-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Teilungsverfahren zum Teilen eines plattenförmigen Werkstücks.
-
Beschreibung des Stands der Technik
-
In einer elektronischen Vorrichtung wie einem Mobiltelefon oder einem Personalcomputer ist ein Bauelementchip, der ein Bauelement für eine elektronische Schaltung oder dergleichen beinhaltet, ein wesentliches ausbildendes Element. Bauelementchips werden zum Beispiel durch Aufteilen der oberen Oberfläche eines Wafers, der aus einem Material wie Silizium (Si) oder dergleichen ausgebildet ist, durch mehrere geplante Teilungslinien (Straßen), Ausbilden von Bauelementen in entsprechenden Bereichen und danach Teilen des Wafers entlang der geplanten Teilungslinien erhalten.
-
Als ein Verfahren zum Teilen eines Werkstücks wie einem Wafer, der oben beschrieben ist, oder dergleichen ist ein Verfahren bekannt, das eine modifizierte Schicht (modifizierten Bereich), der durch Multiphotonenabsorption durch Bündeln eines Laserstrahls, für den das Werkstück transparent ist, ausbildet. Die modifizierte Schicht wird entlang einer geplanten Teilungslinie ausgebildet und danach wird die geplante Teilungslinie unter Verwendung zum Beispiel eines dünnen plattenförmigen (klingenförmigen) Elements mit Druck beaufschlagt. Das Werkstück kann dadurch mit der modifizierten Schicht als ein Startpunkt (siehe zum Beispiel die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2016-40810 und dergleichen) geteilt werden.
-
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Jedoch, wenn eine Kraft auf dem Werkstück unter Verwendung eines dünnen plattenförmigen Elements wie oben beschrieben aufgebracht wird, existiert die Möglichkeit, dass ein Chip, der durch die Teilung ausgebildet wird, in Kontakt mit einem benachbarten Chip kommt und beschädigt wird. Andererseits kann das Werkstück durch Aufbringen einer Kraft durch ein Verfahren eines Ausdehnens einer Ausdehnungsfolie (Ausdehnungsbands), die aus einem Kunststoff ausgebildet ist, die an dem Werkstück angebracht (geklebt) ist, geteilt werden.
-
In diesem Verfahren wirkt die Kraft nur in einer Richtung eines vergrößerten Abstands zwischen benachbarten Chips. Die Chips werden daher daran gehindert in Kontakt miteinander zu kommen und beschädigt zu werden. Jedoch kann in diesem Verfahren die Kraft nicht ausreichend sein, wenn zum Beispiel ein Werkstück, das eine hohe Härte aufweist, ein dickes Werkstück, ein Werkstück, das eine große Anzahl geplanter Teilungslinien (kleine Chips) aufweist, oder dergleichen, geteilt wird. Darum kann das Werkstück als ein Ganzes ungeeignet sein, geeignet geteilt zu werden.
-
Es ist darum ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Teilungsverfahren bereitzustellen, das ein Werkstück in seiner Gesamtheit sicher teilen kann, ohne dass die Chips in Kontakt miteinander kommen.
-
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Teilungsverfahren zum Teilen eines plattenförmigen Werkstücks bereitgestellt, wobei das Teilungsverfahren beinhaltet: einen Ausbildungsschritt für einen Startpunktbereich zum Ausbilden eines Startpunktbereichs, der als ein Startpunkt einer Teilungslinie entlang einer geplanten teilenden Linie dient, die an dem Werkstück gesetzt ist; einen Heizungsschritt zum Heizen des Werkstücks nach einem Durchführen des Ausbildungsschritts für einen Startpunktbereich; einen Kühlschritt zum Kühlen des Werkstücks nach dem Durchführen des Teilungsschritts; einen Teilungsschritt zum Teilen des Werkstücks entlang des Startpunktbereichs durch Aufbringen einer Kraft auf dem Werkstück nach dem Durchführen des Trennungsschritts; und einen Anbringungsschritt für eine Folie zum Anbringen einer Ausdehnungsfolie an dem Werkstück vor einem Durchführen des Teilungsschritts; wobei der Teilungsschritt die Kraft auf dem Werkstück durch Ausdehnen einer Ausdehnungsfolie aufbringt.
-
In dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Ausbildungsschritt für einen Startpunktbereich mehrere feine Löcher ausbilden, welche eine Oberfläche von einem Inneren des Werkstücks entlang der geplanten Teilungslinie erreichen, durch Bestrahlen des Werkstücks mit einem Laserstrahl.
-
Das Teilungsverfahren entsprechend dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet einen Startpunktbereich aus, der als ein Startpunkt einer Teilung entlang einer geplanten Teilungslinie L dient, die an einem Werkstück gesetzt ist und heizt danach das Werkstück. Folglich werden die Risse ferner von dem Startpunktbereich des Werkstücks ausgedehnt und der Startpunktbereich des Werkstücks und die Umgebung davon wird weiter spröde. Darum, wenn eine Kraft in einer Richtung des Ausdehnens der Ausdehnungsfolie aufgebracht wird, nachdem das Werkstück geheizt wurde, kann das Werkstück zuverlässiger entlang der geplanten Teilungslinien geteilt werden.
-
Zusätzlich muss das Teilungsverfahren entsprechend dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung das Werkstück nicht mit Druck unter Verwendung eines dünnen plattenförmigen (klingenförmigen) Elements mit Druck beaufschlagt werden. Darum werden zueinander benachbart Chips daran gehindert, sich in einer sich nähernden Richtung zu bewegen und in Kontakt miteinander zu kommen. Folglich kann das Teilungsverfahren entsprechend dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung das Werkstück sicherer in seiner Gesamtheit teilen, ohne dass Chips in Kontakt miteinander kommen.
-
Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche mit Bezug zu den angehängten Figuren verstanden, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen.
-
Figurenliste
-
- 1A ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel einer Konfiguration eines Werkstücks, das durch das Verfahren entsprechend einer ersten Ausführungsform geteilt werden soll, zeigt;
- 1B ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erklären de Anbringungsschritts für ein Schutzelement unterstützt;
- 2A ist eine partielle Schnittansicht, die ein Erklären eines Ausbildungsschritts für eine modifizierte Schicht unterstützt;
- 2B ist eine partielle Schnittansicht, die ein Erklären eines Heizungsschritts unterstützt;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erklären eines Anbringungsschritts für eine Folie unterstützt;
- 4A und 4B sind partielle seitliche Schnittansichten, die ein Erklären eines Teilungsschritts unterstützen;
- 5 ist eine Aufsicht, die schematisch ein Beispiel einer Konfiguration eines Werkstücks zeigt, das durch ein Teilungsverfahren entsprechend einer zweiten Ausführungsform geteilt werden soll;
- 6A ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die ein Erklären eines Ausbildungsschritts für ein feines Loch unterstützt;
- 6B ist eine partielle Schnittansicht, die ein Erklären eines Heizungsschritts unterstützt;
- 7 ist eine Aufsicht, die ein Erklären eines Anbringungsschritts für eine Folie unterstützt; und
- 8 ist eine Aufsicht, die ein Erklären eines Teilungsschritts entsprechend einer Modifikation unterstützt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug zu den begleitenden Figuren beschrieben.
-
(Erste Ausführungsform)
-
In einer vorliegenden Ausführungsform wird ein Teilungsverfahren, das eine modifizierte Schicht (Startpunktbereich), die durch Multiphotonenabsorption durch Bündeln eines Laserstrahls, für den das Werkstück transparent ist, ausgebildet und danach das Werkstück mit der modifizierten Schicht als ein Startpunkt teilt, beschrieben. 1A ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel einer Konfiguration eines Werkstücks 11, das durch das Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform geteilt werden soll, zeigt. Wie in 1A gezeigt, ist das Werkstück 11 zum Beispiel ein scheibenförmiger Wafer, der aus einem Material wie Silizium (Si) oder dergleichen ausgebildet ist. Eine obere Oberfläche 11a des Werkstücks 11 ist in mehrere Bereiche durch geplante Teilungslinien (Straßen) 13 aufgeteilt, die in einem Gitter gesetzt sind. Ein Bauelement 15, wie ein IC (integrierte Schaltung) oder dergleichen, ist in jedem Bereich ausgebildet.
-
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein scheibenförmiger Wafer, der aus einem Material wie Silizium oder dergleichen ausgebildet ist, als das Werkstück 11 verwendet. Jedoch ist das Material, die Form, die Struktur, die Größe und dergleichen des Werkstücks 11 nicht beschränkt. Es ist auch möglich, ein Werkstück 11 zu verwenden, das aus einem Material wie einem anderen Halbleiter (zum Beispiel GaN, SiC oder dergleichen), einer Keramik (zum Beispiel Saphir, Lithiumtantalat, in Lithiumniobat oder dergleichen), einem Kunststoff, einem Metall oder dergleichen ausgebildet ist. Ähnlich ist die Art, Menge, Form, Struktur, Größe, Anordnung und dergleichen der Bauelemente 15 nicht beschränkt.
-
In dem Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst ein Anbringungsschritt für ein Schutzelement und durchgeführt, der ein Schutzelement an der oberen Oberflächenseite 11a des Werkstücks 11, das oben beschrieben ist, anbringt (anklebt). 1B ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erklären des Anbringungsschritts für ein Schutzelement unterstützt. Ein Schutzelement 21 ist zum Beispiel ein kreisförmiger Film (Folie oder Band), der einen Durchmesser gleich dem des Werkstücks 11 aufweist. Eine obere Oberflächenseite 21a des Schutzelements 21 ist mit einer Klebstoffschicht (Schicht aus haftvermittelndes Material), die eine haftvermittelnde Kraft aufweist, ausgebildet. Darum kann das Schutzelement 21 an der oberen Oberflächenseite 11a des Werkstücks 11 fixiert werden, indem die Oberflächenseite 21a in engen Kontakt mit der oberen Oberflächenseite 11a des Werkstücks 11 gebracht wird. Durch Anbringen eines solchen Schutzelements 21 ist es möglich eine Belastung, die an dem Werkstück 11 in jedem folgenden Schritt aufgebracht wird, abzufedern und folglich die Bauelemente 15 und dergleichen, die an der oberen Oberflächenseite 11a angeordnet sind, zu schützen.
-
Nach dem Anbringungsschritt für ein Schutzelement wird ein Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht (Ausbildungsschritt für einen Startpunktbereich) durchgeführt, der eine modifizierte Schicht (Startpunktbereich) ausbildet, die als ein Startpunkt einer Teilung in dem Werkstück 11 dient, indem ein Laserstrahl, der dazu in der Lage ist, durch das Werkstück 11 zu laufen, entlang der geplanten Teilungslinien 13 aufgebracht wird.
-
2A ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die ein Erklären des Ausbildungsschritts für eine modifizierte Schicht unterstützt. Der Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht wird zum Beispiel unter Verwendung einer Laserbearbeitungsvorrichtung 2, die in 2 A dargestellt ist, durchgeführt. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 beinhaltet einen Einspanntisch 4 zum ansaugenden Halten des Werkstücks 11. Der Einspanntisch 4 ist mit einer Drehantriebsquelle (nicht gezeigt) wie einem Motor oder dergleichen verbunden und dreht sich um eine Drehachse im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Richtung. Zusätzlich ist ein Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) unterhalb des Einspanntischs 4 bereitgestellt. Der Einspanntisch 4 wird in einer horizontalen Richtung durch diesen Bewegungsmechanismus bewegt.
-
Ein Teil einer oberen Oberfläche des Einspanntischs 4 ist eine Halteoberfläche 4a, die das Werkstück 11 ansaugt und hält. Die Halteoberfläche 4a ist mit einer Saugquelle (nicht gezeigt) durch einen Saugdurchgang (nicht gezeigt) oder dergleichen, der in dem Einspanntisch 4 ausgebildet ist, verbunden. Darum, wenn zum Beispiel das Schutzelement 21, das an dem Werkstück 11 angebracht ist, in Kontakt mit der Halteoberfläche 4a gebracht wird und ein negativer Druck der Saugquelle dazu gebracht wird, zu wirken, wird das Werkstück durch den Einspanntisch 4 angesaugt und gehalten. Eine Laserbestrahlungseinheit 6 ist oberhalb des Einspanntischs 4 angeordnet. Die Laserbestrahlungseinheit 6 bringt einen Laserstrahl 31, der durch einen Laseroszillator (nicht dargestellt) gepulst oszilliert wird, auf einer vorbestimmten Position auf und bündelt diesen. Der Laseroszillator ist dazu ausgestaltet, den Laserstrahl 31, der eine Wellenlänge aufweist, die dazu geeignet ist, durch das Werkstück 11 zu laufen (Wellenlänge, die nicht einfach absorbiert wird) gepulst zu oszillieren.
-
In dem Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht wird zuerst eine untere Oberfläche 21b des Schutzelements 21, das an dem Werkstück 11 angebracht ist, in Kontakt mit der Halteoberfläche 4a des Einspanntischs 4 gebracht und der negative Druck der Saugquelle wird dazu gebracht, zu wirken. Folglich wird das Werkstück 11 durch den Einspanntisch 4 in einem Zustand angesaugt und gehalten, in welchem eine untere Oberflächenseite 11b des Werkstücks 11 nach oben frei liegt. Als nächstes wird die Laserbestrahlungseinheit 6 auf einer Position oberhalb einer Ausdehnung einer geplanten Zielteilungslinie 13 angepasst, indem zum Beispiel der Einspanntisch 4 bewegt und gedreht wird. Danach, wie in 2 A gezeigt, wird der Einspanntisch 4 in einer Richtung parallel zu der geplanten Zielteilungslinie 13 bewegt, während der Laserstrahl 31 von der Laser Bestrahlungseinheit 6 zu der unteren Oberflächenseite 11b des Werkstücks 11 aufgebracht wird. Hier ist der Laserstrahl 31 an einer Position einer vorbestimmten Tiefe in dem Werkstück 11 gebündelt. Wenn der Laserstrahl 31 eine Wellenlänge aufweist, die dazu geeignet ist, durch das Werkstück 11 zu laufen und folglich in dem Werkstück 11 gebündelt zu werden, wird das Innere des Werkstücks 11 durch Multiphotonenabsorption modifiziert, sodass eine modifizierte Schicht (Startpunktbereich) 17 als ein Startpunkt der Teilungslinie ausgebildet werden kann.
-
Der Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht ist abgeschlossen, wenn die modifizierte Schicht 17 entlang all der geplanten Teilungslinien 13 durch Wiederholen der Betätigungen wie oben beschrieben ausgebildet ist. Im Übrigen, wie in 2 A gezeigt, ist die modifizierte Schicht 17 vorzugsweise in einem Zustand ausgebildet, in dem Risse (Startpunktbereiche) 19 die obere Oberfläche 11a (oder die untere Oberfläche 11b) erreichen. Das Werkstück 11 kann dadurch besser geteilt werden. Zusätzlich können für jede geplante Teilungslinie 13 mehrere modifizierte Schichten 17 an verschiedenen Positionen in der Tiefe ausgebildet werden. Nach dem Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht wird ein Heizungsschritt zum Heizen des Werkstücks 11 durchgeführt. 2B ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die ein Erklären des Heizungsschritts unterstützt. Der Heizungsschritt wird unter Verwendung einer heißen Platte 12, die in 2B dargestellt ist, zum Beispiel durchgeführt. Die heiße Platte 12 weist eine Heizungsoberfläche 12a auf, die auf einer beliebigen Temperatur eingestellt werden kann.
-
In dem Heizungsschritt wird die untere Oberfläche 21b des Schutzelements 21, das an dem Werkstück 11 angebracht ist, in Kontakt mit der Heizungsoberfläche 12a der Heizplatte 12 gebracht und die Temperatur der Heizungsoberfläche 12a erfüllt. Das Werkstück 11 wird dadurch durch die Heizungsoberfläche 12a geheizt, sodass die Risse 19 weiter von der modifizierten Schicht 17 ausdehnen oder die Umgebung der modifizierten Schicht 17 und die Risse 19 spröder gemacht werden können. Die Temperatur und die Zeit des Heizens sind willkürlich in einem Bereich gesetzt, in welchem die Risse 19 weiter von der modifizierten Schicht 17 ausgedehnt werden können oder die Umgebungen der modifizierten Schicht 17 und der Risse 19 spröder gemacht werden können. In der vorliegenden Ausführungsform ist zum Beispiel die Temperatur der Heizungsoberfläche 12a auf 180 °C gesetzt und die Zeit des Heizens ist auf eine Minute gesetzt.
-
Nach dem Heizungsschritt wird ein Kühlungsschritt zum Kühlen des Werkstücks 11 durchgeführt. In diesem Kühlungsschritt wird das Werkstück 11 zu einem solchen Grad abgekühlt, dass der folgende Schritt geeignet durchgeführt werden kann. Insbesondere ist es zum Beispiel vorteilhaft, das Werkstück 11 auf eine Temperatur von 50° C oder weniger vorzugsweise 40° C oder weniger zu kühlen. Ein Kühlverfahren ist nicht besonders beschränkt. Jedoch kann das Werkstück durch ein Verfahren des Platzierens des Werkstücks in einer Umgebung mit Raumtemperatur zum Beispiel gekühlt werden. Zusätzlich kann das Werkstück zum Beispiel durch besprühen mit Wasser oder dergleichen über dem Werkstück abgekühlt werden, um eine Zeit zu verkürzen, die das Abkühlen benötigt.
-
Im Übrigen können der Heizungsschritt und der Kühlschritt, die oben beschrieben sind, wiederholt durchgeführt werden. Wenn der Heizungsschritt und der Kühlschritt zwei bis dreimal zum Beispiel wiederholt werden, können die Risse 19 von der modifizierten Schicht 17 ausreichend ausgedehnt werden oder die Umgebungen der modifizierten Schicht 17 und die Risse 19 können ausreichend spröde ausgebildet werden.
-
Nach dem Kühlschritt wird ein Anbringungsschritt für eine Folie durchgeführt, welche eine Ausdehnungsfolie an der unteren Oberflächenseite 11b des Werkstücks 11 anbringt (anklebt). 3 ist eine perspektivische Ansicht, die beim Erklären des Anbringungsschritts für eine Folie hilfreich ist. Eine Ausdehnungsfolie ist zum Beispiel ein kreisförmiger Film (Band oder Folie), der einen größeren Durchmesser als das Werkstück 11 aufweist. Eine obere Oberflächenseite 41a der Ausdehnungsfolie 41 ist mit einer Haftvermittlerschicht (Schicht aus haftvermittelndes Material) bereitgestellt, das eine haftvermittelnde Kraft aufweist. Darum kann die Ausdehnungsfolie 41 an der unteren Oberflächenseite 11b des Werkstücks 11 angebracht werden, in dem ein zentraler Abschnitt der oberen Oberflächenseite 41a in engen Kontakt mit der unteren Oberflächenseite 11b des Werkstücks 11 zum Beispiel gebracht wird. Andererseits ist ein ringförmiger Rahmen 43, der das Werkstück 11 kreisförmig umgibt, an einem äußeren umfänglichen Abschnitt an der oberen Oberflächenseite 41a der Ausdehnungsfolie 41 angebracht. Das Werkstück 11 ist dadurch durch den ringförmigen Rahmen durch die Ausdehnungsfolie 41 getragen. Nachdem die Ausdehnungsfolie 41 an der unteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 angebracht ist, wird die obere Oberfläche 11a des Werkstücks 11 durch Ablösen und Entfernen des Schutzelements 21, das an der oberen Oberflächenseite 11a des Werkstücks 11 angebracht ist, freigelegt, wie in 3 gezeigt. Im Übrigen kann das Schutzelement 21 abgelöst und entfernt werden, bevor die Ausdehnungsfolie 41 an der unteren Oberflächenseite 11b des Werkstücks 11 angebracht ist.
-
Nach dem Anbringungsschritt für eine Folie wird ein Teilungsschritt durchgeführt, der eine Kraft an dem Werkstück 11 durch Ausdehnen der Ausdehnungsfolie 41 aufbringt und folglich das Werkstück 11 entlang der modifizierten Schicht 17 teilt. 4A und 4B sind partielle seitliche Schnittansichten, die beim Erklären des Teilungsschritts unterstützen. Der Teilungsschritt wird unter Verwendung einer Ausdehnungsvorrichtung 22, die zum Beispiel in 4A und 4B gezeigt ist, durchgeführt. Die Ausdehnungsvorrichtung 22 beinhaltet einen Trägeraufbau 34 zum Tragen des Werkstücks 11 und eine zylindrische Ausdehnungstrommel 26. Der Trägeraufbau 24 beinhaltet einen Trägertisch 28, der einen kreisförmigen Öffnungsabschnitt in einer Aufsicht aufweist. Der ringförmige Rahmen 43 ist an einer oberen Oberfläche des Trägertischs 28 platziert. Mehrere Klemmen 30 zum Fixieren des Rahmens 43 sind an einem äußeren umfänglichen Teil des Trägertischs 28 angeordnet. Der Trägertisch 28 ist durch einen Anhebe- und Absenkmechanismus 32 zum Absenken und Anheben des Trägeraufbaus 24 getragen.
-
Der Anhebe- und Absenkmechanismus 32 beinhaltet Zylindergehäuse 34, die an einer Basis (nicht gezeigt) unterhalb angeordnet sind, und Kolbenstangen 36, die in das Zylindergehäuse 34 eingeführt sind. Der Trägertisch 28 ist an oberen Endabschnitten der Kolbenstangen 36 fixiert. Der Anhebe- und Absenkmechanismus 32 hebt und senkt den Trägeraufbau 24 durch Bewegen der Kolbenstangen 36 nach oben und nach unten an/ab. Die Ausdehnungstrommel 26 ist in einem Öffnungsabschnitt des Trägertischs 28 angeordnet. Der innere Durchmesser (Durchmesser) der Ausdehnungstrommel 26 ist größer als der Durchmesser des Werkstücks 11. Andererseits ist der äußere Durchmesser (Durchmesser) der Ausdehnungstrommel 26 kleiner als der innere Durchmesser (Durchmesser) des ringförmigen Rahmens 43 und der Durchmesser des Öffnungsabschnitts des Trägertischs 28.
-
In dem Teilungsschritt wird zuerst, wie in 4A gezeigt, die Höhe der oberen Oberfläche des Trägertischs 28 auf die Höhe eines oberen Endes der Ausdehnungstrommel 26 angepasst, der Rahmen 43 ist an der oberen Oberfläche des Trägertischs 28 platziert und danach wird der Rahmen 43 durch die Klemmen 30 fixiert. Das obere Ende der Ausdehnungstrommel 26 kommt dadurch in Kontakt mit der Ausdehnungsfolie 41 zwischen dem Werkstück 11 und dem Rahmen 43. Als nächstes, wie in 4B gezeigt, wird die obere Oberfläche des Trägertischs 28 zu einer Position unterhalb des oberen Endes der Ausdehnungstrommel 26 bewegt, in dem der Trägeraufbau 24 durch den Anhebe- und Absenkmechanismus 32 abgesenkt wird. Als ein Ergebnis wird die Ausdehnungstrommel 26 bezüglich des Trägertischs 28 angehoben und die Ausdehnungsfolie 41 wird durch die Ausdehnungstrommel 26 angehoben und radial ausgedehnt. Wenn die Ausdehnungsfolie 41 ausgedehnt wird, wirkt eine Kraft in einer Richtung des Ausdehnens der Ausdehnungsfolie 41 (radiale Kraft) auf das Werkstück 11. Das Werkstück 11 wird dadurch in mehrere Chips mit der modifizierten Schicht 17 und dem Riss 19 als ein Startpunkt geteilt.
-
Folglich bildet das Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die modifizierte Schicht (Startpunktbereich) 17 und die Risse (Startpunktbereiche) 19 als ein Startpunkt einer Teilung entlang der geplanten Teilungslinien 13, die in dem Werkstück 11 gesetzt sind, aus und heizt danach das Werkstück 11. Darum werden die Risse 19 weiter von der modifizierten Schicht 17 des Werkstücks 11 ausgedehnt die modifizierte Schicht 17 und die Risse 19 des Werkstücks 11 und die Umgebungen davon werden weiter spröde. Folglich, wenn die Kraft in der Richtung des Ausdehnens der Ausdehnungsfolie 41 aufgebracht wird, nachdem das Werkstück 11 geheizt wurde, kann das Werkstück 11 zuverlässiger entlang der geplanten Teilungslinien 13 geteilt werden. Zusätzlich braucht das Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform das Werkstück 11 nicht unter Verwendung eines dünnen plattenförmigen (klingenförmigen) Elements mit Druck zu beaufschlagen. Darum werden benachbart Chips daran gehindert, sich in einer sich nähernden Bewegung zu bewegen und in Kontakt miteinander zu kommen. Folglich kann das Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform das Werkstück 11 zuverlässiger in seiner Gesamtheit teilen, ohne dass Chips in Kontakt miteinander kommen.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Teilungsverfahren beschrieben, das mehrere feine Löcher (Startpunktbereiche) ausbildet, welche eine obere Oberfläche oder eine untere Oberfläche eines Werkstücks von dem Inneren des Werkstücks erreichen, indem ein Laserstrahl gebündelt wird, für den das Werkstück transparent ist, und danach das Werkstück mit den feinen Löchern als ein Startpunkt teilt. 5 ist eine Aufsicht, die schematisch ein Beispiel einer Konfiguration eines Werkstücks 51 zeigt, das durch ein Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform geteilt werden soll. Wie in 5 gezeigt, ist das Werkstück 51 zum Beispiel ein scheibenförmiges Glassubstrat, das aus einem Material wie einem Kalknatronglas, einem Borsilicatglas, ein Aluminiumsilicatglas oder dergleichen sein. Geplante Teilungslinien 53 sind an einer oberen Oberflächenseite 51a (oder einer unteren Oberflächenseite 51b) des Werkstücks 51 gesetzt. Die geplanten Teilungslinien 53 beinhalten zum Beispiel mehrere geplante Teilungslinien 53a, die in einer kreisförmigen Form gesetzt sind, und mehrere geplante Teilungslinien, 53b die in einer linearen Form gesetzt. Die linearen geplanten Teilungslinien 53b sind so gesetzt, dass sie die geplanten Teilungslinien 53a an einer äußeren umfänglichen Kante des Werkstücks 51 verbinden oder benachbarte geplante Teilungslinien 53a miteinander verbinden. Folglich, wenn das Werkstück 51 entlang der geplanten Teilungslinien 53a und der geplanten Teilungslinien 53b geteilt wird, werden mehrere scheibenförmige Chips entsprechend den mehreren geplanten Teilungslinien 53a erhalten.
-
Im Übrigen, während ein scheibenförmiges Glassubstrat als das Werkstück 51 in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, sind das Material, die Form, der Aufbau, die Größe und dergleichen des Werkstücks 51 nicht beschränkt. Es ist auch möglich, ein Werkstück 51 zu verwenden, das aus einem Material wie einer anderen Keramik (zum Beispiel Saphir, Lithiumtantalat, Lithiumniobat oder dergleichen), einem Halbleiter (zum Beispiel GaN, SiC oder dergleichen), einem Kunststoff, einem Metall oder dergleichen ausgebildet ist. Ähnlich sind die Form, Anordnung und dergleichen der geplanten Teilungslinien 53 nicht beschränkt.
-
In dem Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wird ein Ausbildungsschritt für ein feines Loch (Ausbildungsschritt für Startpunktbereich) als erstes durchgeführt, der einen Laserstrahl, der dazu geeignet ist, durch das Werkstück 51 zu laufen, entlang der geplanten Teilungslinien 53 aufbringt, um dadurch mehrere feine Löcher (Startpunktbereiche) auszubilden, welche die Oberfläche 51a oder die untere Oberfläche 51b von dem Inneren des Werkstücks 51 erreichen. 6A ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die ein Erklären des Ausbildungsschritts für ein feines Loch unterstützt. Wie in 6A gezeigt, wird der Ausbildungsschritt für ein feines Loch entsprechend der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung 2, die in der ersten Ausführungsform zum Beispiel beschrieben ist, durchgeführt. Jedoch ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Linse verwendet, sodass ein Wert, der durch Teilen einer numerischen Apertur (Na) der Linse durch einen Brechungsindex des Werkstücks 51 erhalten wird, 0,05-0,2 ist, als eine Linse zum Bündeln der Laserbestrahlungseinheit 6 verwendet. Es ist darum möglich, mehrere feine Löcher (Startpunktbereiche) 55 und einen geänderten Bereich auszubilden, der jedes feine Loch 55 in dem Werkstück 51 umgibt.
-
In dem Ausbildungsschritt für ein feines Loch wird zuerst die obere Oberfläche 51a des Werkstücks 51 in Kontakt mit der Halteoberfläche 4a des Einspanntischs 4 gebracht und der negative Druck einer Saugquelle wird dazu gebracht, zu wirken. Folglich wird das Werkstück 51 durch den Einspanntisch 4 in einem Zustand angesaugt und gehalten, in welchem die untere Oberflächenseite 51b des Werkstücks 51 nach oben frei liegt. Im Übrigen kann die untere Oberfläche 51b in Kontakt mit der Halteoberfläche 4a des Einspanntischs 4 gebracht werden, sodass die obere Oberflächenseite 51a des Werkstücks 51 nach oben freiliegt. Zusätzlich kann ein Schutzelement oder dergleichen zwischen dem Einspanntisch 4 und dem Werkstück 51 eingefügt sein. Als nächstes wird die Laserbestrahlungseinheit 6 auf eine geplante Zielteilungslinie 53 angepasst, zum Beispiel indem der Einspanntisch 4 gedreht und bewegt wird. Danach, wie in 6 A gezeigt, während ein Laserstrahl 33 von der Laserbestrahlungseinheit 6 zu der unteren Oberflächenseite 51b des Werkstücks 51 aufgebracht wird, wird der Einspanntisch 4 bewegt, sodass der Laserstrahl 33 entlang der geplanten Zielteilungslinie 53 aufgebracht wird. Im Übrigen zeigt 6A schematisch einen Schnitt entlang der geplanten Teilungslinie 53 des Werkstücks 51.
-
In diesem Fall ist der Laserstrahl 33 so gebündelt, dass ein Bündelpunkt (Bündelbereich) sich in einem Bereich von der oberen Oberfläche 51a zu der unteren Oberfläche 51b des Werkstücks 51 erstreckt. Folglich kann das Bündeln des Laserstrahls 33, der eine Wellenlänge aufweist, die dazu geeignet ist, durch das Werkstück 51 zu laufen, in einem Bereich von der oberen Oberfläche 51a zu der unteren Oberfläche 51b des Werkstücks 51 unter Verwendung der oben beschriebenen Linse mehrere feine Löcher 55, welche die obere Oberfläche 51a oder die untere Oberfläche 51b von dem Inneren des Werkstücks 51 erreichen und einen geänderten Bereich, der das feine Loch 55 umgibt, ausbilden. D. h. wenn die feinen Löcher 55 und die geänderten Bereiche, welche die feinen Löcher 55 umgeben, ausgebildet werden, ist der Laserstrahl 33 vorzugsweise gebündelt, sodass der Bündelpunkt sich in einem Bereich von der oberen Oberfläche 51a zu der unteren Oberfläche 51b des Werkstücks 51 erstreckt, ohne dass der Laserstrahl 33 an einem Punkt in dem Werkstück 51 konzentriert ist. Im Übrigen kann eine Korrekturplatte oder dergleichen für einen Bündelpunkt verwendet werden, um den Laserstrahl 33 zu bündeln, sodass der Bündelpunkt sich in einem Bereich von der oberen Oberfläche 51a zu der unteren Oberfläche 51b des Werkstücks erstreckt. Zusätzlich wird in diesem Fall der Laserstrahl 33 in einem Zustand (zum Beispiel dem Strahldurchmesser und der Wiederholungsfrequenz des Laserstrahls 33, der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspanntischs 4 und dergleichen) aufgebracht, sodass die geänderten Bereiche, welche die feinen Löcher 55 umgeben, kontinuierlich zusammen entlang jeder geplanten Teilungslinie 53 ausgebildet sind. Jedoch müssen die feinen Löcher 55, die zueinander benachbart sind, daran gehindert werden, miteinander verbunden zu sein. Der Ausbildungsschritt für ein feines Loch ist abgeschlossen, wenn feine Löcher 55 und geänderte Bereiche entlang all den geplanten Teilungslinien 53 durch Wiederholen der Betätigung, wie oben beschrieben, ausgebildet sind.
-
Im Übrigen sind die Reihenfolge und dergleichen der Ausbildung der feinen Löcher 55 und der geänderten Bereiche nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel können feine Löcher 55 und geänderte Bereiche entlang der geraden geplanten Teilungslinien 53b ausgebildet werden, nachdem feine Löcher 55 und geänderten Bereiche entlang der kreisförmigen geplanten Teilungslinien 53a ausgebildet wurden, oder feinen Löcher 55 und geänderten Bereiche können entlang der kreisförmigen geplanten Teilungslinien 53a ausgebildet werden, nachdem feine Löcher 55 und geänderten Bereiche entlang der linearen geplanten Teilungslinien 53b ausgebildet wurden.
-
Nachdem Ausbildungsschritt für ein feines Loch wird ein Heizungsschritt zum Heizen des Werkstücks 51 durchgeführt. 6B ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die ein Erklären des Heizungsschritts unterstützt. Wie in 6B gezeigt, wird der Heizungsschritt entsprechend der vorliegenden Ausführungsform auch unter Verwendung der Heizplatte 12, die in der ersten Ausdrucksform beschrieben ist, zum Beispiel durchgeführt.
-
In dem Heizungsschritt wird die obere Oberfläche 51a des Werkstücks 51 in Kontakt mit der Heizungsoberfläche 12a der Heizplatte 12 gebracht und die Temperatur der Heizungsoberfläche 12a wird erhöht. Das Werkstück 51 wird dadurch durch die Heizungsoberfläche 12a geheizt, sodass Risse sich von den feinen Löchern 55 und den geänderten Bereichen ausdehnen oder die Umgebungen der feinen Löcher 55 der geänderten Bereiche spröde gemacht werden. Die Temperatur und die Zeit des Heizens sind willkürlich in einem Bereich gesetzt, in dem Risse sich von den feinen Löchern 55 und den geänderten Bereichen ausdehnen können oder die Umgebungen der feinen Löcher 55 und geänderten Bereiche spröde gemacht werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist zum Beispiel die Temperatur der Heizungsoberfläche 12a auf 180 °C gesetzt und die Zeit des Heizens ist auf 1 Minute gesetzt.
-
Nach dem Heizungsschritt wird ein Kühlschritt zum Kühlen des Werkstücks 51 durchgeführt. In diesem Kühlschritt wird das Werkstück 51 auf ein solches Grad gekühlt, dass ein darauffolgender Schritt geeignet ausgeführt werden kann. Insbesondere ist es zum Beispiel gewünscht das Werkstück 51 bis zu einer Temperatur von 50 °C oder weniger vorzugsweise 40 °C oder weniger zu kühlen. Ein Kühlverfahren ist nicht besonders beschränkt. Jedoch kann das Werkstück 51 durch ein Verfahren eines Platzierens des Werkstücks 51 in einer Umgebung mit Raumtemperatur zum Beispiel gekühlt werden. Zusätzlich kann das Werkstück 51 zum Beispiel durch Sprühen von Wasser oder dergleichen über das Werkstück 51 gekühlt werden, um die benötigte Zeit für das Kühlen zu reduzieren.
-
Im Übrigen können der Heizungsschritt und der Kühlschritt wiederholt durchgeführt werden. Wenn der Heizungsschritt und der Kühlschritt wiederholt durchgeführt werden, zum Beispiel zwei bis dreimal, können Risse von den feinen Löchern 55 und den geänderten Bereichen ausreichend ausgedehnt werden oder die Umgebungen der feine Löcher 55 und die geänderten Bereiche können ausreichend spröde gemacht werden.
-
Nach dem Kühlschritt wird ein Schritt zum Anbringen einer Folie durchgeführt, der eine Ausdehnungsfolie an der unteren Oberflächenseite 51b des Werkstücks 51 anbringt (anklebt). 7 ist eine Aufsicht, die ein Erklären des Anbringungsschritts für eine Folie unterstützt. Die Konfiguration einer Ausdehnungsfolie 61, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, ist im Wesentlichen die gleiche wie die Konfiguration der Ausdehnungsfolie 41, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Insbesondere ist die Ausdehnungsfolie 61 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ein kreisförmiger Film (Band oder Folie), der einen größeren Durchmesser als das Werkstück 51 aufweist und die obere Oberflächenseite 61a des der Ausdehnungsfolie 61 ist mit einer Klebschicht (Schicht aus haftvermittelndes Material) bereitgestellt, die eine haftvermittelnde Kraft aufweist. Die Ausdehnungsfolie 61 kann an der unteren Oberflächenseite 51b des Werkstücks 51 angebracht sein, indem ein zentraler Abschnitt der oberen Oberflächenseite 61a in engen Kontakt mit der unteren Oberflächenseite 51b des Werkstücks 51 kommt. Ein ringförmiger Rahmen 63, der das Werkstück 51 kreisförmigen umgibt, ist an einem äußeren umfänglichen Abschnitt an der oberen Oberflächenseite 61a der Ausdehnungsfolie 61 fixiert.
-
Nach dem Anpassungsschritt für eine Folie wird ein Teilungsschritt durchgeführt, der eine Kraft auf dem Werkstück 51 durch Ausdehnen der Ausdehnungsfolie 61 aufbringt und folglich das Werkstück 51 entlang der feinen Löcher 55 teilt. Eine Prozedur des Teilungsschritts entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann dieselbe Prozedur wie die des Teilungsschritts entsprechend der ersten Ausführungsform sein. Der Teilungsschritt ist abgeschlossen, wenn das Werkstück 51 in die mehreren Chips mit den feinen Löchern 55 als ein Startpunkt geteilt ist.
-
Folglich bildet das Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die feinen Löcher (Startpunktbereiche) 55 als ein Startpunkt zum Teilen entlang der geplanten Teilungslinien 53, die in dem Werkstück 51 gesetzt sind, aus und heizt danach das Werkstück 51. Darum dehnen sich Risse von den feinen Löchern 55 und den geänderten Bereichen des Werkstücks 51 aus und die feinen Löcher 55 und die geänderten Bereiche des Werkstücks 51 und die Umgebung davon wird ferner versprödet. Darum, wenn die Kraft in der Richtung der Ausdehnung der Ausdehnungsfolie 61 aufgebracht wird, nachdem das Werkstück 51 geheizt wurde, kann das Werkstück 51 entlang der geplanten Teilungslinien 53 zuverlässiger geteilt werden. Zusätzlich muss das Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform das Werkstück 51 nicht unter Verwendung eines dünnen plattenförmigen Elements mit Druck beaufschlagt werden Darum werden Chips, die zueinander benachbart sind, daran gehindert, sich in einer sich nähernden Richtung zu bewegen und in Kontakt miteinander zu kommen. Folglich kann das Teilungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform das Werkstück 51 zuverlässiger in seiner Gesamtheit teilen, ohne dass die Chips miteinander in Kontakt kommen.
-
Es ist darum anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Beschreibung der vorgenannten Ausführungsform und dergleichen beschränkt ist und in verschiedenen Weisen geändert und ausgeführt werden kann. Zum Beispiel, während die Ausdehnungsfolien 41 und 61 radial in dem Teilungsschritt der vorgenannten Ausführungsformen ausgedehnt werden, kann eine Ausdehnungsfolie auch in zwei Richtungen, die sich kreuzen, zum Beispiel ausgedehnt werden. 8 ist eine Aufsicht, die ein Erklären eines Teilungsschritts entsprechend einer Modifikation unterstützt. Der Teilungsschritt entsprechend der Modifikation wird unter Verwendung einer Ausdehnungsvorrichtung 42, die in 8 zum Beispiel gezeigt ist, durchgeführt. Die Ausdehnungsvorrichtung 42 beinhaltet mehrere einklemmende Einheiten (eine erste einklemmende Einheit 44, eine zweite einklemmende Einheit 46, eine dritte einklemmende Einheit 48 und eine vierte einklemmende Einheit 50) zum Einklemmen einer Ausdehnungsfolie 71. Jede der einklemmenden Einheiten beinhaltet einen Kontaktabschnitt für eine obere Oberflächenseite in Kontakt mit einer oberen Oberflächenseite 71a der Ausdehnungsfolie 71 und einen Kontaktabschnitt für eine untere Oberflächenseite in Kontakt mit einer unteren Unterfläche der Ausdehnungsfolie 71. Jede der einklemmenden Einheiten klemmt die Ausdehnungsfolie 71 ein. Die erste einklemmende Einheit 44 und die zweite einklemmende Einheit 46 sind an Positionen angeordnet, sodass das Werkstück 51 dazwischen in einer ersten Richtung D1 eingefügt ist. Die erste einklemmende Einheit 44 und die zweite einklemmende Einheit 46 können sich so bewegen, dass sie sich voneinander entlang der ersten Richtung D1 trennen. Zusätzlich sind die dritte einklemmende Einheit 48 und die vierte einklemmende Einheit 50 sind in Positionen angeordnet, sodass das Werkstück 51 dazwischen in einer zweiten Richtung D2 im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung D1 eingefügt ist. Die dritte einklemmende Einheit 48 und die vierte einklemmen de Einheit 50 können sich so bewegen, dass sie sich voneinander entlang der zweiten Richtung D2 trennen.
-
In dem Teilungsschritt entsprechend der Modifikation wird zuerst die Ausdehnungsfolie 71 zwischen jeder der einklemmenden Einheiten eingeklemmt. Als nächstes, wie in 8 gezeigt, werden die erste einklemmende Einheit 44 und die zweite einklemmende Einheit 46 bewegt, sodass sie sich voneinander entlang der ersten Richtung D1 trennen, und die dritte einklemmende Einheit 48 und die vierte einklemmende Einheit 50 werden bewegt, sodass sie sich voneinander entlang der zweiten Richtung D2 trennen. Folglich wird die Ausdehnungsfolie 71 in der ersten Richtung D1 und der zweiten Richtung D2 ausgedehnt und das Werkstück 51 wird in mehrere Chips geteilt.
-
Im Übrigen ist es nach dem Teilungsschritt wünschenswert einem ringförmigen Rahmen an der Ausdehnungsfolie 71 zu fixieren und die Ausdehnungsfolie 71 in Übereinstimmung mit dem Rahmen zu schneiden. D. h., dass der Teilungsschritt entsprechend der Modifikation durchgeführt, wird, bevor der ringförmige Rahmen an der Ausdehnungsfolie 71 fixiert wird. Zusätzlich wird ein rechteckige (oder bandförmige) Ausdehnungsfolie als die Ausdehnungsfolie 71 verwendet, bevor sie in einer kreisförmigen Form geschnitten ist. Während 8 einen Fall darstellt, in dem das Werkstück 51 geteilt ist, kann das Werkstück 11 ähnlich geteilt sein.
-
Zusätzlich, während der Anbringungsschritt für eine Folie nach dem Kühlschritt in der vorgenannten Ausführungsform durchgeführt wird, ist es ausreichend, den Anbringungsschritt für eine Folie zumindest vor dem Teilungsschritt anzubringen. Es ist auch zum Beispiel möglich den Anbringungsschritt für eine Folie vor dem Ausbildungsschritt für ein feines Loch (Ausbildungsschritt für einen Startpunktbereich) durchzuführen. Der Anbringungsschritt für eine Folie kann anstelle des Anbringungsschritts für ein Schutzelement durchgeführt werden. In diesem Fall dient die Ausdehnungsfolie als das Schutzelement.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das äquivalente des Umfangs der Ansprüche fallen, werden dadurch durch die Erfindung umfasst.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-