DE102017200631B4 - Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats (2), das eine erste Oberfläche (2a) mit wenigstens einer daran ausgebildeten Trennlinie (22) und eine zweite Oberfläche (2b), die der ersten Oberfläche (2a) gegenüberliegt, aufweist, wobei das Verfahren umfasst:Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls (LB) auf das Substrat (2) von der Seite der ersten Oberfläche (2a) aus, zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), so dass mehrere modifizierte Bereiche (23) in dem Substrat (2) ausgebildet werden, wobei sich jeder modifizierte Bereich (23) zumindest von der ersten Oberfläche (2a) in Richtung auf die zweite Oberfläche (2b) erstreckt und jeder modifizierte Bereich (23) ausgebildet wird, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl (LB) geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren; undEntfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), an der die mehreren modifizierten Bereiche (23) ausgebildet wurden,wobei die wenigstens eine Trennlinie (22) in einer Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) liegt, eine Breite (w) aufweist,wobei die modifizierten Bereiche (23) innerhalb der Breite (w) der wenigstens einen Trennlinie (22) ausgebildet werden, undwobei zumindest einige der modifizierten Bereiche (23) so ausgebildet werden, dass sie sich entlang 30% oder mehr der Dicke des Substrats (2) erstrecken.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats, das eine erste Oberfläche mit wenigstens einer Trennlinie, die daran ausgebildet ist, und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, aufweist.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei einem Optikbauelement-Herstellverfahren wird eine Optikbauelementschicht, die z. B. aus einer n-leitenden Nitridhalbleiterschicht und einer p-leitenden Nitridhalbleiterschicht besteht, an der Vorderseite eines Einkristallsubstrats, wie z. B. eines Saphirsubstrats, eines Siliziumkarbid(SiC)-Substrats oder eines Galliumnitrid(GaN)-Substrats, ausgebildet. Die Optikbauelementschicht wird durch sich kreuzende Trennlinien (die auch als „Straßen“ bezeichnet werden) abgeteilt, um getrennte Bereiche zu definieren, in denen jeweils optische Bauelemente, wie z. B. Leuchtdioden (LEDs) und Laserdioden, ausgebildet werden. Indem die Optikbauelementschicht an der Vorderseite des Einkristallsubstrats vorgesehen wird, wird ein Optikbauelementwafer ausgebildet. Der Optikbauelementwafer wird entlang der Trennlinien getrennt, z. B. geschnitten, um die getrennten Bereiche, in denen die optischen Bauelemente ausgebildet sind, zu teilen, wodurch die einzelnen optischen Bauelemente als Chips oder Dies erhalten werden.
  • Als ein Verfahren zum Teilen eines Wafers, wie z. B. eines Optikbauelementwafers, entlang der Trennlinien wurde ein Laserbearbeitungsverfahren zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls mit einer Wellenlänge, die eine Transmission des Strahls durch den Wafer ermöglicht, entlang der Trennlinien auf den Wafer in einem Zustand, in dem ein Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls in einem zu teilenden Zielbereich innerhalb des Wafers angeordnet ist, vorgeschlagen. Auf diese Weise wird eine modifizierte Schicht mit einer verringerten Festigkeit durchgehend innerhalb des Wafers entlang jeder Trennlinie ausgebildet. Anschließend wird eine äußere Kraft entlang jeder Trennlinie durch Verwendung eines Brechwerkzeugs auf den Wafer ausgeübt, wodurch der Wafer in die einzelnen optischen Bauelemente geteilt wird. Ein solches Verfahren ist in der JP-A-3408805 offenbart.
  • Als ein weiteres Verfahren zum Teilen eines Wafers, wie z. B. eines Optikbauelementwafers, entlang der Trennlinien wurde vorgeschlagen, einen gepulsten Laserstrahl in einem Zustand auf den Wafer aufzubringen, in dem ein Brennpunkt des Strahls mit einem Abstand von der Vorderseite des Wafers in der Richtung auf dessen Rückseite zu angeordnet ist, um mehrere Öffnungsbereiche in dem Einkristallsubstrat auszubilden. Jeder Öffnungsbereich besteht aus einem amorphen Bereich und einer Aussparung in dem amorphen Bereich, die zu der Vorderseite des Wafers offen ist. Anschließend wird eine äußere Kraft entlang jeder Trennlinie durch Verwendung eines Brechwerkzeugs auf den Wafer ausgeübt, wodurch der Wafer in die einzelnen optischen Bauelemente geteilt wird.
  • Jedoch kann, wenn bei den oben genannten Teilungsverfahren die äußere Kraft durch Verwendung des Brechwerkzeugs auf den Wafer ausgeübt wird, eine Verschiebung der resultierenden Chips oder Dies relativ zueinander auftreten. Eine solche Die-Verschiebung verkompliziert nicht nur den Vorgang des Aufnehmens der Chips oder Dies, sondern erzeugt auch das Risiko einer Beschädigung der Chips oder Dies, z. B. wenn deren Seitenoberflächen einander wegen der Verschiebung berühren.
  • Ferner kann es sein, dass die einzelnen Chips oder Dies durch das Aufbringen der äußeren Kraft unter Verwendung des Brechwerkzeugs nicht geeignet voneinander getrennt werden. Zum einen können zwei oder mehr der Chips oder Dies nach dem Brechvorgang zumindest teilweise noch miteinander verbunden sein, so dass es erforderlich ist, den Wafer nach der Die-Trennung zu inspizieren. Zum anderen kann die äußere Form der resultierenden Chips oder Dies, das heißt die Form von deren Seitenoberflächen, nach deren Trennung nicht mit einem hohen Maß an Genauigkeit gesteuert werden.
  • Die oben genannten Probleme sind besonders ausgeprägt bei transparenten Kristallmaterialien, die schwer zu bearbeiten sind, wie z. B. Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs), Galliumnitrid (GaN), Galliumphosphid (GaP), Indiumarsenid (InAs), Indiumphosphid (InP), Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrid (SiN), Lithiumtantalat (LT), Lithiumniobat (LN), Saphir (Al2O3), Aluminiumnitrid (AIN), Siliziumoxid (SiO2) oder dergleichen.
  • Daher besteht weiterhin ein Bedarf nach einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats, das es ermöglicht, das Substrat in einer genauen, zuverlässigen und effizienten Weise zu bearbeiten.
  • US 2014 / 0 213 043 A1 und JP 2011 - 210 915 A offenbaren Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats, bei denen ein Laserstrahl auf das Substrat aufgebracht wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats bereitzustellen, das es ermöglicht, das Substrat in einer genauen, zuverlässigen und effizienten Weise zu bearbeiten. Dieses Ziel wird durch ein Substrat-Bearbeitungsverfahren mit den technischen Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung folgen aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats bereit, das eine erste Oberfläche, z. B. eine vordere Oberfläche, mit wenigstens einer daran ausgebildeten Trennlinie und eine zweite Oberfläche, z. B eine hintere Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, aufweist. Das Verfahren umfasst ein Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls auf das Substrat von der Seite der ersten Oberfläche aus, zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie, so dass mehrere modifizierte Bereiche in dem Substrat ausgebildet werden, wobei sich jeder modifizierte Bereich zumindest von der ersten Oberfläche in Richtung auf die zweite Oberfläche erstreckt. Jeder modifizierte Bereich wird ausgebildet, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren. Das Verfahren umfasst ferner ein Entfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden.
  • Jeder modifizierte Bereich erstreckt sich bis zu der ersten Oberfläche, das heißt so, dass er die erste Oberfläche erreicht. Die modifizierten Bereiche liegen daher an der ersten Oberfläche vor.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können sich bis zu der zweiten Oberfläche erstrecken, das heißt so, dass sie die zweite Oberfläche erreichen. Die modifizierten Bereiche können daher an der zweiten Oberfläche vorliegen. Einige oder alle der modifizierten Bereiche können sich nicht bis zu der zweiten Oberfläche erstrecken.
  • Der gepulste Laserstrahl wird auf das Substrat zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie, das heißt entlang der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie, aufgebracht.
  • Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der gepulste Laserstrahl zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie auf das Substrat aufgebracht. Daher werden die modifizierten Bereiche an den mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie ausgebildet.
  • Gemäß dem Bearbeitungsverfahren der Erfindung wird der gepulste Laserstrahl zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie von der Seite der ersten Oberfläche aus auf das Substrat aufgebracht, so dass mehrere modifizierte Bereiche entlang der wenigstens einen Trennlinie ausgebildet werden. Durch Ausbilden dieser modifizierten Bereiche wird die Festigkeit des Substrats in dessen Bereichen verringert, in denen die modifizierten Bereiche ausgebildet werden. Daher wird das Entfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, erheblich erleichtert.
  • Ferner ist, da Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, entfernt wird, kein Ausüben einer äußeren Kraft durch Verwendung eines Brechwerkzeugs erforderlich, um das Substrat zu teilen.
  • Das Substrat kann durch das Entfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie geteilt werden, wodurch eine Verschiebung der resultierenden getrennten Teile des Substrats, wie z. B. Chips oder Dies, relativ zueinander zuverlässig verhindert wird und ermöglicht wird, die äußere Form, das heißt die Seitenoberflächen, dieser Teile mit einem hohen Maß an Genauigkeit zu steuern. Außerdem kann eine vollständige Trennung dieser Teile voneinander zuverlässig und effizient gewährleistet werden, so dass keine anschließende Waferinspektion erforderlich ist.
  • Daher ermöglicht das Bearbeitungsverfahren gemäß der Erfindung, das Substrat in einer genauen, zuverlässigen und effizienten Weise zu bearbeiten.
  • Mehrere Trennlinien können an der ersten Oberfläche des Substrats ausgebildet sein. Das Verfahren kann ein Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls auf das Substrat von der Seite der ersten Oberfläche aus, zumindest an mehreren Stellen entlang einer oder mehrerer, vorzugsweise aller, der Trennlinien umfassen. In diesem Fall werden mehrere modifizierte Bereiche in dem Substrat zumindest an mehreren Stellen entlang der einen oder mehreren, vorzugsweise aller, der Trennlinien ausgebildet. Anschließend kann Substratmaterial entlang der einen oder mehreren, vorzugsweise aller, der Trennlinien, an der oder denen die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, entfernt werden.
  • Der gepulste Laserstrahl kann eine Wellenlänge aufweisen, die eine Transmission des Laserstrahls durch das Substrat ermöglicht.
  • Der gepulste Laserstrahl kann auf das Substrat zumindest an mehreren Positionen entlang der wenigstens einen Trennlinie in einer solchen Weise aufgebracht werden, dass nebeneinanderliegende der Stellen einander nicht überlappen.
  • Der gepulste Laserstrahl kann auf das Substrat zumindest an mehreren Positionen entlang der wenigstens einen Trennlinie in einer solchen Weise aufgebracht werden, dass ein Abstand zwischen nebeneinanderliegenden der Stellen, das heißt ein Abstand zwischen Mittelpunkten nebeneinanderliegender Stellen, innerhalb eines Bereichs von 3 µm bis 50 µm, vorzugsweise 5 µm bis 40 µm und bevorzugter 8 µm bis 30 µm liegt. Die mehreren modifizierten Bereiche können in dem Substrat so ausgebildet werden, dass ein Abstand zwischen Mittelpunkten nebeneinanderliegender modifizierter Bereiche in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie in dem Bereich von 3 µm bis 50 µm, vorzugsweise 5 µm bis 40 µm und bevorzugter 8 µm bis 30 µm liegt. Besonders bevorzugt liegt der Abstand zwischen Mittelpunkten nebeneinanderliegender modifizierter Bereiche in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie in dem Bereich vom 8 µm bis 10 µm.
  • Die modifizierten Bereiche können in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie gleich weit voneinander beabstandet sein. Alternativ können einige oder alle von nebeneinanderliegenden oder benachbarten modifizierten Bereichen in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie voneinander unterschiedliche Abstände aufweisen.
  • Die Durchmesser der modifizierten Bereiche können entlang der Richtung von der ersten Oberfläche des Substrats auf die zweite Oberfläche des Substrats zu im Wesentlichen konstant sein.
  • Die modifizierten Bereiche können Durchmesser oder Breiten in dem Bereich von 10 µm bis 100 µm, vorzugsweise 10 µm bis 80 µm und bevorzugter 10 µm bis 50 µm aufweisen.
  • Die mehreren modifizierten Bereiche können so in dem Substrat ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander nicht überlappen. Auf diese Weise kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass das Substrat ein ausreichendes Maß an Festigkeit oder Robustheit beibehält, um dessen effiziente weitere Handhabung und/oder dessen effiziente weitere Bearbeitung, insbesondere in dem Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, zu ermöglichen.
  • Die mehreren modifizierten Bereiche können so in dem Substrat ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und/oder in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, nicht überlappen.
  • Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen äußeren Rändern nebeneinanderliegender oder benachbarter modifizierter Bereiche in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie und/oder in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie wenigstens 1 µm.
  • Die mehreren modifizierten Bereiche können so in dem Substrat ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander zumindest teilweise überlappen. In einigen Ausführungsformen überlappen nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander nur entlang eines Teils der Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats. Zum Beispiel können nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander nur entlang eines Teils der Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats überlappen, der näher zu der ersten Oberfläche des Substrats liegt. Nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche können so ausgebildet werden, dass sie einander entlang eines Teils der Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats nicht überlappen, der näher zu der zweiten Oberfläche des Substrats liegt.
  • Die mehreren modifizierten Bereiche können so in dem Substrat ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und/oder in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, zumindest teilweise überlappen.
  • Nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche können so ausgebildet werden, dass sie einander zumindest teilweise überlappen, so dass ein modifizierter Abschnitt, insbesondere ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt, ausgebildet wird. Der modifizierte Abschnitt kann in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und/oder in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, im Wesentlichen durchgehend sein. Auf diese Weise kann das Entfernen von Substratmaterial, insbesondere das mechanische Schneiden des Substrats, entlang der wenigstens einen Trennlinie in einer besonders effizienten Weise, insbesondere mit einer besonders hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit, durchgeführt werden.
  • Die mehreren modifizierten Bereiche können so in dem Substrat ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie nicht überlappen, aber einander in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, zumindest teilweise überlappen.
  • Die mehreren modifizierten Bereiche können so in dem Substrat ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie zumindest teilweise überlappen, aber einander in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, nicht überlappen.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können eine im Wesentlichen zylindrische Form oder eine konisch zulaufende Form aufweisen.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können im Wesentlichen die Form eines Zylinders aufweisen, wobei die Zylinderlängsachse entlang der Richtung von der ersten Oberfläche des Substrats auf die zweite Oberfläche des Substrats zu angeordnet ist. In diesem Fall sind die Durchmesser der modifizierten Bereiche entlang der Richtung von der ersten Oberfläche des Substrats auf die zweite Oberfläche des Substrats zu im Wesentlichen konstant.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können eine konisch zulaufende Form aufweisen, wobei die modifizierten Bereiche entlang ihrer Erstreckung entlang der Dicke des Substrats konisch zulaufen. Die modifizierten Bereiche können entlang der Richtung von der ersten Oberfläche des Substrats auf die zweite Oberfläche des Substrats zu konisch zulaufen. In diesem Fall nehmen die Durchmesser der modifizierten Bereiche in der Richtung von der ersten Oberfläche des Substrats auf die zweite Oberfläche des Substrats zu ab.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird jeder modifizierte Bereich ausgebildet, indem Substratmaterial durch den gepulsten Lasterstrahl geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren, ohne dass Öffnungen ausgebildet werden, die zu der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche offen sind. In diesem Fall wird jeder modifizierte Bereich in einer solchen Weise ausgebildet, indem Substratmaterial geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren, dass keine Öffnungen an der ersten Oberfläche und an der zweiten Oberfläche ausgebildet werden. Keine Öffnung, die zu der ersten Oberfläche offen ist, wird ausgebildet und keine Öffnung, die zu der zweiten Oberfläche offen ist, wird ausgebildet. Daher liegen an der ersten Oberfläche keine Öffnungen vor und liegen an der zweiten Oberfläche keine Öffnungen vor.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können sich über die erste Oberfläche des Substrats hinaus erstrecken. Einige oder alle der modifizierten Bereiche können sich über eine Ebene, in der die erste Oberfläche liegt, hinaus erstrecken. Der Begriff „erste Oberfläche“ definiert die erste Oberfläche des Substrats in dem Zustand, das heißt in der Erstreckung, vor dem Aufbringen des gepulsten Laserstrahls.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können sich über die zweite Oberfläche des Substrats hinaus erstrecken. Einige oder alle der modifizierten Bereiche können sich über eine Ebene, in der die zweite Oberfläche liegt, hinaus erstrecken. Der Begriff „zweite Oberfläche“ definiert die zweite Oberfläche des Substrats in dem Zustand, das heißt in der Erstreckung, vor dem Aufbringen des gepulsten Laserstrahls.
  • Das Schmelzen von Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl und die nachfolgende Wiedererstarrung des geschmolzenen Substratmaterials können das Volumen des Substratmaterials vergrößern. Daher kann sich das Substratmaterial ausdehnen, so dass sich das wiedererstarrte Substratmaterial über die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche des Substrats hinaus erstreckt.
  • Der gepulste Laserstrahl kann in einem Zustand auf das Substrat aufgebracht werden, in dem ein Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an der ersten Oberfläche angeordnet ist oder mit einem Abstand von der ersten Oberfläche in der Richtung von der ersten Oberfläche auf die zweite Oberfläche zu angeordnet ist.
  • Das Substrat kann aus einem Material bestehen, das für den gepulsten Laserstrahl transparent ist. In diesem Fall werden die mehreren modifizierten Bereiche in dem Substrat durch das Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls ausgebildet, der eine Wellenlänge aufweist, die eine Transmission des Laserstrahls durch das Substrat ermöglicht.
  • Der gepulste Laserstrahl kann in einem Zustand auf das Substrat aufgebracht werden, in dem ein Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an der ersten Oberfläche angeordnet ist oder mit einem Abstand von der ersten Oberfläche in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung von der ersten Oberfläche auf die zweite Oberfläche zu angeordnet ist. In diesem Fall wird der gepulste Laserstrahl in einem Zustand auf das Substrat aufgebracht, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an der ersten Oberfläche angeordnet ist oder mit einem Abstand von der ersten Oberfläche in der Richtung von der ersten Oberfläche weg von der zweiten Oberfläche angeordnet ist.
  • Die mehreren modifizierten Bereiche können in dem Substrat durch das Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls ausgebildet werden, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass er von dem Substratmaterial absorbiert wird. Dieser Ansatz ist für das Bearbeiten eines Siliziumkarbid(SiC)-Substrats, wie zum Beispiel eines SiC-Wafers, besonders effizient.
  • Ein Aspektverhältnis eines modifizierten Bereichs ist definiert als der Durchmesser des modifizierten Bereichs geteilt durch die Erstreckung des modifizierten Bereichs entlang der Dicke des Substrats, das heißt die Länge, entlang derer sich der modifizierte Bereich in der Dickenrichtung des Substrats erstreckt. Die modifizierten Bereiche können Aspektverhältnisse von 1:5 oder weniger, vorzugsweise 1:10 oder weniger und bevorzugter 1:20 oder weniger aufweisen. Ein Aspektverhältnis von annähernd 1:5 ermöglicht die Verwendung eines besonders einfachen Verfahrensaufbaus. Bei einem Aspektverhältnis von annähernd 1:20 oder weniger können die modifizierten Bereiche in besonders effizienter Weise ausgebildet werden.
  • Die modifizierten Bereiche können Durchmesser von 17,5 µm oder mehr, vorzugsweise 35 µm oder mehr und bevorzugter 70 µm oder mehr aufweisen. In dieser Weise kann eine Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats von 350 µm oder mehr effizient und zuverlässig mit den oben identifizierten Aspektverhältnissen der modifizierten Bereiche erzielt werden.
  • Das Substrat kann ein Einkristallsubstrat oder ein Verbindungssubstrat, wie zum Beispiel ein Verbindungshalbleitersubstrat, beispielsweise ein GaAs-Substrat, oder ein polykristallines Substrat, wie zum Beispiel ein Keramiksubstrat, sein. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen ist das Substrat ein Einkristallsubstrat.
  • Der modifizierte Bereich ist ein Bereich des Substrats, der durch das Aufbringen des gepulsten Laserstrahls modifiziert wurde. Zum Beispiel kann der modifizierte Bereich ein Bereich des Substrats sein, in dem die Struktur des Substratmaterials durch das Aufbringen des gepulsten Laserstrahls modifiziert wurde.
  • Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der Bereich des Substrats modifiziert, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren.
  • Der modifizierte Bereich kann einen amorphen Bereich umfassen. Der modifizierte Bereich kann ein amorpher Bereich sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Substrat ein Einkristallsubstrat und umfasst das Verfahren ein Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls auf das Einkristallsubstrat von der Seite der ersten Oberfläche aus, zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie, so dass mehrere modifizierte Bereiche in dem Einkristallsubstrat ausgebildet werden, wobei sich jeder modifizierte Bereich zumindest von der ersten Oberfläche in Richtung auf die zweite Oberfläche erstreckt und jeder modifizierte Bereich ausgebildet wird, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren, und ein Entfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden. Die modifizierten Bereiche können amorphe Bereiche umfassen oder sein. Die modifizierten Bereiche, insbesondere die amorphen Bereiche, schwächen das Substrat in dem Bereich, in dem die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, wodurch der Vorgang des Entfernens von Substratmaterial weiter erleichtert wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Substrat ein Verbindungssubstrat oder ein polykristallines Substrat und umfasst das Verfahren ein Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls auf das Substrat von der Seite der ersten Oberfläche aus, zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie, so dass mehrere modifizierte Bereiche in dem Substrat ausgebildet werden, wobei sich jeder modifizierte Bereich zumindest von der ersten Oberfläche in Richtung auf die zweite Oberfläche erstreckt und jeder modifizierte Bereich ausgebildet wird, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren, und ein Entfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden. Die modifizierten Bereiche können amorphe Bereiche umfassen oder sein. Die modifizierten Bereiche, insbesondere die amorphen Bereiche, schwächen das Substrat in dem Bereich, in dem die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, wodurch der Vorgang des Entfernens von Substratmaterial weiter erleichtert wird.
  • Das Substratmaterial kann entfernt werden, indem das Substrat entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, geschnitten wird. Das Substrat kann z. B. durch Verwendung eines mechanischen Schneidmittels, wie z. B. einer Klinge oder einer Säge, durch Laserschneiden, durch Plasmaschneiden, z. B. unter Verwendung einer Plasmaquelle, usw. geschnitten werden. Das Schneiden des Substrats ist eine besonders effiziente, einfache und zuverlässige Art, das Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie zu entfernen.
  • Das Substratmaterial kann entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, mechanisch entfernt werden. Insbesondere kann das Substratmaterial mechanisch entfernt werden, indem das Substrat entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, mechanisch geschnitten wird. Zu diesem Zweck kann ein mechanisches Schneidmittel, wie z. B. eine Klinge oder eine Säge, verwendet werden.
  • Wie oben dargelegt wurde, verringert die Ausbildung der mehreren modifizierten Bereiche entlang der wenigstens einen Trennlinie die Festigkeit des Substrats in den Bereichen, in denen die modifizierten Bereiche ausgebildet sind. Daher kann das mechanische Entfernen von Substratmaterial, insbesondere das mechanische Schneiden des Substrats, entlang der wenigstens einen Trennlinie in einer effizienteren Weise, insbesondere mit einer erhöhten Bearbeitungsgeschwindigkeit, durchgeführt werden. Zum Beispiel kann für den Fall eines Klingen- oder Sägezerteilungsvorgangs die Klingen- oder Sägezerteilungsgeschwindigkeit erheblich erhöht werden.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können so ausgebildet werden, dass sie sich nur entlang eines Teils der Dicke des Substrats in der Richtung von der ersten Oberfläche auf die zweite Oberfläche zu erstrecken. In diesem Fall erstrecken sich die modifizierten Bereiche bis zu der ersten Oberfläche des Substrats, also erreichen sie diese, aber erstrecken sie sich nicht bis zu der zweiten Oberfläche des Substrats, also erreichen sie diese nicht. Einige oder alle der modifizierten Bereiche sind so ausgebildet, dass sie sich entlang 30 % oder mehr, vorzugsweise 40 % oder mehr, bevorzugter 50 % oder mehr, noch bevorzugter 60 % oder mehr und sogar noch bevorzugter 70 % oder mehr der Dicke des Substrats erstrecken.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können so ausgebildet werden, dass die Differenz zwischen der Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats und der Tiefe, bis zu der das Substratmaterial in dem Substratmaterial-Entfernungsschritt entfernt wird, geteilt durch die Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats, in dem Bereich von -10 % bis +20 %, vorzugsweise 0 % bis +20 % und bevorzugter +10 % bis +20 % liegt.
  • Einige oder alle der modifizierten Bereiche können so ausgebildet werden, dass sie sich zumindest entlang der gesamten Dicke des Substrats erstrecken. In diesem Fall erstrecken sich die modifizierten Bereiche bis zu der ersten Oberfläche und bis zu der zweiten Oberfläche des Substrats.
  • Das Ausbilden der modifizierten Bereiche mit einer großen Erstreckung entlang der Dicke des Substrats, z. B. so, dass sie sich zumindest entlang dessen gesamter Dicke erstrecken, ist in Anbetracht einer erhöhten Lebensdauer eines Mittels, das für die Entfernung von Substratmaterial verwendet wird, insbesondere einer Klinge oder einer Säge, besonders bevorzugt.
  • Der Betrag der Erstreckung einiger oder aller der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats kann, z. B. abhängig davon, ob beabsichtigt ist, das Substrat entlang dessen Dicke vollständig oder teilweise zu schneiden, geeignet gewählt werden.
  • Der Betrag der Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats kann genau gesteuert werden, z. B. indem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls mit einem geeigneten Abstand von der ersten Oberfläche in der Richtung von der ersten Oberfläche auf die zweite Oberfläche zu oder mit einem geeigneten Abstand von der ersten Oberfläche in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung von der ersten Oberfläche auf die zweite Oberfläche zu angeordnet wird.
  • In dem Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, kann das Substratmaterial entlang nur eines Teils der Dicke des Substrats in der Richtung von der ersten Oberfläche auf die zweite Oberfläche zu entfernt werden. Das Substratmaterial kann entlang 30 % oder mehr, vorzugsweise 40 % oder mehr, bevorzugter 50 % oder mehr, noch bevorzugter 60 % oder mehr und sogar noch bevorzugter 70 % oder mehr der Dicke des Substrats entfernt werden.
  • Das Substratmaterial kann in einer solchen Weise entfernt werden, dass die Differenz zwischen der Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats und der Tiefe, bis zu der das Substratmaterial entfernt wird, geteilt durch die Erstreckung der modifizierten Bereiche entlang der Dicke des Substrats, in dem Bereich von -10 % bis +20 %, vorzugsweise 0 % bis +20 % und bevorzugter +10 % bis +20 % liegt.
  • Das Substratmaterial kann entlang der gesamten Dicke des Substrats entfernt werden. Auf diese Weise wird das Substrat durch den Substratmaterial-Entfernungsvorgang entlang der wenigstens einen Trennlinie geteilt.
  • Eine Substratmaterial-Entfernungsbreite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, wie z. B. eine Schnittbreite, kann in dem Substratmaterial-Entfernungsvorgang variiert werden. Zum Beispiel kann das Substratmaterial entlang eines Teils der Substratdicke mit einer ersten Entfernungsbreite entfernt werden und kann ein weiterer Teil, z. B. der verbleibende Teil, des Substratmaterials in der Dickenrichtung des Substrats mit einer zweiten Entfernungsbreite entfernt werden. Die zweite Entfernungsbreite kann kleiner als die erste Entfernungsbreite sein.
  • Zum Beispiel können zu diesem Zweck zwei unterschiedliche Schneidmittel verwendet werden, die in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, unterschiedliche Breiten aufweisen.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Schleifen der zweiten Oberfläche des Substrats zum Einstellen der Substratdicke umfassen. In diesem Fall wird besonders bevorzugt, die modifizierten Bereiche so auszubilden, dass sie sich zumindest entlang der gesamten Dicke des Substrats erstrecken. Auf diese Weise wird die Festigkeit der Seite der zweiten Oberfläche des Substrats verringert, wodurch ermöglicht wird, den Schleifvorgang effizienter, insbesondere mit einer höheren Schleifgeschwindigkeit, durchzuführen.
  • Das Schleifen der zweiten Oberfläche des Substrats kann durchgeführt werden, bevor das Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, entfernt wird.
  • Das Schleifen der zweiten Oberfläche des Substrats kann durchgeführt werden, nachdem das Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, entfernt wurde.
  • Insbesondere kann in dem Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie das Substratmaterial entlang nur eines Teils der Dicke des Substrats entfernt werden. Anschließend kann nach der Substratmaterialentfernung entlang der wenigstens einen Trennlinie das Schleifen der zweiten Oberfläche des Substrats durchgeführt werden.
  • Das Schleifen kann in einer solchen Weise durchgeführt werden, dass die Substratdicke auf eine Dicke verringert wird, die der Tiefe entspricht, bis zu der das Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie entfernt wurde, z. B. der Schneidtiefe eines Schneidvorgangs. In diesem Fall wird das Substratmaterial, das durch den Substratmaterial-Entfernungsvorgang entlang der wenigstens einen Trennlinie nicht erreicht wurde, in dem Schleifschritt entfernt, so dass das Substrat durch den Schleifvorgang entlang der wenigstens einen Trennlinie geteilt wird.
  • Das Schleifen der zweiten Oberfläche des Substrats kann daher entlang eines verbleibenden Teils der Dicke des Substrats, in dem kein Substratmaterial entfernt wurde, durchgeführt werden, so dass das Substrat entlang der wenigstens einen Trennlinie geteilt wird.
  • Indem das Substrat in dem Schleifschritt in der oben dargelegten Weise geteilt wird, kann das Substrat in einer besonders zuverlässigen, genauen und effizienten Weise bearbeitet werden. Speziell wird der Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie an dem Substrat vor dem Schleifen, das heißt vor einer Verringerung von dessen Dicke, durchgeführt. Daher kann eine Verformung des Substrats während der Materialentfernung, z. B. während des Schneidens, entlang der wenigstens einen Trennlinie, wie z. B. ein Durchbiegen des Substrats oder dergleichen, zuverlässig verhindert werden. Ferner wird die während der Substratmaterialentfernung entlang der wenigstens einen Trennlinie auf das Substrat aufgebrachte Belastung erheblich verringert, wodurch ermöglicht wird, Chips oder Dies mit einer erhöhten Die-Festigkeit zu erhalten. Eine Beschädigung der resultierenden Chips oder Dies, wie z. B. die Ausbildung von Rissen oder ein Absplittern der Rückseite, kann verhindert werden.
  • Außerdem wird, da das Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie nur entlang eines Teils der Substratdicke entfernt wird, die Effizienz, insbesondere die Bearbeitungsgeschwindigkeit, des Substratmaterial-Entfernungsvorgangs erhöht. Überdies wird die Lebensdauer eines Mittels, z. B. eines Schneidmittels, das für den Substratmaterial-Entfernungsschritt verwendet wird, verlängert.
  • Für den Fall des Entfernens des Substratmaterials entlang nur eines Teils der Dicke des Substrats und des anschließenden Schleifens der zweiten Oberfläche des Substrats in der oben beschriebenen Weise, so dass das Substrat entlang der wenigstens einen Trennlinie geteilt wird, wird besonders bevorzugt, die modifizierten Bereiche so auszubilden, dass sie sich zumindest entlang der gesamten Dicke des Substrats erstrecken. Wie oben dargelegt wurde, kann auf diese Weise die Effizienz sowohl des Schritts der Substratmaterialentfernung entlang der wenigstens einen Trennlinie als auch des Schleifschritts erheblich gesteigert werden.
  • In dem Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie kann das Substratmaterial entlang der gesamten Erstreckung der modifizierten Bereiche in der Richtung von der ersten Oberfläche auf die zweite Oberfläche zu oder entlang nur eines Teils dieser Erstreckung entfernt werden. Das Substratmaterial kann entlang 30 % oder mehr, vorzugsweise 40 % oder mehr, bevorzugter 50 % oder mehr, noch bevorzugter 60 % oder mehr und sogar noch bevorzugter 70 % oder mehr der Erstreckung der modifizierten Bereiche entfernt werden.
  • Die an der ersten Oberfläche des Substrats ausgebildete wenigstens eine Trennlinie weist eine Breite in einer Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, auf.
  • Die Breite der wenigstens einen Trennlinie kann in dem Bereich von 30 um bis 200 um, vorzugsweise 30 um bis 150 um und bevorzugter 30 µm bis 100 µm liegen.
  • Der gepulste Laserstrahl kann von der Seite der ersten Oberfläche aus auf das Substrat auch an mehreren Stellen entlang der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie aufgebracht werden.
  • Die modifizierten Bereiche werden innerhalb der Breite der wenigstens einen Trennlinie ausgebildet.
  • Nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche können in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie gleich weit voneinander beabstandet sein. Alternativ können einige oder alle von nebeneinanderliegenden oder benachbarten modifizierten Bereichen in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie voneinander unterschiedliche Abstände aufweisen. Die modifizierten Bereiche können im Wesentlichen zufällig in der Erstreckungsrichtung und/oder der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie angeordnet sein.
  • Die Abstände zwischen nebeneinanderliegenden modifizierten Bereichen in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie, das heißt zwischen Mittelpunkten nebeneinanderliegender modifizierter Bereiche, können in dem Bereich von 3 µm bis 50 µm, vorzugsweise 5 µm bis 40 µm und bevorzugter 8 µm bis 30 µm liegen.
  • Der gepulste Laserstrahl kann auch an mehreren Stellen entlang der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie aufgebracht werden, so dass innerhalb der Breite der wenigstens einen Trennlinie mehrere Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet werden, wobei sich jede Reihe entlang der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie erstreckt. Die Reihen können in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie nebeneinander angeordnet sein. Die Reihen können in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie gleich weit voneinander beabstandet sein oder einige oder alle von nebeneinanderliegenden Reihen können in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie voneinander unterschiedliche Abstände aufweisen.
  • Der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Reihen modifizierter Bereiche in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie, das heißt zwischen Mittelpunkten der modifizierten Bereiche der nebeneinanderliegenden Reihen, kann in dem Bereich von 3 µm bis 50 µm, vorzugsweise 5 µm bis 40 µm und bevorzugter 8 µm bis 30 µm liegen. Die Anzahl von Reihen kann in dem Bereich von 1 bis 3, vorzugsweise 1 oder 2, liegen.
  • Die modifizierten Bereiche können so ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und/oder in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie zumindest teilweise überlappen.
  • Nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche können so ausgebildet werden, dass sie einander zumindest teilweise überlappen, so dass ein modifizierter Abschnitt, insbesondere ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt, ausgebildet wird. Der modifizierte Abschnitt kann in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und/oder in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie im Wesentlichen durchgehend sein.
  • Die modifizierten Bereiche können so ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und/oder in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie nicht überlappen.
  • Besonders bevorzugt kann eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche oder ein einzelner modifizierter Abschnitt innerhalb der Breite der wenigstens einen Trennlinie ausgebildet werden. Zum Beispiel können die modifizierten Bereiche oder der modifizierte Abschnitt Durchmesser oder Breiten in dem Bereich von 10 µm bis 100 µm, vorzugsweise 10 µm bis 80 µm und bevorzugter 10 µm bis 50 µm aufweisen.
  • Für den Fall einer einzelnen Reihe modifizierter Bereiche kann die Substratbearbeitung in einer besonders effizienten Weise mit einer erhöhten Bearbeitungsgeschwindigkeit durchgeführt werden.
  • In der einzelnen Reihe modifizierter Bereiche können die modifizierten Bereiche so ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie zumindest teilweise überlappen. Auf diese Weise kann ein modifizierter Abschnitt, insbesondere ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt, ausgebildet werden, der zum Beispiel eine Breite in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie in dem Bereich von 10 µm bis 100 µm, vorzugsweise 10 µm bis 80 µm und bevorzugter 10 µm bis 50 µm aufweist.
  • Alternativ können zum Beispiel zwei oder drei Reihen modifizierter Bereiche innerhalb der Breite der wenigstens einen Trennlinie ausgebildet werden. Die modifizierten Bereiche können so ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie zumindest teilweise überlappen. Auf diese Weise kann ein modifizierter Abschnitt, insbesondere ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt, ausgebildet werden, der zum Beispiel eine Breite in dem Bereich von 10 µm bis 100 µm, vorzugsweise 10 µm bis 80 µm und bevorzugter 10 µm bis 50 µm aufweist.
  • Alternativ können zum Beispiel zwei oder drei Reihen modifizierter Bereiche innerhalb der Breite der wenigstens einen Trennlinie ausgebildet werden und können die modifizierten Bereiche so ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie und in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie nicht überlappen.
  • Auf diese Weise kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass das Substrat ein ausreichendes Maß an Festigkeit oder Stabilität beibehält, um eine effiziente weitere Handhabung und/oder Bearbeitung desselben, insbesondere in dem Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, zu ermöglichen.
  • Indem innerhalb der Breite der Trennlinie mehrere Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet werden, die in der Breitenrichtung der Trennlinie nebeneinander angeordnet sind, wie oben dargelegt wurde, kann der Vorgang des Entfernens von Substratmaterial entlang der Trennlinie, insbesondere durch Verwendung eines Schneidvorgangs, z. B. eines mechanischen Schneidvorgangs, noch effizienter gestaltet werden.
  • Ferner kann eine breite Variation von Mitteln zum Entfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, z. B. eine breite Variation von mechanischen Schneidmitteln, wie z. B. Klingen oder Sägen, z. B. mit unterschiedlichen Schnittbreiten, verwendet werden. Außerdem können wegen der verringerten Festigkeit des Bereichs des Substrats, in dem die modifizierten Bereiche ausgebildet sind, z. B. Schneidklingen oder Sägen mit einer verringerten Härte oder Festigkeit verwendet werden, wodurch ermöglicht wird, die Kosten der Schneidmittel oder -geräte zu verringern. Außerdem kann die Lebensdauer der Schneidmittel oder -geräte verlängert werden.
  • Die Reihen modifizierter Bereiche können in einer solchen Weise ausgebildet werden, dass der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Reihen an oder näher zu der Mitte der wenigstens einen Trennlinie in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie größer ist als an Stellen, die weiter von der Mitte der Trennlinie in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie entfernt angeordnet sind, z. B. in Randbereichen oder Seitenbereichen der Trennlinie. Insbesondere können die Reihen modifizierter Bereiche nur in diesen Randbereichen oder Seitenbereichen der wenigstens einen Trennlinie vorliegen.
  • Indem die Reihen modifizierter Bereiche in einer solchen Weise angeordnet werden, dass der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Reihen an der Mitte der Trennlinie größer ist als an Stellen, die von der Mitte der Trennlinie entfernt angeordnet sind, kann der Vorgang des Ausbildens der modifizierten Bereiche effizienter gestaltet werden, da die Anzahl modifizierter Bereiche verringert werden kann. Ferner kann, da die Reihen modifizierter Bereichen in den Rand- oder Seitenbereichen der wenigstens einen Trennlinie vorliegen, eine Beschädigung der Seitenoberflächen der erhaltenen geteilten Teile des Substrats, wie z. B. Chips oder Dies, in dem Schneidvorgang, z. B. durch Absplittern oder Brechen, verringert werden.
  • Das Substratmaterial kann entlang der wenigstens einen Trennlinie, an der die mehreren modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, entfernt werden, indem das Substrat unter Verwendung eines Schneidmittels mechanisch geschnitten wird.
  • Eine Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, eines Bereichs des Substrats, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet wurden, kann kleiner sein als eine Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, des Schneidmittels. Der Bereich des Substrats, in dem die Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet wurden, ist der Bereich des Substrats zwischen den zwei äußersten Reihen modifizierter Bereiche in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie.
  • Auf diese Weise kann zuverlässig gewährleistet werden, dass in dem Vorgang des mechanischen Schneidens des Substrats der gesamte Bereich des Substrats, in dem die modifizierten Bereiche ausgebildet wurden, entfernt werden kann. Daher kann eine besonders hohe Qualität der äußeren Oberflächen oder Seitenoberflächen der Substratteile, wie z. B. Chips oder Dies, die in dem Vorgang des Teilens des Substrats erhalten werden, erzielt werden.
  • Die Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, des Bereichs des Substrats, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet wurden, kann größer sein als die Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie liegt, des Schneidmittels. Auf diese Weise kann der Schneidvorgang in einer besonders effizienten und schnellen Weise durchgeführt werden. Modifizierte Bereiche, die nach dem Schneidvorgang an den getrennten Teilen des Substrats verbleiben, können anschließend entfernt werden, z. B. indem die äußeren Oberflächen oder Seitenoberflächen der resultierenden Substratteile, wie z. B. Chips oder Dies, poliert werden.
  • Die Breite des Bereichs des Substrats, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet wurden, kann in einem Bereich von annähernd 80 % bis 120 %, vorzugsweise 90 % bis 110 % und bevorzugter 95 % bis 105 % der Breite des Schneidmittels liegen. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass der Schneidvorgang in einer effizienten Weise durchgeführt werden kann, während getrennte Substratteile, wie z. B. Chips oder Dies, mit einer guten Qualität von deren äußeren Oberflächen oder Seitenoberflächen erhalten werden.
  • Die Breite des Schneidmittels kann in einem Bereich von annähernd 80 % bis 120 %, vorzugsweise 90 % bis 110 % und bevorzugter 95 % bis 105 % der Breite des Bereichs des Substrats, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet wurden, liegen.
  • Die Breite des Bereichs des Substrats, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche ausgebildet wurden, kann in einem Bereich von annähernd 80 % bis 120 %, vorzugsweise 80 % bis 110 %, bevorzugter 80 % bis 105 %, noch bevorzugter 90 % bis 105 % und sogar noch bevorzugter 95 % bis 105 % der Breite der wenigstens einen Trennlinie liegen.
  • Eine Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche, die näher zu der Mitte der wenigstens einen Trennlinie in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie angeordnet ist oder sind, kann oder können mit einem gepulsten Laserstrahl ausgebildet werden, der eine höhere Leistung aufweist als ein gepulster Laserstrahl, der zum Ausbilden einer Reihe oder von Reihen modifizierter Bereiche verwendet wird, die weiter von der Mitte der wenigstens einen Trennlinie in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie entfernt angeordnet ist oder sind. Auf diese Weise kann die Effizienz des Vorgangs des Entfernens von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie, insbesondere durch Schneiden, z. B. mechanisches Schneiden, weiter gesteigert werden.
  • Das Substrat kann aus einem Material bestehen, das für den gepulsten Laserstrahl transparent ist. In diesem Fall werden die mehreren modifizierten Bereiche in dem Substrat durch das Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls ausgebildet, der eine Wellenlänge aufweist, die eine Transmission des Laserstrahls durch das Substrat ermöglicht.
  • Alternativ können die mehreren modifizierten Bereiche in dem Substrat durch das Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls ausgebildet werden, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass er von dem Substratmaterial absorbiert wird.
  • Zum Beispiel kann, wenn das Substrat ein Silizium(Si)-Substrat ist, der gepulste Laserstrahl eine Wellenlänge von 1064 nm oder weniger aufweisen.
  • Der gepulste Laserstrahl kann eine Pulsbreite z. B. in dem Bereich von 200 ns oder weniger aufweisen.
  • Das Substrat kann z. B. ein Halbleitersubstrat, ein Saphir(Al2O3)-Substrat, ein Keramiksubstrat, wie z. B. ein Aluminiumoxid-Keramiksubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Zirkonoxidsubstrat, ein PZT(Bleizirkonattitanat)-Substrat, ein Polykarbonatsubstrat, ein Substrat aus einem optischen Kristallmaterial oder dergleichen sein.
  • Insbesondere kann das Substrat z. B. ein Silizium(Si)-Substrat, ein Galliumarsenid(GaAs)-Substrat, ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat, ein Galliumphosphid(GaP)-Substrat, ein Indiumarsenid(InAs)-Substrat, ein Indiumphosphid(InP)-Substrat, ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat, ein Siliziumnitrid(SiN)-Substrat, ein Lithiumtantalat(LT)-Substrat, ein Lithiumniobat(LN)-Substrat, ein Saphir(Al2O3)-Substrat, ein Aluminiumnitrid(AlN)-Substrat, ein Siliziumoxid(SiO2)-Substrat oder dergleichen sein.
  • Das Substrat kann aus einem einzelnen Material oder aus einer Kombination unterschiedlicher Materialien, z. B. von zwei oder mehr der oben genannten Materialien, bestehen.
  • Der gepulste Laserstrahl kann unter Verwendung einer Fokussierlinse fokussiert werden. Eine numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse kann so eingestellt werden, dass der Wert, der durch Teilen der numerischen Apertur der Fokussierlinse durch den Brechungsindex (n) des Substrats erhalten wird, in dem Bereich von 0,05 bis 0,2 liegt. Auf diese Weise können die modifizierten Bereiche in einer besonders zuverlässigen und effizienten Weise ausgebildet werden.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend werden hierin nicht beschränkende Beispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei:
    • 1 einen Optikbauelementwafer als ein durch das Verfahren gemäß der Erfindung zu bearbeitendes Substrat zeigt, wobei 1 (a) eine perspektivische Ansicht des Wafers ist und 1(b) eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereichs A in 1(a) ist;
    • 2 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem der Optikbauelementwafer der 1(a) an einem Haftband angebracht ist, das von einem ringförmigen Rahmen gehalten wird;
    • 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Laserbearbeitungsvorrichtung zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls auf den Optikbauelementwafer der 1(a) ist;
    • 4 eine Seitenansicht zum Veranschaulichen eines Schritts des Ausbildens mehrerer modifizierter Bereiche in dem Optikbauelementwafer der 1(a) gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist;
    • 5(a) bis 5(d) schematische Querschnittsdarstellungen zum Veranschaulichen des Ausbildens eines modifizierten Bereichs in dem Optikbauelementwafer der 1(a) sind;
    • 6 einen Vorgang des Teilens des Optikbauelementwafers gemäß einer Ausführungsform des Bearbeitungsverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 6(a) und 6(b) Querschnittsdarstellungen sind, die einen Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang einer Trennlinie veranschaulichen, und 6(c) eine Querschnittsdarstellung ist, die einen Schleifschritt veranschaulicht;
    • 7 Schritte des Entfernens von Substratmaterial entlang einer Trennlinie für zwei unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 7(a) und 7(b) Querschnittsdarstellungen sind, die den Substratmaterial-Entfernungsschritt für eine Ausführungsform veranschaulichen, und 7(c) und 7(d) Querschnittsdarstellungen sind, die den Substratmaterial-Entfernungsschritt für eine weitere Ausführungsform veranschaulichen;
    • 8(a) bis 8(g) Schritte des Entfernens von Substratmaterial entlang einer Trennlinie für weitere unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
    • 9(a) bis 9(c) schematische perspektivische Ansichten sind, die Beispiele von Anordnungen modifizierter Bereiche innerhalb einer Trennlinie für unterschiedliche Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; und
    • 10(a) und 10(b) Beispiele von Anordnungen modifizierter Bereiche innerhalb einer Trennlinie für unterschiedliche Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die bevorzugten Ausführungsformen betreffen Verfahren zum Bearbeiten eines Optikbauelementwafers als ein Substrat.
  • Der Optikbauelementwafer kann eine Dicke vor dem Schleifen im µm-Bereich, vorzugsweise in dem Bereich von 200 µm bis 1500 µm, aufweisen.
  • 1(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Optikbauelementwafers 2 als ein durch das Bearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu bearbeitendes Substrat. Der Optikbauelementwafer 2 ist ein Einkristallsubstrat.
  • Bei weiteren Ausführungsformen kann das durch das Bearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu bearbeitende Substrat ein Verbindungssubstrat, wie zum Beispiel ein Verbindungshalbleitersubstrat, beispielsweise ein GaAs-Substrat, oder ein polykristallines Substrat, wie zum Beispiel ein Keramiksubstrat, sein.
  • Der in 1(a) gezeigte Optikbauelementwafer 2 besteht im Wesentlichen aus einem Saphirsubstrat mit einer Dicke von z. B. 300 µm. Mehrere optische Bauelemente 21, wie z. B. Leuchtdioden (LEDs) und Laserdioden, sind an einer Vorderseite 2a, das heißt einer ersten Oberfläche, des Saphirsubstrats ausgebildet. Die optischen Bauelemente 21 sind an der Vorderseite 2a des Saphirsubstrats in einer Gitter- oder Matrixanordnung vorgesehen. Die optischen Bauelemente 21 sind durch mehrere sich kreuzende Trennlinien 22, die an der Vorderseite 2a des Saphirsubstrats, das heißt an der Vorderseite des Optikbauelementwafers 2, ausgebildet sind, getrennt.
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bearbeiten des Optikbauelementwafers 2 als das Substrat unter Bezugnahme auf 2 bis 6(c) beschrieben.
  • Zuerst wird ein Waferhalteschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass der Optikbauelementwafer 2 an ein Haftband, wie z. B. ein Zerteilungsband, angebracht wird, das von einem ringförmigen Rahmen gehalten wird. Speziell wird, wie in 2 gezeigt ist, ein Haftband 30, z. B. ein Zerteilungsband, an einem Umfangsabschnitt desselben von einem ringförmigen Rahmen 3 gehalten, so dass eine innere Öffnung des ringförmigen Rahmens 3 durch das Haftband 30 geschlossen wird. Eine Rückseite 2b, das heißt eine zweite Oberfläche, des Optikbauelementwafers 2 wird an das Haftband 30 angebracht. Dementsprechend ist die Vorderseite 2a des an dem Haftband 30 angebrachten Optikbauelementwafers 2 nach oben gerichtet, wie in 2 gezeigt ist.
  • 3 zeigt einen Teil einer Laserbearbeitungsvorrichtung 4 zum Durchführen einer Laserbearbeitung entlang der Trennlinien 22 an dem Optikbauelementwafer 2 nach dem Durchführen des oben beschriebenen Waferhalteschritts. Wie in 3 gezeigt ist, beinhaltet die Laserbearbeitungsvorrichtung 4 einen Einspanntisch 41 zum Halten eines Werkstücks, insbesondere des Optikbauelementwafers 2, ein Laserstrahlaufbringmittel 42 zum Aufbringen eines Laserstrahls auf das an dem Einspanntisch 41 gehaltene Werkstück und ein Abbildemittel 43 zum Abbilden des an dem Einspanntisch 41 gehaltenen Werkstücks. Der Einspanntisch 41 weist eine obere Oberfläche als eine Halteoberfläche zum Halten des Werkstücks daran unter Ansaugen auf. Der Einspanntisch 41 ist durch ein Zuführmittel (nicht gezeigt) in einer Zuführrichtung bewegbar, die in 3 durch einen Pfeil X angezeigt ist. Ferner ist der Einspanntisch 41 durch ein Einteilungsmittel (nicht gezeigt) in einer Einteilungsrichtung bewegbar, die in 3 durch einen Pfeil Y angezeigt ist.
  • Das Laserstrahlaufbringmittel 42 beinhaltet ein zylindrisches Gehäuse 421, das sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt. Das Gehäuse 421 enthält ein Pulslaserstrahloszillationsmittel (nicht gezeigt), das einen Pulslaseroszillator und ein Wiederholungsfrequenzeinstellmittel beinhaltet. Ferner beinhaltet das Laserstrahlaufbringmittel 42 ein an einem vorderen Ende des Gehäuses 421 angebrachtes Fokussiermittel 422. Das Fokussiermittel 422 umfasst eine Fokussierlinse 422a zum Fokussieren eines durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel oszillierten gepulsten Laserstrahls.
  • Die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a des Fokussiermittels 422 kann so eingestellt werden, dass der Wert, der durch Teilen der numerischen Apertur der Fokussierlinse 422a durch den Brechungsindex (n) des Einkristallsubstrats erhalten wird, in dem Bereich von 0,05 bis 0,2 liegt.
  • Das Laserstrahlaufbringmittel 42 beinhaltet ferner ein Fokuspositioneinstellmittel (nicht gezeigt) zum Einstellen der Fokusposition des gepulsten Laserstrahls, der durch die Fokussierlinse 422a des Fokussiermittels 422 fokussiert werden soll.
  • Das Abbildemittel 43 ist an einem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 421 des Laserstrahlaufbringmittels 42 angebracht. Das Abbildemittel 43 beinhaltet eine gewöhnliche Abbildeeinrichtung (nicht gezeigt), wie z. B. eine CCD, zum Abbilden des Werkstücks unter Verwendung sichtbaren Lichts, ein Infrarotlichtaufbringmittel (nicht gezeigt) zum Aufbringen infraroten Lichts auf das Werkstück, ein optisches System (nicht gezeigt) zum Einfangen des durch das Infrarotlichtaufbringmittel auf das Werkstück aufgebrachten infraroten Lichts und eine Infrarotabbildeeinrichtung (nicht gezeigt), wie z. B. eine Infrarot-CCD, zum Ausgeben eines elektrischen Signals, das dem durch das optische System eingefangenen infraroten Licht entspricht. Ein von dem Abbildemittel 43 ausgegebenes Bildsignal wird zu einem Steuermittel (nicht gezeigt) übertragen.
  • Wenn die Laserbearbeitung entlang der Trennlinien 22 des Optikbauelementwafers 2 durch Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung 4 durchgeführt wird, wird ein Positionierschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die Fokussierlinse 422a des Fokussiermittels 422 und das Einkristallsubstrat, das heißt der Optikbauelementwafer 2, in der Richtung entlang der optischen Achse der Fokussierlinse 422a so relativ zueinander positioniert werden, dass der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an einer gewünschten Position in der Richtung entlang der Dicke des Optikbauelementwafers 2, das heißt mit einem gewünschten Abstand von der Vorderseite 2a, das heißt der ersten Oberfläche, in der Richtung von der Vorderseite 2a auf die Rückseite 2b, das heißt die zweite Oberfläche, zu, angeordnet wird.
  • Bei weiteren Ausführungsformen kann der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an der Vorderseite 2a oder mit einem gewünschten Abstand von der Vorderseite 2a in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung von der Vorderseite 2a auf die Rückseite 2b zu angeordnet werden (siehe 5(a)).
  • Wenn das Bearbeitungsverfahren gemäß der gegenwärtigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wird der an dem Haftband 30 angebrachte Optikbauelementwafer 2 zuerst an dem Einspanntisch 41 der in 3 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung 4 in dem Zustand angeordnet, in dem das Haftband 30 mit der oberen Oberfläche des Einspanntischs 41 in Kontakt steht (siehe 3). Anschließend wird ein Ansaugmittel (nicht gezeigt) betätigt, um den Optikbauelementwafer 2 durch das Haftband 30 unter Ansaugen an dem Einspanntisch 41 zu halten (Waferhalteschritt) . Dementsprechend ist die Vorderseite 2a des an dem Einspanntisch 41 gehaltenen Optikbauelementwafers 2 nach oben gerichtet. Obwohl der ringförmige Rahmen 3, der das Haftband 30 hält, zum Zweck der besseren Darstellbarkeit in 3 nicht gezeigt ist, wird der ringförmige Rahmen 3 durch ein Rahmenhaltemittel, wie z. B. Klemmen oder dergleichen, das an dem Einspanntisch 41 vorgesehen ist, gehalten. Anschließend wird der Einspanntisch 41, der den Optikbauelementwafer 2 unter Ansaugen hält, zu einer Position unmittelbar unterhalb des Abbildemittels 43 bewegt, indem das Zuführmittel betätigt wird.
  • In dem Zustand, in dem der Einspanntisch 41 unmittelbar unterhalb des Abbildemittels 43 angeordnet ist, wird ein Ausrichtungsvorgang durch das Abbildemittel 43 und das Steuermittel (nicht gezeigt) durchgeführt, um einen Zielbereich des Optikbauelementwafers 2, der laserbearbeitet werden soll, zu erfassen. Speziell führen das Abbildemittel 43 und das Steuermittel eine Bildverarbeitung, wie z. B. einen Musterabgleich, durch, um die Trennlinien 22, die sich in einer ersten Richtung an dem Optikbauelementwafer 2 erstrecken, zu dem Fokussiermittel 422 des Laserstrahlaufbringmittels 42 auszurichten. Auf diese Weise wird eine Ausrichtung einer Laserstrahlaufbringposition durchgeführt (Ausrichtungsschritt). Dieser Ausrichtungsschritt wird in einer ähnlichen Weise auch für alle anderen Trennlinien 22, die sich in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung an dem Optikbauelementwafer 2 erstrecken, durchgeführt.
  • Nachdem der oben dargelegte Ausrichtungsschritt für alle Trennlinien 22 an der Vorderseite 2a des Optikbauelementwafers 2 durchgeführt wurde, wird der Einspanntisch 41 zu einem Laserstrahlaufbringbereich bewegt, in dem das Fokussiermittel 422 des Laserstrahlaufbringmittels 42 angeordnet ist, wie in 4 gezeigt ist. Ein Ende (das linke Ende in 4) einer vorgegebenen Trennlinie 22, die sich in der ersten Richtung erstreckt, ist unmittelbar unterhalb des Fokussiermittels 422 angeordnet. Ferner wird das Fokuspositioneinstellmittel (nicht gezeigt) betätigt, so dass das Fokussiermittel 422 in der Richtung entlang der optischen Achse der Fokussierlinse 422a so bewegt wird, dass der Brennpunkt P eines durch die Fokussierlinse 422a zu fokussierenden gepulsten Laserstrahls LB mit einem gewünschten Abstand von der Vorderseite 2a des Optikbauelementwafers 2 in der Richtung von der Vorderseite 2a auf dessen Rückseite 2b zu, das heißt in der Dickenrichtung des Optikbauelementwafers 2, angeordnet wird (Positionierschritt) .
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls LB innerhalb des Optikbauelementwafers 2 an einer Stelle nahe zu der Vorderseite 2a, das heißt der oberen Oberfläche, des Optikbauelementwafers 2, auf die der gepulste Laserstrahl LB aufgebracht wird, angeordnet. Zum Beispiel kann der Brennpunkt P mit einem Abstand von der Vorderseite 2a in dem Bereich von 5 µm bis 10 µm angeordnet werden.
  • Nachdem der oben beschriebene Positionierschritt durchgeführt wurde, wird ein Modifikationsbereichausbildeschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass das Laserstrahlaufbringmittel 42 betätigt wird, um den gepulsten Laserstrahl LB von dem Fokussiermittel 422 auf den Optikbauelementwafer 2 aufzubringen, wodurch ein modifizierter Bereich ausgebildet wird, der sich von der Vorderseite 2a des Optikbauelementwafers 2, an welcher der Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls LB angeordnet ist, zu der Rückseite 2b des Wafers 2 erstreckt. Der modifizierte Bereich wird ausgebildet, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl LB geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 5(a) bis 5(d) näher ausgeführt wird.
  • Speziell wird der gepulste Laserstrahl LB, der eine Wellenlänge aufweist, die eine Transmission des Laserstrahls LB durch das Saphirsubstrat, das den Optikbauelementwafer 2 bildet, ermöglicht, durch das Fokussiermittel 422 auf den Optikbauelementwafer 2 aufgebracht und der Einspanntisch 41 in der in 4 durch einen Pfeil X1 angezeigten Richtung mit einer vorgegebenen Zuführgeschwindigkeit bewegt (Modifikationsbereichausbildeschritt). Wenn das andere Ende (das rechte Ende in 4) der vorgegebenen Trennlinie 22 die Position unmittelbar unterhalb des Fokussiermittels 422 erreicht, wird das Aufbringen des gepulsten Laserstrahls LB angehalten und die Bewegung des Einspanntischs 41 auch angehalten.
  • Durch Durchführen des oben dargelegten Modifikationsbereichausbildeschritts entlang der vorgegebenen Trennlinie 22 werden mehrere modifizierte Bereiche 23 (siehe 5(c) und 5(d)) entlang der Trennlinie 22 in dem Optikbauelementwafer 2 ausgebildet, wobei jeder modifizierte Bereich 23 ausgebildet wird, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl LB geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren. Die modifizierten Bereiche 23 können entlang der Trennlinie 22 mit vorgegebenen gleichgroßen Abständen in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 ausgebildet werden. Zum Beispiel kann der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden modifizierten Bereichen 23 in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 in dem Bereich von 8 um bis 30 um, z. B. bei annähernd 16 µm (=(Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde)/(Wiederholungsfrequenz: 50 kHz)), liegen. Die modifizierten Bereiche 23 können entlang der Trennlinie 22 so ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche 23 einander in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 zumindest teilweise überlappen.
  • Bei dieser Ausführungsform sind nebeneinanderliegende modifizierte Bereiche 23 so ausgebildet, dass sie einander zumindest teilweise überlappen (in diesem Zusammenhang siehe zum Beispiel 9(a) und 9(b)). Speziell wird der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden modifizierten Bereichen 23 so gewählt, dass er zumindest geringfügig kleiner als der äußere Durchmesser der modifizierten Bereiche 23 ist. Nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche 23 sind somit miteinander verbunden, wodurch ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt ausgebildet wird (siehe zum Beispiel die schraffierten Bereiche in 1(b), 9(a), 9(b), 10(a) und 10(b)).
  • Jeder in dem oben dargelegten Modifikationsbereichausbildeschritt ausgebildete modifizierte Bereich 23 erstreckt sich von der Vorderseite 2a des Optikbauelementwafers 2 zu dessen Rückseite 2b. Dementsprechend ist es, sogar wenn die Dicke des Optikbauelementwafers 2 groß ist, ausreichend, den gepulsten Laserstrahl LB für die Ausbildung jedes modifizierten Bereichs 23 einmal aufzubringen, so dass die Produktivität erheblich gesteigert werden kann. Ferner werden bei dem Modifikationsbereichausbildeschritt keine Schmutzpartikel verteilt, so dass eine Verschlechterung der Qualität der resultierenden Bauelemente zuverlässig verhindert werden kann.
  • Die Ausbildung eines modifizierten Bereichs 23 in dem Optikbauelementwafer 2 wird in 5(a) bis 5(d) veranschaulicht.
  • Bei den in diesen Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen wird der gepulste Lasterstrahl LB von der Vorderseite 2a aus in einem Zustand auf den Wafer 2 aufgebracht, in dem der Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls LB mit einem Abstand von der Vorderseite 2a in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung von der Vorderseite 2a auf die Rückseite 2b zu angeordnet ist (siehe 5(a)). Der Brennpunkt P ist somit außerhalb des Wafers 2 angeordnet. Zum Beispiel kann der gepulste Laserstrahl LB eine Wellenlänge im Infrarotbereich, zum Beispiel 1064 nm, aufweisen.
  • Aufgrund des Aufbringens des gepulsten Laserstrahls LB wird das Wafermaterial lokal erwärmt und entlang der gesamten Dicke des Wafers 2 geschmolzen, wie in 5(b) durch einen Pfeil angezeigt ist.
  • Wenn das Aufbringen des Laserstrahls angehalten wird, wird dem geschmolzenen Wafermaterial gestattet, abzukühlen und daher wieder zu erstarren, was zu der Ausbildung des modifizierten Bereichs 23 führt (siehe 5(c)). Bei der in 5(c) gezeigten Ausführungsform haben das Schmelzen von Wafermaterial durch den gepulsten Laserstrahl LB und das nachfolgende Wiedererstarren des geschmolzenen Wafermaterials das Volumen des Wafermaterials vergrößert. Daher hat sich das Wafermaterial ausgedehnt, so dass sich das wiedererstarrte Wafermaterial über die Vorderseite 2a und die Rückseite 2b des Wafers 2 hinaus erstreckt. Der in 5(c) dargestellte modifizierte Bereich 23 ist ein amorpher Bereich, der keine darin ausgebildeten Räume oder Aussparungen aufweist. Keine zu der Vorderseite 2a oder der Rückseite 2b des Wafers 2 offenen Öffnungen werden ausgebildet.
  • 5(d) zeigt eine weitere Ausführungsform des modifizierten Bereichs 23. Dieser modifizierte Bereich 23 unterscheidet sich von dem der 5(c) dahingehend, dass aufgrund des Aufbringens des gepulsten Laserstrahls LB ein Teil des Wafermaterials an der Wafervorderseite 2a verdampft wurde, so dass an der Vorderseite 2a eine Vertiefung 24 in dem modifizierten Bereich 23 ausgebildet ist. Auch der in 5(d) dargestellte modifizierte Bereich 23 ist ein amorpher Bereich.
  • Die Trennlinien 22 weisen eine Breite w in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu deren Erstreckungsrichtung liegt, auf, wie in 1(b) schematisch gezeigt ist.
  • Der oben dargelegte Modifikationsbereichausbildeschritt kann entlang der vorgegebenen Trennlinie 22 nur einmal durchgeführt werden, wodurch eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Breite w der Trennlinie 22 ausgebildet wird.
  • Alternativ kann der oben dargelegte Modifikationsbereichausbildeschritt zweimal oder mehr als zweimal, insbesondere zweimal oder dreimal, entlang der vorgegebenen Trennlinie 22 durchgeführt werden, während der Optikbauelementwafer 2 in der Einteilungsrichtung (in 3 durch den Pfeil Y angezeigt) relativ zu dem Laserstrahlaufbringmittel 42 geringfügig verschoben wird, so dass der gepulste Laserstrahl LB auch an mehreren Stellen entlang der Breitenrichtung der Trennlinie 22 aufgebracht wird. Auf diese Weise werden mehrere modifizierte Bereiche 23 auch entlang der Breitenrichtung der Trennlinie 22 ausgebildet. Die modifizierten Bereiche 23 können mit unterschiedlichen Abständen zwischen nebeneinanderliegenden modifizierten Bereichen 23 in der Erstreckungsrichtung und/oder der Breitenrichtung der Trennlinie 22 angeordnet werden.
  • Eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche 23 kann innerhalb der Breite w der Trennlinie 22 ausgebildet werden.
  • Bei weiteren Ausführungsformen können mehrere Reihen modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Breite w der Trennlinie 22 ausgebildet werden, wobei sich jede Reihe entlang der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 erstreckt und die Reihen in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 nebeneinander angeordnet sind. Die Reihen modifizierter Bereiche 23 können in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 gleich weit voneinander beabstandet angeordnet sein. Alternativ können die Abstände zwischen nebeneinanderliegenden Reihen modifizierter Bereiche 23 in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 variieren. Zum Beispiel können die Abstände zwischen nebeneinanderliegenden Reihen modifizierter Bereiche 23 an oder näher zu der Mitte der Trennlinie 22 größer sein als an Stellen, die weiter von der Mitte entfernt liegen, das heißt an den Seiten oder Rändern in der Breitenrichtung der Trennlinie 22.
  • Nachdem der Modifikationsbereichausbildeschritt nur einmal oder mehrere Male entlang der vorgegebenen Trennlinie 22 wie oben dargelegt durchgeführt wurde, wird der Einspanntisch 41 in der Einteilungsrichtung (in 3 durch den Pfeil Y angezeigt) um den Abstand der Trennlinien 22, die sich an dem Optikbauelementwafer 2 in der ersten Richtung erstrecken, bewegt (Einteilungsschritt). Anschließend wird der Modifikationsbereichausbildeschritt in der gleichen Weise wie oben beschrieben nur einmal oder mehrere Male entlang der nächsten Trennlinie 22 durchgeführt, die sich in der ersten Richtung erstreckt. Auf diese Weise wird der Modifikationsbereichausbildeschritt mehrere Male entlang aller Trennlinien 22, die sich in der ersten Richtung erstrecken, durchgeführt. Danach wird der Einspanntisch 41 um 90° gedreht, um den Modifikationsbereichausbildeschritt in der gleichen Weise wie oben dargelegt nur einmal oder mehrere Male entlang aller anderen Trennlinien 22, die sich in der zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, durchzuführen.
  • Der Modifikationsbereichausbildeschritt kann unter Verwendung eines gepulsten Laserstrahls mit einer Wellenlänge in dem Bereich von 300 nm bis 3000 nm, einer Pulsbreite von 200 ns oder weniger, einer Durchschnittsleistung von 0,2 W bis 10,0 W und einer Wiederholungsfrequenz von 10 kHz bis 80 kHz durchgeführt werden. Die Arbeitszuführgeschwindigkeit, mit welcher der Optikbauelementwafer 2 in dem Modifikationsbereichausbildeschritt relativ zu dem Laserstrahlaufbringmittel 42 bewegt wird, kann in dem Bereich von 50 mm/Sekunde bis 1000 mm/Sekunde liegen.
  • Wenn ein Halbleitersubstrat als das durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu bearbeitende Substrat, zum Beispiel das Einkristallsubstrat, verwendet wird, kann ein modifizierter Bereich 23 in einer besonders effizienten und zuverlässigen Weise ausgebildet werden, wenn die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls LB auf einen Wert eingestellt wird, der zweimal oder mehr als zweimal so groß wie die Wellenlänge (verringerte Wellenlänge) ist, die der Bandlücke des Halbleitersubstrats entspricht.
  • Nachdem der Modifikationsbereichausbildeschritt in der oben dargelegten Weise durchgeführt wurde, wird ein Schritt des Teilens des Optikbauelementwafers 2 durchgeführt, wie nachfolgend im Einzelnen unter Bezugnahme auf 6(a) bis 6(c) beschrieben wird.
  • 6(a) zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Teils des Optikbauelementwafers 2, der eine Trennlinie 22 beinhaltet. Wie oben beschrieben wurde, sind eine einzelne Reihe oder mehrere Reihen modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Breite der Trennlinie 22 ausgebildet, wobei sich jede Reihe entlang der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 erstreckt. Die Reihen modifizierter Bereiche 23 können in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 mit gleich großen Abständen nebeneinander angeordnet sein.
  • Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform wird eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche 23 so ausgebildet, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche 23 einander in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 zumindest teilweise überlappen. Auf diese Weise wird ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt ausgebildet, wie durch den schraffierten Bereich in 6 angezeigt ist. Der modifizierte Abschnitt ist in der Erstreckungsrichtung und der Breitenrichtung der Trennlinie 22 im Wesentlichen durchgehend. Dieser Ansatz wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 9(a) näher dargelegt.
  • Alternativ können zum Beispiel zwei oder drei Reihen modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Breite der Trennlinie 22 ausgebildet werden. Die modifizierten Bereiche 23 können so ausgebildet werden, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 und in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 zumindest teilweise überlappen. Auch auf diese Weise wird ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt ausgebildet. Dieser alternative Ansatz wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 9(b) näher dargelegt.
  • Obwohl in 6(a) nur eine Trennlinie 22 gezeigt ist, sind die übrigen Trennlinien 22 in der gleichen Weise wie in dieser Figur gezeigt mit einer einzelnen Reihe modifizierter Bereiche 23 versehen.
  • In dem Vorgang des Teilens des Optikbauelementwafers 2 wird zuerst unter Verwendung eines Schneidmittels 6, wie z. B. einer sich drehenden Klinge oder einer Säge, Substratmaterial entlang der Trennlinie 22 entfernt, wie in 6(a) und 6(b) schematisch gezeigt ist. Wie in diesen Figuren gezeigt ist, ist eine Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 liegt, eines Bereichs des Optikbauelementwafers 2, in dem die einzelne Reihe modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurde, im Wesentlichen gleich groß wie eine Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 liegt, des Schneidmittels 6.
  • Das Schneidmittel 6 wird in Richtung auf die Vorderseite 2a des Optikbauelementwafers 2 bewegt und zum Schneiden in den Bereich des Wafers 2, in dem die Reihe modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurde, gebracht, wie durch die Pfeile in 6(a) und 6(b) angezeigt ist. Wie in 6(c) gezeigt ist, wird das Substratmaterial in dem Schneidschritt nur entlang eines Teils der Dicke des Optikbauelementwafers 2 in der Richtung von der Vorderseite 2a auf die Rückseite 2b zu entfernt. Zum Beispiel kann das Substratmaterial in dem Schneidschritt entlang annähernd 50 % der Dicke des Optikbauelementwafers 2 entfernt werden.
  • Der Schneidschritt wird in der oben dargelegten Weise für alle Trennlinien 22, die an der Vorderseite 2a des Optikbauelementwafers 2 ausgebildet sind, durchgeführt. Anschließend wird die Rückseite 2b des Optikbauelementwafers 2 unter Verwendung einer Schleifvorrichtung (nicht gezeigt) geschliffen, wie in 6(c) veranschaulicht ist.
  • Die Schleifvorrichtung kann einen Einspanntisch (nicht gezeigt) zum Halten eines Werkstücks und ein Schleifmittel (nicht gezeigt) zum Schleifen des an dem Einspanntisch gehaltenen Werkstücks beinhalten. Der Einspanntisch kann eine obere Oberfläche als eine Halteoberfläche zum Halten des Werkstücks daran unter Ansaugen aufweisen. Das Schleifmittel kann ein Spindelgehäuse (nicht gezeigt), eine Drehspindel (nicht gezeigt), die drehbar an dem Spindelgehäuse gehalten und dafür ausgelegt ist, durch einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) gedreht zu werden, eine an dem unteren Ende der Drehspindel befestigte Anbringeinrichtung (nicht gezeigt) und ein Schleifwerkzeug 8 (siehe 6(c)), das an der unteren Oberfläche der Anbringeinrichtung angebracht ist, beinhalten. Das Schleifwerkzeug 8 kann eine kreisförmige Basis 81 und Schleifelemente 82, die an der unteren Oberfläche der kreisförmigen Basis 81 angebracht sind, umfassen.
  • Das Schleifen der Rückseite 2b des Optikbauelementwafers 2 wird durchgeführt, indem der Wafer 2 an dem Einspanntisch (nicht gezeigt) der Schleifvorrichtung so gehalten wird, dass die Vorderseite 2a des Wafers 2 mit der oberen Oberfläche des Einspanntischs in Kontakt steht. Daher ist die Rückseite 2b des Wafers 2 nach oben gerichtet. Anschließend wird der Einspanntisch mit dem daran gehaltenen Optikbauelementwafer 2 um eine Achse gedreht, die senkrecht zu der Ebene des Optikbauelementwafers 2 steht, und wird das Schleifwerkzeug 8 um eine Achse gedreht, die senkrecht zu der Ebene der kreisförmigen Basis 81 steht. Während der Einspanntisch und das Schleifwerkzeug 8 auf diese Weise gedreht werden, werden die Schleifelemente 82 des Schleifwerkzeugs 8 mit der Rückseite 2b des Wafers 2 in Kontakt gebracht, wodurch die Rückseite 2b geschliffen wird. Das Schleifen wird entlang eines verbleibenden Teils der Dicke des Optikbauelementwafers 2, in dem in dem Schneidschritt kein Substratmaterial entfernt wurde, durchgeführt, so dass der Wafer 2 entlang der Trennlinien 22 geteilt wird.
  • Das Teilen des Optikbauelementwafers 2 in dieser Weise ermöglicht, einzelne Chips oder Dies (nicht gezeigt) mit einer hohen Die-Festigkeit und Seitenoberflächen mit hoher Qualität in einer besonders genauen, zuverlässigen und effizienten Weise zu erhalten.
  • Nachfolgend werden weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben.
  • Diese Ausführungsformen unterscheiden sich von den oben unter Bezugnahme auf 1 bis 6 dargelegten Ausführungsformen hinsichtlich der Anordnung der modifizierten Bereiche 23 und der Einzelheiten des Schritts des Entfernens von Substratmaterial entlang der Trennlinien.
  • Der Substratmaterial-Entfernungsschritt, das heißt der Schneidschritt, der in 7(a) und 7(b) veranschaulicht ist, unterscheidet sich von dem in 6(a) und 6(b) veranschaulichten Substratmaterial-Entfernungsschritt hauptsächlich dahingehend, dass die Breite des Bereichs des Optikbauelementwafers 2, in dem die Reihe modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurde, kleiner ist als die Breite des Schneidmittels 6, wie in 7(a) gezeigt ist. Ferner wird, wie in 7(b) gezeigt ist, das Substratmaterial entlang der gesamten Dicke des Optikbauelementwafers 2 entfernt, das heißt der Wafer 2 wird durch das Schneidmittel 6 entlang dessen gesamter Dicke geschnitten.
  • Die Durchführung des Substratmaterial-Entfernungsschritts in dieser Weise bietet den Vorteil, dass in einer besonders zuverlässigen Weise verhindert werden kann, dass die modifizierten Bereiche 23 an den Seitenoberflächen 2c der resultierenden Chips oder Dies verbleiben (siehe 7(b)). Daher können auf einfache Weise Chips oder Dies mit hoher Qualität erhalten werden.
  • Der Substratmaterial-Entfernungsschritt, das heißt der Schneidschritt, der in 7(c) und 7(d) veranschaulicht ist, unterscheidet sich von dem in 6(a) und 6(b) veranschaulichten Substratmaterial-Entfernungsschritt hauptsächlich dahingehend, dass die Breite des Bereichs des Optikbauelementwafers 2, in dem die Reihe modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurde, größer ist als die Breite des Schneidmittels 6, wie in 7 (c) gezeigt ist. Ferner wird das Substratmaterial entlang der gesamten Dicke des Optikbauelementwafers 2 entfernt, das heißt der Wafer 2 wird durch das Schneidmittel 6 entlang dessen gesamter Dicke geschnitten, wie in 7(d) gezeigt ist.
  • Auf diese Weise kann der Substratmaterial-Entfernungsschritt besonders effizient durchgeführt werden, da zuverlässig gewährleistet werden kann, dass durch das Ausbilden der modifizierten Bereiche 23 im Wesentlichen die Festigkeit des gesamten Schnittbereichs, in dem das Schneidmittel 6 mit dem Optikbauelementwafer 2 in Kontakt kommt, verringert wurde.
  • Modifizierte Bereiche 23, die an den Seitenoberflächen 2c der resultierenden Chips oder Dies verbleiben (siehe 7(d)), können in einem zusätzlichen Schleif- oder Polierschritt entfernt werden, falls dies gewünscht ist.
  • Wie in 6(a), 7(a) und 7(c) und 8(a) und 8(c) schematisch gezeigt ist, können die modifizierten Bereiche 23 so ausgebildet werden, dass sie sich entlang der gesamten Dicke des Optikbauelementwafers 2 erstrecken. Wie oben dargelegt wurde, erleichtert dieser Ansatz sowohl den Substratmaterial-Entfernungsschritt als auch den Schleifschritt.
  • Alternativ können, wie in 8(b) und 8(f) schematisch gezeigt ist, die modifizierten Bereiche 23 so ausgebildet werden, dass sie sich nur entlang eines Teils der Dicke des Optikbauelementwafers 2 erstrecken. Auf diese Weise kann die Ausbildung der modifizierten Bereiche 23 in einer besonders effizienten Weise durchgeführt werden.
  • Wie in 6(b) und 8(c) veranschaulicht ist, kann das Substratmaterial nur entlang eines Teils der Dicke des Optikbauelementwafers 2 entfernt werden, das heißt der Optikbauelementwafer 2 nur entlang eines Teils von dessen Dicke geschnitten werden. In diesem Fall kann der Optikbauelementwafer 2 z. B. durch Schleifen der Rückseite 2b desselben in der oben ausführlich beschriebenen Weise geteilt werden.
  • Alternativ kann, wie in 7(b) und 7(d) und in 8(d) schematisch gezeigt ist, das Substratmaterial entlang der gesamten Dicke des Optikbauelementwafers 2 entfernt werden, das heißt der Wafer 2 entlang dessen gesamter Dicke geschnitten werden.
  • Ein Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Reihen modifizierter Bereiche 23 kann für Reihen modifizierter Bereiche 23, die näher zu der Mitte der Trennlinie 22 angeordnet sind, größer sein als für Reihen modifizierter Bereiche 23, die weiter von der Mitte der Trennlinie 22 entfernt angeordnet sind, wie oben dargelegt wurde. In diesem Fall müssen weniger Reihen modifizierter Bereiche 23 ausgebildet werden, wodurch die Effizienz des Modifikationsbereichausbildeschritts gesteigert wird. Ferner gewährleistet der kleinere Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Reihen modifizierter Bereiche 23 entfernt von der Mitte der Trennlinie 22, dass eine Beschädigung der Seitenoberflächen der resultierenden Chips oder Dies in dem Schneidvorgang, wie z. B. ein Absplittern oder Brechen, verhindert werden kann.
  • Ein ähnlicher Ansatz wird in 8(e) und 8(f) veranschaulicht. Bei der in diesen Figuren gezeigten Ausführungsform werden zwei Reihen modifizierte Bereiche 23 innerhalb der Breite der Trennlinie 22 so ausgebildet, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche einander in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 zumindest teilweise überlappen, aber einander in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 nicht überlappen. Daher liegt ein Abstand zwischen den zwei Reihen modifizierter Bereiche 23 in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 vor.
  • Die modifizierten Bereiche 23 können so ausgebildet werden, dass sie sich entlang der gesamten Dicke des Optikbauelementwafers 2 erstrecken (siehe 8(e)) oder sich nur entlang eines Teils der Dicke des Optikbauelementwafers 2 erstrecken (siehe 8(f)).
  • Der Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der Trennlinie 22 kann mit unterschiedlichen Materialentfernungsbreiten durchgeführt werden. Zum Beispiel kann in einem ersten Materialentfernungsschritt Substratmaterial mit einer ersten Breite entfernt werden und in einem zweiten Materialentfernungsschritt Substratmaterial mit einer zweiten Breite entfernt werden. Die zweite Entfernungsbreite kann kleiner als die erste Entfernungsbreite sein.
  • Insbesondere kann, wie in 8(g) gezeigt ist, in dem Substratmaterial-Entfernungsschritt der Optikbauelementwafer 2 zuerst entlang eines Teils von dessen Dicke mit einem ersten Schneidmittel 6 geschnitten werden. Die Breite des ersten Schneidmittels 6 kann im Wesentlichen gleich groß sein wie die Breite des Bereichs des Optikbauelementwafers 2, in dem die Reihe modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurde. Anschließend kann ein verbleibender Teil des Bereichs, in dem die Reihe modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurde, unter Verwendung eines zweiten Schneidmittels 6' (in 8(g) durch eine gepunktete Linie gezeigt) mit einer Breite, die kleiner als die des ersten Schneidmittels 6 ist, geschnitten werden.
  • Eine Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche 23, die näher zu der Mitte der Trennlinie 22 in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 angeordnet ist oder sind, kann oder können mit einen gepulsten Laserstrahl LB ausgebildet werden, der eine höhere Leistung aufweist als ein gepulster Laserstrahl LB, der zum Ausbilden einer Reihe oder von Reihen modifizierter Bereiche 23 verwendet wird, die weiter entfernt von der Mitte der Trennlinie 22 in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 angeordnet ist oder sind.
  • 9(a) bis 9(c) sind schematische perspektivische Ansichten, die Beispiele von Anordnungen einer einzelnen Reihe oder von zwei Reihen modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Trennlinie 22 für unterschiedliche Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. Insbesondere zeigen 9(a) bis 9(c) schematische Ansichten von Trennlinien 22 mit darin angeordneten modifizierten Bereichen 23.
  • Bei der in 9(a) gezeigten Ausführungsform wird eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Breite der Trennlinie 22 ausgebildet.
  • Die modifizierten Bereiche 23 werden so ausgebildet, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche 23 einander in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 zumindest teilweise überlappen, wie in 9(a) schematisch gezeigt ist. Auf diese Weise wird ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt (das heißt der schraffierte Bereich in 9(a)) entlang eines Teils der Breite der Trennlinie 22 ausgebildet.
  • Da nur eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche 23 innerhalb jeder Trennlinie 22 ausgebildet wird, kann die Substratbearbeitung in einer besonders effizienten Weise mit erhöhter Bearbeitungsgeschwindigkeit durchgeführt werden.
  • Bei der in 9(b) gezeigten Ausführungsform werden zwei Reihen modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Breite der Trennlinie 22 ausgebildet.
  • Die modifizierten Bereiche 23 werden so ausgebildet, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche 23 einander in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 und in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 zumindest teilweise überlappen, wie in 9(b) schematisch gezeigt ist. Auf diese Weise wird ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt (das heißt der schraffierte Bereich in 9(b)) entlang eines Teils der Breite der Trennlinie 22 ausgebildet.
  • Bei der in 9(c) gezeigten Ausführungsform werden zwei Reihen modifizierter Bereiche 23 innerhalb der Breite der Trennlinie 22 ausgebildet und werden die modifizierten Bereiche 23 so ausgebildet, dass nebeneinanderliegende oder benachbarte modifizierte Bereiche 23 einander in der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 und in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 nicht überlappen. Auf diese Weise kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass das Substrat 2 ein ausreichendes Maß an Festigkeit oder Stabilität beibehält, um eine effiziente weitere Handhabung und/oder Bearbeitung desselben, insbesondere in dem Schritt des Entfernens von Substratmaterial entlang der Trennlinie 22, zu ermöglichen.
  • Alle modifizierten Bereiche 23 bei den in 9(a) bis 9(c) gezeigten Ausführungsformen weisen eine im Wesentlichen zylindrische Form oder eine geringfügig konisch zulaufende Form auf. Diese modifizierten Bereiche 23 wurden mit einem gepulsten Laserstrahl LB ausgebildet, der eine kreisförmige fokussierte Fleckform aufweist. Jedoch kann der gepulste Laserstrahl LB bei weiteren Ausführungsformen zum Beispiel eine ovale fokussierte Fleckform, eine quadratische fokussierte Fleckform oder eine andere Art von fokussierter Fleckform aufweisen.
  • 10(a) und 10(b) zeigen Beispiele von Anordnungen modifizierter Bereiche 23 für unterschiedliche Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in diesen Zeichnungen gezeigt ist, überlappen die modifizierten Bereiche 23 einander zumindest teilweise.
  • 10 (a) zeigt ein Beispiel, bei dem eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche 23 oder mehrere Reihen modifizierter Bereiche 23, die einander in der Breitenrichtung der Trennlinie 22 überlappen, innerhalb der Trennlinie 22 ausgebildet werden, wodurch ein im Wesentlichen durchgehender modifizierter Abschnitt (das heißt der schraffierte Bereich in 10(a)) ausgebildet wird. Die Trennlinie 22 weist eine Breite w1 von annähernd 100 µm auf. Eine Breite w2 in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 liegt, des Bereichs des Substrats 2, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurden, beträgt annähernd 48 µm.
  • Substratmaterial kann entlang der Trennlinie 22, an der die modifizierten Bereiche 23 ausgebildet sind, z. B. durch Verwendung eines Schneidmittels (nicht gezeigt), wie z. B. einer Klinge oder einer Säge, entfernt werden. Besonders bevorzugt kann das Schneidmittel eine Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 liegt, aufweisen, die geringfügig größer als die Breite w2 des Bereichs des Substrats 2, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurden, ist. Zum Beispiel kann das Schneidmittel eine Breite von annähernd 50 µm aufweisen.
  • Die in 10(b) gezeigte Anordnung der Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche 23 unterscheidet sich von der in 10(a) gezeigten nur hinsichtlich der Breite w1 der Trennlinie 22 und der Breite w2 in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 liegt, des Bereichs des Substrats 2, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurden.
  • Die in 10(b) gezeigte Trennlinie 22 weist eine Breite w1 von annähernd 50 µm auf. Die Breite w2 des Bereichs des Substrats 2, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurden, beträgt annähernd 22 µm.
  • Substratmaterial kann entlang der in 10(b) gezeigten Trennlinie 22, an der die modifizierten Bereiche 23 ausgebildet sind, z. B. durch Verwendung eines Schneidmittels (nicht gezeigt), wie z. B. einer Klinge oder einer Säge, entfernt werden. Besonders bevorzugt kann das Schneidmittel eine Breite in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Trennlinie 22 liegt, aufweisen, die geringfügig größer als die Breite w2 des Bereichs des Substrats 2, in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche 23 ausgebildet wurden, ist. Zum Beispiel kann das Schneidmittel eine Breite von annähernd 25 µm aufweisen.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats (2), das eine erste Oberfläche (2a) mit wenigstens einer daran ausgebildeten Trennlinie (22) und eine zweite Oberfläche (2b), die der ersten Oberfläche (2a) gegenüberliegt, aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls (LB) auf das Substrat (2) von der Seite der ersten Oberfläche (2a) aus, zumindest an mehreren Stellen entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), so dass mehrere modifizierte Bereiche (23) in dem Substrat (2) ausgebildet werden, wobei sich jeder modifizierte Bereich (23) zumindest von der ersten Oberfläche (2a) in Richtung auf die zweite Oberfläche (2b) erstreckt und jeder modifizierte Bereich (23) ausgebildet wird, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl (LB) geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren; und Entfernen von Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), an der die mehreren modifizierten Bereiche (23) ausgebildet wurden, wobei die wenigstens eine Trennlinie (22) in einer Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) liegt, eine Breite (w) aufweist, wobei die modifizierten Bereiche (23) innerhalb der Breite (w) der wenigstens einen Trennlinie (22) ausgebildet werden, und wobei zumindest einige der modifizierten Bereiche (23) so ausgebildet werden, dass sie sich entlang 30% oder mehr der Dicke des Substrats (2) erstrecken.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeder modifizierte Bereich (23) ausgebildet wird, indem Substratmaterial durch den gepulsten Laserstrahl (LB) geschmolzen wird und dem geschmolzenen Substratmaterial gestattet wird, wieder zu erstarren, ohne dass Öffnungen, die zu der ersten Oberfläche (2a) oder der zweiten Oberfläche (2b) offen sind, ausgebildet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der gepulste Laserstrahl (LB) in einem Zustand auf das Substrat (2) aufgebracht wird, in dem ein Brennpunkt (P) des gepulsten Laserstrahls (LB) an der ersten Oberfläche (2a) angeordnet ist oder mit einem Abstand von der ersten Oberfläche (2a) in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung von der ersten Oberfläche (2a) auf die zweite Oberfläche (2b) zu angeordnet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der gepulste Laserstrahl (LB) in einem Zustand auf das Substrat (2) aufgebracht wird, in dem ein Brennpunkt (P) des gepulsten Laserstrahls (LB) an der ersten Oberfläche (2a) angeordnet ist oder mit einem Abstand von der ersten Oberfläche (2a) in der Richtung von der ersten Oberfläche (2a) auf die zweite Oberfläche (2b) zu angeordnet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat (2) ein Einkristallsubstrat oder ein Verbindungssubstrat oder ein polykristallines Substrat ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die modifizierten Bereiche (23) amorphe Bereiche aufweisen oder die modifizierten Bereiche (23) amorphe Bereiche sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substratmaterial entfernt wird, indem das Substrat (2) entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), an der die mehreren modifizierten Bereiche (23) ausgebildet wurden, geschnitten wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), an der die mehreren modifizierten Bereiche (23) ausgebildet wurden, mechanisch entfernt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner ein Schleifen der zweiten Oberfläche (2b) des Substrats (2) zum Einstellen der Substratdicke umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Schleifen der zweiten Oberfläche (2b) des Substrats (2) nach dem Entfernen des Substratmaterials entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), an der die mehreren modifizierten Bereiche (23) ausgebildet wurden, durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Substratmaterial nur entlang eines Teils der Dicke des Substrats (2) in der Richtung von der ersten Oberfläche (2a) auf die zweite Oberfläche (2b) zu entfernt wird, und das Schleifen der zweiten Oberfläche (2b) des Substrats (2) entlang eines verbleibenden Teils der Dicke des Substrats (2), in dem kein Substratmaterial entfernt wurde, durchgeführt wird, so dass das Substrat (2) entlang der wenigstens einen Trennlinie (22) geteilt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die modifizierten Bereiche (23) so ausgebildet werden, dass sie sich nur entlang eines Teils der Dicke des Substrats (2) in der Richtung von der ersten Oberfläche (2a) auf die zweite Oberfläche (2b) zu erstrecken, oder sich entlang der gesamten Dicke des Substrats (2) in der Richtung von der ersten Oberfläche (2a) auf die zweite Oberfläche (2b) zu erstrecken.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substratmaterial entlang der gesamten Erstreckung der modifizierten Bereiche (23) in der Richtung von der ersten Oberfläche (2a) auf die zweite Oberfläche (2b) zu entfernt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verfahren ferner ein Aufbringen des gepulsten Laserstrahls (LB) auch an mehreren Stellen entlang der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22), so dass innerhalb der Breite (w) der Trennlinie mehrere Reihen modifizierter Bereiche (23) ausgebildet werden, umfasst, wobei sich jede Reihe entlang der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) erstreckt und die Reihen in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) nebeneinander angeordnet sind.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem eine einzelne Reihe modifizierter Bereiche (23) innerhalb der Breite (w) der wenigstens einen Trennlinie (22) ausgebildet wird, wobei sich die Reihe entlang der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) erstreckt.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das Substratmaterial entlang der wenigstens einen Trennlinie (22), an der die mehreren modifizierten Bereiche (23) ausgebildet wurden, entfernt wird, indem das Substrat (2) unter Verwendung eines Schneidmittels (6, 6') mechanisch geschnitten wird, und eine Breite in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) liegt, eines Bereichs des Substrats (2), in dem die Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche (23) ausgebildet wurde oder wurden, in einem Bereich von 90 % bis 110 % einer Breite in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) liegt, des Schneidmittels (6, 6') liegt.
  17. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 16 wie abhängig von Anspruch 14, bei dem eine Reihe oder Reihen modifizierter Bereiche (23), die in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) näher zu der Mitte der wenigstens einen Trennlinie (22) angeordnet ist oder sind, mit einem gepulsten Laserstrahl (LB) ausgebildet wird oder werden, der eine höhere Leistung als ein gepulster Laserstrahl (LB) aufweist, der zum Ausbilden einer Reihe oder von Reihen modifizierter Bereiche (23) verwendet wird, die in der Breitenrichtung der wenigstens einen Trennlinie (22) weiter von der Mitte der wenigstens einen Trennlinie (22) entfernt angeordnet ist oder sind.
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