하는 카메라; 및 상기 유체의 형상으로부터 계산된 굴절각을 이용하여 상기 이미지를 보정하여 상기 절삭면의 위치를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법 {Apparatus for dicing wafer and method for monitoring same}
본 개시는 기판 다이싱 장치에 관한 것으로, 특히, 공정 수행 중에 절삭 위치를 검출할 수 있는 기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법에 관한 것이다.
반도체 제조는 다양한 공정을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정에 웨이퍼에 제작된 반도체 소자들을 개별 반도체 소자로 절단하는 과정이 포함될 수 있다.
웨이퍼는 다양한 방법으로 절단될 수 있다. 일례로, 절단 공정(sawing)에 의한 다이(die) 분리 또는　다이싱(dicing)은 회전하는 원형 연마 절단 블레이드를 이용하여 반도체 소자가 제작된 웨이퍼를 각각의 다이(die)로 절단하는 공정이다.
일례로, 절단 공정은 두 단계에 의하여 이루어질 수 있다. 먼저, 웨이퍼에 넓고 얕은 그루빙 라인을 형성하고, 이후 이 그루빙 라인 내에서 좁은 블레이드를 이용하여 웨이퍼의 전체 두께를 절단할 수 있다. 이러한 절단 공정에서 다량의 절삭 유체(또는 절삭유)가 지속적으로 공급된다.
이와 같은 두 단계의 다이싱 공정은 한 설비에서 연속적으로 이루어질 수 있다. 따라서, 한번 정렬된 상태로 두 단계의 공정이 진행된다. 이때, 실질적으로 두번째 단계의 공정을 진행할 때 정렬이 틀어지는 현상이 발생할 수 있다.
그러나, 이러한 두 공정은 한 설비에서 연속적으로 이루어지므로 이러한 정렬을 다시 설정하기 어려울 수 있다. 또한, 다량으로 연속적으로 공급되는 절삭 유체는 이러한 정렬을 다시 설정하는 과정을 어렵게 할 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 필요성이 요구된다.
본 개시에 개시된 실시예는 다이싱 공정의 정확도를 향상시킬 수 있는 기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 다이싱 공정 수행 중에 기판(웨이퍼)의 절삭면의 위치를 정렬할 수 있는 기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 다이싱 공정 수행 중에 절삭 유체가 존재하는 상태에서 Z1 공정의 절삭면의 중심점 또는 센터라인의 위치를 검출할 수 있는 기판 다이싱 장치 및 그 모니터링 방법을 제공하고자 한다.
본 개시가 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 관점에 따른 유체의 공급과 함께 이루어지는 절삭 가공에 의하여 이루어지는 기판 다이싱 장치는 상기 유체의 형상을 얻기 위한 제1 광을 조사하는 제1 광원; 상기 유체의 표면에서 반사된 제1 광을 수광하는 디텍터; 상기 유체를 투과하는 제2 광을 조사하는 제2 광원; 상기 절삭 가공에 의한 절삭면에서 반사된 제2 광에 의한 이미지를 캡쳐하는 카메라; 및 상기 유체의 형상으로부터 계산된 굴절각을 이용하여 상기 이미지를 보정하여 상기 절삭면의 위치를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 유체가 없는 상태에서 상기 제2 광원이 반사되어 얻어진 이미지를 참조 이미지로 이용할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 디텍터에서 수광된 제1 광의 파장을 이용하여 삼각측정법으로 상기 절삭면 상의 유체의 형상을 계산할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 유체의 형상을 이용하여 상기 절삭면 상의 상기 유체의 전체적인 형상 분포를 계산하여 특정 위치의 굴절률 변화에 의한 상기 굴절각을 계산할 수 있다.
또한, 상기 제1 광원은 상기 유체가 도포된 전체 영역에 대하여 제1 광을 조사할 수 있다.
또한, 상기 제2 광원에서 조사되는 제2 광의 경로를 변경하는 하프 미러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 광의 파장은 상기 제2 광의 파장보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1 광은 상기 유체에 대한 투과도가 상기 제2 광보다 낮을 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 관점에 따른 프로세서에 의하여 수행되는 기판 모니터링 방법은 절삭면 상에 위치한 유체의 형상을 얻는 단계; 상기 절삭면의 이미지를 캡쳐하는 단계; 상기 유체의 형상 및 상기 유체의 굴절률로부터 상기 캡쳐된 이미지를 보정하는 단계; 및 상기 보정된 이미지를 이용하여 상기 절삭면의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정하는 단계는 상기 캡쳐된 이미지와 상기 유체가 없는 상태에서 캡쳐된 참조 이미지를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 다이싱 공정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 다이싱 공정 수행 중에 기판(웨이퍼)의 절삭면의 위치를 정렬할 수 있다.
또한, 본 개시의 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 다이싱 공정 수행 중에 절삭 유체가 존재하는 상태에서 Z1 공정의 절삭면의 중심점 또는 센터라인의 위치를 실시간으로 검출할 수 있다.
본 개시의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 적용될 수 있는 기판 다이싱 절차를 나타내는 부분 단면 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 다이싱 장치를 일면에서 바라본 도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 다이싱 장치를 측면에서 바라본 도이다.
도 4는 유체로 사용되는 물에 대한 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 다이싱 방법을 나타내는 순서도이다.
본 개시 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 개시가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는'부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 개시의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
일례로, 초박형(예: 75 μm 두께 미만)의 3DI/TSV 반도체 웨이퍼는 웨이퍼 박막화 및 후면 가공 후 다이싱 공정을 진행한다. 그런데 이러한 초박형 반도체 웨이퍼는 이러한 초박형 및 적층형 구조로 다이싱 공법 적용이 용이하지 않다.
보통, 반도체 제조에서는 웨이퍼 표면에 배선층을 형성이 되며, 배선층 절단에 최적화된 블레이드(또는 LASER)와 나머지 실리콘 단결정의 절단에 최적화된 블레이드를 사용하여 웨이퍼를 2단계로 절단하는 절삭 공정을 수행하게 된다(Step Cut).
일례로, 2단계 공정은 스핀들 축이 두 개인 듀얼 다이싱 톱을 사용하여 이루어질 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용될 수 있는 기판 다이싱 절차를 나타내는 부분 단면 개략도이다.
도 1을 참조하면, 기판(웨이퍼) 다이싱 절차는 블레이드(Z1, Z2; 또는 다이싱 톱)를 이용한 절삭 공정을 이용하여 단계적으로 이루어질 수 있다. 일례로, 다이싱 과정은 블레이드(Z1, Z2)를 이용하는 소잉(sawing) 공정을 이용할 수 있다.
이러한 기판(20)의 일측면 상에는 다수의 반도체 소자(10)가 제작되고, 이러한 기판(20)의 타측면에는 글루(30)를 통하여 테이프(40)가 부착된 상태로 다이싱 공정이 수행될 수 있다. 다이싱 공정은 아래와 같은 과정으로 이루어질 수 있다.
먼저, 도 1(a)에서 도시하는 바와 같이, 상대적으로 넓은 영역에 대하여 제1 블레이드(Z1)를 이용하여 제1 홈(groove; 21)을 형성하는 제1 단계 다이싱 공정이 이루어질 수 있다.
이후, 도 1(b)에서 도시하는 바와 같이, 이러한 제1 홈(21)의 폭 내에서 제1 블레이드(Z1)보다 좁은 제2 블레이드(Z2)를 이용하여 기판(20)의 전체 두께를 관통하는 제2 홈(22)을 형성하여 기판(20)을 절단하는 제2 단계 공정이 수행될 수 있다. 이때, 제2 블레이드(Z2)의 단부는 테이프(40)에 이를 수 있다.
도 1(c)은 제2 블레이드(Z2)를 이용하여 테이프(40)에 부착된 기판(20)의 전체 두께를 관통하는 제2 홈(22)이 형성된 상태를 나타내고 있다.
한편, 이러한 절단 공정에서 다량의 절삭 유체가 지속적으로 공급된다. 일례로, 제1 단계 공정(Z1 공정이라 일컬을 수 있다)을 수행할 때 절삭 유체(절삭유 또는 유체)를 사용할 수 있다. 이러한 절삭 유체는 절삭 시에 블레이드(Z1, Z2)의 냉각, 윤활, 방청 등을 이용하여 사용될 수 있다. 일례로, 절삭 유체는 물을 이용할 수 있다. 그 외에도 절삭 유체로 기름, 기름과 물의 혼합물, 페이스트, 젤 등이 이용될 수 있다. 이하, 유체 및 절삭 유체는 동일한 의미를 가질 수 있다.
제1 단계 공정(Z1 공정)과 2단계 공정(Z2 공정) 사이에 소잉 위치의 정렬이 중요한 공정 인자일 수 있다. 일례로, 다이싱 공정에서 5 μm 미만의 위치 정밀도가 요구될 수 있다.
이를 위하여 최초 정렬(alignment)이 이루어진 상태로 제1 단계 공정이 이루어지고, 이에 근거하여 제2 단계 공정이 이루어질 수 있다.
본 개시에 의하면, 제1 단계 공정이 이루어진 이후 또는 그 과정에서 정렬 상태를 모니터링할 수 있다. 일례로, 절삭 유체에 의하여 이러한 모니터링은 어려울 수 있다. 그러나 본 개시의 실시예에 의하면 기판(20) 상에 절삭 유체가 존재하는 경우에도 정렬 상태에 대한 모니터링이 가능할 수 있다. 이러한 모니터링은 제1 단계 공정에 의하여 이루어진 절삭면(Z1 cut)의 위치를 측정하는 과정일 수 있다. 일례로, 이러한 모니터링은 실시간으로 이루어질 수 있다. 이에 대하여 자세히 후술한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 다이싱 장치를 일면에서 바라본 도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 다이싱 장치를 측면에서 바라본 도이다. 도 4는 유체로 사용되는 물에 대한 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 다이싱 장치(100)는 스테이지(160) 상에 위치하는 기판(웨이퍼; 20)의 절삭 가공을 수행하는 장치일 수 있다. 이러한 절삭 가공은 절삭 유체(50)의 공급과 함께 이루어질 수 있다.
여기서 스테이지(160)는 기판(20)을 스테이지(160) 상에서 좌우로 이송시킬 수 있는 XY-스테이지(160)일 수 있다. 일례로, 스테이지(160)는 이 스테이지(160) 상에 위치한 기판(20)을 X-축 방향 그리고 Y-축 방향으로 이송시킬 수 있다. 도 2 및 도 3에서, X 방향과 이에 수직인 Y 방향이 도시되어 있다.
도 2 및 도 3에서, 스테이지(160)와 기판(20)의 일부분이 도식적으로 표현되어 있다. 즉, 기판(20)은 하나의 다이싱 포인트(홈; 21)를 예시적으로 표현하고 있다. 그러나 실제로 기판(20)은 다수의 홈(21)을 포함할 수 있다. 또한, 스테이지(160)는 이러한 다수의 홈(21)이 포함된 크기의 기판(20)을 수용할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 절삭 가공은 제1 단계 공정(Z1 공정)과 제2 단계 공정(Z2 공정)을 포함하는 2단계 공정으로 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3에서, 제1 단계 공정에 의하여 기판(20)에 절삭면(Z1 cut; 21)이 형성된 상태를 나타내고 있다. 이러한 절삭면(21)의 좌우로 반도체 소자가 위치할 수 있다(여기에서는 도시를 생략한다.).
위에서 설명한 바와 같이, 제1 단계 공정은 유체(50)의 공급과 함께 이루어질 수 있다. 따라서, 절삭면(21) 상에는 유체(50)가 위치할 수 있다. 예시적으로, 여기서 유체(50)의 형상은 단순화되어 표시되어 있다. 일례로, 유체(50)는 더 복잡한 곡면 형상을 가질 수 있다. 일례로, 유체(50)는 물 또는 증류수일 수 있다. 이에 따라, 유체(50)의 표면(51)에서의 굴절률은 정해질 수 있다.
이러한 기판 다이싱 장치(100)는 유체(50)의 형상을 얻기 위한 제1 광을 조사하는 제1 광원(110), 유체(50)의 표면(51)에서 반사된 제1 광을 수광하는 디텍터(120), 유체(50)를 투과하는 제2 광을 조사하는 제2 광원(130), 절삭 가공에 의한 절삭면(21)에서 반사된 제2 광에 의한 이미지를 캡쳐하는 카메라(140)를 포함할 수 있다.
또한, 기판 다이싱 장치(100)는 이러한 제1 광원(110), 디텍터(120), 제2 광원(130), 및 카메라(140)를 제어하는 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서(150)는 컨트롤러라고 칭할 수도 있다.
일례로, 제1 광원(110)은 유체(50)에 대해 투과도가 낮은 파장의 광원(LED, Laser 등)일 수 있다. 일례로, 제1 광원(110)에서 조사되는 제1 광은 주로 유체(50)를 투과하지 않고 유체(50)의 표면(51)에서 반사될 수 있다. 이렇게 유체(50)의 표면(51)에서 반사된 제1 광은 디텍터(120)에서 수광될 수 있다. 디텍터(120)에서는 이러한 반사광의 세기를 감지할 수 있다. 이러한 반사광의 세기는 프로세서(150)에 전달되어 수록될 수 있다. 별도로 도시되지 않았으나 프로세서(150)는 이러한 반사광의 세기 등을 기록하는 별도의 메모리를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 광원(110)은 유체(50)가 도포된 전체 영역에 대하여 제1 광을 조사할 수 있다. 일례로, 절삭면(21) 상의 유체(50)가 도포된 전체 영역이 커버 가능한 각도(θ) 범위에 대해 제1 광을 조사할 수 있다.
이에 따라, 제1 광원(110) 및 디텍터(120)에 의하여 유체(50)의 전체 입체 형상을 얻을 수 있다. 제1 광원(110)은 일정한 면적을 갖는 형태의 광 형태로 제1 광을 조사할 수 있다. 이러한 제1 광의 형태는 선형(Line), 사각형(Square), 원형(Circle) 등일 수 있다.
프로세서(150)는 디텍터(120)에서 수광된 제1 광의 파장을 이용하여 삼각측정법으로 절삭면(21) 상의 유체(50)의 형상을 얻을 수 있다.
프로세서(150)는 이러한 유체(50)의 형상을 이용하여 절삭면(21) 상의 유체(50)의 전체적인 형상 분포를 계산하여 특정 위치의 굴절률 변화에 의한 굴절각을 계산할 수 있다.
말하자면, 유체(50)의 형상이 결정된 상태에서 유체(50)의 굴절률은 알려져 있으므로 특정 방향의 광에 대한 굴절각을 계산할 수 있다.
이때, 프로세서(150)는 제2 광이 유체(50)의 표면(51) 상에서 굴절된 정도를 위에서 계산된 유체(50)의 형상 및 굴절각을 이용하여 보정할 수 있다.
제2 광원(130)은 유체(50)에 대해서 투과도가 높은 파장의 광원 (LED, Laser 등)일 수 있다. 일례로, 제2 광원(130)에서 출사되는 제2 광은 주로 유체(50)를 투과하여 절삭면(21; Z1 cut)에서 반사될 수 있다. 제2 광은 스폿(Spot) 형태일 수 있다. 한편, 제2 광은 Kerf width에 따라 면광원일 수 있다. 이러한 제2 광원(130)은 카메라(140)와 동축으로 설치될 수 있다. 도 4를 참조하면, 유체(50)로 사용되는 물(H2O)에 대한 투과율을 나타내고 있다.
절삭면(21)에서 반사된 제2 광은 카메라(140)에서 캡쳐될 수 있다. 카메라(140)에서 캡쳐된 이미지는 프로세서(150)에 전달되어 수록될 수 있다. 한편, 이러한 캡쳐된 이미지는 별도의 메모리에 저장될 수 있다.
프로세서(150)는 이와 같은 유체(50)의 형상으로부터 계산된 굴절각을 이용하여 캡쳐 이미지를 보정하여 절삭면(21)의 위치를 측정할 수 있다. 다시 말하면, 프로세서(150)는 유체(50)가 위치하는 기판(20)의 절삭면(21)의 위치를 정확하게 측정할 수 있다.
이러한 절삭면(21)의 위치가 정확히 결정되면 초기 정렬 위치에 대한 상대적 위치가 판단될 수 있다. 이에 따라, 초기 정렬 위치가 변경되었는지 유지되는지 여부를 감지할 수 있다. 따라서, 초기 정렬 위치가 틀어졌다면 다시 재정렬이 가능할 수 있다.
절삭면(21)의 위치를 측정하는 과정에서 프로세서(150)는 유체(50)가 없는 상태에서 제2 광원(130)이 반사되어 얻어진 이미지를 참조 이미지로 이용할 수 있다.
프로세서(150)는 보정된 제2 광의 경로와 참조 이미지를 이용하여 절삭면(21)의 중심점 또는 센터라인을 결정할 수 있다. 이에 따라 절삭면(21) 또는 기판(20)의 정렬 상태를 판단할 수 있는 것이다.
도 3을 참조하면, 제1 광원(110)의 제1 광의 조사 방향과 제2 광원(130)의 제2광의 조사 방향은 서로 다를 수 있다. 일례로, 제2 광원(130)에서 조사되는 제2 광의 경로를 변경하는 미러(131)가 구비될 수 있다.
이때, 미러(131)는 하프 미러 또는 다이크로익 미러일 수 있다. 이러한 미러(131)를 통하여 제2 광은 절삭면(21)에 대하여 수직 방향으로 입사될 수 있다.
절삭면(21)에서 반사된 제2 광은 미러(131)를 투과하여 카메라(140)로 입사될 수 있다.
일례로, 제1 광의 파장은 제2 광의 파장보다 클 수 있다. 일례로, 제1 광은 유체(50)에 대한 투과도가 제2 광보다 낮을 수 있다.
예시적인 실시예로서, 제1 광의 파장 대역은 1500 nm 내지 2000 nm일 수 있다. 한편, 예시적인 실시예로서, 제2 광의 파장 대역은 900 nm 내지 1000 nm일 수 있다.
일례로, 제1 광원(110)은 위의 제1 광의 파장 대역의 광을 발광하는 단파장 레이저일 수 있다. 일례로, 제2 광원(130)은 위의 제2 광의 파장 대역의 광을 발광하는 단파장 레이저일 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 제1 단계 공정(Z1 공정)과 2단계 공정(Z2 공정) 사이에서 위치 정렬이 중요한 공정 인자일 수 있다. 이러한 제1 단계 공정(Z1 공정)과 2단계 공정(Z2 공정)은 단일 설비에서 진행하며, 초기 정렬(Alignment) 과정 후 각 블레이드(Z1, Z2)를 이용하여 각 단계가 순차적으로 이루어질 수 있다.
종래에는 초기 정렬 과정 후 실시간 절삭면의 위치 정보가 없는 상태에서 2단계 공정(Z2 공정)이 진행되었고, 이에 따라 불량률이 높은 문제점이 있었다.
그러나, 본 개시의 실시예에 의하면 절삭 유체(50)에 의해 오염된 기판(20; 웨이퍼) 표면을 실시간 모니터링이 가능하여 초기 정렬 위치가 변경된 경우 재정렬을 통하여 다이싱 공차를 줄일 수 있다.
일반적으로 광은 유체(50)의 표면(51)에서 굴절이 되어 반사되는데, 이에 따라 제2 광원(130)으로 절삭면(21)의 이미지를 캡쳐하는데 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차의 오차율을 계산하기 위하여 제1 광원(110)을 이용하여 유체(50)의 전체적인 체적을 계산할 수 있다. 이렇게 계산된 유체(50)의 체적과 스넬의 법칙에 의하여 굴절되는 제2 광의 각도를 계산하여 캡쳐 이미지의 중심점을 결정할 수 있다.
구체적으로, 절삭면(21)에 절삭 유체(50)가 없는 상태에서 제2 광원(130)에 의하여 제2 광이 절삭면(21)에 입사 및 반사되어 카메라(140)에 이미지가 캡쳐되는데 이러한 캡쳐 이미지를 참조 이미지로 이용할 수 있다.
이후, 절삭 유체(50)가 절삭면(21) 상에 위치한 상태에서, 제2 광원(130)을 이용하여 절삭면(21)의 이미지를 캡쳐할 수 있다. 이러한 이미지는 유체(50)에 의한 굴절 현상에 의하여 왜곡된 상태일 수 있다. 이러한 왜곡은 유체(50)의 형상과 굴절률을 이용하여 보정하고 참조 이미지와 비교하여 정확한 절삭면(21)의 중심점 또는 센터라인을 검출할 수 있는 것이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 다이싱 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 위에서 설명한 기판 다이싱 장치(100)를 이용하여 기판 모니터링을 수행할 수 있다. 이러한 기판 모니터링은 프로세서(150)에 의하여 수행될 수 있다. 일례로, 프로세서(150)는 유체(50)의 형상을 얻기 위한 제1 광을 조사하는 제1 광원(110), 유체(50)의 표면(51)에서 반사된 제1 광을 수광하는 디텍터(120), 유체(50)를 투과하는 제2 광을 조사하는 제2 광원(130), 절삭 가공에 의한 절삭면(21)에서 반사된 제2 광에 의한 이미지를 캡쳐하는 카메라(140), 그리고 스테이지(160)를 제어하여 기판 모니터링을 수행할 수 있다.
먼저, 절삭면(21) 상에 위치한 유체(50)의 형상을 얻는 과정이 수행될 수 있다(S51). 이러한 과정(S51)은 제1 광원(110) 및 디텍터(120)를 통하여 수행될 수 있다.
이후, 절삭면(21)의 이미지를 캡쳐하는 과정이 수행될 수 있다(S52). 이러한 과정(S52)은 제2 광원(130) 및 카메라(140)에 의하여 수행될 수 있다.
다음, 프로세서(150)는 위에서 얻어진 유체(50)의 형상 및 유체(50)의 굴절률로부터 캡쳐된 이미지를 보정하는 과정을 수행할 수 있다(S53).
이후, 프로세서(150)는 보정된 이미지를 이용하여 절삭면(21)의 위치를 결정하는 과정을 수행할 수 있다(S54).
이때, 위에서 설명한 바와 같이, 프로세서(150)는 유체(50)가 없는 상태에서 제2 광원이 반사되어 얻어진 이미지를 참조 이미지로 이용할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(150)는 보정된 제2 광의 경로와 참조 이미지를 이용하여 절삭면(21)의 중심점을 알아낼 수 있다.
이하, 이러한 기판 모니터링 과정을 부연하여 설명한다.
1. 절삭 유체(H2O) 형상 측정 방법
제1 광원(110)은 1500 nm 파장 또는 2000 nm 파장 대역(물에 대한 투과도가 낮은 파장)의 단파장의 광을 사용하여, 이러한 광이 유체(50)의 표면(51)에서 일부(흡수 또는) 반사되는 광을 디텍터(120)에서 검출을 할 수 있다.
이때, 프로세서(150)는 디텍터(120)에서 검출된 광을 이용하여 삼각측정법으로 기판(20; 웨이퍼) 표면 상의 유체의 분포(3D 형상)를 측정할 수 있다(S51).
프로세서(150)는 측정된 유체(50)의 형상을 이용하여 유체(50)의 전체적인 분포를 확인하여 특정 위치(검출하고자 하는 위치)의 굴절률 변화에 의한 굴절각을 계산할 수 있다.
제2 광원(130)은 물(H2O)에 대해서 투과도가 큰 파장의 광을 사용하며 주로 가시광 내지 근적외선 영역의 파장(900 nm 내지 1000nm)을 사용할 수 있다.
제2 광원(130)의 제2 광이 유체(50)를 투과하여 절삭면(Z1 cut; 21) 위치까지 도달한 후 다시 반사되어 카메라(140)에 수신되어 이미지를 캡쳐할 수 있다(S52).
이때, 제2 광 중에서 유체(50)에 수직으로 입사되지 않는 광의 경우 유체(50)를 통과하면서 발생하는 굴절 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 캡쳐된 이미지는 정확한 절삭면(21)의 형상에 왜곡이 발생한 이미지일 수 있다.
프로세서(150)는 이러한 왜곡된 절삭면(21)의 이미지를 유체(50)가 없는 경우에 캡쳐한 참조 이미지(Reference Image)와 비교할 수 있다(S53). 이러한 과정을 통하여 프로세서(150)는 앞에서 계산된 유체(50)에 의한 굴절각의 변화를 이용하여 변화량을 계산하여 왜곡된 이미지를 보정할 수 있다(S53).
프로세서(150)는 이러한 보정된 이미지를 통해 절삭면(21; Z1 cut)의 위치를 결정(측정)할 수 있다(S54)
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 개시가 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 디스플레이 패널 110: 제1 광원
120: 디텍터 130: 제2 광원
140: 카메라 150: 프로세서
160: 스테이지

Claims (10)

  1. 유체의 공급과 함께 이루어지는 절삭 가공에 의하여 이루어지는 기판 다이싱 장치에 있어서,
    상기 유체의 형상을 얻기 위한 제1 광을 조사하는 제1 광원;
    상기 유체의 표면에서 반사된 제1 광을 수광하는 디텍터;
    상기 유체를 투과하는 제2 광을 조사하는 제2 광원;
    상기 절삭 가공에 의한 절삭면에서 반사된 제2 광에 의한 이미지를 캡쳐하는 카메라; 및
    상기 유체의 형상으로부터 계산된 굴절각을 이용하여 상기 이미지를 보정하여 상기 절삭면의 위치를 결정하는 프로세서를 포함하는
    기판 다이싱 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 유체가 없는 상태에서 상기 제2 광원이 반사되어 얻어진 이미지를 참조 이미지로 이용하는
    기판 다이싱 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 디텍터에서 수광된 제1 광의 파장을 이용하여 삼각측정법으로 상기 절삭면 상의 유체의 형상을 계산하는
    기판 다이싱 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 유체의 형상을 이용하여 상기 절삭면 상의 상기 유체의 전체적인 형상 분포를 계산하여 특정 위치의 굴절률 변화에 의한 상기 굴절각을 계산하는
    기판 다이싱 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광원은 상기 유체가 도포된 전체 영역에 대하여 제1 광을 조사하는
    기판 다이싱 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광원에서 조사되는 제2 광의 경로를 변경하는 하프 미러를 더 포함하는
    기판 다이싱 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광의 파장은 상기 제2 광의 파장보다 큰
    기판 다이싱 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광은 상기 유체에 대한 투과도가 상기 제2 광보다 낮은
    기판 다이싱 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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