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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbearbeitungsverfahren für Galliumarsenid-Wafer, bei welchem ein Laserstrahl auf einen Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) entlang zur Unterteilung vorgesehener Linien aufgestrahlt wird, die auf dem Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind, wodurch der Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) entlang den zur Unterteilung vorgesehenen Linien abgeschnitten wird.
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Wie Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist, wird bei Prozessen zur Herstellung eines Halbleiterbauelements ein Halbleiterwafer ausgebildet, bei welchem mehrere Bauelemente wie beispielsweise ICs oder LSIs matrixförmig auf einer Oberfläche eines Siliziumsubstrats angeordnet sind. Der so ausgebildete Halbleiterwafer wird entlang zur Unterteilung vorgesehenen Linien unterteilt, die als „Gassen“ bezeichnet werden, und wird entlang den Gassen abgeschnitten, wodurch einzelne Halbleiterchips hergestellt werden. Weiterhin wird ein Wafer aus Galliumarsenid (GaAs), der ein Substrat aus Galliumarsenid (GaAs) auf einer Oberfläche aufweist, in die Praxis umgesetzt, aus welchem Hochleistungs-Bauelemente wie beispielsweise Hybrid-ICs oder Hochgeschwindigkeits-ICs ausgebildet werden. In Bezug auf das Verfahren zum Schneiden eines Halbleiterwafers, der ein Siliziumwafer ist, oder ein Wafer aus Galliumarsenid (GaAs), entlang Gassen, wird die folgende Vorgehensweise vorgeschlagen. Ein gepulster Laserstrahl wird hierbei auf einen Wafer entlang Gassen aufgestrahlt, die auf dem Wafer vorgesehen sind, damit bei dem Wafer eine Ablationsbearbeitung durchgeführt wird, wodurch mittels Laser bearbeitete Gräben in dem Wafer ausgebildet werden. Diese Vorgehensweise ist beispielsweise in der JP H10- 305 420 A beschrieben.
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Wenn der Laserstrahl auf den Wafer entlang den Gassen aufgestrahlt wird, die auf dem Wafer vorgesehen sind, um die Ablationsbearbeitung durchzuführen, wird ein neues Problem hervorgerufen, nämlich dass sich Wärmeenergie in einem Bereich konzentriert, auf welchen der Laserstrahl aufgestrahlt wird, wodurch Abfälle erzeugt werden, und die Abfälle an Oberflächen von Bauelementen anhaften, so dass sich die Qualität der jeweiligen Chips verringert. Um ein derartiges Problem zu lösen, das infolge des Anhaftens von Abfällen auftritt, wurde ein Laserbearbeitungsverfahren vorgeschlagen, bei welchem eine Oberfläche eines Wafers, die bearbeitet werden soll, mit einem Abfall-Abschirmfilm beschichtet wird, der aus einem flüssigen Harz wie beispielsweise Polyvinylalkohol besteht, wobei dann ein Laserstrahl auf den Wafer durch den Abfallabschirmfilm aufgestrahlt wird. Dieses Laserbearbeitungsverfahren wird beispielsweise in
JP 2004 -
188 475 A beschrieben.
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Wenn der Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) durch das voranstehend geschilderte Laserbearbeitungsverfahren geschnitten wird, tritt jedoch das Problem auf, dass die seitliche Bruchfestigkeit jedes der einzelnen Chips verringert wird, die aufgrund der Unterteilung erhalten werden. Als Ergebnis von Versuchen, die von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, wird dann, wenn der Siliziumwafer durch Einsatz des voranstehend geschilderten Laserbearbeitungsverfahrens geschnitten wird, die seitliche Bruchfestigkeit jedes der Chips verringert, wenn die Abfälle an einer Schneidoberfläche jedes der Chips anhaften, die durch die Unterteilung erhalten werden. Allerdings wird deutlich, dass dann, wenn der Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) unter Verwendung des voranstehend geschilderten Laserbearbeitungsverfahrens geschnitten wird, die seitliche Bruchfestigkeit in dem Fall zunimmt, bei welchem Abfälle auf der Schneidoberfläche jedes der Chips anhaften, die durch die Unterteilung erhalten werden, im Vergleich zu jenem Fall, bei welchem keine Abfälle dort anhaften.
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Die
US 2006/0205182 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements. Bei diesem Verfahren wird eine Zwischenverbindungsschicht an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats vorgesehen und eine Schutzschicht auf die Zwischenverbindungsschicht aufgebracht. Anschließend wird die Schutzschicht mit einem Laserstrahl bestrahlt, um einen Grabenabschnitt auszubilden, und nach der Bestrahlung mit dem Laserstrahl der Grabenabschnitt durch einen Trockenätzvorgang in seiner Tiefenrichtung vergrößert.
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Die
US 2006/0128121 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zerteilen eines Galliumarsenid-Wafers mit einem Laserstrahl. Gemäß diesem Verfahren werden vorgezeichnete Linien an einem Galliumarsenid-Wafer durch Laserbestrahlung in einem einzelnen Durchgang geschnitten.
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Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Laserbearbeitungsverfahrens für einen Galliumarsenid-Wafer, bei welchem Abfälle, die durch Aufstrahlung eines Laserstrahls auf einen Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) hervorgerufen werden, an einer Schneidoberfläche festgehalten werden können, wenn der Laserstrahl auf den Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) entlang Gassen aufgestrahlt wird, die auf der Oberfläche des Wafers aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind, um die Ablationsbearbeitung durchzuführen, um hierdurch den Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) entlang den Gassen zu schneiden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer zur Verfügung gestellt, bei welchem ein Laserstrahl entlang Gassen des Galliumarsenid-Wafers abgestrahlt wird, auf welchem Bauelemente ausgebildet werden, in mehreren Bereichen, die durch Unterteilung der Gassen erhalten werden, die im Gitter auf einer Oberfläche des Galliumarsenid-Substrats vorgesehen sind, wodurch der Galliumarsenid-Wafer entlang den Gassen abgeschnitten wird, und das Verfahren umfasst: einen Waferhalterungsschritt zum Anhaftenlassen einer rückwärtigen Oberfläche des Galliumarsenid-Substrats auf einem Schutzteil; einen Abschirmfilm-Beschichtungsschritt zur Beschichtung einer Oberfläche des Galliumarsenid-Substrats, bei welchem die rückwärtige Oberfläche an dem Schutzteil anhaftet, durch einen Abfall-Abschirmfilm; einen Laserbearbeitungs-Gassenausbildungssschritt zum Aufstrahlen eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge, welche von dem Galliumarsenid-Substrat absorbiert werden kann, entlang den Gassen von der Seite des Abfall-Abschirmfilms zum Galliumarsenid-Substrat, bei welchem die Oberfläche mit dem Abfall-Abschirmfilm beschichtet ist, wodurch mittels Laser bearbeitete Gräben ausgebildet werden, die jeweils nicht die rückseitige Oberfläche entlang den Gassen erreichen; und einen Abschneideschritt zum Aufstrahlen des Laserstrahls mit der Wellenlänge, die von dem Galliumarsenid-Substrat absorbiert werden kann, entlang den mittels Laser bearbeiteten Gräben, auf das Galliumarsenid-Substrat, in welchem die mittels Laser bearbeiteten Gräben vorgesehen sind, wodurch abgeschnittene Gräben ausgebildet werden, die jeweils die rückwärtige Oberfläche entlang den jeweiligen, mittels Laser bearbeiteten Gräben erreichen.
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Vorzugsweise werden in dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt die mittels Laser bearbeiteten Gräben jeweils so ausgebildet, dass sie größer oder gleich der halben Dicke des Galliumarsenid-Substrats sind, und werden in dem Abschneideschritt die abgeschnittenen Gräben, die jeweils die rückwärtige Oberfläche erreichen, durch eine Bestrahlung mit dem Laserstrahl ausgebildet.
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Gemäß dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung wird, nachdem die mittels Laser bearbeiteten Gräben, die jeweils nicht die rückwärtige Oberfläche erreichen, entlang den Gassen auf dem Galliumarsenid-Substrat ausgebildet wurden, mittels Durchführung des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes, der Abschneideschritt zur Ausbildung der abgeschnittenen Gräben durchgeführt, welche jeweils die rückwärtige Oberfläche erreichen, durch Aufstrahlen des Laserstrahls entlang den mittels Laser bearbeiteten Gräben. Dies führt dazu, dass die Abfälle, die erzeugt und durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl im Abschneideschritt verstreut werden, an einem oberen Abschnitt einer Wandoberfläche (Schneidoberfläche) jedes der voranstehend geschilderten, mittels Laser bearbeiteten Gräben anhaften. Daher nimmt die seitliche Bruchfestigkeit jedes der Chips zu, da die kleinen Abfälle in der Nähe der Oberfläche jeder der geschnittenen Oberflächen der Chips anhaften, die durch die Unterteilung erhalten werden, die entlang den Gassen erfolgt, die auf dem Galliumarsenid-Substrat vorgesehen sind. Weiterhin ist bei der vorliegenden Erfindung die Oberfläche des Galliumarsenid-Substrats mit dem Abfall-Abschirmfilm beschichtet, mittels Durchführung des Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschrittes vor sowohl dem voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt als auch dem voranstehend geschilderten Abschneideschritt. Daher wird bei den Abfällen, die erzeugt und durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl gestreut werden, wenn der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt durchgeführt werden, verhindert, dass sie an einem der Bauelemente anhaften, da sie durch den Abfall-Abschirmfilm abgesperrt werden.
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Die voranstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise von deren Umsetzung in die Praxis werden deutlicher, und es wird die Erfindung selbst noch besser verstanden, aufgrund der Studien der folgenden Beschreibung und der beigefügten Patentansprüche, in Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
- 1 ist eine Perspektivansicht eines Galliumarsenid-Wafers, der auf einzelne Chips unterteilt werden kann, unter Verwendung eines Laserbearbeitungsverfahrens für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2A und 2B sind jeweils Ansichten, die einen Waferhalterungsschritt bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
- 3A und 3B sind jeweils Ansichten zur Erläuterung eines Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschrittes bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 4 ist eine Perspektivansicht eines Hauptabschnitts einer Laserbearbeitungseinrichtung zur Durchführung eines Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes und eines Abschneideschrittes bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 5A und 5B sind jeweils eine Ansicht zur Erläuterung des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts des Galliumarsenid-Wafers, bei welchem die Laserbearbeitung durchgeführt wird, mittels Durchführung des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritts, der in den 5A und 5B gezeigt ist;
- 7A und 7B sind jeweils eine Ansicht zur Erläuterung eines Abschneideschrittes bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts eines Galliumarsenid-Wafers, bei welchem die Laserbearbeitung durchgeführt wird, mittels Durchführung des in den 7A und 7B dargestellten Abschneideschrittes;
- 9 ist eine Perspektivansicht eines Chips, der dadurch erhalten wird, dass eine Unterteilung durch Einsatz des Laserbearbeitungsverfahrens für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt; und
- 10 ist ein Diagramm, welches Messergebnisse in Bezug auf seitliche Bruchfestigkeiten von Chips bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform eines Laserbearbeitungsverfahrens für einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine Perspektivansicht eines Galliumarsenid-Wafers. Bei dem in 1 dargestellten Galliumarsenid-Wafer 2 sind mehrere Gassen 21 gitterförmig auf einer Oberfläche 20a eines Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen, welches beispielsweise eine Dicke von 100 µm aufweist. Weiterhin sind Bauelemente 22, beispielsweise Hybrid-ICs oder Hochgeschwindigkeits-ICs, in mehreren Bereichen vorgesehen, die durch Unterteilung unter Einsatz mehrerer Gassen 21 erhalten werden, die gitterförmig auf der Oberfläche 20a des Galliumarsenid-Substrats 20 (GaAs-Substrats) vorgesehen sind. Eine rückwärtige Oberfläche 20b des voranstehend geschilderten Galliumarsenid-Wafers 2 haftet an einer Oberfläche eines Schutzbandes T als Schutzteil an, mit einem Umfangsabschnitt, der auf einem ringförmigen Rahmen F angebracht ist, um einen inneren Öffnungsabschnitt des ringförmigen Rahmens F abzudecken, wie in den 2A und 2B gezeigt (Waferhalterungsschritt). Es wird darauf hingewiesen, dass bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform das voranstehend geschilderte Schutzband T so ausgebildet ist, dass eine Acrylharzsystem-Klebeschicht, die eine Dicke von etwa 5 µm aufweist, an einer Oberfläche eines Schichtsubstrats angebracht ist, das aus Polyvinylchlorid (PVC) besteht, das eine Dicke von 80 µm aufweist.
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Nachdem der voranstehend geschilderte Waferhalterungsschritt durchgeführt wurde, wird ein Abfall-Abschirmfilm (Beschichtungsschritt) durchgeführt, um die Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs), die an dem Schutzband T anhaftet, als Schutzteil, mit einem Abfall-Abschirmfilm zu beschichten. Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 3A und 3B der Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschritt beschrieben. Bei dem Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschritt wird zuerst, wie in 3A gezeigt, der Galliumarsenid-Wafer 2, der durch den ringförmigen Rahmen F über das Schutzband T gehalten wird, auf einem Schleudertisch 31 einer Abschirmfilmausbildungseinrichtung 3 angeordnet. Weiterhin wird der Galliumarsenid-Wafer 2 auf dem Schleudertisch 3 durch Betätigung einer Saugvorrichtung (nicht gezeigt) angesaugt und gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der ringförmige Rahmen 11 auf dem Schleudertisch 31 durch eine (nicht dargestellte) Rahmenklemme befestigt, die an dem Schleudertisch 31 angebracht ist. Nachdem auf die voranstehend geschilderte Art und Weise der Galliumarsenid-Wafer 2 angesaugt und auf dem Schleudertisch 31 gehaltert wurde, wird eine vorbestimmte Menge an flüssigem Harz 30 dazu veranlasst, in Tropfen aus einer Harzflüssigkeits-Zufuhrdüse 32 herunterzufallen, die oberhalb des Schleudertisches 31 angeordnet ist, auf einen zentralen Bereich der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs), während der Schleudertisch 31 mit einer vorbestimmten Drehzahl (beispielsweise 300 bis 1000 Umdrehungen pro Minute) in der Richtung gedreht wird, die durch einen Pfeil angedeutet ist. Durch Drehen des Schleudertisches 31 etwa 60 Sekunden lang, wie in 3B gezeigt, wird dann die Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) mit einem Abfall-Abschirmfilm 300 beschichtet. Obwohl die Dicke des Abfall-Abschirmfilms 300 von der herunter gefallenden Menge an flüssigem Harz 30 abhängt, kann der Abfall-Abschirmfilm 300 so ausgebildet werden, dass er eine kleine Dicke bis zu 1 bis 10 µm aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass ein lösliches Harz, beispielsweise Polyvinylalkohol (PVA), Polyethylenglycol (PEG) oder Polyethylenoxid (PEO) vorzugsweise als das flüssige Harz 30 eingesetzt wird.
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Nachdem der voranstehend geschilderte Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschritt durchgeführt wurde, werden ein Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt, bei welchem ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) absorbiert werden kann, entlang den Gassen 21 von der Seite des Abfall-Abschirmfilms 300 zum Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird, bei welchem die Oberfläche 20a mit dem Abfall-Abschirmfilm 300 beschichtet ist, wodurch mittels Laserbearbeitung erzeugte Gassen ausgebildet werden, die jeweils nicht eine hintere Oberfläche 20b entlang den Gassen 21 erreichen, und ein Abschneideschritt durchgeführt, bei welchem der Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) absorbiert werden kann, entlang den mittels Laser bearbeiteten Gassen zum Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird, in welchem die durch Laserbearbeitung erzeugten Gassen vorgesehen sind, wodurch abgeschnittene Gräben entstehen, die jeweils die hintere Oberfläche 20b erreichen, entlang den jeweiligen, mittels Laser bearbeiteten Gräben. Der Laserbearbeitungs-Ausbildungsschritt und der Abschneideschritt werden unter Verwendung einer Laserbearbeitungseinrichtung 4 durchgeführt, die in 4 gezeigt ist. Die in 4 gezeigte Laserbearbeitungseinrichtung 4 weist einen Aufspanntisch 41 auf, um darauf ein Werkstück zu haltern, eine Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42 zum Aufstrahlen eines Laserstrahls auf das Werkstück, das auf dem Aufspanntisch 41 gehaltert ist, und eine Bildaufnehmervorrichtung 43 zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks, das auf dem Aufspanntisch 41 gehaltert ist.
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Der Aufspanntisch 41 ist so ausgebildet, dass er das Werkstück ansaugt und auf sich haltert. Weiterhin ist der Aufspanntisch 41 dazu ausgebildet, in einer Bearbeitungsvorschubrichtung bewegt zu werden, die durch einen Pfeil X in 4 angedeutet ist, und in einer Unterteilungsvorschubrichtung, die durch einen Pfeil Y in 4 angedeutet ist, durch einen (nicht dargestellt) Bewegungsmechanismus. Die Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42, die voranstehend geschildert wurde, weist ein zylindrisches Gehäuse 421 auf, das im Wesentlichen in Horizontalrichtung angeordnet ist. Eine Oszillatorvorrichtung (nicht dargestellt) für einen gepulsten Laserstrahl, die einen Oszillator für eine gepulsten Laserstrahl aufweist, der durch einen YAG-Laseroszillator oder einen YV04-Laseroszillator gebildet wird, und eine Wiederholungsfrequenzeinstellvorrichtung sind in dem Gehäuse 421 angeordnet. Ein Kondensor 422 zum Sammeln eines gepulsten Laserstrahls, der von der Oszillatorvorrichtung für den gepulsten Laserstrahl ausgesandt wird, ist an einem Kopfabschnitt des geschilderten Gehäuses 421 angebracht.
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Die Bildaufnehmervorrichtung 43, die an dem Kopfabschnitt des Gehäuses 421 angebracht ist, welches die voranstehend geschilderte Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42 bildet, besteht aus einer Infrarotstrahlungsbeleuchungsvorrichtung zum Abstrahlen von Infrarotstrahlung auf das Werkstück, einem optischen System zum Aufnehmen der Infrarotstrahlung, die von der Infrarotstrahlungsbeleuchungsvorrichtung abgestrahlt wird, einem Bildaufnehmerelement (Infrarot-CCD) zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der von dem optischen System aufgenommenen Infrarotstrahlung, und dergleichen, und zusätzlich aus einem normalen Bildaufnehmerelement (CCD) zur Durchführung der Aufnahme eines Bildes unter Einsatz sichtbaren Lichts, bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform. Weiterhin Schicht die Bildaufnehmervorrichtung 43 ein infolge der Bildaufnahme erzeugtes Videosignal an eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt).
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Der voranstehend geschilderte Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt, der unter Verwendung der voranstehend geschilderten Laserbearbeitungseinrichtung 4 durchgeführt wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 5A, 5B und 6 geschildert. Zuerst wird der Galliumarsenid-Wafer 2, der auf dem Schutzband T anhaftet, das an dem ringförmigen Rahmen F angebracht ist, auf dem Aufspanntisch 41 der in 4 gezeigten, voranstehend geschilderten Laserbearbeitungseinrichtung 4 angeordnet, und wird dann angesaugt und auf dem Aufspanntisch 41 gehaltert. Hierbei wird der Galliumarsenid-Wafer 2 in einem Zustand gehaltert, bei welchem der Abfall-Abschirmfilm 300, mit welchem die Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) bedeckt ist, auftaucht. Es wird darauf hingewiesen, dass zwar der ringförmige Rahmen F, an welchem das Schutzband T angebracht ist, nicht in 4 dargestellt ist, jedoch der ringförmige Rahmen F auf dem Aufspanntisch 41 durch die Rahmenklemme (nicht gezeigt) befestigt wird, die bei dem Aufspanntisch 41 vorgesehen ist. Der Aufspanntisch 41, welcher den Galliumarsenid-Wafer 2 auf die voranstehend geschilderte Art und Weise ansaugt und auf sich haltert, wird direkt unter der Bildaufnehmervorrichtung 43 angeordnet, durch den (nicht dargestellten) Bewegungsmechanismus.
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Nachdem der Aufspanntisch 41 direkt unter der Bildaufnehmervorrichtung 43 angeordnet wurde, führen die Bildaufnehmervorrichtung 43 und die (nicht dargestellte) Steuervorrichtung einen Ausrichtungsvorgang durch, um einen Bereich zu erfassen, bei welchem eine Laserbearbeitung stattfinden soll, bei dem Galliumarsenid-Wafer 2. Die Bildaufnehmervorrichtung 43 und die (nicht dargestellte) Steuervorrichtung führen daher eine Bildbearbeitung aus, beispielsweise eine Mustererkennung, zur Durchführung einer Ausrichtung zwischen jeder der Gassen 21, die in einer vorbestimmten Richtung auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind, und dem Kondensor 422 der Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42, um den Laserstrahl auf das Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) entlang den Gassen 21 abzustrahlen. Dann führen die Bildaufnehmervorrichtung 43 und die (nicht dargestellte) Steuervorrichtung die Ausrichtung für jene Position durch, an welcher der Laserstrahl abgestrahlt werden soll (Ausrichtungsschritt). Weiterhin wird entsprechend die Ausrichtung für jene Position, an welcher der Laserstrahl abgestrahlt werden soll, für jede der Gassen 21 durchgeführt, die sich im rechten Winkel zu den Gassen 31 erstrecken, die in der vorbestimmten Richtung auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind. Hierbei kann trotz der Tatsache, dass der Abfall-Abschirmfilm 300 auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen ist, auf welcher die Gassen 21 vorhanden sind, wenn der Abfall-Abschirmfilm 300 lichtundurchlässig ist, die Ausrichtung von der Oberfläche aus durchgeführt werden, durch Aufnehmen der Bilder der Gassen 21 unter Einsatz der Infrarotstrahlung.
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Wenn die Gassen 21, die auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) in dem Galliumarsenid-Wafer 2 ausgebildet werden, der von dem Aufspanntisch 41 angesaugt und dort gehaltert wird, auf die voranstehend geschilderte Art und Weise erfasst werden, und die Ausrichtung in Bezug auf die Position durchgeführt wird, an welcher der Laserstrahl eingestrahlt werden soll, wie in 5A gezeigt, wird der Aufspanntisch 41 zum Laserstrahlbestrahlungsbereich bewegt, in welchem der Kondensor 422 der Laserstrahlbestrahlungsvorrichtung 42 angeordnet ist, und wird eine vorbestimmte Gasse 21 direkt unter dem Kondensor 422 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist, wie in 5A gezeigt, der Galliumarsenid-Wafer 2 so angeordnet, dass ein Ende (das linke Ende in 5A) der vorbestimmten Gasse 21, die auf dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorhanden ist, sich direkt unter dem Kondensor 422 befindet. Dann wird der Aufspanntisch 41 mit einer vorbestimmten Bearbeitungsgeschwindigkeit in einer durch einen Pfeil X1 in 5A angedeuteten Richtung bewegt, während der gepulste Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) absorbiert wird, von dem Kondensor 422 der Laserstrahlabstrahlvorrichtung 4 auf das Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird. Weiterhin wird, wie in 5B gezeigt, wenn das andere Ende (das Ende an der rechten Seite in 5B) der vorbestimmten Gasse 21 einen Ort unmittelbar unter dem Kondensor 422 erreicht, die Einstrahlung des gepulsten Laserstrahls unterbrochen, und wird auch die Bewegung des Aufspanntisches 41 unterbrochen. Bei dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt wird ein Sammelpunkt P des gepulsten Laserstrahls auf die Nähe der Oberfläche der vorbestimmten Gasse 21 fokussiert.
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Mittels Durchführung des voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes wird die Ablationsbearbeitung bei dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) entlang den Gassen 21 durchgeführt, und werden mittels Laserbearbeitung bearbeitete Gräben 23, wie in den 5B und 6 gezeigt, in dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) entlang der jeweiligen Gasse 21 ausgebildet. Es ist wesentlich festzustellen, dass keiner der mittels Laserbearbeitung erzeugten Gräben 23, die in dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt ausgebildet wurden, die rückwärtige Oberfläche 20b des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) erreichen. Weiterhin ist die Tiefe jedes der mittels Laserbearbeitung bearbeiteten Gräben 23 vorzugsweise größer oder gleich der Hälfte der Dicke des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs). Es wird darauf hingewiesen, dass zwar in dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt, wie in 6 gezeigt, Abfall 24 erzeugt und durch die Einstrahlung des Laserstrahls verstreut wird, jedoch der Abfall 24 durch den Abfall-Abschirmfilm 300 abgesperrt wird, und daran gehindert wird, an irgendeinem der Bauelemente anzuhaften, da die Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) mit dem Abfall-Abschirmfilm 300 beschichtet ist.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt, der voranstehend geschildert wurde, beispielsweise unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt wird.
Lichtquelle des Laserstrahls: YVO4-Laser oder YAG-Laser
Wellenlänge: 355 nm
Wiederholungsfrequenz: 10 kHz
Ausgangsleistung: 4 W
Durchmesser des gesammelten Punktes: 10 µm
Bearbeitungsvorstellgeschwindigkeit: 400 mm/s
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Die Ausführung des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes unter den voranstehend geschilderten Bearbeitungsbedingungen ermöglicht, die mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 auszubilden, die jeweils eine Tiefe von 50 µm aufweisen, entlang den jeweiligen Gassen 21 in dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs).
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Als nächstes wird ein Abschneideschritt durchgeführt, bei welchem der Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) absorbiert wird, entlang den mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 auf das Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird, in welchem die mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 vorgesehen sind, wodurch abgeschnittene Gräben ausgebildet werden, die jeweils die rückwärtige Oberfläche 20b erreichen, entlang den jeweiligen, mittels Laserbearbeitung ausgebildeten Gräben 23. Hierbei wird der Aufspanntisch 41 mit einer vorbestimmten Bearbeitungsgeschwindigkeit in einer Richtung bewegt, die durch einen Pfeil X2 in 7A angedeutet ist, aus dem in 5B dargestellten Zustand, in welchem der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt durchgeführt wird, der voranstehend beschrieben wurde, wogegen, wie in 7A gezeigt, der gepulste Laserstrahl mit der Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) absorbiert werden kann, von dem Kondensor 422 der Laserstrahlabstrahlvorrichtung 4 auf das Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Sammelpunkt P des gepulsten Laserstrahls in der Nähe einer unteren Oberfläche jedes der mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 fokussiert. Weiterhin wird, wenn das andere Ende (das Ende an der linken Seite) der vorbestimmten Gasse 21 einen Ort unmittelbar unter dem Kondensor 422 erreicht, wie in 7B gezeigt, die Abstrahlung des gepulsten Laserstrahls unterbrochen, und wird auch die Bewegung des Aufspanntisches 41 unterbrochen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Bearbeitungsbedingungen in dem voranstehend geschilderten Abschneideschritt ebenso sein können wie jene, die in dem voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt vorgenommen werden. Daher werden auch in dem Abschneideschritt mittels Laser bearbeitete Gräben 25, die jeweils eine Tiefe von 50 µm aufweisen, entlang den jeweiligen mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 in dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) hergestellt. Dies führt dazu, dass abgeschnittene Gräben 25, welche jeweils die rückwärtige Oberfläche 20b erreichen, entlang den jeweiligen mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 in dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) ausgebildet werden, mit einer Dicke von 100 µm. Es wird darauf hingewiesen, dass auch in dem Abschneideschritt, wie in 8 gezeigt, Abfälle 24 erzeugt und durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl verstreut werden, ähnlich dem Fall des Ausbildungsschrittes für mittels Laser bearbeitete Gräben, der voranstehend geschildert wurde. Diese Abfälle 24 haften an jedem der oberen Abschnitte der Wandoberflächen (der ausgeschnittenen Oberflächen) 23a der mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 an. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Abfälle 24 jeweils einen Teilchendurchmesser von 1 bis 2 µm aufweisen, und an jedem der oberen Abschnitte der Wandoberflächen (der abgeschnittenen Oberflächen) 23a der mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 in einem Bereich von etwa 2 µm anhaften. Weiterhin wird zwar ein Teil der Abfälle 24 auf den Abfall-Abschirmfilm 300 verstreut, mit welchem die Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) beschichtet ist, jedoch wird verhindert, dass die Abfälle 24 an einer der Vorrichtungen 22 anhaften, da sie durch den Abfall-Abschirmfilm 300 abgesperrt werden.
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Nachdem der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt, die voranstehend beschrieben wurden, entlang den Gassen 21 durchgeführt werden, die sich jeweils in der vorbestimmten Richtung erstrecken, die auf dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorhanden ist, wird der Aufspanntisch 41 um 90 ° gedreht, und werden der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt, die voranstehend beschrieben wurden, erneut entlang den Gassen 21 durchgeführt, die sich jeweils in rechtem Winkel zur vorbestimmten Richtung erstrecken. Dies führt dazu, dass der Galliumarsenid-Wafer 2 bei jeder Vorrichtung 22 in einzelne Chips unterteilt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Chips, die durch die Unterteilung jeder Vorrichtung 22 erhalten werden, nicht voneinander getrennt werden, da sie auf der Oberfläche des Schutzbandes T anhaften, das an dem ringförmigen Rahmen F angebracht ist. Daher wird die Form des Galliumarsenid-Wafers 2 aufrechterhalten.
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Nach dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und dem Abschneideschritt, die auf die voranstehend geschilderte Art und Weise entlang sämtlichen Gassen durchgeführt wurden, die auf dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind, wodurch der Galliumarsenid-Wafer 2 bei jeder Vorrichtung 22 auf die einzelnen Chips unterteilt wurde, wird der Galliumarsenid-Wafer 2 zu einer Reinigungseinrichtung transportiert, um einen nächsten Reinigungsschritt durchzuführen, in dem Zustand, in welchem er auf der Oberfläche des Schutzbandes T anhaftet, das an dem ringförmigen Rahmen F angebracht ist. Obwohl der Galliumarsenid-Wafer 2, der zur Reinigungseinrichtung befördert wird, mit Spülwasser gereinigt wird, kann der Abfall-Abschirmfilm 300, mit welchem die Oberfläche 20a des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) beschichtet ist, einfach abgespült werden, da er wie voranstehend geschildert aus einem löslichen Harz besteht.
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Beispiel
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Als nächstes wird ein Beispiel für Versuche beschrieben, die von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden. Es wurden der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt, die voranstehend geschildert wurden, durchgeführt, wodurch ein Galliumarsenid-Wafer mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Dicke von 100 µm auf einzelne Chips unterteilt wurde. Dies führte dazu, dass ein Chip 200 hergestellt wurde, der eine Breite von 10 mm, eine Länge von 10 mm, und eine Dicke von 100 µm aufwies. Bei dem so hergestellten Chip 200 hafteten die Abfälle 24, die jeweils einen Teilchendurchmesser von 1 bis 2 µm aufwiesen, in der Nähe der Oberfläche eines Galliumarsenid-Substrats an, auf welchem die Vorrichtung 22 vorgesehen war, bei jeder der abgeschnittenen Oberflächen 23a, im Bereich von etwa 2 µm. Die seitliche Bruchfestigkeit wurde für 10 Chips 200 gemessen, die so hergestellt waren, unter Verwendung eines Biegeversuchsverfahrens mit drei Punkten. Die Ergebnisse der Messungen bezüglich der seitlichen Bruchfestigkeit sind in 10 dargestellt. Wie aus 10 hervorgeht, betrug ein Maximalwert der seitlichen Bruchfestigkeit 130 MPa, deren Minimalwert 100 MPa, und deren Mittelwert 114,0 MPa.
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Vergleichsbeispiel
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Ein Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt wurde bei einem Galliumarsenid-Wafer durchgeführt, der einen Durchmesser von 200 mm und eine Dicke von 100 µm aufwies, unter den Bearbeitungsbedingungen, dass die Bearbeitungsvorstellgeschwindigkeit auf 200 mm/Sekunde in dem voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt eingestellt war, wodurch der Galliumarsenid-Wafer auf einzelne Chips unterteilt wurde. Jeder der so hergestellten Chips wies eine Breite von 10 mm auf, eine Länge von 10 mm, und eine Dicke von 100 µm. Eine geringe Menge an Abfällen wurde auf dem Querschnitt jeder der so hergestellten Chips angebracht. Die seitliche Bruchfestigkeit wurde für zehn auf diese Art und Weise hergestellte Chips gemessen, unter Verwendung des Dreipunkt-Biegeversuchsverfahrens. Wie aus 10 hervorgeht, zeigen die Messergebnisse, dass der Maximalwert der seitlichen Bruchfestigkeit 87 MPa betrug, deren Minimalwert 55 MPa, und deren Mittelwert 70,2 MPa.
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Daher zeigt sich aufgrund der voranstehend geschilderten Ergebnisse, dass die seitliche Bruchfestigkeit jedes der Chips 200, auf welche der Galliumarsenid-Wafer durch Einsatz des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung unterteilt wird, erhöht ist, im Vergleich zu jener des Vergleichsbeispiels, und zwar um 62 % oder mehr bezüglich des Mittelwerts.
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Obwohl die vorliegende Erfindung bislang auf Grundlage der in den Figuren dargestellten Ausführungsform beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Ausführungsform beschränkt sein, so dass sich verschiedene Änderungen innerhalb des Umfangs des Wesens der vorliegenden Erfindung vornehmen lassen. So können beispielsweise, obwohl die voranstehend geschilderte Ausführungsform so beschrieben wurde, dass ein Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und ein Abschneideschritt durchgeführt werden, die Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsprozesse auch mehrfach durchgeführt werden, in Abhängigkeit von der Dicke des Substrats aus Galliumarsenid (GaAs). Weiterhin wurde zwar die voranstehend geschilderte Ausführungsform so dargestellt, dass der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt durchgehend entlang denselben Gassen durchgeführt werden, jedoch kann auch der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt entlang sämtlichen Gassen durchgeführt werden, und kann dann der Abschneideschritt entlang sämtlichen Gassen durchgeführt werden.
